KR20200060617A - 연성회로기판 삽입 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연성회로기판을 표시패널의 커넥터에 삽입하는 경우, 삽입 방향으로 연성회로기판의 강성을 확보하여 연성회로기판이 커넥터에 용이하게 삽입될 수 있는, 연성회로기판 삽입 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치는, 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서, 상기 연성회로기판을 고정하는 그리퍼; 상기 고정된 연성회로기판에 힘을 가하여 일부를 구부러지게 변형시키는 변형부; 및 상기 그리퍼 및 상기 변형부와 연결되고, 상기 그리퍼를 이송하여 상기 연성회로기판을 상기 커넥터에 삽입하는 이송부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치는, 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서, 상기 연성회로기판을 고정하는 그리퍼; 상기 고정된 연성회로기판에 힘을 가하여 일부를 구부러지게 변형시키는 변형부; 및 상기 그리퍼 및 상기 변형부와 연결되고, 상기 그리퍼를 이송하여 상기 연성회로기판을 상기 커넥터에 삽입하는 이송부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 연성회로기판(Flexible Printed Circuit board; FPC) 삽입 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 연성회로기판을 표시패널의 커넥터(Connector)에 삽입하는 경우, 삽입 방향으로 연성회로기판의 강성을 확보하여 연성회로기판이 커넥터에 용이하게 삽입될 수 있는, 연성회로기판 삽입 장치 및 방법에 관한 것이다.
연성회로기판(FPC)은 스마트폰, PDA, 노트북, 디지털 카메라 등 첨단 전자기기의 내부 배선에 사용된다.
전자 기기에는 컨트롤러와 신호를 송수신하면서 작동되는 요소 기기들이 구비되어 있다. 이러한 요소 기기들은 연성회로기판을 통해 컨트롤러와 연결된다. 즉, 각 요소 기기들은 연성회로기판에 연결되고, 컨트롤러와 연결하기 위한 접속부로서 커넥터(connector)를 마련하여 연성회로기판과 커넥터를 연결한다.
연성회로기판은 커넥터에 삽입 형태로 연결되는데, 편평한 상태로 삽입되어야 쉽게 삽입될 수 있다.
그러나, 연성회로기판은 연성의 얇은 구조로 인해 커넥터에 삽입되기 어렵다. 이로 인하여 연성회로기판은 커넥터에 충분히 삽입되지 못할 수 있다.
따라서 연성회로기판과 커넥터를 연결할 때, 연성회로기판을 커넥터의 내부로 삽입하는 경우, 커넥터의 단부까지 연성회로기판의 선단부를 충분히 삽입할 필요가 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 연성회로기판을 표시패널의 커넥터에 삽입하는 경우, 삽입 방향으로 연성회로기판의 강성을 확보하여 연성회로기판이 커넥터에 용이하게 삽입될 수 있는, 연성회로기판 삽입 장치 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치는, 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서, 연성회로기판을 고정하는 그리퍼; 상기 고정된 연성회로기판에 힘을 가하여 일부를 구부러지게 변형시키는 변형부; 및 상기 그리퍼 및 상기 변형부와 연결되고, 상기 그리퍼를 이송하여 상기 연성회로기판을 상기 커넥터에 삽입하는 이송부를 포함할 수 있다.
그리퍼는 연성회로기판의 일면과 접촉하는 제1 가압부; 및 제1 가압부와 대향하여 연성회로기판의 타면과 접촉하는 제2 가압부를 포함할 수 있다.
그리퍼는 연성회로기판보다 작은 폭을 가질 수 있다.
그리퍼에 연결되고, 연성회로기판의 일면에 제1 가압부를 가압하고, 연성회로기판의 타면에 제2 가압부를 가압하는 제1 액추에이터를 더 포함할 수 있다.
제1 액추에이터는, 제1 가압부와 제2 가압부에 동일한 힘을 제공할 수 있다.
