KR101230399B1 - 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치에 관한 것으로, 인쇄회로기판의 상부에 위치되며 상기 인쇄회로기판에 각종 칩을 접합하기 위한 개구부 패턴이 형성되는 메탈마스크와, 상기 메탈마스크의 표면으로 공급되는 솔더크림을 고르게 도포되도록 밀어서 인쇄하는 스퀴지와, 상기 스퀴지를 상하로 이동시키는 스퀴지 구동부와, 상기 스퀴지 구동부를 장착하여 전후로 이동가능하게 설치되는 지지대로 이루어지는 것에 있어서, 솔더크림이 내장되는 실린더형 튜브의 상부에 설치되어 상기 튜브를 스퀴지 구동부의 전, 후, 좌, 우측부 중에 선택하여 하나 이상을 스퀴지를 향하여 소정각도로 경사지게 고정 설치하기 위한 튜브 홀더; 상기 튜브의 하부에 연결 설치되어 상기 튜브에 내장된 솔더크림을 배출하기 위한 배출구; 상기 배출구의 끝단에 연결 설치되어 상기 솔더크림이 굳어지는 것을 방지하는 솔더크림 커팅 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하여, 튜브에 내장되어 있는 솔더크림으로 인쇄회로기판에 인쇄할 때 소진되는 양만큼 솔더크림을 메탈마스크에 자동으로 보충되도록 하여 인쇄불량을 방지할 수 있고, 배출이 종료된 직후에는 공기를 분사하여 그 공기압으로 솔더크림 커팅 노즐 배출구의 솔더크림을 절단할 수 있도록 하여 솔더크림이 공기에 노출되어 쉽게 굳어지게 되거나 스퀴지 이동시 메탈마스크의 개구부 패턴에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

Description

스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치{Automatic supplying apparatus of solder cream for screen printer}

본 발명은 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크린 프린터를 이용하여 인쇄회로기판에 각종 칩을 접합하기 위해 솔더크림으로 인쇄할 때 솔더크림이 소진되는 양만큼 메탈마스크에 자동으로 보충되도록 하여 작업의 효율성과 인쇄성을 높이며, 솔더크림 공급 후 실린더형 튜브 배출구에 솔더크림이 공기에 노출되어 시간이 지남에 따라 쉽게 굳어지게 되는 것을 방지할 수 있도록 한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 전자제품이나 전자장비에 사용되는 인쇄회로기판은 여러 단계를 거치면서 완성되게 되며, 상기한 인쇄회로기판은 열에 약할 뿐만 아니라 파손되기 쉬운 에폭시 수지 또는 페놀-포름알데히드 수지(일명 베이클라이트 수지)로 되어 있기 때문에 그 처리공정에 각별한 주의를 요하게 된다.

즉, 상기 인쇄회로기판의 표면처리 공정인 S.M.D(surface mount device) 공정을 살펴보면, 우선 인쇄회로기판을 탑재시켜 이동시키는 로더를 이용한 로딩공정을 거치게 되고, 상기 로더로부터 옮겨진 인쇄회로기판을 고정하여 이 인쇄회로기판에 솔더크림(미세한 솔더입자를 액상의 플럭스(flux)와 혼합하여 제조된 페이스트(paste)상의 솔더)을 고르게 도포되도록 밀어서 인쇄하게 되는 스크린 프린터공정을 거치게 되며, 이러한 공정이 끝나게 되면 솔더크림이 인쇄된 인쇄회로기판에 각종 칩이 탑재되어 실장되는 마운터공정을 거친 후, 상기 각종 칩이 탑재된 인쇄회로기판을 전체적으로 가열하여 각종 칩을 인쇄회로기판에 견고히 접합시키는 리플로우(reflow) 솔더링 공정을 거쳐 인쇄회로기판을 언로드에 의해 이동시키는 것이다.

여기서, 상기 스크린 프린터공정에 사용되는 스크린 프린터는 상기 인쇄회로기판의 상부에서 전후로 이동되면서 스퀴지를 이용하여 메탈마스크에 공급되는 솔더크림을 고르게 도포되도록 밀어서 메탈마스크의 개구부 패턴(인쇄회로기판에 인쇄를 하기 위한 홀)을 통하여 인쇄회로기판의 각종 칩이 접합되는 부분에 인쇄하는 장비이다.

