KR100514353B1 - 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신 - Google Patents

질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신 Download PDF

Info

Publication number
KR100514353B1
KR100514353B1 KR10-2003-0020854A KR20030020854A KR100514353B1 KR 100514353 B1 KR100514353 B1 KR 100514353B1 KR 20030020854 A KR20030020854 A KR 20030020854A KR 100514353 B1 KR100514353 B1 KR 100514353B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nitrogen
soldering
air
pressure
nitrogen gas
Prior art date
Application number
KR10-2003-0020854A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040085978A (ko
Inventor
임승수
Original Assignee
주식회사 티에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 티에스 filed Critical 주식회사 티에스
Priority to KR10-2003-0020854A priority Critical patent/KR100514353B1/ko
Publication of KR20040085978A publication Critical patent/KR20040085978A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100514353B1 publication Critical patent/KR100514353B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/12—Mechanical drives with means for varying the speed ratio
    • B23Q5/16—Mechanical drives with means for varying the speed ratio infinitely-variable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/10—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting speed or number of revolutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2717/00—Arrangements for indicating or measuring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

본 발명은 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 납땜 품질을 향상시키기 위하여 질소 분위기를 형성하여 부품이 삽입된 PCB를 자동으로 납땜 처리해 주는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신에 관한 것이다.
본 발명은 솔더링 머신의 질소 분위기 형성을 위하여 필요한 질소 발생기를 솔더링 머신과 일체화시킴으로써 설치 면적으로 줄이고, 질소 발생기와 솔더링부의 구조를 개선함으로써 납땜성을 향상시켜 준다.

Description

질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신{Soldering Machine with Self-supporting Apparatus of Nitrogen Gas}
본 발명은 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 납땜 품질을 향상시키기 위하여 질소 분위기를 형성하여 부품이 삽입된 PCB를 자동으로 납땜 처리해 주는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신에 관한 것이다.
일반적으로 Sn-Pb 계열의 땜납은 납땜성이 좋아 공기 중의 산소를 차단하기 위한 질소 가스를 사용하지 않아도 되지만, 환경 오염을 유발하는 납(Pb) 성분으로 인하여 사용이 기피되는 상황이다.
이와 같은 환경 오염을 해소하기 위한 무연 땜납의 경우에는 상대적으로 Sn-Pb 계 땜납에 비하여 환경 오염을 감소시키지만 납땜성이 좋지 않은 문제점을 안고 있다.
즉, 무연 땜납의 경우에는 솔더링 과정에서 공기 중의 산소와 반응을 하여 납땜성이 안 좋아지기 때문에 솔더링 과정에서 산소를 차단하기 위하여 질소 분위기를 형성한 채 솔더링 처리를 해야 한다.
이와 같은 질소 분위기 하에서 솔더링 처리를 하는 종래의 솔더링 머신을 도 6 및 도 7에 나타내었다.
도 7에서 보는 바와 같이, 종래의 솔더링 머신은 부품이 삽입된 PCB에 대한 납땜 처리가 이루어지는 납조(110)를 기준으로 일 측으로는 PCB를 납조(110)로 이송시켜 주는 이송 장치(117)가 설치되어 있다.
상기 이송 장치(117)는 컨베이어 벨트 방식에 의하여 PCB를 이송하는 것이며, 상기 이송 장치(117)와 납조(110)는 터널(114)에 의하여 외부 대기와 차단되어 있다.
그리고, 상기 터널(114) 내의 이송 장치(117) 하부에는 질소 가스를 예열시켜 주는 예열 장치(116)가 설치되어 있어서 공급되는 질소 가스를 일정 온도로 예열시켜 준다.
상기 예열장치(116)에 의하여 예열된 질소 가스는 상기 터널(114) 내 이송 장치(117)의 상부와 납조(110)의 상부에 설치된 질소 공급 파이프(118)를 통하여 공급된다.
따라서, 상기 질소 공급 파이프(118)를 통하여 공급된 질소 가스는 상기 터널(114) 내에 체류하면서 질소 분위기를 형성함으로써 납땜 과정에서 납땜성에 악영향을 끼치는 대기 중의 산소를 차단하는 것이다.
상기 납조(110)를 통과하여 납땜이 이루어진 PCB는 냉각조(112)의 상부를 지나가면서 냉각되어 납땜이 완료되는데, 상기 냉각조(112)에 의한 냉각은 질소 가스에 의하여 이루어진다.
상기와 같이, 질소 가스 공급 파이프(118)를 통하여 공급되는 질소 가스는 대기 중에 포함되어 있는 질소 성분을 분리하여 제공하는 질소 발생 장치에 의하여 이루어지는데, 이를 위하여, 종래에는 컴프레서(120)를 이용하여 공기를 가압 공급하고, 공기 중의 수분 등을 제거하기 위하여 공기를 건조시켜 주는 드라이어(122)를 통과시킨다.
