KR20180017468A - 점착식 pcb 절단장치 - Google Patents

Abstract

지지 베이스와, 지지베이스 상에 설치되는 트레이 가이드와, 트레이 가이드에 가이드 되어 지지 베이스 상에 설치되는 가이드 베이스와, 가이드 베이스 상에 얼라인되어 착탈 가능하게 안착되며, 상부에는 절단 가공할 PCB의 칩에 대응되는 칩 안착부가 돌출되게 형성되는 패키징 블록과, 패키징 블록의 상부에 적층되어 패키징 블록에 장착되는 PCB의 장착위치를 가이드 하는 PCB 가이드부재와, PCB 가이드부재의 상부에 적층되어 PCB를 접촉지지하여 고정하는 PCB 가압플레이트와, 지지베이스에 설치되어 PCB 가압플레이트의 이탈을 방지하도록 고정하거나 이탈을 허용하도록 하는 고정유닛 및, 칩 안착부에 설치되어 절단 가공된 칩을 점착력으로 고정하는 점착패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착식 PCB 절단장치가 개시된다.

Description

점착식 PCB 절단장치{PCB ENGRAVING APPARATUS HAVING VACUUM ABSORTION PART}

본 발명은 점착식 기판 절단장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절단할 기판을 점착 고정한 상태로 절단할 수 있는 점착식 기판 절단장치에 관한 것이다.

최근 스마트폰, 스마트키 등과 같은 전자 기기에 적용되는 지문인식용 센서와 같이, 사이즈가 작고, 가볍고, 얇으면서도 정밀한 칩들은 PCB 제조기술에 의해 다수를 PCB 원판에 모듈화하여 제조한 뒤, 각각의 단위 칩들을 일정한 모양 및 사이즈로 가공(조각)하게 되며, 조각된 단위칩들은 전용 트레이에 담아서 제공된다.

도 1은 단위 칩들이 복수 정렬되어 제조된 PCB 원판(10)을 나타내 보인 것으로서, 다수의 단위칩(11)이 정렬되어 구비된다.

이러한 단위 칩(11)을 조각하기 위해서는 소정의 조각기(가공기)를 사용하게 되는데, 단위 칩(11)을 조각하기 위해서 PCB 원판(10)을 지그에 고정시켜 주어야 한다.

이를 위해 종래에는 지그 상에 PCB 하단에 테이프를 붙인 원판(10)을 올려놓고, 지그의 진공 흡착을 이용하여 PCB 원판(10)을 작업을 하였다.

그런 다음 조각기를 이용하여 PCB 원판(10)의 단위 칩들(11)을 조각하여 분리한 뒤, 다시 PCB 원판(10)을 하단에 붙였던 테이프를 제거하면 조각이 완료된 ㅊ칩들이 테이프에 붙은 상태로 분리된 후, 단위 칩들(11)을 작업자가 분리한 뒤, 별도로 구비된 트레이에 낱개씩 담는 작업을 하였다. 이러한 작업들이 작업자가 직접 수작업을 통해 이루어졌기 때문에 작업자의 숙련도에 따라서 작업시간에 차이가 발생하고, 단위 칩들이 붙은 테이프에서 단위 칩들을 분리시 접착물질이 그대로 남게 되어 불량의 원인이 되는 문제가 있었다.

따라서, 제품의 신뢰성이 떨어지는 것은 물론, 생산성이 낮아지는 근본적인 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2009-0095722호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서 PCB를 점착력을 이용하여 점착 고정시킨 상태에서 절단가공할 수 있도록 구조가 개선된 점착식 PCB 절단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 점착식 PCB 절단장치는, 지지 베이스; 상기 지지베이스 상에 설치되는 트레이 가이드; 상기 트레이 가이드에 가이드 되어 상기 지지 베이스) 상에 설치되는 가이드 베이스; 상기 가이드 베이스 상에 얼라인되어 착탈 가능하게 안착되며, 상부에는 절단 가공할 PCB의 칩에 대응되는 칩 안착부가 돌출되게 형성되는 패키징 블록; 상기 패키징 블록의 상부에 적층되어 상기 패키징 블록에 장착되는 PCB의 장착위치를 가이드 하는 PCB 가이드부재; 상기 PCB 가이드부재의 상부에 적층되어 상기 PCB를 접촉지지하여 고정하는 PCB 가압플레이트; 상기 지지베이스에 설치되어 상기 PCB 가압플레이트의 이탈을 방지하도록 고정하거나, 이탈을 허용하도록 하는 고정유닛; 및 상기 칩 안착부에 설치되어 절단 가공된 칩을 점착력으로 고정하는 점착패드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 점착패드를 상기 칩 안착부에 접착되어 설치되며 실리콘 재질로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정유닛은, 상기 지지베이스에 서로 이격되게 고정 설치되는 한 쌍의 고정블록; 상기 한 쌍의 고정블록의 상부를 연결하는 수평 가이드블록; 상기 수평 가이드블록에 수평 이동 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 PCB 차단플레이트의 상부에 위치되거나 벗어나는 위치로 위치 이동 가능한 차단부재; 및 상기 수평 가이드블록에 설치되어 상기 차단부재를 위치고정시키거나 이동 가능하게 고정 해제시키는 고정부;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 트레이 가이드부재는 상기 지지베이스 상부에 수직으로 설치되며, 상기 트레이의 네 모서리부분을 정렬가이드하도록 4개가 배치되는 것이 좋다.

