KR100889379B1 - 히트싱크와 하이브리드 집적회로 기판의 접합검사장치 - Google Patents

히트싱크와 하이브리드 집적회로 기판의 접합검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 냉각팬 콘트롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차용 냉각팬 콘트롤러를 구성하는 히트싱크(heat sink)에 하이브리드 집적회로기판(hybrid integrated circuit : HIC기판)과 각종 전자부품 소자들이 안착되도록 단자를 돌출형성한 리드프레임을 차례로 부착하여 조립시, 상기 HIC기판 및 리드프레임이 히트싱크에 들뜸이 없이 양호하게 접합되었는지를 자동으로 검사할 수 있음과 아울러 상기 리드프레임의 단자 휨불량을 검사할 수 있는 히트싱크와 하이브리드 집적회로기판의 접합검사장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징적인 구성은 HIC 기판과 소정 전자부품 소자들 안착될 단자가 돌출형성된 리드프레임이 차례로 조립된 히트싱크를 이송시키는 이송컨베이어의 일측에 마련된 지지프레임과, 상기 지지프레임의 선단에 유압에 의해 제1피스톤로드가 상기 이송컨베이어상으로 상/하유동되도록 설치되는 제1실린더블록과, 상기 제1피스톤로드에 고정되어 동유동하는 유동하판과, 상기 유동하판상에 구비되어 동유동하며 내부에는 소정 탄성부재에 의해 탄성지지되어 탄성유동하고 하단은 상기 히트싱크에 조립된 HIC 기판 또는 리드프레임에 닿는 제2피스톤로드를 구비한 제2실린더블록과, 상기 유동하판의 상면으로부터 소정 거리 이격되어 구비되며 동유동하는 센서와, 상기 제2피스톤로드의 상단에 구비되어 탄성유동시 동유동하며 상기 센서를 간섭하는 센서타겟을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
냉각팬 콘트롤러, 히트싱크, 하이브리드 집적회로(HIC) 기판, 접합, 감지

Description

히트싱크와 하이브리드 집적회로 기판의 접합검사장치{BONDING INSPECTION APPARATUS OF HEAT SINK AND HYBRID INTEGRATED CIRCUIT BOARD}
도 1은 본 발명에 따른 접합검사장치를 예시한 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 접합검사장치를 예시한 요부정면도,
도 3은 일반적인 냉각팬 콘트롤러의 구조를 예시한 분해조립 사시도,
도 4는 일반적인 냉각팬 콘트롤러의 히트싱크상에 HIC 기판 및 리드프레임이 접합된 예를 보인 사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 이송콘베이어 20 : HIC 기판
30 : 지지프레임 31 : 수직프레임
32 : 수평프레임 40 : 제1실린더블록
41 : 제1피스톤로드 50 : 히트싱크
60 : 리드프레임 61 : 단자
70 : 유동하판 80 : 안내로드
90 : 유동상판 100 : 쇽업소버
110 : 볼부쉬 120 : 제2실린더블록
121 : 제2피스톤로드 122 : 탄성부재
130 : 센싱지그 131 : 단자삽입홈
140 : 센서타켓 150 : 센서
본 발명은 자동차용 냉각팬 콘트롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차용 냉각팬 콘트롤러를 구성하는 히트싱크(heat sink)에 하이브리드 집적회로기판(hybrid integrated circuit : HIC기판)과 각종 전자부품 소자들이 안착되도록 단자를 돌출형성한 리드프레임을 차례로 부착하여 조립시, 상기 HIC기판 및 리드프레임이 히트싱크에 들뜸이 없이 양호하게 접합되었는지를 자동으로 검사할 수 있음과 아울러 상기 리드프레임의 단자 휨불량을 검사할 수 있는 히트싱크와 하이브리드 집적회로기판의 접합검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 엔진의 실린더 내 온도는 대체로 2000℃ 이상에 달하는데, 이 열의 상당 부분은 실린더 블록과 헤드 및 피스톤 등으로 흡수되며, 이들 부위의 온도가 과도하게 상승하는 경우에는 실린더의 변형이나 실린더 벽의 유막 파괴가 유발됨으로써 엔진의 손상이 일어난다.
