KR101364751B1

KR101364751B1 - 납주조 장치 및 납주조 방법

Info

Publication number: KR101364751B1
Application number: KR1020130110205A
Authority: KR
Inventors: 손봉현
Original assignee: (주)명진테크윈
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2014-02-19

Abstract

본 발명에 의한 납주조 장치는, 내부로 납이 주입되는 납주조체; 상기 납주조체의 외벽 전체를 둘러싸도록 장착되는 가열수단; 상기 가열수단의 동작을 제어하는 온도제어부; 상기 납주조체의 온도를 측정하는 온도감지센서; 상기 납주조체와 상기 가열수단을 둘러싸는 보온재; 상기 온도감지센서에 의해 측정된 납주조체의 온도를 기록하는 온도기록계;를 포함한다. 본 발명에 의한 납주조 장치 및 방법을 이용하면, 납주조체의 온도를 체크해 가면서 가열수단을 제어하므로 납주조체의 예열 및 온도 유지를 정확하게 할 수 있고, 납주조체를 부위별로 순차적으로 냉각시킬 수 있어 고품질의 납을 제조할 수 있으며, 납주조체의 온도를 시간대별로 기록할 수 있어 제품의 신뢰도를 데이터로 입증할 수 있다는 장점이 있다.

Description

납주조 장치 및 납주조 방법 {Apparatus and method for casting lead}

본 발명은 주조 방식으로 납을 제조하는 납주조 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 납주조체의 형상에 관계없이 납주조체를 고르게 가열할 수 있고 납주조체를 부위별로 순차적으로 냉각시킴으로써 고품질의 납을 보다 간편하게 제조할 수 있도록 구성되는 납주조 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 납을 제조하고자 할 때에는 액상으로 가열된 납물을 납주조체에 주입한 후 일정 시간동안 냉각시키는 과정을 거치게 되는데, 납 주입 시 납의 응고방지 및 납주조체 내부의 불순물 부상, 공기 간극 형성 방지를 위해 상기 납주조체를 예열하고, 일정 시간 동안 온도를 관리해야 한다.

종래에는 납주조체 가열을 위해 가스히팅토치(Gas heating torch)나 석영관 전기히터를 주로 사용하였는데, 이와 같이 가스히팅토치나 석영관 전기히터를 이용하는 경우에는 납주조체의 온도 유지 및 관리에 있어 정확성이 떨어지고, 납주조체를 전체적으로 고르게 가열하는데 한계가 있으며, 많은 노동력이 소요된다는 단점이 있다. 또한, 납주조체의 형상이 변경됨에 따라 가스히팅토치와 석영관 전기히터를 새롭게 제작하여 설치해야 하는바, 납주조 장치의 제작비용이 매우 높아진다는 단점도 있다. 또한, 납주조 시 납주조체 내부의 불순물을 부상시키고 공기 간극을 없애기 위해서는 납주조체의 하단부터 점진적으로 냉각시켜야 하는데, 상기 가스히팅토치와 석영관 전기히터로는 이러한 작업이 불가하다는 단점이 있다.

한편, 종래에는 납주조 과정에서의 납주조체 온도를 기록하기 위한 별도의 장치가 없으므로, 고객사로부터 작업 신뢰도에 대한 클레임이 빈번히 제기된다는 문제점이 있다.

특허등록 제10-56007호 '핵 폐기물 수송용기의 납 주조방법'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 납주조체의 예열 및 온도 유지를 정확하게 할 수 있고, 납주조체를 부위별로 순차적으로 냉각시킬 수 있으며, 납주조체의 온도를 실시간으로 정확하게 제어하고 기록할 수 있는 납주조 장치 및 납주조 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 납주조 장치는, 내부로 납이 주입되는 납주조체; 상기 납주조체의 외벽 전체를 둘러싸도록 장착되는 가열수단; 상기 가열수단의 동작을 제어하는 온도제어부; 상기 납주조체의 온도를 측정하는 온도감지센서; 상기 납주조체와 상기 가열수단을 둘러싸는 보온재; 상기 온도감지센서에 의해 측정된 납주조체의 온도를 기록하는 온도기록계;를 포함한다.

상기 납주조체는 납이 주입되는 부위가 상하방향으로 둘 이상의 영역으로 구획되고, 상기 가열수단은 상기 납주조체의 각 영역을 독립적으로 둘러싸도록 둘 이상의 열을 이루도록 구성되며, 상기 온도제어부는, 상기 2열 이상의 가열수단을 각각 독립적으로 제어한다.

