KR100836243B1 - 형광램프 제조장치를 이용한 외부전극 형성방법 - Google Patents

형광램프 제조장치를 이용한 외부전극 형성방법 Download PDF

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Abstract

외부전극 형광램프(EEFL:External Electrode Fluorescent Lamp)의 외부전극을 간편하게 형성할 수 있으며, 특히 외부전극의 솔더링 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 형광램프 제조장치를 이용한 외부전극 형성방법을 개시한다.
복수개의 램프 제조용 유리관을 세워진 상태로 유리관 고정수단에 로딩하는 공정;
상기 유리관 고정수단에 고정한 램프 제조용 유리관들의 단부에 전극용 캡의 일부가 끼워지도록 1차로 캡핑하는 공정;
상기 1차로 캡핑한 램프 제조용 유리관의 단부를 가열하면서 예열하는 공정;
상기 램프 제조용 유리관의 부분 캡핑한 단부를 솔더액 중에 담그면서 디핑하는 공정;
상기 솔더액 중에 램프 제조용 유리관의 단부를 담근 상태에서 전극용 캡 전체가 끼워지도록 2차로 캡핑하는 공정;
을 포함하는 형광램프의 외부전극 형성방법을 제공한다.
Figure R1020060114014
외부전극 형광램프, 램프 제조용 유리관, 전극용 캡, 캡핑 작업, 디핑에 의한 솔더링 작업, 인라인(inline) 구동방식의 유리관 고정수단, 반전에 의한 양면 작업, 예열 작업, 솔더액의 확산 침투성 향상.

Description

형광램프 제조장치를 이용한 외부전극 형성방법{appratus for manufacturing fluorescent lamp and external electrode making method using the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치의 전체 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 일측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치의 유리관 고정수단 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 유리관 고정수단 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치의 예열부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 예열부의 다른실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치의 제3 구동부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 제3 구동부 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 형광램프의 외부전극 형성방법의 작업 공정을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 유리관 1차 캡핑공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 9의 유리관 예열공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 9의 유리관 디핑공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 9의 유리관 2차 캡핑공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 9의 유리관 마무리공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16은 도 9의 유리관 반전공정을 설명하기 위한 도면이다.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
2: 작업대 4: 트레이 6: 디핑조
8: 수조용 히터 10: 초음파 진동기 12: 유리관 고정수단
14a,14b: 고정판 G: 램프 제조용 유리관 W: 솔더액
E: 외부전극 E1: 전극용 캡 M1:캡핑부
M2: 디핑부 M3: 엔딩부 M4:예열부
본 발명은 형광램프 제조장치를 이용한 외부전극 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인라인(inline) 방식으로 램프 제조용 유리관들을 이동시키면서 외부전극 형광램프(EEFL:External Electrode Fluorescent Lamp)의 외부전극을 간편하게 형성할 수 있으며, 특히 외부전극의 솔더링 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 형광램프 제조장치를 이용한 외부전극 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 수광 소자인 액정표시패널측에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고, 이 백라이트 유닛은 형광램프와 도광판 그리고 반사시트 및 광학시트를 포함하여 이루어진다.
상기 백라이트용 형광램프는 전극의 위치에 따라 냉음극 형광램프(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)와 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp)로 대분된다.
상기 두 가지의 형광램프 중에서 외부전극 형광램프는 냉음극 형광램프에 비하여 발광 품질이 좋을 뿐만 아니라, 작은 사이즈로 제작이 가능하여 조립 호환성이 우수한 장점이 있다.
이러한 외부전극 형광램프를 제조하는 방법은, 램프 제조용 유리관 내벽면에 형광체를 코팅하는 공정과, 램프 제조용 유리관 내부에 불활성 기체나 수은을 주입하고 양측 단부를 밀봉하는 공정과, 램프 제조용 유리관의 양끝 단부에 외부전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.
특히, 상기 공정들 중에서 외부전극을 형성하는 공정은, 형광램프의 구동을 위한 통전(通電) 성능을 결정하는 마무리 작업 공정 중에 하나로서, 밀봉된 램프 제조용 유리관의 양측 끝단에 전극용 캡을 끼우는 캡핑단계와, 전극용 캡을 캡핑한 상태로 도전성 솔더액 중에 담그면서 솔더링하기 위한 디핑단계를 거치는 방식으로 진행한다.
이러한 외부전극 형광램프의 전극을 형성하는 방법으로는 2004년 특허 출원 되어 2005년 9월13일 자로 공개된 공개특허공보 제10-2005-0090519호의 외부전극 형광램프의 외부전극 형성방법이 있다.
그러나, 상기 공개특허공보 제10-2005-0090519호의 외부전극 형광램프의 외부전극 형성방법은, 외부전극을 형성하는 작업을 진행할 때 복수개의 형광램프를 일괄 처리하기 위한 거치수단과 이송수단을 구비하고 있지 않으므로 대량 생산이 어렵다.
