WO2023018005A1 - 벤딩 가능한 인쇄회로기판을 이용하여 계단형의 조명장치를 제조하는 시스템 - Google Patents

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WO2023018005A1
WO2023018005A1 PCT/KR2022/009294 KR2022009294W WO2023018005A1 WO 2023018005 A1 WO2023018005 A1 WO 2023018005A1 KR 2022009294 W KR2022009294 W KR 2022009294W WO 2023018005 A1 WO2023018005 A1 WO 2023018005A1
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WO
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pcb
fixture
back plate
sub
bending
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/009294
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English (en)
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이면용
김용성
최재환
김병구
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진영전기 주식회사
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/235—Details of bases or caps, i.e. the parts that connect the light source to a fitting; Arrangement of components within bases or caps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/90—Methods of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details

Definitions

  • the present invention relates to a system for manufacturing a staircase-shaped lighting device using a bendable printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • Lighting devices are manufactured in various shapes according to industrial fields and purposes.
  • a lamp for a vehicle it is a recent trend to be manufactured in a stepped curved shape and mounted on a vehicle.
  • Such a vehicle lamp is composed of a backplate injection-molded in a stepped shape and a long strip-shaped flexible circuit board.
  • the flexible circuit board is mounted with a plurality of LED chips spaced apart at regular intervals, and recently manufactured with a heat dissipation layer that transfers heat to the outside.
  • Vehicle lamps are manufactured by combining a flexible printed circuit board and a back plate, and a stacking process is generally used. That is, after inserting the fastening boss formed on the back plate into the insertion hole formed on the flexible printed circuit board, a process of fusing and bonding the protruding boss portion is performed.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art described above, and discloses an automated process and system in which PCB supply, bending, and backplate assembly are systematically performed.
  • an embodiment of a device for immediately fastening a PCB bending process and a bent PCB to a back plate is disclosed, and an object thereof is to efficiently manufacture a stepped lighting device.
  • a lighting device manufacturing system for manufacturing a lighting device using a bendable PCB includes a strip-shaped PCB in which a plurality of light emitting elements are spaced apart and mounted at predetermined intervals; A bending jig formed in a predetermined stair shape; a first fixture for adsorbing and transferring the PCB to the bending jig and bending the PCB in the stepped shape by arranging the PCB along the surface of the bending jig; A back plate assembled with the bent PCB including the same shape as the stepped shape; and a second fixture for adsorbing and transferring the bent PCB to the back plate and assembling the bent PCB to the back plate.
  • the PCB for assembly with a plurality of sub-boards spaced apart from each other at a predetermined interval, the plurality of light emitting elements mounted on each sub-board, and the back plate, each of the above sub-boards At least one insertion hole formed in one region of the sub-board and a strip-shaped flexible circuit portion connected to each of the sub-boards and formed of a bendable material.
  • a lighting device manufacturing system includes a PCB tray on which a predetermined number of PCBs are seated; a supply unit adsorbing and supplying one PCB from the PCB tray; and an aligning jig in which the PCB supplied from the supply unit is horizontally disposed and rotated to align the PCB according to the direction or angle formed by the back plate, but after the aligning jig rotates, the first alignment jig is rotated. 1 The fixture adsorbs the aligned PCB and transfers it to the bending jig.
  • the first fixture is formed on a plurality of rods spaced apart from each other by the distance between which the plurality of sub-substrates are spaced apart and at the lower end of each rod, thereby adsorbing and adsorbing each of the sub-substrates.
  • a plurality of adsorption parts for performing desorption wherein the adsorption part is formed at a position corresponding to the light emitting element of the sub-substrate to be adsorbed and is located at a position corresponding to the insertion hole of the sub-substrate and an adsorption pad for vacuum adsorption of the light-emitting element. It is formed and includes at least one protrusion coupled to the insertion hole.
  • the suction pad has a circular hole having a predetermined area formed in the center, and as the area of the circular hole is formed larger than the size of the light emitting element, the first fixture fixes the PCB. When adsorbed, the light emitting element is accommodated into the circular hole.
  • the bending jig includes a plurality of horizontal surfaces on which the respective sub-boards are disposed when the PCB is bent, and a plurality of vertical surfaces connecting adjacent horizontal surfaces to which the flexible circuit part is in close contact.
  • the first fixture adsorbing the PCB descends in the direction of the bending jig, so that one rod is seated on the uppermost horizontal surface, and other rods other than the seated one rod are seated on the uppermost horizontal surface. After descending in the direction of the bending jig, it moves horizontally in the direction of the seated one rod so that the rod adjacent to the work rod is seated on the lower horizontal plane adjacent to the uppermost horizontal plane.
  • the flexible circuit part between adjacent sub-boards is brought into close contact with each vertical surface to bend the PCB.
  • the horizontal surface includes a groove for accommodating a protrusion coupled to an insertion hole of a sub-substrate to be disposed, and the groove extends toward a corner of the horizontal surface and is formed in a straight line shape.
  • the bending jig includes a plurality of fixing parts attached to the lower portions of the plurality of horizontal surfaces and capable of adjusting air pressure, and when the PCB bending is completed, the bent PCB is moved to the first storage area.
  • each fixing part vacuums each sub-board disposed on each horizontal surface to fix the bent PCB to the bending jig.
  • the second fixture is formed at the lower end of the main body part formed in a shape engaged with the step shape and performs vacuum adsorption and detachment for each sub-substrate of the bent PCB. It includes a plurality of adsorption units.
  • the back plate includes at least one fastening boss formed at a position corresponding to the insertion hole of the bent PCB, and the second bent PCB is adsorbed.
  • the second fixture vertically descends and settles on the back plate, releases suction and rises vertically, thereby fastening each insertion hole of the bent PCB and each fastening boss.
  • the lighting device manufacturing system includes an assembling jig for supporting the back plate from the bottom so that a portion having the same shape as the step shape of the back plate is located at the top; and a turntable on which at least two assembly jigs are disposed, and when the bent PCB is assembled to a backplate supported by one assembly jig disposed on the turntable, one assembly jig among the other assembly jigs is assembled.
  • the turntable is rotated so that is located in the transport direction of the second fixture.
  • One embodiment of the present invention discloses a method and apparatus for supplying a bendable PCB on which a plurality of light emitting elements are mounted and arranging them according to the direction or angle of a lighting device to be manufactured.
  • One embodiment of the present invention discloses a method and apparatus for bending a supplied PCB in a predetermined stair shape.
  • One embodiment of the present invention discloses a method and apparatus for immediately engaging a bent PCB with a backplate.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a lighting device manufacturing system and method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a bendable PCB according to one embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a front view of a device for supplying and aligning a PCB according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view of a first fixture according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a portion of an adsorption unit and a PCB according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a disposition of a first fixture and a bending jig to explain a bending process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an internal cross-sectional view of a first fixture and a bending jig for explaining a state in which a PCB is bent according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a disposition of a second fixture and a bending jig according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a back plate before and after assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an assembly jig and a turntable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view of a wing-shaped fixture according to an embodiment of the present invention and a lighting device manufactured therethrough.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method for manufacturing a lighting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a lighting device manufacturing system and method according to an embodiment of the present invention.
  • a lighting device manufacturing method includes a PCB supply step (S1), a PCB alignment step (S2), a PCB bending step (S3), a PCB pick-up step (S4), and PCB assembly. It proceeds in the order of step S5.
  • the PCB tray 31 and the supply unit 32 related to the PCB supply step (S1) the PCB is seated in the PCB alignment step (S2) and aligned to align them
  • the PCB is arranged in a stepped shape through the jig 40, the first fixture 100 that adsorbs and transfers the PCB in the PCB bending step (S3), and the first fixture 100 in the PCB bending step (S3).
  • a bending jig 50, a second fixture 200 for adsorbing and transporting the bent PCB in the PCB pick-up step (S4), an assembly jig 60 for supporting the back plate in the PCB assembly step (S5), and two It may include a turntable 70 on which the above assembly jig 60 is disposed.
  • the lighting device manufacturing system may include a control unit (not shown), and the control unit transmits a predetermined control command according to the lighting device manufacturing method according to an embodiment of the present invention to each component described above. By passing it on, it plays a role in controlling their driving.
  • the lighting device manufacturing system may include a gas injection unit (not shown).
  • the gas injection unit may be connected to all devices capable of adsorbing PCBs in the lighting device manufacturing system. For example, it may be connected to the first and second fixtures 100 and 200 through a gas injection pipe (not shown).
  • the gas injection pipe is connected to the first and second fixtures 100 and 200, it is divided into sub-injection pipes and connected to each adsorption part of the first and second fixtures 100 and 200, respectively.
  • the gas injection unit may inject compressed air at a preset ratio into a specific fixture or a specific suction unit within the fixture. As the injected compressed air is discharged, the inside of the adsorbing unit becomes low in pressure, similar to a vacuum state, and adsorption is possible as atmospheric air is inserted.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a bendable PCB according to one embodiment of the present invention.
  • the PCB 10 is bendable, and may mean, for example, a commonly referred to as a flexible printed circuit board (FPCB). That is, a polyimide (PI) film may be attached to a lower side of a copper (Cu) film with an epoxy-type adhesive to form a flexible thin film. In addition, a heat dissipation layer such as aluminum (Al) may be further attached to the lower side of the polyimide (PI) film.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the heat dissipation layer is coated with graphite carbon or graphite powder on the upper side of aluminum (Al) to form an additional thin film, so that high adhesion strength and thermal conductivity can be maintained even when a thin aluminum (Al) layer is used.
  • Al aluminum
  • the internal structure of the aforementioned PCB is for explanation only, and is not limited to these examples as long as the substrate is made of a bendable material.
  • the PCB 10 may be a long strip-shaped board on which a plurality of light emitting elements are spaced apart and mounted at predetermined intervals.
  • a plurality of sub-boards 11 may be spaced apart at predetermined intervals.
  • the sub-substrate 11 may mean a heat dissipation layer, and may be made of a non-combustible material such as an aluminum (Al) plate.
  • Al aluminum
  • the shape and area of the sub substrate 11 may be manufactured in various ways, and it is preferable that the shape and area of the cross section of the back plate on which the sub substrate 11 is seated are identical to those of the same shape and area.
  • a light emitting element 12 such as at least one LED chip may be mounted on each sub-board 11 .
  • each light emitting element 12 may be mounted in a certain area, such as the center of each sub-board, and accordingly, a plurality of light emitting elements 12 are spaced apart from each other at predetermined intervals on the PCB 10. It can be.
  • At least one insertion hole 13 may be formed in one region of each sub-substrate 11 .
  • two insertion holes 13 may be formed in left and right diagonal directions based on the position of the light emitting element 12 .
  • This insertion hole 13 is for fastening with the fastening boss configured in the back plate when coupled with the back plate.
  • the number and position of the insertion hobs 13 may be variously set according to the shape, shape and area of the back plate to be assembled.
  • each sub-board 11 may be connected by a strip-shaped flexible circuit unit 14 formed of a bendable material.
  • a strip-shaped flexible circuit unit 14 formed of a bendable material.
  • it may be attached to the upper side of the sub-substrate 11 in a long strip shape, and thus, a region between adjacent sub-substrates may be a bending target.
  • regions attached to both ends of each sub-substrate 11 may be bent along a stepped shape.
  • the flexible circuit unit may include a thin film such as a polyimide (PI) film, but is not limited thereto as long as it is a flexible material capable of being bent.
  • PI polyimide
  • the PCB of the present invention Although an embodiment of the PCB of the present invention has been introduced with reference to FIG. 2 above, a plurality of light emitting elements are mounted and formed of a bendable material, but when placed on the floor in a state where no external force is applied, the PCB is horizontal, It should be construed as being included in the present invention. That is, the bendable area of the PCB is not particularly limited, and it should be interpreted that the entire PCB is bendable in the absence of damage to the light emitting device.
  • the control unit extracts and supplies one PCB from the PCB tray 31 in which a predetermined number is disposed. can control. Accordingly, the supply unit 32 may adsorb one of the PCBs disposed on the PCB tray 31 according to a preset supply order and transfer it to a supply rail (not shown). Alternatively, it may be transferred to the alignment jig 40, and the transferred PCB may be placed horizontally on a supply rail (not shown) or the alignment jig 40.
  • a lighting device such as a vehicle lamp may require a predetermined direction or angle according to the shape of a vehicle to be mounted thereon.
  • the stair shape of the lighting device may be extended in an oblique shape at a preset angle.
  • it may be extended in a curved shape with a preset curvature.
  • the PCBs in the PCB alignment step (S2), the PCBs may be aligned based on the direction or angle formed by the assembled backplate.
