KR20200060803A - 탄성부재를 구비한 pcb 이송용 노즐 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리에 관한 것으로서, 본 발명의 일면에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리는 중심에 중공이 형성되고 일측 외면에 상하방향으로 장공이 형성되는 노즐본체와, 노즐본체의 하부에서 중공에 승강 가능하게 삽입되고 중공이 형성되고 하부 외주면에 지지플랜지가 환설되며 일측 외면에 핀홈이 형성되는 승강유도체와, 승강유도체의 하부에서 중공에 삽입되어 승강유도체와 일체로 승강되고 상부가 하부보다 직경이 상대적으로 큰 원뿔 형상의 몸체와, 몸체의 상부에 형성되고 몸체의 상부 외경보다 상대적으로 작은 외경을 가진 원통 형상의 결합부로 이루어지는 노즐 팁과, 노즐본체의 하부와 지지플랜지의 사이에 승강유도체의 외측에 설치되어 승강유도체를 탄성으로 하강 복귀시키는 탄성부재 및 장공을 통해 핀홈에 삽입되어 승강유도체와 노즐 팁의 승강 스토르크를 제한하는 스토로크제한핀을 포함한다.

Description

탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리{NOZZLE ASSEMBLY WITH ELASTIC MEMBER FOR PCB TRANSFER}

본 발명은 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 노즐 팁의 손상 및 파손되는 현상을 방지할 수 있는 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리에 관한 것이다.

전자부품의 이송장치는 대한민국 등록특허공보 10-1225578과 같이 PCB의 표면에 진공 흡착하여 다른 장치로 이송할 수 있도록 하단에 노즐이 구성된다.

상기 노즐은 도 1과 같이 이송장치와 결합 구성될 수 있도록 구성된 노즐본체와 노즐본체의 하단에 형성된 삽입공에 삽입 구성될 수 있도록 노즐 팁이 구성된다.

상기 노즐 팁은 상단에 형성된 결합부의 표면에 노즐본체의 삽입공에 삽입한 후 고정될 수 있도록 본드와 같은 부착수단을 이용하여 고정된다.

이와 같이 노즐본체와 노즐 팁이 고정 구성된 상태에서 장시간 사용할 경우 노즐 팁과 PCB의 잦은 접촉으로 노즐 팁의 하단 표면이 마모되어 사용할 수 없기 때문에 노즐 팁을 교체해야 하나 노즐 팁과 노즐본체는 부착수단에 의해 일체로 구성되어 있으므로 노즐 전체를 교체해야 하고, 이로 인해 노즐을 유지보수하는 비용을 증가하는 문제점이 있었다.

그리고 노즐이 구성된 노즐본체를 재사용할 수 없으므로 폐기처분해야 하고, 노즐을 교체하기 위해 노즐본체와 노즐 팁을 다시 제작해야 하고, 노즐본체와 노즐 팁을 부착하는 공정 또한 재차 제작해야 함으로 유지보수 비용이 증가하고, 이로 인해 생산성이 떨어져 생산비용을 증가시키며, 경제적인 소실을 증가시키는 다수의 문제점이 있었다.

또한, 노즐 팁의 결합부 외면에 부착수단을 도포하고 노즐본체에 삽입할 시 부착수단이 노즐 팁의 외면 또는 노즐본체의 하부로 흘러 내려와 이물질이 묻을 수 있고, 노즐 팁의 내부에 형성된 노즐 홀이 막히는 현상이 있으므로 노즐을 재차 점검해야 하고, 노즐 팁과 노즐본체를 정리하는 공정이 필요함으로 설치 작업시간이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 노즐 팁을 공구로 잡을 경우 노즐 팁의 외면이 매끄럽기 때문에 공구로 잡고 있기도 힘들고, 노즐 팁의 표면이 공구에 의해 손상되거나 강한 힘에 의해 파손되는 문제점이 있었다.