특히, 상기 공개특허공보 제10-2005-0090519호의 외부전극 형광램프의 외부전극 형성방법은, 금속튜브를 형광램프 단부에 캡핑한 상태에서 솔더액이 담겨진 용기에 그대로 담그는 방식으로 디핑 작업을 진행하므로 이와 같은 작업 방식은 디핑 작업 중에 솔더액의 접합성을 향상시키기 어렵다.
상기 솔더액의 접합성은 솔더 용액의 자체 확산 침투력에 의해 결정되며, 디핑 작업시 솔더 용액과 모재(母材,유리관과 메탈튜브) 간의 온도 편차가 클수록 확산 침투력은 저하되는 것을 알려져 있다.
따라서, 상기 공개특허공보 제10-2005-0090519호의 외부전극 형광램프의 외부전극 형성방법은 램프 제조시 다음과 같은 문제를 야기할 수 있다.
먼저, 형광램프와 금속튜브가 서로 접촉된 미세 틈새로는 솔더액이 원활하게 침투하지 못하여 디핑 작업시 만족할 만한 확산 침투력을 얻기가 어렵다.
이와 같이 형광램프와 금속튜브의 접촉면 사이에서 솔더액의 확산 침투성이 저하되면, 접촉면 사이에 불균일한 도포층을 형성할 뿐만 아니라 도포층에 미세 공극(空隙)을 발생하여 솔더링 품질을 저하시키는 한 요인이 될 수 있다.
그리고, 솔더액의 확산성을 향상시키기 위하여 용기 내부에서 솔더액만 가열(섭씨 300도 이상)하는 방식은, 디핑 작업시 솔더액과 모재(형광램프 및 금속튜브)와의 온도 편차가 더욱 크게 벌어지므로 솔더액의 확산 침투성을 향상시키기 어렵다.
더욱이, 한 번의 캡핑 작업을 거치면서 유리관 단부에 메탈튜브 전체 길이를 완전 삽입한 캡핑 상태로 디핑하는 방식으로는 솔더액의 확산 침투성을 근본적으로 개선하기 어렵다.
그러므로, 상기 공개특허공보 제10-2005-0090519호의 외부전극 형광램프의 외부전극 형성방법은, 디핑 작업시 솔더링 품질을 향상시키기 어렵고, 과다한 불량 품질이 발생할 수 있으므로 작업 능률의 저하는 물론이거니와 통전(通電) 성능이 우수한 양질의 외부전극을 형성하기에는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 램프 제조용 유리관에 외부전극을 용이하게 형성할 수 있고, 특히 디핑 작업시 솔더액의 확산 침투력을 대폭 개선하여 양질의 외부전극을 형성할 수 있는 형광램프 제조장치를 이용한 외부전극 형성방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,
복수개의 램프 제조용 유리관을 세워진 상태로 유리관 고정수단에 로딩하는 공정;
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
상기 유리관 고정수단에 고정한 램프 제조용 유리관들의 단부에 전극용 캡의 일부가 끼워지도록 1차로 캡핑하는 공정;
상기 1차로 캡핑한 램프 제조용 유리관의 단부를 가열하면서 예열하는 공정;
상기 램프 제조용 유리관의 부분 캡핑한 단부를 솔더액 중에 담그면서 디핑하는 공정;
상기 솔더액 중에 램프 제조용 유리관의 단부를 담근 상태에서 전극용 캡 전체가 끼워지도록 2차로 캡핑하는 공정;
을 포함하는 형광램프의 외부전극 형성방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치의 전체 구조를 나타내는 도면으로서, 도면 부호 2는 작업대를 지칭한다.
상기 작업대(2)는 위쪽에 평탄한 작업면(F)을 구비한 통상의 사각 프레임 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 작업면(F)은 도 1을 기준으로 할 때 좌,우로 길게 연장된 작업 영역을 제공할 수 있도록 형성한다.
그리고, 상기 작업대(2)에는 복수개의 램프 제조용 유리관(G)에 외부전극(E)을 형성하는 작업을 진행하기 위한 캡핑부(M1, capping)와 딥핑부(M2, dipping)가 위치한다.
상기 캡핑부(M1)는 복수개의 전극용 캡(E1)들이 세워진 상태로 놓여지는 트 레이(4)를 구비하고 상기 작업면(F) 일측에 도 1에서와 같이 위치한다.
상기 트레이(4)는 위쪽이 개방된 복수개의 트레이 홈(H1)들을 가지며, 이 트레이 홈(H1)들은 상기 전극용 캡(E1)들을 세워진 상태로 분리 가능하게 고정할 수 있는 크기로 형성한다.
