KR101622486B1 - Ui 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치는, 상기 와이어 솔더 자동 공급장치에 전원을 공급하는 전원부; 장치 전체에 동력을 전달하고 정역회전이 가능한 모터; 상기 전원부 및 상기 모터와 연결되어 상기 모터의 정역회전 기능, 솔더의 공급량 조절 기능과 납 막힘 및 납 잔량 검출 센싱 기능을 하는 제어부; 원하는 납땜속도 및 납땜길이와 같은 제어명령을 상기 제어부에 입력하는 입력부; 상기 입력부에 의해 상기 제어부에 입력된 정보를 표시하거나, 솔더링 공급량, 솔더링 공급속도, 납땜의 잔량 및 막힘을 시각적으로 표시하는 디스플레이부; 상기 제어부와 연결되어 와이어 땜납의 무편향 이송하는 무편향 이송기; 와이어 땜납에 홈을 생성하는 홈 생성기;와 납 막힘 검출하는 납막힘 검출센서; 및 납의 잔량을 검출하는 납잔량 검출센서; 상기 모터의 동력을 한정시키는 리미터센서;를 포함하고, 상기 제어부의 모터와 동력전달을 하는 기구부;로 구성한다.
따라서, 본 발명에 따른 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치는 납땜 작업의 자동화가 가능하고, 납땜 작업이 정확하면서도 빨리 진행할 수 있으며, 실납으로 전자부품 등을 납땜을 하기위해 상기 실납을 절개함으로써 상기 실납에 내장된 용제가 산화되는 것을 방지하고, 또한 상기 실납을 절개함으로써 납이 비산하는 것을 방지하여 전자부품에 실납으로 납땜을 할 때 전자부품에 단락 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치{UI-based solder wire Auto Supply device}

본 발명은 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동납땜장치는 모터에 의해 납을 자동으로 인출하여 납땜을 실시하도록 된 장치이다. 이러한 자동납땜장치는 대개 사용자가 발로 풋스위치를 조작하여 납을 인출하도록 구성되어, 양손으로 피접합물을 파지하여 고정한 상태에서 납땜작업을 실시할 수 있어, 사용자에게 작업 편이성을 제공하며, 보다 신속한 납땜작업을 가능하게 한다.

한편, 납땜 작업시 피접합물 표면의 산화막을 제거하여 접합성을 향상시키기 위한 목적으로 플럭스가 사용된다. 종래인두를 사용하여 수동으로 납땜작업을 할 경우, 인두팁 끝에 플럭스를 묻혀 사용하기도 하나, 대개 상기와 같은 자동납땜장치를 이용할 경우, 내부에 플럭스가 함유된 납을 사용하게 된다. 이와 같이, 플럭스가 함유된 납을 사용할 때, 플럭스가 고온으로 가열되면서 유해가스를 발생시킨다. 이러한 유해가스는 작업자의 피부발진 또는 작업성 천식 등을 유발하게 되므로, 유해가스를 환기시키는 적절한 환기수단이 요구된다.

또한, 자동납땜장치는 작업자가 본체 전방을 향하여 작업을 하게 되며, 이에 따라 납의 인출속도 및 인출시간 등을 조절하는 컨트롤패널이 본체 전방에 설치되게 된다. 그러나, 납땜작업시 플럭스가 타면서 발생되는 이물질이 컨트롤패널에 고착되어 컨트롤패널이 지저분해지는 문제점이 발생된다. 따라서, 수시로 컨트롤패널을 닦아주어야 하는 불편함이 존재한다.

또한, 일반적으로 전기, 전자부품 또는 전선(cable)과 같은 피접합부재 등을 접합시키기 위해 납땜인두(soldering iron)를 사용하여 납땜작업하는 경우, 작업자가 한손에는 납땜인두를 붙잡은 상태에서 다른 한손으로 전선을 파지하여 납땜 작업을 수작업에 의해 처리하게 되므로 원가비용이 증대되는 것은 물론 작업성 및 생산성이 떨어지며, 납이 피접합부위에 공급되는 속도가 일정치 못하여 납땜부위의 품질이 떨어지는 문제점을 갖게 된다.

또한, 납땜 작업시 납 용융으로 인해 발생하는 인체에 유해한 유독가스를 포함하여 연기가 작업자 주변에 배출되므로 작업자의 건강을 직접적으로 영향을 주어 직업병을 유발할 수 있게됨은 물론, 작업장의 청결도를 떨어뜨리고, 피접합부재의 특성 또는 재질 등에 따라 요구되는 납땜인두의 납땜온도가 상이한 경우에 피접합부재의 납땜에 알맞도록 여러개의 납땜인두를 준비하여 사용하게 되는 불편함을 감수해야 되는 문제점이 있었다.

