KR102025667B1 - 솔더링장치 - Google Patents
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Abstract
솔더링장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 솔더링장치는, 셀과 전극부를 이송하는 이송부와, 셀 또는 전극부를 가열하는 가열부와, 프레임부에 이동 가능하게 구비되며, 가열부에서 발생되는 열이 셀 또는 전극부에 전달되는 경로인 조사영역의 외부에 위치하는 이동바디부와, 이동바디부에 결합되며, 이동바디부의 이동에 따라 셀 또는 전극부를 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 솔더링장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셀과 전극부를 접합하는 솔더링장치에 관한 것이다.
현재 인류는 주로 석유, 석탄, 원자력, 천연가스 등에서 대부분의 에너지를 얻고 있는데 이러한 화석 및 원자력 에너지원은 머지않은 미래에 고갈될 것으로 예측되고 있다.
따라서 세계 각국은 신 재생 에너지 연구개발에 박차를 가하고 있으며 그 중 태양광발전은 햇빛이 비치는 어디서나 전기를 얻을 수 있고, 다른 발전방식과 달리 공해가 전혀 없어 더욱 주목 받고 있다.
태양광발전을 구현하기 위해서는 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체소자가 필요한데 이를 태양전지라 한다.
일반적으로 단위 태양전지만으로는 최대 전압이 약 0.5V 밖에 발생하지 않으므로 단위 태양전지를 직렬로 연결하여 사용해야 한다. 이렇게 단위 태양전지들을 연결하여 모듈화한 것을 태양전지모듈이라고 한다.
태양전지모듈의 제조과정은 셀 테스트(cell test) 공정, 태빙(tabbing) 공정, 레이업(lay-up) 공정, 라미네이션(lamination) 공정, 모듈테스트 공정으로 구분할 수 있다.
첫 번째 셀 테스트 공정에서는 다양한 전기적 성질을 갖는 태양전지 셀을 테스트 후 구별하여 비슷한 전기적 성질을 갖는 셀끼리 분류하고, 두 번째 태빙 공정에서는 와이어 또는 리본 등의 전극부를 이용해 복수 개의 셀을 직렬로 연결한다.
세 번째 레이업 공정에서는 일렬로 연결된 셀을 원하는 모양으로 배열한 후 저철분강화유리, EVA, 백시트 등을 적층한다. 네 번째 라미네이션 공정에서는 레이업 공정을 거쳐 태양전지모듈의 형태를 갖춘 부재를 고온에서 진공 압착하여 내구성 및 방수성을 갖도록 한다. 마지막으로 모듈테스트 공정에서는 완성된 태양전지모듈이 정상적으로 작동하는지 테스트한다.
여기서, 전극부를 이용해 복수 개의 셀을 연결하는 태빙 공정은 태양전지모듈의 제조 공정 중 가장 핵심적인 공정으로, 전극부가 셀과 제대로 접합되지 않으면 태양전지모듈 전체의 성능 및 품질이 저하된다.
태빙 공정을 개략적으로 살펴보면, 릴 등에서 공급되는 복수 개의 전극부를 절단한 후, 셀에 일측부가 걸쳐지도록 안착시키고, 그 타측부에 다시 셀을 안착, 적층시키는 것을 반복하면서 고온분위기에 노출시킨다. 고온분위기상에서 전극부는 셀에 솔더링(soldering)되고, 복수 개의 셀은 전극부에 의해 전기적으로 연결된다.
