KR20120006760U - 인쇄회로기판용 스크린프린터의 스퀴즈장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치에 있어서, 전후 이송가능한 스퀴즈 이송용 플레이트의 상부 고정대에 설치된 모터; 상기 모터의 회전동력으로 상하방 선형 운동하는 승강작동판; 상기 승강작동판의 좌우측에 장착되고 압력분산 전달수단으로서 작동로드를 각각 가지며 소정 압력제어에 의거하여 정밀 승강 작동하는 적어도 두개의 실린더; 좌우로 압력분산 전달하는 적어도 두개의 실린더의 작동로드의 하단에 결합 고정된 스퀴즈날; 상기 스퀴즈날의 상하 움직임을 안내하는 안내로드로 구성하여서, 인쇄회로기판 좌우 사이즈와 함께 스퀴즈날의 길이가 증가하여도 스퀴즈날의 모든 지점에 압력분배가 균일하게 이루어지도록 해주고 인쇄회로기판의 랜드면에 전체 균일한 두께의 도전패턴이나 로고를 형성할 수 있게 해준다.

Description

인쇄회로기판용 스크린프린터의 스퀴즈장치{Squeegee of screen printer for printed circuit board}

본 고안은 스크린 프린터(screen printer)의 스퀴즈(squeegee)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판의 사이즈가 증가하더라도 솔더 페이스트(solder paste)를 인쇄 회로 기판 상에 균일하게 일정한 두께로 도포할 수 있는 스크린 프린터의 스퀴즈장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판용 스크린 프린터는 솔더 페이스트를 이용하여 인쇄회로기판의 표면에 목적으로 하는 로고나 도전패턴을 스크린 인쇄하는 장치이다.

이러한 인쇄회로기판용 스크린 프린터는, 프레임과, 프레임 상의 인쇄수행 위치에 인쇄회로기판이 놓일 수 있게 받침해 주는 인쇄 테이블과, 인쇄 테이블의 상부 프레임 상에서 전후 왕복 이송가능하게 설치되며 취부된 스퀴즈날로 솔더 페이스트를 도포하는 스퀴즈장치와, 인쇄회로기판 상에 밀착되며 목적하는 로고나 도전패턴이 식각처리로 개구 형성된 금속형 스텐실 마스크를 기본적으로 구비한다.

스텐실 마스크는 주로 스텐레스스틸 재질로서 얇은 두께의 박형으로 형성되며, 인쇄회로기판의 상부 랜드(land)에 목적하는 로고나 패턴이 형성될 수 있도록 식각처리 등을 통해서 천공 형성된 개구부를 갖는다.

이러한 스텐실 마스크를 이용해 스크린 인쇄시, 인쇄회로기판 상에 박형 스텐실 마스크를 밀착시키고 스텐실 마스크 상부에는 솔더 페이스트를 부어준 후 스퀴즈장치를 이용하여 솔더 페이스트를 밀착 이송시켜 스텐실 마스크내 패턴 개구부를 통해 솔더 페이스트가 입혀지게 함으로써 스텐실마스크가 제거된 인쇄회로기판 상의 랜드면에 소정 도전패턴이나 로고가 형성되는 것이다. 스퀴즈장치에서 솔더 페이스트를 끌고 가며 얇게 도포하는 구성요소는 마치 차량의 윈드 브러쉬 블레이드와 같은 스퀴즈날이다.

스크린 프린터에서는, 인쇄회로기판 상의 밀착된 스텐실마스크 상에 이러한 스퀴즈날을 갖는 스퀴즈장치를 근접시키거나 스텐실마스크 상부로부터 떨어지도록 상하 이동하는 수단과 스퀴즈날을 스텐실 마스크 면에 접촉시킨 상태에서 스퀴즈장치를 전후 왕복 이동시키기 위한 수단이 요구되며, 또 인쇄 수행 전 스텐실 마스크를 인쇄회로기판 상에 밀착시키거나 인쇄완료 후 박형 스텐실 마스크를 인쇄회로기판에서 탈리시켜서 원위치로 복귀시키는 수단도 함께 요구된다.

그런데 일반 인쇄회로기판용 스크린 프린터에는 스퀴즈장치의 상하 이동수단이 하나의 작동축대로 구성되어 힘을 전달하는 까닭에 스퀴즈장치의 스퀴즈날을 이용해서 솔더 페이스트를 도포할 수 있는 인쇄회로기판의 작업폭 사이즈가 대략 550mm로 제한되고 있다.