상기 트레이(4)의 재질은 내구성 및 내마모성 등이 우수한 금속류나 합성수지류 중에서 사용할 수 있다.
그리고, 상기 전극용 캡(E1)은 금속편을 통상의 방법으로 가공(밴딩 또는 프레싱)하여 형광램프 제조용 유리관(G)의 끝단 외부면을 감싸는 형태로 끼워지기 위한 끼움홀(E2)을 가지는 통상의 전극 캡 구조로 이루어진다.
상기 전극용 캡(E1)들은 상기 트레이 홈(H1) 내측에서 상기 끼움홀(E2)의 관통 방향으로 세워져서 도 1에서와 같이 위치된다.
상기 전극용 캡(E1)의 재질은 전기 저항력이 적고, 도전성이 우수한 구리(Cu)나 은(Ag) 또는, 알루미늄(Al)과 같은 금속류 중에서 사용하거나 니켈(Ni) 도금층을 입힌 금속류를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 전극용 캡(E1)은 상기한 재질들 이외에도 통상의 순철(純鐵)을 사용할 수 있다. 특히 순철은 가격이 저렴하고 전기 저항력이나 도전성이 우수한 특성을 가지는 것으로 알려져 있으므로 전극용 캡(E1)에 요구되는 특성은 유지하면서 제조 원가를 줄일 수 있다.
상기 디핑부(M2)는 솔더액(W)이 담겨지는 디핑조(6)를 구비하고, 상기 작업면(F)에서 상기 캡핑부(M1)와 떨어져서 위치된다.
상기 디핑조(6)는 위쪽이 개방된 내부 공간을 가지는 통상의 도금용 수조 형태로 이루어지고, 내부 공간에 솔더액(W)이 담겨진다.
상기 솔더액(W)은 주석(Sn)과 은(Ag) 그리고, 구리(Cu)를 일정한 비율로 혼합하여 외부전극(E)을 형성하는데 사용하는 통상의 솔더 용액을 사용할 수 있다.
상기 디핑부(M2)는 상기 디핑조(6) 내부에 담겨진 솔더액(W) 중에 램프 제조용 유리관(G)의 단부를 담그는 방식으로 디핑 작업을 진행할 수 있다.
그리고, 이러한 디핑 작업에 의해 램프 제조용 유리관(G)의 단부가 솔더액(W)으로 솔더링되면서 도 1에서와 같이 도전성 피막층(E3)을 가지는 외부전극(E)을 형성할 수 있다.
상기 디핑조(6)는 전기를 공급받아서 작동하는 통상의 수조용 히터(8)와 초음파 진동기(10)를 구비하여 이루어진다.
상기 수조용 히터(8)는 발열에 의해 솔더액(W)의 온도를 섭씨 200도 이상으로 유지하고, 상기 초음파 진동기(10)는 상기 디핑조(6) 내부에 초음파 진동을 발생하여 솔더액(W)의 확산 침투성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 수조용 히터(8)와 상기 초음파 진동기(10)는 상기 디핑조(6)의 내부 일측면에 통상의 방법으로 고정 설치할 수 있다.
그리고, 상기 디핑부(M2)는 램프 제조용 유리관(G)들의 디핑 작업은 물론이거니와, 상기 디핑조(6) 바닥면에 램프 제조용 유리관(G)의 단부를 접촉 상태로 누르는 방식으로 전극용 캡(E1)을 2차로 캡핑하는 작업을 진행할 수 있다.
상기 작업면(F) 위에는 유리관 고정수단(12)이 위치하고, 이 유리관 고정수 단(12)은 복수개의 램프 제조용 유리관(G)을 세워진 상태로 고정 가능하게 이루어진다.
이를 위하여 본 실시예에서는 도 3에서와 같이 반원 형상의 고정홈(H2)들을 가지는 2개의 고정판(14a, 14b)을 1조로 구성하고, 이들 고정판(14a, 14b)을 고정부재(16)로 밀착시키면서 서로 마주하는 고정홈(H2)으로 램프 제조용 유리관(G)의 외부면을 누르면서 고정하도록 하고 있다.
상기 고정홈(H2)은 상기 고정판(14a, 14b)의 길이 방향을 따라 상기 캡핑부(M1)의 트레이(6)에 형성한 트레이 홈(H1)에 대응하는 배열을 가지도록 복수개를 형성한다.
상기 고정부재(16)는 상기 2개의 고정판(14a, 14b)을 나사 결합으로 연결할 수 있는 볼트(B1)와 너트(B2)를 사용할 수 있다.