변형부는 연성회로기판의 일면에 접촉하여 변형력을 인가하는 슬라이더; 및 슬라이더를 연성회로기판에 수직한 방향으로 이동시키는 제2 액추에이터를 포함할 수 있다.
슬라이더는 그리퍼보다 더 큰 폭을 가질 수 있다.
슬라이더의 폭은 연성회로기판의 폭 이하일 수 있다.
슬라이더는 제1 가압부에서 이격되어 연성회로기판의 일측을 변형시키는 제1 스트로크; 및 제1 가압부에서 이격되어 연성회로기판의 타측을 변형시키는 제2 스트로크를 포함할 수 있다.
슬라이더와 제1 가압부 그리퍼 사이의 높이 차(H)는 제1 스트로크와 제1 가압부 사이의 간격(W1) 또는 및 제2 스트로크 중 하나와 제1 가압부 사이의 간격(W2)보다 작을 수 있다.
제2 액추에이터는 제1 스트로크와 제2 스트로크에 동일한 변형력을 인가할 수 있다.
이송부는, 그리퍼 및 변형부를 고정하는 베이스 프레임; 베이스 프레임과 이동 가능하게 결합하는 이송 프레임; 베이스 프레임과 이송 프레임을 결합하여 베이스 프레임에 대하여 이송 프레임을 상대적으로 슬라이딩 이동시키는 제1 리니어 가이드; 이송 프레임과 베이스 프레임 사이에 배치되어 이송 프레임의 이송력을 완충하는 이송 완충부; 이송 프레임에 구동력을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.
이송부는, 그리퍼 및 변형부가 고정된 베이스 프레임을 위치시키거나 슬라이딩 이동시키는 제2 리니어 가이드를 더 포함할 수 있다.
그리퍼는, 연성회로기판을 흡착하여 고정하는 흡착부를 포함할 수 있다.
흡착부는, 진공 방식 또는 정전기 방식 중 하나에 의해 연성회로기판을 흡착하여 고정할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치는, 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서, 연성회로기판을 고정하는 그리퍼; 그리퍼와 연결되고, 그리퍼를 이송하여 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 이송부; 및 그리퍼를 일정 각도로 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다.
회전부는, 연성회로기판의 선단부가 커넥터의 입구에 삽입되면, 연성회로기판이 고정된 그리퍼를 일정 각도로 회전시킨다.
회전부는, 연성회로기판의 커넥터의 종단으로 삽입을 진행하면서 그리퍼를 역회전시킨다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 방법은, (a) 그리퍼가 연성회로기판을 고정하는 단계; (b) 변형부가 연성회로기판의 일부를 변형시키는 단계; 및 (c) 이송부가 그리퍼를 이송하여 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
(b) 일부를 구부러지게 변형시키는 단계는, 변형부를 그리퍼의 상면까지 진행하여 연성회로기판의 일부를 변형시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치는, 연성회로기판(FPC)을 표시패널의 커넥터에 삽입할 때, 연성회로기판을 변형시켜 삽입 방향의 강성을 확보할 수 있으며, 이로 인해 충분한 삽입력을 얻을 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치를 상면과 측면에서 바라본 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 변형부의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 그리퍼에 연결된 액추에이터를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 이송부의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 이송부에 리니어가이드를 추가한 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 그리퍼와 변형부 및 이송부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 그리퍼를 진공 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 그리퍼를 정전기 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판의 선단부가 커넥터에 삽입될 때 변형부의 동작 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치의 동작 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 변형부의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 그리퍼에 연결된 액추에이터를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 이송부의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 이송부에 리니어가이드를 추가한 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 그리퍼와 변형부 및 이송부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 그리퍼를 진공 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 그리퍼를 정전기 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판의 선단부가 커넥터에 삽입될 때 변형부의 동작 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치의 동작 과정을 나타낸 도면이다.
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.
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 연결되어 있는 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.