상기 온도제어부는, 상기 납주조체 냉각을 위해 상기 가열수단의 동작을 중단시킬 때, 가장 하측에 위치하는 열부터 순차적으로 동작을 중단시킨다.

상기 온도제어부는, 상기 납주조체 중 가열수단의 동작이 중단되어 냉각이 선행된 영역의 온도가 사전에 설정된 온도 이하로 하강되었을 때, 상기 냉각이 선행된 영역의 바로 위 영역에 장착된 가열수단의 동작을 중단시키도록 구성된다.

상기 가열수단은, 결합각도가 변경 가능하도록 힌지 결합되어 하나의 패드 형상을 이루는 다수 개의 세라믹 히팅블록과, 상기 세라믹 히팅블록으로부터 일방향으로 연장되도록 일렬로 연결되어 상기 히팅블록으로 전류를 전달하는 다수 개의 리드블록을 포함하여 구성된다.

상기 온도제어부는 실리콘 제어 정류기(Silicon controlled rectifier)이고, 상기 온도감지센서는 열전대센서로 적용된다.

본 발명에 의한 납주조 방법은, 내부로 납이 주입되는 납주조체의 외벽에 2열 이상의 가열수단을 적층 구조로 배열하여 장착하는 제1 단계; 상기 가열수단에 전원을 인가하여 상기 납주조체를 예열시키는 제2 단계; 상기 납주조체가 사전에 설정된 온도만큼 예열되면, 상기 납주조체 내부로 납을 주입시키는 제3 단계; 납 주입이 완료되면, 납 주입구를 보온재로 막는 제4 단계; 사전에 설정된 시간 경과 후, 상기 가열수단 중 가장 아래에 위치하는 열부터 순차적으로 동작을 중지시켜 상기 납주조체를 냉각시키는 제5 단계; 납주조체의 냉각이 완료되면, 납주조체에 연결되어 있던 온도제어부 및 온도기록계의 전원을 오프시키는 제6 단계;를 포함한다.

상기 납주조체의 예열이 시작되는 시점부터 상기 납주조체의 냉각이 완료되는 시점까지, 상기 납주조체의 온도를 측정하여 기록하는 과정을 지속적으로 반복한다.

상기 제5 단계는, 상기 납주조체 중 가열수단의 동작이 중단되어 냉각이 선행된 영역의 온도가 사전에 설정된 온도 이하로 하강되었을 때, 상기 냉각이 선행된 영역의 바로 위 영역에 장착된 가열수단의 동작을 중단시키도록 구성된다.

상기 납주조체의 예열온도는 350℃이고, 상기 제4 단계가 완료되고 8시간이 경과된 이후, 상기 납주조체의 냉각이 시작되도록 구성된다.

본 발명에 의한 납주조 장치 및 방법을 이용하면, 납주조체의 온도를 체크해 가면서 가열수단을 제어하므로 납주조체의 예열 및 온도 유지를 정확하게 할 수 있고, 납주조체를 부위별로 순차적으로 냉각시킬 수 있어 고품질의 납을 제조할 수 있으며, 납주조체의 온도를 시간대별로 기록할 수 있어 제품의 신뢰도를 데이터로 입증할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 납주조 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 납주조 장치에 포함되는 가열수단의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 납주조 장치의 제2 실시예이다.
도 4는 본 발명에 의한 납주조 방법의 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 납주조 장치 및 방법의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 납주조 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 의한 납주조 장치에 포함되는 가열수단의 평면도이다.

본 발명에 의한 납주조 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부로 납이 주입되어 납의 형상을 잡아주는 납주조체(100)와, 상기 납주조체(100)의 외벽 전체를 둘러싸도록 장착되어 상기 납주조체(100)를 납의 용융점 이상으로 가열시키는 가열수단(200)과, 상기 가열수단(200)의 동작을 제어하는 온도제어부(300)와, 상기 납주조체(100)의 온도를 측정하는 온도감지센서(400)와, 상기 납주조체(100)와 상기 가열수단(200)을 둘러싸는 보온재(600)와, 상기 온도감지센서(400)에 의해 측정된 납주조체(100)의 온도를 기록하는 온도기록계(500)를 포함하여 구성된다. 상기 가열수단(200)은 공급된 전류를 이용하여 발열함으로써 납주조체(100)를 가열하는 가열패드 구조로 구성되며, 상기 온도제어부(300)는 가열수단(200)으로 공급되는 전류를 조절함으로써 가열수단(200)의 가열온도를 제어하도록 구성된다. 이와 같이 전류를 이용하여 발열을 하는 가열수단(200)과, 공급되는 전류를 조절하여 가열수단(200)의 가열온도를 조절하는 온도제어부(300)는, 이미 여러 분야에서 널리 상용화되어 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

