KR101595171B1 - 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치 및 냉각방법 - Google Patents

Abstract

수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치가 개시된다. 개시된 수지용기 냉각장치는 수지도포장치의 수지용기를 감싸고, 상기 수지용기와의 사이에 냉각챔버를 형성시키며, 일측에 냉각공기가 공급되는 주입구와 상기 냉각공기가 배출되는 배출구를 구비한 냉각케이스;를 포함하여, 상기 주입구를 통해 상기 냉각챔버로 주입된 상기 냉각공기는 상기 냉각챔버를 유동하면서 상기 수지용기의 외주면과 접촉되어, 상기 수지용기 내에 수용된 수지를 간접적으로 냉각하는 것을 특징으로 한다.

Description

수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치 및 냉각방법{ AIR-COOL TYPE RESIN CONTAINER COOLING DEVICE OF RESIN DISPENSING APPARATUS}

본 발명은 리드 프레임에 실장된 칩이나 IC칩과 같은 부품에 에폭시 수지를 도포하는 수지도포장치의 수지용기를 공냉식으로 냉각할 수 있는 냉각장치 및 냉각방법에 관한 것이다.

일반적으로 표면실장부품(칩,IC)을 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)에 실장하기 위해 에폭시 수지와 같은 점성이 있는 용액을 디스펜싱(Dispensing)하거나, 반도체소자를 외부의 환경으로부터 보호하기 위해 칩(chip) 둘레를 도포, 봉합(encapsulation)하여 플립 칩(flip chip)을 언더필(underfill)하는 공정에 적용되는 수지도포장치(디스펜서)가 다양한 기술로 상용화되고 있다.

종래의 수지도포장치에 대해서 본 출원인은 대한민국 등록특허 10-1082999호에서 제시하고 있다.

한편, 발광다이오드(LED)에 수지를 도포하여 외부의 환경으로부터 보호할 경우, 발광다이오드(LED)가 흰색광을 나타내기 위해서, 형광체가 함유된 수지를 사용하게 된다. 이러한 형광체가 함유된 수지는 형광체와 수지의 비중차이로 인해 온도가 높을 경우, 형광체가 수지내에서 빨리 가라앉게 되는 문제가 있었다.

이렇게 형광체가 수지내에서 가라앉는 것을 지연시키기 위해서는 형광체를 함유한 수지를 일정온도 이하로 냉각할 필요가 있으나, 종래의 수지도포장치에서는 형광체를 함유한 수지를 냉각할 수 있는 장치가 개발되지 않아, 수지가 도포된 LED 제품의 불량률이 높게 나타났다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 형광체를 함유한 수지를 수용하는 수지용기를 공냉방식에 의해 간접적으로 냉각할 수 있는 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치 및 냉각방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치는 수지용기 냉각장치는 수지도포장치의 수지용기를 감싸고, 상기 수지용기와의 사이에 냉각챔버를 형성시키며, 일측에 냉각공기가 공급되는 주입구와 상기 냉각공기가 배출되는 배출구를 구비한 냉각케이스;를 포함하여, 상기 주입구를 통해 상기 냉각챔버로 주입된 상기 냉각공기는 상기 냉각챔버를 유동하면서 상기 수지용기의 외주면과 접촉되어, 상기 수지용기 내에 수용된 수지를 간접적으로 냉각하는 것을 특징으로 한다.

상기 주입구는 상기 냉각케이스의 상부에 상기 배출구는 상기 냉각케이스의 하부에 형성되도록 구성할 수 있다.

상기 배출구는 상기 냉각공기가 상향되게 배출될 수 있도록 상기 냉각케이스의 외주면에 대해 상향경사지게 형성되도록 구성할 수 있다.

상기 주입구는 상기 냉각케이스의 하부에 상기 배출구는 상기 냉각케이스의 상부에 형성되도록 구성할 수 있다.

코일 스프링 형상으로 이루어져, 상기 수지용기와 상기 냉각케이스 사이에 설치되며, 상기 주입구를 통해 주입된 상기 냉각공기에서 선회기류를 형성시키는 선회유도부재;를 더 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 주입구와 연결되도록 설치되며, 상기 냉각공기를 생성하여 상기 냉각챔버에 공급하는 공기냉각유닛; 및, 상기 공기냉각유닛과 연결되도록 설치되어, 상기 공기냉각유닛에 공기를 입하는 콤프레샤;를 더 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 공기냉각유닛은, 일측에 공기주입공과 타측에 공기배출공을 구비한 덕트부재; 상기 덕트부재의 상면에 접촉설치되는 펠티어소자; 상기 펠티어어 소자의 상면에 설치된 방열판; 상기 방열판의 상부에 설치된 냉각팬;을 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 공기배출공은 복수로 분기되게 형성되도록 구성할 수 있다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각방법은 내부에 수지를 수용하는 수지도포장치의 수지용기에 외주면에 냉각공기가 접촉되어, 상기 수지용기 내에 수용된 상기 수지를 간접적으로 냉각하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각공기는 상향 또는 하향 선회하면서 상기 수지용기의 외주면과 접촉되어 상기 수지용기 내부의 수지를 냉각시키도록 구성할 수 있다.

