KR101281553B1 - 리플로우 납땜기용 질소공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리플로우 납땜기용 질소공급장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 입구와 출구를 갖는 오븐의 가열실 하부에 구비된 중공수평부재와; 상기 중공수평부재의 내부에 질소를 공급하도록 구비된 질소공급부의 노즐과; 상기 노즐이 구비된 중공수평부재의 상부에 구비된 확산부재; 및 상기 확산부재의 상부에 수직되게 구비된 중공수직부재로 구성되어지고, 상기 중공수평부재는 오븐의 하부에 수평되게 구비됨을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 커튼실에 근접된 가열실 내부가 완전한 질소분위기로 형성됨으로써, 리플로우 납땜기의 오류를 막음과 동시에 양질의 납땜을 얻을 수 있고, 질소의 소모량을 줄이는 가운데 생산성을 높일 수 있게 된다.

Description

리플로우 납땜기용 질소공급장치{NITROGEN SUPPLY DEVIDE FOR REFLOW SOLDERING MACHINE}
본 발명은 리플로우 납땜기용 질소공급장치에 관한 것으로서, 특히 노즐을 통해 오븐의 가열실 하부에 구비된 중공수평부재로 질소가 공급되어 저장되고, 저장된 질소가 확산부재를 통해 상,하 블레이드 커튼 사이를 경유하여 중공수직부재로 유입되어 질소커튼이 형성되어지도록 한 것이다.
일반적으로 리플로우 납땜장치는 프린트 기판에 칩 부품을 땜납 페이스트나 접착제를 이용하여 임시로 부착한 후 대략 215℃ 이상 가열된 공기나 원격적외선을 조사하여 땜납 페이스트가 융해됨으로써, 땜납이 행하여지고, 납땜 종료 후 자연적으로 냉각되어 응고되면서 칩 부품이 프린트 기판에 장착된다. 즉, 리플로우 납땜장치는 전자부품을 탑재한 기판을 컨베이어로 반송하면서 오븐(가열실)에서 가열하여 땜납 페이스트(slodreing paste)를 용융시킨 후 냉각실에서 냉각 및 고화시켜 전자부품을 기판상에 납땜하는 장치이다.
도1은 종래 기술에 따른 리플로우 납땜기의 개략적인 구성도이고, 도2는 종래 기술에 따른 리플로우 납땜기의 종단면도이다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 리플로우 납땜기(80)는 입구(801)와 출구(802)를 갖는 오븐(81)의 입구(801)측과 출구(802)측에 각각 커튼실(811)(811')이 배치되어 컨베이어(82)를 통해 피씨비(83)가 오븐(81)의 내부로 유입 또는 유출되는 과정에서 질소투입구(814)를 통해 투입된 질소가 외부로 누출되는 것을 방지하고, 이 거튼실(811)(811') 사이에 가열실(812)과 냉각실(813)이 배치되어 있다.
오븐(81)은 벽체로 둘러 쌓인 중앙을 관통하는 진행로 인접부에 배치된 히터(84)를 통해 공기를 가열하여 열풍을 생성시키는 가열실(812) 및 이 가열실(812)과 연통되게 송풍팬(85)에 의해 가열실(812)의 열풍을 흡입하여 진행로(86)를 따라 이동되는 컨베이어(82)의 피씨비(83)로 공급하는 송풍실(87)을 포함하는 구성으로 되어 있다.
이러한 오븐(81)의 가열실(812)과 송풍실(87)은 진행로(86) 사이에 설치되어 있으며, 히터(84)를 통해 가열된 가열실(812)의 열풍을 송풍팬(85)에 의해 송풍실(87)로 흡입한 후 진행로(86)의 피시비(83)로 공급하여 전자부품을 탑재한 피씨비(83) 상의 땝납 페이스트를 가열 및 융해시키게 되는 것이다.
그리고 피씨비(83) 상에 용융 접합된 땜납은 냉각실(813)을 거치면서 경화되어 최종적으로 피씨비(83) 상으로서의 전자부품 탑재 작업이 완성되는 것이다.
이러한 과정에서 질소투입구(814)를 통해 질소가 오븐(18)으로 투입되어 질소분위기가 형성되어 땜납이 용이하게 이루어진다.
