KR100902077B1 - 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉음극 형광램프의 유리관의 밀봉공정 후에 표면에 산화막이 형성된 전극리드선을 초음파가 인가된 용융 솔더에 소정 시간동안 담가서, 표면에 형성된 산화막을 제거하고 전극리드선의 표면에 솔더를 흡착시키거나, 또는 냉음극 형광램프의 유리관의 밀봉공정 후에 표면에 산화막이 형성된 전극리드선과 유리관의 형광물질 미도포 부분을 초음파가 인가된 용융 솔더에 소정시간 동안 담가서, 표면에 형성된 산화막을 제거하고 전극리드선의 표면에 솔더를 흡착시키는 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 제공한다.

본 발명의 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에 따르면, 냉음극 형광램프의 전극리드선(또는 유리관과 전극리드선)에 초음파를 이용하여 솔더링(Soldering)함으로써, 종래의 복잡한 공정을 단순화시켜 작업시간의 단축으로 인하여 생산성이 향상되며, 초음파 진동으로 솔더에 포함되어 있는 기포가 제거되어 솔더의 접합성을 향상시켜 불량률이 감소된다.

Description

냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법{Method of soldering the electrode of a cold cathode fluorescent lamp}

본 발명은 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 냉음극 형광램프의 전극을 솔더링하는 공정을 단순화시키고, 솔더링의 불량률을 현저히 감소시켜주는 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에 관한 것이다.

전계 발광(EL, Electro Luminescent)소자, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel) 등의 발광형 평판 디스플레이 패널(flat display panel)은 발광형으로서, 그 자체가 발광하여 화상을 형성하게 된다. 그러나 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 등의 수광형 평판 디스플레이 패널은 그 자체가 발광하지 못하므로 외부로부터 빛을 제공받아야 한다.

LCD는 액정 디스플레이 패널의 후면에 다수개의 형광램프를 배열하여 발광시킴에 따라 사용자들이 디스플레이 패널에 나타나는 화상을 식별할 수 있도록 구성된다. 이때 이용되는 광원인 백라이트로는 형광램프가 통상적이다.

형광램프는 냉음극 형광램프(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)와, 외부전극 형광램프(EEFL, External Electrode Fluorescent Lamp) 및 무전극 형광램프 등으로 분류된다.

상기 냉음극 형광램프는 긴 유리관의 양단에 양도체의 금속으로 이루어진 양극 및 음극의 두 전극이 삽입되고, 두 전극에는 전기 에너지를 공급하기 위하여 외부로 연결된 양도체의 금속으로 이루어진 전극리드선이 연결된다.

도 1에 도시한 바와 같이 냉음극 형광램프의 제조 공정중 유리관(10)을 자르거나 유리관(10)을 밀봉하기 위한 과정에서 화염(15)을 가하게 되는데, 상기 화염(15)에 의하여 가열된 전극리드선(20)이 공기에 노출되면서 도 3a에 도시한 바와 같이 전극리드선(20)의 표면에 산화막(30)이 형성된다.

종래에는 상기와 같이 전극리드선(20)의 표면에 산화막(30)이 형성된 냉음극 형광램프의 전극을 솔더링하기 위하여 도 2에 도시한 공정 S1 ~ S9를 수행한다.

즉 도 3a에 도시한 바와 같이 산화막(30)이 형성된 냉음극 형광램프의 전극리드선(20)에서 산화막(30)을 제거하기 위해서 수소환원처리 공정을 수행한다(S1). 그 후, 상기 수소환원처리된 전극리드선(20)을 질산액이 담긴 수조에 수 초간 담가 산화막을 제거하고(S2), 상기 전극리드선(20)의 표면에 잔존하는 질산액을 제거하기 위해 물로 1∼2회의 세척(S3)한 후, 상기 세척한 전극리드선(20)을 공기 중에서 건조시킨다(S4). 이와 같은 처리공정을 거침에 따라 도 3b와 같이 냉음극 형광램프의 전극리드선(20)에 잔존하던 산화막(30)은 완전히 제거된다. 이어서, 솔더링을 위하여 전극리드선(20)의 표면에 플럭스를 도포하고(S5), 상기 플럭스를 건조(S6)시킨 후, 전극리드선(20)을 솔더가 담긴 수조에 담가 솔더링한다(S7). 상기 솔더링한 후 잔유물을 물로 세척하는 세척공정(S8)과 건조하는 건조공정(S9)을 거침으로 써, 도 3c에 도시한 바와 같은 전극리드선(20)에 솔더(40)가 부착된 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 완제품을 얻을 수 있다.