이와 같은 과열에 의한 엔진 손상을 방지하기 위하여 엔진실 부위에 냉각 장치가 설치되고 있으며, 이러한 냉각 장치의 주요 구성부로서 라디에이터가 구비되고 있다. 그리고, 라디에이터는 전동 모터에 의해 구동되는 냉각팬의 강제 송풍에 의하여 냉각이 이루어지게 되는데, 냉각팬의 작동 속도는 소정의 콘트롤러가 제어를 하게 된다.
도 3은 일반적인 냉각팬 콘트롤러의 구조를 예시한 분해조립 사시도이고, 도 4는 일반적인 냉각팬 콘트롤러의 히트싱크상에 HIC 기판 및 리드프레임이 접합된 예를 보인 사시도이다.
이러한 자동차용 냉각팬 콘트롤러는, 상기 도면에 나타난 바와 같이, 배리스터와 커패시터 등의 각종 부품 소자들이 내장되는 바디(1), 회로 패턴이 인쇄된 PCB(인쇄회로기판 : 2,3), 그리고 바디(1)의 후면부를 덮는 커버(4)로 이루어져 있다.
특히, PCB(2,3)는 HIC 기판(2)과 FR4 PCB(3)의 두 종류로 구비되어 있으며, HIC 기판(2)측에는 방열을 위한 히트싱크(heat sink : 5)가 부착되어 있으며, 상기 HIC 기판(2)상에는 각종 전자부품 소자들이 결합되도록 상면에 단자(6a)를 돌출형성한 리드프레임(6)이 접합되어 있다.
이와 같이 구성된 자동차용 냉각팬 콘트롤러를 조립하는 데에 있어서, 상기 히트싱크(5)와 HIC 기판(2), 리드프레임(6)은 상기 히트싱크(5)상에 소정의 방열접 착제를 도포한 후, 인력에 의해 HIC 기판(2)이 부착되고, 상기 HIC 기판(2)위에 상기 리드프레임(6)이 안착됨으로써 이루어졌다.
그러나, 종래에는 상기 히트싱크와 HIC 기판의 접합 불량검사와 리드프레임의 단자의 휨검사는 일일이 작업자의 육안에 의해 검사하는 방법이 사용되어 그 검사작업이 불편하였으며, 정확한 불량을 감지하는 데에는 역부족이었다.
따라서, 상기의 검사작업을 자동으로 할 수 있는 장치가 요구되었다.
이에, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차용 냉각팬 콘트롤러의 구성인 히트싱크와 HIC 기판의 접합불량인 HIC 기판의 들뜸현상과, 동시에 리드프레임의 단자 변형인 휨을 자동으로 감지할 수 있는 장치를 제공하여 검사시간을 단축하고 정확한 감지로 인해 불량발생율을 감소시킬 수 있도록 하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 HIC 기판과 소정 전자부품 소자들 안착될 단자가 돌출형성된 리드프레임이 차례로 조립된 히트싱크를 이송시키는 이송컨베이어의 일측에 마련된 지지프레임과, 상기 지지프레임의 선단에 유압에 의해 제1피스톤로드가 상기 이송컨베이어상으로 상/하유동되도록 설치 되는 제1실린더블록과, 상기 제1피스톤로드에 고정되어 동유동하는 유동하판과, 상기 유동하판상에 구비되어 동유동하며 내부에는 소정 탄성부재에 의해 탄성지지되어 탄성유동하고 하단은 상기 히트싱크에 조립된 HIC 기판 또는 리드프레임에 닿는 제2피스톤로드를 구비한 제2실린더블록과, 상기 유동하판의 상면으로부터 소정 거리 이격되어 구비되며 동유동하는 센서와, 상기 제2피스톤로드의 상단에 구비되어 탄성유동시 동유동하며 상기 센서를 간섭하는 센서타겟을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리드프레임의 상면 단자가 삽입되는 단자삽입홈이 형성되어 상기 제2피스톤로드와 동유동하도록 그 하단에 구비되는 센싱지그를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 지지프레임은 상기 이송컨베이어의 일측에는 지면에 수직한 수직프레임과, 상기 수직프레임의 상단에는 상기 수직프레임과 직교하는 수평프레임으로 이루어지고, 상기 제1피스톤로드의 상/하유동이 흔들림이 없이 매끄럽게 이루어지도록 상기 유동하판에 하단이 고정되면서 상기 수평프레임을 관통하여 상기 유동하판과 동유동하는 안내로드와, 상기 안내로드가 관통된 상기 수평프레임의 내부에 볼부쉬를 더 구비하여 이루어지며,
상기 수평프레임을 관통하는 안내로드의 상면에 유동상판을 더 구비하고, 상기 유동상/하판의 서로 마주보는 위치에 상기 안내로드의 상/하유동시 상기 수평프레임과 상기 유동상/하판의 충격을 흡수하는 쇽업소버를 각각 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 접합검사장치를 예시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 접합검사장치를 예시한 요부정면도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 HIC 기판(20)과 리드프레임(60)이 차례로 조립된 히트싱크(50)를 이송시키는 이송컨베이어(10)가 마련된다.