그러나 질소투입구(814)를 통해서 질소가 투입되면 오븐(81)의 내부는 대기압력보다 압력이 상승하여 커튼실(811)(811')에 연결되어 있는 외부와 압력평형을 이루려고 오븐(81) 내부의 공기 및 질소가 입구(801)와 출구(802)를 통해 빠져나감에 따라 도3에 도시된 바와 같이, 정상적인 질소분위기는 200~500PPM으로 설정치인 500PPM이 유지되어야 하나 커튼실(811)(811')에 근접된 가열실(812) (Z1,Z2,Z3,Z7, Z8,Z9) 내부가 불완전한 질소분위기로 형성됨으로써, 리플로우 납땜기에 오류가 발생하며 납땜에 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 하나의 질소공급부를 통해 다수개의 오븐으로 질소가 공급되는 과정에서 초기공급량을 설정해 놓아도 작업연건이나 환경이 가변될 경우, 각각의 오븐 내부에서 불완전한 질소분위기가 형성됨에 따라 동일한 문제점이 발생되었다.
또한, 납땜 작업이 중단됨에 따라 생산성이 낮아지는 문제점이 있었다.
그리고 안정된 질소분위기를 형성하기 위해 많은 량의 질소가 공급될 경우, 질소의 소모량이 증가되는 문제점이 있었다.
본 발명은 커튼실에 근접된 가열실 내부에 불완전한 질소분위기가 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하고, 이를 통해 납땜에 불량이 발생되는 것과 생산성이 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 하고, 아울러 질소의 소모량을 줄일 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 입구(IN)와 출구(OUT)를 갖는 오븐(O)의 가열실(H) 하부에 구비된 중공수평부재(10)와; 상기 중공수평부재(10)의 내부에 질소를 공급하도록 구비된 질소공급부(20)의 노즐(21)과; 상기 노즐(21)이 구비된 중공수평부재(10)의 상부에 구비된 확산부재(30); 및 상기 확산부재(30)의 상부에 수직되게 구비된 중공수직부재(40)로 구성되어지고, 상기 중공수평부재(10)는 오븐의 하부에 수평되게 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 중공수평부재(10)는 오븐(O)의 하부 양측에 가열실(H) 가운데를 향하여 구비되고, 상기 노즐(21)은 오븐(O)의 입구(IN)와 출구(OUT)측에 근접된 부분의 중공수평부재(10)에 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 중공수평부재(10)는 하부패널(11)의 양측으로 직립되게 형성된 사이드패널(12) 상부에 상부패널(13)이 덮혀져 길이방향으로 형성됨으로써 상기 하부패널(11), 사이드패널(12) 및 상부패널(13)에 의하여 내부공간부(14)가 제공되고,상기 내부공간부(14)는 양측 단부가 폐쇄되고, 상기 내부공간부(14)가 제공된 사이드패널(12)에 관통홀(121)이 형성되어 상기 노즐(21)이 관통되게 결합되고, 상기 상부패널(13)에 결합공(131)을 형성하여 확산부재(30)의 하부가 결합됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 노즐(21)은 오븐(O)의 하부 외측과 사이드패널(12)을 관통한 파이프체로 형성되고, 상기 파이프체는 사이드패널(12)을 관통하여 내부공간부(14)의 가운데까지 연장되고, 상기 내부공간부(14)의 가운데에서 가열실(H)의 가운데를 향하여 절곡됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 확산부재(30)는 관통되게 형성된 유입홀(311)의 내주연부가 하향되게 돌출된 확산하부패널(31)과; 상기 확산하부패널(31)의 가장자리에 직립되게 상부로 절곡된 확산사이드패널(32)과; 상기 확산사이드패널(32)의 상부에 덮혀지게 절곡된 확산상부패널(33)로 구성되어지고, 상기 확산하부패널(31)과 확산사이드패널(32) 및 확산상부패널(33)이 직사각형태로 형성되어지고, 상기 확산사이드패널(32)에 장공형태를 갖는 확산홀(321)이 다수개 관통되게 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 중공수직부재(40)는 하부만이 개방된 직사각형태를 갖도록 형성되고, 상기 개방된 중공수직부재(40)의 하부 양측에 가열실(H)내의 질소가스가 유출되는 것을 차단하는 상,하 블레이드 커튼(C)이 구비됨을 특징으로 한다.