  • the PCB alignment step (S2) may be performed in the PCB supply step (S1). For example, after the feeder 31 adsorbs the PCB, it can be rotated according to the direction or angle of the back plate to be assembled and then transported.
  • the alignment jig 40 may be rotated according to the direction or angle of the back plate to be assembled to align the supplied PCB.
  • Utilizing such an alignment jig 40 has an advantage in that lighting products having various shapes can be easily customized. For example, as required by a manufacturer of a product (vehicle) on which a lighting device is mounted, backplates in various diagonal shapes having various directions or angles may be injected. At this time, customization can be easily performed by changing and setting the degree of rotation of the alignment jig 40 corresponding to the back plate to be assembled through the control unit.
  • FIG 3 is a front view of a device for supplying and aligning a PCB according to an embodiment of the present invention.
  • the PCB tray 31 may include a plurality of shelves, and a predetermined number of PCBs 10 are horizontally arranged on each shelf. One shelf is exposed at the top, and the supplier 32 adsorbs and lifts one of the PCBs 10 arranged on the exposed shelf.
  • the feeder 32 may include a predetermined number of adsorption units (not shown). These suction units are spaced apart at regular intervals and simultaneously descend to the PCB 10 to absorb a corresponding area of the PCB 10, thereby maintaining the PCB 10 in a horizontal state. Thereafter, the lifted PCB 10 is transferred to a jig 40 for alignment. Meanwhile, when all the PCBs 10 of the exposed shelf are transferred, the control unit (not shown) may control the PCB tray 31 so that the next shelf is exposed upward.
  • the control unit controls the feeder 32 to descend toward the alignment jig 40. Accordingly, the feeder 32 descends to the alignment jig 40 and then cancels adsorption, so that the transferred PCB 10 is seated on the alignment unit 41 constituting the upper end of the alignment jig 40 . Thereafter, the control unit controls the alignment jig 40 to rotate according to a preset direction or angle, so that the transferred PCB 10 is changed into a shape parallel to the back plate to be assembled later.
  • the alignment unit 41 of the alignment jig 40 may include a concave portion (not shown) stepped downward so that the PCB 10 forms a predetermined shape.
  • the concave portion may be formed in a corresponding shape.
  • the concave portion may include a plurality of adsorption portions (not shown) connected to a gas injection unit (not shown) and arranged at predetermined intervals. Accordingly, when the supply unit 32 places the PCB 10 horizontally on the aligning unit 41, the adsorption unit is set in a vacuum state to adsorb the PCB 10, so that the PCB 10 adheres to the concave portion. and can be changed into the intended form.
  • the aligning part 41 may be detachable from the body part (not shown) of the aligning jig 40 . Since the concave portion can be manufactured in various shapes, by replacing only the alignment portion 41 in the alignment jig 40, customization according to the shape of the lighting device (back plate) to be manufactured can be made immediately.
  • the PCB supply and alignment steps (S1 and S2) may be selectively performed. That is, the method of manufacturing a lighting device according to an embodiment of the present invention may proceed from the process of transferring one PCB through the first fixture 100 without limitation to the process of supplying the PCB and the device performing it. .
  • the PCB bending step (S3) is performed, starting with adsorbing and transferring them.
  • the control unit (not shown) transmits a pick-up command to the first fixture 100
  • the first fixture 100 moves to be arranged side by side on the PCB.
  • the PCB is transferred to the bending jig 50.
  • FIG. 4 is a front view of a first fixture according to an embodiment of the present invention.
  • the first fixture 100 may be divided into a plurality of rods 100-1 to 100-n to form a main body.
  • Each of the rods 100-1 to 100-n corresponds to each of the light emitting elements 12 mounted on the PCB 10, and the number n of the operating rods is preset to the number of the light emitting elements 12. It can be.
  • each of the rods 100-1 to 100-n may be operated simultaneously or individually by a command of a control unit (not shown).
  • each of the rods 100-1 to 100-n may be set to correspond to a connector (not shown) in addition to the light emitting element 12.
  • a plurality of light emitting elements instead of one light emitting element may be set to correspond to one rod. That is, each of the rods 100-1 to 100-n is a configuration for performing a PCB bending process to be described later, and the number of bending areas of the PCB (the number of steps included in the back plate and the bending jig) It can be set to as many numbers as possible.
  • each of the rods 100-1 to 100-n performs a function of picking up each sub-board 11 in the PCB 10. Accordingly, each of the rods 100-1 to 100-n is spaced apart from each other by the distance at which the plurality of sub-substrates 11 are spaced apart. In addition, each of the rods 100-1 to 100-n descends toward each step of the bending jig 50 in the process of bending the PCB (S4), and the descending distance is determined based on the height of each step. It may be preset. For example, as shown in FIG. 4 , each rod 100-1 to 100-n may have a predetermined descending reference point L set.
  • the difference between the falling reference points L between adjacent rods may be set to be smaller than, or preferably equal to, the length of the flexible circuit unit connecting adjacent sub-boards to be picked up by the corresponding rods.
  • an adsorption unit 110 may be formed at a lower end of each rod 100-1 to 100-n.
  • the first fixture 100 may be connected to a gas injection unit (not shown) through a gas injection pipe (not shown), and each rod 100-1 to 100-n is installed therein.
  • a sub-injection pipe (not shown) connecting the gas injection unit and each adsorption unit 110 may be included. Accordingly, each adsorption unit 110 may be in a vacuum state by lowering the pressure according to the adsorption command, or the vacuum state may be released according to the detachment command.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a portion of an adsorption unit and a PCB according to an embodiment of the present invention.
  • each of the adsorption units 110 included in the first fixture 100 includes an adsorption pad 111 and at least one protrusion 113a, 113b) may be included. These (111, 113a, 113b) may be formed on one surface in contact with the PCB (10). Specifically, referring to FIG. 5( b ), the suction pad 111 may be formed at a position corresponding to the light emitting element 12 mounted on the sub substrate 11 to be absorbed. In addition, each protrusion 113a and 113b may be formed at a position corresponding to each insertion hole 13a and 13b formed in the sub substrate 11 .
  • the suction pad 111 performs a role of vacuum adsorbing the light emitting element 12 .
  • a circular hole 112 having a predetermined area may be formed in the center of the suction pad 111 .
  • the area of the circular hole 112 is larger than the size of the light emitting element 12 . Accordingly, when the suction pad 111 adsorbs the light emitting element 12, the light emitting element 12 is received into the circular hole 112, and the pad part of the suction pad 111 is attached to the light emitting element 12. By being in close contact with the surrounding flexible circuit unit 14, damage to the light emitting element 12 due to adsorption can be prevented.
  • the protrusions 113a and 113b are combined with the insertion holes 13a and 13b, thereby serving to assist in firmly adsorbing the PCB 10.
  • These protrusions 113a and 113b are formed longer than the combined thickness of the sub substrate 11 and the flexible circuit unit 14, so that after insertion, one area of the protrusions 113a and 113b can protrude from one surface of the sub substrate 11. there is. In this case, more robust coupling is possible, and the bending of the PCB 10 can be stably continued without shaking of the rods 100-1 to 100-n even in the subsequent bending step (S4).
  • it may be formed to have the same length as the combined thickness of the sub-board 11 and the flexible circuit unit 14. In this case, the grooves 53a and 53b included in the bending jig 50 to be described later may not be required. there is.
  • the suction pad 111 included in the adsorption part 110 of each rod vacuum-adsorbs each light emitting element 12 and the flexible circuit part 14 around it, but each light emitting element 12 is circular hole without contact. (112) is accommodated inside.
  • each protrusion (113a, 113b) included in the suction portion 110 of each rod and each insertion hole (13a, 13b) are coupled. Thereafter, all the rods 100-1 to 100-n simultaneously rise and transfer the adsorbed PCB 10 onto the bending jig 50.
  • the control unit may control the operation of the first fixture 100 so that the PCB 10 is disposed along the surface of the bending jig 50 formed in a predetermined stair shape. That is, as each rod 100-1 to 100-n is sequentially seated on each step of the bending jig 50, the horizontal PCB 10 can be bent in a step shape constituting the bending jig 50. there is.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a disposition of a first fixture and a bending jig to explain a bending process according to an embodiment of the present invention.
  • a step of a bending jig 50 includes a horizontal surface 51 and a vertical surface 52 . That is, the bending jig 50 may include a plurality of horizontal surfaces 51-1 to 51-n forming each step and a plurality of vertical surfaces 52-1 to 52-m connecting adjacent horizontal surfaces.
  • each sub-board 11 is disposed on each horizontal surface 51-1 to 51-n, and each of the vertical surfaces 52-1 to 52-m has a flexible structure configured between adjacent sub-boards.
  • the circuit part 14 is in close contact. That is, bending may be performed so that each light emitting element 12 mounted on the PCB 10 is disposed on each horizontal surface 51-1 to 51-n.
  • the horizontal surface 51 includes grooves 53a and 53b for accommodating the protrusions 113a and 113b of the rod coupled to the insertion holes 13a and 13b of the sub substrate 11 to be disposed. can do. That is, when one rod is seated on one horizontal surface to dispose the sub substrate 11, the protrusions 113a and 113b may penetrate the inner side of the corresponding horizontal surface. Accordingly, when the sub-substrate 11 is placed on the horizontal surface 51, a phenomenon in which the protrusions 113a and 113b do not adhere to each other does not occur.
  • the possibility of the sub-board 11 being separated from the horizontal surface 51 is prevented according to the tolerance formed by the protrusions 113a and 113b, and the horizontal surface 51 A high yield can be achieved by preventing the rod seated on the rod from shaking during the bending process.
  • the grooves 53a and 53b are formed in a straight line extending from a position corresponding to the receiving protrusions 113a and 113b to the corner direction of the corresponding horizontal surface 51.
  • the bending may be performed by pressing the PCB 10 through the first fixture 100 in order from the top of the stairs constituting the bending jig 50 to the adjacent bottom. That is, the PCB 10 may be sequentially arranged along the surface of the jig 50 for bending from the top to the bottom of the bending jig 50 by one step or a plurality of predetermined steps.
  • a process of adhering the PCB 10 in the vertical direction connecting the horizontal surface and the next lower horizontal surface may proceed. . That is, the tolerance between the PCB 10 and the bending jig 50 formed during bending can be minimized by bringing the flexible circuit unit 14 of the PCB 10 into close contact with the vertical surfaces 52-1 to 52-m. .
  • the first fixture 100 adsorbing the PCB 10 is a bending jig according to a command of a control unit (not shown). Move up to (50).
  • the first fixture 100 After moving, when the first rod 100-1 and the first horizontal surface 51-1 are vertically opposed, the first fixture 100 descends to the first horizontal surface, which is the top end of the bending jig 50. It settles in (51-1). At this time, the first fixture 100 may descend by a set length based on the descending reference point of the first rod 100-1. In addition, the protrusions 113a and 113b of the first rod 100-1 may be directly received at the ends of the grooves 53a and 53b of the first horizontal surface 51-1.
  • the method of moving here may be various. For example, after the other rods descend vertically by the difference between the descending reference points between the first rod 100-1 and the second rod 100-2, they may move horizontally in the direction of the first vertical plane 52-1. Alternatively, other rods may be descended by rotating at a predetermined angle (preferably 90 degrees). Alternatively, after descending in an oblique direction in a preset direction other than vertical, it may move horizontally in the direction of the first vertical plane 52-1.
  • the separation space between the first rod 100-1 and the second rod 100-2 may be reduced by the width of the first vertical surface 52-1.
  • the widths of the first rod 100-1 and the second rod 100-2 and the first horizontal plane 51-1 and the second horizontal plane 51-2 are designed to be the same, When the second rod 100-2 is seated on the second horizontal surface 51-2, the first rod 100-1 and the second rod 100-2 may come into close contact with each other.
  • the protrusions 113a and 113b of the second rod 100-2 form a second horizontal surface ( 51-2) can be accommodated in the corner regions of the grooves 53a and 53b. Then, when the other rods move in the direction of the first vertical plane 52-1, based on the straight shape of the grooves 53a and 53b, the corresponding protrusions 113a and 113b move in the direction of the first vertical plane 52-1. After sliding, it may be located at the ends of the grooves 53a and 53b.
  • the flexible circuit unit 14 is bent at the corner of the first horizontal surface 51-1 when other rods other than the first rod 100-1 descend. Then, when the other rods move horizontally and the second rod 100-2 is seated on the second horizontal surface 51-2, the flexible circuit part 14 is pressed and the first vertical surface 52-1 and the second horizontal surface (51-2) can be bent at the point of contact. That is, the flexible circuit unit 14 between the sub-board disposed on the first horizontal surface 51-1 and the sub-board disposed on the second horizontal surface 51-2 may be adhered to the first vertical surface 52-1. there is.
