KR20200040955A - 연성회로기판 삽입 장치 및 방법 - Google Patents

연성회로기판 삽입 장치 및 방법 Download PDF

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요시다후토시
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Abstract

본 발명은 복잡한 제어를 하지 않고 연성회로기판(FPC)을 표시패널의 커넥터에 정확히 삽입하여, 연성회로기판의 파손을 방지하는, 연성회로기판 삽입 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치는, 연성회로기판(FPC)을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서, 상기 연성회로기판을 흡착하는 흡착부; 상기 연성회로기판의 위치를 제한하는 위치 제한부; 및 상기 흡착부 및 상기 위치 제한부에 연결되어 상기 연성회로기판을 상기 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 이송부를 포함할 수 있다.

Description

연성회로기판 삽입 장치 및 방법{Flexible printed circuit board inserting device, and method thereof}
본 발명은 연성회로기판 삽입 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit board; FPC)을 표시패널의 커넥터(Connector)에 정확히 삽입하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
연성회로기판(FPC)은 스마트폰, PDA, 노트북, 디지털 카메라 등 첨단 전자기기의 내부 배선에 사용된다.
연성회로기판을 제조하는 경우, 현상 및 에칭 등의 처리 공정에서 연성회로기판이 이송계에 말려 들어갈 때 접힘 또는 주름이 발생하는 것을 방지하기 위해 연성회로기판의 선단에 리드판(LEAD PLATE)이 연결된다. 리드판은 후단 폭방향의 가장자리 양단에 후크 핀이 입설되어 있고, 연성회로기판의 선단부에 마련된 구멍을 리드판의 후크 핀에 감합함으로써 FPC와 리드판을 연결한다.
한편, 전자 기기에는 컨트롤러와 신호를 송수신하면서 작동되는 요소 기기들이 구비되어 있다. 이러한 요소 기기들은 연성회로기판을 통해 컨트롤러와 연결되는데, 각 요소 기기들마다 연성회로기판을 연결하고, 컨트롤러와 연결하기 위한 접속부로서 연성회로기판에 대응하는 커넥터(connector)를 마련하여 연성회로기판과 커넥터를 연결한다.
그런데 이러한 구조에서는 연성회로기판을 리드판에 밀착하여 유지하고 연성회로기판을 정확한 위치로 정렬하는 것이 필요하다.
또한, 연성회로기판과 커넥터를 연결할 때, 연성회로기판을 커넥터의 내부로 삽입하는 경우, 커넥터의 삽입부의 단부까지 연성회로기판의 선단부를 삽입할 필요가 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 복잡한 제어를 하지 않고 연성회로기판(FPC)을 표시패널의 커넥터에 정확히 삽입하여, 연성회로기판의 파손을 방지하는, 연성회로기판 삽입 장치 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치는, 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서, 연성회로기판을 흡착하는 흡착부; 연성회로기판의 위치를 제한하는 위치 제한부; 및 흡착부 및 위치 제한부에 연결되어 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 이송부를 포함할 수 있다.
연성회로기판 이송부는, 흡착부 및 위치 제한부를 고정하는 베이스 프레임; 베이스 프레임과 이동 가능하게 결합하는 이송 프레임; 베이스 프레임과 이송 프레임을 결합하여 베이스 프레임에 대하여 이송 프레임을 상대적으로 슬라이딩 이동시키는 제 1 리니어 가이드; 이송 프레임과 베이스 프레임 사이에 배치되어 이송 프레임의 이송력을 완충하는 이송 완충부; 및 이송 프레임에 구동력을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.
이송 프레임은 일측에서 돌출된 지지부재를 더 포함할 수 있다.
이송 완충부는 베이스 프레임의 일단과 지지부재에 고정될 수 있다.
이송 완충부는 스프링 또는 고무 재질을 포함할 수 있다.
이송 완충부는 유압 액추에이터 또는 공기압력 액추에이터를 포함할 수 있다.
연성회로기판 이송부는, 흡착부 및 위치 제한부가 고정된 베이스 프레임을 위치시키거나 슬라이딩 이동시키는 제 2 리니어 가이드를 더 포함할 수 있다.