또한 상기한 솔더크림은 용기에 담겨져 있으므로 사용하지 않을 때는 공기에 노출되면 시간이 경과함에 따라 물성변화가 일어나므로 항상 냉장보관을 해야 하며, 사용할 때는 습기 유입으로 인한 점도 불량을 방지하기 위해 반드시 적정온도인 20℃ 전후로 2시간 정도 실온화 시켜 점도를 유지한 후 사용하여야 한다.

상기와 같이 적정온도와 점도 유지가 된 솔더크림을 스크린 프린터의 메탈마스크에 최초로 공급할 때 일반적으로 주걱이나 솔더 건을 이용하여 공급하게 되며, 인쇄회로기판에 인쇄 후 소진되는 양만큼 계속적으로 솔더크림을 주걱이나 솔더 건, 실린더형 튜브 등을 이용하여 메탈마스크에 보충하여야만 인쇄회로기판에 인쇄불량이 발생하지 않는다.

그러나, 상기한 스크린 프린터는 용기에 담겨진 솔더크림을 주걱을 이용하여 메탈마스크에 보충하게 되면, 솔더크림의 양을 확인하고 조절하기 위해 작업자가 대기해야 하므로 시간을 낭비하게 되고, 솔더크림이 공기 중에 노출되어 점도의 변화가 발생하게 되며, 솔더크림의 공급시기를 놓치면 인쇄회로기판의 인쇄불량 발생 및 기공급된 솔더크림의 물성변화에 의해 메탈마스크 전체에 걸쳐 골고루 도포되지 않기 때문에 인쇄할 때에 스퀴지에 하중이 편중되어 인쇄성이 저하되며, 솔더크림을 공급할 때 작업자의 손이나 스크린 프린터에 흘리게 될 뿐만 아니라 용기 내에 잔량이 발생하게 되어 솔더크림의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 실린더형 튜브를 이용하여 솔더크림을 메탈마스크에 공급하더라도 솔더크림 공급 후 실린더형 튜브의 배출구에 솔더크림이 점성에 의하여 실처럼 얇게 늘어져 공기에 노출되어 쉽게 굳어지는 물성변화를 일으키게 됨으로써 솔더크림을 사용할 때마다 실린더형 튜브의 배출구 부분에 늘어져 있는 솔더크림에 의해 인쇄불량이 발생하게 되고, 스퀴지 이동시 메탈마스크의 개구부 패턴(인쇄회로기판에 인쇄를 하기 위한 홀)으로 떨어지게 되어 인쇄회로기판에 인쇄불량이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 스크린 프린터의 메탈마스크에 솔더크림을 보충할 때 공기 중의 노출을 최소화하면서 인쇄회로기판에 인쇄할 때 소진되는 양만큼 솔더크림을 메탈마스크에 자동으로 공급할 수 있도록 하여 솔더크림의 공급부족 및 물성변화에 의한 인쇄회로기판의 인쇄불량을 방지하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 스크린 프린터의 메탈마스크에 솔더크림 공급 후 실린더형 튜브의 배출구에 위치되는 솔더크림을 자동으로 절단할 수 있도록 하여 솔더크림이 공기에 노출되어 쉽게 굳어지게 되거나 스퀴지 이동시 메탈마스크의 개구부 패턴에 떨어지는 것을 방지함으로써, 인쇄회로기판의 인쇄성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치는, 인쇄회로기판의 상부에 위치되며 상기 인쇄회로기판에 각종 칩을 접합하기 위한 개구부 패턴이 형성되는 메탈마스크와, 상기 메탈마스크의 표면으로 공급되는 솔더크림을 고르게 도포되도록 밀어서 인쇄하는 스퀴지와, 상기 스퀴지를 상하로 이동시키는 스퀴지 구동부와, 상기 스퀴지 구동부를 장착하여 전후로 이동가능하게 설치되는 지지대로 이루어지는 것에 있어서, 솔더크림이 내장되는 실린더형 튜브의 상부에 설치되어 상기 튜브를 스퀴지 구동부의 전, 후, 좌, 우측부 중에 선택하여 하나 이상을 스퀴지를 향하여 소정각도로 경사지게 고정 설치하기 위한 튜브 홀더; 상기 튜브의 하부에 연결 설치되어 상기 튜브에 내장된 솔더크림을 배출하기 위한 배출구; 상기 배출구의 끝단에 연결 설치되어 상기 솔더크림이 굳어지는 것을 방지하는 솔더크림 커팅 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지지대에는 상기 튜브를 소정각도로 경사지게 위치시켜서 설치하기 위한 장공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 솔더크림 커팅 노즐에는 하부 일측면에 공기가 주입되어 솔더크림의 배출 종료 직후 솔더크림에 공기를 분사하여 그 공기압으로 절단하기 위한 공기주입구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 튜브의 일측부에는 상기 튜브에 내장된 솔더크림의 잔량을 감지하는 제1 감지센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 지지대의 하부에는 상기 스퀴지의 이동횟수 및 이동거리를 감지하기 위한 제2 감지센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치에 의하면, 튜브에 내장되어 있는 솔더크림으로 인쇄회로기판에 인쇄할 때 소진되는 양만큼 솔더크림을 메탈마스크에 자동으로 보충되도록 소정량이 배출이 되므로 인쇄불량을 방지할 수 있으며, 배출 종료 직후에는 솔더크림 커팅 노즐의 공기주입구를 통하여 공기가 공급되고 솔더크림 커팅 노즐의 배출구에 위치되는 솔더크림에 공기를 분사하여 그 공기압으로 솔더크림을 절단할 수 있으므로 솔더크림이 공기에 노출되어 쉽게 굳어지게 되거나 스퀴지 이동시 메탈마스크의 개구부 패턴에 떨어지는 것을 방지하여 인쇄회로기판의 인쇄성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 요부를 나타내 보이기 위한 부분확대 사시도,
도 3a 및 도 3b는 스크린 프린터의 스퀴지 작동상태를 나타낸 도면,
도 4는 도 2의 실린더형 튜브의 결합상태를 나타낸 확대 사시도,
도 5a는 본 발명에 의한 솔더크림 커팅 노즐의 사시도, 도 5b는 도 5a를 절반으로 절단하여 내부를 나타내 보이기 위한 솔더크림 커팅 노즐의 사시도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 기재하고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 기능 및 구성에 대하여는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부를 나타내 보이기 위한 부분확대 사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 스크린 프린터의 스퀴지 작동상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 실린더형 튜브의 결합상태를 나타낸 확대 사시도이며, 도 5a는 본 발명에 의한 솔더크림 커팅 노즐의 사시도이고, 도 5b는 도 5a를 절반으로 절단하여 내부를 나타내 보이기 위한 솔더크림 커팅 노즐의 사시도이다.