한편, 종래의 솔더링장치는, 가압부를 지지하는 이동바디부가 가열부에 의하여 가열되므로 열변형 등이 발생되며, 가열부에서 발생되는 열이 차단되어 가열효율이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 종래의 솔더링장치는, 솔더링가압부가 전극부를 가압하는 과정에서 결합제가 솔더링가압부에 침투하여, 솔더링가압부와 전극부가 부착되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1058399호(2011.08.16 등록, 발명의 명칭: 태버-스트링거 및 태빙-스트링잉 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 이동바디부와 가압부의 열변형을 방지하고, 장치의 내구성 및 용접 품질을 향상시킬 수 있는 솔더링장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 솔더링장치는: 셀과 전극부를 이송하는 이송부; 상기 셀 또는 상기 전극부를 가열하는 가열부; 프레임부에 이동 가능하게 구비되며, 상기 가열부에서 발생되는 열이 상기 셀 또는 상기 전극부에 전달되는 경로인 조사영역의 외부에 위치하는 이동바디부; 및 상기 이동바디부에 결합되며, 상기 이동바디부의 이동에 따라 상기 셀 또는 상기 전극부를 가압하는 가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 가열부는, IR 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 조사영역은, 상기 가열부와, 상기 셀을 가상의 직선으로 연결하여 형성되는 영역인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 이동바디부는, 한 쌍이 구비되어, 상기 가압부의 양측에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 이동바디부는, 상기 가압부가 결합되는 지지바디; 상기 프레임부에 이동 가능하게 구비되고, 상기 지지바디와 결합되는 이동바디; 및 상기 지지바디에 설치되어, 상기 지지바디를 냉각하는 바디냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 지지바디는, 상기 조사영역을 기준으로 대칭되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 지지바디에는, 상기 가압부가 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 이동바디는, 상기 프레임부에 형성되는 가이드에 슬라이딩 방식으로 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 바디냉각부는, 상기 지지바디에 설치되어 유체의 이동을 안내하는 냉각관부; 및 상기 냉각관부에 유체를 공급하는 유체공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 가압부는, 상기 이동바디부에 결합되어 상기 이동바디부와 연동되는 가압지지부; 및 상기 가압지지부에 결합되며, 상기 가압지지부의 이동에 따라 상기 전극부에 접하여 상기 전극부를 상기 셀 측으로 가압하는 솔더링가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 가압지지부는, 복수 개가 구비되어, 상호 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 가압지지부는, 상기 전극부의 길이 방향을 따라 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 솔더링가압부는, 상기 가압지지부에 설치되는 가압하우징부; 상기 가압하우징부에 이동 가능하게 삽입되며, 상기 전극부를 상기 셀 측으로 가압하는 가압접촉부; 및 상기 가압하우징부에 수용되고, 상기 가압접촉부를 탄성 지지하는 접촉탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 가압하우징부는, 상기 가압지지부에 결합되며, 상기 가압접촉부와의 사이에 상기 접촉탄성부가 설치되도록, 상기 가압접촉부와 이격되게 위치하는 가압하우징바디; 상기 가압하우징바디에서 상기 가압접촉부 측으로 연장되며, 상기 가압접촉부가 이동 가능하게 삽입되어, 상기 가압접촉부의 이동을 안내하는 접촉부안내부; 및 상기 가압하우징바디와 연결되며, 상기 가압지지부에 결합되는 가압지지결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 가압접촉부는, 상기 가압하우징부에 이동 가능하게 결합되는 접촉부바디; 및 상기 접촉부바디와 연결되며, 상기 이동바디부의 이동에 따라 상기 전극부에 접하여, 상기 전극부를 상기 셀 측으로 가압하는 전극가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 접촉부바디는, 상기 가압하우징바디와 이격되게 위치하며, 상기 가압하우징바디와의 사이에 상기 접촉탄성부가 수용되는 가압축; 및 상기 가압축과 상기 전극가압부를 연결하며, 상기 가압축 측 단부의 직경이 상기 가압축의 직경보다 크게 형성되어, 상기 접촉탄성부가 접하는 탄성부지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전극가압부는, 상기 접촉부바디에 결합되는 접촉바디결합부; 및 상기 접촉바디결합부에 결합되며, 상기 전극부에 접하여 상기 전극부를 상기 셀 측으로 가압하고, 상기 전극부와 상기 셀을 결합하는 결합제의 밀도보다 큰 밀도의 재질을 포함하여 이루어지는 전극접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전극접촉부는, 상기 접촉바디결합부에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 솔더링가압부는, 상기 가압하우징부에 결합되며, 단열재를 포함하여 이루어져, 상기 가열부에서 발생되는 열에너지가 상기 가압하우징부로 전달되는 것을 차단하는 열차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 솔더링장치에 의하면, 이동바디부가 가열부의 조사영역의 외부에 위치하므로, 이동바디부의 열변형이 방지되며, 이동바디부에 의한 열차단을 방지하여 솔더링 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 이동바디부가 가압부를 양측에서 지지하므로, 가압부를 안정적으로 운용할 수 있는바, 솔더링 품질이 향상된다.