이처럼, 종래의 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에서는 질산액과 같은 화학약품을 사용하여 전극리드선의 산화막을 제거해야 하므로, 화학약품을 세척, 건조시키는 공정을 필요로 하고 솔더링이 잘 되도록 플럭스를 사용하는 공정들을 필요로 하므로 작업과정이 너무 복잡하고 번거로우며, 작업시간도 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 질산, 플럭스 등의 고가의 화학약품을 사용함에 따라 냉음극 형광램프의 단가를 상승시킨다는 문제점이 있다. 또한 종래에는 전극리드선을 수소환원시키는데 사용되는 많은 양의 수소개스는 냉음극 형광램프의 유리관에 취성을 발생시켜 크랙을 줄 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 공정을 단순화시키고, 솔더의 접합성을 향상시켜 불량률을 감소시키는 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 공정을 단순화시키고, 솔더의 접합성을 향상시키는 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에 의하여 전극 솔더링이 이루어진 냉음극 형광램프를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법은, 냉음극 형광램프의 유리관의 밀봉공정 후에 표면에 산화막이 형성된 전극리드선을 초음파가 인가된 용융 솔더에 소정 시간동안 담가서, 표면에 형성된 산화막을 제거하고 전극리드선의 표면에 솔더를 흡착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법은, 냉음극 형광램프의 유리관의 밀봉공정 후에 표면에 산화막이 형성된 전극리드선과 유리관의 형광물질 미도포 부분을 용융 솔더에 담가서 솔더링이 잘 되는 온도까지 유리관의 형광물질 미도포 부분이 예열되도록 한 후에 용융 솔더에 초음파를 소정 시간동안 인가하여, 상기 표면에 형성된 산화막을 제거하고 전극리드선과 유리관의 형광물질 미도포 부분의 표면에 솔더를 흡착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법은, 냉음극 형광램프의 유리관의 밀봉공정 후에 표면에 산화막이 형성된 전극리드선과 유리관의 형광물질 미도포 부분을 초음파가 인가된 용융 솔더에 소정시간 동안 담가서, 상기 표면에 형성된 산화막을 제거하고 전극리드선의 표면에 솔더를 흡착시키는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 표면에 산화막이 형성된 전극리드선을 용융 솔더에 담그기 전에, 수소환원처리를 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 냉음극 형광램프는 상기 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에 의하여 전극 솔더링이 이루어진 것을 특징 으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에 따르면, 냉음극 형광램프의 전극리드선 (또는 유리관과 전극리드선)에 초음파를 이용하여 솔더링(Soldering)함으로써, 종래의 복잡한 공정을 단순화시켜 작업시간의 단축으로 인하여 생산성이 향상되며, 초음파 진동으로 솔더에 포함되어 있는 기포가 제거되어 솔더의 접합성을 향상시켜 불량률이 감소되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에 따르면, 질산 및 플럭스를 쓰지 않아도 되기 때문에 유해 개스가 발생하지 않아 작업환경이 깨끗해지며, 고가의 질산 및 플럭스의 비용을 절감시키므로 제품의 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