상기 고정부재(16)는 상기 볼트(B1)를 어느 하나의 고정판(14a)에서 두 군데 지점에 도 3에서와 같이 돌출된 상태로 고정 설치하고, 이 볼트(B1)가 상기 다른 하나의 고정판(14b)측에 형성한 체결홀(B3)에 끼워진 상태에서 나사부의 단부에 상기 너트(B2)를 체결 고정이 가능하게 셋팅할 수 있다.
즉, 상기 볼트(B1)와 너트(B2)의 체결력에 의해 상기 2개의 고정판(14a, 14b)들을 도 4에서와 같이 밀착시켜서 상기 마주하는 고정홈(H2) 사이로 램프 제조용 유리관(G)의 외부면을 누르면서 고정할 수 있다.
상기 너트(B2)는 별도의 도구 없이 작업자가 손으로 직접 돌려서 고정하거나 해제가 가능한 통상의 나비 너트를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 고정홈(H2)들의 내부에는 신축성을 가지는 고무나 우레탄 계열의 접촉패드(B4)를 도 4에서와 같이 부착할 수 있다.
상기 접촉패드(B4)는 상기 고정홀(H2)들로 상기 램프 제조용 유리관(G)들을 고정할 때 마찰이나 접촉 충격을 줄일 수 있다.
상기 고정부재(16)는 볼트(B1)와 너트(B2)의 조임력을 이용한 고정 구조 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만, 모터나 실린더와 같은 구동원을 이용하여 상기 2개의 고정판(14a, 14b) 간격을 조절하면서 램프 제조용 유리관(G)을 고정할 수도 있다.
그리고, 상기에서는 2개의 고정판(14a, 14b) 사이에 고정홀(H2)을 1열로 형성하여 램프 제조용 유리관(G)을 고정하는 것을 일예로 설명하고 있지만 본 발명이 상기한 구조에 한정되는 것은 아니다.
예를들어, 도면에는 나타내지 않았지만 3개 또는 그 이상의 개수로 상기 고정판체를 배열하여 이들 고정판체 사이사이에서 상기한 실시예와 같은 고정 방식으로 램프 제조용 유리관(G)을 고정할 수도 있다.
그리고, 상기 작업대(2)는 상기 유리관 고정수단(12)을 상기 작업면(F) 위에서 도 1에서와 같이 수평한 자세로 지지 가능하게 이루어진다.
이를 위하여 본 실시예에서는 도 1 및 도 2에서와 같이 상기 작업대(2)에 게이트(gate) 타입의 지지대(18)를 설치하고, 이 지지대(18)측에 2개의 고정바(20)와 홀더(22)를 각각 장착하여 상기 유리관 고정수단(12)의 2군데 지점을 상기 홀더(22)측에 끼움 결합하는 방식으로 분리 가능하게 고정되도록 하고 있다.
상기 홀더(22)는 일측이 개방된 걸림홈(22a)을 구비하여 상기 고정판(14a, 14b)들의 양측에 형성한 걸림돌기(22b)를 분리 가능하게 고정 지지할 수 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치는 상기 유리관 고정수단(12)을 상기 작업면(F)을 따라 상기 캡핑부(M1)와 상기 디핑부(M2)에 대응하여 인라인 방식으로 이동시키기 위한 구동수단(24)을 포함한다.
상기 구동수단(24)은, 상기 작업면(F)을 따라 상기 유리관 고정수단(12)을 이동시키기 위한 제1 구동부(D1)와, 상기 유리관 고정수단(12)을 업/다운시키기 위한 제2 구동부(D2)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 구동부(D1)는 통상의 공압용 이송실린더(V1)를 사용할 수 있으며, 상기 작업면(F)을 따라 상기 지지대(18)를 이동시킬 수 있도록 도 1 및 도 2에서와 같이 설치할 수 있다.
상기 제1 구동부(D1)는 도 1을 기준으로 할 때 상기 작업면(F)을 따라 상기 지지대(18)를 좌,우로 이동시키면서 상기 캡핑부(M1)와 상기 딥핑부(M2)에 대응하는 지점으로 상기 유리관 고정수단(12)의 위치를 옮길 수 있다.
그리고, 상기 제2 구동부(D2)는 통상의 공압용 이송실린더(V2)를 사용할 수 있으며, 도 1에서와 같이 상기 지지대(18)에서 상기 유리관 고정수단(12)이 걸려지는 2개의 고정바(20)를 업/다운시킬 수 있도록 설치한다.
상기한 제1 구동부(D1) 및 제2 구동부(D2)는 공압용 실린더(V1, V2)들의 구동에 의해 상기 작업면(F)을 따라 상기 캡핑부(M1) 및 디핑부(M2)에 대응하는 지점으로 상기 유리관 고정수단(12)을 인라인 방식으로 간편하게 이동시킬 수 있다.