또한, 본 발명은 이동바디부가 유체에 의하여 냉각되므로, 이동바디부의 열변형을 방지하고, 장치의 내구성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 가압하우징바디와 가압접촉부가 이격되게 위치하므로, 가압하우징바디의 내측에 수용된 접촉탄성부의 탄성력을 유지할 수 있고, 장치의 열변형을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 전극접촉부의 밀도가 솔더 등의 결합제의 밀도보다 크게 형성되므로, 결합제가 전극접촉부에 침투하는 것을 방지하여, 솔더링 과정에서 전극부와 셀의 접합 불량을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 절개사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압부를 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링가압부가 가압지지부에 결합된 상태를 타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링가압부를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 절개사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압부를 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링가압부가 가압지지부에 결합된 상태를 타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링가압부를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 솔더링장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 솔더링장치(1)는 이송부(100), 가열부(200), 이동바디부(300) 및 가압부(400)를 포함하여, 셀(10)과 전극부(30)를 가열, 가압하여 솔더링한다.
이송부(100)는 셀(10)과 전극부(30)를 설정된 방향으로 이송한다. 본 실시예에서 이송부(100)는 풀리부(110) 및 벨트부(130)를 포함하여, 무한궤도 방식으로 회전되는 벨트부(130) 상에 안착된 셀(10)과 전극부(30)를 일 방향으로 이송시킨다.
벨트부(130)에 안착된 셀(10)과 전극부(30)는 적층된 상태로 가열부(200)의 하측(도 1 기준)에 위치하며, 가압부(400)에 의하여 가압, 고정된 상태에서 가열부(200)에 의하여 가열되면, 전극부(30)에 코팅된 결합제가 열에 의해 녹으면서 셀(10)과 전극부(30)를 접합한다. 여기서 결합제는 셀(10)과 전극부(30)를 접합시키는 솔더 등으로 예시될 수 있으며, 셀(10)과 전극부(30) 사이의 접합력을 증대시키는 경우라면, 셀(10) 또는 전극부(30)에 도포되는 접합보조제인 플럭스 등도 결합제에 해당될 수 있다.
본 실시예에서 셀(10)은 태양전지용 셀(10)로 예시되며, 복수의 셀(10)이 전극부(30)에 의하여 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서 전극부(30)는 도체를 포함하여 이루어지는 와이어 또는 리본으로 예시되며, 복수 개의 셀(10)을 전기적으로 연결한다.
가열부(200)는 셀(10) 또는 전극부(30)를 가열하여 셀(10)과 전극부(30)를 접합한다. 본 실시예에서 가열부(200)는 IR(IR, infrared ray) 히터로 예시되며, 셀(10) 또는 전극부(30)를 이격된 상태에서 가열하여, 전극부(30)에 코팅된 납 또는 주석 등의 결합제를 녹이는 방식으로, 전극부(30)와 셀(10)을 접합한다.
본 실시예에서 가열부(200)는 프레임부(50)에 볼팅, 용접 등의 방식으로 결합되며, 이송부(100)의 상측에 이격되게 위치하며, 적외선 등을 이용, 셀(10) 또는 전극부(30)를 가열한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 절개사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부와 가압부를 나타내는 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부를 나타내는 사시도이다.
도 2 내지 4를 참조하면, 이동바디부(300)는 프레임부에 이동 가능하게 구비되며, 가열부(200)가 셀(10) 또는 전극부(30)를 가열하는 조사영역(H)의 외부에 위치한다.