본 발명에 의한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치를 설명하기에 앞서 일반적인 스크린 프린터에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴보면, 인쇄회로기판(10)의 상부에 위치되며 상기 인쇄회로기판에 각종 칩을 접합하기 위한 개구부 패턴이 형성되는 메탈마스크(20)와, 상기 메탈마스크(20)의 표면으로 공급되는 솔더크림(30)을 고르게 도포되도록 밀어서 인쇄하는 스퀴지(40)와, 상기 스퀴지(40)를 상하로 이동시키는 스퀴지 구동부(50)와, 상기 스퀴지 구동부(50)를 장착하여 전후로 이동가능하게 설치되는 지지대(60)로 이루어져 있다.

본 발명에 의한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치는 도 1 내지 도 4와 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 상기한 스크린 프린터류에 설치하여 인쇄회로기판(10)에 각종 칩을 접합하기 위해 솔더크림(30)으로 인쇄할 때 솔더크림(30)이 소진되는 양만큼 솔더크림(30)을 자동으로 공급하기 위해 사용되는 것으로, 크게 실린더형 튜브(70)를 소정각도로 경사지게 고정 설치하기 위한 튜브 홀더(71)와, 상기 튜브(70)의 하부에 연결 설치되어 상기 튜브에 내장된 솔더크림(30)을 배출하기 위한 배출구(72)와, 상기 배출구(72)의 끝단에 연결 설치되어 상기 솔더크림(30)이 굳어지는 것을 방지하는 솔더크림 커팅 노즐(73)로 구성된다.

