KR102330395B1 - 기도포된 솔더 페이스트를 수정하는 흡인 장치 및 이를 이용한 솔더 페이스트 도포 위치 수정 방법 - Google Patents

기도포된 솔더 페이스트를 수정하는 흡인 장치 및 이를 이용한 솔더 페이스트 도포 위치 수정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 솔더 페이스트가 도포되는 기판을 상측에 재치하여 고정하는 기판 재치부, 상기 기판 상측에 공정을 수행하는 공정부 및 상기 공정부를 상기 기판 재치부로 이송시키는 이송부를 포함하되, 상기 공정부는 기판 상측에 솔더 페이스트를 도포하는 재도포 공정부 및 기판 상측에 도포된 솔더 페이스트를 흡인하는 수정 공정부를 포함하여 이루어지고, 상기 이송부는 상기 공정부를 평면상으로 이송시키는 x축 이송부와 y축 이송부 및 상기 공정부를 높이 방향에 따라 이송시키는 z축 이송부를 포함하여 이루어져, 상기 공정부가 3축상으로 이송되는 것을 특징으로 하는 기도포된 솔더 페이스트를 수정하는 흡인 장치 및 이를 이용한 솔더 페이스트 도포 위치 수정 방법이다.

Description

기도포된 솔더 페이스트를 수정하는 흡인 장치 및 이를 이용한 솔더 페이스트 도포 위치 수정 방법{Aspiration device to modify prayer-poed solder paste and method to fix the solder paste position}
본 발명은 기판 내에 도포된 솔더 페이스트를 흡인하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 솔더볼 및 플럭스의 혼합물로 이루어진 솔더 페이스트의 점성을 약화시켜 기판 내에 도포된 솔더 페이스트를 흡인하는 장치 및 이를 이용하여 기판 내의 솔더 페이스트를 지우는 방법에 관한 것이다.
솔더 페이스트란 디바이스를 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 위에 납땜으로 붙이는 물질을 통칭한다. 곱게 갈린 파우더 입자로 이루어진 납 합금(솔더볼) 및 액상의 플럭스로 이루어지는 솔더 페이스트는 SMD(Surface Mount Device)를 기판 위에 고정시키는 역할을 수행한다. 또한 기판의 및 디바이스의 상호 접촉면을 깨끗하게 유지함과 동시에 납땜이 끝나기 전에 복수의 접촉면이 산화되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
솔더 페이스트를 기판에 도포할 시에 중요한 요인 중의 하나는 기판에 고정시키고자 하는 디바이스가 배치되는 위치에만 한정적으로 적당량 도포하는 것이다. 예를 들어, 관리자가 의도한 도포량보다 많은 양의 솔더 페이스트가 도포되거나 디바이스가 배치되지 않는 일면에 솔더 페이스트가 도포된다면, 과납으로 인한 쇼트가 발생하여 안전사고를 야기할 수 있다. 또한, 관리자가 의도한 도포량보다 적은 양의 솔더 페이스트가 도포되거나 디바이스가 배치되는 위치에 솔더 페이스트가 도포되지 않는다면, 납땜 불량이 발생하여 기판으로부터 디바이스가 탈락하는 현상이 발생할 수 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 국내등록특허공보 제10-1933017호는 솔더 페이스트의 토출량을 자동으로 제어하는 스마트 솔더 페이스트 공급 장치에 대하여 기재하였다. 상기한 문헌에 기재된 솔더 페이스트 공급 장치는 메탈마스크에 잔존하는 솔더의 양을 측정하고, 측정된 솔더 양에 따라서 솔더 페이스트의 토출량을 자동으로 제어하는 장치에 관한 것이다. 따라서, 기판에 도포되는 솔더 페이스트의 토출량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
그러나 상기한 문헌의 솔더 페이스트 공급 장치는 디바이스가 배치되지 않는 위치에 의도치 않게 솔더 페이스트가 도포된 상황에서 발생할 수 있는 쇼트 현상을 해결할 수 없음과 동시에, 솔더 페이스트가 도포된 위치를 수정하기 위해서는 기판에 도포된 솔더 페이스트를 전량 삭제한 후에 재도포를 실시함에 따라, 공정의 효율성을 떨어트린다는 문제점이 발생할 수 있다.
