KR20150136287A - 인쇄회로기판의 불량 단품 ｐｃｂ 교체 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 단품 PCB들을 포함하는 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 절단해 낸 후, 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판의 빈자리에 위치 정렬하여 양 절단면 사이의 틈새에 접착제를 충진하여 결합하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 관한 것으로서, 상기 인쇄회로기판은 PCB패널의 더미 부분에 펑션 테스트 단자가 별도로 형성되어 있고, 각각의 펑션 테스트 단자는 브리지를 통해 PCB 단품의 해당 회로패턴과 연결되도록 형성되어 있는 다배열 인쇄회로기판이며, 교체 대상 양품 단품 PCB의 절단면과 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판의 절단면의 상호 대응되는 금속층 사이를 도전성 물질을 분사하여 각각 연결하는 단계와; 상기 절단면 사이의 틈새에 접착제를 충진하여 양품 단품 PCB를 모판에 결합하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 펑션 테스트 기능을 그대로 유지하면서 불량 단품 PCB를 양품 단품 PCB로 교체하는 것이 가능하여, 종래 하나의 단품에라도 불량이 발생하면 폐기되던 다배열 인쇄회로 기판을 양품으로 교체 재생하여 사용함으로써, PCB 기판의 폐기에 따른 환경공해를 줄일 수 있게 되며, 특히 디스펜싱 로봇으로 도전성 물질을 분사하여 양 금속층을 연결함으로써 작업 수율을 극적으로 높여 생산 단가를 낮추어 생산 원가를 획기적으로 절감할 수 있다.

Description

인쇄회로기판의 불량 단품 ＰＣＢ 교체 방법{Method for Replacing Bad Array Board in the Printed Circiut Board}

본 발명은 복수의 단품 PCB들을 포함하는 다배열 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 떼어내어 다른 기판에서 떼어낸 양품 단품 PCB를 교체하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펑션 테스트 단자가 형성되어 있는 다배열 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 관한 것이다.

두개 이상의 동일한 단품 PCB가 하나의 패널 내에 형성되어 있는 다배열 인쇄회로기판의 경우, 어느 하나의 단품 PCB라도 불량 단품으로 판정되는 경우, 이로 인하여 나머지 단품 PCB가 이상이 없더라도, 그 인쇄회로기판 전체가 폐기되어야 한다는 단점이 있었으나, 최근 들어, 불량 단품 PCB를 인쇄회로기판의 패널에서 떼어낸 후, 다른 인쇄회로기판에서 떼어낸 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 떼어낸 자리의 원하는 위치 공차 이내에 위치시킴으로써, 불량 단품이 발생하여 폐기되는 인쇄회로기판을 양품으로 재생하여 재활용하는 방법이 널리 사용되고 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 PCB패널 불량 단품 교체 방법을 설명하는 도면으로서, PCB 패널을 구성하는 여러 개의 PCB 단품 중 일부 PCB 단품이 불량인 경우, 먼저, PCB 패널(1)로부터 불량 PCB 단품을 절단하여 떼어내고, 다른 PCB 패널로부터 교체 대상 양품 PCB 단품(2)을 불량 PCB 단품을 떼어낸 자리에 교체 후, 도 2에 도시된 바와 같이 원래의 패턴 위치에 맞게 지그나 비젼 카메라 등을 사용하여 정렬시킨다.

다음으로, PCB 패널과 교체되는 PCB 단품이 연결되는 부분 즉, PCB 패널(1)의 절단면(1a)과 PCB 단품(2)의 절단면(2a) 사이의 틈새(3)에 접합제(4)를 주입하는데, 접착제(4)가 틈새(3)를 통해 유출되는 것을 방지하기 위해 일반적으로 접착제 주입 전에 결합부 하부에 테이프(5)를 부착한다.

접착제(4)로는 일반적으로 에폭시가 사용되는데, 에폭시가 주입된 PCB 패널을 열풍 건조기에 투입하여 에폭시를 경화시킴으로써 양품 PCB 단품이 불량 PCB 단품이 제거된 위치에 결합된다.

