KR20130104662A

KR20130104662A - 인쇄회로기판 고정용 지그

Info

Publication number: KR20130104662A
Application number: KR1020120026345A
Authority: KR
Inventors: 이산동
Original assignee: 이산동
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-25

Abstract

본 발명은 동일한 크기를 갖는 둘 이상의 인쇄회로기판을 배열시켜 표면 실장을 포함한 SMT(Surface Mount Technology) 장비의 일련의 공정을 수행하도록 하는 인쇄회로기판 고정용 지그에 관한 것으로, 특히 머시닝센터(MCT ; machining center) 가공을 통해 지그를 제조함에 따라 종래 금형 기법을 통해 생산되는 지그에 비하여 설계 보정이 용이하며 정밀도가 향상되어 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판 고정용 지그에 관한 것이다.

Description

인쇄회로기판 고정용 지그{Fixing jig for PCB}

종래 단품으로 구성된 인쇄회로기판의 경우 기판 상에 실장되는 부품의 수가 연배열 인쇄회로기판보다 적음으로 인해 표면실장 작업을 포함한 칩마운터 공정의 가공시간이 짧아진다.

그러나, 단품 인쇄회로기판의 가공시간이 짧아짐에 따라 칩마운터 공정에서는 칩마운터 장비의 대기 시간이 증가되며 이로 인해 작업의 효율 및 생산성 효율이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 상기 연배열 인쇄회로기판은 단품 인쇄회로기판과는 반대로 가공시간이 길어짐에 따라 칩마운터 공정에서는 칩마운터 장비의 대기 시간이 짧아지지만, 칩마운터의 공정을 완료한 후 연배열 인쇄회로기판을 단품 인쇄회로기판으로 절단하는 컷팅 공정으로 인한 제품의 품질 저하가 발생하는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 종래 단품으로 구성된 인쇄회로기판을 일정한 간격으로 배열 및 고정시켜 칩마운터 장비에서 일련의 공정이 수행되도록 하는 인쇄회로기판 고정용 지그 장치가 제시되었다.

이러한 인쇄회로기판 고정용 지그 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 지그 본체(1)에 인쇄회로기판이 배열되도록 안착홀(3)을 일정 간격 형성하고 안착된 각 인쇄회로기판의 측면을 지지하기 위한 형상핀(2)이 안착홀(3) 둘레를 따라 형성됨에 따라 복수의 단품 인쇄회로기판이 지그 본체(1) 상에 배열 및 고정되도록 함으로써 각 단품 인쇄회로기판에 대한 칩 마운터 장비의 일련의 공정을 수행하도록 하였다.

한편, 상기 종래 인쇄회로기판은 그 제조방법에 있어 강판 내지 서스판(스테인리스 스틸)을 사용하여 기설계된 금형에 의해 프레스 방식으로 생산되는 것으로, 1차적으로 지그 본체 형상에 맞게 서스판을 찍어냄과 동시에 상기 지그 본체(1) 상에 형성되는 안착홀(3) 및 형상핀(2)을 천공 및 절단하게 되며, 이후 2차 가공으로 상기 지그 본체(1) 상에서 절단 공정으로 형성되는 형상핀(2)을 절곡시켜 상기 형상핀(2)이 세워지도록 하는 후공정이 뒤따른다.

이러한 공정을 통해 제조되는 종래 인쇄회로기판은 휨 변형을 방지하기 위하여 기본적으로 그 두께가 두꺼워야 하기 때문에 강판 내지 서스판을 이용하는 경우 중량이 상당히 증가하는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 인쇄회로기판의 측면을 지지하여 인쇄회로기판을 정확한 위치에서 지지하도록 하는 형상핀(2)의 경우 지그 본체(1) 상에서 절곡 방식으로 그 수직도가 유지되는데 프레스 공정에서의 절곡 불량 내지 지그 장치를 운반함에 있어서 파손 등으로 그 수직도와 위치가 틀어지는 문제가 빈번히 발생하기 때문에 상기 인쇄회로기판의 정확한 지지가 곤란하여 결과적으로 칩 마운터 장비의 작업에 있어서도 정밀한 표면 실장 공정을 수행할 수 없는 문제점이 있다.

특히, 인쇄회로기판의 종류에 따라 금형 프레스를 설계해야되기 때문에 제조 비용이 증가하게 됨은 물론 한번 설계된 금형 프레스의 설계 보정이 불가한 문제점이 있다.