KR 10-1818744 B1 KR 10-1225578 B1

상기 기술적인 결함을 극복하기 위하여, 본 발명의 목적은 노즐본체와 노즐 팁이 분리 구성될 수 있도록 하는 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 노즐 팁을 교체할 시 노즐본체를 재사용할 수 있도록 하는 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 노즐 팁과 노즐본체를 손상 없이 교체할 수 있도록 하는 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리는, 중심에 중공이 형성되고 일측 외면에 상하방향으로 장공이 형성되는 노즐본체와, 노즐본체의 하부에서 중공에 승강 가능하게 삽입되고 중공이 형성되고 하부 외주면에 지지플랜지가 환설되며 일측 외면에 핀홈이 형성되는 승강유도체와, 승강유도체의 하부에서 중공에 삽입되어 승강유도체와 일체로 승강되고 상부가 하부보다 직경이 상대적으로 큰 원뿔 형상의 몸체와, 몸체의 상부에 형성되고 몸체의 상부 외경보다 상대적으로 작은 외경을 가진 원통 형상의 결합부로 이루어지는 노즐 팁과, 노즐본체의 하부와 지지플랜지의 사이에 승강유도체의 외측에 설치되어 승강유도체를 탄성으로 하강 복귀시키는 탄성부재 및 장공을 통해 핀홈에 삽입되어 승강유도체와 노즐 팁의 승강 스토르크를 제한하는 스토로크제한핀을 포함한다.

본 발명은 노즐 팁을 세라믹으로 제조하여 표면이 매끄럽고 부드러워 PCB를 손상 없이 이송할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 노즐 팁의 상단에 나사산을 형성하여 노즐본체와 신속하게 결합 및 분리할 수 있으므로, 노즐본체와 노즐 팁으로 이루어진 노즐의 전체를 폐기하지 않고 노즐본체를 재사용할 수 있으며, 이로 인해 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 경제적인 효과를 극대화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

그리고 본 발명에서는 노즐 팁의 외면에 공구로 파지할 수 있는 파지홈을 형성하여 노즐 팁과 노즐본체와 결합할 시 공구로 파지하기 쉽고, 공구가 노즐 팁의 외면에서 공회전되는 현상이 없으므로 노즐 팁의 외면이 손상되거나 파손되는 현상을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리의 분해조립도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리의 PCB 이송용 노즐 팁을 제조하는 일 실시예에 따른 순서도이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리의 PCB 이송용 노즐 팁의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리의 PCB 이송용 노즐 팁을 제조하는 다른 실시예에 따른 순서도이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리의 노즐 팁의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 A-A선 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리의 다양한 실시예들에 따른 노즐 팁을 나타내는 도면이다.

이하 본 발명의 실시예 중의 첨부 도면을 결합하여, 본 발명의 실시예 중의 기술방안에 대해 분명하고 완전하게 설명하고자 한다. 물론, 설명하는 실시예는 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 모든 실시예가 아님은 자명하다. 본 발명의 실시예에 따라, 본 분야의 보통 기술자가 창조적인 노동을 하지 않고 획득한 모든 기타 실시예는 전부 본 고안의 보호 범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리를 보인 도면을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리의 분해조립도를 도시한 것이며, 이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 팁은 도 1에 도시된 바와 같이 크게 노즐본체(10), 승강유도제(20), 노즐 팁(1), 탄성부재(30), 스트로크제한핀(40)을 포함하여 구성될 수 있다.

노즐본체(10)는 내측의 중심에 길이방향으로 중공(7)이 형성되어 승강유도체(20)가 상하운동이 가능하게 설치될 수 있고, 중공(7)은 승강유도제(20)의 중공(7)과 노즐 팁(1)의 노즐홀(3) 각각에 연결될 수 있다.

노즐본체(10)에는 그 측면에 구멍이 상하방향으로 형성된 장공(12)이 마련되어 승강유도체(20)가 삽입될 때, 승강유도체(20)에 형성된 스트로크제한핀(40)은 장공(12)에 따라 삽입될 수 있다.

승강유도체(20)가 노즐본체(10)의 장공(12)에 삽입 또는 이탈 시에 노즐본체(10)에 대한 회전이 방지될 수 있다.

승강유도체(20)는 하부 외주면에 지지플랜지(22)가 형성되어 탄성부재(30)를 끼울 시 탄성부재(30)를 지지할 수 있고, 일측 외면에 핀홈(24)이 형성되어 스트로크제한핀(40)을 고정할 수 있다.

지지플랜지(22)에 의해 탄력성을 가진 탄성부재(30)가 진공 흡착하는 과정에서 발생되는 진동이나 그 외의 충격에 의한 파손을 방지할 수 있다.

노즐 팁(1)은 세라믹으로 구성되고, 승강유도제(20)의 하부에서 중공(7)에 본딩으로 일체화 시킬 수 있다.