한편, 제한된 면적의 인쇄회로기판에 고밀도 회로 패턴을 다층으로 형성한 다층 다배열 인쇄회로기판의 경우, 일반적으로, PCB패널(10)의 모판(11)에 도 3에 도시된 바와 같은 펑션 테스트 단자(Function Terminal; 11a)가 별도로 형성되어 있고, 각각의 펑션 테스트 단자는 브리지(13)를 통해 PCB 단품(12)의 해당 회로패턴 층과 연결되도록 형성되어 있어서, PCB 생산업체에서의 최종 테스트 뿐만 아니라, 부품 실장 후, PCB를 포함한 각 부품들의 작동과 기능을 펑션 테스트 단자에 프로브를 대어 간단히 테스트할 수 있도록 하고 있다.

그런데, 이와 같이 펑션 테스트 단자가 형성되어 있는 다층 다배열 인쇄회로기판의 경우, 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 떼어낸 자리에 위치시킨 후 접착제로 접합시키게 되면, 펑션 테스트 단자와 교체된 단품 PCB 사이가 접착제에 의해 절연상태가 되며, 따라서, 펑션 테스트 단자를 통한 실장 부품의 기능 및 작동 상태의 테스트가 불가능해지며, 그 결과, 종래에는, 펑션 테스트 단자가 형성되어 있는 인쇄회로기판에 불량 단품 PCB가 발생하는 경우에는 다른 양품 단품 PCB로 교체하더라도 펑션 테스트 기능을 살리지 못해 양품화 수율이 매우 낮거나, 그 패널 전체를 폐기하고 있는 실정이었다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 본 출원인에 의해 선출원되어 등록된 국내등록특허 10-0810054(발명의 명칭: 인쇄회로기판의 불량 단품 피.씨.비 교체 방법)를 예로 들 수 있다(특허문헌 1 참조).

도 4 및 도 5는 종래의 인쇄회로기판의 불량 단품 피.씨.비 교체 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 절단된 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판의 빈자리에 위치 정렬한 상태의 양측 절단부 부분의 마주보는 금속층을 금속 와이어로 연결한 것을 나타내는 평면도 및 측단면도이다.

상기 등록특허의 기술적인 구성을 살펴보면, 도 4,5에 도시된 바와 같이, 교체 대상 양품 단품 PCB(12)의 절단면(12')과 불량 단품 PCB를 절단해낸 모판(11)의 절단면(11')의 상호 대응되는 금속층(14) 사이를 미세 금속 와이어(15)를 이용한 와이어 본딩에 의해 각각 연결한 후, 절단면(11',12') 사이의 틈새에 접착제(16)를 주입하여 양품 단품 PCB(12)를 모판(11)에 결합하도록 된 것을 특징으로 한다. 참고적으로, 도면 부호 '17'은 접착제가 틈새를 통해 유출되는 것을 방지하기 위해 접착제 주입 전에 결합부 하부에 부착되는 테이프를 의미한다.

그런데, 상술한 인쇄회로기판의 불량 단품 피.씨.비 교체 방법을 실제로 적용한 결과, 미세 금속 와이어(15)를 양 금속층(14)의 연결 단자 간의 거리를 맞추어 절단해야 되고, 또한 미세 금속 와이어(15)를 연결 단자 사이에 정확히 위치시킨 후, 미세 금속 와이어(15)의 양 단부를 솔더링 등에 의해 금속층(14)에 미세하게 결합해야 하므로, 와이어 본딩을 수행하는데 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 작업의 정밀도를 확보하기 어려워서 생산성이 매우 낮다는 문제점이 있었다.

국내등록특허 10-0810054

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부품 실장 전 뿐만 아니라 부품 실장 후의 펑션 테스트 기능을 유지할 수 있도록 하면서, 펑션 테스트 단자가 형성되어 있는 다배열 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB를 떼어내고 그 떼어낸 자리에 다른 패널에서 떼어낸 양품 단품 PCB로 효과적으로 교체하여 생산성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법은, 복수의 단품 PCB들을 포함하는 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 절단해 낸 후, 다른 패널에서 떼어낸 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판의 빈자리에 위치 정렬하여 양 절단면 사이의 틈새에 접착제를 충진하여 결합하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법으로서, 상기 인쇄회로기판은 PCB패널의 더미 부분에 펑션 테스트 단자가 별도로 형성되어 있고, 각각의 펑션 테스트 단자는 브리지를 통해 PCB 단품의 해당 회로패턴과 연결되도록 형성되어 있는 다배열 인쇄회로기판이며, 교체 대상 양품 단품 PCB의 절단면과 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판의 절단면의 상호 대응되는 금속층 사이를 도전성 물질을 분사하여 각각 연결하는 단계와; 상기 절단면 사이의 틈새에 접착제를 충진하여 양품 단품 PCB를 모판에 결합하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 모판과 상기 양품 단품 PCB 각각의 절단면은 내부의 금속층이 상방으로 들어날 수 있도록 경사면을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 도전성 물질은 실버 페이스트 또는 실버 잉크일 수 있다.