본 발명은 노즐을 통해 오븐의 가열실 하부에 구비된 중공수평부재로 질소가 공급되어 저장되어지고, 저장된 질소가 확산부재를 통해 상,하 블레이드 커튼 사이를 경유하여 중공수직부재로 유입 역류되어 질소커튼이 형성되어지도록 함으로써, 가열실내의 질소가스가 유출되는 것을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 커튼실에 근접된 가열실 내부에 불완전한 질소분위기가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
또한, 이를 통해 납땜에 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
또한, 리플로우 납땜기의 오류가 발생되는 것을 방지하여 작업이 중단되는 것을 막음으로써, 생산성이 낮아지는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 질소의 소모량을 줄일 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
도1은 종래 기술에 따른 리플로우 납땜기의 개략적인 구성도.
도2는 종래 기술에 따른 리플로우 납땜기의 종단면도.
도3은 종래 기술에 따른 리플로우 납땜기의 산소수준을 도시한 PPM선 그래프.
도4는 본 발명에 따른 질소공급장치가 구비된 리플로우 납땜기의 개략적인 구성도.
도5는 본 발명에 따른 리플로우 납땜기의 질소공급장치만을 도시한 확대도.
도6은 본 발명에 따른 질소공급장치가 구비된 리플로우 납땜기의 종단면도.
도7은 본 발명에 따른 질소공급장치가 구비된 리플로우 납땜기의 산소수준을 도시한 PPM선 그래프.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도4는 본 발명에 따른 질소공급장치가 구비된 리플로우 납땜기의 개략적인 구성도이고, 도5는 본 발명에 따른 리플로우 납땜기의 질소공급장치만을 도시한 확대도이고, 도6은 본 발명에 따른 질소공급장치가 구비된 리플로우 납땜기의 종단면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 질소공급장치는 리플로우 납땜기를 구성하는 오븐(O)의 내부에 질소상승 기류로 인한 질소커튼이 형성되어 오븐(O)의 내부로 공급된 질소가 외부로 누출되는 것을 방지함으로써, 오븐(O)에 안정된 질소분위기가 제공되어질 수 있도록 한 것이다. 이러한 질소공급장치가 설치된 오븐(O)의 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
상기 질소공급장치는 중공수평부재(10), 질소공급부(20)의 노즐(21), 확산부재(30) 및 중공수직부재(40)로 구성되어 있다.
여기에서, 상기 중공수평부재(10)는 질소공급부(20)의 질소가 노즐(21)을 통해 공급되어 임시로 저장되고, 저장량이 증가되어 일정량 이상되어 압력이 균일하게 유지되는 챔버 기능을 갖도록 구성되어 있다. 이러한 중공수평부재(10)의 내부로 공급된 질소는 확산부재(30)를 통해 중공수직부재(40)로 이동되는 과정에서 질소커튼이 형성되게 된다. 이를 위해, 상기 중공수평부재(10)는 하부패널(11)의 양측으로 사이드패널(12)이 직립되게 형성되고, 상기 사이드패널(12)의 상부에 상부패널(13)이 덮혀 길이방향으로 길게 형성되어 있다. 상기 하부패널(11)과 사이드패널(12) 및 상부패널(13)에 의하여 내면으로 제공되어지는 내부공간부(14)는 충분한 공간이 확보되어질 수 있게 되어 있다. 상기 내부공간부(14)가 제공되는 중공수평부재(10)의 양측단부는 폐쇄되어 밀폐된 공간을 갖도록 되어 있다.
상기 내부공간부(14)가 제공된 사이드패널(12)에 소정 직경을 갖는 관통홀(121)이 형성되어 상기 질소공급부(20)에 연결된 노즐(21)이 관통되게 내부로 삽입될 수 있게 결합되어 있다. 상기 상부패널(13)에는 결합공(131)을 형성하여 확산부재(30)의 하부가 결합되어 있다. 이러한 상기 중공수평부재(10)는 입구(IN)와 출구(OUT)를 갖는 오븐(O)의 가열실(H) 하부에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 중공수평부재(10)가 오븐(O)의 가열실(H) 하부에 구비되도록 하였으나, 상기 중공수평부재(10)는 오븐(O)에 구비된 입구(IN) 또는 출구(OUT)에 근접되게 구비되어지도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 중공수평부재(10)가 구비된 대응되는 곳은 종래와 동일한 구조를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 경우에 따라 입구(IN)와 출구(OUT) 양측에 중공수평부재(10)가 구비되어지도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 질소공급부(20)는 상기 중공수평부재(10)의 내부에 적정량의 질소가 안정되게 공급되도록 구비되어 있다. 이를 위해, 상기 질소공급부(20)는 오븐(O)의 외부에 설치된 것으로 미도시한 질소탱크와 질소탱크내에 저장되어 있는 질소를 공급하는 밸브 및 펌프 등이 구비되어지도록 하는 것이 바람직하다.