이송 완충부는 연성회로기판의 전단 강도보다 작은 강성을 가질 수 있다.
흡착부는, 위치 제한부 사이에 위치할 수 있다.
흡착부의 중심은, 위치 제한부의 중심과 동일한 선상에 배치될 수 있다.
흡착부의 중심은, 위치 제한부의 중심과 동일한 선상보다 위 또는 아래에 위치할 수 있다.
연성회로기판은, 위치 제한부의 중심축에 대응하는 위치에 배치된 복수의 관통 구멍을 가질 수 있다.
위치 제한부는 관통 구멍의 폭보다 작은 직경을 가질 수 있다.
관통 구멍의 길이는, 위치 제한부의 직경의 2배 이상일 수 있다.
연성회로기판은, 위치 제한부를 수용하는 개방 홈을 가질 수 있다.
구동부는, 이송 프레임의 이동 경로를 제공할 수 있다.
흡착부는, 공기를 흡입하는 흡입구가 마련된 패드부; 흡입구와 연통되는 연통로가 마련되고, 흡입력에 의한 패드부의 이동을 완충하는 탄성부; 및 진공을 발생시켜 흡입구 및 연통로를 통해 공기를 유입하는 진공 발생부를 포함할 수 있다.
흡착부는, 일 측에 흡착면이 구비되고 다른 측에 흡착전극이 구비된 흡착장치; 흡착장치로부터 이격되고, 흡착전극과 역극성의 전하가 발생되는 흡착기판; 및 흡착기판과 흡착장치 사이에 소정의 전압을 인가하는 흡착 전원부를 포함할 수 있다.
흡착부는, 연성회로기판이 흡착장치와 흡착기판 사이에 위치하여, 흡착 전원부로부터 흡착전극과 흡착기판 사이에 소정의 전압이 인가되면, 흡착장치에 양극성 및 흡착기판에 음극성의 전하가 발생하고, 흡착 장치의 흡착면과 흡착기판이 크론력에 의해 구속되어, 흡착기판이 흡착장치의 흡착면 상에 흡착 유지될 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 방법은, (a) 흡착부가 연성회로기판을 흡착하여 위치 제한부가 연성회로기판의 관통 구멍 또는 개방 홈에 삽입되는 단계; (b) 흡착부의 연성회로기판에 대한 흡착 해제 및 흡착을 통해 위치 제한부가 연성회로기판의 위치를 제한하는 단계; 및 (c) 연성회로기판 이송부가 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 단계는, 구동부가 이송 프레임에 구동력을 제공하고, 이송 프레임에 결합된 베이스 프레임과 이송 프레임이 커넥터 측으로 슬라이딩 이동하며, 베이스 프레임에 고정된 흡착부 및 위치 제한부도 동일하게 이동하며, 흡착부에 흡착된 연성회로기판이 커넥터로의 삽입이 완료되면, 이송 완충부가 이송 프레임의 이송력을 완충하고, 제1 리니어 가이드가 베이스 프레임에 대하여 이송 프레임을 상대적으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
이송 완충부는, 연성회로기판이 압축응력을 받을 때 압축력에 수직한 방향으로 변형을 발생시키는 연성회로기판의 전단 강도보다 작은 강성을 가질 수 있다.
이송 완충부는, 연성회로기판의 삽입력을 연성회로기판의 커넥터 측으로의 변형력보다 작게 상기 이송 프레임의 이송력을 완충할 수 있다.
연성회로기판의 위치를 제한하는 단계는, 위치 제한부가 연성회로기판의 관통 구멍 또는 개방 홈에 삽입되어 관통 구멍 또는 개방 홈 내에서 커넥터 측으로 연성회로기판의 움직임이 더 이상 없는 상태로 연성회로기판의 위치를 제한할 수 있다.