여기서 조사영역(H)의 의미는, 가열부(200)에서 발생되는 열이 셀(10)(또는 셀(10)과 전극부(30)를 용접하기 위하여 필요한 가열 영역)에 전달되는 경로를 의미한다. 이러한 조사영역(H)는, 솔더링 위치에 위치하는 셀(10)(또는 셀(10)과 전극부(30)를 용접하기 위하여 필요한 가열 영역)과 가열부(200)를 가상의 직선으로 연결하여 형성되는 영역으로 도시할 수 있다.
이동바디부(300)가 조사영역(H)의 외부에 위치하므로, 가열부(200)에 의해 이동바디부(300)가 가열되는 것을 방지하여 이동바디부(300)의 비틀림, 열손상 등을 방지할 수 있고, 나아가 셀(10) 또는 전극부(30)에 전달되는 열전달량을 증대시켜 솔더링 효율을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서 이동바디부(300)는 지지바디(310), 이동바디(330) 및 바디냉각부(350)를 포함한다.
지지바디(310)는 가압부(400)와 결합된다. 본 실시예에서 지지바디(310)는 조사영역(H)을 기준으로 대칭되게 형성되어, 가압부(400)의 양측을 조사영역(H)의 외측에서 지지한다.
이에 따라 본 실시예에서 지지바디(310)는 가압부(400)의 양측을 지지하므로, 가압부(400)를 견고하게 지지할 수 있고, 가압부(400)의 처짐, 위치 변경 등을 방지하여 솔더링의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서 지지바디(310)에는 가압부(400)가 볼팅 등의 방식으로 탈착 가능하게 결합되므로, 가압부(400)의 교체 및 관리가 용이하다.
이동바디(330)는 프레임부(50)에 이동 가능하게 설치되고, 지지바디(310)와 결합되어, 지지바디(310)를 왕복 이동시킨다. 본 실시예에서 이동바디(330)는 전기모터 등에 입력되는 전력을 동력으로 전환하고, 직선프레임부(50)에 상하 방향(도 1 기준)으로 형성되는 가이드(51)에 슬라이딩 방식으로 이동 가능하게 결합되어 이동된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동바디부의 단면을 나타내는 단면도이다. 도 6의 (a)는 이동바디부(300)의 단면을 나타내는 도면이고, 도 6의 (b)는 바디냉각부(350)에서 유체가 이동되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 바디냉각부(350)는 지지바디(310)에 설치되어 지지바디(310)를 냉각시켜, 지지바디(310)의 열변형을 방지한다. 본 실시예에서 바디냉각부(350)는 냉각관부(351) 및 유체공급부(353)를 포함한다.
냉각관부(351)는 지지바디(310)의 내부에 설치되어 지지바디(310)의 내측으로 유체의 이동을 안내함으로써, 지지바디(310)와 유체의 열교환을 이용하여 지지바디(310)를 냉각시킨다.
유체공급부(353)는 냉각관부(351)에 공기 등의 유체를 공급하여, 냉각관부(351)의 내측으로 이동되는 유체와의 열교환에 의하여 지지바디(310)가 냉각될 수 있도록 함으로써, 지지바디(310)가 과열되어 열변형 등이 발생되는 것을 방지한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압부를 나타내는 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링가압부가 가압지지부에 결합된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링가압부를 나타내는 사시도이다.
도 7 내지 9를 참조하면, 가압부(400)는 이동바디부(300)에 결합되며, 이동바디부(300)의 이동에 따라 셀(10) 또는 전극부(30)를 가압한다. 본 실시예에서 가압부(400)는 가압지지부(410) 및 솔더링가압부(430)를 포함한다.
가압지지부(410)는 이동바디부(300)에 결합되어 이동바디부(300)의 이동에 따라 연동되어 이동한다. 본 실시예에서 가압지지부(410)는 복수 개가 구비되어, 상호 이격되게 배치된다.
이로써, 가압지지부(410)는 이웃하는 가압지지부(410)와의 사이로 가열부(200)에서 발생되는 열에너지가 통과하여, 셀(10) 또는 전극부(30)에 도달하여, 셀(10) 또는 전극부(30)를 가열할 수 있게 한다.