  • each rod 100-1 to 100-n is seated on each horizontal surface 51-1 to 51-n to arrange each sub substrate 11 on each horizontal surface 51-1 to 51-n,
  • the PCB 10 is bent in a stepped shape of the bending jig 50. It can be.
  • FIG. 7 is an internal cross-sectional view of a first fixture and a bending jig for explaining a state in which a PCB is bent according to an embodiment of the present invention.
  • the control unit may control the first fixture 100 and the gas injection unit (not shown) to release adsorption.
  • the first fixture 100 which has released adsorption, is raised, but the bent PCB 10 is fixed to the bending jig 50.
  • all rods 100-1 to 100-n may lift by releasing adsorption at the same time, or may be sequentially performed according to a preset order.
  • the adsorption may be released and raised in the order opposite to the order in which the bending jig 50 is seated.
  • each of the rods 100-1 to 100-n that have risen can be set in a standby state for picking up the next PCB by returning to a state where they are spaced apart and leveled.
  • the bending jig 50 may include a plurality of fixing parts 54 attached to each horizontal surface 51-1 to 51-n.
  • the fixing part 54 may be connected to a gas injection unit (not shown) through a gas injection pipe (not shown) to adjust the air pressure. That is, when the bending is completed and the PCB 10 is detached from the first fixture 100, each fixing part 54 is lowered by a command of a control unit (not shown), so that each horizontal surface 51-1 to 51 The sub-substrate 11 disposed on -n) may be vacuum adsorbed.
  • a PCB pick-up step (S4) of picking up the bent PCB 10 and transferring it to the back plate is performed.
  • S4 a PCB pick-up step
  • FIG. 8 is a perspective view showing a disposition of a second fixture and a bending jig according to an embodiment of the present invention.
  • the body of the second fixture 200 may be formed in a shape that engages with the stepped shape of the bending jig 50 .
  • the second fixture 200 may include a plurality of adsorption units 210 that are formed at the bottom and perform vacuum adsorption and desorption for each sub-substrate 11 of the bent PCB 10 .
  • the adsorption unit 210 of the second fixture 200 may include the same configuration as the adsorption unit 110 of the first fixture 100 . That is, each adsorption unit 210 may include an adsorption pad (not shown) and at least one protrusion (not shown). These may be formed on one surface in contact with the bent PCB 10 . Specifically, the adsorption pad may be formed at a position corresponding to the light emitting element 12 mounted on the sub-substrate 11 to be adsorbed. In addition, each protrusion may be formed at a position corresponding to each of the insertion holes 13a and 13b formed in the sub substrate 11 .
  • the suction pad configured in the second fixture 200 serves to vacuum the light emitting element 12 .
  • a circular hole (not shown) having a predetermined area may be formed in the center of the suction pad.
  • the area of the circular hole is larger than the size of the light emitting element 12 . Accordingly, when the suction pad adsorbs the light emitting element 12, the light emitting element 12 is accommodated in the circular hole, and the pad portion of the suction pad comes into close contact with the flexible circuit unit 14 around the light emitting element 12, thereby , damage to the light emitting element 12 due to adsorption can be prevented.
  • the adsorption unit 210 of the second fixture 200 may be connected to a gas injection unit (not shown) through a gas injection pipe (not shown) like the first fixture 100.
  • the adsorption unit 210 of the second fixture 200 is controlled to vacuum adsorb or detach the bent PCB 10 at the same time. It can be.
  • the second fixture 200 may be moved and placed side by side on the bending jig 50 .
  • the bending jig 50 may move and be arranged under the second fixture 200 in parallel, and the method in which the bending jig 50 moves does not limit the present invention.
  • the control unit may transmit a suction release command to the bending jig 50 when the second fixture 200 is disposed parallel to the bending jig 50 . Accordingly, when the second fixture 200 vertically descends toward the bending jig 50 and adsorbs the bent PCB 10, the bending jig 50 releases the adsorption of the PCB 10, and this Afterwards, the bent PCB 10 can be picked up in such a way that the second fixture 200 rises. Alternatively, when the bending jig 50 cancels the adsorption of the PCB 10, the second fixture 200 vertically descends toward the bending jig 50 to adsorb the bent PCB 10 and rises again. may be in order.
  • the second fixture 200 has a shape that engages the bent shape of the PCB 10 and directly adsorbs the PCB 10 through vertical motion, so that the PCB 10 is not deformed during adsorption. don't Accordingly, the PCB 10 may be transferred to the back plate 20 by the second holder 200 while being bent. Thereafter, a PCB assembly step (S5) of assembling the bent PCB to the back plate is performed.
  • FIG. 9 is a perspective view of a back plate before and after assembly according to an embodiment of the present invention.
  • the back plate 20 may include the same shape as the bending jig 50, that is, the stepped shape of the bent PCB 10.
  • the back plate 20 may be injection molded into a long bar shape suitable for use as a vehicle lamp, and may be extended obliquely at a predetermined angle or direction. there is.
  • one surface of the back plate 20 may be composed of a plurality of horizontal surfaces on which the sub-board 11 of the bent PCB 10 is disposed and a plurality of vertical surfaces connecting the adjacent horizontal surfaces to which the flexible circuit units 14 come into contact.
  • at least one fastening boss 21 may be formed on each horizontal surface at a position corresponding to the insertion holes 13a and 13b of the bent PCB 10 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an assembly jig and a turntable according to an embodiment of the present invention.
  • the lighting device manufacturing system may include an assembly jig 60 supporting the back plate 20 from the bottom so that the stepped portion of the back plate 20 is positioned at the top.
  • one side coupled to the back plate 20 has an inclination equal to that of the stairs so that the back plate 20 is arranged in a stair shape. It can be formed in a state with That is, when the back plate 20 includes a plurality of horizontal surfaces, the back plate 20 may be disposed on the assembly jig 60 in a state in which each horizontal surface forms an upper surface.
  • the back plate 20 and the assembly jig 60 may include at least one coupling portion (not shown) for mutual coupling.
  • the back plate 20 may include at least one coupling hole (not shown) formed at predetermined intervals, and the assembly jig 60 includes a coupling protrusion (not shown) at a position corresponding thereto. can do.
  • the second fixture 200 adsorbing the bent PCB 10 may be moved and vertically arranged on the back plate 20 in parallel. After that, according to the control of the control unit (not shown), the second fixture 200 may descend vertically and be seated on the back plate 20 . Thereafter, the suction is released and the bent PCB 10 is raised and placed on the back plate 20, but the insertion holes 13a and 13b of the bent PCB 10 and each fastening boss 21 are fastened. , Assembly between the PCB 10 and the back plate 20 can be promoted.
  • FIG. 9(b) shows a part of a lighting device manufactured by assembling the PCB 10 and the back plate 20 according to an embodiment of the present invention.
  • each horizontal surface of the back plate 20 is coupled to the sub-board 11 on which the light emitting device 12 is mounted through the fastening boss 21 .
  • each vertical surface of the back plate 20 and the flexible circuit unit 14 can come into contact with each other, enabling assembly with minimized tolerances. do.
  • the fastening boss 21 may be fused, and thus, the PCB 10 and the back plate 20 are completely coupled to form an intended staircase.
  • the implemented lighting device can be completed.
  • the adsorption unit 210 of the second fixture 200 becomes at a higher pressure than atmospheric pressure when the adsorption is released, so that the pressure can be transferred to the outside through a circular hole (not shown). Accordingly, as the PCB 10 disposed on the back plate 20 is pressed toward the back plate 20, the insertion holes 13a and 13b and the fastening boss 21 may be fastened, that is, assembled easily. there is.
  • the assembly jig 60 may include a plurality of fixing parts (not shown), and each fixing part may be connected to a gas injection unit (not shown) through a gas injection pipe (not shown). Accordingly, when the PCB 10 is disposed on the back plate 20 by being connected to one region of the coupled back plate 20 , each fixing part may perform a role of vacuum adsorption. For example, by being connected to each horizontal surface of the back plate 20 and adsorbing each sub-substrate 11, fastening, that is, assembly, between the insertion holes 13a and 13b and the fastening boss 21 can be easily performed. .
  • the lighting device manufacturing system may include a turntable 70 on which at least two or more assembling jigs 60a and 60b are disposed.
  • the turntable 70 is used for assembling one of the other assembly jigs when the bent PCB 10 is assembled to the back plate 20 supported by one assembly jig 60a disposed on the turntable 70.
  • the jig 60b may be rotated to be positioned in the transport direction of the second fixture 200 .
  • two assembly jigs 60a and 60b may be disposed on the turntable 70 in the transport direction of the second fixture 200 and on the opposite side thereof.
  • the turntable 70 rotates 180 degrees clockwise or counterclockwise.
  • the other assembling jig 60b on which the not-yet-assembled back plate 20 is disposed can be positioned in the transport direction of the second fixture 200 . That is, by automatically replacing the positions of both assembly jigs 60a and 60b, efficient mass production of the lighting device according to an embodiment of the present invention can be promoted.
  • a transfer device of the back plate 20 or a worker may be disposed on the opposite side of the direction in which the second fixture 200 is transferred.
  • a wing-shaped lighting device may be manufactured through the technical features disclosed by the present invention.
  • the cross section of the fixture involved in picking up, bending, and assembling the PCB may be formed as shown in FIG. 11(a).
  • the stair shape of the bending jig may also be implemented with two or more lower horizontal planes adjacent to one upper horizontal plane.
  • adjacent rods may move simultaneously or sequentially according to a preset order to be seated on the corresponding lower horizontal surface. That is, two or more vertical surfaces may be formed on one stair, and the bending process may be performed by simultaneously or sequentially adhering the flexible circuit unit to each vertical surface.
  • the first and second fixtures disclosed in the present invention assembling jigs, and bending jigs can be transformed into various shapes, and accordingly, various lighting devices including stair shapes can be manufactured. . Accordingly, customization and mass production can be easily performed according to the backplate required by facilities such as vehicles, which are to be mounted on the lighting device.
  • FIG. 12 a method of manufacturing a lighting device performed by a lighting device manufacturing system according to an embodiment of the present invention will be described.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method for manufacturing a lighting device according to an embodiment of the present invention.
  • a PCB supply step of extracting and supplying one PCB from a predetermined number of PCBs is performed.
  • a lighting device manufacturing system may include a PCB tray and a feeder.
  • the PCB tray may store PCBs used for manufacturing lighting devices, and the supply unit may transfer one PCB and supply it to the manufacturing line.
  • step S2 a PCB alignment step of aligning the supplied PCBs is performed.
  • the back plate to be assembled with the PCB may be injection molded in a state having a predetermined direction or angle according to equipment on which the lighting device is to be mounted. Therefore, a process of aligning the PCB based on the direction or angle formed by the back plate may be required before the bending and assembly steps.
  • PCB alignment may be performed by rotating the feeder during the supply process of step S1.
  • it may be performed through an alignment jig included in the lighting device manufacturing system. That is, the PCB may be placed on the alignment jig, and the PCB may be aligned in such a way that the alignment jig rotates in a predetermined direction or angle.
  • steps S1 and S2 may be selectively performed. That is, the manufacturing method of the lighting device may proceed from a process of bending the PCB for which supply and alignment have been completed in advance.
  • a PCB bending step of transferring the supplied PCB to a bending jig and bending is performed.
  • the lighting device manufacturing system may include a first fixture, and after the first fixture is arranged side by side on the PCB, it can be transported in a vertically descending manner to adsorb the PCB.
  • various methods may be adopted as long as the PCB is stably fixed and transported.
  • a bending jig may be formed in a predetermined stair shape. Preferably, it may have the same shape as the stepped shape included in the back plate to be assembled with the PCB.
  • a PCB bending process of bending the PCB in a predetermined step shape is performed.
  • the bending jig has the same shape as the step shape of the back plate, bending can be performed by arranging the PCB along the surface of the bending jig.
  • a plurality of light emitting devices may be spaced apart from each other and mounted on a PCB at predetermined intervals.
  • the step portion of the bending jig may be composed of a plurality of horizontal planes and vertical planes connecting adjacent horizontal planes.
  • the PCB may be bent so that each light emitting device is disposed on each horizontal plane.
  • the PCB may be bent in a stair shape by being pressed from the uppermost end of the stairs constituting the bending jig to the adjacent lower end. That is, the bending process may be sequentially performed from the uppermost end of the bending jig to the lowermost end.