본 발명에 의하면, 연성회로기판(FPC)을 복잡한 제어를 하지 않고 표시패널의 커넥터에 정확하게 삽입할 수 있으며, 연성회로기판의 삽입 완료 위치에서의 오버 런에 의한 연성회로기판의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 연성회로기판 이송부의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 관통 구멍을 가진 연성회로기판을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 개방 홈을 가진 연성회로기판을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 흡착부 및 위치 제한부에 연결된 연성회로기판 이송부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판과 흡착부, 위치 제한부, 연성회로기판 이송부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 흡착부를 진공 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 흡착부를 정전기 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판이 커넥터에 삽입되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조로 본 발명의 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치(100)는, 연성회로기판(110)을 커넥터(105)에 삽입하는 장치로서, 흡착부(120)와 위치 제한부(130) 및 FPC 이송부(140)를 포함할 수 있다.
연성회로기판(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 위치 제한부(130)의 중심축에 대응하는 위치에 배치된 복수의 관통 구멍(112)을 가질 수 있다. 즉, 연성회로기판(110)은 절연체인 베이스 필름(111) 상에 도체가 접속패턴(113)으로 형성되고, 그 위에 절연체인 커버레이가 접착되며, 접속패턴(113)의 반대측에 폭 방향의 양단부에 복수의 관통 구멍(112)을 가질 수 있다. 복수의 관통 구멍(112)에는 원형 막대 형상의 위치 제한부(130)가 삽입되어 감합할 수 있다.
또한, 연성회로기판(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 위치 제한부(130)의 중심축에 대응하는 위치에 배치된 복수의 개방 홈(114)을 가질 수 있다. 복수의 개방 홈(114)은 노치(notch) 형상으로, 연성회로기판(110)의 일측에서 함몰된 형상일 수 있다.
흡착부(120)는 연성회로기판(110)을 진공 방식 또는 정전기 방식으로 흡착할 수 있다. 진공 방식과 정전기 방식에 대해서는 도 7 및 도 8을 통해 설명하기로 한다.
위치 제한부(130)는 연성회로기판(110)의 위치를 제한할 수 있다. 즉, 위치 제한부(130)는 연성회로기판(110)이 흡착부(120)에 흡착될 때, 연성회로기판(110)의 관통 구멍(112) 또는 개방 홈(114)에 삽입되는 방식으로 연성회로기판(110)과 감합할 수 있다.
위치 제한부(130)는 예를 들면, 원형 막대 형상을 가지고, 관통 구멍(112)의 폭보다 작은 직경을 가지거나, 개방 홈(114)의 폭보다 작은 직경을 가질 수 있다. 이때 관통 구멍(112)의 길이는 위치 제한부(130)의 직경의 2배 이상일 수 있으며, 개방 홈(114)의 길이도 위치 제한부(130)의 직경의 2배 이상일 수 있다.
연성회로기판 이송부(140)는 흡착부(120) 및 위치 제한부(130)에 연결되어 연성회로기판(110)을 커넥터(105)에 삽입할 수 있다. 즉, 연성회로기판 이송부(140)는 흡착부(120)에 흡착되고, 관통구멍(112)을 통해 위치 제한부(130)에 감합되어 위치가 제한된 FPC(110)를 슬라이드 이동하여 커넥터(105)에 삽입하는 것이다.
도 2는 도 1의 연성회로기판 이송부의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 이송부(140)는, 이송 프레임(141), 제1 리니어 가이드(142), 베이스 프레임(143), 이송 완충부(144), 구동부(146)를 포함할 수 있다.
이송 프레임(141)은 구동부(146)에서 제공된 이동 경로(147)를 따라 커넥터(105) 측으로 이송할 수 있다. 이송 프레임(141)은 일측에 제1 리니어 가이드(142)를 통해 베이스 프레임(143)과 결합할 수 있다. 즉, 이송 프레임(141)은 제1 리니어 가이드(142)를 통해 베이스 프레임(143)과 슬라이드 방식으로 이동 가능하게 결합할 수 있다.
베이스 프레임(143)은 일측에 흡착부(120) 및 위치 제한부(130)를 고정할 수 있다. 따라서 베이스 프레임(143)이 커넥터 측으로 슬라이드 이동하는 경우에, 연성회로기판(110)을 흡착하고 있는 흡착부(120) 및 연성회로기판(110)에 관통구멍(112)을 통해 감합된 위치 제한부(130)도 베이스 프레임(143)의 이동과 동일하게 커넥터 측으로 슬라이드 이동할 수 있다.