이하에서, 본 발명에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법은 유리 또는 금속 표면의 산화막이 초음파 캐비테이션(Cavitation)현상으로 기계적으로 제거되어 솔더링이 촉진되고 솔더에 포함되어 있는 기포가 제거되어 솔더링이 되는 원리로 이루어진다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에서는 도 4a에 도시한 바와 같이 용융된 솔더(520)가 담긴 수조(500)에 산화막(300)이 형성된 전극리드선(200)을 담그고 초음파 솔더링장치를 작동시키면 초음파장치의 공구혼(tool horn)을 통하여 솔더(520)에 초음파 진동이 가해져서 솔더(520)가 발진되며, 산화막(300)이 형성된 전극리드선(200)에 초기에 닿는 초음파 진동 솔더에 의하여 산화막(300)이 기계적으로 제거되고, 나중에 닿는 초음파 진동 솔더가 도 4b에 도시한 바와 같이 산화막(300)이 제거된 전극리드선(200)에 흡착된다. 그 후, 전극리드선(200)을 용융 솔더(520)에서 빼내면 도 4c에 도시한 바와 같이 표면에 솔더(400)가 형성된 전극리드선(200)을 구비한 냉음극 형광램프를 얻을 수 있다.

이때, 상기 용융 솔더(520)의 온도는 200℃∼300℃이고, 상기 초음파는 15K㎐∼40K㎐ 대역의 주파수를 사용하며, 산화막(300)이 형성된 전극리드선(200)을 용융솔더에 담그고 용융솔더에 초음파를 인가하는 시간은 초음파장치의 출력에 따라 대략 2∼7초 정도이고, 바람직하게는 3∼5초이다.

여기서, 대량생산을 위해서는 솔더(520)가 초음파 진동에 의하여 발진되고 있는 상태에서 산화막(300)이 형성된 전극리드선(200)을 솔더(520)에 대략 2∼7초 동안, 바람직하게는 3∼5초 동안 담근 후 빼내도 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면 초음파 진동이 가해진 용융 솔더(520)에 대략 2~7초 동안, 바람직하게는 3~5초 동안 산화막(300)이 형성된 전극리드선(200)을 담그는 것만으로 냉음극 형광램프의 전극 솔더링이 이루어지는 것이다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 솔더링 방법을 이용하면 종래에 수 행했던 도 2의 공정 S1∼S6과 S8∼S9를 제거할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.

본 실시예에서는 산화막(300)이 형성된 전극리드선(200)에 수소환원처리를 전혀 하지 않고 초음파 솔더링을 하는 경우, 표면이 거칠고 접합성이 떨어질 수 있는 점을 감안하여 최소량의 수소를 사용하여 전극리드선(200)에 수소환원처리(S100)를 한 다음, 초음파 솔더링(S300)을 하면 보다 우수한 접합성으로 솔더링이 이루어진다.

이때, 전극리드선(200)에 대하여 수소환원처리를 하는데 사용되었던 종래 수소량과, 초음파 솔더링을 할 때 사용되는 본 실시예의 수소량을 <표1>로 나타내면 다음과 같다.

<표 1>

	종래		본 실시예
A측의 전극리드선	302	310	199	204
B측의 전극리드선	351	353	221	221

여기에서 상기 형광램프의 양단은 도 1에 도시한 바와 같이 유리관을 밀봉시키는 과정에서 A측의 전극리드선에는 화염을 한 번만 가하는 반면에 B측의 전극리드선에는 화염이 두 번 가해짐에 따라 A측의 전극리드선 보다 B측의 전극리드선에 더 많은 산화막이 형성되므로 수소환원을 하는데 사용되는 수소의 량은 B측의 전극리드선이 A측의 전극리드선 보다 더 많이 소요된다.

<표 1>에 나타낸 바와 같이 본 실시예에 의하면 종래 전극리드선을 수소환원 처리하는데 사용되었던 302ml∼353ml의 수소량보다 작은 199ml∼221ml 정도의 최소 수소량만 사용하여도 접합성이 우수한 솔더링이 이루어진다. 또한, 수소환원처리에 사용되는 수소개스량을 최소화할 수 있어 유리관의 열충격 및 응력을 최소화하여 유리관의 크랙을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 표면에 산화막(300)이 형성된 전극리드선(200)을 수소환원처리한 후에, 초음파 진동이 가해진 용융 솔더(520)에 대략 2∼7초 동안, 바람직하게는 3∼5초 동안 담그는 것만으로 냉음극 형광램프의 전극 솔더링이 이루어지게 된다.

