KR101174431B1 - 코일보빈의 단자 디핑방법과 이것에 의하여 제조된 코일보빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일만의 중공체와, 보빈내에 코일이 권선된 보빈등의 보빈을 초음파납조에 디핑하는 방법 및 디핑된 초음파 디핑된 코일보빈에 관한 것으로,
(1) 다수의 코일보빈을 장착한 지그를 형성하는 단계와; (2) 상기 지그를 소정의 회전부재를 통하여 일방향 연속회전시키되 소정각도에서 수평을 이룸과 동시에 정지하도록 하는 단계와; (3) 회전부재의 정지상태에서 지그를 수평 이동시켜 코일보빈 일체의 지그를 상,하동시켜 코일보빈의 단자를 초음파 납조에 침지시켜 솔더액 중에 담그면서 디핑하는 단계를 포함하고, 이 방법에 의하여 단자가 플럭스 없이 디핑되는 중공의 코일 권선체로 이루어진 단자가 디핑된 초음파 디핑된 코일보빈을 제공한다.

Description

코일보빈의 단자 디핑방법과 이것에 의하여 제조된 코일보빈{Coil bobin with soldering and method for manufacturing the same}

본 발명은 코일만으로 권선된 중공체(이하, 코일보빈이라 함) 혹은 보빈내에 코일이 권선된 보빈을 동시에 디핑하는 방법과 이 방법에 의하여 제조된 코일보빈에 관한 것이다.

종래에 코일의 납땜 방법은 인두를 이용하여 인위적으로 코일에 납땜하게 되므로 납땜부위가 일정하지 않아 외관이 미려치 않게 되고, 또한 작은 부품으로 이루어지고 있는 보빈에 수작업에 의한 납땜은 작업시간이 길어지는 원인이 되었다. 그리고 작은 부품에 감긴 코일에 정교한 납땜이 이루어져야 하는데 정교하지 못한 납땜작업으로 불량이 발생되어 생산성이 저하되는 원인이 된다.

이에 등록실용신안 20-0284890에서 이를 고려하여 납땜작업을 자동화한 것이 알려져 있다. 그러나 이것에 있어서도, 기계적인 작동에 의하여 작업하기 때문에 작업환경은 개선되었으나, 정교하지 못한 납땜으로 불량작업이 이루어지고, 하나의 보빈에 2곳을 납땜하게 되는데 제품의 특성상 인두하나로는 간단 용이한 납땜을 이룰 수 없고 그 구조가 복잡하여 제작비가 고가이면서 수리점검이 복잡한 문제가 있었다.

한편, 최근에는 첨부 도면 도 1에서 도시하는 바와 같이 초음파(supersonic wave)를 이용한 솔더링 장치는 크게 램프관에 맞닿아 진동을 전달하는 공구혼과, 솔더를 저장하는 납조로 이루어지며, 이로부터 다양하게 변형 실시된 예가 주지되어 있다. 예컨대, 일본국 실개평5-9757호는 초음파 진동자에 접속되고 축방향의 초음파 진동을 전하는 선단 코어(core)의 외주에용해 납재를 수용하는 포트(pot)를 설치하고, 상기 선단 코어의 선단부에 재치되는 컬러(color)와 선단 코어의 접촉면에서 부터 초음파 진동에 의하여 납재를 분류시킨 솔더링 장치에 있어서, 그 선단 코어의 첨단면이 직접 외부에 노출하도록 상기 컬러를 선단 코어에 재치하고, 상기 노출 첨단면부터 분류 납재를 이용하고 외부의 납땜부에 초음파 진동을 주는 초음파 납땜 장치를 개시한다. 이 초음파 납땜 장치는 솔더(납재)의 유동성을 높이고 메인테넌스(maintenance)를 용이하게 하며 캐비테이션(cavitation)의 효과를 높인다.

한편, 전기부품을 납땜하는 방법으로서는 개개의 납땜 대상물에 직접 인두 작업하거나, 상기 전기부품을 용융납에 디핑(납땜이 용구되는 부위까지 이르는 깊이로)시키는 방법이 이용되고 있다. 이 중 상기 용융납에 디핑시키는 방법은 대량 생산시 용이하다는 이점에 기인하여 많이 이용되고 있다. 이에 현재까지 다수의 용융납 디핑장치가 고안되어 사용되고 있다. 그런데, 기 개발된 용융납 디핑장치는 여전히 수작업 의존도가 높아 공정의 자동화를 이루는데 어려움이 있었다. 특히, 대상물(디핑하여 납땜하고자하는)이 전선과 같이 상대적으로 플렉시블(Flexible)한 재료일 경우에는 수작업 의존도가 더욱 높았다.

예로서, 코일보빈을 용융납이 저장된 용융조에 디핑하기 위해서는 상기 코일보빈의 일측을 잡아서 이동시키는 과정이 필연적으로 수행되는데, 이 과정에서 작업자가 일일이 보빈을 잡는 기구에 물리거나 수작업으로 직접 운반하였으며, 이와 같은 종래 장치의 기술적 한계는 작업의 연속성을 보장할 수 없었으며, 또한, 공정의 자동화의 구현가능성을 저하시키는 부정적 결과를 초래하였다.

초음파 솔더링을 통하여 많은 부품들이 플럭스(flux)없이 납땜이 이루어지기도 하지만, 이러한 작업이 진행되기 전 보빈에 권선된 보빈을 소정의 솔더링장치로서 납땜하는 경우에는 그 정밀도등이 떨어져 단자외에 권선코일,보빈등에 납이 도포되어 보빈의 불량을 초래하였다.

따라서 이미 권선작업이 이루어진 코일보빈 혹은 보빈에 권선된 보빈의 단자의 납땜작업이 보다 자동화하고, 안정적이며, 불량율을 줄인 획기적인 초음파솔더링방법이 요구되어 왔다.

본 발명은 코일만으로 권선된 중공체(이하, 코일보빈이라 함) 혹은 보빈내에 코일이 권선된 보빈을 동시에 디핑하고자 하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 권선된 코일형태의 중공 보빈을 다수개 동시에 지지가능한 지그와 이 지그가 지지되는 회전수단을 통하여 다수 코일보빈을 통시에 디핑가능하게 하는데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 코일보빈의 초음파 디핑방법은,

(1) 다수의 코일보빈을 장착한 지그를 형성하는 단계와; (2) 상기 지그를 소정의 회전부재를 통하여 일방향 연속회전시키되 소정각도에서 수평을 이룸과 동시에 정지하도록 하는 단계; 및 (3) 회전부재의 정지상태에서 지그를 수평 이동시켜 코일보빈 일체의 지그를 상,하동시켜 코일보빈의 단자를 초음파 납조에 침지시켜 솔더링하는 단계를 포함하는 코일보빈의 초음파 디핑방법으로 달성된다.

상기 목적을 달성함과 아울러 본 발명 디핑방법의 지그를 이동하는 경우에는 정지된 회전부재에서 지그를 초음파납조위에 위치 이동하기 위하여 수평이동되는 제1축이동단계와, 지그에 지지된 코일보빈들의 단자를 침지하기 위하여 상,하이동되는 제2축이동단계와, 디핑된 코일보빈 일체의 지그를 인출하기 위하여 컨베어벨트상에서 지그를 놓은 뒤 전,후방이동시켜 인출하는 제3축이동단계를 포함함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 디핑방법의 상기 디핑 단계의 디핑(Dipping) 온도는 400℃～420℃ 로 함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 디핑방법의 상기 디핑단계의 디핑(Dipping) 시간은 0.2～0.5초임이 바람직하다.

본 발명은 상기 방법에 의하여 단자가 플럭스없이 디핑되는 중공의 코일 권선체로 이루어진 단자가 디핑된 초음파 디핑된 코일보빈을 제공한다.

본 발명은 코일만으로 권선된 중공체 혹은 보빈내에 코일이 권선된 보빈을 초음파 납조상에서 동시에 디핑하는 효과를 얻는다.

본 발명은 권선된 코일형태의 중공 보빈을 다수개 동시에 지지가능한 지그와 이 지그가 지지되는 회전수단을 통하여 다수 코일보빈을 통시에 디핑가능하게 되는 디핑방법을 제공하게 되었다.

도 1은 종래 초음파 솔더링장치예를 나타내는 개략도면이고,
도 2a는 본 발명 코일보빈의 초음파디핑방법에 적용가능한 권선된 보빈의 예를 나타내는 것이고, 도 2b는 본 발명 코일보빈의 초음파 디핑방법에 적용할 코일보빈의 예를 나타내는 도면이고,
도 3a 내지 도 3b는 본 발명 초음파 디핑방법이 적용된 초음파디핑장치예를 나타내는 도면들이고,
도 4는 본 발명 초음파 디핑괴정을 간략하게 설명하는 개략도면이고,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명 초음파 솔더링에서 코일보빈의 디핑과정을 설명하는 도며이고,
도 6a, 6b는 본 발명 초음파 솔더링에서 코일보빈의 디핑과정을 설명하는 도면이고,
도 7a,7b는 본 발명 초음파 솔더링에서 코일보빈의 디핑과정을 나타내는 공정도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면중 도 2a는 본 발명 코일보빈의 초음파디핑방법에 적용가능한 권선된 보빈의 예를 나타내는 것이고, 도 2b는 본 발명 코일보빈의 초음파 디핑방법에 적용할 코일보빈의 예를 나타내는 도면이다.

상기 도면들에서 보는 바와 같이 디핑에는 여러가지 부품들이 다양하게 필요로 된다. 도시하는 보빈은 원통형들이지만 내부는 원통형을 이루더라도 외부 건선 형태가 사각형을 이루는 것등 납땜을 요하는 모든 부품들의 단자를 납땜하는 경우의 예를 나타낸다. 도면중 도 2a는 원통형 보빈에 코일이 권선된 경우이고, 도 2b는 코일보빈(80)없이 중공상태에서 코일만이 권선된 형태이다.

첨부 도면중 도 3a 내지 도 3b는 본 발명 초음파 디핑방법이 적용된 초음파디핑장치예를 나타내는 도면들이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명 초음파 솔더링에서 코일보빈의 디핑과정을 설명하는 도며이다.

상기 도면들에서 도시하는 본 발명 코일보빈의 초음파디핑장치는 회전부(10)와, 지그파지부(20)와, 제1축,제2축,제3축이송부(30)(40)(50)와, 초음파디핑부(60)를 통하여 달성된다.

회전부(10)는 서보모터(12)와, 이 모터의 구동축상 연결되는 중심 회전축(11)과, 이 회전축(11)을 양측에서 회전가능하게 지지하는 베어링부(17)와, 회전축(11)상에서 거리를 두고 수직 설치되는 수직면부(13)와, 이 수직면부(13)사이에 회전방향으로 따라 수 개 설치되며, 디핑용 지그(70)가 삽지되는 삽지공을 각각 형성하는 수평면부(14)로 이루어져 제1서보모터(12)의 회전력으로 스텝 회전된다.

지그파지부(20)는 수직판부(22)와, 이 수직판부(22)의 내측 중심부에 상,하동가능하게 설치되는 흡착부재(23)와, 이 흡착부재(23)를 제어하는 공압실린더(24)와, 가이드바(25)들을 형성하고, 상기 수직판부(22)의 좌,우단 하방 저면에 삽입홈(21a)을 형성한 재치부(21)를 포오크형으로 형성하여 상기 회전부(10)에 일단부가 삽지된 지그(70)의 양단 파지부(73)를 재치부(21)의 삽입홈(21a)으로 넣어져 받쳐지게 함과 아울러 흡착부재(23)가 지그(70)를 흡착하는 구조로 이뤄진다.

제1축이송부(30)는 판상의 기대(31)면에 각각 두 줄의 슬라이드바(35)와 그 사이에 스크류바(34)를 형성하고, 이 슬라이드바(35)와 스크류바(34)를 타고 미끄럼 이동가능하도록 제1슬라이더(33)를 형성하며, 제1슬라이더(33)는 상기 파지부(20)의 수직판부(22)와 연결되며, 스크류바(34)는 그 상방에 제2서보모터(32)와 연결되어 소정의 전기적 제어로서 상기 파지부(20)를 상,하동시키게 된다.

제2축이송부(40)는 제2슬라이드바(45),제2스크류바(44)에 의하여 이동되는 제2슬라이더(43)를 형성하되 상기 상,하이송부(30)와 연결되며, 제2스크류바(44)는 동축상의 풀리(46)와 연결되고, 풀리(46)은 제3서보모터(42)와 벨트(47)로서 전동되게 하여 전,후진 이송되게 하여서 된다.

제3축이송부(50)는 양단 베어링부(53)사이에 컨베이어벨트(51)를 순환 가능하게 설치하고, 그 단의 제1베어링(52)에는 제3서보모터(52)의 구동풀리로 부터 제2벨트(57)로서 전동가능한 풀리(56)를 설치하여 컨베이어벨트(51)을 통하여 디핑완료된 지그를 탑재하여 전방 인출하도록 형성된다.

초음파디핑부(60)는 초음파진동자(61)와 부스터(62) 및 납조(63)로 이루어지고, 파지부(20)에 흡착유지된 지그(70)의 코일보빈에 초음파 진동으로 납땜이 이루어지게 된다.

지그(70)는 상면(71), 하면에 형성된 결합홈(75)과, 양측에 형성된 파지부(74)와, 이 파지부(74)에서 전방으로 연장되어 걸림턱(732)과 걸림홈(731)을 형성한 장착부(73)와, 장착부(73)사이의 전방단부에 형성된 다수의 돌출핀(72)들로 이루어진다.

첨부 도면중 도 5는 본 발명 초음파 디핑괴정을 간략하게 설명하는 개략도면이고, 도 6a, 6b는 본 발명 초음파 솔더링에서 코일보빈의 디핑과정을 설명하는 도면이고, 도 7a,7b는 본 발명 초음파 솔더링에서 코일보빈의 디핑과정을 나타내는 공정도이다.

상기 도면들에 따르는 본 발명 코일 보빈의 디핑방법은,

(1) 다수의 코일보빈을 장착한 지그를 형성하는 단계와, (2) 상기 지그를 소정의 지지부재를 통하여 일방향 연속회전시키되 소정각도에서 수평을 이룸과 동시에 정지하도록 하는 단계와, (3) 지지부재의 정지상태에서 지그를 수평 이동시켜 코일보빈 일체의 지그를 상,하동시켜 코일보빈의 단자를 초음파 납조에 침지시켜 솔더액 중에 담그면서 디핑하는 디핑 및 인출단계는 다시 수평상태에서 정지된 지그 지지부재에서 지그를 초음파납조위에 위치 이동하기 위하여 수평이동되는 제1축이동 단계와, 디핑된 코일보빈 일체의 지그를 인출하기 위하여 컨베어벨트상에서 지그를 놓은 뒤 전,후방이동시켜 인출하는 제3축이동단계로 구분된다. 지지부재는 정지상태에서 지그를 지지하는 부재 혹은 지그를 장착한 상태에서 일방향 회전하는 회전부재가 바람직하다.

이때 상기 지그를 초음파납조까지 이송하도록 하기 위하여 소정의 알려진 이송장비가 적용된다.

이송장비는 정지된 회전부재에서 지그를 초음파납조위에 위치 이동하기 위하여 수평이동되는 제1축이동단계와, 지그에 지지된 코일보빈들의 단자를 침지하기 위하여 상,하이동되는 제2축이동단계와, 디핑된 코일보빈 일체의 지그를 인출하기 위하여 컨베어벨트상에서 지그를 놓은 뒤 전,후방이동시켜 인출하는 제3축이동단계로 이루어진다.

혹은 1) 판상의 일단부는 회동수단에 삽지되는 삽지부를 이루고, 타단부는 다수의 돌출핀을 형성하는 지그제조공정과, 2) 일방향 회전함과 아울러 90°씩 회동하는 회동수단에 상기 지그를 지지하는 지그고정공정과, 3) 권선된 보빈들이 지지된 지그를 척킹,이동수단을 통하여 수평이동시키는 지그이송공정과, 4) 초음파솔더링 납조 상방에서 척킹된 지그를 하강시켜 보빈의 노출된 단자가 납조의 납면에 디핑되도록 하강시키는 디핑공정으로 달성되기도 한다.

이때 상기 디핑 단계의 디핑(Dipping) 온도는 400℃～420℃ 로 함이 바람직하다.또한, 상기 디핑단계의 디핑(Dipping) 시간은 0.2～0.5초로 함이 바람직하다.

이러한 과정을 통한 본 발명 초음파 납조의 보빈 디핑방법을 통하여 결국 소정의 코일로 중공의 권선체를 이룸과 동시에 단자가 인출된 코일보빈으로써 상기 방법에 의하여 단자가 플럭스없이 디핑된 코일보빈을 얻는다.

10:회전부, 11;회전축,12;제1서보모터,13;수직면부,14;수평면부,
20;지그파지부,21;재치부,22:수직판부, 23;흡착부재, 24;공압실린더,
25;가이드바, 30;제1축이송부,31:기대, 32:제2서보모터,33:제1슬라이더,
34:스크류바, 35;스라이드바, 40;제2축이송부, 42:제2서보모터,
43:제2슬라이더, 44:제2스크류바, 45:제2스라이드바,46:풀리,47:벨트,
50;제3축이송부, 51:컨베이어벨트, 52:제3서보모터, 53:베어링부,
56:풀리, 57:제2벨트, 60;초음파디핑부, 61;초음파진동자, 62:부스터,
63:납조, 70;지그, 71:상면, 72:돌출핀, 73:장착부, 731:걸림홈,
732:걸림턱, 74:파지부, 75:결합홈,

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 코일보빈의 단자 디핑방법에 있어서,
   (1) 코일보빈이 지지되는 지그를 형성하는 단계;
   (2) 지그 지지부재는 지그가 장착되는 회전부재를 통하여 연속회전시키되 소정각도에서 수평을 이루면서 정지하도록 하는 단계;
   (3) 상기 지그 지지부재의 정지상태에서 코일보빈 일체의 지그를 상,하 이동시켜 코일보빈의 단자를 초음파 납조에 침지시켜 솔더액 중에 담그면서 디핑하기 위하여, 수평상태에서 정지된 지그 지지부재에서 지그를 초음파납조위에 위치 이동하기 위하여 수평이동되는 제1축이동단계와, 디핑된 코일보빈 일체의 지그를 인출하기 위하여 컨베어벨트상에서 지그를 놓은 뒤 전,후방이동시켜 인출하는 제3축이동단계로 이루어진 디핑 및 인출 단계를 포함하는 코일보빈의 단자 디핑방법.
4. 삭제
5. 제3항의 방법에 의하여 플럭스없이 코일 단자만 디핑되어 납땜된 중공의 코일 권선체인 코일보빈.
6. 제3항의 방법에 의하여 플럭스없이 코일 단자만 디핑되어 납땜된 코일보빈.

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