건조된 공기는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 원리를 이용한 질소 발생기에 의하여 공기의 주성분인 질소가 분리된다.
이와 같은 질소 발생기의 종래 기술은 수직형으로 이루어져, 솔더링 머신과 별도로 분리되어 외부에 설치 운용되는 것이 일반적이어서 상대적으로 설비 비용이 많이 소요되는 문제점을 안고 있었다.
특히, 종래의 솔더링 머신은 납땜 작업이 이루어질 때나 그렇지 않을 때에도 질소 가스의 공급이 계속 이루어지기 때문에 질소 가스의 소모량이 많아져 유지 비용이 많이 소요되는 문제점을 안고 있었다.
또한, 종래의 솔더링 머신은 터널 방식으로 솔더링 머신 전체를 밀폐하는 형식으로 이루어져 있고, 납땜 처리가 이루어지는 납조에만 질소 가스가 공급되는 것이 아니라, 터널 전체에 분포되어 있는 질소 공급 파이프를 통하여 질소 가스를 공급하기 때문에 질소 가스의 소모량이 필요 이상으로 소모되는 문제점을 안고 있다.
한편, 질소 발생기는 고압 및 고순도의 질소 가스를 연속적으로 생산하기 위해 PSA(Pressure Swing Adsorption) 원리를 채택하는 것이 일반적이다.
PSA는 Guerin de Montgareuil(프랑스 특허 No. 1,233,261; 1957년)와 Skarstrom(미국 특허 No. 2,944,627; 1960년)에 의해 각각 상용화되어 사용되고 있으며, PSA의 원리는 흡착제인 CMS(Carbon Molecular Sleve)나 ZMS(Zeolite Molecular Sleve), 활성탄, 실리카겔 등의 선택적 흡착 능력을 이용하여 공기 중의 산소와 질소 성분을 분리하는 장치이다.
질소 발생기는 흡착제로 충진된 하나 이상의 흡착탑(Adsorption bed)을 가압(Pressurization), 흡착(Adsorption), 감압(Blowdown) 및 정화(Purge) 등의 단계를 연속적 및 반복적으로 수행함으로써 운전된다.
1. 가압 단계(Pressurization Step)
공급류로 탑의 압력을 흡착 압력까지 가압하는 단계로 공급류인 공기가 들어오는 순간 흡착탑 입구 쪽의 흡착제에 산소가 흡착되며 산소 농도의 경계면이 닫힌 출구 쪽을 향해 진행한다.
2. 흡착 단계(Adsorption Step)
공급류가 흡착탑을 통과하며 분리되어 원하는 생성물인 질소가 얻어지는 단계로, 탑은 흡착 압력을 유지하며 생성물이 배출되어 저장 탱크에 고압으로 저장되게 된다. 강 흡착질인 산소 농도의 경계면이 출구를 향해 진행하다가 출구에 도달하면 다음 단계로 넘어간다.
3. 감압 단계(Blowdown Step)
공급류의 유입 방향과 반대 방향으로 흡착탑 입구 측으로부터 기체를 분출시켜 흡착탑 내의 압력을 상압까지 낮춘다.
4. 정화 단계(Purge Step)
흡착 단계에 있는 다른 탑에서 배출되는 생성물인 질소의 일부를 탑 내로 도입함으로써 강 흡착질인 산소의 분압을 감소시켜 탈착을 유발함으로써 흡착 탑을 정화시킨다.
상기와 같은 원리로 동작하는 PSA 원리를 이용한 질소 발생기는 CMS를 이용하여 대기 중의 질소 성분을 분리해 내는데, 상기 CMS는 야자 열매 껍질을 원료로 하여 40nm의 세공이 균일 배열되도록 가공해서 단시간에 대기 중의 산소를 선택적으로 흡착함으로써 대기의 주성분인 질소 성분을 분리해 주는 장치이다.
상기 CMS를 이용한 질소 발생기는 일정 형태를 가지는 탱크의 내부에 CMS를 가득 충진시킨 구조로 이루어져 있다.
그런데, 상기와 같은 종래의 질소 발생기는 운용 사이클이 반복되면, 공기의 흐름에 의한 충격으로 인하여 CMS가 부스러져서 밑으로 가라앉으면서 틈이 발생하기 때문에 CMS와 탱크 내벽간에 공극이 발생된다.