국내등록특허공보 제10-1933017호 "스마트 솔더페이스트 공급장치"(2018. 12. 20.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 궁극적으로는 기판 내에서 디바이스가 결합되지 않는 위치에 도포된 솔더 페이스트를 부분적으로 삭제할 수 있는 흡인 장치 및 이를 이용한 솔더 페이스트 도포 위치 수정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 솔더 페이스트가 도포되는 기판을 상측에 재치하여 고정하는 기판 재치부, 상기 기판 상측에 공정을 수행하는 공정부 및 상기 공정부를 상기 기판 재치부로 이송시키는 이송부를 포함하되, 상기 공정부는 기판 상측에 솔더 페이스트를 도포하는 재도포 공정부 및 기판 상측에 도포된 솔더 페이스트를 흡인하는 수정 공정부를 포함하여 이루어지고, 상기 이송부는 상기 공정부를 평면상으로 이송시키는 x축 이송부와 y축 이송부 및 상기 공정부를 높이 방향에 따라 이송시키는 z축 이송부를 포함하여 이루어져, 상기 공정부가 3축상으로 이송되는 것을 특징으로 한다.
또한 솔더 페이스트를 용해시키는 수정 용액을 수용하는 용액 저장부를 더 포함하고, 상기 이송부는 상기 수정 공정부를 상기 기판 재치부 및 상기 용액 저장부 사이를 왕복 운동하여, 상기 수정 공정부를 3축 상으로 이송하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 용액 저장부는 액상의 수정 용액을 수용하는 수용 용기 및 상기 수용 용기 내에 배치되어 수정 용액을 흡수하는 고상의 흡수재를 포함하여 이루어진다.
또한 상기 수정 공정부는 미세한 지름 값으로 이루어지는 노즐, 진공압을 형성하는 진공부 및 상기 노즐 및 진공부를 상호 결합하는 브라켓을 포함하여 이루어져, 상기 진공부가 형성시키는 진공압에 의해 상기 노즐 외측의 액상 물질을 흡인하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 공정부 및 이송부와 연동되어, 상기 기판 재치부에 재치된 기판을 향하여 공정에 대한 명령을 하달하는 제어부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 흡인 장치를 이용하여 솔더 페이스트의 도포 위치를 수정하는 방법에 있어서, 기판에 솔더 페이스트를 도포하는 단계, 기판에 도포된 솔더 페이스트의 위치에 대한 적합 여부를 검사하는 단계, 상기 이송부가 상기 수정 공정부를 상기 용액 저장부로 이송하는 단계, 상기 수정 공정부가 수정 용액을 확보하는 단계, 상기 이송부가 상기 수정 공정부를 상기 기판 재치부로 이송하는 단계, 상기 수정 공정부가 잘못 도포된 솔더 페이스트를 용해시키는 단계, 용해된 솔더 페이스트를 흡인하는 단계 및 상기 재도포 공정부가 기판에 솔더 페이스트를 재도포하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명으로 인하여, 기판 일면에 도포된 솔더 페이스트 중에서 잘못된 위치의 솔더 페이스트만을 부분적으로 삭제할 수 있음에 따라, 전반적인 솔더 페이스트의 도포와 관련된 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트 수정 장치를 도시한 예시도다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수정 공정부를 도시한 예시도다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 노즐 내에 수정 용액이 수용된 상태를 도시한 예시도다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수정 공정부의 이동을 순차적으로 도시한 예시도다.
도 5는 본 발명에 따른 솔더 페이스트 도포 위치를 수정하는 방법을 도시한 순서도다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 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.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉, 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트 수정 장치를 도시한 예시도다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 기판이 상측에 재치되어 고정되는 기판 재치부(100), 상기 기판 재치부(100)에 고정된 기판에 공정을 실시하는 공정부(200) 및 상기 공정부(200)를 이송시키는 이송부(300)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 공정부(200)는 상기 이송부(300)에 의해 위치가 결정되는 구성으로, 상기 기판 일면에 실시하는 공정의 종류에 따라 재도포 공정부(210) 및 수정 공정부(220)로 구분된다. 즉, 상기 수정 공정부(220)는 상기 기판 재치부(100)의 기판에 도포된 솔더 페이스트를 삭제하고, 상기 재도포 공정부(210)는 솔더 페이스트가 삭제된 기판에 솔더 페이스트를 재도포한다.