상기 튜브 홀더(71)는 솔더크림(30)이 내장되는 실린더형 튜브(70)의 상부가삽입되어 상기 튜브(70)가 탈착될 수 있도록 설치되어 있으며, 상기 스퀴지 구동부(50)를 사이에 두고 좌, 우측부에 스퀴지(40)를 향하여 소정각도로 경사지게 고정 설치되어 있다. 이때, 인쇄회로기판(10)의 크기가 작은 것은 스퀴지 구동부(50)의 전, 후측부 중앙의 어느 한 곳에 위치시켜 별도의 브라켓(도시생략)을 이용하여 나사공(77)에 볼트로 체결하여 소정각도로 경사지게 고정 설치할 수도 있고, 필요에 따라 스퀴지 구동부(50)의 전, 후, 좌, 우측부 중에 선택하여 하나 이상의 튜브(70)를 스퀴지(40)를 향하여 소정각도로 경사지게 고정 설치할 수 있다.

상기 배출구(72)는 솔더크림(30)이 내장되어 있는 튜브(70)에 공기를 주입하여 그 공기압으로 밀려서 내려오는 솔더크림(30)을 안내하여 배출하기 위한 것으로, 상기 튜브(70)의 출구인 하부에 연결 설치되어 있다.

상기 솔더크림 커팅 노즐(73)은 솔더크림(30)이 굳어지는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 배출구(72)의 끝단에 나사결합으로 연결 설치되어 있다.

한편, 상기 솔더크림 커팅 노즐(73)에는 하부 일측면에 공기가 주입되어 솔더크림(30)의 배출 종료 직후 솔더크림(30)에 공기를 분사하여 그 공기압으로 절단하기 위한 공기주입구(74)가 형성된다. 이는 상기한 솔더크림(30)이 배출구(78)를 통하여 배출된 후 솔더크림(30)이 실처럼 얇게 늘어지게 되는 현상을 방지하기 위한 것이다. 그러므로 사용 후 튜브(70)와 연결된 끝부분 즉 솔더크림 커팅 노즐(73)의 배출구(78)에 솔더크림(30)이 시간이 지남에 따라 쉽게 굳어 버리는 현상을 방지할 수 있게 된다.

상기 지지대(60)에는 상기 튜브(70)를 소정각도로 경사지게 위치시켜서 설치하기 위한 장공(61)이 형성되어 있다.

상기 튜브(70)의 일측부에는 상기 튜브(70)에 내장된 솔더크림(30)의 잔량을 감지하는 제1 감지센서(75)가 구비되어 있다. 이때, 상기 제1 감지센서(75)는 브라켓을 상기 튜브 홀더(71)에 고정 설치한 후 상기 튜브(70)의 외측면 하단에 근접시켜 설치하는 것이 바람직하다.

상기 지지대(60)의 하부에는 상기 스퀴지(40)의 이동횟수 및 이동거리를 감지하기 위한 제2 감지센서(76)가 구비되어 있다. 이때, 상기 제2 감지센서(76)는 지지대(60)가 전후로 이동할 때 스퀴지(40)의 측면부를 감지하도록 되어 있다.

한편, 케이스(90)의 외부 일측에는 내부에 튜브(70)에 내장된 솔더크림(30)의 잔량 및 제1 및 제2 감지센서(75,76)의 동작, 내부의 스퀴지(40)의 오작동 등에 의해 그 신호를 빛 또는 소리로 방출하기 위한 표시부(80)가 구비된다.

상기의 튜브(70)와 솔더크림 커팅 노즐(73)의 컴프레서에 의한 압축공기 공급, 제1 및 2 감지센서(75, 76) 등의 작동은 도면에 구체적으로 도시되지 않았지만, 상기 케이스(90)의 외측 또는 내측에 별도의 제어부를 구비하여 사용할 수 있는 것으로 이에 대한 구체적인 설명은 공지의 기술이므로 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치의 작동에 대하여 설명한다.

우선 사용자는 전원버튼(미도시)을 작동하게 되면, 상기 실린더형 튜브(70)의 상부로 공기가 주입되어 튜브(70)에 내장되어 있는 솔더크림(30)이 공기압에 의해 밀려서 내려오게 되면서 상기 메탈마스크(20)의 표면으로 인쇄회로기판(10)에 인쇄할 때 소진되는 양만큼 소정량이 배출되며, 솔더크림(30)의 배출이 종료된 직후 상기 솔더크림 커팅 노즐(73)의 공기주입구(74)를 통하여 공기가 공급되어 솔더크림 커팅 노즐(73)의 배출구(78)에 위치되는 솔더크림(30)에 공기를 분사하여 그 강한 공기압으로 솔더크림(30)을 절단하게 되는 것이다.