이와 같이 CMS와 탱크 내벽간에 공극이 형성되면 대기 중의 일부가 그대로 통과하기 때문에 고순도의 질소 성분을 분리해 낼 수 없는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 솔더링 머신에 공급되는 질소 가스의 품질을 향상시키고, 솔더링 머신에 질소 가스를 효율적으로 공급함으로써 질소 가스의 사용량을 줄임과 동시에 납땜성을 향상시켜 주는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 질소 발생기를 이용하여 납땜성을 향상시켜 주는 솔더링 머신에 있어서, 공기를 압축하여 공급하는 공기 압축 공급 수단; 상기 공기 압축 공급 수단에 의하여 공급된 공기에 포함된 이물질을 제거해 주는 여과부; 상기 여과부에 의하여 공급되는 공기를 일정 압력으로 토출시켜 주는 정압 공기 공급 수단; 상기 정압 공기 공급 수단에 의하여 공급되는 공기로부터 질소를 분리해 토출하는 질소 발생기; 상기 질소 발생기로부터 공급되는 질소 가스를 저장하는 질소 저장 수단; 상기 질소 저장 수단으로부터 공급되는 질소 가스를 공급 상태에 따라 미리 설정된 압력으로 토출시켜 주는 공급압 조절 수단; 상기 질소 발생기로부터 배출되는 질소 외 성분을 배출시켜 주는 배출 수단; 부품이 실장된 PCB에 대하여 용융된 땜납을 이용하여 납땜 처리하는 솔더링부; 상기 공급압 조절 수단을 통하여 상기 솔더링부로 공급되는 질소 가스를 미리 설정된 일정 온도로 예열시켜 주는 예열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신을 제공한다.
상기 질소 발생기는 적어도 2개의 질소 발생기로 구성되어 한 사이클의 질소 분리 과정이 적어도 2번의 질소 분리 과정으로 이루어지며, 상기 질소 발생기는 CMS를 이용한 PSA 방식의 질소 발생기이다.
상기 질소 발생기는 공기 중의 산소를 흡착하여 질소를 분리해 주는 흡착제; 상기 흡착제를 그 내부에 수용하는 실린더; 상기 실린더의 일단을 폐쇄하는 제 1엔드; 상기 제 1엔드와 흡착제의 일단 사이에 삽입되어 일정 공간을 형성하는 제 1공간부; 상기 흡착제의 타단에 삽입되어 일정 공간을 형성하는 제 2공간부; 상기 제 2공간부의 일 측에 접촉되는 피스톤; 상기 실린더의 타단을 폐쇄하는 제 2엔드; 상기 피스톤의 일 측면과 상기 제 2엔드 사이에 설치되어 상기 피스톤을 상기 흡착제 방향으로 미리 설정된 일정한 압력으로 밀어 주는 압력 수단으로 구성된다.
상기 압력 수단은 미리 설정된 스프링 상수를 가지는 스프링으로 구성된다.
상기 예열부는 일단에 질소 가스가 유입되는 유입구가 형성되고, 타단에는 유출구가 형성된 튜브 형태의 예열 튜브; 상기 예열 튜브 내에 설치되어 열을 발생하는 히터; 상기 히터에 장착되어 상기 예열 튜브를 통과하는 질소 가스와의 접촉 면적을 확대하여 열 교환 효율을 높여 주는 방열판으로 구성된다.
그리고, 상기 질소 발생기는 기계 내의 하단부에 수평형으로 내장 설치된다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 솔더링 머신에 질소 가스를 효율적으로 공급함으로써 질소 가스의 소모량을 감소시켜서 운용 비용을 절감시키고, 공급되는 질소 가스의 품질을 높여서 솔더링 품질을 향상시켜 준다.
(실시예)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신에 대하여 설명하기에 앞서, 본 발명에 적합한 솔더링 머신의 구조에 대하여 설명한다.
솔더링 머신은 도 1에서 보는 바와 같이, 베이스(28) 위의 일 측에 부품이 실장된 PCB에 대한 납땜 작업이 이루어지는 납조(10)가 설치되고, 상기 납조(10)의 일 측으로는 PCB를 이송시켜 주는 컨베이어 벨트(도 1을 기준으로 질소 발생기(40a, 40b) 위에 설치된다.)가 설치된다.
그리고, 상기 컨베이어 벨트의 아래에는 질소 발생기(40)와, 소음기(80), 질소 탱크(60), 다수의 솔레노이드 밸브(SV1∼SV10)로 구성되는 제어 밸브단(30)이 설치된다.
따라서, 상기 질소 발생기(40)에 여과된 압축 공기를 제공하는 수단들 즉, 컴프레서(20), 에어 필터(22), 드라이어(24), 에어 탱크(26) 등은 상기 베이스(28) 외의 공간에 설치된다.
상기 컴프레서(20)는 대기 중의 공기를 압축하여 토출하는 수단으로써 질소 발생기(40)의 동작에 필요한 압력을 제공하기도 한다.
상기 컴프레서(20)에 의하여 압축된 공기는 에어필터(22)에 의하여 먼지 등과 같은 이물질 등이 제거되고, 더불어 수분과 오일 등이 제거된다.
