KR102070399B1 - 온도센서의 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도센서의 불량 땜납영역을 물리적으로 단락시켜 화상으로는 검출하지 못한 불량품을 걸러냄으로써 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있는 온도센서의 검사장치를 개시한다. 본 발명은 지그판 상에 다수의 온도센서 부재가 배열되어 이송 수단을 통해 이동하면서 상기 온도센서 부재의 땜납 영역을 검사하는 온도센서의 검사장치에 있어서, 상기 온도센서 부재의 헤드부의 이동을 안내하는 가이드 레일부; 및 상기 가이드 레일부에서 이동되는 상기 헤드부를 타격하는 적어도 하나의 탄성핀 부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

온도센서의 검사장치{Inspecting apparatus for temperature sensor}

본 발명은 온도센서의 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대량 생산되는 온도센서의 땜납 상태를 검사하는 온도센서의 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 온도센서는 냉장고나 차량 등과 같이 다양한 분에에 적용되는 것으로, 예를 들어 가전제품이나 차량 등에 설치되어 온도제어를 위한 열이나 온도를 감지한다.

이러한 온도센서는 습기의 침투를 방지하고 일부의 충격으로부터 센서를 보호하기 위해 소자를 합성수지로 연속 사출하여 제작하는 플라스틱 사출방법으로 제조된다. 다른 방식으로는 소자와 전선부위를 함께 실리콘으로 1차 코팅한 후에 에폭시 수지를 이용하여 2~3회 코팅(몰딩) 처리하여 제작하는 몰딩 타입으로 제조되거나, 또는 구리 또는 스테인레스 강 등의 고가의 케이스 내부에 소자를 삽입하고 하우징 내부에 에폭시 수지를 충전하는 케이스 타입으로 제조되고 있다.

도 1은 종래의 온도센서의 구조를 보여주는 단면도로서, 도 1과 같이 종래의 온도센서(100)는 감지소자(101)의 리드선(102)과 전선 와이어(103)의 단자가 땜납으로 서로 연결되고, 외부에는 보호를 위한 프라이머층(104)과 실리콘 하우징(105)이 도포된 구성이 제공된다.

한편, 근래 들어 생산성 증대를 위해, 온도센서의 제조시 감지소자(101)와 전선 와이어(103)를 납땜하는 공정이 자동화 기기를 통해 이루어지고 있다. 그러나 소형의 온도센서는 정밀한 납땜 공정이 필수적이나, 자동화 기기에 의해 일괄적으로 이루어지는 납땜 공정에는 종종 전선 와이어의 단선이나 땜납 불량으로 인해 불량이 발생된다.

이러한 온도센서의 땜납 불량을 검사하기 위해 종래에는 카메라를 이용한 비전 검사장치가 사용되고 있다. 이러한 비전 검사장치를 이용한 온도센서의 땜납 불량 감지는 경우에 따라 화상으로는 감지되지 않는 단락이나 불량영역이 발생된 제품에 대해 양품으로 판정하는 문제가 있었다. 예를 들어 단락된 상태로 선들이 상하로 중첩되는 경우에 화상만으로는 양품으로 인식하는 경우가 종종 발생되어 불량품을 양품으로 판정하는 경우가 종종 발생되었다.

<선행문헌 1> : 대한민국 등록특허 제1162301호(공고일: 2012년 7월 4일)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 온도센서의 불량 땜납영역을 물리적으로 단락시켜 화상만으로는 검출하지 못한 불량품을 걸러냄으로써 검사 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 온도센서의 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 지그판 상에 다수의 온도센서 소자가 배열되어 이송 수단으로 통해 이동하면서 상기 온도센서 소자의 땜납 영역을 검사하는 온도센서의 검사장치에 있어서, 상기 온도센서 소자의 헤드부의 이동을 안내하는 가이드 레일부; 및 상기 가이드 레일부에서 이동되는 상기 헤드부를 타격하는 적어도 하나의 탄성핀 부재를 포함하여 이루어진 온도센서의 검사 장치가 제공된다.