대한민국공개특허 제2003-0049076호

따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복수의 인쇄회로기판을 배열시켜 표면 실장을 포함한 SMT(Surface Mount Technology) 장비의 일련의 공정을 수행하도록 하여 작업 효율 및 생산 효율을 향상하는 한편, 지그를 제조함에 있어 설계 보정이 용이하며 정밀도가 향상되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판 고정용 지그를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 문제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 인쇄회로기판 고정용 지그는 동일한 크기를 갖는 둘 이상의 인쇄회로기판을 배열 및 고정시켜 SMT(Surface Mount Technology) 장비의 일련의 공정이 수행되도록 하는 지그에 있어서, 직사각형 판 형상의 본체와; 상기 본체의 길이방향을 따라 일정 간격으로 천공되되 상기 인쇄회로기판의 너비보다 상대적으로 작은 너비를 갖도록 구성되어 각 인쇄회로기판이 안착되는 안착홀; 및 상기 본체에 작업홀의 둘레를 따라 둘 이상 형성되어 안착된 각 인쇄회로기판의 테두리부를 지지하며 상, 하 유동을 가이드 하는 형상핀을 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 본체, 안착홀 및 형상핀은 알루미늄판을 머시닝센터(MCT ; machining center)를 통해 가공하여 형성되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 머시닝센터를 통해 형성되는 본체, 안착홀 및 형상핀은 아노다이징(anodizing) 기법을 이용하여 표면 처리되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 형상핀은 그 끝단부의 외주면이 라운드형으로 형성되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 본체는 상기 인쇄회로기판의 배열 방향을 따라 하나 이상의 보강 프레임이 형성되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 안착홀은 상기 본체 상에서 적어도 2열 이상으로 형성되는 것이 특징이다.

하나의 예로서, 상기 안착홀은 그 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 방출홀이 연장되도록 형성되는 것이 특징이다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판 고정용 지그는 복수의 인쇄회로기판을 배열시켜 표면 실장을 포함한 SMT(Surface Mount Technology) 장비의 일련의 공정을 수행하도록 하여 작업 효율 및 생산 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 지그를 제조함에 있어 설계 보정이 용이하며 정밀도가 향상되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고, 후처리로서 아노다이징 표면 처리를 통해 SMT 장비의 오작동을 미연에 방지할 수 있으며, 보강 프레임의 구성으로 인해 지그의 두께를 얇게 하면서도 열에 대한 변형을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 인쇄회로기판 고정용 지그를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 인쇄회로기판 고정용 지그를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 형상핀을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 2열 구조와 보강 프레임를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 인쇄회로기판 고정용 지그의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 인쇄회로기판 고정용 지그를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 형상핀을 나타내는 도면이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 2열 구조와 보강 프레임를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 인쇄회로기판 고정용 지그의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.

본 발명은 동일한 크기를 갖는 둘 이상의 인쇄회로기판(60)을 배열 및 고정시켜 SMT(Surface Mount Technology) 장비의 일련의 공정이 수행되도록 하는 인쇄회로기판 고정용 지그에 관한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10)와, 상기 본체(10) 상에 형성되는 안착홀(20) 및 형상핀(30)을 포함하여 구성된다.

상기 본체(10)는 직사각형 판 형상으로 구성되며 상기 인쇄회로기판(60)의 배열 갯수에 따라 그 길이가 변경될 수 있다.

그리고 상기 본체(10)는 상기 SMT 장비에 고정되기 위한 고정수단이 구비되는바 그 일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10)의 양 단에 복수의 고정홀(40)을 형성하여 SMT 장비의 컨베이어와 같은 유동수단과 볼트 결합되도록 함으로써, 상기 본체(10)가 SMT 장비의 일련의 공정 즉, 표면실장 공정 내지 솔더의 용융 공정 등이 수행되는 동안 SMT 장비에서 고정될 수 있게 한다.

한편, 상기 안착홀(20)은 실질적으로 본체(10) 상에 인쇄회로기판(60)이 일정한 간격으로 안착되게 하는 구성으로, 상기 인쇄회로기판(60)의 종류 및 규격 등에 따라 그 형상이 다양하게 구성될 수 있다.

상기 안착홀(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 천공되어 있으며, 상기 인쇄회로기판(60)의 너비보다 상대적으로 작은 너비를 갖도록 형성됨으로써 상기 인쇄회로기판(60)의 테두리부를 지지하고 SMT 장비의 공정 시 안착된 인쇄회로기판(60)이 안착홀(20)을 통해 유실되는 것을 방지한다.