그리고, 상기 에어 필터(22)를 통과한 공기는 드라이어(24; Air Dryer)에 의하여 잔류 수분이 완전 제거된 채 순수 공기만 에어 탱크(26)에 저장된다.
상기 에어 탱크(26)는 공기를 일정 압력으로 토출시켜 주는 기능을 가지고 있다.
상기 에어 탱크(26)에서 공급되는 공기는 상기 질소 발생기(40)에 공급되어 질소 외의 나머지 성분을 분리해낸다.
이 과정에서 필요한 공기와 질소 및 그 외 성분의 유출입은 다수의 솔레노이드 밸브(SV1∼SV10)와 오리피스 밸브(OR)로 구성된 제어 밸브단(30) 및 PLC(PROGAMMABLE LOGIC CONTROLLAR)에 의하여 제어된다
상기 질소 발생기(40)는 제 1질소 발생기(40a)와 제 2질소 발생기(40b)로 구성되며, 각 질소 발생기는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 공기 중의 산소를 흡착하여 질소를 분리해 주는 것으로, CMS로 구성된 흡착제(47); 상기 흡착제(47)를 그 내부에 수용하는 실린더(41); 상기 실린더(41)의 일단을 폐쇄하는 제 1엔드(43); 상기 제 1엔드(43)와 흡착제(47)의 일단 사이에 삽입되어 일정 공간을 형성하는 제 1공간부(48); 상기 흡착제(47)의 타단에 삽입되어 일정 공간을 형성하는 제 2공간부(46); 상기 제 2공간부(46)의 일 측에 접촉되는 피스톤(45); 상기 실린더(41)의 타단을 폐쇄하는 제 2엔드(42); 상기 피스톤(45)의 일 측면과 상기 제 2엔드(42) 사이에 설치되어 상기 피스톤(45)을 상기 흡착제(47) 방향으로 50kgf의 힘으로 밀어 주는 스프링(44)으로 구성된다.
상기 제 1공간부(48) 및 제 2공간부는 타공망으로 구성되며, 이 제 1공간부(48) 및 제 2공간부(46)의 일 측에는 공기 또는 질소 및 질소 외 성분을 유출입시켜 주기 위한 유출입구가 형성되어 있다.
상기와 같이 구성되는 질소 발생기(40)는 유입되는 공기로부터 산소 성분이 CMS로 구성된 흡착제(47)에 흡착됨으로써 질소 성분이 분리 배출되어 질소 탱크(60)에 저장된다.
이 때, 공기 중으로부터 질소 성분이 분리되는 과정을 표 1을 참조하여 설명한다.
각 밸브의 개방/폐쇄(O/X) 상태
단계 질소발생기 공정 SV1 SV2 SV3 SV4 SV5 SV6 SV7 SV8 SV9 SV10
1단계 1 가압 X X X O X X X O X X
2 감압 X 0 X X 0 0 X X 0 0
2단계 1 흡착 X X X 0 X X X 0 X X
2 정화 X X X X 0 0 X X 0 0
3단계 1 감압 0 X X X 0 0 X X 0 0
2 가압 X X 0 X X X 0 X X X
4단계 1 정화 X X X X 0 0 X X 0 0
2 흡착 X X 0 X X X 0 X X X
표 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 질소 발생기가 2개로 구성된 경우 즉, 제 1 및 제 2질소 발생기(40a, 40b)로 구성된 경우에 한 개의 질소 발생기에 의하여 질소를 분리하기 위해서는 솔레노이드 밸브 3(SV 3)과 솔레노이드 밸브 4(SV 4)는 압축 공기가 가장 먼저 통과하는데, 솔레노이드 밸브 4(SV 4)가 PLC(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLAR)의 신호를 받아 밸브가 열림과 동시에 솔레노이드 밸브 8(SV 8)이 작동하여 제 2질소 발생기(40b)가 운전되며, 이 때는 솔레노이드 밸브 1(SV 1)도 열려 있어서 제 1질소 발생기(40a)는 배기 및 정화 상태로 되어 있다. 또한 일정 시간을 가압, 흡착 후에는 제 2질소 발생기(40b)는 감압, 정화를 수행하며, 동시에 제 1질소 발생기(40a)는 가압, 흡착의 공정을 교대로 수행한다.
한편, 제 1 및 제 2질소 발생기(40a, 40b)의 내부에는 상기에서 기술한 강흡착 재질인 CMS로 이루어진 흡착제(47)가 가득 들어 있는데, 상기 흡착제(47)인 CMS를 현미경으로 들여다 보면 미세한 구멍(약40Å)이 무수히 존재하는데, 압축 공기가 이 구멍을 통과 하면서 질소 분자는 빠르게 통과하며 산소 분자는 느리게 통과하는 상태를 이용하여 일정시간 압력을 가하다가 산소 분자가 상기 흡착제(47) 내부의 약 3분의 2 정도 지점을 통과할 때 솔레노이드 밸브 5, 6, 9, 10, 1(SV 5, 6, 8, 10, 1)을 온시켜서 산소 분자를 순간적으로 소음기(80) 쪽으로 배출시킨다.