상기 이송컨베이어(10)의 일측에는 지면에 수직한 수직프레임(31)과, 상기 수직프레임(31)의 상단에는 상기 수직프레임(31)과 직교하는 수평프레임(32)으로 이루어진 지지프레임(30)이 마련된다.
상기 수평프레임(32)상에는 유압에 의해 제1피스톤로드(41)가 수직유동되도록 구비된 제1실린더블록(40)이 설치되고, 상기 제1피스톤로드(41)의 일단에는 상기 제1피스톤로드(41)와 동유동하는 유동하판(70)이 설치되어 있다.
상기 유동하판(70)의 상하유동이 안정되게 이루어지도록 상기 유동하판(70)의 일측에는 상기 수평프레임(32)을 관통하는 안내로드(80)가 고정되어 있으며, 상기 수평프레임(32)을 관통한 안내로드(80)의 상단에는 유동상판(90)이 설치되어 있다. 그리고, 상기 유동상/하판(90,70)에는 상기 안내로드(80)의 유동시 상기 수평프레임(32)과의 충돌로 인한 파손을 방지하기 위해 쇽업소버(shock absorber)(100)가 상호 마주보도록 설치되어 있다.
상기 안내로드(80)가 관통된 수평프레임(32)내에는 상기 안내로드(80)가 흔 들리지 않고 매끄럽게 유동되도록 볼부쉬(ball bush)(110)가 설치되어 있다.
한편, 상기 유동하판(70)에는 내부에 소정 탄성부재(스프링)(122)을 내재하고 상기 탄성부재(122)에 의해 일방향으로 탄성지지되어 외압에 의해 탄성유동하는 제2피스톤로드(121)가 구비된 제2실린더블록(120)이 설치된다. 상기 제2피스톤로드(121)는 상기 제2실린더블록(120)의 상/하단에 관통되어 있다.
상기 제2피스톤로드(121)의 하단에는 상기 이송컨베이어(10)에 의해 이송 공급된 HIC 기판(20)과 리드프레임(60)이 차례로 조립된 히트싱크(50)의 HIC 기판(20) 들뜸현상과, 리드프레임(60)의 단자(61) 변형을 검사하는 센싱지그(130)가 설치되어 있으며, 상기 센싱지그(130) 상에는 상기 리드프레임(60)의 상면에 돌출된 단자(61)의 위치에 대응하는 지점에 단자삽입홈(131)이 형성되어 있다.
상기 제2피스톤로드(121)의 상단에는 센서타겟(140)이 구비되어 있으며, 상기 센서타겟(140)에 의해 터치되어 감지신호를 발생하는 센서(150)가 상기 유동하판의 상면에 소정거리 이격되어 구비되는데, 그 거리는 상기 제1피스톤로드(41)의 행정거리 하사점에 도달시 제품의 양호상태에 해당하는 높이에 따라 상기 제2피스톤로드(121)가 상승되는 거리보다는 길게 한다.