상기 노즐(21)은 오븐(O)의 하부 외측과 사이드패널(12)을 관통한 내부가 비어 있는 파이프체로 형성되어 있다. 상기 파이프체는 사이드패널(12)을 관통하여 내부공간부(14)의 가운데까지 연장되어 상기 중공수평부재(10)와 상호 간섭이 발생되는 것을 방지하는 가운데 질소가 내부공간부(14)의 가운데로 균일하게 공급되게 구성되어 있다. 상기 노즐(21)의 끝은 내부공간부(14)의 가운데에서 가열실(H)의 가운데를 향하여 절곡되게 구성되어 있다. 이러한 상기 노즐(21)은 오븐(O)의 입구(IN)와 출구(OUT)측에 근접된 부분의 중공수평부재(10)에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 확산부재(30)는 중공수평부재(10)로 공급된 질소가 상부로 균일하게 배출되는 기능을 갖는 것으로 상기 노즐(21)이 구비된 중공수평부재(10)의 상부에 구비되어 있다. 이러한 상기 확산부재(30)는 확산하부패널(31), 확산사이드패널(32) 및 확산상부패널(33)로 구성되어있다. 상기 확산하부패널(31)과 확산사이드패널(32) 및 확산상부패널(33)이 직사각형태로 형성되어 내부에 충분한 공간이 제공되게 구성되어 있다. 상기 확산사이드패널(32)에는 장공형태를 갖는 확산홀(321)이 다수개 관통되게 형성되어 있다.
상기 확산하부패널(11)은 하부가 관통되게 형성된 유입홀(311)의 내주연부가 하향되게 돌출되어 상부패널(13)에 형성된 결합공(311)에 용이하게 결합될 수 있게 구성되어 있다. 상기 확산사이드패널(12)은 상기 확산하부패널(31)의 가장자리에 직립되게 상부로 절곡되어 내부로 소정 공간을 확보할 수 있게 되어 있다. 상기 확산상부패널(13)은 확산사이드패널(12)의 상부에 덮혀지게 절곡되어짐으로써, 내,외부가 구분되어질 수 있게 구성되어 있다.
상기 중공수직부재(40)는 확산부재(30)를 통해 상부로 공급되어지는 질소가 상,하 블레이드 커튼(C) 사이를 경유하여 더 상부로 이동되는 과정에서 질소커튼이 형성되어지도록 하고, 질소가 상부로 이동된 후 하부로 역류되어 이동함으로써, 보다 강한 질소커튼이 형성되게 구성되어 있다. 이를 위해, 상기 중공수직부재(40)는 하부만이 개방된 직사각형태를 갖도록 형성되어 있다. 상기 개방된 중공수직부재(40)의 하부 양측은 가열실(H)내의 질소가스가 유출되는 것을 차단하는 상,하 블레이드 커튼(C)이 구비되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 리플로우 납땜기에 질소가 공급되어지는 과정은 다음과 같다.
먼저, 오븐(O)의 가열실(H)에 구비된 히터(84)에서 발생된 열이 송풍실(87)의 송풍팬(85)에 의한 흡입력과 배출력에 의하여 진행로(86)로 공급된다. 이와 동시에 질소공급부(20)의 노즐(21)을 통해 질소가 중공수평부재(10)의 내부로 공급되고, 중공수평부재(10)의 내부로 공급된 질소는 길이방향으로 이동되는 과정에서 타측 단부가 폐쇄되어 있음으로써, 역방향 즉, 중공수평부재(10)이 일측으로 향하여 이동되면서 일정량이 항상 유지된다.
다음, 중공수평부재(10)의 일측으로 이동된 질소는 유입홀(311)을 통해 확산부재(30)의 내부로 이동되어지고, 확산부재(30)의 내부로 이동된 질소는 확산사이드패널(12)에 형성된 확산홀(321)을 통해 배출된다.
다음, 확산홀(321)에서 배출된 질소는 상,하 블레이드 커튼(C) 사이의 공간을 통해 상부로 이동되는 과정에서 질소커튼이 형성되어짐으로써, 가열실(H) 내부의 질소가 외부로 누출되는 것을 최소화할 수 있게 된다.