이 때, 솔레노이드 밸브 5, 6, 9, 10, 1(SV 5, 6, 9, 10, 1)은 일정 압력 까지만 배기를 수행한 후에 즉시 잠기며, 솔레노이드 밸브 2(SV 2)는 제 1질소 발생기(40a)가 운전되는 동안 제 2질소 발생기(40b)의 배기를 계속 수행한다.
또한 솔레노이드 밸브 5, 6, 9, 10, 1(SV 5, 6, 9, 10, 1)이 잠기면서 동시에 솔레노이드 밸브 3, 7(SV 3, 7)이 열리면서 제 1질소 발생기(40a)가 운전되는데 솔레노이드 밸브 2(SV 2)가 열린다.
이와 같이 두개의 질소 발생기(40a, 40b)를 교대로 운전하는데 배관 내부의 압력이 너무 낮아지면 교대로 운전하는데 시간이 걸리므로 오리피스 밸브(OR)를 달아 배관내 압력을 일정 압력 이상으로 유지시켜 불필요한 압력 강하를 막는다.
한편, 상기와 같은 과정을 통하여 압축 공기로부터 질소를 분리해 내는 과정이 반복되면, 흡착제(47)인 CMS가 압축 공기에 의한 충격으로 인하여 부분적으로 파괴되는 현상이 발생한다.
그 결과, 흡착제(47)와 실린더(41) 사이에는 공극이 형성되고, 이 공극을 통하여 산소가 흡착제에 흡착되지 않고 통과함으로써 배출되는 질소 성분의 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.
이 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명에서는 흡착제(47)의 일단부를 스프링(44)을 이용하여 일정한 압력으로 압박해 줌으로써 실린더(41)와 흡착제(47)간에 공극이 발생하지 않도록 하는 것이다.
본 발명의 실시예에서는 상기 실린더의 지름을 250mm로 하였고, 그에 따른 적정 압력을 형성하기 위하여 스프링 상수가 50kgf인 스프링(44)을 사용하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐서 질소 탱크(60)에 저장된 질소 가스는 유량계(62)에 의하여 일정 유량으로 공급되는데, 상기 솔더링부에서 납땜 작업이 이루어질 때에는 15Nm3/분의 질소 가스를 공급하고, 납땜 작업이 이루어지지 않을 때에는 8Nm3 /분의 질소 가스를 공급한다. 이 때, 납땜이 이루어지지 않을 때에도 질소 가스를 공급하는 이유는 납조(10) 내의 용융 납의 표면에 대기 중의 산소가 접촉되지 않게 하기 위한 것이다.
이와 같이 질소 가스를 납땜 작업의 여부에 따라 간헐적으로 공급하기 위해서는 작업 여부를 판단하는 광센서가 설치되어야 하며, 상기 광센서에 의하여 납땜 여부를 제어부(PLC)가 판단하여 상기 유량계(62)를 제어하여 질소 가스의 공급량을 제어하는 것이다.
그리고, PCB를 이송시켜 주는 이송 장치(117)의 입구 측에 광센서(131)와 감지기를 설치하고(전체 구조가 예시된 종래 기술의 도면인 도 7에 예시함) 설치하여 제어부(PLC)의 시프트 레지스터를 이용하여 이송되는 PCB의 사이즈를 측정하고, 이를 근거로 거리 계산을 자동으로 하여, 필요할 때만 즉, PCB가 납조를 통과할 때에만 간헐 분류를 하는 것이다.
또한 압력계(64)는 체크 밸브 기능이 있는 것으로 상기 제 1 및 제 2질소 발생기(40a, 40b)에 의한 질소 분리 과정에서 수행되는 순간적인 배기 과정에서 질소 탱크(60)에 저장된 질소까지 배기되는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기와 같이, 유량계(62) 및 압력계(64)를 통과한 질소 가스는 예열기(70)를 통하여 미리 설정된 일정 온도로 예열되어 솔더링부에 공급된다.
여기서, 상기 예열부(70)에 의하여 질소 가스를 미리 일정 온도로 예열시키는 이유는 고압의 질소 가스가 상온 상태로 공급되기 때문에 용융납의 온도에 비하여 상대적으로 저온 상태이므로, 저온 상태의 질소 가스가 솔더링부에 공급되면 용융 납을 냉각시켜 납땜 품질을 저하시키는 요인으로 작용하기 때문에 반드시 일정 온도 이상으로 예열시킨 후에 공급해 주어야 한다.