이하, 도 1 내지 도 12를 참조로 본 발명의 실시 예를 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치를 상면과 측면에서 바라본 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 변형부의 세부 구조를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1의 그리퍼에 연결된 액추에이터를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1의 이송부의 세부 구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1의 이송부에 리니어가이드를 추가한 예를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 1에 도시된 그리퍼와 변형부 및 이송부의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치(100)는, 커넥터(Connector)(105)와 연성회로기판(Flexible Printed Circuit board; FPC)(110), 그리퍼(Gripper)(120), 변형부(130), 이송부(140) 및 제1 액추에이터(Actuator 1)(150)를 포함할 수 있다.
커넥터(105)는 연성회로기판(110)을 삽입 형태로 연결한다.
그리퍼(120)는 연성회로기판(110)을 고정한다. 즉, 그리퍼(120)는 연성회로기판(110)을 커넥터(105)에 삽입할 때 움직이지 않도록 연성회로기판(110)을 그립하여 고정한다.
여기서, 그리퍼(120)는 연성회로기판(110)의 일면과 접촉하는 제1 가압부(122); 및 제1 가압부(122)와 대향하여 연성회로기판(110)의 타면과 접촉하는 제2 가압부(124)를 포함할 수 있다. 즉, 그리퍼(120)는 연성회로기판(110)의 상면에 제1 가압부(122)를 가압하고, 연성회로기판(110)의 배면에 제2 가압부(124)를 가압하여, 연성회로기판(110)을 고정한다. 따라서, 그리퍼(120)는 연성회로기판(110)보다 작은 폭을 갖는다.
변형부(130)는 고정된 연성회로기판(110)에 힘을 가하여 일부를 구부러지게 변형시킬 수 있다. 여기서 변형부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이 슬라이더(Slider)(132) 및 제1 액추에이터(Actuator 1)(150)를 포함할 수 있다.
슬라이더(132)는 연성회로기판(110)의 일면에 접촉하여 변형력을 인가하고, 제1 액추에이터(150)는 슬라이더(132)를 연성회로기판(110)에 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다.
슬라이더(132)는, 제1 가압부(122)에서 이격되어 연성회로기판(110)의 일측을 변형시키는 제1 스트로크(stroke 1)(134); 및 제1 가압부(122)에서 이격되어 연성회로기판(110)의 타측을 변형시키는 제2 스트로크(stroke 2)(136)를 포함할 수 있다. 즉, 슬라이더(132)는 편평한 상판의 일측이 수직으로 절곡되어 제1 스트로크(134)를 형성하고, 상판의 타측이 수직으로 절곡되어 제2 스트로크(136)를 형성한다. 제1 액추에이터(150)는 슬라이더(132)의 상면에 위치한다.
슬라이더(132)는 그리퍼(120)보다 더 큰 폭을 갖는다. 즉, 슬라이더(132)는 제1 스트로크(134)로부터 제2 스트로크(136)까지의 폭을 그리퍼(120)의 제1 가압부(122)의 폭보다 더 크게 할 수 있다.
슬라이더(132)의 폭은 연성회로기판(110)의 폭 이하로 할 수 있다. 즉, 슬라이더(132)는 제1 스트로크(134)로부터 제2 스트로크(136)까지의 폭을 연성회로기판(110)의 폭과 동일하게 또는 그 보다 더 작게 할 수 있다.
도 2의 아래에 도시된 바와 같이, 슬라이더(132)와 제1 가압부(122)그리퍼(120) 사이의 높이 차(H)는 제1 스트로크(134)와 제1 가압부(122) 사이의 간격(W1) 또는 및 제2 스트로크(136)중 하나와 제1 가압부(122) 사이의 간격(W2)보다 작게 할 수 있다.
제1 액추에이터(150)는 제1 스트로크(134)와 제2 스트로크(136)에 동일한 변형력을 인가할 수 있다.
본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 그리퍼(120)에 연결된 제2 액추에이터(Actuator 2)(126)를 포함할 수 있다.