인쇄회로기판의 좌우폭이 550mm를 넘는 사이즈면 이를 커버할 수 있는 스퀴즈장치의 스퀴즈날도 550mm를 넘는 길이로 증가하여야 되는데, 이렇게 스퀴즈날의 길이가 증가하게 되면 스텐실 마스크의 중앙부과 양측 단부에 가해지는 압력의 차가 발생된다. 즉 스퀴즈장치의 상하이동수단인 하나의 작동축대에 고정된 스퀴즈날의 중앙부분에는 목표하는 압력이 그대로 가해지지만 스퀴즈날의 중앙부분으로부터 좌우 양단측으로 멀어져 갈수록 그 압력이 점차 낮아지게 가해지는 것이다.

스퀴즈날의 중앙 및 좌우 양단부 전체에 걸쳐 정밀하고 균일한 압력이 가해지지 못하게 되면 스텐실 마스크의 천공 개구부에 메워져 인쇄회로기판에 도포되는 솔더 페이스트의 두께가 균일하지 못하게 된다. 즉 인쇄회로기판에 형성된 도전패턴이 불량상태가 되는 것이다.

따라서 본 고안의 목적은 인쇄회로기판의 사이즈가 증가하더라도 스퀴즈날에 가해지는 압력이 일정하도록 하는 스퀴즈장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 스크린 프린터를 이용해 인쇄회로기판에 솔더 페이스트를 도포함에 있어 전체 균일한 두께의 도전패턴이나 로고를 형성할 수 있는 스퀴즈장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 인쇄회로기판의 좌우폭 사이즈가 증가하더라도 인쇄회로기판 상에 솔더 페이스트를 균일하고 안정적으로 도포할 수 있음과 동시에 원하는 도포 방향에 맞는 스퀴즈날 각도가 형성되어 이송되게 해주는 스퀴즈장치를 제공하는데 있다.

이를 위해 본 고안의 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치는, 전후 이송가능한 스퀴즈 이송용 플레이트의 상부 고정대에 설치된 모터; 상기 모터의 회전동력으로 상하방 선형 운동하는 승강작동판; 상기 승강작동판의 좌우측에 장착되고 압력분산 전달수단으로서 작동로드를 각각 가지며 소정 압력제어에 의거하여 정밀 승강 작동하는 적어도 두개의 실린더; 좌우로 압력분산 전달하는 적어도 두개의 실린더의 작동로드의 하단에 결합 고정된 스퀴즈날; 상기 스퀴즈날의 상하 움직임을 안내하는 안내로드로 구성함을 특징으로 한다.

또 본 고안은, 상기 작동로드의 하단과 상기 안내로드의 하단을 결합하는 결합부츠; 상기 결합부츠에 결합 고정되며 가변 사이즈의 스퀴즈날을 체결 고정 가능한 체결대를 더 구비함을 특징으로 한다.

또 본 고안에서, 상기 결합부츠의 좌우 일측에는 작동로드의 하단이 결합되고 상기 결합부츠의 타단에는 상기 안내로드의 하단이 축핀으로 연결되게 하여 결합부츠의 상하요동을 허락하게 구성함을 특징으로 한다.

또 본 고안에서 마스크면과 닿는 스퀴즈날은 각도가 30?50도가 유지되게 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 고안에서, 상기 승강작동판은 볼스크류의 너트부에 고정되고, 볼스크류의 나사축이 모터축과 풀리벨트로 연결되어서 승강작동하게 구성함을 특징으로 한다.

본 고안은 스퀴즈장치를 구현함에 있어 인쇄회로기판의 좌우 사이즈에 비례하는 스퀴즈날을 장착할 수 있으며, 인쇄회로기판 좌우 사이즈와 함께 스퀴즈날의 길이가 증가하여도 스퀴즈날의 모든 지점에 압력분배가 균일하게 이루어지도록 해준다. 그 결과 인쇄회로기판의 사이즈가 증가하더라도 인쇄회로기판 상에 솔더 페이스트를 균일하고 안정적으로 도포할 수 있게 되고 스텐실 마스크를 이용해 솔더 페이스트가 도포된 인쇄회로기판의 랜드면에 전체 균일한 두께의 도전패턴이나 로고를 형성할 수가 있다.

도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치 사시도,
도 2는 도 1의 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치의 정면도,
도 3은 도 1의 (a)에 도시된 스퀴즈장치에서 스퀴즈날이 제거된 사시도,
도 4는 도 1의 (b)에 도시된 스퀴즈장치에서 스퀴즈날이 제거된 저면 사시도,
도 5는 본 고안 스퀴즈날의 부품 사시도,
도 6은 스퀴즈날이 받는 힘의 축이 하나인 경우를 설명하기 위한 비교예 도면.