고온으로 용융된 납을 납주조체(100)에 주입할 때 납주조체(100)의 온도가 낮으면 용융된 납이 납주조체(100)에 접촉되는 동안 급속히 냉각되어 응고될 수 있으므로, 납주조 장치를 이용하여 납을 주조할 때에는 온도제어부(300)를 조작하여 가열수단(200)을 동작시킴으로써 납주조체(100)를 예열시키는 과정이 필수적으로 선행되어야 한다. 이때 납주조체(100)는 내부로 주입된 납을 용융된 상태로 유지시킬 수 있어야 하는데, 납의 용융점은 약 327.5℃이므로 납주조체(100)의 예열온도는 이보다 10℃ 이상 높은 350℃ 내외로 설정됨이 바람직하다.

납주조체(100)의 예열이 완료되면 약 370℃ 내외로 가열되어 용융된 납을 납주조체(100)에 주입시키고, 열손실을 막기 위해 납주입구를 보온재(600)로 막는다. 물론, 상기 보온재(600)는 가열수단(200) 및 납주조체(100)의 열손실도 막을 수 있도록 도 1에 도시된 바와 같이 가열수단(200)이 장착된 납주조체(100)의 외측면을 감싸도록 설치되어야 할 것이다. 납 주입이 완료되면 납주조체(100)를 350℃ 상태로 사전에 설정된 시간 이상 유지시켜 납주조체(100) 내부의 불순물을 부상시키고 공기 간극을 없앤 후, 가열수단(200)의 전원을 오프시켜 납주조체(100)를 냉각시킴으로써 고형의 납제품을 얻을 수 있게 된다. 이때, 납주조체(100)를 350℃ 상태로 유지시키는 시간은 주입된 납의 성분비와 주변온도 등 여러 조건에 따라 변경될 수 있는데, 일반적으로 납주조체(100)에 주입된 납의 유동이 진정되고 내부의 불순물이 충분히 부상될 때까지는 약 8시간 이상 요구되는바, 상기 납주조체(100)는 350℃ 상태로 8시간 이상 유지됨이 바람직하다.

이때, 종래에는 납주조체(100)를 예열시키기 위해 가스히팅토치나 석영관 전기히터를 주로 사용하였는데, 가스히팅토치를 이용하는 경우에는 작업자의 노동력이 많이 소요될 뿐만 아니라 작업자의 숙련도가 낮은 경우 납주조체(100)의 부위별 온도차가 크게 발생되어 일부위에서는 주입된 납이 응고되는 현상이 발생될 수 있다는 단점이 있고, 석영관 전기히터를 이용하여 납주조체(100)를 예열하는 경우에는 납주조체(100) 가열효율이 낮고 납주조체(100)의 형상이 변경될 때마다 새로운 형상의 석영관 전기히터로 교체 장착해야 하므로 납주조 장치의 제작비용이 높아진다는 단점이 있다.

그러나 본 발명에 의한 납주조 장치는, 납주조체(100)의 외벽을 전체적으로 둘러싸는 가열수단(200)을 이용하여 납주조체(100)를 예열시키도록 구성되므로 납주조체(100)의 각 부위를 고르게 예열할 수 있고, 온도제어부(300) 조작만으로 가열패드의 가열온도를 설정할 수 있는바 작업자의 숙련도에 관계없이 납주조체(100)를 목적 온도까지 균일하게 가열시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 언급한 바와 같이 가열수단(200)이 패드 구조로 구성되면, 납주조체(100)의 형상에 따라 상기 가열수단(200)의 면적을 자유롭게 증감시킬 수 있으므로 기존에 사용하였던 가열수단(200)을 재사용할 수 있어 납주조 장치의 제작비용을 절감시킬 수 있고, 가열수단(200)의 열이 전도 방식으로 납주조체(100)에 전달되므로 열전달효율이 매우 높을 뿐만 아니라, 가열패드를 보온재(600)로 둘러쌀 수 있으므로 열손실을 최소화시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