본 발명의 점착식 PCB 절단장치에 따르면, PCB 원판을 점착식으로 고정한 상태에서 단위칩을 조각기(가공기)로 절단하여 가공할 수 있다.

따라서, 종래와 같이 조각할 PCB 원판을 별도의 가공지그에 안착하여 테이프 등으로 고정하는 작업이 불필요하게 되어 작업효율이 향상되고, 조각된 단위 칩에 테이프의 접착성분이 남아서 불량을 일으키는 등의 문제를 근본적으로 방지할 수 있다.

또한, 점착한 상태로 조각된 단위 칩들을 PCB 원판으로부터 자동으로 분리하고, 분리된 단위 칩들을 트레이에 자동으로 담을 수 있다. 따라서 종래에 작업자가 직접 조각된 단위 칩을 트레이에 담는 공정이 필요 없게 되고, 자동화가 가능하게 되므로 시간을 절약하고 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 단위 칩들을 가지는 PCB 원판을 나타내 보인 도면이다.
도 2는 PCB 트레이를 나타내 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 점착식 PCB 절단장치를 나타내 보인 결합사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 점착식 PCB 절단장치의 분리 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 3에 도시된 고정유닛의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7 내지 도 22 각각은 본 발명의 실시예에 따른 점착식 PCB 절단장치를 이용하여 PCB를 절단가공하는 공정을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 절단 가공된 칩이 트레이에 장착된 상태를 나타내 보인 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 점착식 PCB 절단장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 칩(11)을 절단가공하기 전의 PCB(10)의 원판을 보인 사시도이고, 도 2는 PCB(10)에서 절단된 칩(11)을 수납하기 위한 트레이(20)를 나타내 보인 것이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 점착식 PCB 절단장치(100)는 PCB(10)를 클램핑하여 고정한 상태에서 단위 칩으로 조각하여 트레이(20)에 장착시키기 위한 것이다. 이러한 접착식 PCB 절단장치(100)는 지지 베이스(110) 상에 설치되는 트레이 가이드(120), 트레이 가이드(120)에 가이드 되어 베이스(110) 상에 설치되는 가이드 베이스(130), 가이드 베이스(130) 상에 안착되는 패키징 블록(140), 패키징 블록(140)의 상부에 설치되는 PCB 가이드부재(150), PCB 가압플레이트(160) 및 PCB 가압플레이트(160)를 고정하는 고정유닛(170)을 구비한다.

지지 베이스(110) 상에는 4개의 트레이 가이드(120)가 수직으로 설치된다. 이러한 트레이 가이드(120)는 패키징 블록(140), PCB 가이드부재(150), PCB 가압플레이트(160) 및 PCB 가압플레이트(160)를 얼라인시켜 장착되도록 하고, 트레이(20)도 얼라인되어 장착되도록 네 모서리부분을 가이드 지지하도록 각진 구조를 갖는다.

상기 가이드 베이스(130)는 지지 베이스(110) 상에 설치되며, 트레이 가이드(120)에 네 모서리가 가이드 지지되어 고정된다. 이러한 가이드 베이스(130)의 상면에는 복수의 얼라인용 핀(131)과, 얼라인용 홈(133)이 복수 형성될 수 있다.