상기한 구동수단(24)은 통상의 공압용 이송실린더(V1, V2) 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만, 통상의 래크와 피니언 또는, 모터와 연결된 벨트와 풀리 또는 스크류축으로부터 발생한 동력으로 상기 유리관 고정수단(12)을 이동시킬 수 있도록 셋팅할 수도 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치는, 디핑 작업 후 램프 제조용 유리관(G)의 끝단 부분을 마무리하기 위한 엔딩부(M3)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 엔딩부(M3)는 접촉면(26)을 구비한 접촉플레이트(28)로 이루어지고, 상기 디핑부(M3)와 떨어져서 상기 작업면(F) 일측에 위치한다.
상기 접촉플레이트(28)는 디핑 작업을 완료한 램프 제조용 유리관(G)의 단부가 상기 접촉면(26)에 눌려지면서 마무리되도록 상기 접촉면(26)이 상기 작업면(F)에서 위쪽을 향하도록 위치된다.
그리고, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 접촉면(26)에는 램프 제조용 유리관(G)의 단부와 접촉할 때 과다한 접촉 압력이 발생하는 것을 방지하기 위한 완충용 패드를 더 부착할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치는 예열부(M4)를 포함하여 이루어진다.
상기 예열부(M4)는 디핑 작업을 진행하기 전에 램프 제조용 유리관(G)의 단부를 가열하면서 예열(豫熱)이 가능하게 이루어진다.
이를 위하여 본 실시예에서는 도 1에서와 같이 상기 지지대(18)에 예열용 박 스(30)를 설치하고, 이 예열용 박스(30) 일측에 가열부재(32)를 장착하여, 상기 예열용 박스(30) 내부에서 상기 가열부재(32)의 작동에 의해 램프 제조용 유리관(G)의 단부가 예열되도록 하고 있다.
도 5를 참조하면, 상기 예열용 박스(30)는 내부에 예열 공간(34)이 마련된 박스 형태로 이루어질 수 있으며, 윗면과 아래면에는 램프 제조용 유리관(G)들이 통과하기 위한 가이드홀(36)들이 관통 형성된다.
상기 가열부재(32)는 통상의 열풍기를 사용할 수 있으며, 상기 예열용 박스(30) 일측에서 상기 예열 공간(34) 내부로 열풍을 공급할 수 있도록 설치한다.
상기 가열부재(32) 즉, 열풍기는 전기를 공급받아서 열선과 팬의 구동에 의해 열풍을 발생하는 통상의 구조를 가지며, 램프 제조용 유리관(G) 단부 온도를 섭씨 150도 이상으로 가열 가능하게 이루어진다.
그리고, 상기와 같이 예열용 박스(30)를 설치한 상태로 예열 작업을 진행하면, 상기 가열부재(32)로부터 발생한 열원(열풍)이 외부로 손실되는 것을 방지할 수 있다.
상기 예열부(M4)에 의한 예열 작업은, 상기 유리관 고정수단(12)을 상기 디핑부(M2)에 대응하는 지점으로 이동시킨 상태에서 진행하거나, 이외에도 상기 작업면(F)에서 상기 디핑부(M2)와 인접한 지점에서 진행할 수도 있다.
상기한 예열부(M4)는 상기 가열부재(32)로 램프 제조용 유리관(G)들의 단부 온도를 상기 디핑조(6)에 담겨진 솔더액의 온도(섭씨 200도 내지 섭씨 230도)에 대응하도록 가열하여 디핑 작업 전에 이들의 온도 편차를 줄일 수 있다.
이와 같은 예열 구조는 캡핑한 램프 제조용 유리관(G) 단부를 솔더액(W) 중에 그대로 담그면서 디핑하는 방식에 비하여 램프 제조용 유리관(G)의 단부 온도와 솔더액(W)의 온도 편차를 최대한 줄여서 디핑 작업 중에 온도 차이에 의해 발생할 수 있는 이른바, 냉땜 현상을 방지할 수 있다.
특히, 이러한 냉땜 현상은 솔더액(W)의 확산 침투성 저하시켜서 불균일한 도포층을 형성하고, 과다한 공극(空隙)을 발생하는 한 요인이 된다.
상기에서는 가열부재(32)로 통상의 열풍기를 사용하는 것을 일예로 설명하고 있지만 본 발명이 상기한 구조에 한정되는 것은 아니다.
예를들어, 도 6에서와 같이 램프 제조용 유리관(G)들의 외부면 둘레를 가열할 수 있는 복수개의 예열 공간(34a)이 마련된 히터 구조의 가열부재(32a)를 사용할 수도 있다.
상기 가열부재(32a) 즉, 히터는 전기를 공급받아서 발열하는 열선을 내장한 통상의 열선 히터를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 예열부(M4)는 상기 지지대(18)측에 설치한 구조 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 상기 디핑부(M2)와 인접한 지점에서 독립된 구조로 상기 작업면(F) 위에 설치할 수도 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치는 제3 구동부(D3)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 상기 제3 구동부(D3)는 구동원의 회전력으로 상기 유리관 고정수단(12)의 자세를 반전시키기 위한 일종의 반전수단이다.