예를 들어 상기 가열수단(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 결합각도가 변경 가능하도록 힌지 결합되어 하나의 패드 형상을 이루는 다수 개의 세라믹 히팅블록(201)과, 상기 세라믹 히팅블록(201)으로부터 일방향으로 연장되도록 일렬로 연결되어 상기 히팅블록으로 전류를 전달하는 다수 개의 리드블록(202)을 포함하여 구성될 수 있다. 힌지 결합되는 다수 개의 세라믹 히팅블록(201)은 금속으로 제작되는 시계줄과 같이 일정 범위 이내에서 굽혀질 수 있으므로, 납주조체(100)가 원통 형상으로 제작되는 경우에 있어서도 납주조체(100)의 외벽에 밀착될 수 있다는 장점이 있다. 이와 같이 다수 개의 세라믹 히팅블록(201)과 리드블록(202)으로 구성되는 패드 형상의 가열수단(200)은, 이미 제품화되어 사용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 물론, 상기 가열수단(200)은 도 2에 도시된 형태로 한정되지 아니하고, 고무패드나 직물패드 등 다양한 종류의 패드 형태로 적용될 수 있다.

한편, 납주조체(100)를 장시간동안 일정한 범위로 유지시키기 위해서는, 상기 납주조체(100)가 기준치 이하로 냉각되었을 때 가열수단(200)을 동작시켜 납주조체(100)를 가열시키고, 상기 납주조체(100)가 기준치 이상으로 가열되었을 때에는 가열수단(200)의 동작을 중단시켜야 하는데, 이와 같은 가열수단(200) 동작 제어를 위해서는 납주조체(100)의 온도를 실시간으로 측정할 수 있어야 한다. 따라서 본 발명에 의한 납주조 장치는 본 실시예에 도시된 바와 같이, 납주조체(100)의 온도를 감지하는 온도감지센서(400)가 구비되고, 온도제어부(300)가 상기 온도감지센서(400)에서 출력되는 온도신호를 전달받아 가열수단(200)의 동작 여부를 판단하도록 구성됨이 바람직하다. 이때 상기 온도감지센서(400)는 납주조체(100)의 온도를 측정할 수만 있다면 어떠한 종류의 센서로도 적용될 수 있으나, 상기 납주조체(100)는 매우 고온으로 가열되는바 고온에서도 높은 신뢰성과 긴 수명을 갖는 열전대센서로 적용됨이 바람직하다. 상기 납주조체(100)는 상온에서 약 350℃까지 가열되는데 상기 열전대센서는 -200℃ ~ 1700℃의 범위까지 온도 측정이 가능하고, 구조가 간단하여 가격이 저렴한데 비해 높은 내열성과 내식성을 가지므로, 상기 열전대센서는 납주조 공정과 같이 온도가 높은 극한 상황에서 높은 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(400)로 적합하다는 특성이 있다.

또한 상기 납주조체(100)를 350℃까지 예열시키기 위해서는 가열수단(200)으로 많은 양의 전류가 공급되어야 하므로 상기 온도제어부(300)는 대전력 제어가 가능해야 하고, 납주조체(100) 예열 시작부터 냉각 완료까지 많은 시간이 소요되므로 상기 온도제어부(300)는 수명이 길어야 함이 바람직하다. 따라서 상기 온도제어부(300)는, 소전력으로 대전력 제어가 가능하고, 순간적으로 대전류를 흘릴 수 있으며, 릴레이 구조에 비해 수명이 긴 실리콘 제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier)로 적용됨이 바람직하다. 상기 실리콘 제어 정류기는 대용량의 전류를 제어하는 분야에서 상용화되어 있는바, 내부구조 및 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편 본 발명에 의한 납주조 장치는 상기 온도감지센서(400)에서 출력되는 온도신호를 데이터화시켜 기록하는 온도기록계(500)가 구비되어 있는데, 이와 같이 온도기록계(500)가 구비되면 작업자는 납주조 장치를 이용하여 납을 주조하는 동안의 납주조체(100) 온도를 기록 및 저장할 수 있으므로, 제조과정에서의 온도 유지 및 관리에 대한 불확실성을 해소할 수 있고, 제조된 납제품의 특성 및 품질을 납주조체(100) 온도 기록을 근거로 보증할 수 있다는 장점도 보유할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 납주조 장치의 제2 실시예이고, 도 4는 본 발명에 의한 납주조 방법의 순서도이다.