이송 프레임(141)은 일측에서 돌출된 지지부재(145)를 더 포함하고, 이송 완충부(144)는 베이스 프레임(143)의 일단과 지지부재(145)에 고정될 수 있다.
제 1 리니어 가이드(142)는 베이스 프레임(143)과 이송 프레임(141)을 결합하여 베이스 프레임(143)에 대하여 이송 프레임(141)을 상대적으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다. 즉, 이송 프레임(141)과 베이스 프레임(143)의 슬라이드 이동에 의해 연성회로기판(110)의 커넥터 삽입 완료 시점이 되면, 베이스 프레임(143)의 이송이 중지되고, 제1 리니어 가이드(142)는 이송 프레임(141)을 베이스 프레임(143)에 대하여 상대적으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
이송 완충부(144)는 이송 프레임(141)과 베이스 프레임(143) 사이에 배치되어 이송 프레임(141)의 이송력을 완충할 수 있다. 이송 완충부(144)는 스프링 또는 고무 재질을 포함할 수 있다. 이송 완충부(144)는 유압 액추에이터 또는 공기압력 액추에이터를 포함할 수 있다.
구동부(146)는 이송 프레임(141)의 이동 경로(147)를 제공하고, 이송 프레임(141)에 구동력을 제공할 수 있다. 또한 구동부(146)는 예컨대, 로봇 암(Arm) 등으로 구현하여 이동 경로(147)의 제공 없이 이송 프레임(141)에 구동력을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 흡착부 및 위치 제한부에 연결된 연성회로기판 이송부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성회로기판 이송부(140)는 흡착부(120) 및 위치 제한부(130)가 고정된 베이스 프레임(143)을 위치시키거나 슬라이딩 이동시키는 제 2 리니어 가이드(510)를 더 포함할 수 있다.
제2 리니어 가이드(510)는 흡착부(120)와 베이스 프레임(143) 사이에 위치하고, 위치 제한부(130)와 베이스 프레임(143)의 고정 상태를 유지한 채 흡착부(120)와 베이스 프레임(143)을 결합할 수 있다.
베이스 프레임(143)의 일측과 이송 프레임(141)의 지지부재(145)에 결합된 이송 완충부(144)는 FPC(110)의 전단 강도보다 작은 강성을 가질 수 있다.
여기서, 연성회로기판(110)의 전단 강도는 연성회로기판(110)이 압축응력을 받을 때 압축력에 수직한 방향으로 변형을 발생시키는 강도를 의미하고, 이송 완충부(144)의 강성은 이송 완충부(144)가 외부 힘과 동일한 방향으로 변위를 발생시키는 최소 강도를 의미한다.
제1 리니어 가이드(142) 또는 제2 리니어 가이드(510)는 연성회로기판(110)의 삽입 방향과 평행한 방향으로 이동 가능하고, 그 이동에 필요한 힘은 스프링 또는 에어 실린더 등의 액추에이터로 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판과 흡착부, 위치 제한부, 연성회로기판 이송부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판(110)은 흡착부(120)에 흡착되고, 관통 구멍(112)을 통해 위치 제한부(130)에 감합될 수 있다.
이때, 흡착부(120) 및 위치 제한부(130)는 베이스 프레임(143)에 고정되고, 베이스 프레임(143)은 제1 리니어 가이드(142)를 통해 이송 프레임(141)과 결합됨을 알 수 있다.
흡착부(120)는, 위치 제한부(130)의 두 원형 막대 사이에 위치할 수 있다. 흡착부(120)의 중심은, 위치 제한부(130)의 중심과 동일한 선상에 배치될 수 있다. 이에 한정되지 않고 흡착부(120)의 중심은, 위치 제한부(130)의 중심과 동일한 선상보다 위 또는 아래에 위치할 수 있다.
위치 제한부(130)는 관통 구멍(112)의 폭보다 작은 직경을 가질 수 있으며, 관통 구멍(112)의 길이는 위치 제한부(130)의 직경의 2배 이상일 수 있다.