이와 같은 기능을 가지는 상기 예열부(70)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 일단에 질소 가스가 유입되는 유입구(74a)가 형성되고, 타단에는 유출구(74b)가 형성된 튜브 형태의 예열 튜브(74); 질소 가스를 예열시키기 위한 열을 발생하기 위하여, 상기 예열 튜브(74) 내에 설치되고, 그 양단에 연결된 제 1단자(72a) 및 제 2단자(72b)가 상기 예열 튜브(74)의 양단면에 고정되는 히터(72); 상기 히터(72)의 외주면에 장착되어 상기 예열 튜브(74)를 통과하는 질소 가스와의 접촉 면적을 확대하여 열 교환 효율을 높여 주는 나선형의 방열판(73)으로 구성된다.
상기와 같이 예열기(70)에 의하여 일정 온도로 예열된 질소 가스는 분기관(76)으로 연결되어 다수의 분사 구멍을 가지고 납조(10) 위에 설치된 질소 노즐(77)을 통하여 납조(10) 위에 분사된다.
상기와 같이 납조(10) 위에 분사되는 질소 가스는 납조(10) 위에 설치되는 대기 차단 수단에 의하여 대기와 분리되기 때문에 종래 방식에 비하여 소량의 질소 가스로도 충분하게 질소 분위기를 형성할 수 있다.
이와 같은 질소 분위기 형성을 위한 솔더링부의 구성은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 용융 땜납이 수용되는 납조(10), 상기 납조(10) 내의 땜납을 용융 상태로 유지하기 위한 열을 공급하는 납조 히터(12); 상기 납조(10) 내에 설치되어 용융 납을 이용하여 통과하는 PCB에 대하여 솔더링하는 제 1노즐(14) 및 제 2노즐(13); 상기 납조(10)의 상부에 일정 거리를 유지한 채 개폐 가능하게 설치되는 후드(15); 상기 후드(15)의 하단부에 장착되어 후드(15)와 납조(10)간의 공간을 외부 대기 환경과 차단시켜 주는 커튼(16)으로 구성된다.
한편, 상기 질소 발생기(40)에 의하여 질소가 분리된 나머지 대기 성분 즉, 산소를 주성분으로 하는 배기 가스는 대기 중으로 배출되어야 하는데, 배출되는 배기 가스의 압력이 고압이기 때문에 소음을 유발한다.
따라서, 상기 배기 가스에 의한 소음을 제거하기 위하여, 소음기(80)를 통하여 배출하는데, 상기 소음기(80)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 내부식성 소재로 된 소음기 튜브(89); 유입구(80a)가 형성되어 상기 소음기 튜브(89)의 일단을 밀폐시켜 주는 제 1판(81); 유출구(80b)가 형성되어 상기 소음기 튜브(89)의 타단을 밀폐시켜 주는 제 2판(85); 그 일단은 상기 유입구(80a)에 연결되고, 그 타단에는 다수의 구멍으로 이루어진 제 1통기공(86a)이 형성된 제 1관(86); 그 일단은 상기 유출구(80b)에 연결되고, 그 중간에 다수의 구멍으로 이루어진 제 2통기공(88b)이 형성된 제 2관(88); 상기 제 1관(86)의 중간부와 제 2관(88)의 일단이 연결되고, 단일 구멍으로 된 제 1통과공(82a)이 형성되어 상기 소음기 튜브(89) 내에 설치되는 제 3판(82); 상기 제 2관(88)의 제 2통기공(88b)이 상기 제 3판(82)과의 사이에 위치하도록 연결되면서 상기 제 1통기공(86a)이 상기 제 2통기공(88b)의 반대편에 위치하도록 제 1관(86)이 연결되며 별도의 삽입공이 형성되어 소음기 튜브(89) 내에 설치되는 제 4판(83); 상기 제 4판(83)에 형성된 삽입공에 그 일단이 연결되며, 그 타단에는 다수의 구멍으로 이루어진 제 3통기공(87a)이 형성된 제 3관(87); 상기 제 3관(87)의 제 3통기공(87a)이 상기 제 1관(86)의 제 1통기공(86a)의 반대편에 위치하도록 제 3관(87)이 연결되고, 상기 제 2관(88)을 통과 연결하며, 다수의 구멍으로 이루어진 제 2통과공(84a)이 형성되어 상기 소음기 튜브(89) 내에 설치되는 제 5판(84)으로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 소음기(80)의 배기 가스 흐름은 다음과 같다.
유입구(80a)를 통하여 유입된 배기 가스는 제 1관(86)의 제 1통기공(86a)을 통하여 제 4판(83)과 제 5판(84) 사이의 공간으로 유입되고, 다시 제 5판(84)에 형성된 제 2통과공(84a)을 통하여 제 5판(84)과 제 2판(85) 사이의 공간에 위치한 제 3관(87)의 제 3통기공(87a)으로 유입되어 제 3판(82)과 제 4판(83) 사이의 공간으로 이동한다.