상기 안착홀(20)의 구성으로 상기 인쇄회로기판(60)은 상기 본체(10) 상에서 그 저면이 노출되는 바, 이러한 노출 부위를 통하여 부가적인 공정, 예를 들면 인쇄회로기판(60)의 저면에 대한 레이저 마킹 작업 내지 인쇄회로기판(60)의 저면에 대한 세척이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

여기서, 본 발명이 일 실시 예에 따르면 상기 안착홀(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 그 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 방출홀(200)이 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 본체(10)로 전달되는 열, 예를 들면 솔더의 용융 공정 시 발생되는 열이 용이하게 외부로 방출될 수 있도록 함과 더불어 세척 공정 시 세척액이 상기 방출홀(200)을 통해 유출될 수 있도록 함으로써 안착된 인쇄회로기판(60)이 유실되는 것을 방지하도록 한다.

그리고, 상기 안착홀(20)은 도 2에서 1열이 형성된 예가 제시되고 있으나, 본 발명이 여기에 한정되지 않으며, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 본체(10) 상에서 적어도 2열 이상으로 형성되게 함으로써 보다 많은 량의 단품 인쇄회로기판(60)을 SMT 장비에서 작업할 수 있도록 함이 바람직하다.

이때, 상기 본체(10)는 상기 안착홀(20)이 2열로 구성되어 그 너비가 넓어지거나, 안착홀(20)의 배열 갯수가 늘어나 그 길이가 길어짐에 따라 본체(10)의 휨 변형 등을 방지하기 위하여 상기 인쇄회로기판(60)의 배열 방향을 따라 돌출되는 하나 이상의 보강프레임(50)이 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 본체(10)의 두께를 얇게하여 지그의 경량화를 이루는 한편 열에 의한 휨 변형 등을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 형상핀(30)은 상기 본체(10)에 안착홀(20)의 둘레를 따라 둘 이상 형성되어 안착된 각 인쇄회로기판(60)의 테두리부 측면을 지지하도록 하여 상기 인쇄회로기판(60)이 본체(10) 상에서 정위치하도록 한다. 뿐만 아니라 상기 형상핀(30)은 상기 본체(10)의 수평면으로부터 직교하도록 돌출 형성되어 추후에 Top면 작업이 완료되고 Bottom면의 작업 시작될 경우 원활하게 대향하는 타 지그로 인쇄회로기판(60)이 전달될 수 있도록 상, 하 유동을 가이드 한다.

또한, 상기 형상핀(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 그 끝단부의 외주면을 라운드형으로 형성하여 앞서 언급한 인쇄회로기판(60)을 전달함에 있어 상, 하 유동 시 끝단부에서의 걸림을 최소화하여 원활한 인쇄회로기판(60)의 유동이 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 본 발명을 구성하는 상기 본체(10), 안착홀(20) 및 형상핀(30) 등은 머시닝센터(MCT ; machining center)를 통해 가공되는 것을 특징으로 한다.

상기 머시닝센터는 MC, 자동 공구 교환장치(automatic tool changer：ATC)를 가지고 있으며 별도의 공구 교체 없이도 필요에 따라 공구를 자동으로 교환하여 구멍뚫기, 속파기, 나사치기, 면깎기 등 다양한 종류의 가공을 기계 한 대로 할 수 있는 일종의 기계가공 집합체라 할 수 있다. 가공은 계산기에 의해서 수치 제어되고 있으며 필요한 설계 데이터를 입력함으로써 자동 프로그래밍 장치가 가공 순서를 정한 NC 테이프를 만들고 그에 의하여 기계가공이 자동적으로 이루어지도록 되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 고정용 지그는 기설정된 프로그램에 따라 직사각형의 금속판을 머시닝센터(MCT ; machining center)로 가공하여 본 발명을 구성하는 상기 본체(10), 안착홀(20) 및 형상핀(30) 등을 형성할 수 있기 때문에 가공 정밀도가 우수하고 설계의 보정이 용이함은 물론, 특히 형상핀(30)의 경우 종래 금형 방식으로 생산되는 형상핀(30)에 비하여 수직도와 위치 정확성이 개선되어 안착되는 인쇄회로기판(60)을 정확한 위치에서 지지 및 고정할 수 있기 때문에 SMT 공정을 통해 생산되는 제품에 대한 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 금속판은 알루미늄 재질로 구성함이 바람직한 바, 이는 일반 강판보다 경량으로 운반 및 휴대성이 우수하고 강판보다 비교적 가공성이 우수한 장점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 알루미늄판은 상기 머시닝센터 가공으로 본체(10), 안착홀(20) 및 형상핀(30)을 가공한 후에 아노다이징(anodizing) 기법을 이용하여 표면 처리하는 것이 바람직하다.

상기 아노다이징이란 알루미늄 도장의 일종으로써 제품 표면 후처리 가공 방식으로 제품의 산화를 방지하고 제품의 내구성을 높이기 위해 알루미늄 표면에 산화 피막을 형성하는 공정을 수행하는 것으로 정의된다.