두 개의 원형 막대 형상을 갖는 위치 제한부(130)는 관통 구멍(112)을 통해 감합된 연성회로기판(110)이 정확하게 커넥터(105)의 내부로 삽입되는 위치에 베이스 프레임(143)에 고정된다.
연성회로기판(110)이 커넥터(105)에 삽입되기 전에는 위치 제한부(130)와 연성회로기판(110) 사이에는 유격(Clearance)이 존재하지만, 흡착부(120)의 연성회로기판 흡착 및 이완 동작에 따라 위치 제한부(130)가 관통 구멍(112) 내에서 이동하여 더 이상 움직이지 않게 연성회로기판(110)의 위치를 제한할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 흡착부를 진공 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 흡착부(120)는, 패드부(710)와 탄성부(720) 및 진공 발생부(730)를 포함할 수 있다.
패드부(710)는 공기를 흡입하는 다수 개의 흡입구(702)가 마련될 수 있다.
탄성부(720)는 흡입구(702)와 연통되는 연통로가 마련되고, 흡입력에 의한 패드부(710)의 이동을 완충할 수 있다.
진공 발생부(730)는 진공을 발생시켜 흡입구(702) 및 연통로(722)를 통해 공기를 유입할 수 있다.
전술한 구조의 흡착부(120)가 동작을 개시하면, 진공 발생부(730)에서 진공을 발생시키고, 흡입구(702) 및 연통로(722)를 통해 공기가 유입된다. 공기의 유입에 따라 FPC(110)는 패드부(710)에 흡착되는 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 흡착부를 정전기 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 흡착부(120)는, 흡착장치(805)와 흡착기판(810) 및 흡착 전원부(820)를 포함할 수 있다.
흡착장치(805)는 일 측에 흡착면(850)이 구비되고 다른 측에 흡착전극(811)이 구비될 수 있다.
흡착기판(810)은 흡착장치(805)로부터 이격되고, 흡착전극(811)과 역극성의 전하가 발생될 수 있다. 예를 들면, 흡착전극(811)에 플러스 전하(+)가 발생되면, 흡착기판(810)에는 마이너스(-) 전하가 발생될 수 있다.
흡착 전원부(820)는 흡착기판(810)과 흡착장치(805) 사이에 소정의 전압을 인가할 수 있다.
전술한 구조를 갖는 흡착부(120)는, 연성회로기판(110)을 흡착장치(805)와 흡착기판(810) 사이에 위치시키고, 흡착 전원부(820)로부터 흡착전극(811)과 흡착기판(810) 사이에 소정의 전압을 인가한다.
이에, 흡착장치(805)의 흡착전극(811)에는 양극성의 전하가 발생하고, 흡착기판(810)에는 음극성의 전하가 발생한다.
흡착장치(805)의 흡착면(850)과 흡착기판(810)이 크론력에 의해 구속되어, 흡착기판(810)이 흡착장치(805)의 흡착면(850) 상에 흡착 유지된다.
따라서 흡착장치(805)와 흡착기판(810) 사이에 위치한 연성회로기판(110)은 전술한 바와 같은 과정으로 흡착부(120)에 흡착되는 것이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판이 커넥터에 삽입되는 과정을 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9 내지 도 13을 참조하면, 흡착부(120)가 연성회로기판(110)을 흡착함에 의해 위치 제한부(130)는 연성회로기판(110)의 관통구멍(112) 또는 개방 홈(114)에 삽입된다(S1310).
본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치(100)에서, 도 9에 도시된 바와 같이 연성회로기판(110)은 커넥터(105)로부터 일정 거리로 이격된 상태이고, 흡착부(120)에 흡착됨에 따라 관통구멍(112)을 통해 위치 제한부(130)에 감합되는 것이다.
이때, 흡착부(120) 및 위치 제한부(130)는 베이스 프레임(143)의 일측에 고정된 상태이다. 베이스 프레임(143)은 제1 리니어 가이드(142)를 통해 이송 프레임(141)에 결합되고, 다른측 종단과 이송 프레임(141)의 지지부재(145) 사이에 이송 완충부(144)가 결합된 상태이다.