  • step S3 may include reducing a tolerance between a PCB formed during a bending process and a bending jig. For example, after seating the PCB on one horizontal surface of a bending jig, bending may be performed in a manner in which the PCB is brought into close contact with the horizontal surface and a vertical surface connecting the horizontal surface adjacent to the corresponding horizontal surface. According to one embodiment, when the PCB pick-up is performed through the first fixture, the first fixture repeatedly moves along a preset path to seat the PCB on each horizontal surface and adheres the PCB to each vertical surface, so that bending with minimized tolerance can be achieved. can
  • a bending jig according to an embodiment may vacuum adsorb the bent PCB after the bending of the PCB is completed. Accordingly, it is possible to exclude the possibility that the position of the bent PCB is changed or separated from the jig.
  • the lighting device manufacturing system may include a second fixture, and the second fixture may be formed in a shape that engages with a bending jig, that is, a stepped shape of a bent PCB. Accordingly, after the second fixture is disposed side by side on the bending jig, the bent PCB may be adsorbed by vertically descending. Alternatively, the bending jig may be moved under the second fixture and both may be arranged side by side.
  • step S5 a PCB assembling step of assembling the bent PCB to the step portion included in the back plate is performed.
  • the second fixture moves on the back plate and is disposed opposite to the back plate. Since the bending state of the PCB is maintained, assembly between the PCB and the back plate can be performed immediately as the second fixture vertically descends to the back plate.
  • the PCB may include at least one insertion hole formed within a preset distance for each light emitting element.
  • the back plate may include at least one fastening boss formed at a position corresponding to each insertion hole. Accordingly, the PCB may be stably coupled to the back plate by fastening each insertion hole and the fastening boss.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는, 벤딩 가능한 PCB를 이용하여 조명장치를 제조하는, 조명장치 제조시스템은, 복수의 발광소자가 기 설정된 간격을 가지고 이격되어 실장되는 띠 형상의 PCB; 기 설정된 계단 형상으로 형성되는 벤딩용 지그(Jig); 상기 PCB를 흡착하여 상기 벤딩용 지그로 이송하고, 상기 PCB를 상기 벤딩용 지그의 표면을 따라 배치시킴으로써 상기 PCB를 상기 계단 형상으로 벤딩하는 제 1고정기; 상기 계단 형상과 동일한 형상을 포함하여 벤딩된 PCB와 조립되는 백플레이트(backplate); 및 상기 벤딩된 PCB를 흡착하여 상기 백플레이트로 이송하고 상기 백플레이트에 상기 벤딩된 PCB를 조립시키는 제 2고정기;를 포함한다.

Description

벤딩 가능한 인쇄회로기판을 이용하여 계단형의 조명장치를 제조하는 시스템
본 발명은 벤딩(bending) 가능한 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 이용하여 계단형의 조명장치를 제조하는 시스템에 관한 것이다.
조명 장치는 산업 분야 및 목적에 따라 다양한 형상으로 제작된다. 특히 차량용 램프인 경우, 계단식의 구부러진 형상으로 제조되어 차량에 탑재되는 것이 최근 추세이다.
이러한 차량용 램프는, 계단형으로 사출 형성된 백플레이트(backplate)와 긴 띠 형의 연성회로기판으로 구성된다. 여기서 연성회로기판은, 복수의 LED칩이 일정 간격으로 이격되어 실장되며, 최근에는 열을 외부로 전달하는 방열층을 구비하여 제작된다.
차량용 램프는 연성회로기판과 백플레이트의 결합으로 제조되는데, 일반적으로 스태킹(staking) 공정이 사용된다. 즉, 백플레이트에 형성된 체결 보스를 연성회로기판에 형성된 삽입홀에 삽입한 후, 돌출된 보스 부분을 융착하여 결합하는 과정이 수행된다.
한편, 띠 형상의 연성회로기판을 계단 형상으로 구부려야 하며 각 체결보스와 삽입홀의 위치를 매칭시켜야 하므로, 종래에는 전술한 과정이 수작업으로 진행되었다. 즉, 작업자가 하나의 연성회로기판과 백플레이트를 들고, 백플레이트의 일단에서 타단까지 연성회로기판을 일일이 접고 끼우는 업무를 반복해야 했다.
따라서, 제조 인력이 다수 요구되고, 시간이 오래 걸리는 단점이 존재한다. 또한, 연성회로기판이나 백플레이트가 방치되거나 결합 오류로 인해 손실될 확률이 높으며, 특히 작업자와의 접촉에 따라 LED칩이 손상될 우려가 있다.
이에 따라, 체계적으로 제조 가능한 자동화 시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, PCB 공급, 벤딩 및 백플레이트 조립이 체계적으로 수행되는 자동화 공정 및 시스템을 개시한다. 특히, PCB 벤딩 처리와 벤딩된 PCB를 백플레이트에 즉시 체결하는 장치에 대한 일 실시예를 개시하며, 이에 따라 효율적으로 계단형의 조명장치를 제조하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 벤딩 가능한 PCB를 이용하여 조명장치를 제조하는, 조명장치 제조시스템은, 복수의 발광소자가 기 설정된 간격을 가지고 이격되어 실장되는 띠 형상의 PCB; 기 설정된 계단 형상으로 형성되는 벤딩용 지그(Jig); 상기 PCB를 흡착하여 상기 벤딩용 지그로 이송하고, 상기 PCB를 상기 벤딩용 지그의 표면을 따라 배치시킴으로써 상기 PCB를 상기 계단 형상으로 벤딩하는 제 1고정기; 상기 계단 형상과 동일한 형상을 포함하여 벤딩된 PCB와 조립되는 백플레이트(backplate); 및 상기 벤딩된 PCB를 흡착하여 상기 백플레이트로 이송하고 상기 백플레이트에 상기 벤딩된 PCB를 조립시키는 제 2고정기;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 PCB는, 기 설정된 간격을 가지고 이격되어 배치되는 복수의 서브기판, 각 서브기판 위에 각각 실장되는 상기 복수의 발광소자, 상기 백플레이트와의 조립을 위하여 상기 각 서브기판의 일 영역에 형성되는 적어도 하나의 삽입홀 및 상기 각 서브기판을 연결하며 벤딩 가능한 소재로 형성된 띠 형상의 연성회로부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 조명장치 제조시스템은, 소정 개수의 PCB가 안착되어 있는 PCB트레이; 상기 PCB트레이로부터 하나의 PCB를 흡착하여 공급하는 공급기; 및 상기 공급기로부터 공급된 PCB가 수평하게 배치되고, 회전하여 상기 백플레이트가 이루는 방향 또는 각도에 맞게 상기 PCB를 정렬하는 정렬용 지그;를 더 포함하되, 상기 정렬용 지그가 회전한 후, 상기 제 1고정기가 정렬된 PCB를 흡착하여 상기 벤딩용 지그로 이송하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1고정기는, 상기 복수의 서브기판이 이격된 간격만큼 서로 이격되어 있는 복수의 로드(rod) 및 각 로드의 하단에 형성되어 상기 각 서브기판 별로 흡착 및 탈착을 수행하는 복수의 흡착부를 포함하되, 상기 흡착부는, 흡착되는 서브기판의 발광소자와 대응되는 위치에 형성되어 상기 발광소자를 진공흡착하는 흡착패드 및 상기 서브기판의 삽입홀과 대응되는 위치에 형성되어 상기 삽입홀과 결합되는 적어도 하나의 돌기를 포함하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡착패드는 중앙에 기 설정된 면적의 원형홀이 형성되어 있으며, 상기 원형홀의 면적이 상기 발광소자의 크기보다 크게 형성됨에 따라, 상기 제 1고정기가 상기 PCB를 흡착할 때 상기 원형홀의 내부로 상기 발광소자를 수용하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 벤딩용 지그는, 상기 PCB가 벤딩될 때 상기 각 서브기판이 배치되는 복수의 수평면 및 상기 연성회로부가 밀착되며 인접한 수평면을 잇는 복수의 수직면을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 조명장치 제조시스템은, 상기 PCB를 흡착한 제 1고정기가 상기 벤딩용 지그 방향으로 하강하여 일 로드가 최상단 수평면에 안착되고, 안착된 일 로드를 제외한 타 로드들이 상기 벤딩용 지그 방향으로 하강한 후 상기 안착된 일 로드 방향으로 수평 이동하여 상기 일 로드와 인접한 로드가 상기 최상단 수평면과 인접한 하단 수평면에 안착되는 방식으로, 최하단 수평면까지 상기 각 로드를 순차적으로 각 수평면에 안착시킴으로써, 인접한 서브기판 사이의 연성회로부를 각 수직면에 밀착시켜 상기 PCB를 벤딩하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수평면은, 배치되는 서브기판의 삽입홀과 결합되어 있는 돌기를 수용하기 위한 홈을 포함하며, 상기 홈은 수평면의 모서리 방향으로 연장되어 직선 형상으로 형성되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 벤딩용 지그는, 상기 복수의 수평면의 하부에 부착되고 공기압 조절이 가능한 복수의 고정부를 포함하며, PCB 벤딩이 완료되어 상기 벤딩된 PCB가 상기 제 1고정기에서 탈착되면, 각 고정부가 각 수평면에 배치된 각 서브기판을 진공흡착하여 상기 벤딩된 PCB를 상기 벤딩용 지그에 고정시키는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2고정기는, 상기 계단 형상과 맞물리는 형상으로 형성된 본체부, 상기 본체부의 하단에 형성되어 상기 벤딩된 PCB의 각 서브기판 별로 진공흡착 및 탈착을 수행하는 복수의 흡착부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 조명장치 제조시스템은, 상기 백플레이트는 상기 벤딩된 PCB의 삽입홀과 대응되는 위치에 형성된 적어도 하나의 체결보스를 포함하며, 상기 벤딩된 PCB를 흡착한 제 2고정기가 상기 백플레이트와 수직으로 나란하게 배치되면, 상기 제 2고정기가 수직 하강하여 상기 백플레이트에 안착한 후 흡착을 해제하고 수직 상승함으로써, 상기 벤딩된 PCB의 각 삽입홀과 각 체결보스를 체결시키는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 조명장치 제조시스템은, 상기 백플레이트의 상기 계단 형상과 동일한 형상 부분이 상단에 위치하도록 상기 백플레이트를 하부에서 지지하는 조립용 지그; 및 적어도 둘 이상의 조립용 지그가 배치된 턴테이블;을 더 포함하고, 상기 턴테이블에 배치된 일 조립용 지그가 지지하는 백플레이트에 상기 벤딩된 PCB가 조립되면, 타 조립용 지그 중 하나의 조립용 지그가 상기 제 2고정기의 이송 방향에 위치하도록 상기 턴테이블이 회전하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 복수의 발광소자가 실장된 벤딩 가능한 일 PCB를 공급하고, 제조하려는 조명장치의 방향 또는 각도에 따라 정렬하는 방법 및 장치를 개시한다.
본 발명의 일 실시예는, 공급된 PCB를 기 설정된 계단 형상으로 벤딩 처리하는 방법 및 장치를 개시한다.
본 발명의 일 실시예는, 벤딩된 PCB를 백플레이트와 즉시 체결시키는 방법 및 장치를 개시한다.
이와 같은 실시예를 통하여, 계단 형상의 조명장치를 제조하는 자동화 공정 및 설비의 구축이 가능하다.
따라서, 종래 수작업으로 이루어지던 한계를 극복하고, 제조 인력 및 시간을 절감하는 효과를 도모한다.
또한, 작업자 개개인의 능력 및 컨디션에 구애받지 않고 체계화된 제조가 가능하므로, 소실되는 기판 및 백플레이트가 최소화될 수 있다.
특히, 제조 과정상 노출되는 발광소자의 손상 위험이 억제되므로 우수한 품질이 보장되며, 이에 따라 제조 수율을 극대화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조시스템 및 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 벤딩 가능한 PCB에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 PCB공급 및 정렬을 수행하는 장치에 대한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 제 1고정기에 대한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 흡착부 및 PCB의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 벤딩 과정을 설명하기 위하여 제 1고정기 및 벤딩용 지그의 배치 상태를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 PCB가 벤딩된 상태를 설명하기 위한 제 1고정기 및 벤딩용 지그의 내부 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 제 2고정기 및 벤딩용 지그의 배치 상태를 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따르는 조립 전후의 백플레이트에 대한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따르는 조립용 지그 및 턴테이블에 대한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따르는 날개 모양의 고정기 및 이를 통해 제조되는 조명장치에 대한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조방법에 대한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조시스템 및 방법을 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조방법은, PCB공급 단계(S1), PCB정렬 단계(S2), PCB벤딩 단계(S3), PCB픽업 단계(S4) 및 PCB조립 단계(S5)의 순서로 진행된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조시스템은, PCB공급 단계(S1)와 관련된 PCB트레이(31) 와 공급기(32), PCB정렬 단계(S2)에서 PCB가 안착되고 이를 정렬시키는 정렬용 지그(40), PCB벤딩 단계(S3)에서 PCB를 흡착하여 이송하는 제 1고정기(100), PCB벤딩 단계(S3)에서 제 1고정기(100)를 통해 PCB가 계단 형상으로 배치되는 벤딩용 지그(50), PCB픽업 단계(S4)에서 벤딩된 PCB를 흡착하여 이송하는 제 2고정기(200), PCB조립 단계(S5)에서 백플레이트를 지지하는 조립용 지그(60) 및 둘 이상의 조립용 지그(60)가 배치되는 턴테이블(70)을 포함할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나 조명장치 제조시스템은 제어유닛(미도시)을 포함할 수 있으며, 제어유닛은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치 제조방법에 따라 기 설정된 제어명령을 전술한 각 구성요소에 전달함으로써, 이들의 구동을 제어하는 역할을 수행한다.