상기 탄성핀 부재는 복수개가 상기 온도센서 소자의 이동방향으로 배열되고,상기 탄성핀 부재의 사이에는 상기 온도센서 소자의 땜납 영역을 촬영하기 위한 카메라가 설치된 것일 수 있다.

상기 탄성핀 부재에 인접하게 설치된 절곡기를 더 포함하고, 상기 카메라가 상기 온도센서 소자 중에 단락된 영역을 갖는 온도센서 소자를 검출하면 상기 절곡기가 상기 온도센서 소자를 수직방향으로 절곡시키는 것일 수 있다.

상기 절곡기는, 상기 온도센서 부재 상부로 승하강되는 승하강 부재, 및 상기 온도센서 부재의 하부에 위치된 지지부재를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 승하강 부재의 선단에는 상기 승하강 부재의 하강시 상기 온도센서 부재를 하방으로 절곡시키는 절곡 안내부재를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 이송 수단은 상기 탄성핀 부재가 상기 헤드부의 일측 방향으로의 타격이 완료되면 상기 지그판의 진행방향을 반대방향으로 전환시켜 상기 헤드부의 타측 방향으로의 타격을 수행하는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면, 온도센서의 땜납 영역의 검사시 화상만으로는 검출되지 않는 땜납 불량을 물리적으로 단락시킴으로써 검사 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 온도센서의 구조를 보여주는 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서의 검사장치를 나타내는 평면 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서의 검사장치의 지그판에 케이블들이 배열된 상태를 보여주는 평면도,
도 4는 도 3에서 접착부재와 온도센서 소자가 연결된 케이블이 분리된 상태를 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서의 검사장치의 측면 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서의 검사장치의 온도 센서 소자의 단락검사 상태를 보여주는 부분 확대도,
도 7은 도 6에서 지그판이 보다 이동된 상태를 보여주는 부분 확대도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서의 검사장치의 상부 카메라가 설치된 상태를 나타내는 측면 구성도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서의 검사장치의 하부 카메라가 설치된 상태를 나타내는 측면 구성도,
도 10a는 양품의 온도 센서 소자의 상태를 보여주는 상태도,
도 10b는 온도 센서 소자의 땜납 불량 및 단자 단락된 불량품을 보여주는 상태도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서의 검사장치의 절곡기의 설치위치를 보여주는 부분 확대도, 및
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서의 검사장치의 절곡기의 사용상태를 보여주는 상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 갖는다. 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 첨부된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명은 다수의 탄성핀 부재가(51,52,53)가 설치된 고정 베이스(10)와, 이송부(40)에 의해 직선방향으로 지그판(30)을 이송시키는 이동 베이스(20)를 포함한다.

구체적으로, 지그판(30)에는 다수의 온도 센서 부재(81)가 일렬로 배열되고 평면상에서 상하측에 각각 접착 부재(71,72)가 각각 부착되어 지그판(30)에 고정된다. 또한 온도 센서 부재(81)는 가이드 레일부(60)에 의해 선단부분(센서 소자)이 안내된 상태로 좌우 직선방향으로 이동될 수 있다.

한편 고정 베이스(10)의 말단측 영역에는 한 쌍의 제1 탄성핀 부재(51)와 제2 탄성핀 부재(52)가 서로 일정간격을 두고 나란하게 배치된다. 이때 제1 탄성핀 부재(51)와 제2 탄성핀 부재(52)는 고정지그(54,55)를 통해 각각 고정 베이스(10) 상에서 고정설치된다. 아울러 이들 제1 탄성핀 부재(51) 및 제2 탄성핀 부재(52)와는 별개로 일정 간격을 두고 제3 탄성핀 부재(53)가 배치된다. 이때 제3 탄성핀 부재(53)도 고정지그(56)를 통해 고정 베이스(10) 상에 고정된다. 또한 이들 탄성핀 부재(51~53)의 선단은 이동 베이스(20)에 의해 이동되는 온도 센서 부재(81)의 센서 소자(81a; 도 3 참조)가 접촉(터치)하기 충분하게 근접배치된다.