상기 패키징 블록(140)은 가이드 베이스(130) 상에 안착되어 설치되는 것으로서, 하부에는 얼라인용 핀(131)과 얼라인용 홈(133)에 각각 대응되는 얼라인용 홈(미도시)과 얼라인용 핀(미도시)이 형성되고, 상부에는 PCB(10)에서 절단 가공된 칩(11)이 안착되는 칩 안착부(145)가 돌출되게 형성된다. 칩 안착부(145)는 절단 가공할 PCB(10)의 종류에 따라서 그에 대응되는 수와 위치가 결정될 수 있다. 즉, 패키징 블록(140)은 PCB(10)의 종류에 따라 그에 대응되게 다양하게 준비될 수 있으며, 절단 가공할 PCB의 종류에 대응하여 교체 장착하여 사용할 수 있다. 상기 칩 안착부(145)에는 점착패드(147)가 부착되어 설치된다. 상기 점착패드(148)는 점착성이 좋은 재질로서, 예를 들어 실리콘 재질로 형성된 겔패드를 포함할 수 있다. 이 러한 점착패드(147)는 점착력이 우수하고, 충격을 흡수할 수 있으면서도 반영구적으로 사용할 수 있는 이점이 있다. 따라서, PCB(10)의 칩(11)이 점착패드(147)에 안착되어 점착력에 의해 고정됨으로써, 절단 가공 후에 PCB(10)를 먼저 제거시에 칩(11)은 점착패드(147)에 그대로 붙어 있게 되어 트레이에 안정적으로 장착할 수 있게 된다.

상기 패키징 블록(140)의 상부에는 트레이(20)가 안착된다.

여기서, 상기 트레이(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 판 구조를 가지며, 다수의 절단된 PCB 단위칩(11)이 안착되는 다수의 단위칩 장착부(21)를 가진다. 단위 칩 안착부들(21)은 PCB(10)를 원판(조각가공하기 전의 기판) 그대로 유지한 상태에서의 단위칩(11) 정렬위치와 동일하게 형성된다. 그리고 단위칩 장착부(21)의 중앙에는 관통홀(22)이 형성되어 후술할 접착패드(147)를 포함한 칩 안착부(145)가 통과할 수 있다.

상기 PCB 가이드 부재(150)는 패키징 블록(140)에 트레이(20)를 올려놓은 상태에서, 그 상부에 적층되어 설치되는 것으로서, 중앙이 빈 사각 틀 형상을 가지며, 외측 테두리가 트레이(20)의 외측 테두리의 상부에 적층되어 설치된다. 이러한 PCB 가이드 부재(150)는 PCB(10)가 트레이(20)의 상부에 정확하게 장착되도록 가이드함으로써, PCB(10)의 절단가공될 칩(11)이 트레이(20)의 단위칩 장착부(21)에 대응되게 위치되어 장착되도록 할 수 있다.

상기 PCB 가압플레이트(160)는 PCB 가이드 부재(150)의 상부에 적층되어 설치되어 PCB(10)를 접촉 가압하여 지지하기 위한 것이다. 이러한 PCB 가압플레이트(160)는 외측테두리는 PCB 가이드 부재(150)에 상부에 놓이고, 중앙에는 칩(11)이 외부로 노출되도록 하는 관통공(161)을 가지며, 관통공(161) 사이에 리브(163)는 PCB(10)의 상면을 직접 접촉 지지함으로써 PCB(10)가 움직이지 않고 고정되도록 눌러서 고정시킨다.

상기 고정유닛(170)은 PCB 가압플레이트(160)의 상부를 간섭하여 PCB 가압플레이트(160)가 분리되지 않도록 고정함으로써, PCB(10)의 절단 가공작업시 안정적인 작업이 이루어지도록 하기 위한 것이다. 이러한 고정유닛(170)은 한 쌍이 구비 되며, 각각은 가이드 베이스(130)를 사이에 두고 양측에 대칭되게 배치된다. 이러한 한 쌍의 고정유닛(170) 각각은 지지베이스(110)에 서로 이격되게 고정 설치되는 한 쌍의 고정블록(171)과, 한 쌍의 고정블록(171)의 상부를 연결하는 수평 가이드블록(173)과, 수평 가이드블록(173)에 수평 이동 가능하게 설치되는 차단부재(174) 및 차단부재(174)를 위치고정시키거나 이동 가능하게 해제시키는 고정부(175)를 구비한다.

고정블록(171)은 지지베이스(110)의 양측 테두리에 고정 설치되며, 그 상단에는 상기 수평 가이드블록(173)이 고정 설치된다 수평 가이드블록(173)에는 차단부재(174)가 수평방향 즉, PCB 가압플레이트(160)의 상부에 위치하거나, 벗어나는 위치 사이에서 이동 가능하게 설치된다.