추가 실시예로, 조명장치 제조시스템은 기체주입유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 기체주입유닛은 조명장치 제조시스템 내 PCB의 흡착이 가능한 모든 장치와 연결될 수 있다. 예를 들어, 기체주입관(미도시)을 통해 제 1 및 2고정기(100, 200)와 연결될 수 있다. 또한, 기체주입관은 제 1및 2고정기(100, 200)와 연결된 후, 그 내부에서 서브주입관으로 분할되어 제 1및 2고정기(100, 200)의 각 흡착부와 각각 연결될 수 있다. 이 후, 제어유닛의 제어에 따라, 기체주입유닛은 기 설정된 비율로 압축된 공기를 특정 고정기 또는 고정기 내 특정 흡착부에 주입할 수 있다. 주입된 압축 공기가 방출되면서 흡착부의 내부가 저압되어 진공 상태와 유사하게 되며 대기 중의 공기가 삽입되면서 흡착이 가능하게 된다.
먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 PCB에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 벤딩 가능한 PCB에 대한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 PCB(10)는 벤딩 가능한 것으로서, 예를 들어 일반적으로 지칭되는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)을 의미할 수 있다. 즉, 구리(Cu)막의 하측에 폴리이미드(PI)필름이 에폭시 타입의 접착제로 부착되어 유연하게 구부러지는 박막 형태로 형성될 수 있다. 또한, 폴리이미드(PI)필름의 하측에 알루미늄(Al)과 같은 방열층이 더 부착되어 있을 수 있다.
여기서 방열층은, 알루미늄(Al)의 상측에 흑연질 탄소 또는 흑연 분말을 코팅하여 추가적인 박막을 구성함으로써, 얇은 알루미늄(Al)층을 사용하더라도 높은 부착강도와 열전도율을 유지할 수 있다. 이와 같은 실시예를 통하면, 저비용으로 보다 가볍고 가공성이 용이한 연성회로기판을 제작할 수 있다. 물론, 전술한 PCB의 내부 구조는 설명을 위한 것으로, 벤딩 가능한 재료로 제작된 기판이라면 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 PCB(10)는 복수의 발광소자가 기 설정된 간격으로 이격되어 실장되어 있는, 긴 띠 형상의 기판일 수 있다. 구체적으로, PCB(10)는 복수의 서브기판(11)이 기 설정된 간격을 가지고 이격되어 배치될 수 있다. 여기서 서브기판(11)은 방열층을 의미할 수 있으며, 그 중 알루미늄(Al) 플레이트와 같은 비연성 재질일 수 있다. 이로써, 서브기판(11)은 조명장치 제조 과정에서 그 형상이 유지되며, 백플레이트 계단 부분의 일 면에 수평하게 배치될 수 있다. 즉, 후술할 벤딩 과정에서 무게의 축을 잡아줌으로써 보다 안정적인 벤딩이 이루어 질 수 있다. 한편, 서브기판(11)의 모양 및 면적은 다양하게 제작될 수 있으며, 서브기판(11)이 안착되는 백플레이트의 단면을 이루는 모양 및 면적과 동일하게 제작되는 것이 바람직하다.
각 서브기판(11) 위에는 적어도 하나의 LED칩과 같은 발광소자(12)가 실장될 수 있다. 예를 들어, 각 발광소자(12)는, 각 서브기판의 중앙과 같은 일정한 영역에 실장될 수 있으며, 이에 따라 PCB(10)에는 복수의 발광소자(12)가 기 설정된 간격을 가지고 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 각 서브기판(11)의 일 영역에는 적어도 하나의 삽입홀(13)이 형성될 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 발광소자(12)의 위치를 기준으로, 좌, 우 대각선 방향으로 두 개의 삽입홀(13)이 형성되어 있을 수 있다. 이러한 삽입홀(13)은 백플레이트와의 결합시 백플레이트에 구성된 체결보스와 체결되기 위한 것이다. 또한, 일 실시예에 따르면, PCB 픽업 및 이송시, 고정기에 구성된 돌기와 결합되어 견고한 흡착을 유지하기 위한 것이다. 물론, 삽입홉(13)의 개수 및 위치는 조립될 백플레이트의 모양, 형상 및 면적에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 각 서브기판(11)은 벤딩 가능한 소재로 형성된 띠 형상의 연성회로부(14)로 연결될 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 서브기판(11) 상측에 긴 띠 형상으로 부착될 수 있으며, 이에 따라, 인접한 서브기판 사이의 영역이 벤딩 대상이 될 수 있다. 바람직하게는, 각 서브기판(11)의 양 끝단에 부착된 영역이 계단 형상을 따라 절곡될 수 있다. 이러한 연성회로부는 폴리이미드(PI) 필름 등의 박막을 포함할 수 있으나, 벤딩 가능한 유연한 소재라면 이에 한정되는 것은 아니다.
이상으로 도 2를 참조하여 본 발명의 PCB에 대한 일 실시예를 소개하였으나, 복수의 발광소자가 실장되고 벤딩 가능한 소재로 형성되되, 외력이 가하지 않은 상태에서 바닥에 놓일 시 수평을 이루는 PCB라면, 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 즉, PCB의 벤딩 가능한 영역이 특별히 한정되는 것은 아니며, 발광소자의 손상이 발생하지 않는 상에서 PCB전체가 벤딩 가능한 것으로 해석되어야 한다.
다시 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하면, PCB공급 단계(S1)에서, 제어유닛은 소정 개수가 배치된 PCB트레이(31)로부터 하나의 PCB를 추출하여 공급하도록 공급기(32)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 공급기(32)는 기 설정된 공급 순서에 따라 PCB트레이(31)에 배치된 PCB 중 하나를 흡착하여 공급 레일(미도시)에 이송할 수 있다. 또는, 정렬용 지그(40)에 이송할 수도 있으며, 이송된 PCB는 공급 레일(미도시) 또는 정렬용 지그(40) 위에 수평하게 배치될 수 있다.
한편, 차량용 램프와 같은 조명장치는, 탑재되는 차량의 형상에 따라 소정의 방향 또는 각도가 요구될 수 있다. 예를 들어, 조명장치의 계단 형상이 기 설정된 각도를 가지고 사선의 형태로 연장될 수 있다. 또는 기 설정된 곡률을 가지고 곡선의 형태로 연장될 수도 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, PCB정렬 단계(S2)에서, PCB는, 조립되는 백플레이트가 이루는 방향 또는 각도에 기초하여 정렬될 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB정렬 단계(S2)는, PCB공급 단계(S1)에서 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 공급기(31)가 PCB를 흡착한 후, 조립될 백플레이트의 방향 또는 각도에 맞게 회전한 후 이송할 수 있다.
또는, 정렬용 지그(40)에 PCB가 배치된 후, 조립될 백플레이트의 방향 또는 각도에 맞게 정렬용 지그(40)가 회전하여 공급된 PCB를 정렬할 수 있다. 이와 같은 정렬용 지그(40)를 활용하면, 다양한 형상의 조명 제품을 쉽게 맞춤 제작할 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 조명장치가 탑재되는 제품(차량)의 제조사가 요구하는 바에 따라, 여러 방향 또는 각도를 가지는 다양한 사선 형태의 백플레이트를 사출할 수 있다. 이 때, 제어유닛을 통해 현재 조립 할 백플레이트에 대응하여 정렬용 지그(40)의 회전 정도를 변경 설정하는 방식으로, 용이하게 커스터마이징이 이루어 질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 PCB공급 및 정렬을 수행하는 장치에 대한 정면도이다.
도 3을 참조하여, 전술한 PCB공급 및 정렬 단계(S1, S2)에 대한 일 실시예를 소개한다. 먼저, PCB트레이(31)는 다수의 선반을 포함할 수 있으며, 각 선반에는 기 설정된 개수의 PCB(10)가 수평하게 배열되어 있다. 하나의 선반이 상부에 노출되어 있으며, 노출된 선반에 배열된 PCB(10)들 중 하나를 공급기(32)가 흡착하여 들어올린다. 여기서 공급기(32)는 기 설정된 개수의 흡착부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 흡착부는 일정한 간격을 가지고 이격되어 있으며 동시에 PCB(10)로 하강하여 대응되는 PCB(10)의 일 영역을 흡착함으로써, PCB(10)를 수평한 상태로 유지한다. 이 후, 들어올린 PCB(10)를 정렬용 지그(40)로 이송한다. 한편, 노출된 선반의 PCB(10)가 모두 이송된 경우, 제어유닛(미도시)은 다음 단의 선반이 상부로 노출되도록 PCB트레이(31)를 제어할 수 있다.
공급기(32)가 정렬용 지그(40)의 위로 나란하게 배치되면, 제어유닛은 공급기(32)가 정렬용 지그(40)를 향해 하강하도록 제어한다. 이에 따라 공급기(32)는 정렬용 지그(40)로 하강한 후 흡착을 해제하여, 이송한 PCB(10)를 정렬용 지그(40)의 상단을 이루는 정렬부(41)에 안착시킨다. 이 후, 제어유닛이 미리 설정된 방향 또는 각도에 따라 정렬용 지그(40)가 회전하도록 제어함으로써, 이송된 PCB(10)가 추후에 조립될 백플레이트와 나란한 형태로 변경된다.
추가 실시예로, 정렬용 지그(40)의 정렬부(41)는, PCB(10)가 기 설정된 형태를 이루도록 하측으로 단차진 오목부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어 오목부는, 조립될 백플레이트가 기 설정된 곡률을 가지는 곡선 형태로 형성된 경우, 이와 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 오목부는, 기체주입유닛(미도시)과 연결되고 기 설정된 간격으로 배치된 복수의 흡착부(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 공급기(32)가 정렬부(41)에 PCB(10)를 수평하게 안착시키면, 흡착부가 진공 상태로 설정되어 안착된 PCB(10)를 흡착함으로써, PCB(10)가 오목부에 밀착되어 의도한 형태로 변경될 수 있다.
추가 실시예로, 정렬부(41)는 정렬용 지그(40)의 본체부(미도시)로부터 탈부착 가능할 수 있다. 오목부는 다양한 형태로 제작이 가능하므로, 정렬용 지그(40)에서 정렬부(41)만을 교체함으로써, 제조하려는 조명장치(백플레이트)의 형태에 따른 커스터마이징이 즉각적으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, PCB공급 및 정렬 단계(S1, S2)는 선택적으로 수행될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조방법은, PCB가 공급되는 과정 및 이를 수행하는 장치에 제한없이, 하나의 PCB를 제 1고정기(100)를 통해 이송하는 과정부터 진행될 수 있다.