형상이 큰 납주조체(100)의 경우, 납주조체(100) 내부의 불순물을 부상시키고 공기 간극을 없애기 위해 납주조체(100)의 하단부로부터 상단부까지 순차적으로 냉각시켜야 하는데, 하나의 납주조체(100)에 하나의 가열수단(200)이 장착되면 납주조체(100)의 하단부터 순차적으로 냉각시키는 작업이 불가능해진다. 따라서 상기 납주조체(100)는 납이 주입되는 부위가 상하방향으로 둘 이상의 영역으로 구획되고, 상기 가열수단(200)은 상기 납주조체(100)의 각 영역을 독립적으로 둘러싸도록 둘 이상의 열을 이루도록 구성될 수 있다.

예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 납주조체(100)가 3개의 영역 즉, 상단영역(110)과 중단영역(120)과 하단영역(130)으로 구획되고, 상기 가열수단(200)은 상단영역(110)에 장착되는 상단가열부(210)와 중단영역(120)에 장착되는 중단가열부(220)와 하단영역(130)에 장착되는 하단가열부(230)로 구분될 수 있다. 한편 상단가열부(210)와 중단가열부(220)와 하단가열부(230)는 각각 상단영역(110)과 중단영역(120)과 하단영역(130)을 둘러싸도록 장착되어야 하는바, 다수개의 패드로 구성될 수 있다. 이때 하나의 영역에 장착되는 패드들은 동시 제어되어야 하므로 상호 전기적으로 연결되어야 하는데, 상기 패드들은 여러 조건에 따라 직렬구조로 배선될 수도 있고 병렬구조로 배선될 수도 있다. 즉, 하나의 영역에 장착되는 패드들은 동시 제어가 가능하다면 어떠한 패턴으로도 배선될 수 있다.

또한 본 실시예와 같은 경우 온도감지센서(400) 역시 상단영역(110)의 온도를 감지하기 위한 상단감지부(410)와 중단영역(120)의 온도를 감지하기 위한 중단감지부(420)와 하단영역(130)의 온도를 감지하기 위한 하단감지부(430)로 구분되어야 할 것이다. 또한, 상단가열부(210)와 중단가열부(220)와 하단가열부(230)는 각각 독립적으로 제어되어야 하므로, 본 실시예에서는 온도제어부(300)가 상단가열부(210)를 제어하기 위한 상단제어부(310)와 중단가열부(220)를 제어하기 위한 중단제어부(320)와 하단가열부(230)를 제어하기 위한 하단제어부(330)로 구분되는 경우를 도시하고 있다. 그러나 상단가열부(210)와 중단가열부(220)와 하단가열부(230)가 하나의 제어부에 의해 각각 독립적으로 제어될 수 있다면, 상기 온도제어부(300)는 일체로 제작될 수도 있다.

이와 같이 구성되는 납주조 장치를 이용하여 납주조를 하는 방법 즉, 하나의 납주조체(100)를 하단부터 상단까지 순차적으로 냉각시키는 납주조 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 내부로 납이 주입되는 납주조체(100)의 외벽에 2열 이상의 가열수단(200)(도 3에서는 3열의 가열수단(200))을 적층 구조로 배열하여 장착하고(S10), 온도제어부(300)를 조작하여 상기 가열수단(200)에 전원을 인가함으로써 상기 납주조체(100)를 사전에 설정된 온도 즉, 350℃까지 예열시킨다(S20).

상기 납주조체(100)가 사전에 설정된 온도만큼 예열되면 납주조체(100) 내부로 납을 주입시킨 후(S30), 내부의 열이 외부로 유출되지 아니하도록 납 주입구를 포함한 납주조체(100) 외부를 전체적으로 보온재(600)로 막는다(S40).