제2 액추에이터(126)는 연성회로기판(110)의 일면에 제1 가압부(122)를 가압하고, 연성회로기판(110)의 타면에 제2 가압부(124)를 가압할 수 있다. 즉, 제2 액추에이터(126)는 제1 가압부(122)를 연성회로기판(110)의 상면에 접촉하여 가압하고, 제2 가압부(122)를 제1 가압부(122)에 대향하여 연성회로기판(110)의 배면에 접촉하여 가압한다.
제2 액추에이터(126)는, 연성회로기판(110)을 고정하기 위해 제1 가압부(122)와 제2 가압부(124)에 동일한 힘을 제공할 수 있다.
이송부(140)는 그리퍼(120) 및 변형부(130)와 연결되고, 그리퍼(120)를 이송하여 연성회로기판(110)을 커넥터(105)에 삽입할 수 있다. 이송부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 이송 프레임(141), 제1 리니어 가이드(Linear Guide 1)(142), 베이스 프레임(Base Frmae)(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 베이스 프레임(143)과 이동 가능하게 결합할 수 있다. 즉, 이송 프레임(141)은 일측에 제1 리니어 가이드(142)를 통해 베이스 프레임(143)과 결합하고, 제1 리니어 가이드(142)를 통해 베이스 프레임(143)과 슬라이드 방식으로 이동 가능하게 결합할 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.
베이스 프레임(143)은 일측에 그리퍼(120) 및 변형부(130)를 고정할 수 있다. 따라서 베이스 프레임(143)이 커넥터 측으로 슬라이드 이동하는 경우에, 연성회로기판(110)을 고정하고 있는 그리퍼(120) 및 연성회로기판(110)의 일부를 구부러지게 변형시키는 변형부(130)도 베이스 프레임(143)의 이동과 동일하게 커넥터(105) 측으로 슬라이드 이동할 수 있다.
제1 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.
이송부(140)는, 도 6에 도시된 바와 같이 그리퍼(120) 및 변형부(130)가 고정된 베이스 프레임(143)을 위치시키거나 슬라이딩 이동시키는 제2 리니어 가이드(510)를 더 포함할 수 있다.
제2 리니어 가이드(510)는 그리퍼(120)와 베이스 프레임(143) 사이에 위치하고, 변형부(130)와 베이스 프레임(143)의 고정 상태를 유지한 채 그리퍼(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 연성회로기판(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 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판(110)은 그 상면에 위치한 제1 가압부(122)에 의해 가압되어 고정되고, 제1 가압부(122) 위에 위치한 변형부(130)에 의해 폭 방향의 양단부가 구부러지게 변형될 수 있다.
이때, 그리퍼(120) 및 변형부(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.
제1 가압부(122)의 폭은 연성회로기판(110)의 폭보다 작고, 변형부(130)의 폭은 연성회로기판(110)의 폭보다 작거나 동일할 수 있다.
연성회로기판(110)의 폭은 베이스 프레임(143)의 폭과 동일하거나 그 보다 더 클 수 있다.
그리퍼(120)는 연성회로기판(110)의 길이 방향의 중간 지점 이하로 제1 가압부(122)를 연성회로기판(110)의 상면에 제2 가압부(124)를 연성회로기판(110)의 배면에 위치시킬 수 있다.
변형부(130)의 선단부는 연성회로기판(110)의 상면에 위치한 제1 가압부(122)의 선단부와 동일하거나 그 이하에 중첩하도록 위치할 수 있다.
한편, 그리퍼(120)는, 연성회로기판(110)을 흡착하여 고정하는 흡착부를 포함할 수 있다. 흡착부는 도 8에 도시된 진공 방식 또는 도 9에 도시된 정전기 방식 중 하나에 의해 연성회로기판(110)을 흡착하여 고정할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 그리퍼를 진공 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼(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 그리퍼(120)가 동작을 개시하면, 진공 발생부(730)에서 진공을 발생시키고, 흡입구(702) 및 연통로(722)를 통해 공기가 유입된다. 공기의 유입에 따라 연성회로기판(110)은 패드부(710)에 흡착되는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 그리퍼를 정전기 방식으로 실시한 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼(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 흡착되어 고정된다.