노즐 팁(1)은 도 6과 같이, 원뿔대 형상으로 형성되는 몸체(5)와, 몸체(5)의 상부에 원통 형상으로 형성되는 결합부(2)와, 결합부(2)의 외면이 노즐(100)과 결합 또는 분리가 손쉽게 이루어질 수 있도록 형성되는 나사산(4)과, 노즐 팁(1)의 상부에서 하부로 관통되어 내부에 PCB가 진공 흡착될 수 있도록 형성되는 노즐홀(3)을 포함할 수 있다.

결합부(2)는 결합부(2)의 외주를 이루는 원의 직경이 몸체(5) 상부 외주를 이루는 원의 직경보다 작을 수 있다.

결합부(2)의 외주면에 수나사가 형성되는 나사산(4)과, 나사산(4)과 나사식으로 체결되는 단부 내주면에 암나사가 형성되는 승강유도체(20)로 구성될 수 있다.

따라서, 나사산(4)은 승강유도체(20)와 결합 또는 분리가 손쉽게 이루어질 수 있어 노즐(100)의 전체를 폐기하지 않고 노즐본체(10)를 재사용할 수 있으며, 교체 작업시간을 단축할 수 있다.

노즐홀(3)은 도 1과 같이, 노즐본체(10)와 승강유도제(20)의 각각에 형성된 중공(7)에 연결되어 노즐 팁(1)의 끝단에서 전자 부품을 흡착한다.

노즐 팁(1)의 노즐홀(3)을 통해 유체가 외부로 분사되거나 또는 외부 유체가 흡착되기 위한 것일 수 있다.

탄성부재(30)는 노즐 팁(1) 교환 시의 노즐(100)의 충격을 방지하기 위하여 노즐본체(10)의 하부와 지지플랜지(22)의 사이에 승강유도제(20)의 외측에 설치될 수 있다.

노즐본체(10)와 지지플랜지(22)의 사이에 탄성부재(30)를 포함하면 노즐본체(10)와 승강유도체(20)가 서로 마찰되면서 받는 충격에 의한 노즐(100)의 파손을 방지할 수 있다.

탄성부재(30)는 노즐 팁(1) 교환 시의 충격을 지지하고, 노즐본체(10)의 하부 방향으로부터 상부 방향으로 이동되는 경우 승강유도체(20)를 탄성적으로 이동하기 위해 일정 이상의 탄성력을 가질 수 있다.

탄성부재(30)는 충격에 의하여 발생할 수 있는 노즐(100)에 충격이 전달되어 특히 미세 전자 부품이 손상되거나, 기계정도가 틀어지는 현상을 방지할 수 있다.

스트로크제한핀(40)은 승강유도체(20)의 측면에 마련된 핀홈(24)에 삽입되도록 돌출되어 형성될 수 있고, 승강유도체(20)에 고정된 스트로크제한핀(40)이 노즐본체(10)의 장공(12)에 끼움으로써 장공(12)의 길이만큼 탄성부재(30)가 수축될 수 있다.

스트로크제한핀(40)은 승강유도체(20)가 노즐본체(10)에서 하위로 너무 많이 이동되거나 상위로 너무 많이 이동되는 것을 방지하여 전자 부품의 파손을 방지할 수 있다.

따라서, 장공(12)에 스트로크제한핀(40)이 걸리도록 함으로써 탄성부재(30)가 너무 많이 수축되어 접히는 것을 방지하고 복원력에 의해 노즐본체(10)로부터 튀어나오는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명에서 제공하는 PCB 이송용 노즐 팁을 제조하는 공정도를 도시한 것이다.

본 발명은 PCB 이송장치의 노즐(100)에 결합하여 사용하는 것으로, 노즐본체(10)에 결합되는 노즐 팁(1)을 제조하는 공정도이다.

노즐 팁(1)을 제조하기 위해서는 우선, 세라믹을 제조하기 위해 지르코니아 원료를 균일한 입도 분포를 가진 직경 20um를 얻기 위해 미세한 구멍이 형성된 테스팅 체(Testing sieve)를 이용하여 지르코니아 원료를 확보한다.(S100)

지르코니아 원료의 직경을 20um로 사용하는 목적으로는 직경이 작을수록 소결(Sintering)한 후 세라믹 제품의 매끄러운 표면을 얻을 수 있으므로 제품의 표면에 결정 및 그 밖의 군더더기를 제거하기 위한 치핑(Chipping) 공정을 줄일 수 있고, 이로 인해 제조공정 시간을 단축할 수 있으며, 또한 더 높은 경도를 얻을 수 있는 것이다.