본 실시예에서 가압지지부(410)는 전극부(30)의 길이 방향을 따라 길게 형성되어, 복수 개의 솔더링가압부(430)가 결합됨으로써, 와이어 또는 리본으로 예시되는 전극부(30)를, 전극부(30)의 길이 방향으로 복수의 지점에서 가압, 전극부(30)가 셀(10)에 밀착 고정될 수 있도록 한다.
솔더링가압부(430)는 가압지지부(410)에 결합되며, 가압지지부(410)의 이동에 따라 전극부(30)에 접하여 전극부(30)를 셀(10) 측으로 가압한다. 본 실시예에서 솔더링가압부(430)는 가압하우징부(431), 가압접촉부(433) 및 접촉탄성부(435)를 포함한다.
가압하우징부(431)는 가압지지부(410)에 설치된다. 본 실시예에서 가압하우징부(431)는 열전도율이 낮은, 예를 들어 열전도율이 철의 1/5인 SUS 304를 적용하여, 외부의 열이 내측에 구비되는 접촉탄성부(435)에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예에서 가압하우징부(431)는 가압하우징바디(4311), 접촉부안내부(4313) 및 가압지지결합부(4315)를 포함한다.
가압하우징바디(4311)는 가압지지부(410)에 삽입되며, 가압접촉부(433)와의 사이에 접촉탄성부(435)가 설치되도록, 가압접촉부(433)와 이격되게 위치한다. 본 실시예에서 가압하우징바디(4311)는 금속 재질을 포함하여 이루어지며, 대략 원통 형상으로 형성되어, 내측에 가압접촉부(433)가 수용된다.
접촉부안내부(4313)는 가압하우징바디(4311)에서 가압접촉부(433) 측으로 연장되며, 가압접촉부(433)가 이동 가능하게 삽입되어, 가압접촉부(433)의 이동을 안내한다.
본 실시예에서 접촉부안내부(4313)는 대략 링 형상으로 형성되며, 내측에 형성된 홀에 가압접촉부(433)가 끼워져, 가압접촉부(433)의 유동을 방지하며, 동시에 가압접촉부(433)가 가압하우징바디(4311)의 길이 방향으로 이동될 수 있도록 한다.
가압지지결합부(4315)는 가압하우징바디(4311)와 연결되며, 가압지지부(410)에 결합된다. 본 실시예에서 가압지지결합부(4315)는 외주면의 직경이, 가압하우징바디(4311)보다 크게 형성되며, 외주면에 나사산이 형성되어 가압지지부(410)에 나사 결합된다.
가압접촉부(433)는 가압하우징부(431)에 이동 가능하게 삽입되며, 전극부(30)를 셀(10) 측으로 가압한다. 본 실시예에서 가압접촉부(433)는 접촉부바디(4331) 및 전극가압부(4335)를 포함한다.
접촉부바디(4331)는 가압하우징부(431)에 이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 접촉부바디(4331)는 가압축(4332) 및 탄성부지지부(4333)를 포함한다.
가압축(4332)은 가압하우징바디(4311)와 위치하며, 가압하우징바디(4311)와의 사이에 접촉탄성부(435)가 수용된다.
탄성부지지부(4333)는 가압축(4332)과 전극가압부(4335)를 연결하며, 가압축(4332)에 연결되는 단부의 직경이 가압축(4332)의 직경보다 크게 형성되어 접촉탄성부(435)의 하단부가 접하여 지지된다.
전극가압부(4335)는 접촉부바디(4331)와 연결되며, 이동바디부(300)의 이동에 따라 전극부(30)에 접하여, 전극부(30)를 셀(10) 측으로 가압한다. 본 실시예에서 전극가압부(4335)는 접촉바디결합부(4336) 및 전극접촉부(4337)를 포함한다.
접촉바디결합부(4336)는 접촉부바디(4331)와 결합된다. 본 실시예에서 접촉바디결합부(4336)는 금속 재질을 포함하여 이루어지며, 접촉부바디(4331)와 일체로 형성된다.
전극접촉부(4337)는 접촉바디결합부(4336)에 결합되며, 전극부(30)에 접하여, 전극부(30)를 셀(10) 측으로 가압하고, 전극부(30)에 코팅된 결합제의 밀도보다 큰 밀도의 재질을 포함하여 이루어진다.