상기 고정부(175)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 차단부재(174)를 위치 고정시키기 위한 것으로서, 수평 가이드블록(173)에 결합되는 하우징(175a)과, 하우징(175a) 내에서 왕복 이동 가능하게 설치되며 차단부재(174)에 형성된 고정홀(174a)에 결합되는 고정핀(175b)과, 고정핀(175b)의 단부에 결합되며 하우징(175a)의 외측에 위치되는 조작 플렌지(175c)와, 하우징(175a) 내에 설치되어 고정핀(175b)이 고정홀(174a)에 결합되게 탄성 가압하는 탄성부재(175d)를 구비한다.

이러한 구성에 의하면, 도 5의 상태에서 조작 플레지(175c)를 잡아당겨서 도 6과 같이 위치시키면, 고정핀(175a)이 고정홀(174a)에서 분리되므로 차단부재(173)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 그리고 이동된 상태에서는 다시 고정핀(175a)이 다른 위치의 고정홀(174a)이 결합됨으로써 위치 이동된 차단부재(174)를 고정시킬 수 있게 된다. 이를 위해 차단부재(174)에는 고정홀(174a)이 복수 형성된다. 이러한 구성의 고정유닛(170)을 이용하여 PCB 가압플레이트(160)를 상부에서 접촉하여 고정시킴으로써, PCB 가압플레이트(160)를 포함하여, 그 하부에 적층되어 설치된 구성요소들이 분리되지 않고 안정적으로 고정되도록 하여 PCB(10)의 절단작업이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 점착식 PCB 절단장치(100)를 이용한 PCB 절단작업에 대해 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 작업자는 도 7과 같이, 가이드 베이스(130) 상에 패키징 블록(140)을 올려놓기 전에, 절단 가공할 PCB(10)의 칩(11)의 크기, 수, 배열 등에 대응되게 마련된 패키징 블록(140)을 준비한다.

준비된 패키징 블록(140)을 도 8과 같이, 트레이 가이드(120)에 가이드 되어 지지되도록 가이드 베이스(130) 상에 안착하여 설치한다. 이때 가이드 베이스(130)와 패키징 블록(140)은 상호 대응되게 형성되는 얼라인핀 및 얼라인홀이 상호 결합됨으로써 정확한 위치에서 움직이지 않게 조립될 수 있다.

다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 장착된 패키징 블록(140)의 칩 안착부(145)에 점착패드(147)를 부착할 수 있다. 물론, 패키징블록(140)의 칩 안착부(145)에는 미리 점착패드(147)가 부착된 상태로 준비되어 있다가, 가이드 베이스(130)에 장착될 수 있다. 이때, 점착패드(147)는 양면테이프 등의 접착제를 이용하여 칩 안착부(145)에 접착하여 고정함으로써 반 영구적으로 사용할 수 있다.

점착패드(147)를 부착한 뒤, 도 10에 도시된 바와 같이, 패키징블록(140)의 상부에 트레이(20)를 적층하여 장착한다. 그러면, 트레이(20)의 칩 안착부(21)의 관통홀(22)로 칩 안착부(145)가 대응되게 위치되고, 점착패드(147)가 상부로 노출될 수 있게 된다.

다음으로 도 11에 도시된 바와 같이, PCB 가이드부재(150)를 트레이(20)의 상부에 장착한다. 이어서 도 12에 도시된 바와 같이, PCB 가이드부재(150)에 가이드되도록 PCB(10)를 트레이(20)의 상부에 얼라인시켜서 장착한다.

다음으로 도 13에 도시된 바와 같이, PCB 가이드부재(150)와 PCB(10)의 상부를 부분적으로 덮도록 PCB 가압플레이트(160)를 적층하여 장착한다.

상기와 같이 PCB 가압플레이트(160)를 적층한 뒤에는 도 14와 같이 차단부재(174)를 이동시켜서 PCB 가압플레이트(160)의 상부를 덮도록 하여 PCB 가압플레이트(160)가 분리지 않도록 고정한다.

상기와 같은 상태가 되면, 15와 같이 별도로 준비된 조각기(30)를 이용하여 PCB(10)를 절단 가공하여 칩(11)을 PCB 원판으로부터 절단 가공하게 된다.

절단 가공공정이 마무리되면, 도 10과 같이 차단부재(174)를 초기위치로 이동시켜서 PCB 가압플레이트(160)의 고정을 해제한다.

그런 다음, 도 17과 같이, PCB 가압플레이트(160)를 분리하고, 이어서 도 18과 같이 PCB 가이드부재(150)를 분리한다.