이후 도 3a와 도 3b에 나타낸 바와 같이 스퀴지(40)가 ‘/’ ‘＼’형태로 경사지게 형성되어 상기 스퀴지(40)가 우측으로 이동할 때에는 “/”의 스퀴지(40)가 좌측으로 이동할 때에는 “＼”의 스퀴지(40)가 스퀴지 구동부(50)를 통하여 하강하여 상기 솔더크림(30)을 골고루 밀어서 도포하여 인쇄회로기판(10)에 인쇄가 되는 것이다.

한편, 상기 제1 감지센서(75)는 튜브(70)에 내장된 솔더크림(30)의 잔량을 감지하여 튜브(70)의 교체를 상기 표시부(80)를 통하여 출력할 수 있고, 또한, 제2 감지센서(76)는 스퀴지(40)의 이동횟수 및 이동거리를 감지하여 메탈마스크(20)에 솔더크림(30)이 완전히 도포되면 이를 교체하라는 신호를 상기 표시부(80)를 통하여 출력할 수 있는 것이다.

상기와 같은 작업을 통하여 인쇄회로기판(10)에 메탈마스크(20)를 통하여 인쇄가 완료되면 새로운 인쇄회로기판(10)을 로드하여 상기와 같은 순서에 의해 작업을 진행하게 되는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명에 의한 솔더크림 자동공급장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 상기 솔더크림 대용으로 인쇄용 본드를 사용하고, 인쇄회로기판 대용으로 사용자가 필요로 하는 평판 보드를 사용하여 메탈마스크를 통해 인쇄할 수 있다.

10 : 인쇄회로기판 20 : 메탈마스크
30 : 솔더크림 40 : 스퀴지
50 : 스퀴지 구동부 60 : 지지대
61 : 장공 70 : 튜브
71 : 튜브 홀더 72, 78 : 배출구
73 : 솔더크림 커팅 노즐 74 : 공기주입구
75 : 제1 감지센서 76 : 제2 감지센서
77 : 나사공 80 : 표시부
90 : 케이스

Claims (5)

1. 인쇄회로기판(10)의 상부에 위치되며 상기 인쇄회로기판에 각종 칩을 접합하기 위한 개구부 패턴이 형성되는 메탈마스크(20)와, 상기 메탈마스크(20)의 표면으로 공급되는 솔더크림(30)을 고르게 도포되도록 밀어서 인쇄하는 스퀴지(40)와, 상기 스퀴지(40)를 상하로 이동시키는 스퀴지 구동부(50)와, 상기 스퀴지 구동부(50)를 장착하여 전후로 이동가능하게 설치되는 지지대(60)로 이루어지는 것에 있어서,
   솔더크림(30)이 내장되는 실린더형 튜브(70)의 상부에 설치되어 상기 튜브(70)를 스퀴지 구동부(50)의 전, 후, 좌, 우측부 중에 선택하여 하나 이상을 스퀴지(40)를 향하여 소정각도로 경사지게 고정 설치하기 위한 튜브 홀더(71);
   상기 튜브(70)의 하부에 연결 설치되어 상기 튜브에 내장된 솔더크림(30)을 배출하기 위한 배출구(72);
   상기 배출구(72)의 끝단에 연결 설치되어 상기 솔더크림(30)이 굳어지는 것을 방지하는 솔더크림 커팅 노즐(73)을 포함하며,
   상기 지지대(60)의 하부에는 상기 스퀴지(40)의 이동횟수 및 이동거리를 감지하기 위한 제2 감지센서(76)가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지대(60)에는 상기 튜브(70)를 소정각도로 경사지게 위치시켜서 설치하기 위한 장공(61)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 솔더크림 커팅 노즐(73)에는 하부 일측면에 공기가 주입되어 솔더크림(30)의 배출 종료 직후 솔더크림(30)에 공기를 분사하여 그 공기압으로 절단하기 위한 공기주입구(74)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 튜브(70)의 일측부에는 상기 튜브(70)에 내장된 솔더크림(30)의 잔량을 감지하는 제1 감지센서(75)가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터의 솔더크림 자동보충장치.
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