KR101582509B1

KR101582509B1 - 표면실장부품의 정렬장치 및 이를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법

Info

Publication number: KR101582509B1
Application number: KR1020150110120A
Authority: KR
Inventors: 임현범
Original assignee: 주식회사 반얀트리
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2016-01-05

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판상에서 표면실장부품(SMD ; Surface Mounted Device)이 횡렬 구조를 취하며 편차없이 정렬된 상태가 요구되는 제품의 경우, 상기 표면실장부품의 실장 오차를 최소화하면서도 효율적으로 정렬할 수 있는 정렬장치와 이를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 외부 동력에 의해 구동되는 이송수단; 동일 형상을 갖는 복수의 표면실장부품이 횡렬로 실장된 인쇄회로기판을 일정 간격으로 이격 배치하며 상기 이송수단에 의해 일 방향으로 이송되는 케리어지그; 상기 이송수단의 상부면으로부터 이격되며 상기 케리어지그의 일 방향 이송을 가이드 하는 가이드플레이트; 및 상기 가이드플레이트의 저면에서 각 인쇄회로기판과 대향하는 위치에 결합되어 상기 가이드플레이트로 진입 및 이송하는 케리어지그의 각 인쇄회로기판에 대하여 실장된 표면실장부품을 순차적으로 정렬시키는 정렬 블록;을 포함하는 것이 특징이다.

Description

표면실장부품의 정렬장치 및 이를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법{A Manufacturing Method For Back Light Unit Using Alignment Apparatus}

본 발명은 인쇄회로기판상에서 표면실장부품(SMD ; Surface Mounted Device)이 횡렬 구조를 취하며 편차없이 정렬된 상태가 요구되는 제품의 경우, 상기 표면실장부품의 실장 오차를 최소화하면서도 효율적으로 정렬할 수 있는 표면실장부품의 정렬장치와 이를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정분자를 움직이게 함으로써 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.

그런데 상기 액정표시장치는 스스로 빛을 내지 못하고 단지 빛의 투과율을 조절하는 것으로 별도의 광원이 필요하다.

따라서, 액정 패널 뒷면에 백라이트 유닛을 배치하고 백라이트 유닛으로부터 나오는 빛을 액정 패널에 입사시켜 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.

이러한 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 밑면에 두어 기판 전면을 직접 조광하는 직하방식과 액정 패널의 일측면 또는 양측면에 광원을 두어 도광판 및 반사판 등에 의해 광선을 반사하여 확산하는 에지(edge)방식으로 나누어진다.

상기 직하방식은 램프에서 출사된 빛이 바로 액정패널 정면으로 출사되기 때문에 도광판이 필요 없는 반면, 에지 방식은 측면 램프에서 출사된 빛을 백라이트 유닛 정면으로 출사시키는 도광판이 필요하다. 통상 노트북 컴퓨터나 LCD 모니터에 사용되는 백라이트 유닛에는 휘도 얼룩짐이 적고, 박막형이고, 저소비 전력 소비가 가능한 에지 방식을 채택하고 있다. 직하방식의 백라이트 유닛 또한 광 이용율이 높고, 취급이 간단하며, 표시면의 크기에 제한이 없기 때문에 대화면의 액정 표시장치에 널리 사용되고 있다.

상술한 직하방식의 백라이트 유닛에 있어서 고휘도를 구현하기 위해서는 당연히 광원의 개수 또한 증가할 것이고, 많은 광원이 설치된 액정 표시장치의 조립과정 또는 사용 과정에서 발생되는 각 구성요소들의 고장이나 불량 등에 따른 교체 시 모든 구성 요소들을 전부 해체하고, 교체작업 후 다시 조립하는 불편함을 감수해야 하는 단점이 있었다.

한편, 종래 직하방식의 백라이트 유닛의 경우에 기존의 생산공정에서는 인쇄회로기판을 제조하는 공정과, LED 소자를 기판에 본딩하는 공정과 본딩되어 있는 기판을 각각의 칩패키지로 절단하는 공정과 이 칩 패키지를 어레이하여 별도의 기판에 서페이스 마운팅(SMT) 하는 공정과 그 위에 개구부가 형성된 사출물을 본딩하는 공정과 다시 그 위에 액정 포스퍼 등의 에폭시를 디스팬싱하여 고정시키는 공정으로 백라이트 유닛을 제조하고 있다.