상기한 바에 따르면, 공기냉각방식을 이용해 수지도포장치의 수지용기 내의 수지를 간접적으로 냉각해줌으로써, 수지에 함유된 형광체가 수지 하부로 가라앉는 것을 방지해 줌으로써, 수지도포장치에 의해 제조된 제품의 불량률을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 본 발명의 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 수지용기 냉각장치에서 다른 형태의 냉각케이스를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 수지용기 냉각장치에서 또 다른 형태의 냉각케이스를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 본 발명의 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 본 발명의 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 6은 도 4에 도시된 공기냉각유닛을 구체적으로 나타낸 사시도이고,
도 7은 도 6의 공기냉각유닛을 일측에서 바라본 도면이고,
도 8은 도 6의 덕트부재를 구체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치를 설명한다.

본 발명의 냉각장치(100)는 통상의 수지도포장치에서 수지를 수용하는 수지용기(10)에 설치되어, 수지용기(10)를 공냉식으로 냉각하여, 수지용기(10) 내에 수용된 수지를 간접적으로 냉각하는 장치로서, 여기서 "수지용기"는 통상의 수지도포장치에서 디스펜싱헤드유닛의 니들부재에 수지를 공급하도록 수지를 수용하는 시린지를 의미하며, 뿐만 아니라, 통상의 수지도포장치의 시린지 구성외에도 통상의 수지도포장치에서 수지를 배출하기 전에 수지를 수용하는 수용공간을 구비한 모든 구성을 의미할 수 있다.

이하의 설명에서는 수지용기(10)가 통상의 실린지인 것으로 간주하고 설명한다.

본 실시 예의 냉각장치(100)는 수지도포장치의 수지용기(10)를 감싸 내부에 냉각챔버(C)를 형성시키는 냉각케이스(110)로 구성된다.

구체적으로, 수지용기(10)가 원통형의 주사기형태로 형성될 경우, 냉각케이스(110)는 원통형으로 형성되며, 수지용기(10)의 외주면을 감싸되, 냉각케이스(110)의 내주면이 수지용기(10)의 외주면과 소정간격 이격되어, 냉각챔버(C)를 형성하도록 구성된다.

냉각케이스(110)는 수지용기(10)의 외형에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 수지용기(10)의 외형이 원형이면 원통형으로 형성되고, 수지용기(10)가 사각형이면 사각통 형상으로 형성될 수 있다.

냉각케이스(110)는 상부 일측에 냉각공기를 주입하기 위한 주입구(111)가 형성되고, 하부 타측에는 주입구(111)를 통해 냉각챔버(C)로 주입된 냉각공기가 냉각챔버(C)를 거친 후, 냉각챔버(C)로부터 외부로 배출되기 위한 배출구(113)가 형성된다.

아울러, 냉각케이스(110)는 상단과 하단에 고무와 같은 탄성재질로 된 오링(O-RING, 115,116)이 각각 설치되어, 수지용기(10)와 냉각케이스(110) 사이를 실링하여 냉각공기가 냉각챔버(C)에서 누설되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 구성에 따라, 냉각공기가 냉각케이스(110) 상부에 형성된 주입구(111)를 통해 냉각챔버(C)내로 유입되어, 냉각챔버(C)의 상부에서 하부로 유동하면서 수지용기(10)와 접촉되면서 수지용기(10)를 냉각하고, 냉각케이스(110) 하부에 형성된 배출구(113)를 통해 외부로 배출된다. 이 경우, 수지용기(10)가 냉각공기에 의해 냉각됨으로써, 수지용기(10) 내에 수용된 형광체를 함유한 수지가 간접적으로 냉각됨으로써, 형광체가 수지의 저부로 가라앉는 것을 최대한 억제할 수 있다.

상기에서 본 발명의 냉각장치(100)는 냉각케이스(110)의 상부에 주입구(111)가 형성되고, 하부에 배출구(113)가 형성되는 구조였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 2와 같이 냉각케이스(110)의 하부에 주입구(111)가 형성되고, 상부에 배출구(113)가 형성되어, 냉각공기가 냉각케이스(110) 하부의 주입구(111)를 통해 냉각챔버(C)로 유입되어 냉각챔버(C) 상부로 이동한 후, 냉각케이스(110) 상부의 배출구(113)를 통해 배출되는 형태가 될 수 있다.