납주입 및 보온재(600) 설치가 완료되면 사전에 설정된 시간 즉, 8시간 이상이 경과될 때까지 대기하였다가 납주조체(100)를 하단부터 순차적으로 냉각시킨다(S50). 이때, 납주조체(100)를 냉각시킨다는 것은 가열수단(200)의 동작을 중지시켜 상기 납주조체(100)가 상온에서 자연 냉각되도록 하는 것을 뜻한다. 본 실시예에 도시된 바와 같이 하나의 납주조체(100)에 3열의 가열부가 설치되어 있는 경우에는, 상기 가열수단(200) 중 가장 아래에 위치하는 열 즉, 하단가열부(230)를 가장 먼저 오프(OFF)시켜 동작을 중지시키고, 일정시간 간격을 두어 중단가열부(220)와 상단가열부(210)의 동작을 중지시킨다.

이와 같이 3개의 가열부 중 가장 아래에 위치한 가열부부터 순차적으로 오프시켜 상기 납주조체(100) 중 하단영역(130)을 가장 먼저 냉각시키고, 중단영역(120)을 그 다음으로 냉각시키고, 상단영역(110)을 가장 마지막으로 냉각시키게 되면, 납주조체(100) 내부에 주입되어 있던 액상의 납이 가장 바닥부터 서서히 고화되는바 내부 불순물이 보다 원활하게 부상될 수 있고, 고화된 납 내부에 공기 간극이 발생되는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

물론, 가스히팅토치나 석영관 전기히터를 이용하여 납주조체(100)를 가열하는 경우에 있어서도 가스히팅토치나 석영관 전기히터의 위치를 옮겨가면서 납주조체(100)를 하단부터 냉각시킬 수 있으나, 가스히팅토치나 석영관 전기히터의 위치를 옮기기 위해서는 장치 구조상의 문제가 있을 뿐만 아니라 많은 노동력이 소요된다는 문제점이 있다. 이에 비해 본원발명에 의한 납주조 장치를 이용하면, 가열수단(200)의 각 열로 공급되는 전류 흐름을 제어하는 조작만으로 납주조체(100)를 하단부터 상단까지 순차적으로 냉각시킬 수 있고, 냉각속도까지 완벽하게 제어할 수 있으므로 보다 고품질의 납제품을 제조할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 하단가열부(230)의 동작이 중단된 이후 중단가열부(220)의 동작이 중단될 때까지의 시간 간격은 사전에 미리 설정될 수도 있으나, 납주조체(100)로 주입된 납의 성분이나 주변온도 등에 따라 납의 냉각시간이 달라질 수 있다. 따라서 중단가열부(220)는 냉각이 선행된 영역 즉, 하단영역(130)의 온도가 사전에 설정된 온도 이하로 하강되었을 때 동작이 중단되도록 구성됨이 바람직하다. 마찬가지로 상단가열부(210) 역시 중단영역(120)의 온도가 사전에 설정된 온도 이하로 하강되었을 때 동작이 중단되도록 설정되어야 할 것이다.

온도감지센서(400)를 이용하여 납주조체(100)의 온도를 측정하고 온도기록계(500)를 이용하여 납주조체(100)의 온도를 기록하는 과정은, 납주조체(100)의 예열이 시작되는 시점부터 납주조체(100)의 냉각이 완료되는 시점까지 지속적으로 반복되고, 납주조체(100)의 냉각이 완료된 이후에는 납주조체(100)에 연결되어 있던 온도제어부(300) 및 온도기록계(500)의 전원을 오프시킴으로써(S60) 납주조 방법이 완료된다.

본 실시예에서는 하나의 납주조체(100)가 3개의 영역으로 구분되어 상기 가열수단(200)이 3열로 구성되는 경우만을 도시하고 있으나, 상기 가열수단(200)은 2열 또는 4열 이상으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 가열수단(200)이 4열 이상으로 구성되면 납주조체(100)를 하단부터 냉각시키는 공정이 보다 세밀하게 진행될 수 있으나, 이와 같은 경우 각종 구성요소의 개수가 증대되어 장치 제작비가 증가되고 각 부위 제어가 어려워진다는 단점이 있으므로, 상기 가열수단(200)의 열 수는 여러 조건에 따라 적절하게 선정됨이 바람직하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 납주조체 110 : 상단영역
120 : 중단영역 130 : 하단영역
200 : 가열수단 201 : 세라믹 히팅블록
202 : 리드블록 210 : 상단가열부
220 : 중단가열부 230 : 하단가열부
300 : 온도제어부 310 : 상단제어부
320 : 중단제어부 330 : 하단제어부
400 : 온도감지센서 410 : 상단감지부
420 : 중단감지부 430 : 하단감지부
500 : 온도기록계 600 : 보온재