따라서 흡착장치(805)와 흡착기판(810) 사이에 위치한 연성회로기판(110)은 전술한 바와 같은 과정으로 흡착부(120)에 흡착되는 것이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판의 선단부가 커넥터에 삽입될 때 변형부의 동작 상태를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 연성회로기판 삽입 장치(100)는 먼저 그리퍼(120)가 연성회로기판(110)을 고정한다(S1110).
즉, 그리퍼(120)는 제2 액추에이터(126)로부터 제공된 힘에 의해 제1 가압부(122)를 연성회로기판(110)의 상면에 가압하고, 제2 가압부(124)를 연성회로기판(110)의 배면에 가압하여, 연성회로기판(110)을 고정한다. 제1 가압부(122)와 제2 가압부(124)는 서로 대향한 상태로 연성회로기판(110)의 상면과 배면에 접촉된다.
이때, 연성회로기판(110)은 커넥터(105)로부터 일정 거리로 이격된 상태이고, 그리퍼(120) 및 변형부(130)는 베이스 프레임(143)의 일측에 고정된 상태이다.
연성회로기판(110)의 상면에 위치한 제1 가압부(122)의 폭은 연성회로기판(110)의 폭보다 작게 할 수 있다. 변형부(130)의 폭은 연성회로기판(110)의 폭과 동일하거나 그 보다 작게 할 수 있다.
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.
제1 가압부(122)는 연성회로기판(110)의 길이 방향의 중간 지점 이하에 위치하고, 변형부(130)는 연성회로기판(110)의 길이 방향으로 제1 가압부(122)의 위치와 동일하거나 그 이하에 위치할 수 있다.
변형부(130)와 그리퍼(120) 사이의 높이 차는 변형부(130)의 제1 스트로크(134) 및 제2 스트로크(136) 중 하나와 그리퍼(120)의 제1 가압부(122) 사이의 간격보다 작게 할 수 있다. 이는 연성회로기판(110)의 구부러지게 변형되는 부분이 연성회로기판(110)의 선단부에 이르지 않게 하기 위함이다.
이어, 변형부(130)는 상기 연성회로기판(110)의 일부를 변형시킨다(S1120).
즉, 변형부(130)는 슬라이더(132)를 그리퍼(120)의 제1 가압부(122)의 상면까지 진행하여 연성회로기판(110)의 일부에 힘을 가하여 구부러지게 변형시키는 것이다.
이때, 변형부(130)는 제1 액추에이터(150)로부터 제공된 힘에 의해 슬라이더(132)와 제1 가압부(122) 사이의 높이 차가 발생되지 않게 슬라이더(132)를 연성회로기판(110)에 대해 수직 방향으로 이동시켜 제1 가압부(122)에 닿게 한다. 그에 따라 도 10에 도시된 바와 같이 제1 스트로크(134) 및 제2 스트로크(136)가 연성회로기판(110)의 양단에 힘을 가하여 연성회로기판(110)의 양단을 구부러지게 변형시키는 것이다.
따라서, 연성회로기판(110)은 변형부(130)에 의해 후단부의 양측이 구부러지게 변형됨에 따라 두께가 얇음에도 불구하고 전체적으로 주름이 없이 팽팽한 상태가 된다. 이에, 연성회로기판(110)은 삽입 방향의 강성을 확보하여 충분한 삽입력을 얻을 수 있다.
이어, 이송부(140)는 그리퍼(120)를 이송하여 연성회로기판(110)을 커넥터(105)에 삽입한다(S1130).
즉, 이송부(140)에서는 구동부(146)가 이송 프레임(141)에 구동력을 제공함에 따라 이송 프레임(141)이 도 10에 도시된 바와 같이 커넥터(105) 측으로 슬라이딩 이동한다. 이때, 이송 프레임(141)에 결합된 베이스 프레임(143)은 이송 프레임(141)과 함께 커넥터(105) 측으로 슬라이딩 이동하며, 베이스 프레임(143)에 고정된 그리퍼(120) 및 변형부(130)도 동일하게 슬라이딩 이동한다. 따라서 흡착부(120)에 흡착된 연성회로기판(110)이 도 10에 도시된 바와 같이 커넥터(105)의 내부로 삽입된다.