상기 제3 구동부(D3)는 램프 제조용 유리관(G)의 양측 단부 중에서 어느 한쪽 단부를 상기 작업면(F)을 향하도록 상기 유리관 고정수단(12)의 자세를 반전(反 轉)시킬 수 있도록 구성한다.
이를 위하여 본 실시예에서는 도 7에서와 같이 상기 지지대(18)의 고정바(20)측에 모터(V3)를 장착하여 이 모터(V3)로부터 발생한 동력에 의해 상기 유리관 고정수단(12)의 자세가 반전되도록 하고 있다.
상기 모터(V3)는 구동축과 상기 홀더(22)를 연결하여 상기 유리관 고정수단(12)의 고정판(14a, 14b) 양측 단부를 지지함과 아울러 회전시킬 수 있도록 설치한다. 예를들어, 도 7에서와 같이 상기 모터(V3)의 구동축 단부를 상기 홀더(22) 일측과 직접 연결 고정하면 동력 전달 구조가 간단할 뿐만 아니라, 구동축으로 상기 홀더(22)를 지지한 상태로 간편하게 회전시킬 수 있다.
즉, 상기 제3 구동부(D3)는 상기 모터(V3)의 회전력으로 도 8에서와 같이 상기 유리관 고정수단(12)의 고정 자세를 변화시키면서 램프 제조용 유리관(G)들의 양측 단부 중에서 어느 한쪽이 아래쪽을 향하도록 자세를 반전시킬 수 있다. 특히 이와 같은 반전 구조는 상기 작업대(2)의 작업면(F) 상에서 상기 유리관 고정수단(12)측에 상기 램프 제조용 유리관(G)들이 거치된 상태로 직접 반전 운동시킬 수 있다. 그러므로 상기한 본 발명의 반전 구조는 예를들어, 상기 작업대(2) 상에서 상기 램프 제조용 유리관(G)들을 반전을 위한 별도의 보조기구측으로 인수/인계하는 방식으로 반전 동작을 진행하는 구조와 비교할 때 반전을 위한 장치의 구조 및 동작이 간단하고 반전에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있다.
그리고, 상기 제3 구동부(D3)는 모터(V3) 이외에도 통상의 로터리 실린더를 사용하거나 이외에도 본 발명의 목적을 만족하는 다양한 회전 구동원을 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 본 발명의 실시예에 따른 형광램프 제조장치를 이용하여 외부전극(E)을 형성하는 작업 과정을 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 형광램프의 외부전극 형성방법의 작업 공정을 나타낸 공정도로서, 도면 부호 Y1은 유리관 로딩공정을 지칭한다.
상기 유리관 로딩공정(Y1)은 도 1에서와 같이 상기 작업대(2)의 작업면(F) 위에 설치한 유리관 고정수단(12)측에 복수개의 램프 제조용 유리관(G)을 세워진 상태로 각각 고정하는 방식으로 진행한다.
그리고, 상기 로딩 작업을 완료하면, 상기 구동수단(24)을 이용하여 상기 유리관 고정수단(12)을 인라인 방식으로 이동시키면서 유리관 1차 캡핑공정(Y2) 및 유리관 예열공정(Y3), 유리관 디핑공정(Y4) 그리고 유리관 2차 캡핑공정(Y5)을 순차적으로 진행한다.
먼저, 상기 1차 캡핑공정(Y2)을 위하여, 상기 작업대(2)에서 상기 제1 구동부(D1)의 구동에 의해 도 10에서와 같이 상기 유리관 고정수단(12)을 상기 캡핑부(M1)에 대응하는 지점으로 이동시킨다.
그 다음, 상기 제2 구동부(D2)로 상기 유리관 고정수단(12)을 아래쪽으로 이동시켜서 램프 제조용 유리관(G)의 단부측에 전극용 캡(E1)이 끼워지도록 1차 캡핑 작업을 진행한다.
상기 1차 캡핑공정(Y2)은 상기 램프 제조용 유리관(G)들의 단부에 상기 전극용 캡(E1)의 전체 길이 중에서 일부가 끼워지도록 캡핑한다.(도 10참조)
이와 같은 1차 캡핑 상태는 램프 제조용 유리관(G)의 단부를 캡핑한 상태로 디핑 작업을 진행할 때 상기 램프 제조용 유리관(G)들의 외부면과 전극용 캡(E1)의 내부면에 대응하여 솔더액(W)의 확산 침투성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 1차 캡핑 작업을 완료하면, 상기 유리관 고정수단(12)을 상기 디핑부(M2)에 대응하는 지점으로 이동시킨 상태에서 상기 예열부(M4)를 이용하여 유리관 예열공정(Y3)을 진행한다.