즉, 본 발명의 다른 실시예를 이용하면 종래에 수행했던 도 2의 공정 S2∼S6과 S8∼S9를 제거할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.

본 실시예는 냉음극 형광램프의 유리관에서 형광물질(120)이 도포되지 않은 부분(이하, '형광물질 미도포 부분'이라 함)과 전극리드선(200)에 모두 솔더링 하는 예이다.

여기서, 전극리드선(200)에만 솔더링을 하거나 또는 유리관(100)의 형광물질 미도포 부분과 전극리드선(200)에 모두 솔더링을 하는 이유는 냉음극 형광램프의 전극에 전원을 공급하는 콘센트에 따라 전극리드선(200)이 콘센트에 연결되는 경우가 있고, 유리관(100)의 형광물질 미도포 부분이 콘센트에 연결되는 경우가 있어, 콘센트의 형상에 맞게 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 유리관(100)의 형광물질 미도포 부분이 콘센트에 연결되는 경우, 유리관(100)의 형광물질 미도포 부분과 전극리드선(200)에 모두 솔더링을 하게 되는 데, 이때 전극리드선(200)은 유리관(100)으로부터 대략 1㎜ 정도 남기고 절단한다.

본 실시예에서는 도 7a에 도시된 바와 같이 전극리드선(200)을 포함하여 유리관(100)의 형광물질 미도포 부분 모두를 200℃~300℃의 용융 솔더(520)에 2∼3초 정도 담가 솔더(520)가 잘 부착될 수 있는 온도로 유리관(100)을 예열(S200)한다. 그런 다음, 솔더(520)에 초음파 진동을 가하여 전극리드선(200) 및 유리관(100)에 초기에 닿는 초음파 진동 솔더에 의하여 산화막(300)을 기계적으로 제거시키고, 나중에 닿는 초음파 진동 솔더가 도 7b에 도시한 바와 같이 산화막(300)이 제거된 전극리드선(200)과 유리관(100)에 흡착된다. 그 후, 유리관(100)과 전극리드선(200)을 용융 솔더(520)에서 빼내면 도 7c에 도시한 바와 같이 유리관(100)의 형광물질 미도포 부분과 전극리드선(200)의 표면에 솔더(400)가 형성된 냉음극 형광램프를 얻을 수 있다. 여기서, 초음파의 인가시간은 초음파장치의 출력에 따라 대략 10∼20초 정도이고, 바람직하게는 13∼15초 정도이다.

따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 유리관(100)의 형광물질 미도포 부분과 전극리드선(200)을 용융 솔더(520)에 2~3초 동안 담가 유리관(100)을 예열시킨 후에 용융 솔더(520)에 10∼20초 동안, 바람직하게는 13∼15초 동안 초음파 진동을 가하는 것으로 냉음극 형광램프의 전극 솔더링이 이루어지게 된다.

즉, 본 발명의 또 다른 실시예를 이용하면 종래 수행했던 도 2의 공정 S1∼ S6과 S8∼S9를 제거할 수 있다.

한편, 도 6에서 예열단계(S200)을 거치지 않고 바로 초음파 솔더링 공정을 수행해도 되는데, 이 경우에는 유리관(100)이 예열되는 동안만큼 솔더링 공정 시간이 더 길어져야 유리관(100)에 솔더(400)가 잘 부착된다. 그러나 유리관(100)이 초음파에 오래 노출될수록 그만큼 유리관(100)의 크랙 발생 우려가 높아질 수 있고, 또한 유리관(100)의 내부에 도포된 형광물질이 떨어질 우려도 높아질 수 있다.