공개특허 특2002-0082994

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 인쇄회로기판의 납땜 작업이 자동으로 진행될 수 있도록 하고, 납볼이 튐에 따른 회로의 쇼트가 방지될 수 있도록 한 새로운 형태의 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치는, 상기 와이어 솔더 자동 공급장치에 전원을 공급하는 전원부; 장치 전체에 동력을 전달하고 정역회전이 가능한 모터; 상기 전원부 및 상기 모터와 연결되어 상기 모터의 정역회전 기능, 솔더의 공급량 조절 기능과 납 막힘 및 납 잔량 검출 센싱 기능을 하는 제어부; 원하는 납땜속도 및 납땜길이와 같은 제어명령을 상기 제어부에 입력하는 입력부; 상기 입력부에 의해 상기 제어부에 입력된 정보를 표시하거나, 솔더링 공급량, 솔더링 공급속도, 납땜의 잔량 및 막힘을 시각적으로 표시하는 디스플레이부; 상기 제어부와 연결되어 와이어 땜납의 무편향 이송하는 무편향 이송기; 와이어 땜납에 홈을 생성하는 홈 생성기;와 납 막힘 검출하는 납막힘 검출센서; 및 납의 잔량을 검출하는 납잔량 검출센서; 상기 모터의 동력을 한정시키는 리미터센서;를 포함하고, 상기 제어부의 모터와 동력전달을 하는 기구부;로 구성한다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치는 납땜 작업의 자동화가 가능하고, 납땜 작업이 정확하면서도 빨리 진행할 수 있다.

또한, 실납으로 전자부품 등을 납땜을 하기위해 상기 실납을 절개함으로써 상기 실납에 내장된 용제가 산화되는 것을 방지하고, 또한 상기 실납을 절개함으로써 납이 비산하는 것을 방지하여 전자부품에 실납으로 납땜을 할 때 전자부품에 단락 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전체 블록도이다;
도 2는 본 발명에 따른 홈생성기에 의해 형성되는 실납 표면에 홈을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명에 의해 실제로 제작된 시제품의 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 제어부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 제어명령 순서도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1과 도 3을 참고하면 본 발명에 따른 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치는, 상기 와이어 솔더 자동 공급장치에 전원을 공급하는 전원부(100), 장치 전체에 동력을 전달하고 정역회전이 가능한 모터(10), 상기 전원부(100) 및 상기 모터(10)와 연결되어 상기 모터(10)의 정역회전 기능, 솔더의 공급량 조절 기능과 납 막힘 및 납 잔량 검출 센싱 기능을 하는 제어부(200), 또한 상기 제어부(200)는 입력부(300)로부터 전달받은 제어명령에 따라 각부를 제어하는 제어신호를 송출하는 메인칩(220); 상기 메인칩(220)의 제어신호를 받아 상기 모터(10)의 온/오프 신호를 송출하는 제어기(230); 상기 제어기(230)로부터 발생된 신호에 의해 상기 모터(10)의 온/오프를 구동시키는 모터 구동 드라이버(240)를 구성하고 또한, 기구부(500)의 리미터센서(550)에 의해 한정된 동력의 한계임을 탐지하는 리미터센싱(250);과 모터의 속도 및 움직임을 제어하는 엔코더센싱(260)을 포함하며, 상기 리미터센싱(250)과 상기 엔코더센싱(260)의 제어신호를 메인칩(220)에서 이용할 수 있도록 변환하는 A/D컨버터(270)를 더 포함한다.

따라서, 도5에서 보는바와 같이 제어될 수 있는 것이 바람직하며, 도 4와 같이 상기 제어부(200)를 구성한다.

또한 상기 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치는, 원하는 납땜속도 및 납땜길이와 같은 제어명령을 상기 제어부에 입력하는 입력부(300), 상기 입력부(300)에 의해 상기 제어부(200)에 입력된 정보를 표시하거나, 솔더링 공급량, 솔더링 공급속도, 납땜의 잔량 및 막힘을 시각적으로 표시하는 디스플레이부(400), 상기 제어부(200)와 연결되어 와이어 땜납의 무편향 이송하는 무편향 이송기(510); 와이어 땜납에 홈(20)을 생성하는 홈 생성기(520);와 납 막힘 검출하는 납막힘 검출센서(530); 및 납의 잔량을 검출하는 납잔량 검출센서(540); 상기 모터의 동력을 한정시키는 리미터센서(550);를 포함하고, 상기 제어부(200)의 모터(10)와 동력전달을 하는 기구부(500);로 구성되며, 도 2를 참고하면 상기 기구부(500)의 상기 홈 생성기(520)에 의해 생성된 홈(20)은 실납의 좌측면상 빗살무늬, 삼각형의 쐐기형상, 원형의 쐐기형상과 실납의 표면을 관통하는 통공의 형상으로 실납 표면에 형성하여, 실납 내부에 플럭스 가스의 압력을 낮추어 비산을 경감한다.