상기 유리관 예열공정(Y3)은 도 11에서와 같이 상기 제2 구동부(D2)로 상기 유리관 고정수단(12)을 아래쪽으로 이동시켜서 램프 제조용 유리관(G)들의 캡핑한 단부들이 상기 예열용 박스(30) 내부에 위치된 상태로 진행한다.
즉, 상기 예열용 박스(30)측에 장착한 가열부재(32, 열풍기)로 상기 예열 공간(34) 내부에 열풍을 공급하면서 램프 제조용 유리관(G)들의 캡핑한 단부 온도가 섭씨 150도 이상이 유지되도록 예열한다.
상기한 예열 작업은 디핑 작업 전에 램프 제조용 유리관(G)들의 단부 온도와 상기 디핑조(6)에 담겨진 솔더액(W)의 온도 편차를 최대한 줄일 있다.
그리고, 상기 가열부재(32)는 램프 제조용 유리관(G)들을 가열할 때 열적 변형을 일으키지 않는 온도 범위(섭씨150도 내지 섭씨 230도)내로 가열한다.
상기와 같이 디핑 작업 전에 예열 작업을 진행하면 램프 제조용 유리관(G)들의 단부 온도와 솔더액(W)의 온도 편차를 줄일 수 있으므로 디핑 작업시 온도 편차에 의해 솔더액(W)의 냉땜 현상을 방지할 수 있다.
상기 예열 작업을 완료하면, 상기 예열부(M4)를 오프시킨 상태로 유리관 디핑공정(Y4)을 진행한다.
상기 유리관 디핑공정(Y4)은 도 12에서와 같이 상기 제2 구동부(D2)로 상기 유리관 고정수단(12)을 아래쪽으로 이동시켜서 램프 제조용 유리관(G)들의 캡핑한 단부를 상기 디핑조(6) 내부에 담그는 방식으로 진행한다.
그리고, 상기와 같이 램프 제조용 유리관(G)들의 단부를 솔더액(W) 중에 담금 상태에서 초음파 진동을 발생하여 통상의 방법으로 디핑 작업을 진행한다.
상기 디핑 작업 후에는 유리관 2차 캡핑공정(Y5)을 진행하고, 이 작업은 램프 제조용 유리관(G)들의 단부를 상기 솔더액 (W)중에 담근 상태로 진행한다.
상기 2차 캡핑 작업은 1차 캡핑 작업에 의해 램프 제조용 유리관(G)들의 단부에 일부가 끼워진 전극용 캡(E1)의 나머지 부분을 캡핑하기 위한 것이다.
즉, 상기 램프 제조용 유리관(G)들의 단부를 상기 디핑조(6)에 담근 상태에서 상기 제2 구동부(D2)를 구동하여 도 13에서와 같이 상기 전극용 캡(E1)들이 상기 디핑조(6)의 바닥면과 접촉한 상태로 눌려지면서 2차로 캡핑되도록 한다.
상기와 같이 1차 캡핑공정(Y2)과 2차 캡핑공정(Y5)에 의해 2번에 걸쳐서 캡핑 작업을 분할하여 진행하면, 디핑 작업시 솔더액(W)이 램프 제조용 유리관(G)과 전극용 캡(E1)의 접촉면 사이에 균일하게 확산 분포된 상태로 솔더링된 도전성 피막층(E3)을 형성할 수 있다.
그리고, 상기한 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형성방법은 유리관 마무리공정(Y6)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 유리관 마무리공정(Y6)은 상기 유리관 고정수단(12)을 도 14에서와 같이 상기 엔딩부(M3)의 접촉플레이트(28) 위로 이동시킨 상태로 진행한다.
즉, 상기 제2 구동부(D2)로 상기 유리관 고정수단(12)을 아래쪽으로 이동시키면서 상기 램프 제조용 유리관(G)들의 솔더링된 아래쪽 단부를 상기 접촉플레이트(28)의 접촉면(26)과 접촉시켜서 피막층(F3)의 끝단을 균일하게 마무리할 수 있다.
상기한 마무리 작업은 디핑 작업 후 솔더액(W)들이 흘러내리면서 불규칙하게 솔더링된 상태(예를들어, 고드름 형상)의 피막층(E3) 끝단을 균일하게 누르는 동작에 의해 평탄하게 마무리할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 여러 개의 작업 공정들을 인라인 방식으로 거치면서 복수개의 램프 제조용 유리관(G)들의 단부에 외부전극(E)을 간편하게 형성할 수 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 형광램프의 외부전극 형성방법은 유리관 반전공정(Y7)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 유리관 반전공정(Y7)은 상기 지지대(18)에서 상기 제3 구동부(D3)로 상기 유리관 고정수단(12)의 자세를 반전시키는 방식으로 진행한다.(도 15 참조)
즉, 상기 유리관 고정수단(12)의 자세 반전에 의해 램프 제조용 유리관(G)의 양측 단부 중에서 어느 한쪽 단부 또는 그 반대쪽 단부가 상기 작업면(F)을 향하도록 로딩 상태를 변화시킬 수 있다.