그리고, 제 3판(82)에 형성된 제 1통과공(82a)을 통하여 제 1판(81)과 제 3판(82) 사이의 공간으로 이동하여 제 2관(88)의 일단(88a)으로 유입되어 제 2관(88)의 타단이 연결되는 유출구(80b)로 배출된다.
상기 예열기(70)를 통하여 공급되는 질소 가스는 산소 농도계(66)를 통하여 질소의 순도를 상대적으로 측정하는데, 상기 산소 농도계(66)는 산소의 농도를 측정하는 감지기와 측정된 결과를 표시하는 표시기로 구성된다.
상기 산소 농도계(66)의 감지기를 통하여 측정된 산소의 농도가 1,000PPM으로 표시기에 표시되면, 상대적으로 질소의 농도는 99.99%라는 것이다.
따라서, 솔더링 머신에 유용한 질소의 농도는 99.99% 이상이어야 하기 때문에 산소 농도계(66)를 통하여 측정된 산소의 농도는 1,000PPM 이하이어야 한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 솔더링 머신의 납땜성 향상을 위하여 형성되는 질소 분위기를 형성하여 질소 가스의 소모량을 줄일 수 있다.
그리고, 질소 가스의 품질을 향상시킴으로써 산소 차단율을 높일 수 있어서 납땜성을 향상시켜 준다.
또한, 질소 발생기를 솔더링 머신 본체에 합체함으로써 설비 공간을 줄여주고 운용의 효율성을 높여 준다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 솔더링 머신에 질소 가스를 효율적으로 공급함으로써 질소 가스의 소모량을 감소시켜서 운용 비용을 절감시키고, 공급되는 질소 가스의 품질을 높여서 솔더링 품질을 향상시켜 준다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 솔더링 머신의 구성을 설명하기 위한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 솔더링 머신의 질소 공급 과정을 설명하기 위한 구성도.
도 3은 본 발명에서 질소 발생기의 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명에서 예열기의 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 5는 본 발명에서 소음기의 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 6은 본 발명에서 납조의 구성을 설명하기 위한 정면도.
도 7은 종래의 솔더링 머신 구조를 설명하기 위한 평면도.
도 8은 종래의 솔더링 머신 구조를 설명하기 위한 측면도.도 9는 도8의 부분 확대도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 : 납조 20 : 컴프레서
22 : 에어필터 24 : 드라이어
26 : 에어탱크 30 : 제어 밸브단
40 : 질소 발생기 60 : 질소 탱크
62 : 유량계 64 : 압력계
66 : 산소 농도계 70 : 예열기
80 : 소음기
SV1∼SV10 : 제 1∼제 10솔레노이드 밸브
OR : 오리피스 밸브

Claims (6)

  1. 질소 발생기를 이용하여 납땜성을 향상시켜 주는 솔더링 머신에 있어서,
    공기를 압축하여 공급하는 공기 압축 공급 수단;
    상기 공기 압축 공급 수단에 의하여 공급된 공기에 포함된 이물질을 제거해 주는 여과부;
    상기 여과부에 의하여 공급되는 공기를 일정 압력으로 토출시켜 주는 정압 공기 공급 수단;
    상기 정압 공기 공급 수단에 의하여 공급되는 공기로부터 질소를 분리해 토출하는 질소 발생기;
    상기 질소 발생기로부터 공급되는 질소 가스를 저장하는 질소 저장 수단;
    상기 질소 저장 수단으로부터 공급되는 질소 가스를 공급 상태에 따라 미리 설정된 압력으로 토출시켜 주는 공급압 조절 수단;
    상기 질소 발생기로부터 배출되는 질소 외 성분을 배출시켜 주는 배출 수단;
    부품이 실장된 PCB에 대하여 용융된 땜납을 이용하여 무연 납땜 처리가 가능한 솔더링부; 및
    상기 공급압 조절 수단을 통하여 상기 솔더링부로 공급되는 질소 가스를 미리 설정된 일정 온도로 예열시켜 주는 예열부를 포함하고
    상기 질소 발생기는 공기 중의 산소를 흡착하여 질소를 분리해 주는 흡착제; 상기 흡착제를 그 내부에 수용하는 원형 실린더; 상기 실린더의 일단을 폐쇄하는 제 1엔드; 상기 제 1엔드와 흡착제의 일단 사이에 삽입되어 일정 공간을 형성하는 제 1공간부; 상기 흡착제의 타단에 삽입되어 일정 공간을 형성하는 제 2공간부; 상기 제 2공간부의 일 측에 접촉되는 피스톤; 상기 실린더의 타단을 폐쇄하는 제 2엔드; 상기 피스톤의 일 측면과 상기 제 2엔드 사이에 설치되어 상기 피스톤을 상기 흡착제 방향으로 미리 설정된 일정한 압력으로 밀어 주는 압력 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 질소 발생기는 CMS를 이용한 PSA 방식으로써 적어도 2개의 질소 발생기로 구성되어 한 사이클의 질소 분리 과정이 적어도 2번 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 압력 수단은 미리 설정된 스프링 상수를 가지는 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 예열부는 일단에 질소 가스가 유입되는 유입구가 형성되고, 타단에는 유출구가 형성된 튜브 형태의 예열 튜브; 상기 예열 튜브 내에 설치되어 열을 발생하는 히터; 상기 히터에 장착되어 상기 예열 튜브를 통과하는 질소 가스와의 접촉 면적을 확대하여 열 교환 효율을 높여 주는 방열판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 질소 발생기는 기계 내의 하단부에 수평형으로 내장 설치되는 것을 특징으로 하는 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신.