이때 LED 소자를 기판에 서페이스 마운팅하는 공정에 있어서, 상기 LED 소자를 제조사별로 규정한 기준치 위치에 정확히 정렬되어 있어야만 하는데 이는 백라이트용으로써 광원이 균일한 휘도 분포를 갖기 위함이다. 예를 들면, 상기 LED 소자는 기판에 실장되는 정위치로부터 그 편차가 ±80 내지 ±100㎛ 내에서 이루어져야만 양품으로 규정하고 있다.

이에 따라 종래에는 기준치를 만족하기 위하여 표면실장설비를 이용함에 있어 LED 소자를 정확한 위치에 편차없이 실장하기 위해서는 고도의 기술력이 필요할 뿐만 아니라 그에 따른 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제0869530호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인쇄회로기판 상에서 표면실장부품이 횡렬 구조를 취하며 편차없이 정렬된 상태가 요구되는 제품의 경우 상기 표면실장부품의 실장 오차 또는 편차를 최소화하면서도 일괄적으로 정렬이 가능한 표면실장부품의 정렬장치 및 이를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 표면실장부품의 정렬장치는 외부 동력에 의해 구동되는 이송수단; 동일 형상을 갖는 복수의 표면실장부품이 횡렬로 실장된 인쇄회로기판을 일정 간격으로 이격 배치하며 상기 이송수단에 의해 일 방향으로 이송되는 케리어지그; 상기 이송수단의 상부면으로부터 이격되며 상기 케리어지그의 일 방향 이송을 가이드 하는 가이드플레이트; 및 상기 가이드플레이트의 저면에서 각 인쇄회로기판과 대향하는 위치에 결합되어 상기 가이드플레이트로 진입 및 이송하는 케리어지그의 각 인쇄회로기판에 대하여 실장된 표면실장부품을 순차적으로 정렬시키는 정렬 블록;을 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 케리어지그는 그 상부면에 이송 방향을 따라 나란하게 구성되는 적어도 하나 이상의 가이드 홈을 포함하며, 상기 가이드플레이트는 상기 가이드 홈과 대향하는 그 저면에 상기 가이드 홈을 가압하도록 안착되는 가이드 블록을 포함할 수 있다.

하나의 예로써, 상술한 상기 가이드 블록은, 상기 가이드 홈에 안착되어 회전하는 적어도 하나 이상의 가이드 롤러; 상기 가이드 롤러를 상기 가이드플레이트의 저면으로부터 이격되도록 결합하기 위한 체결핀; 상기 가이드플레이트 내부로 상기 체결핀이 승강 가능하도록 수용하는 수용홈; 및 상기 수용홈 내부에서 상기 체결핀의 끝단을 가압하는 가압 스프링;을 포함할 수 있다.

하나의 예로써, 상술한 정렬 블록은, 상기 표면실장부품의 폭과 대응하는 폭을 갖도록 상호 이격되어 일 방향 이송 중인 인쇄회로기판의 표면실장부품이 진입 및 수용될 수 있는 정렬 공간을 형성하는 한 쌍의 단위 블록;을 포함할 수 있다.

하나의 예로써, 상술한 한 쌍의 단위 블록은, 상기 정렬 공간의 선단 폭이 확장되도록 각각 그 선단의 대향 부위가 내측으로 경사를 형성하는 경사단을 구성할 수 있다.

하나의 예로써, 상기 정렬블록과 인접하는 타 정렬블록 상호 간 또는 상기 한 쌍의 단위 블록 상호 간은 상기 가이드플레이트 저면으로부터 간격 조정이 가능하도록 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 표면실장부품의 정렬장치를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법은 복수의 열을 갖도록 인쇄회로기판을 일정 간격으로 케리어지그에 배치하는 준비 단계; 상기 인쇄회로기판의 회로 상에 솔더 크림을 도포하는 프린팅 단계; 상기 솔더 크림이 도포된 인쇄회로기판에 표면실장부품을 실장하는 마운팅 단계; 상기 표면실장부품을 상기 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 정렬장치를 이용하여 정렬하는 정렬 단계; 및 상기 솔더 크림을 용융시켜 표면실장부품을 접합하는 솔더링 단계;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 표면실장부품은 백라이트 유닛용 LED(Light Emitting Diode) 소자일 수 있다.

본 발명의 표면실장부품의 정렬장치 및 이를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법에 따르면 케리어지그를 각 공정별 생산 라인으로 이송하기 위한 이송수단 상에 정렬장치를 구비하여 선행 공정과 후행 공정 사이에서 정렬 공정이 연계될 수 있도록 함과 더불어 정렬 공정을 수행하기 위하여 별도의 인력이 요구되지 않아 전 공정의 자동화를 구현할 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라 상기 정렬장치의 경우 간소한 가동 구조로 구성되고, 횡렬 구조를 갖는 복수의 표면실장부품에 대한 위치 보정을 단시간에 수행할 수 있게 되며 표면실장부품의 실장 오차 또는 편차를 최소화함으로써 불량률을 저감시키고 보정에 소요되는 시간을 획기적으로 단축하는 등 결과적으로 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 표면실장부품이 백라이트 유닛용 LED 소자일 경우에 실장 오차 및 편차를 보정함에 따라 광원의 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있게 됨으로써 결과적으로 백라이트 유닛이 적용되는 디스플레이 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 표면실장부품의 정렬장치를 개략적으로 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케리어지그 및 인쇄회로기판을 설명하기 위한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드플레이트 및 정렬블록을 설명하기 위한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드플레이트 및 정렬블록을 설명하기 위한 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정렬블록의 구성을 나타내는 측단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표면실장부품의 정렬과정을 설명하기 위한 작동상태도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정렬장치를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표면실장부품의 정렬장치에 의해 교정된 표면실장부품을 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 표면실장부품의 정렬장치 및 이를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 표면실장부품의 정렬장치(이하 '정렬장치'라 함)는 표면실장부품(310)의 실장 공정이 선행된 이후에 실장된 표면실장부품(310)에 대하여 정렬 공정을 수행하기 위한 장치로, 인쇄회로기판(300) 상에 실장된 표면실장부품(310)의 실장 오차 또는 편차 등을 자동으로 보정하도록 함으로써 정확한 정렬 상태가 요구되는 제품 예를 들면 백라이트 유닛용 LED(Light Emitting Diode) 모듈 등 제품의 신뢰성 향상을 도모하도록 하는 것이다.

표면실장부품(310)에 대한 정렬 공정을 수행하기 위한 정렬장치는 도 1에 도시된 바와 같이 이송수단(100)과 케리어지그(200)와 가이드플레이트(400) 및 정렬 블록(500)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 이송수단(100)은 도면에 도시된 바 없으나 외부로부터 부여되는 동력에 의해 구동되며 상기 케리어지그(200)를 각 공정별 생산 라인으로 이송시키도록 한다. 일 예로 상기 이송수단(100)은 상기 케리어지그(200)의 양 측면을 지지하여 이동시킬 수 있는 컨베이어 벨트로 구성될 수 있다.

상기 케리어지그(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 동일 형상을 갖는 복수의 표면실장부품(310)이 횡렬로 실장된 인쇄회로기판(300)을 일정 간격으로 이격시켜 상기 인쇄회로기판(300)이 복수의 열로 배치될 수 있도록 한다.

즉 상기 케리어지그(200)는 복수의 인쇄회로기판(300)을 상호 이격 배치시켜 하나의 단위 생산군을 구성함은 물론 제조 과정에서 각 열에 안착된 인쇄회로기판(300)이 이탈하지 않도록 고정한다.

이렇게 배치된 복수의 인쇄회로기판(300)들은 상기 이송수단(100)에 의해 일 방향으로 이송될 수 있다.

여기서 상기 일 방향이라 함은 제품의 일련의 제조 과정에서 순차적인 진입 방향을 의미하는 것으로, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 정렬장치는 선행 과정으로서 실장 공정이 수행된 후 상기 케리어지그(200)가 정렬장치로 진입하게 되는 것인 바, 본 발명에서의 일 방향은 상기 케이어지그(200)가 선행 생산 라인으로부터 정렬장치 및 후행의 생산 라인으로 진입하게 되는 방향으로 정의될 수 있다.

이러한 케리어지그(200)는 작업의 편의성을 도모하기 위하여 구비되는 것으로 복수의 인쇄회로기판(300)을 일정 간격으로 배치 및 고정되도록 함으로써 이하에서 설명하는 가이드플레이트(400) 및 상기 가이드플레이트(400)에 구비되는 복수의 정렬블록(500)에 의하여 각 인쇄회로기판(300) 상에 실장된 복수의 표면실장부품(310)들이 일괄적으로 정렬되도록 한다.

그리고 상기 케리어지그(200)는 정렬장치에 의한 표면실장부품(310)의 정렬 공정뿐만 아니라 선행 공정은 물론 후행 공정에서도 상기 이송수단(100)을 통해 이송되면서 이용될 수 있음은 당연하다.

상기 가이드플레이트(400)는 상기 이송수단(100)의 상부면으로부터 일정 간격 이격되도록 장착되며 일 방향으로 이송되는 상기 케리어지그(200)가 정렬 과정에서 정위치되도록 가이드 할 수 있다.

즉 상기 가이드플레이트(400)는 케리어지그(300)가 유동함에 있어 흔들림 없이 정확한 위치로의 이송이 가능하도록 가이드 함으로써 인쇄회로기판(300)에 실장된 표면실장부품(310)의 균일한 정렬 과정이 수행될 수 있도록 하는 것이다.

예를 들면 상기 케리어지그(300)는 그 상부면에 케리어지그(300)의 이송 방향과 동일 방향으로 나란하게 구성되는 적어도 하나 이상의 가이드 홈(210)을 포함할 수 있으며, 상기 가이드플레이트(400)는 상기 가이드 홈(210)과 대향하는 그 저면에 상기 가이드 홈(210)을 가압하도록 결합되는 가이드 블록(410)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가이드 홈(210)가 케리어지그(200)의 평면을 기준으로 상부와 하부에 각각 형성되어 있으며 이와 대응하도록 상기 가이드 블록(410) 역시 가이드플레이트(400)의 저면에서 한 쌍으로 구성된 예를 제시하고 있다.

이때 상기 가이드 블록(410)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 가이드 홈(210)에 안착되어 회전하는 적어도 하나 이상의 가이드 롤러(411)와, 상기 가이드 롤러(411)를 상기 가이드플레이트(400)의 저면으로부터 이격되도록 결합하기 위한 체결핀(412)과, 상기 가이드플레이트(400) 내부로 상기 체결핀(412)을 수용하며 상기 체결핀(412)이 승강 가능하도록 공간을 제공하는 수용홈(413) 및 상기 수용홈(413)에서 상기 체결핀(412)의 끝단을 가압하는 가압 스프링(414)을 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 가이드 블록(410)의 구성에 따르면 상기 가이드 롤러(411)는 상기 가압 스프링(414)의 탄성력에 의해 하방향 즉 케리어지그(200) 방향으로의 외력이 발생하게 되며 이러한 외력은 상기 가이드 롤러(411)가 상기 가이드 홈(210)에 밀착되도록 하는 가압력으로 작용하게 되는 것이다.

따라서 상기 케리어지그(200)는 상기 가이드플레이트(400)로 진입 및 이송함에 있어 상기 가이드 홈(210)의 공간으로 가이드 롤러(411)가 밀착 및 가압되도록 안착되기 때문에 상기 이송수단(100)으로부터 이송되는 케리어지그(200)의 좌, 우뒤틀림을 방지하고 일 방향으로의 이송을 가이드 함에 따라 이하에서 설명하는 정렬블록(500)에 의한 표면실장부품(310)의 정렬 과정이 원활하게 수행될 수 있도록 한다.

한편, 상기 정렬블록(500)은 상기 가이드플레이트(400)의 저면에서 각 인쇄회로기판(300)과 대향하는 위치에 결합되는 것으로 인쇄회로기판(300)의 수에 따라 선택적으로 하나 이상 구비될 수 있다.

이러한 정렬블록(500)은 상기 가이드플레이트(400)로 진입 및 이송하는 케리어지그(200)의 각 인쇄회로기판(300)에 대하여 실장된 표면실장부품(310)을 순차적으로 정렬시키도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 정렬블록(500)은 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 표면실장부품(310)의 폭과 대응하는 폭을 갖도록 상호 이격되어 일 방향 이송 중인 상기 인쇄회로기판(300)의 표면실장부품(310)이 진입 및 수용될 수 있는 정렬 공간(510)을 형성하는 한 쌍의 단위 블록(520)을 포함하여 구성될 수 있다.

즉 상기 인쇄회로기판(300) 상부에 일렬로 실장된 표면실장부품(310)은 상기 한 쌍의 단위 블록(520)에 의해 형성된 정렬 공간(510)으로 순차적으로 진입하게 되는 것이며, 상기 정렬 공간(510)의 폭을 통과하게 되면서 표면실장부품(310)의 정렬이 이루어지게 되는 것이다.

이때 상기 한 쌍의 단위 블록(520)은 상기 정렬 공간(510)의 선단 폭이 확장되도록 각각 그 선단의 대향 부위가 내측으로 경사를 형성하는 경사단(521)이 구성될 수 있다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 정렬 공간(510)의 선단으로 순차적 진입을 하게 되는 표면실장부품(310)은 상기 정렬 공간(510)이 경사단(521)에 의해 확장됨에 따라 초기 진입 과정을 안정적으로 실시할 수 있게 되며, 점차 그 폭이 좁아지게 되어 표면실장부품(310)의 폭과 동일한 폭을 갖게 되는 정렬 공간 (510)상에서는 선단을 통해 진입이 완료된 표면실장부품(310)의 정렬 과정이 실시되며, 최종적으로는 상기 정렬 공간(510)을 완전히 통과하게 되면 모든 표면실장부품(310)의 정렬 과정이 종료되는 것이다.

여기서 상기 정렬블록(500)과 인접하는 타 정렬블록(500) 상호 간 또는 상기 한 쌍의 단위 블록(520) 상호 간은 상기 가이드플레이트(400) 저면으로부터 간격 조정이 가능하도록 구성될 수 있다.

예를 들면 각 정렬블록(500) 또는 각 단위 블록(520)은 상기 가이드플레이(400) 저면에 체결됨에 있어 볼트 결합될 수 있는 바, 이 경우 상기 가이드플레이(400)의 저면에는 좌, 우 조정이 가능하도록 잔공을 형성함으로써 볼트 결합 과정에서 상기 정렬블록(500) 또는 단위 블록(520)의 위치 이동이 가능한 구조를 제공할 수 있다.

이는 제품의 요구 조건에 따라 생산되어 지는 인쇄회로기판 폭 또는 표면실장부품의 규격 등이 다양하게 구성될 수 있음을 고려한 것으로 각 정렬블록(500) 또는 각 단위 블록(520) 상호 간의 간격을 선택적으로 조정하게 함으로써 생산 제품에 따라 정렬블록(500)을 교체하지 않아도 되는 이점이 있는 것이다.

이와 같이 본 발명 상기 케리어지그(200)를 각 공정별 생산 라인으로 이송시키기 위한 이송수단(100) 상에 정렬장치를 구비하여 선행 공정과 후행 공정 사이에서 정렬 공정이 연계되도록 함과 더불어 정렬공정을 수행하기 위하여 별도의 인력이 요구되지 않아 전 공정의 자동화를 구현할 수 있게 된다.

뿐만 아니라 상기 정렬장치의 경우 간소한 가동 구조로 구성되고, 횡렬 구조를 갖는 복수의 표면실장부품(310)에 대한 위치 보정을 단시간에 수행할 수 있게 되며 표면실장부품(310)의 실장 오차 또는 편차를 최소화함으로써 불량률의 저감과 보정에 소요되는 시간을 획기적으로 단축하는 등 결과적으로 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

한편 본 발명의 백라이트 유닛의 제조방법(이하 '제조방법'이라 함)은 상술한 정렬장치를 적용함에 따라 타 공정과 연계될 수 있는 정렬 공정을 더 포함하게 되며, 이러한 정렬 공정의 포함으로 인쇄회로기판(300)에 횡렬로 실장된 복수의 표면실장부품(310)을 기준치에 근접하도록 보정할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정렬장치를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

구체적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조방법은 도 7에 도시된 바와 같이 준비 단계(S100)와, 프린팅 단계(S200), 마운팅 단계(S300), 정렬 단계(S400) 및 솔더링 단계(S500)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 준비 단계(S100)는 인쇄회로기판(300)을 배치하는 공정으로 이때 케리어지그(200)가 이용될 수 있다.

상기 케리어지그(200)는 복수의 인쇄회로기판(300)을 설정된 위치에 배치하여 복수의 인쇄회로기판(300)이 각각의 단계에서 수행되어 지는 제조 공정을 일괄적으로 적용할 수 있도록 하며 제조 공정 시 흔들림이 없도록 고정하기 위한 목적을 갖는다.

예를 들면, 상기 케리어지그(200)는 앞서 설명한 바와 같이 인쇄회로기판(300)을 일정 간격으로 이격시켜 복수의 열로 배치하도록 구성될 수 있다.

이렇게 준비 단계(S100)에서 준비 작업이 완료된 케리어지그(200)는 투입 설비에 적재 및 보관되며, 후행 공정의 설비가 생산을 자동으로 할 수 있도록 순차적으로 상기 케리어지그(200)를 반출하여 공급한다.

상기 프린팅 단계(S200)는 스크린 프린터 설비에서 수행된다. 상기 스크린 프린터 설비는 상기 투입 설비로부터 공급되는 케리어지그(200)를 공급받고, 미리 설계된 프로그래밍에 의해 상기 인쇄회로기판(300)의 회로에 솔더 크림을 도포한다.

상기 솔더 크림은 솔더 페이스트(Solder Paste)라고도 불리우며, 땜납 합금 분말에 플럭스를 혼합하여 크림 형태로 제조한 것으로, 전자회로의 납땜에 사용된다. 이러한 솔더 크림은 이하에서 설명하는 솔더링 단계(S500)에서 고온에 의해 용융되어 표면실장부품(310)을 회로에 접합시킨다.

상기 스크린 프린터 설비는 스크린 인쇄법에 따라 회로에서 납땜될 부분에만 상기 솔더 크림을 도포하게 되는 것이다.

도면에 도시된 바 없으나 상기 프린팅 단계(S200)에서 솔더 크림이 도포된 인쇄회로기판(300)은 이후 검사 설비를 이용하여 인쇄회로기판(300) 표면상에 도포되어 있는 솔더 크림의 위치, 부피의 도포량 등에 대한 적합 검사를 실시하는 단계를 수행할 수 있다.

이후, 상기 마운팅 단계(S300)는 SMD(Surface Mount Device) 설비를 이용하여 상기 솔더 크림이 도포된 인쇄회로기판(300)에 표면실장부품(310)을 실장하는 공정을 수행한다. 여기서 상기 SMD설비는 기설계된 프로그래밍에 따라 표면실장부품(310)을 실장하는 것으로, 이는 공지 기술 등을 통해 다양하게 실시될 수 있는 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 마운팅 단계(S300)를 통하여 인쇄회로기판(300)에는 표면실장부품(310)이 실장되는 것으로, 이때 제품이 백라이트 유닛일 경우 상기 표면실장부품(310)은 인쇄회로기판(300) 상에서 복수의 횡렬 구조를 취하며 편차없이 정렬된 상태가 요구되는 것이다.

이에 상기 정렬 단계(S400)에서는 상기와 같이 표면실장부품(310)이 정렬된 상태가 요구되는 경우, 본 발명의 실시 예에서 제시하는 표면실장부품의 정렬장치를 이용하여 표면실장부품(310)의 실장 오차를 최소화하면서도 효율적으로 정렬하는 공정을 수행한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표면실장부품의 정렬장치에 의해 교정된 표면실장부품을 나타내는 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이 상술한 표면실장부품(310)은 횡렬로 인쇄회로기판(300)에 실장된 백라이트 유닛용 LED(Light Emitting Diode) 소자일 수 있으며, 본 발명에 따른 정렬장치를 이용한 정렬 공정을 통해 실장 오차 및 편차를 보정하게 됨으로써 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있게 되며 이는 결과적으로 백라이트 유닛이 적용되는 디스플레이 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 특징적인 효과가 발생한다.

한편, 상술한 정렬 단계(S400) 이후에 솔더링 단계(S500)를 수행한다.

상기 솔더링 단계(S500)에서는 미리 정해진 압력하에 상기 솔더 크림이 용융될 수 있는 열을 가하여 상기 솔더 크림을 용융시키고, 다시 이를 경화하여 실장된 상기 표면실장부품을 인쇄회로기판에 통전 가능하게 접합하는 공정을 수행한다.

이 과정은 일반적으로 리플로우(Reflow) 과정이라 불리고 있으며 리플로우 솔더링 머신(reflow soldering machine)을 이용하여 상기 리플로우 공정을 수행할 수 있다.

이때, 상기 솔더링 머신은 설비 내에서 온도를 단계적으로 부여함으로써 납땜의 품질이 향상될 수 있도록 한다.

즉, 상기 솔더링 머신은 상기 케리어지그(200)의 이동 과정에서 다양한 온도 변화를 주는 것으로, 예를 들면 예열 구역, 활성화 구역, 리플로우 구역 및 냉각 구역으로 구분되어 각각의 환경에 적합한 온도를 부여하도록 구성될 수 있다.

간략히 설명하자면, 상기 예열 구역은 제품을 일상 온도에서 적정 활성 온도로 올리는데, 온도는 초당 2 ~ 4℃를 초과하지 않으며 계속 올라가도록 한다. 이러한 예열 구역에서는 플럭스 용매 작용을 돕고 활성제를 증진시키는 역할을 한다.

상기 활성화 구역은 플럭스를 활성화하며 휘발 성분이 솔더 크림에서 제거되어 산소를 차단한다. 상기 활성화 구역에서의 온도는 150 ~ 170℃로 설정될 수 있으며 열전달을 균일하게 하기 위하여 적어도 60초 이상 필요하다.

상기 리플로우 구역은 실질적으로 솔더 크림이 용융되는 구역으로 피크 온도 200 ~ 250℃로 가열하여 솔더 크림의 입자를 액체화한다.

상기 냉각 구역은 온도를 낮추어 용융된 납을 고체로 경화시키는 구역으로 냉각 온도에 따라 솔더 경사가 정해질 수 있는 바, 이를 고려하여 냉각 온도를 설정할 수 있다. 이러한 냉각은 급격히 진행됨에 따라 솔도의 결정 성장의 진행을 방지하고 미세하고 강건한 접합 조성을 형성할 수 있게 된다.

이때, 솔더링의 품질을 고려하여 솔더링 머신 내의 구역별 온도, 컨베이어의 이송 속도 및 컨베이어의 각도 등은 선택적으로 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면 상기 솔더링 단계(S500)에서는 상기 솔더 크림의 용융시 표면실장부품의 실장 위치가 틀어져 실장 오차가 발생하는 것을 방지하기 위한 지지 단계를 포함할 수 있다.

상기 지지 단계에서는 도면에 도시된 바 없으나 상기 케리어지그(200) 상부에 상기 표면실장부품(310)의 횡렬 구조와 대응하도록 수평으로 절개된 지지홀이 구성되는 커버플레이트를 안착시켜 용융 시 표면실장부품(310)의 정위치를 유지하도록 한다.

상기 커버플레이트의 지지홀은 상기 표면실장부품(310)의 폭보다 상대적으로 넓게 구성되되 바람직하게는 상기 표면실장부품(310)의 폭보다 0.1 내지 0.3mm 넓게 구성되어 상기 솔더 크림의 용융 시 상기 표면실장부품(310)의 오차 범위를 최소화하도록 지지한다.

여기서 상기 커버플레이트는 철 또는 철 합금 소재로 구성될 수 있으며, 상기 케리어지그(200)는 복수의 마그네트가 내장되어 상기 커버플레이트가 케리어지그(200) 상부에 안정적으로 고정되도록 하고 용이하게 탈부착이 가능하도록 한다.

이때, 상기 케이어지그(200)에 내장되는 마그네트는 전자소자 탑재 작업 환경에 대응되는 고온에서도 자성이 약화되지 않도록 사마륨 코발트 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

최종적으로 상기 표면실장부품(310)이 탑재 고정된 상기 인쇄회로기판(300)을 상기 케리어지그(200)로부터 분리하여 인쇄회로기판(300)을 취출함으로써 백라이트 유닛의 제조가 완료된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

100 : 이송수단 200 : 케리어지그
210 : 가이드 홈 300 : 인쇄회로기판
310 : 표면실장부품 400 : 가이드플레이트
410 : 가이드블록 500 : 정렬블록
510 : 정렬 공간 520 : 단위 블록
521 : 경사단

Claims

외부 동력에 의해 구동되는 이송수단;
동일 형상을 갖는 복수의 표면실장부품이 횡렬로 실장된 인쇄회로기판을 일정 간격으로 이격 배치하며 상기 이송수단에 의해 일 방향으로 이송되는 케리어지그;
상기 이송수단의 상부면으로부터 이격되며 상기 케리어지그의 일 방향 이송을 가이드 하는 가이드플레이트; 및
상기 가이드플레이트의 저면에서 각 인쇄회로기판과 대향하는 위치에 결합되어 상기 가이드플레이트로 진입 및 이송하는 케리어지그의 각 인쇄회로기판에 대하여 실장된 표면실장부품을 순차적으로 정렬시키는 정렬 블록;을 포함하되,
상기 케리어지그는 그 상부면에 케리어지그의 이송 방향과 나란하게 구성되는 적어도 하나 이상의 가이드 홈을 포함하며,
상기 가이드플레이트는 상기 가이드 홈과 대향하는 그 저면에 상기 가이드 홈을 가압하도록 결합되는 가이드 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 정렬장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 가이드 블록은,
상기 가이드 홈에 안착되어 회전하는 적어도 하나 이상의 가이드 롤러;
상기 가이드 롤러를 상기 가이드플레이트의 저면으로부터 이격되도록 결합하기 위한 체결핀;
상기 가이드플레이트 내부로 상기 체결핀이 승강 가능하도록 수용하는 수용홈; 및
상기 수용홈 내부에서 상기 체결핀의 끝단을 가압하는 가압 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 정렬장치.
제 1항에 있어서,
상기 정렬 블록은,
상기 표면실장부품의 폭과 대응하는 폭을 갖도록 상호 이격되어 일 방향 이송 중인 인쇄회로기판의 표면실장부품이 진입 및 수용될 수 있는 정렬 공간을 형성하는 한 쌍의 단위 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 정렬장치.
제 4항에 있어서,
상기 한 쌍의 단위 블록은,
상기 정렬 공간의 선단 폭이 확장되도록 각각 그 선단의 대향 부위가 내측으로 경사를 형성하는 경사단이 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 정렬장치.
제 4항에 있어서,
상기 정렬블록과 인접하는 타 정렬블록 상호 간 또는 상기 한 쌍의 단위 블록 상호 간은 상기 가이드플레이트 저면으로부터 간격 조정이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장부품의 정렬장치.
복수의 열을 갖도록 인쇄회로기판을 일정 간격으로 케리어지그에 배치하는 준비 단계;
상기 인쇄회로기판의 회로 상에 솔더 크림을 도포하는 프린팅 단계;
상기 솔더 크림이 도포된 인쇄회로기판에 표면실장부품을 실장하는 마운팅 단계;
상기 표면실장부품을 상기 제 1항, 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 정렬장치를 이용하여 정렬하는 정렬 단계; 및
상기 솔더 크림을 용융시켜 표면실장부품을 접합하는 솔더링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬장치를 이용한 백라이트 유닛의 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 표면실장부품은 백라이트 유닛용 LED(Light Emitting Diode) 소자인 것을 특징으로 하는 정렬장치를 이용한 백라이트 유닛의 제조 방법.