예를 들어 결합제가 솔더로 예시되는 경우, 솔더의 성분은 전극부(30) 또는 셀(10)의 재질, 형상 등에 따라 달라질 수 있는데, 본 실시예에서 전극접촉부(4337)는 결합제에 포함되는 재질 중 가장 큰 밀도의 재질, 예를 들어 결합제의 성분 중 납의 밀도가 가장 큰 경우, 전극접촉부(4337)는 납보다 큰 밀도의 재질을 포함하여 이루어진다.
또한, 결합제에 포함되는 재질 중 가장 큰 밀도의 재질이 주석인 경우, 전극접촉부(4337)는 주석보다 큰 밀도의 재질을 포함하여 이루어져, 결합제가 전극접촉부(4337)에 침투되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 전극접촉부(4337)는 탄화물 분말을 소성하여 제작하는 초경합금을 적용하여, 결합제가 전극접촉부(4337)에 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예에서 전극접촉부(4337)는 탄화텅스텐을 주체로 한 결합금속인 코발트와 소결합금인 것으로 예시될 수도 있다.
본 실시예에서 전극접촉부(4337)는 접촉바디결합부(4336)에 탈착 가능하게 결합되어, 고온, 고압에 노출되어 변형, 변성된 경우, 전극가압부(4335) 전체가 아닌, 전극접촉부(4337) 만을 교환할 수 있도록 하여, 전극가압부(4335)의 유지 비용을 줄이고, 수리 및 교환을 용이하게 한다.
접촉탄성부(435)는 가압하우징부(431)에 수용되고, 가압접촉부(433)를 탄성 지지한다. 본 실시예에서 접촉탄성부(435)는 코일 스프링으로 예시되고, 가압축(4332)이 내측에 수용된다.
본 실시예에서 접촉탄성부(435)는 일단부가 가압하우징부(431)에 접하고, 타단부가 가압접촉부(433)에 접하여 가압접촉부(433)를 탄성 지지함으로써, 가압접촉부(433)가 전극부(30)를 가압할 때, 가압접촉부(433)와 전극부(30)의 충격에 의하여 가압접촉부(433) 및 전극부(30)가 파손되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 솔더링가압부(430)는 열차단부(437)를 더 포함한다. 열차단부(437)는 가압하우징부(431)에 결합되며, 단열재를 포함하여 이루어져, 가열부(200)에서 발생되는 열에너지가 가압하우징부(431)로 전달되는 것을 차단한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더링장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
셀이재장치 및 전극이재장치에 의하여 각각 벨트부(130) 상에 이동되는 셀(10) 및 전극부(30)는 벨트부(130) 상에 적층된 상태로 가열부(200)의 하측으로 이동된다. 셀(10)과 벨트부(130)가 가열부(200)의 하측에 위치하면, 이동바디부(300)가 하측으로 이동하여, 이동바디부(300)에 결합된 가압부(400)가 전극부(30)와 셀(10)을 가압하여 고정한다.
가압부(400)에는 접촉탄성부(435)가 구비되므로, 가압부(400)가 전극부(30) 또는 셀(10)을 가압할 때 발생되는 충격 에너지 등은 접촉탄성부(435)에 의하여 완충되어 가압부(400) 등의 파손을 방지한다.
가압부(400)에 의하여 전극부(30)와 셀(10)의 위치가 고정되면, 가열부(200)에서 열에너지를 발생시켜, 전극부(30)와 셀(10)을 가열한다.
본 실시예에서 가압부(400)를 지지하는 이동바디부(300)는 가열부(200)와 셀(10)을 연결하여 형성되는 조사영역(H)의 외측에 위치하므로, 가열부(200)에 의한 부식, 표면 열산화, 뒤틀림 등을 방지할 수 있다.