지르코니아(Zirconia)는 화학식 ZrO2, 분자량 12322, 녹는점 약 2,700 ℃이며, 산화지르코늄을 통틀어 이르는 것이고, 지르코늄의 산화물이고 흰색의 결정체이며, 또한, 세라믹의 최대 결점이었던 취성(Brittleness:외부에서 힘을 받았을 때 물체가 소성 변형을 거의 보이지 아니하고 파괴되는 현상)을 극복한 최초의 세라믹으로서, 내마모성, 경도, 내식성 등의 장점을 살려 공구·절삭용 등 외에도 기계 부품 등에 사용되고, 열팽창률이 주철에 가깝고 단열성도 뛰어나기 때문에 디젤엔진의 부품으로 금속재와 조합되어 이용되고 있으나, 약 1,100℃에서 상전이(相轉移: 물질이 다른 상으로 상태를 옮기는 현상)로 기인한 체적 변화가 있다.

직경 20um인 지르코니아 원료 95 중량%와 산화이트륨(Y2O3) 3 중량%, 산화알루미늄([0035] Al2O3) 2 중량%를 혼합하여 6시간 배합시킨다.(S200)

산화이트륨 (Yttrium oxide)은 지르코니아에 소량 첨가하여 고용(固熔) 시킴으로써 상전이를 방지할 수 있으며, 순백색 등축 결정계, 산화스칸듐형 구조의 결정이고, 녹는점은 약 2,410 ℃, 끓는 점은 약 4,300 ℃이고, 찬물이나 뜨거운 물에 녹지 않으며, 산에 녹고, 900 ~ 1,000 ℃로 가열하면 표면색은 짙은 청색을 나타낸다.

산화알루미늄(aluminum oxide)은 세라믹의 결점인 취약성을 크게 개선하기 위해 사용되는 것으로서, 알루미늄과 산소의 화합물로 알루미나라고 하며, 분자량 10196이고, 천연으로는 결정광물인 코런덤으로 산출된다.

이와 같이 지르코니아 원료에 산화이트륨과 산화알루미늄을 첨가하여 지르코니아를 분산시킴으로써 세라믹의 결점인 취약성을 개선할 수 있는 것이다.

배합된 분말원료를 통상적인 가압성형기에 넣어 가압 성형하여 노즐 팁의 모재를 형성한다.(S300)

노즐 팁의 모재의 내부 균열과 변형을 제거할 수 있도록 500 ~ 600 ℃에서 가열하고, 일정한 시간 유지한 뒤, 노 속에서 냉각하는 풀림(Annealing) 열처리를 한다.(S400)

풀림 열처리한 노즐 팁의 모재는 가공하기 쉽게 부드러워져 있으므로, 도 4와 같이 하부에 상부가 넓고 하부가 좁은 형상인 원뿔대 형상으로 몸체(5)가 형성되도록 가공하여 형성하고, 상부에 원통 형상으로 가공하여 결합부(2)가 형성되며, 내부에 PCB가 진공 흡착될 수 있도록 상부에서 하부로 관통된 노즐홀(3)이 형성되도록 외형을 그린(Green) 가공을 실시한다.(S500)

외형이 그린 가공된 노즐 팁의 모재는 결합부(2)의 외면에 노즐(100)과 체결될 수 있도록 나사산(4)이 형성되도록 그린 가공을 실시한다.(S600)

나사산(4)은 그린 가공할 시 소결 공정에서 치수변화가 일어나기 때문에 원래 치수보다 크게 형성한다.

노즐홀(3)은 그린 가공할 시 소결 공정에서 치수변화가 일어나기 때문에 원래 치수보다 작게 형성한다.

이와 같이 그린 가공된 노즐 팁의 모재는 틀 속에 넣고 프레스를 가압하여 단단하게 고정한 후 노즐 팁의 모재의 녹는점에 가까운 온도(약 2,600℃)로 가열하면, 서로 접한 면에서 접합이 이루어지나 일부가 증착하여 서로 연결되어 한 덩어리로 되는 소결 공정이 이루어지면(S800), 세라믹으로 만들어진 본 발명의 노즐 팁이 도 4와 같이 완성된다.