따라서, 예열단계(S200)를 생략할 경우에는 유리관(100)에 크랙이 발생하지 않고 또한 유리관(100)의 내부에 도포된 형광물질이 떨어지지 않을 정도로 초음파의 출력과 유리관의 초음파 노출시간을 적합하게 설정하는 것이 바람직하다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 냉음극 형광램프간의 전극 솔더링 방법에 채용가능한 초음파 솔더링 장치로, 용융 솔더(520)를 저장하는 수조(500)와, 상기 용융 솔더(520)에 초음파 진동을 발생시키는 공구혼(600)과 부스터(main horn)(610) 및 진동자(transducer)(620)으로 구성된다.

도 8의 장치는 초음파장치(600,610,620)가 수조(500)의 양측에 구비되어 양측에서 초음파 진동을 발생시키고, 도 9의 장치는 초음파장치(600,610,620)가 수조(500)의 하부에 구비되어 상부를 향해 초음파 진동을 발생시킨다.

또한, 도 10의 장치는 초음파장치(600,610,620)가 수조의 일측에 구비되고, 수조의 타측에는 초음파 반사형 타겟(target)(700)이 구비되어 일측에서 발생된 초음파 진동이 타측 반사형 타겟(700)에 반사되는 것으로 전극리드선에 솔더링하는 경우에 사용된다.

한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예들에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 수정 및 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 수정 및 변형이 첨부하는 특허청구범위에 포함되는 것이라면 본 발명에 속하는 것임은 자명할 것이다.

도 1은 일반적인 냉음극 형광램프의 제조공정에서 전극리드선에 산화막이 형성되는 현상을 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래의 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 설명하기 위한 공정 순서도.

도 3a 내지 도 3c는 종래의 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 설명하기 위한 냉음극 형광램프의 요부 단면도.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 설명하기 위한 공정 순서도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법을 설명하기 위한 공정 순서도.

도 7a 내지 도 7c는 도 6의 공정을 설명하기 위한 도면.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에서 채택 가능한 솔더링장치를 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 유리관 120: 형광물질

200: 전극리드선 300: 산화막

400: 솔더 500: 수조

520: 용융 솔더 600: 공구혼

Claims (7)

1. 냉음극 형광램프의 유리관의 밀봉공정 후에 표면에 산화막이 형성된 전극리드선을 수소환원처리한 다음, 초음파가 인가된 용융 솔더에 소정 시간동안 담가서, 초음파 캐비테이션(Cavitation) 현상으로 표면에 형성된 산화막을 기계적으로 제거하고 전극리드선의 표면에 솔더를 흡착시키는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법.
2. 삭제
3. 냉음극 형광램프의 유리관의 밀봉공정 후에 표면에 산화막이 형성된 전극리드선을 수소환원처리한 다음, 전극리드선과 유리관의 형광물질 미도포 부분을 용융 솔더에 담가서 유리관의 형광물질 미도포 부분이 예열되도록 한 후에 용융 솔더에 초음파를 소정 시간동안 인가하여, 초음파 캐비테이션 현상으로 상기 표면에 형성된 산화막을 기계적으로 제거하고 전극리드선과 유리관의 형광물질 미도포 부분의 표면에 솔더를 흡착시키는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법.
4. 삭제
5. 냉음극 형광램프의 유리관의 밀봉공정 후에 표면에 산화막이 형성된 전극리드선을 수소환원처리한 다음, 전극리드선과 유리관의 형광물질 미도포 부분을 초음파가 인가된 용융 솔더에 소정시간 동안 담가서, 초음파 캐비테이션 현상으로 상기 표면에 형성된 산화막을 기계적으로 제거하고 전극리드선의 표면에 솔더를 흡착시키는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법.
6. 삭제
7. 제1항, 제3항, 제5항 중 어느 한 항에 기재된 냉음극 형광램프의 전극 솔더링 방법에 의하여 전극 솔더링이 이루어진 냉음극 형광램프.

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