또한, 이동바디부(300)에는 바디냉각부(350)가 형성되며, 이동바디부(300)의 온도를 온도 센서 등으로 측정하여, 이동바디부(300)가 설정 온도 이상인 경우, 바디냉각부(350)를 가동시켜, 이동바디부(300)의 온도가 설정 온도 이상으로 올라가는 것을 자동으로 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 가압부(400)는 복수 개의 가압지지부(410)를 포함하며, 가압지지부(410)가 상호 이격되게 위치하여 솔더링가압부(430)를 지지하므로, 가열부(200)에서 발생되는 열이 복수 개의 가압지지부(410) 사이를 통과하여 셀(10)과 전극부(30)에 전달될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 솔더링장치(1)는 가열부(200)에서 발생되는 열이 전극부(30) 및 셀(10)에 전달되는 정도를 증대시켜, 솔더링 시간이 단축되며, 에너지 효율이 증대된다.
또한, 본 실시예에서 솔더링가압부(430)는 전극부(30) 또는 셀(10)에 접하는 가압접촉부(433), 구체적으로 전극접촉부(4337)가, 결합제의 밀도보다 큰 재질을 포함하여 이루어지므로, 결합제가 전극접촉부(4337)에 침투되는 것을 방지하므로, 전극접촉부(4337)와 전극부(30)가 접착되는 것을 방지할 수 있다.
이로써, 본 실시예에 따른 솔더링장치(1)에 의하면, 이동바디부(300)가 가열부(200)의 조사영역(H)의 외부에 위치하므로, 이동바디부(300)의 열변형이 방지되며, 이동바디부(300)에 의한 열차단을 방지하여 솔더링 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 솔더링장치(1)는 이동바디부(300)가 가압부(400)를 양측에서 지지하므로, 가압부(400)를 안정적으로 운용할 수 있는바, 솔더링 품질이 향상된다.
또한, 본 실시예에서 솔더링장치(1)는 이동바디부(300)가 유체에 의하여 냉각되므로, 이동바디부(300)의 열변형을 방지하고, 장치의 내구성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 솔더링장치(1)는 가압하우징바디(4311)와 가압접촉부(433)가 이격되게 위치하므로, 가압하우징바디(4311)의 내측에 수용된 접촉탄성부(435)의 탄성력을 유지할 수 있고, 장치의 열변형을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 솔더링장치(1)는 전극접촉부(4337)의 밀도가 결합제의 밀도보다 크게 형성되므로, 결합제가 전극접촉부(4337)에 침투하는 것을 방지하여, 솔더링 과정에서 전극부(30)와 셀(10)의 접합 불량을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 솔더링장치 10: 셀
30: 전극부 50: 프레임부
51: 가이드 100: 이송부
110: 풀리부 130: 벨트부
200: 가열부 300: 이동바디부
310: 지지바디 330: 이동바디
350: 바디냉각부 351: 냉각관부
353: 유체공급부 400: 가압부
410: 가압지지부 430: 솔더링가압부
431: 가압하우징부 4311: 가압하우징바디
4313: 접촉부안내부 4315: 가압지지결합부
433: 가압접촉부 4331: 접촉부바디
4332: 가압축 4333: 탄성부지지부
4335: 전극가압부 4336: 접촉바디결합부
4337: 전극접촉부 435: 접촉탄성부
437: 열차단부 H: 조사영역
30: 전극부 50: 프레임부
51: 가이드 100: 이송부
110: 풀리부 130: 벨트부
200: 가열부 300: 이동바디부
310: 지지바디 330: 이동바디
350: 바디냉각부 351: 냉각관부
353: 유체공급부 400: 가압부
410: 가압지지부 430: 솔더링가압부
431: 가압하우징부 4311: 가압하우징바디
4313: 접촉부안내부 4315: 가압지지결합부
433: 가압접촉부 4331: 접촉부바디
4332: 가압축 4333: 탄성부지지부
4335: 전극가압부 4336: 접촉바디결합부
4337: 전극접촉부 435: 접촉탄성부
437: 열차단부 H: 조사영역
Claims (19)
- 셀과 전극부를 이송하는 이송부;
상기 셀 또는 상기 전극부를 가열하는 가열부;
프레임부에 이동 가능하게 구비되며, 상기 가열부에서 발생되는 열이 상기 셀 또는 상기 전극부에 전달되는 경로인 조사영역의 외부에 위치하는 이동바디부; 및
상기 이동바디부에 결합되며, 상기 이동바디부의 이동에 따라 상기 셀 또는 상기 전극부를 가압하는 가압부;
를 포함하고,
상기 이동바디부는,
상기 가압부가 결합되는 지지바디;
상기 프레임부에 이동 가능하게 구비되고, 상기 지지바디와 결합되는 이동바디; 및
상기 지지바디에 설치되어, 상기 지지바디를 냉각하는 바디냉각부;