상기한 구성에 있어서, 이동 베이스(20)에는 베이스 고정부(45)가 구비되고, 이 베이스 고정부(45)에는 다수의 온도 센서 부재(81)가 직렬로 배열된다. 한편 지그판(30)은 베이스 고정부(45)를 이동 베이스(20)에 고정되고, 이 상태에서 지그판(30)은 이송부(40)의 구동력에 의해 좌우 직선방향으로 이동될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 지그판(30)에는 다수의 온도 센서 부재(81)가 일정간격을 두고 배열된다. 구체적으로 온도 센서 부재(81)는 케이블(82)의 선단에 단자선(83)에 접합된 센서 소자(81a)로 구성된다. 또한 지그판(30)에는 다수의 배열홈(h)이 형성되고, 이 배열홈(h)을 따라 온도 센서 부재(81)의 케이블(82)이 놓여진다. 각각의 배열홈(h)에 케이블(82)이 각각 배치되면 지그판(30)의 상단부와 하단부에 각각 접착부재(71,72)가 부착되어 케이블(82)을 고정시킨다. 이때 온도 센서 부재(81)의 센서 소자(81a)는 지그판(30)에서 일정길이로 노출된 상태로 배열된다. 또한 센서 소자(81a)는 케이블(82)에서 단자선(83)에 각각 납땜된 상태로 설치된다.

도 5를 참조하면, 고정 베이스(10)와 이동 베이스(20) 사이에 배치된 온도 센서 부재(81)는 직선방향으로 이동되면서 상부 카메라(C₁)와 하부 카메라(C₂)를 통해 땜납영역에 대한 화상 검사가 이루어진다. 즉, 이동 베이스(20)가 직선방향(도 5에서 우측 방향)으로 이동하면, 제1 탄성핀 부재(51)와 제2 탄성핀 부재(52)의 선단이 온도 센서 부재(81)의 센서 소자(81a)를 터치하게 된다. 이후 상부 카메라(C₁)는 센서 소자(81a)의 땜납영역의 상부측에 대한 땜납 상태를 촬상하고, 이후 진행방향에서 보다 좌측에 설치된 하부 카메라(C₂)는 센서 소자(81a)의 땜납영역의 하부측에 대한 땜납 상태를 촬상하게 된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상부 카메라(C₁)의 촬상 전에 한 쌍의 제1 탄성핀 부재(51)와 제2 탄성핀 부재(52)가 가이드 레일부(60)를 따라 이동하는 센서 소자(81a)를 터치하게 된다. 터치과정에서 제1 탄성핀 부재(51)와 제2 탄성핀 부재(52)는 지그판(30)의 진행방향으로 휘여졌다가 원상태로 복귀하게 된다. 이후, 상부 카메라(C₁)가 센서 소자(81a) 상부에 대한 촬상을 하고, 그 이후 제3 탄성핀 부재(53)에 의해 센서 소자(81a)가 다시한번 터치된 다음 하부 카메라(C2)를 통해 센서 소자(81b)의 하부에 대한 촬상이 이루어진다.

이와 같이 카메라 촬상전에 다수의 탄성핀 부재(51~53)에 센서 소자(81b)에 대한 터치가 이루어지게 구성한 것은, 종래에 단락된 단자가 중첩된 상태인 경우 상하방향(수직방향)으로 촬상된 화상만으로는 그 단락여부를 확인할 수 없는 문제점를 해소하기 위함이다. 즉 센서 소자(81a)의 단자선이 단락된 경우 이를 물리적인 터치(탄성핀 부재)를 통해 중첩된 상태의 단락된 단자들을 수평방향으로 벌리도록 함으로써 확실한 단락상태를 이루게 하는 것이다. 아울러 땜납 상태가 미약한 경우에도 이를 물리적 터치를 통해 단락시킴으로써 잠재적 단락발생도 미연에 확인할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 가이드 레일부(60; 도 6참조)는 상부 가이드 판(61)과 하부 가이드판(62)으로 구성되어, 이들 사이에 센서 소자(81a)가 위치된 상태로 진행방향을 따라 안내되도록 구성된다. 여기서 가이드 레일부(60)는 센서 소자(81a)의 물리적 터치시 좌우측방향이 아닌 상하측방향으로 구부려지는 것을 방지하도록 안내하는 역할을 한다. 즉, 센서 소자(81a)의 물리적 터치시 센서 소자(81a)가 상하방향으로 구부려지는 것을 방지하도록 가이드 레일부(60)가 센서 소자(81a)의 진행방향으로 안내하는 역할을 한다.