이러한 아노다이징 기법은 통상 화학 아노다이징과 전기 아노다이징으로 나뉘게 되는데, 상기 화학 아노다이징은 제품의 크기에 상관없고 전기를 쓰지않고 조작이 간편하여 생산 효율이 높은 특징이 있으며, 반면 산화 피막의 두께가 0.5 내지 4 마이크로미터로써 피막이 얇고 다공적인 단점이 있어 주로 알루미늄 제품 표면에 다른 색상의 도장처리 혹은 페인트를 입히기 전의 공정으로 많이 사용한다.

그리고, 상기 전기 아노다이징은 산화 피막의 두께가 최소 5 마이크로미터에서 최대 200 마이크로미터까지 도달할 수 있으며 통상 5 내지 20 마이크로미터로써 절연성있고 강도가 높고 부식에 강한 특징이 있는 바, 본 발명에 따른 인쇄회로기판 고정용 지그는 상기 화학 아노다이징 기법보다는 전기 아노다이징 기법을 통해 표면 처리하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 경량의 알루미늄판을 머시닝센터의 가공 방식을 통해 지그를 제조함에 있어 아노다이징 기법으로 표면 처리함으로써 알루미늄의 단점인 내구성을 보강할 수 있게 되는 것이다.

또한, 아노다이징 기법으로 표면 처리된 지그는 무광으로 처리되는 것이 바람직한 바, 이는 SMT 설비 내에 설치된 다종의 광학센서의 빛 반사에 의한 설비 오작동을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 머시닝센터를 통한 인쇄회로기판 고정용 지그의 제조 공정을 도 5를 참조하여 간략하게 설명하면, 먼저 지그를 생산하기 위한 알루미늄판을 머시닝센터 장비에 고정시킨 후, 설계된 프로그래밍에 따라 상기 머시닝센터를 작동시키게 되면 인쇄회로기판(60)의 배열 갯수에 따른 본체(10)의 길이 및 너비에 맞춰 상기 알루미늄판을 커팅 가공한다.

이후, 해당 인쇄회로기판(60)의 형상에 따른 형상핀(30) 내지 보강프레임(50) 등과 같이 돌부형 구성을 형성하기 위한 절삭 가공을 통해 본체(10) 내지 형상핀(30)이 형성된다.(S 10)

그리고, 상기 머시닝센터는 기설정된 설계 프로그래밍에 따라 선택된 위치에 홀 가공을 수행함으로써, 안착홀(20) 내지 고정홀(40)을 형성하게 된다.(S 20)

이후, 지그의 외형 가공이 완료되면 아노다이징 기법을 이용하여 표면 처리 최종적으로 본 발명의 인쇄회로기판 고정용 지그가 제조되는 것이다.(S 30)

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 본체 20 : 안착홀
30 : 형상핀 40 : 고정홀
50 : 보강프레임 60 : 인쇄회로기판
200 : 방출홀

Claims

동일한 크기를 갖는 둘 이상의 인쇄회로기판을 배열 및 고정시켜 SMT(Surface Mount Technology) 장비의 일련의 공정이 수행되도록 하는 지그에 있어서,
직사각형 판 형상의 본체와;
상기 본체의 길이방향을 따라 일정 간격으로 천공되되 상기 인쇄회로기판의 너비보다 상대적으로 작은 너비를 갖도록 구성되어 각 인쇄회로기판이 안착되는 안착홀; 및
상기 본체에 작업홀의 둘레를 따라 둘 이상 형성되어 안착된 각 인쇄회로기판의 테두리부를 지지하며 상, 하 유동을 가이드 하는 형상핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 고정용 지그.
제 1항에 있어서,
상기 본체, 안착홀 및 형상핀은 알루미늄판을 머시닝센터(MCT ; machining center)를 통해 가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 고정용 지그.
제 2항에 있어서,
상기 머시닝센터를 통해 형성되는 본체, 안착홀 및 형상핀은 아노다이징(anodizing) 기법을 이용하여 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 고정용 지그.
제 2항에 있어서,
상기 형상핀은 그 끝단부의 외주면이 라운드형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 고정용 지그.
제 2항에 있어서,
상기 본체는 상기 인쇄회로기판의 배열 방향을 따라 하나 이상의 보강 프레임이 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 고정용 지그.
제 1항에 있어서,
상기 안착홀은 상기 본체 상에서 적어도 2열 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 고정용 지그.
제 1항에 있어서,
상기 안착홀은 그 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 방출홀이 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 고정용 지그.