를 포함하고,
상기 바디냉각부는,
상기 지지바디에 설치되어 유체의 이동을 안내하는 냉각관부; 및
상기 냉각관부에 유체를 공급하는 유체공급부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 가열부는, IR 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 조사영역은,
상기 가열부와, 상기 셀을 가상의 직선으로 연결하여 형성되는 영역인 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 이동바디부는,
한 쌍이 구비되어, 상기 가압부의 양측에 결합되는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 지지바디는,
상기 조사영역을 기준으로 대칭되게 위치하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 지지바디에는,
상기 가압부가 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 이동바디는,
상기 프레임부에 형성되는 가이드에 슬라이딩 방식으로 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 삭제
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압부는,
상기 이동바디부에 결합되어 상기 이동바디부와 연동되는 가압지지부; 및
상기 가압지지부에 결합되며, 상기 가압지지부의 이동에 따라 상기 전극부에 접하여 상기 전극부를 상기 셀 측으로 가압하는 솔더링가압부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 가압지지부는,
복수 개가 구비되어, 상호 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 가압지지부는,
상기 전극부의 길이 방향을 따라 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 솔더링가압부는,
상기 가압지지부에 설치되는 가압하우징부;
상기 가압하우징부에 이동 가능하게 삽입되며, 상기 전극부를 상기 셀 측으로 가압하는 가압접촉부; 및
상기 가압하우징부에 수용되고, 상기 가압접촉부를 탄성 지지하는 접촉탄성부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 13항에 있어서, 상기 가압하우징부는,
상기 가압지지부에 결합되며, 상기 가압접촉부와의 사이에 상기 접촉탄성부가 설치되도록, 상기 가압접촉부와 이격되게 위치하는 가압하우징바디;
상기 가압하우징바디에서 상기 가압접촉부 측으로 연장되며, 상기 가압접촉부가 이동 가능하게 삽입되어, 상기 가압접촉부의 이동을 안내하는 접촉부안내부; 및
상기 가압하우징바디와 연결되며, 상기 가압지지부에 결합되는 가압지지결합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 14항에 있어서, 상기 가압접촉부는,
상기 가압하우징부에 이동 가능하게 결합되는 접촉부바디; 및
상기 접촉부바디와 연결되며, 상기 이동바디부의 이동에 따라 상기 전극부에 접하여, 상기 전극부를 상기 셀 측으로 가압하는 전극가압부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 접촉부바디는,
상기 가압하우징바디와 이격되게 위치하며, 상기 가압하우징바디와의 사이에 상기 접촉탄성부가 수용되는 가압축; 및
상기 가압축과 상기 전극가압부를 연결하며, 상기 가압축 측 단부의 직경이 상기 가압축의 직경보다 크게 형성되어, 상기 접촉탄성부가 접하는 탄성부지지부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 전극가압부는,
상기 접촉부바디에 결합되는 접촉바디결합부; 및
상기 접촉바디결합부에 결합되며, 상기 전극부에 접하여 상기 전극부를 상기 셀 측으로 가압하고, 상기 전극부와 상기 셀을 결합하는 결합제의 밀도보다 큰 밀도의 재질을 포함하여 이루어지는 전극접촉부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 17항에 있어서, 상기 전극접촉부는,
상기 접촉바디결합부에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
- 제 13항에 있어서, 상기 솔더링가압부는,
상기 가압하우징부에 결합되며, 단열재를 포함하여 이루어져, 상기 가열부에서 발생되는 열에너지가 상기 가압하우징부로 전달되는 것을 차단하는 열차단부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링장치.
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