이는 센서 소자(81a)가 상하방향으로 구부려지게 되면 카메라를 통한 화상 촬영시 평면상에서는 확인할 수 없는 수직방향으로의 중첩된 단락영역이 형성되는 것을 방지하기 위함이다.

한편 상부 카메라(C₁)는 본체부(100) 상에 지지대(12)를 통해 설치되고, 하부 카메라(C₂)는 본체부(100)의 아래에 동일한 방식으로 설치된다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 일반적으로 양호한 단자선(83)의 연결상태는 도 10a와 같이 땜납영역이 대칭적으로 배치된 상태이다. 반면 도 10b의 (a)와 같이 센서 소자(81a)의 단자선(83)에 불량 접지영역(83d)이 형성되거나, 도 10b의 (b)와 같이 센서 소자(81a)의 단락영역(83t)이 형성되는 경우 이는 온도센서의 성능을 저하시키거나 고장을 야기하게 된다. 이외에도 단자선(83)이 단락된 상태로 상하로 중첩되는 위치에 존재하는 경우에는 카메라를 통한 화상 검사를 통해 땜납불량을 확인할 수 없다는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 다수의 탄성핀 부재(51~53)를 통해 가이드 레일부(60)를 따라 직선방향으로 이송되는 센서 소자(81a)에 대한 물리적 터치가 이루어지게 함으로써, 단락되거나 불량으로 접지된 상태의 센서 소자(81a)를 수평방향으로 버려지게 함으로써 단락상태를 확인을 용이하게 한다.

아울러 이송부(40)는 제3 탄성핀 부재(53)의 터치가 완료되면 지그판(30)의 이송방향을 반대방향으로 전환시키면서 원위치로 복귀시키게 된다. 이때 가이드 레일부(60)를 따라 반대방향(도 6에서 좌측방향)으로 이송되는 센서 소자(81a)에 대한 물리적 터치가 이루어지게 된다. 즉 가이드 레일부(60)를 따라 우측방향으로 이송되는 센서 소자(81a)에 대한 물리적 터치는 물론이고, 가이드 레일부(60)의 좌측방향으로 이송되는 센서 소자(81a)에 대한 물리적 터치도 이루어지게 할 수 있다.

이에 따라 센서 소자(81a)의 좌우측 단자선(도 10b의 (b) 참조) 중 어느 곳에 단락이 발생하여도 이를 물리적 터치를 통해 좌우방향으로 단자선이 벌어지게 함으로써 단락영역을 쉽게 확인할 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명은 고정 베이스(10)의 가장자리에 절곡기(90)가 설치된 구성으로 제공될 수 있다. 여기서 절곡기(90)는 화상 촬영에 의해 불량으로 확인되는 해당 온도 센서 부재(81)의 일부를 지그판(30)에 대해서 수직으로 절곡시켜 작업자에게 있어서 불량 개체를 신속하게 확인시키는 역할을 한다.