이어, 흡착부(120)의 FPC(110)에 대한 흡착 해제 및 흡착을 통해 위치 제한부(130)는 도 10에 도시된 바와 같이 연성회로기판(110)의 위치를 제한한다(S1320).
위치 제한부(130)는 연성회로기판(110)의 관통 구멍(112) 또는 개방 홈(114)에 삽입된 상태에서, 흡착부(120)의 연성회로기판 흡착 및 이완(흡착 일시 해제) 동작의 반복에 따라 도 10에 도시된 바와 같이 관통 구멍(112) 또는 개방 홈(114) 내에서 커넥터(105) 측으로 위치 제한선(1010)까지 슬립(Slip)(1020)하여 연성회로기판(110)에 닿게 됨으로써, 더 이상 움직임이 없는 상태로 연성회로기판(110)의 위치를 제한하는 것이다.
이때, 관통 구멍(112) 내에서 위치 제한부(130)의 더 이상 이동이 없는 연성회로기판(110)의 위치제한 상태에서, 구동부(146)는 이송 프레임(141)에 구동력을 제공한다. 즉, 연성회로기판(110)에 관통 구멍(112)을 통해 감합된 위치 제한부(130)가 슬립하여 위치 제한선(1010)에 닿게 되는 때에, 연성회로기판 이송부(140)는 구동부(146)를 통해 이송 프레임(141)에 구동력을 제공함으로써 연성회로기판의 삽입 동작을 개시하는 것이다.
이어, 연성회로기판 이송부(140)는 연성회로기판(110)을 커넥터에 삽입한다(S1330).
즉, 연성회로기판 이송부(140)에서는 구동부(146)가 이송 프레임(141)에 구동력을 제공함에 따라 이송 프레임(141)이 도 11에 도시된 바와 같이 커넥터 측으로 슬라이딩 이동한다.
이때, 이송 프레임(141)에 결합된 베이스 프레임(143)은 이송 프레임(141)과 함께 커넥터 측으로 슬라이딩 이동하며, 베이스 프레임(143)에 고정된 흡착부(120) 및 위치 제한부(130)도 동일하게 슬라이딩 이동한다.
따라서 흡착부(120)에 흡착된 연성회로기판(110)이 도 11에 도시된 바와 같이 커넥터(105)의 내부로 삽입된다.
이어, 흡착부(120)에 흡착된 연성회로기판(110)이 커넥터(105)의 내부에 삽입되다가 도 12에 도시된 바와 같이 연성회로기판(110)의 종단이 커넥터(105)의 내부에 있는 삽입끝 위치(1020)에 닿게 되면 연성회로기판(110)의 커넥터로의 삽입이 완료된다. 연성회로기판(110)의 삽입이 완료되면 연성회로기판(110)은 이동 정지 상태가 된다.
연성회로기판(110)의 이동 정지에 따라 연성회로기판(110)을 흡착하고 있는 흡착부(120)도 슬라이딩 이동을 정지하게 되고, 연성회로기판(110)에 관통구멍(112)을 통해 감합된 위치 제한부(130)도 슬라이딩 이동을 정지하게 된다.
이때, 이송 프레임(141)은 커넥터 측으로 슬라이딩 이동에 따른 관성력에 따라 계속 커넥터 측으로 슬라이딩 이동하지만, 흡착부(120) 및 위치 제한부(130)가 고정된 베이스 프레임(143)은 슬라이딩 이동을 정지한다. 제1 리니어 가이드(142)는 이동 정지된 베이스 프레임(143)에 대하여 이송 프레임(141)을 상대적으로 슬라이딩 이동시킨다.
베이스 프레임(143)의 일측 종단과 이송 프레임(141)의 지지부재(145) 사이에 결합된 이송 완충부(144)는 이송 프레임(141)의 이송력을 완충한다. 즉, 이송 완충부(144)는 연성회로기판(110)의 삽입력을 연성회로기판(110)의 커넥터 측으로의 변형력보다 작게 이송 프레임(141)의 이송력을 완충한다.