여기서, 제1 액추에이터(150)는 변형부(130)와 그리퍼(120) 사이의 높이 차를 변형부(130)의 제1 스트로크(134)와 그리퍼(120)의 제1 가압부(122) 사이의 간격보다 작은 범위로 연성회로기판(110)으로부터 변형부(130)의 슬라이더(132)를 이격시킬 수 있다. 즉, 제1 액추에이터(150)는 커넥터(105)에 삽입되는 연성회로기판(110)의 선단부가 커넥터(105)의 삽입 끝 위치에 가까워질수록 슬라이더(132)를 연성회로기판(110)로부터 이격시키되, 이격 간격을 제1 가압부(122)와 제1 스트로크(134) 사이의 간격보다 작게 이격시키는 것이다.
또한, 제1 액추에이터(150)는 변형부(130)와 그리퍼(120) 사이의 높이 차를 변형부(130)의 제2 스트로크(136)와 그리퍼(120)의 제1 가압부(122) 사이의 간격보다 작은 범위로 연성회로기판(110)으로부터 변형부(130)의 슬라이더(132)를 이격시킬 수 있다. 즉, 제1 액추에이터(150)는 커넥터(105)에 삽입되는 연성회로기판(110)의 선단부가 커넥터(105)의 삽입 끝 위치에 가까워질수록 슬라이더(132)를 연성회로기판(110)로부터 이격시키되, 이격 간격을 제1 가압부(122)와 제2 스트로크(136) 사이의 간격보다 작게 이격시키는 것이다.
이어, 그리퍼(120)에 고정된 연성회로기판(110)은 커넥터(105)의 내부로 삽입되다가 연성회로기판(110)의 선단부가 커넥터(105)의 내부에 있는 삽입끝 위치에 닿게 되면 커넥터(105)로의 삽입이 완료된다. 연성회로기판(110)은 삽입이 완료되면 이동 정지 상태가 된다.
연성회로기판(110)의 이동 정지에 따라 연성회로기판(110)을 고정하고 있는 그리퍼(120)도 슬라이딩 이동을 정지하게 되고, 연성회로기판(110)의 일부를 구부러지게 변형시킨 변형부(130)도 슬라이딩 이동을 정지하게 된다.
이때, 이송 프레임(141)은 커넥터(105) 측으로 슬라이딩 이동에 따른 관성력에 따라 계속 커넥터(105) 측으로 슬라이딩 이동하지만, 그리퍼(120) 및 변형부(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(105) 측으로의 변형력보다 작게 이송 프레임(141)의 이송력을 완충한다.
여기서, 이송 완충부(144)는, 연성회로기판(110)이 커넥터(105)의 내부에서 삽입끝 위치에 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 연성회로기판(110)이 변형되거나 파손될 염려가 없다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치의 동작 과정을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연성회로기판 삽입 장치는, 연성회로기판(110)을 커넥터(105)에 삽입하는 장치로서, 연성회로기판(110), 그리퍼(120), 이송부(140) 및 회전부(160)를 포함할 수 있다.
그리퍼(120)는 연성회로기판(110)을 고정한다. 즉, 그리퍼(120)는 제1 가압부(122)를 연성회로기판(110)의 상면에 가압하고, 제1 가압부(122)에 대향하게 제2 가압부(124)를 연성회로기판(110)의 배면에 가압하여, 연성회로기판(110)을 고정할 수 있다.
이송부(140)는 그리퍼(120)와 연결되고, 그리퍼(120)를 이송하여 연성회로기판(110)을 커넥터(105)에 삽입한다.