구체적으로, UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치의 상기 모터(10)는 기어드모터 또는 스테핑모터와 같은 DC모터(10)를 적용하고, 상기 제어부(200)를 바람직하게는, PCB(30)로 제작되고 상기 PCB(30)의 재질은 FR-4, 에폭시, 합성수지등의 소재를 사용하며, 두께는 1.6mm인 것을 사용한다.

PCB(30)의 크기는 160이내이고, 정상적으로 패턴 연결시에 이상이 없어야 하며, PCB(30) 납땜 후에는 잔사가 PCB(30) 조립체에 남지 않도록 아이소프로필 알코올 혹은 TC등으로 세척작업을 해야한다.

또한, 상기 제어부(200)는 솔더링 공급량, 공급속도, 순간멈춤 시간 등이 각각의 값으로 미리 설정된, 다수의 모드(210)가 저장되고, 상기 다수의 모드(210)의 개수는 0 내지 99개의 중 선택되며, 상기 다수의 모드(210) 중 선택된 모드(210)에 따라 미리 설정된 값으로 제어한다.

상기 제어부(200)에 정보를 입력하는 상기 입력부(300)는, 납땜속도 및 납땜길이를 미리 설정해둔 모드(210)로서, 바람직하게는 상기 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치의 공급되는 와이어 솔더의 공급량을 1~99mm로 조정할 수 있고, 상기 공급되는 와이어 솔더의 공급 속도는 1~30mm/sec로 조정하며, 상기 공급되는 와이어 솔더의 순간 멈춤 시간은 1~99sec로 조정하여, 각 모드(210)를 지정할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(400)는 상기 제어부(200)에 입력된 정보를 시각적으로 표시하기 위해 LCD(40) 또는 LED(50)중 어느 하나를 적용할 수 있고, 상기 LED(50)는 4개 이상으로 구성하며, FR-4재질의 상기 PCB(30)에 장착된다.

또한, 상기 LCD(40)의 외관은 가로 70mm 세로 40mm 이내, 상기 LCD(40)의 조망권(viewing area)은 가로 65mm 세로 30mm이고, 상기 LCD(40)의 외관동작 온도는 -10~+70, 상기 LCD(40)의 보관온도는 -20~+80이며, 상기 LCD(40)는 길이의 수치와 단위(mm), 속도의 수치와 단위(mm/sec), 정지시의 수치와 단위(sec), 모드를 항상 표시하고, 해당 항목의 표시는 2개의 숫자로 구성된 7세그먼트(segment)로 구성하며, 상기 와이어 솔가가 없을 때는 와이어 솔더 이미지가 깜박거릴 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 LCD(40)에 적용되는 상기 백라이트(Backlight)(60)의 바람직한 구성은 가로 80mm 세로 35mm 이내의 외관 치수를 적용하고, 상기 백라이트(Backlight)(60)의 도광면은 최소 가로 65mm 세로 30mm 이며, 상기 백라이트(Backlight)(60)의 최대 순방향 전류는 각각 50mA이내, 순간 피크 전류는 75mA, 상기 백라이트(Backlight)(60)의 역전압은 5V, 소비전력은 각각 200mW이내, 상기 백라이트(Backlight)(60)의 동작온도는 -10~+70이고, 상기 백라이트(Backlight)(60)의 보관 온도는 -20~+80, 순방향 전압은 3.0V~3.4V, 파장은 450~480nm 이내로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치의 솔더는 SMT 및 수작업 시 Pb-free여야 하며, Kester 무연 솔더 급(Sn 96.5%+ Ag 3%+ Cu 0.5%)과 동등 하거나 그 이상의 솔더를 사용하고, 상기 PCV 웨이브 솔더링 시에도 상기 솔더는 Pb-free여야 하며, Kester 무연 솔더 급(Sn 96.5%+ Ag 3%+ Cu 0.5%)과 동등 하거나 그 이상의 솔더를 사용하는 것이 바람직하다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