상기 이송부(300)는 상기 재도포 공정부(210) 및 수정 공정부(220)를 이송시키는 구성으로, 상기 공정부(200)를 동일한 위상 내에서 이송시키는 x축 이송부(310)와 y축 이송부(320) 및 높이 방향에 따른 위상을 가변시키는 z축 이송부(330)로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 z축 이송부(330)는 상기 재도포 공정부(210)의 위상을 가변시키는 제1 z축 이송부(331) 및 상기 수정 공정부(220)의 위상을 가변시키는 제2 z축 이송부(332)를 포함하여 이루어진다. 즉, 상이한 공정을 수행하는 복수의 공정부(200)의 위상을 각각 가변시켜, 하나의 시스템 내에서 솔더 페이스트를 삭제하고 재도포하는 공정을 모두 수행할 수 있다.
또한 상기 기판 재치부(100)의 일측에는 솔더 페이스트를 용해시키는 수정 용액이 수용되는 용액 저장부(400)가 추가적으로 배치될 수 있다. 상기 용액 저장부(400)는 액상의 수정 용액을 수용하는 수용 용기(410) 및 상기 수용 용기(410) 내에 배치되어 수정 용액을 흡수하는 고상의 흡수재(420)로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수정 공정부(220)를 도시한 예시도다. 도 2와 같이, 상기 수정 공정부(220)는 미세한 지름 값으로 연통되는 노즐(221), 진공압을 형성하는 진공부(222) 및 상기 노즐(221) 및 진공부(222)를 상호 결합하는 브라켓(223)을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 상기 브라켓(223)에 의해 상기 진공부(222)가 형성하는 진공압은 상기 노즐(221)의 내측까지 전달됨에 따라, 상기 노즐(221) 외측의 액상 물질을 흡인할 수 있다. 상기 브라켓(223)의 결합 방식은 별도로 한정하지 않으나, 도 2와 같이 기계적인 볼트 결합으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 진공부(222)는 별도의 제어부에 의해 선택적으로 진공압을 형성시킬 수 있다. 다시 말하면, 상기 진공부(222)는 상기 제어부가 하달하는 명령에 따라 선택적으로 진공압을 형성함에 따라, 상기 노즐(221)의 흡인 여부도 종속적으로 결정된다.
또한 상기 노즐(221)의 지름은 미세한 값으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이와 관련된 사항은 별도로 하기에 후술한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 노즐 내에 수정 용액이 수용된 상태를 도시한 예시도다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수정 공정부(220)는 상기 용액 저장부(400)의 흡수재(420)와 상호 접함에 따라, 상기 노즐(221) 내에 미량의 수정 용액이 수용된다.
상기와 같이 수정 용액이 상기 노즐(221) 내에 수용되는 현상은 모세관 현상(Capillary action)에 따른 수정 용액 자체의 표면 장력과 액상의 수정 용액 및 고상의 노즐(221) 사이의 흡착력에 의해 실현될 수 있다. 이 때, 상기 노즐(221)의 지름은 미세한 값으로 이루어지는 것이 바람직하다. 영-라플라스 식에 따르면, 모세관 현상에 의해 상승하는 액체의 높이는 모세관의 반지름이 작을수록 커지기 때문이다.
또한 상기 용액 저장부(400)는 상기 수용 용기(410) 내에 배치되어 액상의 수정 용액을 흡수하는 고상의 흡수재(420)를 포함한다.