이 상태에서 도 19와 같이 절단된 PCB를 제거하면, 조각된 칩(11)은 점착패드(147)에 부착되어 남아 있고 절단된 PCB 원판만 분리된다. 이 상태에서 트레이(20)의 상부에 다른 트레이(20')를 포개서 도 20과 같이 적층한다. 이와 같이, 트레이(20')를 상부에 적층하여 포개어 놓으면, 도 21에 도시된 바와 같이, 트레이(20)를 들어올려서 점착패드(147)로부터 칩(11)을 분리할 때, 칩(11)이 이탈하는 것을 상부의 트레이(20')가 간섭함으로써 방지할 수 있게 된다. 즉, 상부의 트레이(20')의 하부로 돌출된 간섭돌기(23)가 칩(11)의 테두리를 접촉하여 간섭할 수 있도록 구성됨으로써, 칩(11)의 이탈을 방지하고, 칩(11)이 트레이(20)의 칩 장착부(21)에 안정적으로 장착되도록 할 수 있다.

즉, 도 22와 같이, 포개진 사태의 트레이(20,20')를 패키징 블록(140)으로부터 분리한다. 그러면, 칩(11)이 패키징블록(140)의 점착패드(147)에서 분리되어 아래의 트레이(20)에 장착된 상태가 된다.

그런 다음, 도 23과 상부의 포개진 트레이(20')를 분리하면, 아래의 트레이(20)의 칩 장착부(21)에 칩(11)이 정렬되어 안착된 상태가 될 수 있게 되고, PCB의 절단공정이 마무리된다.

상기와 같은 공정을 반복하여 원하는 다양한 종류의 PCB에 대응하여 절단가공 공정을 수행할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 점착방식에 의해 PCB(10)를 고정한 상태로 조각 가공하게 되면, PCB(10)를 정확한 위치에서 견고하게 위치 고정한 상태로 가공할 수 있어 정밀성을 높일 수 있다.

또한, 종래와 같이 테이프를 이용하여 PCB를 고정하는 방식이 아니므로, PCB(10)나 절단된 단위 칩(11)에 접착제 등의 물질이 남는 것을 근본적으로 해결할 수 있으므로 제품의 품질저하를 방지할 수 있다.

또한, 트레이(20)에 단위 칩(11)을 담는 공정이 자동으로 이루어지므로 작업시간을 단축하여 생산성을 높이고, 비용을 절감할 수 있다. 물론, PCB(10)와 트레이(20)를 장착 및 분리하는 작업이 용이하고, 얼라인 작업이 용이하게 이루어지므로 절단가공을 위한 세팅시간을 절약할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10..PCB 20,20'..트레이
100..점착식 PCB 절단장치 110..지지 베이스
120..트레이 가이드 130..가이드 베이스
140..패키징 블록 150..PCB 가이드 부재
160..PCB 가압플레이트 170..고정유닛

Claims (4)

1. 지지 베이스;
   상기 지지베이스 상에 설치되는 트레이 가이드;
   상기 트레이 가이드에 가이드 되어 상기 지지 베이스) 상에 설치되는 가이드 베이스;
   상기 가이드 베이스 상에 얼라인되어 착탈 가능하게 안착되며, 상부에는 절단 가공할 PCB의 칩에 대응되는 칩 안착부가 돌출되게 형성되는 패키징블록;
   상기 패키징 블록의 상부에 적층되어 상기 패키징 블록에 장착되는 PCB의 장착위치를 이드하는 PCB 가이드부재;
   상기 PCB 가이드부재의 상부에 적층되어 상기 PCB를 접촉지지하여 고정하는 PCB 가압플레이트;
   상기 지지베이스에 설치되어 상기 PCB 가압플레이트의 이탈을 방지하도록 고정하거나, 이탈을 허용하도록 하는 고정유닛; 및
   상기 칩 안착부에 설치되어 절단 가공된 칩을 점착력으로 고정하는 점착패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착식 PCB 절단장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 점착패드를 상기 칩 안착부에 접착되어 설치되며 실리콘 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 점착식 PCB 절단장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정유닛은,
   상기 지지베이스에 서로 이격되게 고정 설치되는 한 쌍의 고정블록;
   상기 한 쌍의 고정블록의 상부를 연결하는 수평 가이드블록;
   상기 수평 가이드블록에 수평 이동 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 PCB 차단플레이트의 상부에 위치되거나 벗어나는 위치로 위치 이동 가능한 차단부재; 및
   상기 수평 가이드블록에 설치되어 상기 차단부재를 위치고정시키거나 이동 가능하게 고정 해제시키는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착식 PCB 절단장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 트레이 가이드부재는 상기 지지베이스 상부에 수직으로 설치되며, 상기 트레이의 네 모서리부분을 정렬가이드 하도록 4개가 배치되는 것을 특징으로 하는 점착식 PCB 절단장치.

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