여기서, 이송 완충부(144)는, 연성회로기판(110)이 커넥터(105)의 내부에서 삽입끝 위치(1020)에 닿아서 압축응력을 받을 때 압축력에 수직한 방향으로 변형을 발생시키는 연성회로기판(110)의 전단 강도보다 작은 강성을 가질 수 있다.
베이스 프레임(143)에 대해 제1 리니어 가이드(142)를 통해 이송 프레임(141)을 슬라이딩 이동시키는 힘은 연성회로기판(110)의 삽입 종료 시점의 변형력보다 작고, 커넥터로의 필요 삽입력보다 큰 값으로 설정될 수 있다.
따라서 연성회로기판(110)의 삽입 종료 후에도 이송 프레임(141)이 계속 슬라이딩 이동하여 오버 런(over run)되어도 연성회로기판이 변형되거나 파손될 염려가 없다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 복잡한 제어를 하지 않고 연성회로기판(FPC)을 표시패널의 커넥터에 정확히 삽입하여, 연성회로기판의 파손을 방지하는, 연성회로기판 삽입 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
105 : 커넥터
100 : FPC 삽입 장치 110 : 연성회로기판(FPC)
111 : 베이스 필름 112 : 관통구멍
113 : 접속패턴 114 : 개방홈
120 : 흡착부 130 : 위치 제한부
140 : FPC 이송부 141 : 이송 프레임
142 : 제1 리니어 가이드 143 : 베이스 프레임
144 : 이송 완충부 145 : 지지부재
146 : 구동부 147 : 이동경로
510 : 제2 리니어 가이드 702 : 흡입구
710 : 패드부 720 : 탄성부
722 : 연통로 730 : 진공 발생부
805 : 흡착장치 810 : 흡착기판
811 : 흡착전극 820 : 흡착 전원부
850 : 흡착면 1010 : 위치 제한선
1020 : 슬립 1210 : 삽입끝 위치

Claims (22)

  1. 연성회로기판(FPC: Flexible Printed Circuit Board)을 커넥터(Connector)에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서,
    상기 연성회로기판을 흡착하는 흡착부;
    상기 연성회로기판의 위치를 제한하는 위치 제한부; 및
    상기 흡착부 및 상기 위치 제한부에 연결되어 상기 연성회로기판을 상기 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 이송부;
    를 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연성회로기판 이송부는,
    상기 흡착부 및 상기 위치 제한부를 고정하는 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임과 이동 가능하게 결합하는 이송 프레임;
    상기 베이스 프레임과 상기 이송 프레임을 결합하여 상기 베이스 프레임에 대하여 상기 이송 프레임을 상대적으로 슬라이딩 이동시키는 제 1 리니어 가이드;
    상기 이송 프레임과 상기 베이스 프레임 사이에 배치되어 상기 이송 프레임의 이송력을 완충하는 이송 완충부; 및
    상기 이송 프레임에 구동력을 제공하는 구동부;
    를 포함하는, 연성회로기판 삽입 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 프레임은 일측에서 돌출된 지지부재를 더 포함하고,
    상기 이송 완충부는 상기 베이스 프레임의 일단과 상기 지지부재에 고정되는,
    연성회로기판 삽입 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이송 완충부는 스프링 또는 고무 재질을 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 이송 완충부는 유압 액추에이터 또는 공기압력 액추에이터를 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 연성회로기판 이송부는,
    상기 흡착부 및 상기 위치 제한부가 고정된 상기 베이스 프레임을 위치시키거나 슬라이딩 이동시키는 제 2 리니어 가이드를 더 포함하는,