기판에 도포되는 솔더 페이스트는 일정한 패턴을 갖는 형상으로 도포되며, 이 때 군집하여 하나의 패턴을 이루는 각각의 도팅 포인트(Dotting Point)는 미세한 크기로 이루어진다. 따라서, 수정 공정을 위하여 솔더 페이스트를 용해하는 수정 용액 역시 각 도팅 포인트와 대응되는 크기 및 형상으로 이루어진 상태에서 기판과 접하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판에 도포된 솔더 페이스트의 포인트 크기보다 수정 용액이 크게 형성된 상태로 기판과 접할 시에는 관리자가 의도치 않은 다른 구역의 솔더 페이스트 도팅 포인트까지 용해시키는 현상이 발생할 수 있다.
상기 수용 용기(410)의 수정 용액이 상기 노즐(221)과 직접적으로 접촉하게 된다면, 표면장력에 의해 상기 노즐(221)의 내측 외에도 외측까지 수정 용액이 흡착된다. 상기한 상태를 유지한 채로 솔더 페이스트가 도포된 기판과 접촉할 시, 상기 노즐(221) 외측에 흡착된 수정 용액이 기판으로 재흡착됨에 따라 수정 공정의 정밀도를 떨어트리는 문제점이 발생할 수 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 용액 저장부(400)는 상기 수용 용기(410) 내에서 액상의 수정 용액을 흡수하는 고상의 흡수재(420)를 배치시켜, 수정 용액이 상기 수용 용기(410), 흡수재(420) 및 노즐(221) 내부로 순차적으로 이송됨에 따라, 상기 노즐(221) 외부로 흡착되는 수정 용액을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수정 공정부의 이동을 순차적으로 도시한 예시도며, 도 5는 본 발명에 따른 솔더 페이스트 도포 위치를 수정하는 방법을 도시한 순서도다. 먼저, 디바이스를 결합하기 위하여 기판에 솔더 페이스트를 도포하는 단계(S100) 및 기판에 도포된 솔더 페이스트가 적합한 위치에 도포되었는지 검사하는 단계(S200)가 수행된다. 상기한 단계에서는 본 발명에 따른 흡인 장치와 결합하는 별도의 도포 장치 및 검사 장치에서 실행되며, 별도의 상기 검사 장치가 검사한 결과 값은 상기 제어부로 송신된다. 이 때, 상기 제어부는 별도의 상기 검사 장치에서 솔더 페이스트의 도포 위치가 부적합하다고 판단될 시에는 본 발명에 따른 흡인 장치로 투입된다.
본 발명에 따른 흡인 장치 내에 기판이 투입되면, 상기 수정 공정부(220)가 상기 용액 저장부(400)로 이동하는 단계(S300)가 실시된다. 상기한 공정의 상태는 도 4의 (a)와 같으며, 상기 흡수재(420) 상측에 상기 수정 공정부(220)가 배치된다.
이후, 상기 수정 공정부(220)가 수정 용액을 확보하는 단계(S400)가 수행된다. 본 단계는 도 4의 (b)와 같이 상기 노즐(221)이 수정 용액을 흡수한 상기 흡수재(420)와 상호 접하는 단계로, 모세관 현상에 의해 일부 수정 용액이 상기 노즐(221) 내부로 투입된다.
상기 수정 공정부(220)가 수정 용액을 확보하였다면, 기판에 도포된 솔더 페이스트 중에서 수정이 요망되는 구간으로 상기 이송부(300)가 상기 수정 공정부(220)를 이송하는 단계(S500)가 실시된다. 이후, 상기 수정 공정부(220)가 오도포된 솔더 페이스트를 용해시키는 단계(S600)가 수행된다. 본 단계는 도 4의 (c)와 같이 상기 노즐(221) 내의 수정 용액이 솔더 페이스트와 접한다. 이 때, 수정 용액은 솔더 페이스트를 용해시켜 고상의 솔더볼과 액상의 플럭스로 분해시킨다. 따라서, 솔더 페이스트의 용해가 이루어지는 소정 시간 도 4의 (c)와 같은 상태를 유지한다.
솔더 페이스트의 용해가 완료되었다면, 분해된 솔더볼과 플럭스를 흡인하는 단계(S700)가 실시된다. 본 단계는 도 4의 (d)와 같이 상기 제어부가 상기 진공부(222)로 흡인 명령을 하달하여, 상기 노즐(221) 외측에 배치된 물질을 내측으로 흡인한다.