이와 같은 반전 구조는 예를들어, 상기 램프 제조용 유리관(G)의 양측 단부 중에서 어느 한쪽 단부에 외부전극(E)을 형성한 다음, 반대쪽 단부가 아래쪽을 향하도록 도 15에서와 같이 로딩 자세를 간편하게 변환할 수 있다.
그러므로, 램프 제조용 유리관(G)들을 상기 유리관 고정수단(12)에 한 번 고정한 상태로 상기 램프 제조용 유리관(G)의 양측 단부에 대응하여 도 16에서와 같이 외부전극(E)을 형성하는 양면 작업을 간편하게 진행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 복수개의 램프 제조용 유리관들을 유리관 고정수단에 고정한 상태에서 외부전극을 형성하기 위한 작업 공정들을 인라인 방식으로 각각 거치면서 외부전극을 형성하는 작업을 간편하게 진행할 수 있다.
특히. 디핑 작업 전,후로 두 번에 걸쳐서 전극용 캡을 분할 캡핑하는 작업을 진행하여 디핑 작업시 솔더액의 솔더링 품질을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 램프 제조용 유리관들의 단부를 예열한 상태로 디핑 작업을 진행하므로 램프 제조용 유리관의 단부와 솔더액의 온도 편차에 의한 솔더액의 냉땜 현상을 방지할 수 있다.
따라서, 외부전극 형광램프의 제조시 대량 생산이 가능하고, 램프 제조용 유리관의 단부에 솔더액이 균일하게 솔더링된 양질의 외부 전극을 가지는 형광램프를 제조할 수 있다.

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  11. 복수개의 램프 제조용 유리관을 세워진 상태로 유리관 고정수단에 로딩하는 공정;
    상기 유리관 고정수단에 고정한 램프 제조용 유리관들의 단부에 전극용 캡의 일부분을 1차로 캡핑하는 공정;
    상기 전극용 캡을 1차로 캡핑한 램프 제조용 유리관의 단부를 가열하면서 예열하는 공정;
    상기 램프 제조용 유리관의 캡핑한 단부를 솔더액 중에 담그면서 디핑하는 공정;
    상기 램프 제조용 유리관의 단부를 솔더액 중에 담근 상태에서 상기 부분 캡핑한 전극용 캡을 누르면서 나머지 부분을 2차로 캡핑하는 공정;
    을 포함하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 1차 캡핑공정은, 전극용 캡의 전체 길이 중에서 일부를 램프 제조용 유리관 단부에 부분 캡핑하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 형광램프의 외부전극 형성방법은, 전극용 캡의 재질로 순철(純鐵)을 사용하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 디핑공정은, 전극용 캡을 부분 캡핑한 램프 제조용 유리관의 단부를 예열한 상태로 솔더액 중에 담그면서 솔더링하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 예열공정은, 램프 제조용 유리관의 부분 캡핑한 단부를 가열하여 솔더액의 온도와 근접한 온도가 되도록 예열하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 예열공정은, 온풍기 또는 히터로 예열하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
  17. 삭제
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 형광램프의 외부전극 형성방법은, 마무리공정을 더 포함하며,
    상기 마무리공정은, 램프 제조용 유리관의 단부에 솔더링된 도전성 피막층의 끝단을 누르면서 평탄하게 마무리하는 것을 특징으로 하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 형광램프의 외부전극 형성방법은, 반전공정을 더 포함하며,
    상기 반전공정은, 램프 제조용 유리관들의 양측 단부 중에서 어느 하나의 단부가 아래쪽을 향하도록 상기 유리관 고정수단을 자세를 변화시키는 것을 특징으로 하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
  20. 복수개의 램프 제조용 유리관을 세워진 상태로 유리관 고정수단에 로딩하는 공정;
    상기 유리관 고정수단에 고정한 램프 제조용 유리관들의 단부에 전극용 캡을 캡핑하는 공정;
    상기 캡핑한 램프 제조용 유리관의 단부를 가열하면서 예열하는 공정;
    상기 램프 제조용 유리관의 캡핑한 단부를 솔더액 중에 담그면서 디핑하는 공정;
    상기 램프 제조용 유리관의 단부에 솔더링된 도전성 피막층의 끝단을 누르면서 평탄하게 마무리하는 공정;
    을 포함하는 형광램프의 외부전극 형성방법.
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