전술한, 그리고 추가적인 본 고안의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 고안의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치 사시도로서, (a)는 상부에서 바라본 사시도이고 (b)는 저부 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치의 정면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된, 본 고안의 스퀴즈 장치(A)는 550mm 이상을 넘으며 800mm까지 폭을 갖는 인쇄회로기판에 대한 솔더 페이스트의 도포 작업도 가능케 한다. 인쇄회로기판의 폭 550mm이면 스퀴즈날의 길이는 600mm정도가 되는바 대개 스퀴즈날(32)(34)은 인쇄회로기판의 좌우폭에 비해서 좀 더 큰 사이즈를 갖는다.

통상 스퀴즈장치에서 작동 힘의 축이 하나이면 스퀴즈날이 600mm 이상을 넘게 되면 도 1,도 2에 관련되며 도 6에 도시된 비교 예에서와 같이 스퀴즈 작업시 작동축이 있는 중앙부에서 멀어짐으로써 스퀴즈날에 가하는 일정한 압력 분배를 어렵게 한다.

그런데 도 1 및 도 2에서와 같은 본 고안의 스퀴즈장치(A)는 각 스퀴즈날(32)(34)에 가해지는 압력분배지점을 분산함으로써 비록 스퀴즈날(32)(34)이 600mm 이상이 되더라도 각 스퀴즈날(32)(34)의 중앙지점뿐만 아니라 중앙지점에서 가장 먼 지점에도 동일한 압력이 가해질 수 있게 하는 것이다. 즉 본 고안에서는 도 6에 도시된 중앙부 한곳에서 작용하는 힘의 축을 이용하는 것이 아니라 도 1,2의 예시에서와 같이 중앙의 좌우측에 있는 두 개소나 그 이상으로 압력(힘)의 축을 분산함으로써 각 스퀴즈날(32)(34)의 모든 구간에서 일정한 압력분포를 갖게 한다.

본 고안의 스퀴즈장치(A)는 솔더페이스트를 가운데 둘 수 있는 작업의 편이성을 위해서 바람직하게 두 개의 스퀴즈날(32)(34)로 구성되며, 필요에 따라서는 한 개의 스퀴즈날로도 구성할 수도 있음을 이해하여야 한다.

이 때 각 스퀴즈날(32)(34)과 마스크 면이 닿는 각도는 도 5에 도시된 바와 같이 대략 30?50도 내외를 유지하게 설계하며, 본 고안의 스퀴즈날(32)(34)은 소모성 자재로서 압력전달이 용이한 형태로 구성한다.

본 고안의 스퀴즈장치(A)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 550mm를 훨씬 넘으며 800mm의 좌우폭을 갖는 인쇄회로기판까지도 충분히 수용할 수 있는 긴 길이의 스퀴즈 이송용 플레이트(2)를 구비한다.

스퀴즈 이송용 플레이트(2)의 상부면에는 좌우 축대 상단에 연결판이 다리 연결된 형태의 고정대(4)가 장착된다. 그리고 스퀴즈 이송용 플레이트(2) 중앙과 고정대(4)의 연결판 중앙을 잇고 모터(6)의 회전운동을 상하방으로 선형운동으로 바꿔주는 수단인 볼스크류(10)가 축설치되고, 볼스크류(10)의 너트부에는 스퀴즈 이송용 플레이트(2)와 고정대(4)의 연결판에 평행한 승강 작동판(12)이 고정 설치된다.

고정대(4)의 연결판에는 모터(6)가 장착되며, 모터(6)의 축과 볼스크류(10)의 나사축이 풀리 벨트(8)로 연결되어서 모터(6)의 회전 구동력을 풀리 벨트(8)를 통해서 볼스크류(10)의 너트부에 전달하여 상기 너트부에 고정된 승강작동판(12)을 승강작동시킨다. 즉 모터(6)의 정역 회전운동으로 승강작동판(12)의 상하 직선운동이 이루어지게 한다.

모터(6)에 정역 회전운동으로 승강 작동하는 본 고안의 승강작동판(12)에는 두 개의 스퀴즈날(32)(34) 각각에 대하여 중앙을 기준으로 좌우측에 압력분산 전달수단인 작동로드(14a,16a)(18a,20a)를 갖는 실린더(14,16)(18,20)가 장치된다. 즉 두 개의 스퀴즈날(32)(34)을 채용한 경우에는 승강작동판(12)의 좌우 및 그 전후방에는 각각 실린더(14,16)(18,20)가 장치되어 총 4개의 실린더가 장치된다. 좌우의 실린더(14,16)(18,20)는 각 스퀴즈날(32)(34)에 가하는 압력을 균등 분배하도록 승강작동판(12)의 중앙에서의 좌우 지점에 균등 위치하는 것이다.