도 1에 의해 뒷받침되는 본 발명의 일 실시예에 따르면, PCB가 정렬된 후, 이를 흡착하여 이송하는 것을 시작으로 PCB벤딩 단계(S3)가 수행된다. 제어유닛(미도시)이 제 1고정기(100)로 픽업 명령을 전달하면, PCB위로 나란하게 배치되도록 제 1고정기(100)가 이동한다. 그리고, 제 1고정기(100)가 수직으로 하강하여 PCB를 흡착하고 들어올린 후, 벤딩용 지그(50)로 PCB를 이송한다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 제 1고정기(100)가 PCB를 이송하는 과정에 대한 일 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 제 1고정기에 대한 정면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 제 1고정기(100)는, 복수의 로드(100-1 내지 100-n)로 구분되어 본체를 구성할 수 있다. 각 로드(100-1 내지 100-n)는, PCB(10)에 실장된 각 발광소자(12)에 대응되는 것으로, 동작하는 로드의 개수(n)는 발광소자(12)의 개수로 미리 설정될 수 있다. 또한, 각 로드(100-1 내지 100-n)는 제어유닛(미도시)의 명령에 의해 동시 또는 개별적으로 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각 로드(100-1 내지 100-n)는, 발광소자(12) 이외에도 커넥터(미도시)에 대응되는 것으로 설정될 수도 있다. 또한, 하나의 발광소자가 아닌 복수개의 발광소자가 하나의 로드와 대응되는 것으로 설정될 수도 있다. 즉, 각 로드(100-1 내지 100-n)는, 후술할 PCB벤딩 처리를 수행하는 구성으로서, PCB의 벤딩구역의 수(벤딩에 수행되는 백플레이트 및 벤딩용 지그가 포함하는 계단의 수)만큼의 개수로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각 로드(100-1 내지 100-n)는 PCB(10) 내 각 서브기판(11)을 픽업하는 기능을 수행한다. 따라서, 각 로드(100-1 내지 100-n)는 복수의 서브기판(11)이 이격된 간격만큼 서로 이격된 상태로 배치된다. 또한 각각의 로드(100-1 내지 100-n)는 PCB를 벤딩 처리하는 과정(S4)에서 벤딩용 지그(50)의 각 계단 부분을 향해 하강하는데, 각 계단의 높이에 기초하여 그 하강 거리가 미리 설정되어 있을 수 있다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 각 로드(100-1 내지 100-n)에는 기 설정된 하강 기준점(L)이 설정되어 있을 수 있다. 여기서 인접한 로드간 하강 기준점(L)의 차이는, 해당 로드들의 픽업 대상인 인접한 서브기판 사이를 연결하는 연성회로부의 길이보다 작거나, 바람직하게는 동일하게 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각 로드(100-1 내지 100-n)의 하단에는 흡착부(110)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제 1고정기(100)는 기체주입관(미도시)을 통하여 기체주입유닛(미도시)과 연결될 수 있으며, 각 로드(100-1 내지 100-n)는, 그 내부에 기체주입유닛과 각 흡착부(110)를 연결시키는 서브주입관(미도시)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 각 흡착부(110)는 흡착 명령에 따라 저압되어 진공 상태가 되거나, 탈착 명령에 따라 진공 상태가 해제될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 흡착부 및 PCB의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는, 제 1고정기(100)에 포함된 각각의 흡착부(110)는, 흡착패드(111) 및 적어도 하나의 돌기(113a, 113b)를 포함할 수 있다. 이들(111, 113a, 113b)은 PCB(10)와 접촉하는 일면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 5(b)를 참조하면, 흡착패드(111)는 흡착되는 서브기판(11)에 실장된 발광소자(12)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 각 돌기(113a, 113b)는 서브기판(11)에 형성된 각 삽입홀(13a, 13b)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르는 흡착패드(111)는, 발광소자(12)를 진공흡착하는 역할을 수행한다. 또한, 흡착패드(111)의 중앙에는 기 설정된 면적의 원형홀(112)이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 원형홀(112)의 면적은 발광소자(12)의 크기보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 흡착패드(111)가 발광소자(12)를 흡착할 시, 발광소자(12)가 원형홀(112)의 내부로 수용되고, 흡착패드(111)의 패드 부분이 발광소자(12) 주위의 연성회로부(14)와 밀착됨으로써, 흡착에 의한 발광소자(12)의 손상을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르는 돌기(113a, 113b)는, 삽입홀(13a, 13b)과 결합됨으로써, PCB(10)의 견고한 흡착이 가능하도록 보조하는 역할을 수행한다. 이러한 돌기(113a, 113b)는, 서브기판(11)과 연성회로부(14)를 합친 두께보다 길게 형성되어 삽입 후 서브기판(11)의 일면으로부터 돌기(113a, 113b)의 일 영역이 돌출될 수 있다. 이러한 경우, 보다 견고한 결합이 가능하며, 추후 벤딩 단계(S4)에서도 로드(100-1 내지 100-n)의 흔들림 없이 안정적으로 PCB(10)의 벤딩을 지속할 수 있다. 물론, 서브기판(11)과 연성회로부(14)를 합친 두께와 동일한 길이로 형성될 수도 있으며, 이러한 경우, 후술할 벤딩용 지그(50)에 포함되는 홈(53a, 53b)은 요구되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1고정기(100)가 PCB(10) 위로 나란하게 배치되면, 모든 로드(100-1 내지 100-n)가 동시에 수직 하강하여 각각의 서브기판(11)을 동시에 흡착한다. 즉, 각 로드의 흡착부(110)에 포함된 흡착패드(111)가 각 발광소자(12)및 그 주위의 연성회로부(14)를 진공흡착하되, 각 발광소자(12)는 접촉 없이 원형홀(112)의 내부에 수용된다. 또한, 각 로드의 흡착부(110)에 포함된 각 돌기(113a, 113b)와 각 삽입홀(13a, 13b)이 결합된다. 이 후, 모든 로드(100-1 내지 100-n)가 동시에 상승하여 흡착한 PCB(10)를 벤딩용 지그(50)의 위로 이송한다.
다시 도 1을 참조하면, 제 1고정기(100)가 PCB(10)를 이송하여 벤딩용 지그(50)의 위로 배치되면, PCB(10)의 벤딩이 수행된다. 제어유닛(미도시)은 PCB(10)가 기 설정된 계단 형상으로 형성된 벤딩용 지그(50)의 표면을 따라 배치되도록 제 1고정기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 각 로드(100-1 내지 100-n)가 벤딩용 지그(50)의 각 계단에 순차적으로 안착함에 따라 수평한 PCB(10)가 벤딩용 지그(50)를 이루는 계단 형상으로 벤딩될 수 있다.
이하, 도 6 및 7을 참조하여, PCB 벤딩에 대한 일 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 벤딩 과정을 설명하기 위하여 제 1고정기 및 벤딩용 지그의 배치 상태를 보여주는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 벤딩용 지그(50)의 계단은 수평면(51) 및 수직면(52)을 포함한다. 즉, 벤딩용 지그(50)는, 각 계단을 이루는 복수의 수평면(51-1 내지 51-n)과 인접한 수평면을 잇는 복수의 수직면(52-1 내지 52-m)을 포함할 수 있다. PCB(10)가 벤딩될 때, 각 수평면(51-1 내지 51-n)에는 각 서브기판(11)들이 배치되며, 각 수직면(52-1 내지 52-m)에는 인접한 서브기판 사이마다 구성된 연성회로부(14)가 밀착된다. 즉, PCB(10)에 실장된 각 발광소자(12)들마다 각 수평면(51-1 내지 51-n)에 배치되도록 벤딩이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 수평면(51)은 배치되는 서브기판(11)의 삽입홀(13a, 13b)과 결합되어 있는 로드의 돌기(113a, 113b)를 수용하기 위한 홈(53a, 53b)을 포함할 수 있다. 즉, 서브기판(11)을 배치하기 위해 일 로드가 일 수평면에 안착하는 경우, 돌출된 돌기(113a, 113b)가 해당 수평면의 내측을 관통할 수 있다. 이에 따라, 서브기판(11)이 수평면(51)에 배치될 때 돌출된 돌기(113a, 113b)에 의하여 밀착되지 못하는 현상이 발생하지 않는다. 또한, 제 1고정기(100)의 탈착시, 돌기(113a, 113b)에 의해 형성된 공차에 따라, 서브기판(11)이 수평면(51)에서 이탈할 수 있는 가능성을 방지하고, 수평면(51)에 안착한 로드가 벤딩 과정 중 흔들리는 현상을 방지함으로써, 고수율을 도모할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 홈(53a, 53b)은 수용하는 돌기(113a, 113b)와 대응되는 위치부터 해당 수평면(51)의 모서리 방향까지 연장된 직선 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 후술할 벤딩 과정에서 로드가 이동할 때, 그 이동 영역이 확보될 수 있으며, 돌기(113a, 113b)의 돌출된 부분이 벤딩용 지그(50)와 충돌하는 현상이 발생하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 벤딩은, 제 1고정기(100)를 통해 벤딩용 지그(50)를 이루는 계단의 최상단부터 인접한 하단순으로 PCB(10)를 가압하는 방식으로 이루어 질 수 있다. 즉, PCB(10)는, 벤딩용 지그(50)의 최상단부터 최하단까지, 한 계단 또는 기 설정된 복수의 계단씩 순차적으로 지그(50)의 표면을 따라 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 벤딩은, PCB(10)를 벤딩용 지그(50)의 일 수평면(51)에 안착시킨 후, 해당 수평면과 다음 하단의 수평면을 잇는 수직면 방향으로 밀착시키는 과정이 진행될 수 있다. 즉, PCB(10)의 연성회로부(14)를 각 수직면(52-1 내지 52-m)에 밀착시킴으로써, 벤딩 중에 형성되는 PCB(10)와 벤딩용 지그(50)간의 공차를 최소화할 수 있다.
도 6을 참조하여, 벤딩 과정에 대한 일 실시예를 보다 구체적으로 설명하면, 먼저, PCB(10)를 흡착한 제 1고정기(100)가 제어유닛(미도시)의 명령에 따라 벤딩용 지그(50)의 위로 이동한다.
이동한 후, 제 1로드(100-1)와 제 1수평면(51-1)이 수직으로 대향 배치되면, 제 1고정기(100)가 하강하여 벤딩용 지그(50)의 최상단인 제 1수평면(51-1)에 안착한다. 이 때, 제 1고정기(100)는 제 1로드(100-1)의 하강기준점에 기초하여 설정된 길이만큼 하강할 수 있다. 또한, 제 1로드(100-1)의 돌기(113a, 113b)는 제 1수평면(51-1)의 홈(53a, 53b)의 끝단에 바로 수용될 수 있다.
제 1로드(100-1)가 안착하여 제 1수평면(51-1)에 서브기판(11)이 배치되면, 제 1로드(100-1)를 제외한 타 로드들이 벤딩용 지그(50)의 방향으로 이동하여 제 2로드(100-2)를 제 2수평면(51-2)에 안착시킨다. 일 실시예에 따르면, 여기서 이동하는 방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, 타 로드들이 제 1로드(100-1)와 제 2로드(100-2)간 하강기준점의 차이만큼 수직 하강한 후, 제 1수직면(52-1) 방향으로 수평 이동할 수 있다. 또는, 타 로드들이 소정의 각도(바람직하게는 90도)로 회전 운동하여 하강하는 방식일 수도 있다. 또는, 수직이 아닌 기 설정된 방향의 사선으로 하강한 후 제 1수직면(52-1) 방향으로 수평 이동할 수도 있다.
다만, 어느 방식에 따르더라도, 제 1로드(100-1)와 제 2로드(100-2) 사이 이격 공간은 제 1수직면(52-1)의 폭만큼 감소할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제 1로드(100-1) 및 제 2로드(100-2)와 제 1수평면(51-1) 및 제 2수평면(51-2)의 폭이 동일하게 설계된 경우에는, 제 2로드(100-2)가 제 2수평면(51-2)에 안착하면 제 1로드(100-1)와 제 2로드(100-2)는 서로 밀착될 수 있다. 나아가, 각 로드(100-1 내지 100-n)와 각 수평면(51-1 내지 51-n)의 폭이 동일한 경우, 벤딩이 완료되면 인접한 로드들이 서로 밀착됨으로써, 제 1고정기(100)가 벤딩용 지그(50)와 맞물리는 형상으로 변형될 수 있다.
전술한 바에 따라, 제 2로드(100-2)를 비롯한 타 로드들이 벤딩용 지그(50)의 방향으로 하강하면, 제 2로드(100-2)의 돌기(113a, 113b)는 제 2수평면(51-2)에 형성된 홈(53a, 53b)의 모서리 영역에 수용될 수 있다. 이 후, 타 로드들이 제 1수직면(52-1) 방향으로 이동하면, 홈(53a, 53b)의 직선 형상에 기초하여, 해당 돌기(113a, 113b)는 제 1수직면(52-1) 방향으로 슬라이딩 된 후 홈(53a, 53b)의 끝단에 위치할 수 있다.
이와 같은 작동 원리에 따라, 연성회로부(14)는, 제 1로드(100-1)를 제외한 타 로드들이 하강하면 제 1수평면(51-1)의 모서리에서 절곡된다. 이 후, 타 로드들이 수평 운동하여 제 2로드(100-2)가 제 2수평면(51-2)에 안착하면, 연성회로부(14)가 가압되어 제 1수직면(52-1)과 제 2수평면(51-2)이 접하는 지점에서 절곡될 수 있다. 즉, 제 1수직면(52-1)에는, 제 1수평면(51-1)에 배치된 서브기판과 제 2수평면(51-2)에 배치된 서브기판 사이의 연성회로부(14)가 밀착될 수 있다.