    연성회로기판 삽입 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 완충부는 상기 연성회로기판의 전단 강도보다 작은 강성을 갖는 연성회로기판 삽입 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착부는, 상기 위치 제한부 사이에 위치한, 연성회로기판 삽입 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡착부의 중심은, 상기 위치 제한부의 중심과 동일한 선상에 배치되는, 연성회로기판 삽입 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡착부의 중심은, 상기 위치 제한부의 중심과 동일한 선상보다 위 또는 아래에 위치한 연성회로기판 삽입 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 연성회로기판은, 상기 위치 제한부의 중심축에 대응하는 위치에 배치된 복수의 관통 구멍을 갖는, 연성회로기판 삽입 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치 제한부는 상기 관통 구멍의 폭보다 작은 직경을 갖는, 연성회로기판 삽입 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 관통 구멍의 길이는, 상기 위치 제한부의 직경의 2배 이상인 연성회로기판 삽입 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 연성회로기판은, 상기 위치 제한부를 수용하는 개방 홈을 갖는, 연성회로기판 삽입 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 이송 프레임의 이동 경로를 제공하는, 연성회로기판 삽입 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착부는,
    공기를 흡입하는 흡입구가 마련된 패드부;
    상기 흡입구와 연통되는 연통로가 마련되고, 흡입력에 의한 상기 패드부의 이동을 완충하는 탄성부; 및
    진공을 발생시켜 상기 흡입구 및 상기 연통로를 통해 공기를 유입하는 진공 발생부;
    를 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착부는,
    일 측에 흡착면이 구비되고 다른 측에 흡착전극이 구비된 흡착장치;
    상기 흡착장치로부터 이격되고, 상기 흡착전극과 역극성의 전하가 발생되는 흡착기판; 및
    상기 흡착기판과 상기 흡착장치 사이에 소정의 전압을 인가하는 흡착 전원부;
    를 포함하고,
    상기 연성회로기판이 상기 흡착장치와 상기 흡착기판 사이에 위치하여, 상기 흡착 전원부로부터 상기 흡착전극과 상기 흡착기판 사이에 소정의 전압이 인가되면, 상기 흡착장치에 양극성 및 상기 흡착기판에 음극성의 전하가 발생하고, 상기 흡착 장치의 흡착면과 상기 흡착기판이 크론력에 의해 구속되어, 상기 흡착기판이 상기 흡착장치의 흡착면 상에 흡착 유지되는,
    연성회로기판 삽입 장치.
  18. (a) 흡착부가 연성회로기판을 흡착하여 위치 제한부가 상기 연성회로기판의 관통 구멍 또는 개방 홈에 삽입되는 단계;
    (b) 상기 흡착부의 상기 연성회로기판에 대한 흡착 해제 및 흡착을 통해 상기 위치 제한부가 상기 연성회로기판의 위치를 제한하는 단계; 및
    (c) 연성회로기판 이송부가 상기 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 단계;
    를 포함하는 연성회로기판 삽입 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 단계는,
    구동부가 상기 이송 프레임에 구동력을 제공하고, 상기 이송 프레임에 결합된 상기 베이스 프레임과 상기 이송 프레임이 상기 커넥터 측으로 슬라이딩 이동하며, 상기 베이스 프레임에 고정된 상기 흡착부 및 상기 위치 제한부도 동일하게 이동하며,
    상기 흡착부에 흡착된 상기 연성회로기판이 상기 커넥터로의 삽입이 완료되면, 이송 완충부가 상기 이송 프레임의 이송력을 완충하고, 제1 리니어 가이드가 상기 베이스 프레임에 대하여 상기 이송 프레임을 상대적으로 슬라이딩 이동시키는,
    연성회로기판 삽입 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 이송 완충부는, 상기 연성회로기판이 압축응력을 받을 때 압축력에 수직한 방향으로 변형을 발생시키는 상기 연성회로기판의 전단 강도보다 작은 강성을 갖는, 연성회로기판 삽입 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 이송 완충부는, 상기 연성회로기판의 삽입력을 상기 연성회로기판의 상기 커넥터 측으로의 변형력보다 작게 상기 이송 프레임의 이송력을 완충하는, 연성회로기판 삽입 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 연성회로기판의 위치를 제한하는 단계는,
    상기 위치 제한부가 상기 연성회로기판의 관통 구멍 또는 개방 홈에 삽입되어 관통 구멍 또는 개방 홈 내에서 상기 커넥터 측으로 상기 연성회로기판의 움직임이 더 이상 없는 상태로 상기 연성회로기판의 위치를 제한하는, 연성회로기판 삽입 방법.
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