즉, 본 발명의 냉각장치(100)의 냉각케이스(110)는 주입구(111)와 배출구(113)의 설치위치에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 냉각케이스(110)에 형성되는 주입구(111)와 배출구(113)의 설치위치는 주입구(111)를 통해 냉각챔버(C)로 유입된 냉각공기가 냉각챔버(C)를 최대한 길게 유동하면서 수지용기(10)의 외주면에 최대한 많은 면적이 접촉된 후, 배출구(113)를 통해 배출될 수 있는 형태가 되면 좋다. 따라서, 냉각케이스(110)는 주입구(111)가 상부, 배출구가 하부에 형성되거나, 주입구(111)가 하부, 배출구(113)가 상부에 형성되는 것이 좋으며, 주입구(111)와 배출구(113)가 서로 좌우 반대방향에 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 냉각케이스(110)는 도 1 과 같이, 주입구(111)가 상부, 배출구(113)가 하부에 형성된 구조일 경우, 배출구(113)를 통해 배출되는 공기가 LED 위에 도포된 수지의 변형을 초래할 수 있으므로, 본 발명의 냉각케이스(110)의 배출구(113')는 도 3 과 같이 배출되는 냉각공기가 상부를 향해 배출되도록 냉각케이스(110)의 외주면에 대해 상향경사진 형태가 될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 냉각장치(100)는 도 4와 같이, 주입구(111)를 통해 냉각공기를 공급하기 위한 공기냉각유닛(130)과 콤퓨레샤(150)를 더 포함할 수 있다.

콤프레샤(150)에서 공기냉각유닛(130)으로 공급된 압축공기는 공기냉각유닛(130)을 거치면서 냉각되어, 냉각공기가 된 후, 주입구(111)를 통해 냉각챔버(C)에 주입될 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 공기냉각유닛(130)은 공기냉각유닛(130)은 덕트부재(131), 펠티어소자(136), 방열판(137) 및, 냉각팬(138)을 포함한다.

덕트부재(131)는 일측에 공기주입공(133)이 형성되고, 타측에는 분기된 3개의 공기배출공(134)이 형성되며, 내부에는 공기의 유동경로를 연장시키도록 지그재그형태로 형성된 연장유로(132)가 형성된다. 여기서 공기주입공(133)은 튜브와 같은 연결유로(미도시)를 통해 콤퓨레샤(150)와 연결되고, 3개로 분기된 공기배출공(136) 중 하나는 튜브와 같은 연결유로(P)를 통해 주입구(111)와 연결된다.

이때, 공기배출공(136)이 3개로 분기된 것은 복수의 수지용기(10)에 각각 복수의 냉각케이스(110)를 설치할 경우, 복수의 냉각케이스(110) 각각에 냉각공기를 공급하기 위하여 공기냉각유닛(130)을 통해 배출되는 공기를 분기하기 위한 것이다.

펠티어소자(136)는 덕트부재(131)의 상면에 접촉되도록 설치되고, 방열판(137)은 펠티어소자(136)의 상면에 접촉설치되며, 냉각팬(138)은 방열판(137)의 상면에 접촉설치된다.

펠티어소자(136)에 전기를 인가하면, 덕트부재(131)와 접촉된 펠티어소자(136) 하부는 온도 하강되어 냉각됨으로써, 덕트부재(131)를 유동하는 공기가 온도하강하여 냉각공기가 된다. 이때, 공기는 덕트부재(131)의 내부에 형성된 지그재그 형태의 연장유로(132)를 지나기 때문에, 공기가 덕트부재(131)를 지나는 길이와 시간이 연장됨으로써, 공기의 냉각효율이 향상되게 된다. 한편, 방열판(137)과 접촉된 펠티어소자(136)의 상부는 온도 상승하여 가열상태가 된다. 이 경우, 냉각팬(138)의 동작에 의해, 방열판(137)이 펠티어소자(136)의 가열된 상부를 식혀주게 된다.

상기한 구성으로, 콤퓨레샤(150)로부터 압축공기가 공기냉각유닛(130)의 덕트부재(131) 내부로 공급되면, 공급된 공기는 덕트부재(131)의 내부를 지나면서 온도가 하강하여 냉각공기가 되고, 이러한 냉각공기는 덕트부재(131)로부터 냉각케이스(110)의 주입구(111)를 통해 냉각챔버(C) 내로 공급되게 된다.