이 후, 전술한 과정이 벤딩용 지그(50)의 최하단까지 진행되어, 마지막 지그(100-n)가 최하단 수평면(51-n)에 안착함으로써, PCB(10)의 벤딩이 완료될 수 있다. 즉, 각 로드(100-1 내지 100-n)가 각 수평면(51-1 내지 51-n)에 안착하여 각 서브기판(11)을 각 수평면(51-1 내지 51-n)에 배치시키고, 인접한 서브기판 사이의 연성회로부(14)를 각 수직면(52-1 내지 52-m)에 밀착시킴으로써, 도 7에 도시된 바와 같이, PCB(10)는 벤딩용 지그(50)의 계단 형상으로 벤딩될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 PCB가 벤딩된 상태를 설명하기 위한 제 1고정기 및 벤딩용 지그의 내부 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 벤딩이 완료된 후, 제어유닛(미도시)은 흡착을 해제하도록 제 1고정기(100) 및 기체주입유닛(미도시)을 제어할 수 있다. 흡착을 해제한 제 1고정기(100)는 상승하되 벤딩된 PCB(10)는 벤딩용 지그(50)에 고정된다. 흡착 해제 후 상승하는 방식은, 전체 로드(100-1 내지 100-n)가 동시에 흡착을 해제하여 상승할 수도 있고, 기 설정된 순서에 따라 순차적으로 이루어 질 수도 있다. 예를 들어, 벤딩용 지그(50)에 안착한 순서와 반대의 순서로 흡착을 해제하고 상승할 수 있다. 다만, 어느 방식을 따르더라도, 상승한 각 로드(100-1 내지 100-n)는 다시 이격되어 수평을 이루는 상태로 복귀함으로써, 다음 PCB의 픽업을 위한 대기 상태로 설정될 수 있다.
한편 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따르는 벤딩용 지그(50)는, 각 수평면(51-1 내지 51-n)에 부착된 복수의 고정부(54)를 포함할 수 있다. 여기서 고정부(54)는, 기체주입관(미도시)을 통해 기체주입유닛(미도시)과 연결되어 공기압 조절이 가능한 것일 수 있다. 즉, 벤딩이 완료되어 PCB(10)가 제 1고정기(100)에서 탈착되면, 제어유닛(미도시)의 명령에 의해 각 고정부(54)가 저압됨으로써, 각 수평면(51-1 내지 51-n)에 배치된 서브기판(11)을 진공흡착할 수 있다. 이에 따라, 벤딩을 완료한 제 1고정기(100)가 상승하여 돌기(113a, 113b)와 삽입홀(13a, 13b)이 분리됨에 따라 발생할 수 있는, PCB(10)의 이동 또는 이탈이 방지되어, 안전하게 벤딩용 지그(50)에 고정될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, PCB(10)의 벤딩이 완료된 후, 벤딩된 PCB(10)를 픽업하여 백플레이트로 이송하는, PCB픽업 단계(S4)가 수행된다. 이하, 도 8을 참조하여, PCB 픽업에 대한 일 실시예를 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 제 2고정기 및 벤딩용 지그의 배치 상태를 보여주는 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2고정기(200)는 그 본체가 벤딩용 지그(50)의 계단 형상과 맞물리는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제 2고정기(200)는, 하단에 형성되어 벤딩된 PCB(10)의 각 서브기판(11) 별로 진공흡착 및 탈착을 수행하는 복수의 흡착부(210)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2고정기(200)의 흡착부(210)는 제 1고정기(100)의 흡착부(110)와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 즉, 각각의 흡착부(210)는, 흡착패드(미도시) 및 적어도 하나의 돌기(미도시)를 포함할 수 있다. 이들은 벤딩된 PCB(10)와 접촉하는 일면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 흡착패드는 흡착되는 서브기판(11)에 실장된 발광소자(12)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 각 돌기는 서브기판(11)에 형성된 각 삽입홀(13a, 13b)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르는 제 2고정기(200)에 구성된 흡착패드는, 발광소자(12)를 진공흡착하는 역할을 수행한다. 또한, 흡착패드의 중앙에는 기 설정된 면적의 원형홀(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 원형홀의 면적은 발광소자(12)의 크기보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 흡착패드가 발광소자(12)를 흡착할 시, 발광소자(12)가 원형홀의 내부로 수용되고, 흡착패드의 패드 부분이 발광소자(12) 주위의 연성회로부(14)와 밀착됨으로써, 흡착에 의한 발광소자(12)의 손상을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르는, 제 2고정기(200)의 흡착부(210)는 제 1고정기(100)와 마찬가지로, 기체주입관(미도시)을 통하여 기체주입유닛(미도시)과 연결될 수 있다. 다만, 제 1고정기(100)의 로드가 동시 또는 개별적으로 제어되는 것과는 다르게, 제 2고정기(200)의 흡착부(210)는, 동시에 벤딩된 PCB(10)를 진공흡착하거나 탈착하도록 제어될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제 2고정기(200)는, 이동하여 벤딩용 지그(50) 위로 나란하게 배치될 수 있다. 또는, 벤딩용 지그(50)가 이동하여 제 2고정기(200)의 밑으로 나란하게 배치될 수 있으며, 벤딩용 지그(50)가 이동하는 방식이 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 제어유닛(미도시)은, 제 2고정기(200)가 벤딩용 지그(50)와 나란하게 배치되면, 벤딩용 지그(50)로 흡착 해제의 명령을 전달할 수 있다. 이에 따라, 제 2고정기(200)가 벤딩용 지그(50)를 향해 수직 하강하여 벤딩된 PCB(10)를 흡착하면, 벤딩용 지그(50)가 PCB(10)의 흡착을 해제하고, 이 후 제 2고정기(200)가 상승하는 방식으로 벤딩된 PCB(10)를 픽업할 수 있다. 또는, 벤딩용 지그(50)가 PCB(10)의 흡착을 해제하면, 제 2고정기(200)는 벤딩용 지그(50)를 향해 수직 하강하여 벤딩된 PCB(10)를 흡착하고 다시 상승하는 순서일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 제 2고정기(200)는 PCB(10)가 벤딩된 형상과 맞물리는 형상이며, 수직 운동을 통해 PCB(10)를 바로 흡착하므로, 흡착시 PCB(10)에 변형을 가하지 않는다. 따라서, PCB(10)는 벤딩이 유지된 상태로 제 2고정기(200)에 의해 백플레이트(20)로 이송될 수 있다. 이 후, 벤딩된 PCB를 백플레이트에 조립하는 PCB조립 단계(S5)가 수행된다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 PCB조립에 대한 일 실시예를 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따르는 조립 전후의 백플레이트에 대한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는, 백플레이트(20)는 벤딩용 지그(50), 즉, 벤딩된 PCB(10)의 계단 형상과 동일한 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 백플레이트(20)는 차량용 램프로 사용되기 적합하게 긴 막대 모양으로 사출 성형될 수 있으며, 기 설정된 각도 또는 방향을 가지고 사선으로 연장될 수 있다. 또한, 백플레이트(20)는, 벤딩된 PCB(10)의 서브기판(11)이 배치될 복수의 수평면과, 인접한 수평면을 잇되 연성회로부(14)가 맞닿는 복수의 수직면으로 일면이 구성될 수 있다. 또한, 각 수평면에는 벤딩된 PCB(10)의 삽입홀(13a, 13b)과 대응되는 위치에 적어도 하나의 체결보스(21)가 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따르는 조립용 지그 및 턴테이블에 대한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조시스템은, 백플레이트(20)의 계단 형상 부분이 상단에 위치하도록 백플레이트(20)를 하부에서 지지하는 조립용 지그(60)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 조립용 지그(60)는 백플레이트(20)가 계단 형상으로 배치되도록, 백플레이트(20)와 결합되는 일면이 계단의 경사와 동일한 경사를 가진 상태로 형성될 수 있다. 즉, 백플레이트(20)가 복수의 수평면을 포함하는 경우, 조립용 지그(60)에는 각 수평면이 상부면을 이루는 상태로 백플레이트(20)가 배치될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 백플레이트(20)와 조립용 지그(60)는 서로의 결합을 위한 적어도 하나의 결합부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 백플레이트(20)는 기 설정된 간격마다 형성된 적어도 하나의 결합홀(미도시)을 포함할 수 있으며, 조립용 지그(60)는 이에 대응되는 위치에 결합돌기(미도시)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하며, 백플레이트(20)와 조립용 지그(60)가 결합되는 방식이 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 벤딩된 PCB(10)를 흡착한 제 2고정기(200)는 이동하여 백플레이트(20)의 위에 수직으로 나란하게 배치될 수 있다. 이 후, 제어유닛(미도시)의 제어에 따라 제 2고정기(200)는 수직 하강하여 백플레이트(20)에 안착할 수 있다. 이 후, 흡착을 해제하고 상승하여 벤딩된 PCB(10)를 백플레이트(20)에 배치하되, 벤딩된 PCB(10)의 각 삽입홀(13a, 13b)과 각 체결보스(21)를 체결시킴으로써, PCB(10)와 백플레이트(20)간의 조립을 도모할 수 있다.
도 9(b)에는, 본 발명의 일 실시예에 따라 PCB(10)와 백플레이트(20)가 조립되어 제조된 조명장치의 일부가 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 백플레이트(20)의 각 수평면에는 발광소자(12)가 실장된 서브기판(11)이 체결보스(21)를 통해 결합되어 있다. 또한, PCB(10)는 벤딩된 상태로 백플레이트(20)에 수직 입사하였으므로 백플레이트(20)의 각 수직면과 연성회로부(14)는 서로 맞닿을 수 있어, 공차가 최소화된 상태로 조립이 가능하다.
한편, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 조립된 이후, 체결보스(21)는 융착될 수 있으며, 이에 따라, PCB(10)와 백플레이트(20)가 완전히 결합되어 의도한 계단 형상으로 구현된 조명장치가 완성될 수 있다.
추가 실시예로서, 제 2고정기(200)의 흡착부(210)는 흡착이 해제될 때 대기압보다 고압 상태가 됨으로써, 원형홀(미도시)을 통해 압력이 외부로 전달될 수 있다. 이에 따라, 백플레이트(20)에 배치된 PCB(10)가 백플레이트(20) 방향으로 가압됨으로써, 삽입홀(13a, 13b)과 체결보스(21)의 체결, 즉, 조립이 용이하게 이루어질 수 있다.
추가 실시예로서, 조립용 지그(60)는 복수의 고정부(미도시)를 포함할 수 있으며, 각 고정부는 기체주입관(미도시)을 통해 기체주입유닛(미도시)과 연결될 수 있다. 이에 따라 각 고정부는, 결합된 백플레이트(20)의 일 영역과 연결되어 백플레이트(20)에 PCB(10)가 배치되면 이를 진공흡착하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 백플레이트(20)의 각 수평면과 연결되어 각 서브기판(11)을 흡착함으로써, 삽입홀(13a, 13b)과 체결보스(21)의 체결, 즉, 조립이 용이하게 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조시스템은, 적어도 둘 이상의 조립용 지그(60a, 60b)가 배치된 턴테이블(70)을 포함할 수 있다. 여기서, 턴테이블(70)은, 턴테이블(70)에 배치된 일 조립용 지그(60a)가 지지하는 백플레이트(20)에 벤딩된 PCB(10)가 조립되면, 타 조립용 지그 중 하나의 조립용 지그(60b)가 제 2고정기(200)의 이송 방향에 위치하도록 회전할 수 있다.
예를 들어, 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 턴테이블(70)에는 제 2고정기(200)의 이송 방향 및 그 반대 측에 2개의 조립용 지그(60a, 60b)가 배치될 수 있다. 제 2고정기(200)에 의해 일 조립용 지그(60a)에 배치된 백플레이트(20)와 PCB(10)간의 조립이 완료되면, 턴테이블(70)이 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 180도 회전하여 아직 조립되지 않은 백플레이트(20)가 배치된 타 조립용 지그(60b)를 제 2고정기(200)의 이송 방향으로 위치시킬 수 있다. 즉, 양 조립용 지그(60a, 60b)의 위치를 자동으로 교체함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 효율적인 대량 생산을 도모할 수 있다. 한편, 제 2고정기(200)가 이송되는 방향의 반대 측에는 백플레이트(20)의 이송장치나 작업자가 배치될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들어, 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명이 개시하는 기술적 특징을 통하여 날개 모양의 조명장치를 제조할 수도 있다. 이러한 경우, PCB의 픽업, 벤딩 및 조립에 관여하는 고정기의 단면은 도 11(a)에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 또한, 도 11(b)에 도시된 백플레이트의 형상에 대응하여, 벤딩용 지그의 계단 형상 또한, 상단의 일 수평면에 대해 인접한 하단의 수평면이 두 개 이상으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우, 상단의 수평면에 로드가 안착되면, 인접한 로드들이 동시에 이동할 수도 있고, 기 설정된 순서에 따라 순차적으로 이동하여 대응하는 하단의 수평면에 안착할 수도 있다. 즉, 하나의 계단에는 두 개 이상의 수직면이 구성될 수 있으며, 동시 또는 순차적으로 각 수직면에 연성회로부가 밀착됨으로써 벤딩 처리가 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 개시하는 제 1고정기 및 제 2고정기, 조립용 지그, 벤딩용 지그는 다양한 형태로 변형이 가능하며, 이에 따라, 계단 형상을 포함하는 다양한 조명장치의 제조가 가능하다. 따라서, 조명장치의 탑재 대상인, 차량 등의 설비가 요구하는 백플레이트에 맞춰, 커스터마이징 및 대량 생산이 용이하게 수행될 수 있다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치 제조시스템에 의해 수행되는, 조명장치 제조방법에 대하여 서술하도록 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따르는 조명장치 제조방법에 대한 순서도이다.