회전부(160)는 그리퍼(120)를 일정 각도로 회전시킬 수 있다. 이때, 회전부(160)는 예컨대 회전력을 제공하는 모터를 포함할 수 있고, 그리퍼(120)의 제1 가압부(122) 및 제2 가압부(124)에 연결될 수 있다. 따라서, 회전부(160)는 그리퍼(120)의 제1 가압부(122) 및 제2 가압부(124)를 시계 방향으로 회전시키거나 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
회전부(160)는, 도 12에 도시된 바와 같이 연성회로기판(110)의 선단부가 커넥터(105)의 입구에 삽입되면(①), 연성회로기판(110)이 고정된 그리퍼(120)를 시계 방향으로 일정 각도로 회전시킨다(②).
이어, 이송부(140)는 그리퍼(120)의 회전에 따라 후단부가 시계 방향으로 일정 각도로 구부러진 연성회로기판(110)을 커넥터(105)의 종단, 즉 내부 삽입 끝 위치까지 계속 삽입시킨다.
이때, 회전부(160)는, 그리퍼(120)의 일정 각도로 회전된 상태에서, 연성회로기판(110)의 커넥터(105)의 종단으로 삽입을 진행하면서 그리퍼(120)를 역회전시킨다. 즉, 회전부(160)는 연성회로기판(110)의 선단부가 커넥터(105)의 입구에 삽입된 이후 삽입 끝 위치에 닿게 될 때까지 그리퍼(120)를 역회전시켜 연성회로기판(110)의 후단부의 구부러진 상태를 편평한 상태로 복원시키는 것이다.
이후, 연성회로기판(110)의 커넥터(105)로의 삽입이 완료되면, 그리퍼(120)는 연성회로기판(110)으로부터 제1 가압부(122) 및 제2 가압부(124)를 이격시켜 연성회로기판(110)의 고정 상태를 해제한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 연성회로기판을 표시패널의 커넥터에 삽입하는 경우, 삽입 방향으로 연성회로기판의 강성을 확보하여 연성회로기판이 커넥터에 용이하게 삽입될 수 있는, 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 110 : 연성회로기판(FPC)
120 : 그리퍼 122 : 제1 가압부
124 : 제2 가압부 126 : 제2 액추에이터
130 : 변형부 132 : 슬라이더
134 : 제1 스트로크 136 : 제2 스트로크
140 : 이송부 141 : 이송 프레임
142 : 제1 리니어 가이드 143 : 베이스 프레임
144 : 이송 완충부 145 : 지지부재
146 : 구동부 147 : 이동경로
150 : 제1 액추에이터 160 : 회전부
510 : 제2 리니어 가이드
702 : 흡입구 710 : 패드부
720 : 탄성부 722 : 연통로
730 : 진공 발생부 805 : 흡착장치
810 : 흡착기판 811 : 흡착전극
820 : 흡착 전원부 830 : 흡착면
120 : 그리퍼 122 : 제1 가압부
124 : 제2 가압부 126 : 제2 액추에이터
130 : 변형부 132 : 슬라이더
134 : 제1 스트로크 136 : 제2 스트로크
140 : 이송부 141 : 이송 프레임
142 : 제1 리니어 가이드 143 : 베이스 프레임
144 : 이송 완충부 145 : 지지부재
146 : 구동부 147 : 이동경로
150 : 제1 액추에이터 160 : 회전부
510 : 제2 리니어 가이드
702 : 흡입구 710 : 패드부
720 : 탄성부 722 : 연통로
730 : 진공 발생부 805 : 흡착장치
810 : 흡착기판 811 : 흡착전극
820 : 흡착 전원부 830 : 흡착면
Claims (20)
- 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서,
상기 연성회로기판을 고정하는 그리퍼;
상기 고정된 연성회로기판에 힘을 가하여 일부를 구부러지게 변형시키는 변형부; 및
상기 그리퍼 및 상기 변형부와 연결되고, 상기 그리퍼를 이송하여 상기 연성회로기판을 상기 커넥터에 삽입하는 이송부;
를 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 그리퍼는,
상기 연성회로기판의 일면과 접촉하는 제1 가압부; 및
상기 제1 가압부와 대향하여 상기 연성회로기판의 타면과 접촉하는 제2 가압부;
를 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 그리퍼는 상기 연성회로기판보다 작은 폭을 갖는 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 그리퍼에 연결되고, 상기 연성회로기판의 일면에 상기 제1 가압부를 가압하고, 상기 연성회로기판의 타면에 상기 제2 가압부를 가압하는 제2 액추에이터(Actuator 2);