상기 좌우 두 개의 실린더(14,16)(18,20)는 각 스퀴즈날(32)(34)에 가하는 힘을 균일분배하는 압력분산 전달수단으로서 작동로드(14a,16a)(18a,20a)를 각각 가지며 스크린 프린터의 압력제어부의 제어에 의거하여 정밀 승강작동을 수행한다.

본 발명의 실시 예에서는 첨부 도면들과 함께 각 스퀴wm날(32)(34)에 대해서 좌우 두 개의 실린더(14,16)(18,20)를 채용한 것을 바람직한 일예로 설명하였지만, 각 스퀴즈날(32)(34)에 대해 두 개소 이상으로 압력(힘)의 축을 분산하기 위해서 두 개 이상의 다수 실린더들을 장치할 수 있음을 이해하여야 한다.

각 실린더(14)(16)(18)(20)의 작동로드(14a)(16a)(18a)(20a)는 스퀴즈 이송용 플레이트(2)를 관통하여서 하방으로 연장되며, 하방 연장된 각 작동로드(14a)(16a)(18a)(20a)의 하단에는 스퀴즈날(32)(34)을 체결하는 체결대(28)(30)와 결합되는 각 결합부츠(26)가 고정된다.

결합부츠(26)는 체결대(28)(30)와 결합하기 위해 저부 결합홈을 가지며, 스퀴즈날(32)(34)의 전후 이동시 흔들림이나 각 실린더(14)(16)(18)(20)의 작동로드(14a)(16a)(18a)(20a)의 승강안내를 돕기 위해 안내로드(22)(24)와도 축핀 연결한다. 결합부츠(26)의 좌우 중, 그 일측에는 각 실린더(14)(16)(18)(20)의 작동로드(14a)(16a)(18a)(20a)가 연결되고 그 타측에는 안내로드(22)(24)가 축핀 연결되게 한다.

상기의 각 안내로드(22)(24)는 승강작동판(12)과 스퀴즈 이송용 플레이트(2)를 관통 지지됨과 동시에 하단이 결합부츠(26)와 축핀 연결되는 것이며, 안내로드(22)(24)의 하단이 결합부츠(26)와 축핀 연결되므로 인쇄회로기판에 균일하지 않는 면을 스퀴즈날(32)(34)이 만나더라도 축핀에 의한 상하 요동으로 결합부츠(26)가 요철을 흡수하여서 일정한 압력을 하방으로 계속 전달될 수 있게 허락한다.

도 3은 도 1의 (a)에 도시된 스퀴즈장치(A)에서 스퀴즈날(32)(34)이 제거된 사시도이고, 도 4는 도 1의 (b)에 도시된 스퀴즈장치(A)에서 스퀴즈날(32)(34)이 제거된 저면 사시도로서, 결합부츠(26)의 상태를 보다 명확히 볼 수 있다.

도 5는 본 고안에서 체결대(28)(30)와 스퀴즈날(32)(34)이 각 결합부츠(26)에서 분리한 부품 사시도로서, 전방에 위치한 하나의 체결대(28)는 전방측 좌우에 있는 두개의 결합부츠(26)에 결합고정되고, 후방에 위치한 다른 하나의 체결대(30)는 후방측 좌우에 있는 두 개의 결합부츠(26)에 결합 고정된다.

좌우 한쌍의 결합부츠(26)에 결합된 체결대(28)는 도 5에 도시한 바와 같이, "ㄱ" 자형의 다수 체결홈(31)들을 구비하며, 다양한 길이 사이즈의 스퀴즈날(32)(34)이 갖는 나사볼트가 체결홈(31)에 끼움 체결되어 스퀴즈날(32)(34)이 체결대(28)에 장착될 수 있도록 해준다.

또 본 고안에서 마스크면과 닿는 한쌍의 스퀴즈날(32)(34)은 각도가 30?40도가 유지되며 서로 마주보게 구성한다.

상기와 같은 구성의 본 고안의 스퀴즈장치(A)에서의 동작을 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

인쇄회로기판용 스크린 프린터에서는 스텐실 마스크를 이용해 스크린 인쇄시, 인쇄회로기판 상에 우선 스텐실 마스크를 밀착시키고 스텐실마스크 상부에는 솔더 페이스트를 부어준다.