이러한 절곡기(90)는 도 12와 같이 고정 베이스(10)에 수직하게 설치된 고정부재(93)와 고정부재(93)에서 상하방향으로 승하강되는 승하강 부재(91)와, 승하강 부재(91)의 선단에 설치된 절곡 안내부재(92)와, 고정 베이스(10)에 수직방향으로 일정 높이 형성된 지지부재(95)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 구성된 절곡기(90)는 상부 카메라(C₁) 또는 하부 카메라(C₂)를 통해 센서 소자(81a)의 땜납 영역이 불량으로 확인되면 고정부재(93)에서 승하강 부재(91)를 하강시키고, 선단에 원형 휠이 구성된 절곡 안내부재(2)가 지그판(30)에 배치된 센서소자(81a)를 누르게 된다. 이에 따라 온도 센서 부재(81)의 선단측 일부를 지지부재(95)에 맞닿는 지점을 기준으로 수직 하방으로 절곡시키게 된다.

이와 같이 지그판(30)에 일직선으로 배열된 온도 센서 부재(81) 중 불량으로 검사된 개체를 수직방향으로 절곡시킴으로써 작업자에게 불량 개체의 식별을 용이하게 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 온도 센서 부재(81)의 땜납영역의 검사시 물리적인 터치를 좌우방향에 가하게 됨으로써 단락된 상태이거나 땜납불량인 영역에 대한 확실한 검사가 이루어질 수 있다. 따라서 종래에 화상만으로 확인할 수 없는 땜납 불량영역 및 단락영역에 대한 정밀한 검사가 가능하다.

아울러, 절곡기(90)를 통해 땜납불량의 온도 센서 부재(81)를 육안으로도 쉽게 구분할 수 있어 작업성을 개선하고 생산성을 증대시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

10: 고정 베이스
20: 이동 베이스
30: 지그판
40: 이송부
45: 베이스 고정부
51: 제1 탄성핀 부재
52: 제2 탄성핀 부재
53: 제3 탄성핀 부재
54, 55, 56: 고정지그
60: 가이드 레일부
71, 72: 접착부재
81: 온도 센서 부재
81a: 센서 소자
82: 케이블
83: 단자선
91: 승하강 부재
92: 절곡 안내부재
93: 고정부재
95: 지지부재

Claims (6)

1. 지그판 상에 다수의 온도센서 부재가 배열되어 이송 수단을 통해 이동하면서 상기 온도센서 부재의 땜납 영역을 검사하는 온도센서의 검사장치로서,
   상기 온도센서 부재의 헤드부의 이동을 안내하는 가이드 레일부; 및
   상기 가이드 레일부에서 이동되는 상기 헤드부를 타격하는 탄성핀 부재를 포함하고,
   상기 가이드 레일부는 상부 가이드 판과 하부 가이드 판으로 구성되어 상기 상부 가이드 판과 상기 하부 가이드 판의 사이로 상기 헤드부의 이동이 안내되며,
   상기 탄성핀 부재는 복수 개가 상기 온도센서 부재의 이동방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 온도센서의 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성핀 부재의 사이에는 상기 온도센서 부재의 땜납 영역을 촬영하기 위한 카메라가 설치된 것을 특징으로 하는 온도센서의 검사 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 탄성핀 부재에 인접하게 설치된 절곡기를 더 포함하고,
   상기 카메라가 상기 온도센서 부재 중에 단락된 상태의 온도센서 부재를 검출하면 상기 절곡기가 상기 온도센서 부재를 수직방향으로 절곡시키는 것을 특징으로 하는 온도센서의 검사 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 절곡기는,
   상기 온도센서 부재의 상부에서 승하강되는 승하강 부재, 및
   상기 온도센서 부재의 하부에 위치된 지지부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 온도센서의 검사 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 승하강 부재의 선단에는 상기 승하강 부재의 하강시 상기 온도센서 부재를 하방으로 절곡시키는 절곡 안내부재를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 온도센서의 검사 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 이송 수단은, 상기 탄성핀 부재가 상기 헤드부의 일측 방향으로의 타격을 완료하면, 상기 지그판의 진행방향을 반대방향으로 전환시켜 상기 헤드부의 타측 방향으로의 타격을 수행하는 것을 특징으로 하는 온도센서의 검사 장치.

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