또한, 상기 도전성 물질은 분사 수단에 의해 원하는 위치에 도트 분사 또는 라인 분사 방식으로 분사될 수 있다.

본 발명에 따르면, 펑션 테스트 기능을 그대로 유지하면서 불량 단품 PCB를 양품 단품 PCB로 교체하는 것이 가능하여, 종래 하나의 단품에라도 불량이 발생하면 폐기되던 다배열 인쇄회로 기판을 양품으로 교체 재생하여 사용함으로써, PCB 기판의 폐기에 따른 환경공해를 줄일 수 있게 되며, 특히 디스펜싱 로봇으로 도전성 물질을 분사하여 양 금속층을 연결함으로써 작업 수율을 극적으로 높여 생산 단가를 낮추어 생산 원가를 획기적으로 절감할 수 있다.

더욱이 모판과 양품 단품 PCB 각각의 절단면이 경사면이 되도록 절단함으로서, 내부의 금속층이 상방으로 드러날 수 있는 상태에서 육안으로 서로 연결되는 부분이 확인되고 또한 절단면의 금속층 단면적이 직각으로 컷팅한 부분보다 더 커져 체적 저항을 더 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 PCB 패널 불량 단품 교체 방법을 설명하는 도면으로서, 도 1은 불량 PCB 단품이 제거된 PCB패널과 교체되는 양품 PCB 단품의 정렬 상태를 나타내는 사시도, 도 2는 결합부 단면도.
도 3은 펑션 테스트 단자가 형성된 다층 다배열 인쇄회로기판의 일례를 나타내는 평면도.
도 4 및 도 5는 종래의 인쇄회로기판의 불량 단품 피.씨.비 교체 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법은 부품 실장 전 PCB 자체 뿐만 아니라 부품 실장 후의 펑션 테스트 기능을 유지할 수 있도록 하면서 펑션 테스트 단자가 형성되어 있는 단층 또는 다층 다배열 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB를 양품 단품 PCB로 효과적으로 교체하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 된 것을 그 기술적 요지로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 절단된 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판의 빈자리에 위치 정렬한 상태의 양측 절단부 부분의 마주보는 금속층을 도전성 물질을 분사하여 연결하고 절단면 사이의 틈새를 접착제로 충진하여 경화시킨 상태를 나타내는 사시도이다. 절단부를 제외한 기타 부분이나 공정은 종래 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법과 크게 다를 바 없으므로 여기에서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 절단면 사이의 폭이 상방으로 갈수록 넓어지도록 절단면(111, 121)이 경사면으로 형성된다.

이와 같이, 절단면(111, 121)이 경사지게 형성되면, 회로 패턴을 이루는 각각의 금속층(140)의 단부가 기판의 상부로 드러나게 될 뿐만 아니라 도전성 물질을 분사할 수 있는 부분의 면적이 증대되게 되며, 이와 같이 기판의 상부로 그 단부가 드러나 있는 금속층(140)에 대해 도전성 물질을 분사하여 상호 연결함으로써, 양품 단품 PCB(120)와 모판(110)의 대응되는 금속층(140)을 전기적으로 도통시킬 수 있게 된다.

그 후, 절단면(111, 121) 사이의 틈새에 에폭시 등의 접착제(160)를 충진하여 경화시킴으로서 기판 교체작업을 완료하게 된다.

구체적으로, 상기 도전성 물질(150)은 도전성이 우수한 물질이라면 특별한 제한이 없으며, 바람직하게는 실버 페이스트(Silver Paste) 또는 실버 잉크(Silver Ink) 등을 들 수 있다.

그리고, 상기 도전성 물질(150)은 디스펜싱 로봇(디스펜서) 등의 분사 수단(미도시)에 의해 원하는 위치에 도트 분사 또는 라인 분사 방식 등으로 분사될 수 있다.

이때, 상기 분사 수단은 원하는 위치에 실버 페이스트 또는 실버 잉크 등의 도전성 물질을 도트 분사 또는 라인 분사 방식 등의 방식으로 자유롭게 분사할 수 있는 장치라면 특별한 제한이 없다.

참고적으로, 상기 절단면((111, 121)은, 경사지게 깎는 V-groove 비트를 사용하여 경사면을 가공할 수 있다.