그 후 본 고안의 스퀴즈장치(A)를 이용하여 스텐실 마스크 상부에 부어진 솔더 페이스트를 밀착 이송시켜 스텐실 마스크내 패턴 개구부를 통해 솔더 페이스트가 입혀지게 하는데, 이에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

먼저 스퀴즈장치(A)의 모터(6)의 회전 구동력을 이용해서 승강작동판(12)을 하강시키되 스퀴즈날(32)(34)이 스텐실 마스크에 개략적으로 1차 근접되게 한다. 그후에는 좌우로 분산 배치된 실린더(14,16)(18,20)의 작동로드(14a,16a)(18a,20a)를 정밀하게 하강시켜서 스텐실 마스크를 누르되 스크린 프린터를 구성하는 압력제어부의 압력제어에 의거한 1?5bar의 압력으로 스퀴즈날(32)(34)이 스텐실마스크를 눌러주게 하는 것이다.

이러한 누름상태에서 스퀴즈장치(A)의 스퀴즈 이송용 플레이트(2)가 전방이나 후방으로 이동함으로써 스퀴즈날(32)(34)의 사이에 위치한 솔더 페이스트에 대한 도포작업이 이루어진다. 이때 스퀴즈날(32)(34)에는 좌우의 실린더에 의해서 압력분배 지점이 분산되어짐으로써 중앙부뿐만 아니라 중앙에서 가장 먼 지점에도 동일한 압력이 가해진다.

또 압력제어부에서는 압력 분산된 각각의 위치에 대해서도 해당 실린더(14)(16)(18)(20)를 이용해 압력제어를 개별적으로 수행할 수 있음과 동시에, 스퀴즈날(32)(34)의 결합부츠(26) 일측에 축핀 연결된 안내로드(24)(26)의 상하 요동허락으로 균일하지 않는 작업 면을 스퀴즈날(32)(34)가 통과시에도 압력의 균일한 분배가 이루어질 수 있게 된다.

상기와 같은 스퀴즈장치(A)의 작동으로 스텐실 마스크내 패턴 개구부를 통해 솔더 페이스트가 스텐실 마스크의 패턴개구부에 메워지고 그 후 스텐실마스크를 제거함으로써, 스텐실 마스크가 제거된 인쇄회로기판의 랜드면에는 600mm 이상의 대형 사이즈 인쇄회로기판이라도 균일한 도전패턴이나 로고가 형성되어지는 것이다.

본 고안은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

A: 스퀴즈 장치 2: 스퀴즈 이송 플레이트
4: 고정대 6: 모터
8: 풀리벨트 10: 볼스크류
12: 승강 작동판 14,16,18,20: 실린더
14a,16a,18a,20a: 작동로드 22,24: 안내로드
26: 결합부츠 28,30: 체결대
31: 체결홈 32,34: 스퀴즈날

Claims (5)

1. 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치에 있어서,
   전후 이송가능한 스퀴즈 이송용 플레이트의 상부 고정대에 설치된 모터;
   상기 모터의 회전동력으로 상하방 선형 운동하는 승강작동판;
   상기 승강작동판의 좌우측에 장착되고 압력분산 전달수단으로서 작동로드를 각각 가지며 소정 압력제어에 의거하여 정밀 승강 작동하는 적어도 두개의 실린더;
   좌우로 압력분산 전달하는 적어도 두개의 실린더의 작동로드의 하단에 결합 고정된 스퀴즈날;
   상기 스퀴즈날의 상하 움직임을 안내하는 안내로드로 구성함을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 작동로드의 하단과 상기 안내로드의 하단을 결합하는 결합부츠;
   상기 결합부츠에 결합 고정되며 가변 사이즈의 스퀴즈날을 체결 고정 가능한 체결대를 더 구비함을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 결합부츠의 좌우 일측에는 작동로드의 하단이 결합되고 상기 결합부츠의 타단에는 상기 안내로드의 하단이 축핀으로 연결되게 하여 결합부츠의 상하요동을 허락하게 구성함을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치.
4. 제3항에 있어서, 마스크면과 닿는 스퀴즈날은 각도가 30?50도가 유지되게 구성함을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 승강작동판은 볼스크류의 너트부에 고정되고, 볼스크류의 나사축이 모터축과 풀리벨트로 연결되어서 승강작동하게 구성함을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 스크린 프린터의 스퀴즈장치.

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