단계 S1에서, 소정 개수의 PCB 중 하나의 PCB를 추출하여 공급하는, PCB공급 단계가 수행된다. 예를 들어, 조명장치 제조시스템은PCB트레이 및 공급기를 포함할 수 있다. PCB트레이에는 조명장치 제조에 활용되는 PCB들이 보관될 수 있으며, 공급기는 하나의 PCB를 이송하여 제조라인으로 공급할 수 있다.
단계 S2에서, 공급된 PCB를 정렬하는 PCB정렬 단계가 수행된다. PCB와 조립될 백플레이트는, 조명장치가 탑재될 설비에 따라 기 설정된 방향 또는 각도를 가진 상태로 사출 성형될 수 있다. 따라서, 벤딩 및 조립 단계 전에, 백플레이트가 이루는 방향 또는 각도에 기초하여 PCB를 정렬하는 과정이 요구될 수 있다. 예를 들어 PCB 정렬은, S1단계의 공급 과정 중에 공급기의 회전에 의해 수행될 수 있다. 또는, 조명장치 제조시스템이 포함하는 정렬용 지그를 통해 수행될 수도 있다. 즉, 정렬용 지그에 PCB가 배치될 수 있으며, 정렬용 지그가 기 설정된 방향 또는 각도로 회전하는 방식으로 PCB가 정렬될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계 S1 및 S2는 선택적으로 수행될 수 있다. 즉, 조명장치 제조방법은, 공급 및 정렬이 미리 완료된 PCB를 벤딩하는 과정부터 진행될 수 있다.
단계 S3에서, 공급된 PCB를 벤딩용 지그로 이송하고 벤딩 처리하는 PCB벤딩 단계가 수행된다. 일 실시예에 따르면, 조명장치 제조시스템은 제 1고정기를 포함할 수 있으며, 제 1고정기가 PCB 위로 나란하게 배치된 후, 수직 하강하여 PCB를 흡착하는 방식으로 이송할 수 있다. 물론, 이와 같은 흡착 방식 이외에도, PCB의 고정 및 이송이 안정적으로 가능하다면, 다양한 방식이 채택될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따르는 벤딩용 지그는 기 설정된 계단 형상으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, PCB와 조립될 백플레이트에 포함된 계단 형상과 동일한 형상일 수 있다.
이 후, PCB를 기 설정된 계단 형상으로 벤딩하는 PCB벤딩 과정이 수행된다. 전술한 바와 같이, 벤딩용 지그는 백플레이트의 계단 형상과 동일한 형상이므로, PCB를 벤딩용 지그의 표면을 따라 배치시키는 방법으로 벤딩이 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB에는 복수의 발광소자가 기 설정된 간격으로 이격되어 실장될 수 있다. 또한, 벤딩용 지그의 계단 부분은 복수의 수평면 및 인접한 수평면을 잇는 수직면으로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 각 발광소자마다 각 수평면에 배치되도록 PCB가 벤딩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB는, 벤딩용 지그를 이루는 계단의 최상단부터 인접한 하단순으로 가압되어 계단 형상으로 벤딩될 수 있다. 즉, 벤딩용 지그의 최상단부터 최하단까지 순차적으로 벤딩 처리가 수행될 수 있다.
일 실시예 따르면, S3단계는, 벤딩 과정 중에 형성되는 PCB와 벤딩용 지그간의 공차를 줄이는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, PCB를 벤딩용 지그의 일 수평면에 안착시킨 후, 해당 수평면 및 해당 수평면에 인접한 수평면을 잇는 수직면 방향으로 밀착시키는 방식으로 벤딩이 수행될 수 있다. 일 실시예에 따라 PCB픽업이 제 1고정기를 통해 수행된 경우, 제 1고정기가 미리 설정된 경로를 반복 이동하여 각 수평면에 PCB를 안착시키고 각 수직면에 PCB를 밀착시킴으로써, 공차가 최소화된 벤딩이 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르는 벤딩용 지그는, PCB의 벤딩이 완료된 후, 벤딩된PCB를 진공흡착할 수 있다. 이에 따라, 벤딩된 PCB의 위치가 변경되거나 지그에서 이탈할 수 있는 가능성을 배제시킬 수 있다.
단계 S4에서, 벤딩된 PCB를 픽업하여 백플레이트로 이송시키는 PCB픽업 단계가 수행된다. 일 실시예에 따르면, 조명장치 제조시스템은 제 2고정기를 포함할 수 있으며, 제 2고정기는 벤딩용 지그, 즉, 벤딩된 PCB의 계단 형상과 맞물리는 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제 2고정기가 벤딩용 지그 위로 나란하게 배치된 후 수직 하강하여 벤딩된 PCB를 흡착할 수 있다. 또는, 벤딩용 지그가 제 2고정기 밑으로 이동하여 양자가 나란하게 배치될 수도 있다.
단계 S5에서, 백플레이트가 포함하는 계단 부분에 벤딩된 PCB를 조립하는 PCB조립 단계가 수행된다. 제 2고정기는 백플레이트 위로 이동하여 대향 배치되는데, PCB의 벤딩 상태가 유지되므로, 제 2고정기가 백플레이트로 수직 하강함에 따라 PCB와 백플레이트간의 조립이 즉시 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB는 발광소자 별로 기 설정된 거리 내에 형성된 적어도 하나의 삽입홀을 포함할 수 있다. 또한, 백플레이트는 각 삽입홀과 대응하는 위치에 형성된 적어도 하나의 체결보스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 각 삽입홀과 체결보스가 체결됨으로써, PCB가 백플레이트에 안정적으로 결합될 수 있다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 벤딩(Bending) 가능한 PCB(Printed Circuit Board)를 이용하여 조명장치를 제조하는, 조명장치 제조시스템에 있어서,
    복수의 발광소자가 기 설정된 간격을 가지고 이격되어 실장되는 띠 형상의 PCB;
    기 설정된 계단 형상으로 형성되는 벤딩용 지그(Jig);
    상기 PCB를 흡착하여 상기 벤딩용 지그로 이송하고, 상기 PCB를 상기 벤딩용 지그의 표면을 따라 배치시킴으로써 상기 PCB를 상기 계단 형상으로 벤딩하는 제 1고정기;
    상기 계단 형상과 동일한 형상을 포함하고 벤딩된 PCB와 조립되는 백플레이트(backplate); 및
    상기 벤딩된 PCB를 흡착하여 상기 백플레이트로 이송하고 상기 백플레이트에 상기 벤딩된 PCB를 조립시키는 제 2고정기;
    를 포함하는, 조명장치 제조시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 PCB는,
    기 설정된 간격을 가지고 이격되어 배치되는 복수의 서브기판, 각 서브기판 위에 각각 실장되는 상기 복수의 발광소자, 상기 백플레이트와의 조립을 위하여 상기 각 서브기판의 일 영역에 형성되는 적어도 하나의 삽입홀 및 상기 각 서브기판을 연결하며 벤딩 가능한 소재로 형성된 띠 형상의 연성회로부를 포함하는, 조명장치 제조시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    소정 개수의 PCB가 배치되어 있는 PCB트레이;
    상기 PCB트레이로부터 하나의 PCB를 흡착하여 공급하는 공급기; 및
    상기 공급기로부터 공급된 PCB가 수평하게 배치되고, 회전하여 상기 백플레이트가 이루는 방향 또는 각도에 맞게 상기 PCB를 정렬하는 정렬용 지그;를 더 포함하되,
    상기 정렬용 지그가 회전한 후, 상기 제 1고정기가 정렬된 PCB를 흡착하여 상기 벤딩용 지그로 이송하는, 조명장치 제조시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1고정기는, 상기 복수의 서브기판이 이격된 간격만큼 서로 이격되어 있는 복수의 로드(rod) 및 각 로드의 하단에 형성되어 상기 각 서브기판 별로 흡착 및 탈착을 수행하는 복수의 흡착부를 포함하되,
    상기 흡착부는, 흡착되는 서브기판의 발광소자와 대응되는 위치에 형성되어 상기 발광소자를 진공흡착하는 흡착패드 및 상기 서브기판의 삽입홀과 대응되는 위치에 형성되어 상기 삽입홀과 결합되는 적어도 하나의 돌기를 포함하는 것인, 조명장치 제조시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 흡착패드는 중앙에 기 설정된 면적의 원형홀이 형성되어 있으며, 상기 원형홀의 면적이 상기 발광소자의 크기보다 크게 형성됨에 따라, 상기 제 1고정기가 상기 PCB를 흡착할 때 상기 원형홀의 내부로 상기 발광소자를 수용하는 것인, 조명장치 제조시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 벤딩용 지그는, 상기 PCB가 벤딩될 때 상기 각 서브기판이 배치되는 복수의 수평면 및 상기 연성회로부가 밀착되며 인접한 수평면을 잇는 복수의 수직면을 포함하는, 조명장치 제조시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 PCB를 흡착한 제 1고정기가 상기 벤딩용 지그 방향으로 하강하여 일 로드가 최상단 수평면에 안착되고, 안착된 일 로드를 제외한 타 로드들이 상기 벤딩용 지그 방향으로 하강한 후 상기 안착된 일 로드 방향으로 수평 이동하여 상기 일 로드와 인접한 로드가 상기 최상단 수평면과 인접한 하단 수평면에 안착되는 방식으로, 최하단 수평면까지 상기 각 로드를 순차적으로 각 수평면에 안착시킴으로써, 인접한 서브기판 사이의 연성회로부를 각 수직면에 밀착시켜 상기 PCB를 벤딩하는, 조명장치 제조시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 수평면은, 배치되는 서브기판의 삽입홀과 결합되어 있는 돌기를 수용하기 위한 홈을 포함하며, 상기 홈은 상기 돌기와 대응되는 위치부터 수평면의 모서리까지 연장된 직선 형상으로 형성되는 것인, 조명장치 제조시스템.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 벤딩용 지그는, 상기 복수의 수평면의 하부에 부착되고 공기압 조절이 가능한 복수의 고정부를 포함하며,
    PCB 벤딩이 완료되어 상기 벤딩된 PCB가 상기 제 1고정기에서 탈착되면, 각 고정부가 각 수평면에 배치된 각 서브기판을 진공흡착하여 상기 벤딩된 PCB를 상기 벤딩용 지그에 고정시키는 것인, 조명장치 제조시스템.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2고정기는, 상기 계단 형상과 맞물리는 형상으로 형성된 본체부, 상기 본체부의 하단에 형성되어 상기 벤딩된 PCB의 각 서브기판 별로 진공흡착 및 탈착을 수행하는 복수의 흡착부를 포함하는, 조명장치 제조시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 백플레이트는 상기 벤딩된 PCB의 삽입홀과 대응되는 위치에 형성된 적어도 하나의 체결보스를 포함하며,
    상기 벤딩된 PCB를 흡착한 제 2고정기가 상기 백플레이트와 수직으로 나란하게 배치되면, 상기 제 2고정기가 수직 하강하여 상기 백플레이트에 안착한 후 흡착을 해제하고 수직 상승함으로써, 상기 벤딩된 PCB의 각 삽입홀과 각 체결보스를 체결시키는 것인, 조명장치 제조시스템.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 백플레이트의 상기 계단 형상과 동일한 형상 부분이 상단에 위치하도록 상기 백플레이트를 하부에서 지지하는 조립용 지그; 및
    적어도 둘 이상의 조립용 지그가 배치된 턴테이블;을 더 포함하고,
    상기 턴테이블에 배치된 일 조립용 지그가 지지하는 백플레이트에 상기 벤딩된 PCB가 조립되면, 타 조립용 지그 중 하나의 조립용 지그가 상기 제 2고정기의 이송 방향에 위치하도록 상기 턴테이블이 회전하는, 조명장치 제조시스템.
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