10 : 모터
20 : 홈
30 : PCB(도시하지 않음.)
40 : LCD(도시하지 않음.)
50 : LED(도시하지 않음.)
60 : 백라이트(Backlight)(도시하지 않음.)
100 : 전원부
200 : 제어부
210 : 다수의 모드(도시하지 않음.)
220 : 메인칩
230 : 제어기
240 : 구동 모터 드라이버
250 : 리미터센싱
260 : 엔코더센싱
270 : A/D컨버터
300 : 입력부
400 : 디스플레이부
500 : 기구부
510 : 무편향 이송기
520 : 홈 생성기
530 : 납막힘 검출센서
540 : 납잔량 검출센서
550 : 리미터센서

Claims (15)

1. UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치에 있어서,
   상기 와이어 솔더 자동 공급장치에 전원을 공급하는 전원부;
   장치 전체에 동력을 전달하고 정역회전이 가능하며 기어드모터 또는 스테핑모터와 같은 DC모터로 구성되는 모터;
   상기 전원부 및 상기 모터와 연결되어 상기 모터의 정역회전 기능, 솔더의 공급량 조절 기능과 납 막힘 및 납 잔량 검출 센싱 기능을 하며, FR-4 또는 에폭시 또는 합성수지 재질을 가진 1.6mm 두께의 PCB로 제작되는 제어부;
   원하는 납땜속도 및 납땜길이와 같은 제어명령을 상기 제어부에 입력하는 입력부;
   상기 입력부에 의해 상기 제어부에 입력된 정보를 표시하거나, 솔더링 공급량, 솔더링 공급속도, 납땜의 잔량 및 막힘을 시각적으로 표시하는며 LCD 또는 LED 패널로 구성되는 디스플레이부;
   상기 제어부와 연결되어 와이어 땜납의 무편향 이송하는 무편향 이송기;
   와이어 땜납의 표면에 빗살무늬의 형태 또는 땜납의 측면 가로방향의 단면상 삼각형의 쐐기형태 또는 땜납의 측면 가로방향의 단면상 원형의 쐐기형태 또는 땜납의 표면을 관통하는 통공 형상의 홈을 생성하는 홈 생성기;와
   납 막힘 검출하는 납막힘 검출센서; 및 납의 잔량을 검출하는 납잔량 검출센서; 상기 모터의 동력을 한정시키는 리미터센서;를 포함하고, 상기 제어부의 모터와 동력전달을 하는 기구부;로 구성되고,
   상기 제어부는 솔더링 공급량, 공급속도, 순간멈춤 시간 등이 각각의 값으로 미리 설정된, 다수의 모드가 저장되고, 상기 다수의 모드 중 선택된 모드에 따라 미리 설정된 값으로 제어하며; 상기 입력부로부터 전달받은 제어명령에 따라 각부를 제어하는 제어신호를 송출하는 메인칩을 포함하고; 상기 메인칩의 제어신호를 받아 모터의 온/오프 신호를 송출하는 제어기를 더 포함하며, 상기 제어기로부터 발생된 신호에 의해 상기 모터의 온/오프를 구동시키는 모터 구동 드라이버를 포함하고,
   상기 기구부의 리미터센서에 의해 한정된 동력의 한계임을 탐지하는 리미터센싱;과 모터의 속도 및 움직임을 제어하는 엔코더센싱;을 포함하며,
   상기 리미터센싱과 상기 엔코더센싱의 제어신호를 메인칩에서 이용할 수 있도록 변환하는 A/D컨버터를 포함하고,
   상기 입력부는 상기 UI기반의 와이어 솔더 자동공급장치에서 공급되는 와이어 솔더의 공급량을 1~99mm로 조정할 수 있고, 공급 속도는 1~30mm/sec로 조정할 수 있으며, 순간 멈춤 시간은 1~99sec로 조정할 수 있고,
   상기 LCD의 외관은 가로 70mm 세로 40mm 이내, 조망권(viewing area)은 가로 65mm 세로 30mm이고, 외관동작 온도는 -10~+70, 보관온도는 -20~+80이며,
   상기 LCD에 적용되는 백라이트(Backlight)는 가로 80mm 세로 35mm 이내의 외관 치수를 적용하고, 도광면은 최소 가로 65mm 세로 30mm 이며, 최대 순방향 전류는 50mA이내, 순간 피크 전류는 75mA, 역전압은 5V, 소비전력은 각각 200mW이내, 동작온도는 -10~+70이고, 보관 온도는 -20~+80, 순방향 전압은 3.0V~3.4V, 파장은 450~480nm 이내로 구성하고,
   상기 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치의 솔더는 SMT 및 수작업 시 Pb-free여야 하며, Kester 무연 솔더 급(Sn 96.5%+ Ag 3%+ Cu 0.5%)과 동등 하거나 그 이상의 솔더를 사용하는 것을 특징으로 하는 UI 기반의 와이어 솔더 자동 공급장치.
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