도 5는, 노즐 팁(1)을 공구로 파지할 시 노즐 팁(1)이 파지되지 않는 현상을 방지할 수 있도록 노즐 팁의 모재로 외형을 그린 가공한 후 나사산(4)을 가공하여 형성하고, 노즐 팁(1)의 몸체 외면에 도 6 및 도 7과 같이 파지홈(6)이 더 형성되도록 그린 가공을 실시한다.(S700)

파지홈(6)은 도 8과 같이 몸체(5)의 양면 또는 몸체(5)의 상단에 6각 형상, 8각 형상이 형성될 수 있으며, 이는 어느 한 형상을 한정하여 형성하는 것이 아니라 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명에 의하여 용이하게 창작하고 발명할 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분양의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

외형 및 나사산, 파지홈이 그린 가공된 노즐 팁의 모재는 틀 속에 넣고 프레스를 가압하여 단단하게 고정한 후 노즐 팁의 모재의 녹는점에 가까운 온도(약 2,600℃)로 가열하면, 서로 접한 면에서 접합이 이루어지나 일부가 증착하여 서로 연결되어 한 덩어리로 되는 소결 공정이 이루어지면(S800), 세라믹으로 제조된 본 발명의 다른 실시예는 완성된다.

상기와 같은 제조방법으로 제조된 노즐 팁은 세라믹으로 제조되어 표면이 부드러워 PCB의 손상이 없고, PCB와 접촉할 시 정전기가 발생되지 않으며, 노즐(100)을 교체할 시 노즐 팁(1)은 폐기되나 노즐본체(10)는 재사용할 수 있으므로 노즐의 전체를 폐기하는 폐단을 방지할 수 있다.

노즐 팁(1)은 나사산(4)을 형성하여 노즐(100)과 결합 및 분리가 손쉽게 이루어지며, 교체 작업시간을 단축할 수 있고, 유지보수 비용을 절감할 수 있다.

그리고 노즐 팁(1)의 외면에 공구로 파지할 수 있는 파지홈(6)을 형성하여 노즐 팁(1)이 공구에서 이탈되지 않는 상태에서 노즐(100)과 체결할 수 있으며, 노즐 팁(1)이 공구에서 고정되어 공회전 현상이 없으므로 노즐 팁(1)이 손상되거나 파손되는 현상을 방지할 수 있는 것이다.

이상은 단지 본 발명의 약간의 개선점으로 형성된 바람직한 실시예일 뿐으로, 결코 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 개선점에 대하여 실시한 동등한 변화 또는 등가의 변화, 또는 본 명세서에 도시되지 않은 조합은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 할 것이다.

1: 노즐 팁
2: 결합부
3: 노즐홀
4: 나사산
5: 몸체
6: 파지홈
7: 중공
10: 노즐본체
12: 장공
20: 승강유도체
22: 지지플랜지
24: 핀홈
30: 탄성부재
40: 스트로크제한핀
100: 노즐

Claims (2)

1. 중심에 중공이 형성되고 일측 외면에 상하방향으로 장공이 형성되는 노즐본체;
   상기 노즐본체의 하부에서 상기 중공에 승강 가능하게 삽입되고 중공이 형성되고 하부 외주면에 지지플랜지가 환설되며 일측 외면에 핀홈이 형성되는 승강유도체;
   상기 승강유도체의 하부에서 상기 중공에 삽입되어 상기 승강유도체와 일체로 승강되고 상부가 하부보다 직경이 상대적으로 큰 원뿔 형상의 몸체와, 상기 몸체의 상부에 형성되고 상기 몸체의 상부 외경보다 상대적으로 작은 외경을 가진 원통 형상의 결합부로 이루어지는 노즐 팁;
   상기 노즐본체의 하부와 상기 지지플랜지의 사이에 상기 승강유도체의 외측에 설치되어 상기 승강유도체를 탄성으로 하강 복귀시키는 탄성부재; 및
   상기 장공을 통해 상기 핀홈에 삽입되어 상기 승강유도체와 상기 노즐 팁의 승강 스토르크를 제한하는 스토로크제한핀;
   를 포함하는 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 노즐 팁은,
   입도 20um 이하의 지르코니아 원료 95 중량%, 산화이트륨 3 중량%, 산화알루미늄 2 중량%를 혼합한 원료를 배합한 분말원료를 가압 성형함에 따른 모재를 가압성형기로 가공하고 500 ~ 600 ℃에서 가열한 후 냉각하는 풀림 열처리에 따라 형성되는 것
   인 탄성부재를 구비한 PCB 이송용 노즐 어셈블리.

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