KR10-2003-0020854A 2003-04-02 2003-04-02 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신 KR100514353B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0020854A KR100514353B1 (ko) 2003-04-02 2003-04-02 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0020854A KR100514353B1 (ko) 2003-04-02 2003-04-02 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040085978A KR20040085978A (ko) 2004-10-08
KR100514353B1 true KR100514353B1 (ko) 2005-09-13

Family

ID=37368884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0020854A KR100514353B1 (ko) 2003-04-02 2003-04-02 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100514353B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100824025B1 (ko) * 2007-11-14 2008-04-21 주식회사 예성이엔지 질소 발생 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05169249A (ja) * 1991-12-11 1993-07-09 Komatsu Giken Kk 窒素封入型噴流式ハンダ付け装置
JPH09237964A (ja) * 1996-02-28 1997-09-09 Sony Corp 窒素ガス封入式半田付け装置
JPH105522A (ja) * 1996-06-26 1998-01-13 Kanebo Ltd 圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置
KR19990011644A (ko) * 1997-07-25 1999-02-18 윤종용 전자 제품의 자동 납땜 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05169249A (ja) * 1991-12-11 1993-07-09 Komatsu Giken Kk 窒素封入型噴流式ハンダ付け装置
JPH09237964A (ja) * 1996-02-28 1997-09-09 Sony Corp 窒素ガス封入式半田付け装置
JPH105522A (ja) * 1996-06-26 1998-01-13 Kanebo Ltd 圧力スイング吸着式窒素ガス発生装置
KR19990011644A (ko) * 1997-07-25 1999-02-18 윤종용 전자 제품의 자동 납땜 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040085978A (ko) 2004-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI81966B (fi) Foerbaettrat adsorptionsfoerfarande med trycksvaengning.
KR100254295B1 (ko) 단일 흡착 베드를 이용한 압력 스윙 흡착 방법
KR850001542B1 (ko) 압력 스윙 흡착에 의한 공기의 분리방법
FI85953C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en syreprodukt med en renhetsgrad av 95% fraon omgivande luft.
KR100964854B1 (ko) 고순도 생성물의 회수가 향상된 압력 변동 흡착 방법
KR960004606B1 (ko) 공기로부터 고순도의 산소가스를 제조하는 방법
KR910009568B1 (ko) 농축 산소 가스의 회수 방법
US4376640A (en) Repressurization of pressure swing adsorption system
EP0750934A2 (en) VSA adsorption process
KR100353673B1 (ko) 단일 흡착기 및 단일 송풍기를 사용하는 산소 생성 방법및 시스템
CA2567195A1 (en) Continuous feed three-bed pressure swing adsorption system
KR100984796B1 (ko) 가스 분리 방법
KR19980070453A (ko) 산소 선택성 흡착체를 이용한 질소 제조방법
JPH04227812A (ja) 空気からの高窒素ガス回収方法
KR950008351A (ko) 단일상 압력 순환 흡착 시스템 및 공정
KR880007110A (ko) 압력진동흡착법을 이용한 개량된 가스 분리방법
JPH0587286B2 (ko)
EP0114911A1 (en) Novel repressurization for pressure swing adsorption system
KR910019665A (ko) 압력 스윙 흡착의 개선된 제어방법
EP2914365B1 (en) Pressure swing adsorption apparatus
KR100514353B1 (ko) 질소 자급 기능을 가지는 솔더링 머신
EP0354259A1 (en) Improved pressure swing adsorption process
GB2281229A (en) An adsorber vessel
EP3768411B1 (en) Process for separating a heavy gas component from a gaseous mixture
DE60112518D1 (de) Druckwechseladsorptionsverfahren mit Produktgasabgabe bei sinkendem Druck im Adsorptionsbett

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080905

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee