KR101226796B1

KR101226796B1 - 액체납땜 장치용 액체 납 정량공급 밸브

Info

Publication number: KR101226796B1
Application number: KR1020100106679A
Authority: KR
Inventors: 장세호
Original assignee: 장세호
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2013-01-25
Also published as: KR20120045256A

Abstract

본 발명은 액체납땜 장치용 액체납 정량공급 밸브에 관한 것으로, 특히 내측으로 저장실(13)을 가지는 밸브몸체(1a)와, 상기 밸브몸체(1a) 하부면에 결합볼트(22))로 결합되어 상기 저장실(13)을 밀폐시키는 밸브고정판(2)과, 밸브몸체(1a)의 저장실(13)에 내장되는 개폐헤드(3)와, 개폐헤드(3)의 하단부에 나사 결합되는 헤드작동대(4)와, 헤드작동대(4)를 승, 하강시키는 실린더(5)로 액체납 정량공급밸브(1)를 구성하되, 상기 밸브몸체(1a)는 측면과 상부면으로 액체납투입공(11)과, 액체납배출공(12)을 구분되게 형성하여 각각 저장실(13)과 연결되도록 구성시키되, 액체납배출공(12)의 하단을 경사지게 확장형성하여 개폐면(12')을 얻고 저장실(13) 내주면에는 히터선 내지는 히터판(13')을 설치하여 구성하고, 상기 밸브몸체(1a) 하부면에 결합된 밸브고정판(2)은 그 중심선상으로 다단의 헤드작동대 설치공(21)을 형성하여 구성하며, 상기 개폐헤드(3)는 그 상단을 원뿔형상으로 형성하여 밸브몸체(1a)의 액체납배출공(12) 하단 개폐면(12')과 밀착되도록 구성하고, 상기 헤드작동대(4)는 밸브고정판(2)의 설치공(21)을 관통한 상태에서 그 상부의 나사대(41)는 저장실(13) 내의 개폐헤드(3) 하단부와 결합시키고, 하부는 실린더(5)의 실린더로드(51)와 연결하여 구성토록 함을 특징으로 한다.

Description

액체납땜 장치용 액체 납 정량공급 밸브{The liquid solder a fixed quantity supply a valve of liquid soldering equipment}

본 발명은 액체납땜 장치의 납땜 노즐로 액체 납이 신속·안전하게 공급될 수 있도록 함과 동시에 액체 납의 공급을 제어하여 항상 정량 공급에 의한 정밀하면서도 정교한 납땜 작업이 이루어질 수 있게 한 액체 납 정량 공급밸브에 관한 것이다.

통상적으로 납땜장치는 다점 동시 납땜 가능한 Auto soldering, 다품종 소량생산에 적용함과 동시에 작업의 유연성이 높은 Manual soldering, 고유연성, 고품질, 고생산성을 가지는 다축 로봇을 이용한 Partial soldering 등이 있는데,

이러한 통상적인 다수 자동 납땜장치들은 땜납을 인두의 고열로 용융시켜 전자회로기판에 납땜하는 흔한 방식이어서, 인두에 납이 항상 잔존하여 납땜의 효과를 저해함은 물론 단락 및 미납 발생이 다량 발생하게 됨은 작업의 효율성과 생산성이 낮으면서 품질의 균일성이 부족하고 특히 장비의 비용이 고가라는 단점을 가지고 있었다.

하여 근래에 들어 위 문제점들을 보완하기 위하여 납을 고 온도로 용융시켜 액체 상태에서 바로 전자회로기판에 납땜 작업이 수행될 수 있도록 한 액체납땜 장치가 안출 된 바 있다.

즉, 액체납땜 장치(a)는 간략하게 x,y,z축으로 운행되는 이송장치(e)와 그 이송장치(e)에 설치되는 납용융포트(d) 그리고 납용융포트(d)에서 공급되는 액체납(c)을 전자회로기판(b)에 납땜하는 납땜노즐(f)로 구성되는데, 이때 상기 납용융포트(d)에 내장된 히터판(d1)이 납을 용융시켜 액체상태로 만들고 이를 납땜노즐(f)로 연속공급하여 납땜노즐(f)이 전자회로기판(b)과 전자부품(도면 미도시)의 접합부위에 도달하였을 때 액체납(c)이 상기 접합부위에 부착 응고되면서 납땜이 이루어지게 한다.

상기 납땜노즐(f)은 액체납(c)의 응고를 막기 위하여 외주로 히터선(f1)이 권취되어 고온을 유지하도록 한다.

상기 납용융포트와 납땜노즐은 이송장치에 의해 x,y,z 축 방향으로 이송되면서 전자회로기판의 작업 포인트에 정확한 납땜작업과 단시간에 대량의 작업을 자동으로 이루어지게 한다.

또한 상기 이송장치와 납용융포트 그리고 납땜노즐은 컨트롤PC와 연결되어 입력저장된 전자회로기판 정보에 따라 무인자동으로 납용융포트 및 납땜노즐을 정 위치로 이송 및 필요량의 액체납을 공급하여 납땜 작업이 이루어지게 한다.

따라서 이상의 액체납땜 장치는 액체 납으로 납땜작업을 수행하는 것으로 인두를 이용한 납땜작업에 비해 그 작업 효율과 신속성이 높고, 특히 종래에 땜납이 인두에 의해 용융될 때 발생하는 이물질 및 유해가스를 예방할 수 있어 작업자 및 환경오염을 최소화시키게 된다.

또 상기 액체납땜은 단락 및 미납 발생이 땜납 사용방식에 비해 현저히 적어 불량발생이 적은 이점을 가진다.

하지만, 위 장점을 제공하기 위하여 안출된 종래의 액체납땜 장치는 액체화된 납을 납땜 노즐에 공급할 때, 필요한 만큼의 정량 공급이 이루어지지 않고 연속적으로 공급되는 방식이므로 납의 과다사용에 따른 환경오염과 비용적 손실을 초래하였고 특히 전자회로기판과 전자부품의 다수 접합부위에 액체 납을 개별적으로 정량 공급하지 못함에 따라 액체 납이 불필요하게 많이 손실됨은 물론 전자회로기판의 여기저기에 액체 납의 잔상을 남기게 되는 등의 문제가 있어, 전자회로기판의 전체적인 불량을 야기하게 되는 문제를 가지고 있었다.

이를 보다 상세히 설명하자면 액체 납을 이용한 납땜 작업의 경우 납땜 노즐이 전자회로기판과 전자부품의 접합부위에 도달하였을 때, 납땜 노즐로부터 정량(접합에 필요한 최소량)의 액체 납이 토출되어 상기 접합부위에 부착 응고되어야 그 접합력 우수와 함께 작업의 고품질, 고정도, 고속도를 얻을 수 있고 또 납의 정량 사용에 따른 환경 문제 및 작업비용의 최소화를 꾀할 수 있는 것으로, 상기 방법이 가장 바람직하다 할 수 있다.

그러나 앞서 설명한 종래의 방법은 단순히 액체 납을 납땜 노즐로 연속 공급하는 상태에서 납땜 노즐이 위 접합부위에 도달하였을 때 액체 납을 묻히는 방식으로 액체 납의 과다한 사용은 물론 납땜 면의 크기가 일정하지 않고 또 불필요한 위치에까지 납을 묻히게 되는 오류를 가지고 있었다.

그러므로, 현재 납땜 노즐로 액체 납의 정량 투입을 위한 수단의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 일소하기 위하여 발명된 것으로, 특히 납땜노즐로 액체납의 정량 배출이 가능하도록 그 배출량을 제어하는 액체 납 정량 공급밸브를 제공하여 액체납을 이용한 납땜 작업의 효율성과 안전성을 보장하고 나아가 납땜작업의 고품질, 고정도, 고속도를 얻을 수 있도록 하여 그 기술적과제의 주안점을 두고 발명된 것이다.

이상의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수단은 첨부된 도면 도 2에서와 같이 납땜노즐(f)로 정량의 액체납(c)을 공급하여 주는 액체납 정량투입밸브(1)를 과제의 해결수단으로 제시하는 바이다.

보다 상세하게는, 내측으로 저장실(13)을 가지는 밸브몸체(1a)와, 상기 밸브몸체(1a) 하부면에 결합볼트(22))로 결합되어 상기 저장실(13)을 밀폐시키는 밸브고정판(2)과, 밸브몸체(1a)의 저장실(13)에 내장되는 개폐헤드(3)와, 개폐헤드(3)의 하단부에 나사 결합되는 헤드작동대(4)와, 헤드작동대(4)를 승, 하강 시키는 실린더(5)로 액체납 정량공급밸브(1)를 구성하되,

상기 밸브몸체(1a)는 측면과 상부면으로 액체납투입공(11)과, 액체납배출공(12)을 구분되게 형성하여 각각 저장실(13)과 연결되도록 구성시키되, 액체납배출공(12)의 하단을 경사지게 확장형성하여 개폐면(12')을 얻고 저장실(13) 내주면에는 히터선 내지는 히터판(13')을 설치하여 구성한다.

상기 밸브몸체(1a) 하부면에 결합된 밸브고정판(2)은 그 중심선상으로 다단의 헤드작동대 설치공(21)을 형성하여 구성한다.

상기 개폐헤드(3)는 그 상단을 원뿔형상으로 형성하여 밸브몸체(1a)의 액체납배출공(12) 하단 개폐면(12')과 밀착되도록 구성한다.

상기 헤드작동대(4)는 밸브고정판(2)의 설치공(21)을 관통한 상태에서 그 상부의 나사대(41)는 저장실(13) 내의 개폐헤드(3) 하단부와 결합시키고, 하부는 실린더(5)의 실린더로드(51)와 연결하여 구성토록 함을 본 발명의 기술적 과제의 해결 수단으로 한다.

이상의 과제 해결수단을 제시하게 되는 본 발명은 액체납땜 장치의 납땜 노즐로 작업에 필요한 정량의 액체 납이 토출될 수 있도록 그 양을 자동으로 제어하여 액체 납을 이용한 납땜의 효율성과 그 접합성 그리고 안전성을 높이고 더욱이 납땜작업의 고품질, 고정도, 고속도를 얻을 수 있는 효과를 가지게 된다.

이를 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 설명하자면 하기와 같다.

도 1은 본 발명이 적용된 액체납땜 장치 부분 단면도,
도 2는 본 발명의 부분 확대 단면도,
도 3은 본 발명의 사용상태도,
도 4는 본 발명에서 제시하는 박판의 설치상태도.

본 발명의 구체적인 내용을 이해하기 위한 상세 수단과 그에 따른 실시 예를 살펴보면, 도 1에서와 같이 본 발명의 액체납 정량공급밸브(1)는 액체납(d1)을 이용한 액체납땜 장치(a)의 납 용융포트(d)와 납땜노즐(f) 사이에 연결 배치되어 납용융포트(d)에서 공급되는 액체납(c)을 납땜노즐(f)로 필요 정량만 연속적으로 반복공급하여 납땜의 효율과 안전성 그리고 신속성이 보장될 수 있도록 한 것이다.

즉, 첨부 도면 2에서와 같이 본 발명의 액체납 정량 공급밸브(1)는 밸브몸체(1a)와, 밸브몸체(1a) 하부면에 결합되는 밸브고정판(2) 그리고 밸브몸체(1a)의 저장실(13)에 내장되는 개폐헤드(3)와, 개폐헤드(3)의 하단부에 결합되는 헤드작동대(4) 및 실린더(5)로 구성하게 되는데,

이때 밸브몸체(1a)는 내측으로 일정크기의 저장실(13)을 마련함과 동시에 외 측면과 상부면으로 저장실(13)과 연통되는 액체납투입공(11)과 액체납배출공(12)을 형성시키되,

액체납배출공(12)은 그 하단을 경사지게 확장형성하여 개폐면(12')을 가지도록 하고, 상기의 저장실(13)은 내주면 내지는 외주면으로 히터선 또는 히터판(13')을 설치하여 구성한다.

상기 밸브고정판(2)은 밸브몸체(1a) 하부면에 결합볼트(22)로 결합시켜 밸브몸체(1a)의 저장실(13)을 밀폐시킴과 동시에 중심부에 하기의 헤드작동대(4)가 관통설치되도록 헤드작동대 설치공(21)을 다단으로 형성하여 구성한다.

그리고 상기 개폐헤드(3)는 밸브몸체(1a)의 저장실(13) 안에 위치시킴과 동시에 그 상단을 원뿔형상으로 형성하여 밸브몸체(1a)가 가지는 액체납배출공(12)의 하단 개폐면(12')과 선택적으로 밀착구성되게 한다.

또 상기 헤드작동대(4)는 밸브고정판(2)의 헤드작동대 설치공(21)에 관통된 상태에서 그 상부의 나사대(41)를 개폐헤드(3) 하단부에 나사 결합시키고, 하부는 실린더(5)의 실린더로드(51)와 결합하여 구성한다.

따라서, 상기의 구성으로 이루어지게 되는 본 발명의 액체납 정량 공급밸브(1)는 도 1에서와 같이 액체납땜 장치의 납용융포트(d)와 밸브몸체(1a) 외측면에 형성된 액체납투입공(11)을 상호 투입관(6)으로 연결하고, 또 밸브몸체(1a) 상부면의 액체납배출공(12)을 납때노즐(f)의 배출관(7)에 연결시켜 작용하는 것으로 이를 대기 상태와 실시상태로 나누어서 설명한다.

상기 납용융포트(d)는 히터판(d1)으로 내부에 공급된 땜납을 550℃로 용융시켜 액체납(c)으로 변화시킴과 동시에 내부 압력을 이용하여 액체납(c)을 투입관(6)을 통해 밸브몸체(1a) 내의 저장실(13)로 투입시키게 된다.

여기서, 상기 납용융포트(d)는 해당분야의 종사자면 누구나 쉽게 알 수 있는 정도의 공지기술이므로 본 발명을 설명함에 있어, 오인혼동의 소지가 다분하여 그에 대한 내부 구성요소와 히터판(d1) 및 압력조절관(d2)에 대한 상호 연계관계 및 그 구성·작용에 대해서는 생략하는 바이다.

위 작용에 의해 납용융포트(d)로 부터 액체납(c)이 저장실(13)내로 공급되어 포화상태가 이루어지면 저장실(13) 내에 구성된 개폐헤드(3)가 하부 실린더(5)에 의해 하강하여 밸브몸체(1a) 상부의 액체납배출공(12)을 개방시키게 된다. 그러면 상기 액체납(c)이 저장실(13)에서 액체납배출공(12)을 통해 납땜노즐(f)의 배출관(7)에까지 공급되어 포화상태를 유지하게 된다.

이때, 액체납(c)이 납땜노즐(f)의 배출관(7)까지 공급되어 포화상태가 되면 개폐헤드(3)가 액체납배출공(12)을 폐쇄하여 공급대기상태를 유지한다.

아울러, 상기 밸브몸체(1a)의 저장실(13)과 납땜노즐(f)의 배출관(7)에는 그 내측 내지는 외측면으로 히터선(71) 또는 히터판(13')이 구성되어져 있어 액체납(c)이 응고되는 현상을 방지하여 주게 된다.

이상 설명한 상태는 액체 납을 이용한 납땜 작업의 대기 상태이다.

그리고 상기 작업의 대기 상태가 완료되면, 납용융포트(d)와 본 발명의 액체납정량 공급밸브(1) 및 납땜노즐(f)이 이송장치(e)에 의해 x,y,z 축 방향으로 동시 이송하면서 전자회로기판(b)의 다수 납땜작업 포인트(접합부위)로 상기 납땜노즐(f)의 상단을 연속 반복적으로 근접 위치하여 액체 납땜이 이루어지게 하는데,

이때, 상기 납땜노즐(f)의 상단이 전자회로기판(b)의 다수 작업포인트에 연속 반복적으로 각각 근접위치 되면 도 3에서와 같이 저장실(13) 내부의 개폐헤드(3)가 실린더(5)로 인해 하강하면서 그 상단을 액체납배출공(12) 하단의 개폐면(12')으로부터 분리시켜 액체납배출공(12)이 저장실(13)과 연통되도록 개방시키게 된다.

그러면, 저장실(13) 내부에 포화상태로 저장된 액체납(c)이 그 압력에 의해 개폐헤드(3) 상단과 액체납배출공(12)의 개폐면(12') 사이를 통해 액체납배출공(12)과 납땜노즐(f)의 배출관(7)으로 추가 공급되어 납땜노즐(f) 상단으로 그 투입된 양 만큼의 액체납(c)을 토출시키게 되고, 그 토출된 액체납(c)은 전자회로기판(b)의 작업포인트에 접촉되어 납땜을 실시하게 된다.

아울러 상기 납땜노즐(f)로 액체납(c)이 정량 토출되면 상기 개폐헤드(3)는 역과정을 통해 액체납배출공(12)을 폐쇄시켜 액체납(c)의 배출을 차단하게 된다.

여기서, 상기 저장실(13)에 저장된 액체납(c)은 납용융포트(d)에서 항상 일정한 압력을 유지하고 있어, 개폐헤드(3)의 개방시 그 압력에 의해 납땜노즐(f)로 공급이 신속 안전하게 이루어지게 된다.

납땜노즐(f)로 토출되는 액체납(c)은 납땜 후 그 납땜면이 반원이면서 표면에 광택이 발생하도록 소량의 물방울 형태로 토출하는 것이 가장 바람직하고 또 정량인데 이는 해당분야에 종사하는 자라면 누구나 현장 실습을 통해 그 양을 가늠할 수 있는 것이어서 그에 대한 설명은 생략한다. 다만 납땜노즐(f)로 토출시키는 액체납(c)의 량은 액체납배출공(12)의 개폐상태를 개폐헤드(3)와 실린더(5)로 정교하게 조절하여 원하는 정량을 얻을 수 있다.

그리고 상기 설명한 납땜 작업은 전자회로기판(b)의 다수 작업포인트에 연속반복적으로 실시된다.

상기 전자회로기판(b)은 그 표면으로 납땜 작업을 실시하기에 앞서 가열공정을 거치게 되는데, 이는 통상적인 과정이므로 그 설명을 생략하는 바이고, 또 상기 납용융포트(d)와 납땜노즐(f) 및 이송장치(e) 그리고 본 발명의 정량공급밸브는 컨트롤PC와 감지센서(도면 미도시)에 연결 컨트롤 되는 것으로, 입력된 전자회로기판에 대한 작업정보에 따라 무인 자동으로 이송, 액체납공급, 온도유지, 납땜 등이 실시되는 것이다.

또한 본 발명은 도 4에서와 같이 또 다른 실시 예로 밸브몸체(1a)의 하부면과 밸브고정판(2) 사이로 중심에 끼움공(81)이 형성된 볼록 형상의 박판(8)을 끼움 구성하되,

상기 박판(8)의 중심 끼움공(81)은 개폐헤드(3)와 헤드작동대(4) 사이에 끼움결합시켜 저장실(13) 내의 액체납(c)이 밸브몸체(1a)와 밸브고정판(2) 사이, 그리고 개폐헤드(3)와 헤드작동대(4)가 승, 하강 작용할 때 밸브고정판(2) 중심의 헤드작동대설치공(21) 사이로 누수되는 현상을 방지할 수 있도록 그 밀폐력을 보강케 하였다.

또한 상기 박판(8)은 금속재질임과 동시에 볼록 형상으로 제작되어, 고온의 액체 납에 의한 훼손율이 적으면서 개폐헤드의 승,하강 작용시 볼록 형상에 의해 휨력이 뛰어나 저장실의 밀폐효율을 극대화시켜 줄 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 액체납땜 장치용 액체 납 정량공급 밸브에 대한 기술 사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이다.

a : 액체납땜 장치 b : 전자회로기판
c : 액체납 d : 납용융포트
d1 : 히터판 d2 : 압력조절관
e : 이송장치 f : 납땜노즐
f1 : 히터선 1 : 액체납정량 공급밸브
1a : 밸브몸체 11 : 액체납 투입공
12 : 액체납 배출공 12' : 개폐면
13 : 저장실 2 : 밸브고정판
21 : 헤드작동대설치공 22 : 결합볼트
3 : 개폐헤드 4 : 헤드작동대
41 : 나사대 5 : 실린더
51 : 실린더로드 6 : 투입관
7 : 배출관 71 : 히터선
8 : 박판 81 : 끼움공

Claims

내측으로 저장실(13)을 가지는 밸브몸체(1a)와, 상기 밸브몸체(1a) 하부면에 결합볼트(22))로 결합되어 상기 저장실(13)을 밀폐시키는 밸브고정판(2)과, 밸브몸체(1a)의 저장실(13)에 내장되는 개폐헤드(3)와, 개폐헤드(3)의 하단부에 나사 결합되는 헤드작동대(4)와, 헤드작동대(4)를 승, 하강시키는 실린더(5)로 액체납 정량공급밸브(1)를 구성하되,
상기 밸브몸체(1a)는 측면과 상부면으로 액체납투입공(11)과, 액체납배출공(12)을 구분되게 형성하여 각각 저장실(13)과 연결되도록 구성시키되, 액체납배출공(12)의 하단을 경사지게 확장형성하여 개폐면(12')을 얻고 저장실(13) 내주면에는 히터선 내지는 히터판(13')을 설치하여 구성하고,
상기 밸브몸체(1a) 하부면에 결합된 밸브고정판(2)은 그 중심선상으로 다단의 헤드작동대 설치공(21)을 형성하여 구성하며,
상기 개폐헤드(3)는 그 상단을 원뿔형상으로 형성하여 밸브몸체(1a)의 액체납배출공(12) 하단 개폐면(12')과 밀착되u도록 구성하고,
상기 헤드작동대(4)는 밸브고정판(2)의 설치공(21)을 관통한 상태에서 그 상부의 나사대(41)는 저장실(13) 내의 개폐헤드(3) 하단부와 결합시키고, 하부는 실린더(5)의 실린더로드(51)와 연결하여 구성토록 함을 특징으로 하는 액체납땜 장치용 액체납 정량공급 밸브에 있어서;

상기 밸브몸체(1a)의 하부면과 밸브고정판(2) 사이로 중심에 끼움공(81)이 형성된 블록 형상의 박판(8)을 끼움 구성하되,
상기 박판(8)의 중심 끼움공(81)은 개폐헤드(3)와 헤드작동대(4) 사이에 끼움결합시켜 저장실(13) 내의 액체납(c)이 밸브몸체(1a)와 밸브고정판(2) 사이, 그리고 개폐헤드(3)와 헤드작동대(4)가 승, 하강 작용할 때 밸브고정판(2) 중심의 헤드작동대설치공(21) 사이로 누수되는 현상을 방지할 수 있도록 그 밀폐력을 보강함을 특징으로 하는 액체납땜 장치용 액체납 정량 공급밸브.
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