미설명 부호 '170'은 양품 단품 PCB(120)와 모판(110)의 정합 위치를 유지시켜 줌과 동시에 접착제가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 테이프를 나타낸다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법의 작업 과정을 살펴보면 다음과 같다.

첫째로, 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판(110)의 빈자리에 양품 단품 PCB(120)를 위치 정렬한 후 결합부 하부 및 양측에 테이프(170)를 부착한다.

둘째로, 도전성이 뛰어난 실버 페이스트 또는 실버 잉크 등의 도전성 물질을 준비한다.

셋째로, 준비한 도전성 물질을 정량 분사기에 넣고 디스펜싱 로봇에 장착시킨다.

넷째로, 이렇게 준비된 로봇으로 모판(110)과 양품 단품 PCB(120) 각각의 절단면(111,121)에서 노출된 양쪽의 금속층(140)이 서로 떨어져 있는 만큼 움직이게 프로그래밍하여 서로 마주보고 있는 금속층(140)이 전기적으로 연결될 수 있도록 도전성 물질을 분사시키도록 한다. 그러면, 도전성 물질(150)은 경사진 절단면(111, 121)과 테이프(170) 표면에 달라붙게 된다.

다섯째로, 이렇게 도전성 물질(150)이 분사된 절단면(111,121) 사이의 틈새에 에폭시 등의 접착제(160)를 충진시킨다.

여섯째로, 이렇게 접착제(160)를 충진시킨 PCB패널을 열풍 건조기 내에 넣고 일정한 온도와 시간을 거쳐 에폭시가 열경화되게 되면 밖으로 꺼내고, 그 후 테이프(170)를 떼어내게 되면 불량 단품 PCB의 양품 단품 PCB로의 교체 작업이 완성되게 된다.

여기서, 접착제(160)를 충진시키는 이유는 외부로부터의 충격이나 열에 뒤틀림이 없도록 하고 또한 도전성 물질(150)로 연결된 선 부분이 외부의 접촉으로 인하여 파손이 되지 않도록 하기 위함이다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법을 적용하여 실제 제작 시험 결과, 실버 페이스트 또는 실버 잉크 등의 도전성 물질 등에 의해 모판과 교체 대상 PCB의 금속층 사이를 상호 연결함으로써 전기적으로 도통되도록 하는 것이 가능함을 확인할 수 있었으나, 모판과 교체 대상 PCB의 절단면이 수직으로 절단된 상태에서는 도전성 물질 분사 작업이 용이하지 않으며, 시간이 많이 걸린다는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명의 또 다른 특징은, 모판과 양품 단품 PCB 각각의 절단면이 경사면이 되도록 절단함으로써, 내부의 금속층이 상방으로 들어날 수 있도록 하는데 있는 바, 본 발명의 이러한 특징에 따르면, 상방으로 들어나 있는 금속층에 대해 도전 물질 분사 작업을 극히 용이하고 정확하게 수행할 수 있었다.

한편, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 모판 120 : 양품 단품 PCB
111, 121 : 경사 절단면 140 : 금속층
150 : 도전성 물질 160 : 접착제
170 : 테이프

Claims (4)

1. 복수의 단품 PCB들을 포함하는 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 절단해 낸 후, 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판의 빈자리에 위치 정렬하여 양 절단면 사이의 틈새에 접착제를 충진하여 결합하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법으로서,
   상기 인쇄회로기판은 PCB패널의 더미 부분에 펑션 테스트 단자가 별도로 형성되어 있고, 각각의 펑션 테스트 단자는 브리지를 통해 PCB 단품의 해당 회로패턴과 연결되도록 형성되어 있는 다배열 인쇄회로기판이며,
   교체 대상 양품 단품 PCB의 절단면과 불량 단품 PCB를 절단해 낸 모판의 절단면의 상호 대응되는 금속층 사이를 도전성 물질을 분사하여 각각 연결하는 단계와;
   상기 절단면 사이의 틈새에 접착제를 충진하여 양품 단품 PCB를 모판에 결합하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 모판과 상기 양품 단품 PCB 각각의 절단면은 내부의 금속층이 상방으로 들어날 수 있도록 경사면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 도전성 물질은 실버 페이스트 또는 실버 잉크인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 도전성 물질은 분사 수단에 의해 원하는 위치에 도트 분사 또는 라인 분사 방식으로 분사되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.

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