이후, 솔더 페이스트가 삭제된 기판에 솔더 페이스트를 재도포하는 단계(S800)가 실시된다. 본 단계에서는 상기 재도포 공정부(210)가 기판에 솔더 페이스트를 적합한 위치에 재도포하며, 재도포가 완료된 후에는 기판에 도포된 솔더 페이스트가 적합한 위치에 도포되었는지 검사하는 단계(S200)로 회귀한다.
지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서 본 발명은 제시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시예가 있을 수 있다.
10 : 기판
100 : 기판 재치부
200 : 공정부
210 : 재도포 공정부 220 : 수정 공정부
221 : 노즐 222 : 진공부
223 : 브라켓
300 : 이송부
310 : x축 이송부 320 : y축 이송부
330 : z축 이송부
400 : 용액 저장부
410 : 수용 용기 420 : 흡수재

Claims (6)

  1. 솔더 페이스트가 도포되는 기판을 상측에 재치하여 고정하는 기판 재치부(100);
    상기 기판 재치부(100)의 상측에 공정을 수행하는 공정부(200); 및
    상기 공정부(200)를 이송시키는 이송부(300);
    를 포함하되,
    상기 공정부(200)에는,
    기판 상측에 솔더 페이스트를 도포하는 재도포 공정부(210) 및 기판 상측에 도포된 솔더 페이스트를 흡인하는 수정 공정부(220)가 포함되고,
    상기 수정 공정부(220)에는,
    노즐(221), 진공압을 형성하는 진공부(222) 및 상기 노즐(221) 및 진공부(222)를 상호 결합하는 브라켓(223)이 포함되며,
    상기 이송부(300)에는,
    상기 공정부(200)를 평면상으로 이송시키는 x축 이송부(310)와 y축 이송부(320) 및 상기 공정부(200)를 높이 방향에 따라 이송시키는 z축 이송부(330)가 포함되고,
    상기 z축 이송부(330)에는,
    상기 재도포 공정부(210)의 위상을 가변시키는 제1 z축 이송부(331) 및 상기 수정 공정부(220)의 위상을 가변시키는 제2 z축 이송부(332)가 포함되며,
    솔더 페이스트를 용해시키도록 구성되는 수정 용액이 수용되는 용액 저장부(400)가 더 포함되고,
    상기 용액 저장부(400)에는,
    액상으로 이루어져 솔더 페이스트를 용해시키도록 구성되는 수정 용액을 수용하는 수용 용기(410) 및 상기 수용 용기(410) 내에 배치되어 수정 용액을 흡수하는 고상의 흡수재(420)가 포함되며,
    상기 수정 공정부(220)는,
    상기 이송부(300)에 의해 이송되어 상기 노즐(221)이 고상의 흡수재(420)와 접촉되도록 구성됨으로써, 모세관 현상에 따른 수정 용액의 표면 장력과 액상으로 이루어지는 수정 용액 및 고상으로 이루어지는 노즐(221) 사이의 흡착력에 의해 상기 노즐(221)에 상기 고상의 흡수재(420)에 흡수되었던 수정 용액이 수용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기도포된 솔더 페이스트를 수정하는 흡인 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공정부(200) 및 이송부(300)와 연동되어, 상기 기판 재치부(100)에 재치된 기판을 향하여 공정에 대한 명령을 하달하는 제어부를 더 포함하는 기도포된 솔더 페이스트를 수정하는 흡인 장치.
  6. 삭제
KR1020200064239A 2020-05-28 2020-05-28 기도포된 솔더 페이스트를 수정하는 흡인 장치 및 이를 이용한 솔더 페이스트 도포 위치 수정 방법 KR102330395B1 (ko)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2585095B2 (ja) * 1989-03-17 1997-02-26 松下電工 株式会社 半田付け修正方法
JP3506273B2 (ja) * 1994-08-29 2004-03-15 ソニー株式会社 はんだ供給装置及びはんだ供給方法
KR101933017B1 (ko) 2018-06-18 2018-12-27 하영수 스마트 솔더페이스트 공급장치

Patent Citations (3)

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