그리고, 상기 센서타겟(140)은 상기 제2피스톤로드(121)의 상단에 설치하되, 제1피스톤로드(41)의 행정거리 하사점에 도달시 제품의 양호상태에 해당하는 높이에 따라 상기 제2피스톤로드(121)가 상승될 때 상기 센서(150)를 간섭하지 않는 위치의 상기 제2피스톤로드(121)상에 설치하는데, 제품의 양호상태에 해당하는 높이 보다 상기 제2피스톤로드(121)가 더 상승될 경우에는 상기 센서(150)를 간섭할 수 있는 위치에 설치하도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 기능 및 동작을 살펴보면,
이송컨베이어(10)에 의해 HIC 기판(20)과 리드프레임(60)이 차례로 조립된 히트싱크(50)가 이송되어 상기 제2피스톤로드(121)의 센싱지그(130) 직하방에 위치하게 되면, 제1실린더블럭(40)에 유체가 유입 및 배출되어 제1피스톤로드(41)를 일정 행정거리로 승하강시키게 된다.
상기 제1피스톤로드(41)가 하강되면 그 일단에 구비된 유동하판(70)이 하강하게 되면서, 상기 유동하판(70)에 고정된 제2실린더블록(120)도 하강하게 된다.
상기 유동하판(70)은 상기 제1실린더블록(40)이 고정된 수평프레임(32)을 관통하여 볼부쉬(ball bush)(110)에 의해 안내되는 안내로드(80)와 연결되어 있어 그 하강동작이 흔들림이 없이 매끄럽게 이루어진다.
상기 제2실린더블록(120)의 하강으로 먼저 리드프레임(60)의 단자(61)불량을 검사하게 된다.
즉, 제2피스톤로드(121)의 하단에 결합된 센싱지그(130)가 이송컨베이어(10)상에 놓여진 히트싱크(50)상의 리드프레임(60)과 접하게 되는데, 이때 상기 리드프레임(60)의 상면에 돌출된 단자(61)가 상기 센싱지그(130)의 단자삽입홈(131)에 정확하게 삽입되는 지의 여부를 감지하게 된다.
이를 자세히 살펴보면, 센싱지그(130)상에는 상기 리드프레임(60)의 단자 위치에 대응하는 지점에 단자삽입홈(131)이 형성되어 있어, 상기 단자(61)의 불량으로 휘어졌을 경우 또는 위치불량일 경우에는 상기 단자삽입홈(131)에 단자(61)가 삽입되지 못하고 센싱지그(130)면에 단자(61)가 접촉되어 상기 센싱지그(130)는 하강동작에 방해를 받게 된다.
따라서, 상기 제2피스톤로드(121)는 제2실린더블록내에 탄성지지되어 있어 하강동작을 방해받은 상기 센싱지그(130)와 제2피스톤로드(121)는 더이상 하강동작을 하지 않고, 유동하판(70)만 하강하게 된다.
이때, 상기 유동하판(70)상에 구비되어 동유동하는 센서(150)는 정지된 상기 제2피스톤로드(121)의 상단에 구비된 센서타겟(140)에 간섭되어지면서, 리드프레임(60)의 단자(61) 휨불량을 감지하게 된다.
한편, 리드프레임(60)의 단자(61)가 불량상태가 아니고 양호할 경우에는 두번째로 HIC 기판(20)의 들뜸상태를 검사하게 된다.
즉, 상기 센싱지그(130)는 리드프레임(60)의 단자(61)들이 단자삽입홈(131)에 끼워지면서 유동하판(70)과 함께 하강을 지속하게 되고, 상기 단자(61)들이 단자삽입홈(131)에 끼워진채로 상기 센싱지그(130)는 상기 리드프레임(60)에 밀착되어 하강을 지속하게 된다.
그러나, 상기 리드프레임(60)과 접하는 HIC 기판(20)이 히트싱크(50)와 완전밀착되지 못하고, 부착부위의 이물질이 끼여 들뜨는 불량이 발생되었을 경우에는 상기 센싱지그(130)는 더이상 하강하지 못하고 유동하판(70)만 하강을 하게 된다.