Claims

내부로 납이 주입되는 납주조체(100);
상기 납주조체(100)의 외벽 전체를 둘러싸도록 장착되는 가열수단(200);
상기 가열수단(200)의 동작을 제어하는 온도제어부(300);
상기 납주조체(100)의 온도를 측정하는 온도감지센서(400);
상기 납주조체(100)와 상기 가열수단(200)을 둘러싸는 보온재(600);
상기 온도감지센서(400)에 의해 측정된 납주조체(100)의 온도를 기록하는 온도기록계(500);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 납주조 장치.
제1항에 있어서,
상기 납주조체(100)는, 납이 주입되는 부위가 상하방향으로 둘 이상의 영역으로 구획되고,
상기 가열수단(200)은, 상기 납주조체(100)의 각 영역을 독립적으로 둘러싸도록 둘 이상의 열을 이루도록 구성되며,
상기 온도제어부(300)는, 상기 2열 이상의 가열수단(200)을 각각 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 납주조 장치.
제2항에 있어서,
상기 온도제어부(300)는, 상기 납주조체(100) 냉각을 위해 상기 가열수단(200)의 동작을 중단시킬 때, 가장 하측에 위치하는 열부터 순차적으로 동작을 중단시키는 것을 특징으로 하는 납주조 장치.
제3항에 있어서,
상기 온도제어부(300)는, 상기 납주조체(100) 중 가열수단(200)의 동작이 중단되어 냉각이 선행된 영역의 온도가 사전에 설정된 온도 이하로 하강되었을 때, 상기 냉각이 선행된 영역의 바로 위 영역에 장착된 가열수단(200)의 동작을 중단시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 납주조 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열수단(200)은, 결합각도가 변경 가능하도록 힌지 결합되어 하나의 패드 형상을 이루는 다수 개의 세라믹 히팅블록(201)과, 상기 세라믹 히팅블록(201)으로부터 일방향으로 연장되도록 일렬로 연결되어 상기 히팅블록(201)으로 전류를 전달하는 다수 개의 리드블록(202)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 납주조 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도제어부(300)는 실리콘 제어 정류기(Silicon controlled rectifier)이고, 상기 온도감지센서(400)는 열전대센서인 것을 특징으로 하는 납주조 장치.
내부로 납이 주입되는 납주조체(100)의 외벽에 2열 이상의 가열수단(200)을 적층 구조로 배열하여 장착하는 제1 단계(S10);
상기 가열수단(200)에 전원을 인가하여 상기 납주조체(100)를 예열시키는 제2 단계(S20);
상기 납주조체(100)가 사전에 설정된 온도만큼 예열되면, 상기 납주조체(100) 내부로 납을 주입시키는 제3 단계(S30);
납 주입이 완료되면, 납 주입구를 보온재(600)로 막는 제4 단계(S40);
사전에 설정된 시간 경과 후, 상기 가열수단(200) 중 가장 아래에 위치하는 열부터 순차적으로 동작을 중지시켜 상기 납주조체(100)를 냉각시키는 제5 단계(S50);
납주조체(100)의 냉각이 완료되면, 납주조체(100)에 연결되어 있던 온도제어부(300) 및 온도기록계(500)의 전원을 오프시키는 제6 단계(S60);
를 포함하는 납주조 방법.
제7항에 있어서,
상기 납주조체(100)의 예열이 시작되는 시점부터 상기 납주조체(100)의 냉각이 완료되는 시점까지, 상기 납주조체(100)의 온도를 측정하여 기록하는 과정을 지속적으로 반복하는 납주조 방법.
제7항에 있어서,
상기 제5 단계(S50)는, 상기 납주조체(100) 중 가열수단(200)의 동작이 중단되어 냉각이 선행된 영역의 온도가 사전에 설정된 온도 이하로 하강되었을 때, 상기 냉각이 선행된 영역의 바로 위 영역에 장착된 가열수단(200)의 동작을 중단시키도록 구성되는 납주조 방법.
제7항에 있어서,
상기 납주조체(100)의 예열온도는 350℃이고, 상기 제4 단계가 완료되고 8시간이 경과된 이후, 상기 납주조체(100)의 냉각이 시작되도록 구성되는 납주조 방법.