이는 도7에 도시된 바와 같이, 정상적인 질소분위기는 200~500PPM으로 설정치인 500PPM이 유지됨으로써, 커튼실(811) (811')에 근접된 가열실(H)(Z1,Z2,Z3, Z7, Z8,Z9) 내부가 완전한 질소분위기로 형성된다.
이같은 상태에서 컨베이어(82)에 피씨비(83)가 안착된 상태에서 진행로(86)로 공급됨으로써, 전자부품을 탑재한 피씨비(83) 상의 땝납 페이스트가 가열 및 융해되어 지고, 피씨비(83) 상에 용융 접합된 땜납은 냉각실(813)을 거치면서 경화되어 최종적으로 피씨비(83) 상으로서의 전자부품 탑재 작업 즉, 양질의 납땜이 이루어지게 된다.
10:중공수평부재 11:하부패널
12:사이드패널 13:상부패널
14:내부공간부 20:질소공급부
21:노즐 30:확산부재
31:확산하부패널 32:확산사이드패널
33:확산상부패널 40:중공수직부재
121:관통홀 131:결합공
311:유입홀 321:확산홀
C:상,하 블레이드 커튼 H:가열실
IN:입구 O:오븐
OUT:출구

Claims (6)

  1. 입구(IN)와 출구(OUT)를 갖는 오븐(O)의 가열실(H) 하부에 구비된 중공수평부재(10)와;
    상기 중공수평부재(10)의 내부에 질소를 공급하도록 구비된 질소공급부(20)의 노즐(21)과;
    상기 노즐(21)이 구비된 중공수평부재(10)의 상부에 구비된 확산부재(30); 및
    상기 확산부재(30)의 상부에 수직되게 구비된 중공수직부재(40)로 구성되어지고, 상기 중공수평부재(10)는 오븐의 하부에 수평되게 구비됨을 특징으로 하는 리플로우 납땜기용 질소공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중공수평부재(10)는 오븐(O)의 하부 양측에 가열실(H) 가운데를 향하여 구비되고, 상기 노즐(21)은 오븐(O)의 입구(IN)와 출구(OUT)측에 근접된 부분의 중공수평부재(10)에 구비됨을 특징으로 하는 리플로우 납땜기용 질소공급장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중공수평부재(10)는 하부패널(11)의 양측으로 직립되게 형성된 사이드패널(12) 상부에 상부패널(13)이 덮혀져 길이방향으로 형성됨으로써 상기 하부패널(11), 사이드패널(12) 및 상부패널(13)에 의하여 내부공간부(14)가 제공되고,상기 내부공간부(14)는 양측 단부가 폐쇄되고, 상기 내부공간부(14)가 제공된 사이드패널(12)에 관통홀(121)이 형성되어 상기 노즐(21)이 관통되게 결합되고, 상기 상부패널(13)에 결합공(131)을 형성하여 확산부재(30)의 하부가 결합됨을 특징으로 하는 리플로우 납땜기용 질소공급장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐(21)은 오븐(O)의 하부 외측과 사이드패널(12)을 관통한 파이프체로 형성되고, 상기 파이프체는 사이드패널(12)을 관통하여 내부공간부(14)의 가운데까지 연장되고, 상기 내부공간부(14)의 가운데에서 가열실(H)의 가운데를 향하여 절곡됨을 특징으로 하는 리플로우 납땜기용 질소공급장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 확산부재(30)는 관통되게 형성된 유입홀(311)의 내주연부가 하향되게 돌출된 확산하부패널(31)과; 상기 확산하부패널(31)의 가장자리에 직립되게 상부로 절곡된 확산사이드패널(32)과; 상기 확산사이드패널(32)의 상부에 덮혀지게 절곡된 확산상부패널(33)로 구성되어지고, 상기 확산하부패널(31)과 확산사이드패널(32) 및 확산상부패널(33)이 직사각형태로 형성되어지고, 상기 확산사이드패널(32)에 장공형태를 갖는 확산홀(321)이 다수개 관통되게 형성됨을 특징으로 하는 리플로우 납땜기용 질소공급장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중공수직부재(40)는 하부만이 개방된 직사각형태를 갖도록 형성되고, 상기 개방된 중공수직부재(40)의 하부 양측에 가열실(H)내의 질소가스가 유출되는 것을 차단하는 상,하 블레이드 커튼(C)이 구비됨을 특징으로 하는 리플로우 납땜기용 질소공급장치.
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