를 더 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제2 액추에이터는, 상기 제1 가압부와 상기 제2 가압부에 동일한 힘을 제공하는, 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 변형부는,
상기 연성회로기판의 일면에 접촉하여 변형력을 인가하는 슬라이더(Slider); 및
상기 슬라이더를 상기 연성회로기판에 수직한 방향으로 이동시키는 제1 액추에이터(Actuator 1);
를 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 슬라이더는, 상기 그리퍼보다 더 큰 폭을 갖는 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 슬라이더의 폭은 상기 연성회로기판의 폭 이하인, 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 슬라이더는,
상기 제1 가압부에서 이격되어 상기 연성회로기판의 일측을 변형시키는 제1 스트로크; 및
상기 제1 가압부에서 이격되어 상기 연성회로기판의 타측을 변형시키는 제2 스트로크;
를 포함하는, 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 슬라이더와 상기 제1 가압부 사이의 높이 차(H)는 상기 제1 스트로크와 상기 제1 가압부 사이의 간격(W1) 또는 및 상기 제2 스트로크와 상기 제1 가압부 사이의 간격(W2)보다 작은, 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제1 액추에이터는, 상기 제1 스트로크와 상기 제2 스트로크에 동일한 변형력을 인가하는, 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 그리퍼 및 상기 변형부를 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 제1 리니어 가이드;
상기 이송 프레임과 상기 베이스 프레임 사이에 배치되어 상기 이송 프레임의 이송력을 완충하는 이송 완충부;
상기 이송 프레임에 구동력을 제공하는 구동부;
를 포함하는, 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 그리퍼 및 상기 변형부가 고정된 상기 베이스 프레임을 위치시키거나 슬라이딩 이동시키는 제2 리니어 가이드를 더 포함하는,
연성회로기판 삽입 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 그리퍼는, 상기 연성회로기판을 흡착하여 고정하는 흡착부;
를 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 흡착부는, 진공 방식 또는 정전기 방식 중 하나에 의해 상기 연성회로기판을 흡착하여 고정하는, 연성회로기판 삽입 장치.
- 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 연성회로기판 삽입 장치로서,
상기 연성회로기판을 고정하는 그리퍼;
상기 그리퍼와 연결되고, 상기 그리퍼를 이송하여 상기 연성회로기판을 상기 커넥터에 삽입하는 이송부; 및
상기 그리퍼를 일정 각도로 회전시키는 회전부;
를 포함하는 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 16 항에 있어서,
상기 회전부는, 상기 연성회로기판의 선단부가 상기 커넥터의 입구에 삽입되면, 상기 연성회로기판이 고정된 상기 그리퍼를 일정 각도로 회전시키는, 연성회로기판 삽입 장치.
- 제 17 항에 있어서,
상기 회전부는, 상기 연성회로기판의 상기 커넥터의 종단으로 삽입을 진행하면서 상기 그리퍼를 역회전하는, 연성회로기판 삽입 장치.
- (a) 그리퍼가 연성회로기판을 고정하는 단계;
(b) 변형부가 상기 연성회로기판의 일부를 변형시키는 단계; 및
(c) 이송부가 상기 그리퍼를 이송하여 상기 연성회로기판을 커넥터에 삽입하는 단계;
를 포함하는 연성회로기판 삽입 방법.
- 제 19 항에 있어서,
상기 (b) 일부를 변형시키는 단계는,
상기 변형부를 상기 그리퍼의 상면까지 진행하여 기 연성회로기판의 일부를 변형시키는,
연성회로기판 삽입 방법.
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