이때, 상기 유동하판(70)상에 구비되어 동유동하는 센서(150)는 정지된 상기 제2피스톤로드(121)의 상단에 구비된 센서타겟(140)에 간섭되어지게 되고, HIC 기판(20)의 들뜸불량을 감지하게 된다.
한편, 리드프레임(60)의 단자(61) 및 HIC 기판(20)의 접합이 양호할 경우에는 상기 유동하판(70)은 제1피스톤로드(41)가 행정거리 하사점에 도달할 때까지, 상기 제2피스톤로드(121)의 센싱지그(130)가 리드프레임(60)의 단자(61)를 삽입한 체 상기 리드프레임(60)과 밀착되어 상승되더라도, 상기 센서(150)는 상기 센서타겟(140)에 간섭되지 않게 되어 제품이 양호함을 알 수가 있게 된다.
앞에서 설명된 본 발명의 일실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 자동차용 냉각팬 콘트롤러의 조립공정에 있어 히트싱크와 HIC 기판의 접합불량인 HIC 들뜸현상과, 리드프레임의 단자변형을 동시에 자동으로 감지할 수가 있으며,
이에, 제품의 불량검사시간을 단축시킴과 아울러 정확한 감지로 인해 불량발생율을 감소시켜 작업의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. HIC 기판(20)과 소정 전자부품 소자들 안착될 단자(61)가 돌출형성된 리드프레임(60)이 차례로 조립된 히트싱크(50)를 이송시키는 이송컨베이어(10)의 일측에 마련된 지지프레임(30),
    상기 지지프레임(30)의 선단에 유압에 의해 제1피스톤로드(41)가 상기 이송컨베이어(10)상으로 상/하유동되도록 설치되는 제1실린더블록(40),
    상기 제1피스톤로드(41)에 고정되어 동유동하는 유동하판(70),
    상기 유동하판(70)상에 구비되어 동유동하며 내부에는 소정 탄성부재(122)에 의해 탄성지지되어 탄성유동하고 하단은 상기 히트싱크(50)에 조립된 HIC 기판(20) 또는 리드프레임(60)에 닿는 제2피스톤로드(121)를 구비한 제2실린더블록(120),
    상기 유동하판(70)의 상면으로부터 소정 거리 이격되어 구비되며 동유동하는 센서(150),
    상기 제2피스톤로드(121)의 상단에 구비되어 탄성유동시 동유동하며 상기 센서(150)를 간섭하는 센서타겟(140) 및
    상기 제2실린더블록(120)의 하측에 형성되고, 하면에 단자삽입홈(131)을 구비하여, 상기 제2실린더블록(120)의 하강시 상기 단자삽입홈(131)에 상기 단자(61)의 삽입 여부에 따라 발생되는 상기 센서(150)와 상기 센서타켓(140)의 간섭 유무를 통해 상기 단자(61)의 조립상태를 검출 안내하는 센싱지그(130)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트싱크와 하이브리드 집적회로 기판의 접합검사장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지지프레임(30)은 상기 이송컨베이어(10)의 일측에는 지면에 수직한 수직프레임(31)과, 상기 수직프레임(31)의 상단에는 상기 수직프레임(31)과 직교하는 수평프레임(32)으로 이루어지고,
    상기 제1피스톤로드(41)의 상/하유동이 흔들림이 없이 매끄럽게 이루어지도록 상기 유동하판(70)에 하단이 고정되면서 상기 수평프레임(32)을 관통하여 상기 유동하판(70)과 동유동하는 안내로드(80)와, 상기 안내로드(80)가 관통된 상기 수평프레임(32)의 내부에 볼부쉬(110)를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트싱크와 하이브리드 집적회로 기판의 접합검사장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수평프레임(32)을 관통하는 안내로드(80)의 상면에 유동상판(90)을 더 구비하고, 상기 유동상/하판(70,90)의 서로 마주보는 위치에 상기 안내로드(80)의 상/하유동시 상기 수평프레임(32)과 상기 유동상/하판(70,90)의 충격을 흡수하는 쇽업소버(100)를 각각 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트싱크와 하이브리드 집적회로 기판의 접합검사장치.
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