상기에서 본 발명은 냉각케이스(110)에 냉각공기를 공급해 주기 위하여 공기냉각유닛(130) 및 콤퓨레샤(150)의 구성을 추가로 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 냉각공기를 냉각케이스(110)에 공급할 수만 있으면, 상기에서 설명한 냉각유닛(130) 및 콤퓨레샤(150)의 구성이 아니더라도, 통상의 냉각공기 공급기를 적용할 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 냉각장치(100)는 도 5와 같이, 냉각케이스(110)의 내부에 선회유도부재(120)를 더 설치할 수 있다.

선회유도부재(120)는 코일 스프링 형상으로 형성되어, 수지용기(10)와 냉각케이스(110) 사이에 설치된다. 구체적으로 선회유도부재(120)는 수지용기(10)에 끼워지고 냉각케이스(110)가 선회유도부재(120)를 감싸도록 설치되며, 이때, 선회유도부재(120)의 직경은 냉각챔버(C)의 두께보다 다소 작도록 구성된다.

상기한 구성으로, 주입구(111)를 통해 냉각공기가 냉각챔버(C)의 상부로 주입되면, 주입된 냉각공기는 선회유도부재(120)에 안내되면서 하강선회기류가 형성된 후, 냉각챔버(C)의 하부에 형성된 배출구(113)를 통해 배출된다.

이처럼, 선회유도부재(120)의 구성에 따라, 선회유도부재(120)가 없을 때보다, 냉각공기가 냉각챔버(C)를 지나는 유동길이가 늘어남으로써, 수지용기(10)와 접촉되는 길이와 시간을 늘려 줌으로써, 수지냉각효율을 향상시켜줄 수 있다.

한편, 상기에서는 상부에 주입구(111), 하부에 배출구(113)가 형성된 냉각케이스(110)에 선회유도부재(120)가 설치된 것을 설명하였으나, 도시되지는 않았지만, 하부에 주입구(111)가 설치되고 상부에 배출구(113)가 형성된 냉각케이스(110)에 선회유도부재(120)가 설치된 형태일 경우, 냉각케이스(110)의 하부를 통해 냉각챔버(C)로 유입된 냉각공기는 선회유도부재(120)에 의해 상향선회하는 선회기류가 형성된 후, 상부에 형성된 배출구(113)를 통해 외부로 빠져나가면서, 수지용기(10) 내에 수용된 수지(형광체 함유)를 간접냉각시킬 수 있음은 물론이다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

110...냉각케이스
111...주입구
113...배출구
115,116...오링
120...선회유도부재
130...공기냉각유닛
131...덕트부재
136...펠티어소자
137...방열판
138...냉각팬
150...콤퓨레샤

Claims (10)

1. 수지도포장치의 수지용기를 감싸고, 상기 수지용기와의 사이에 냉각챔버를 형성시키며, 일측에 냉각공기가 공급되는 주입구와 상기 냉각공기가 배출되는 배출구를 구비한 냉각케이스;를 포함하여,
   상기 주입구를 통해 상기 냉각챔버로 주입된 상기 냉각공기는 상기 냉각챔버를 유동하면서 상기 수지용기의 외주면과 접촉되어, 상기 수지용기 내에 수용된 수지를 간접적으로 냉각하며,
   상기 주입구는 상기 냉각케이스의 상부에 상기 배출구는 상기 냉각케이스의 하부에 형성되고,
   상기 배출구는 상기 냉각공기가 상향경사지게 배출될 수 있도록 상기 냉각케이스의 외주면에 대해 상향경사지게 형성되며,
   코일 스프링 형상으로 이루어져, 상기 수지용기와 상기 냉각케이스 사이에 설치되며, 상기 주입구를 통해 주입된 상기 냉각공기에서 선회기류를 형성시키는 선회유도부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 주입구와 연결되도록 설치되며, 상기 냉각공기를 생성하여 상기 냉각챔버에 공급하는 공기냉각유닛; 및,
   상기 공기냉각유닛과 연결되도록 설치되어, 상기 공기냉각유닛에 공기를 입하는 콤프레샤;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 공기냉각유닛은,
   일측에 공기주입공과 타측에 공기배출공을 구비한 덕트부재;
   상기 덕트부재의 상면에 접촉설치되는 펠티어소자;
   상기 펠티어어 소자의 상면에 설치된 방열판;
   상기 방열판의 상부에 설치된 냉각팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 공기배출공은 복수로 분기되게 형성된 것을 특징으로 하는 수지도포장치의 공냉식 수지용기 냉각장치.
   
   
   
9. 삭제
10. 삭제

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