KR20030051233A - 인쇄기판의 부분 납땜 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

종래의 인쇄기판의 부분 납땜은, 소정의 부분에 부분적으로 플럭스를 도포하여 예비 가열하고 그리고 용융 땜납을 부착하는 것이 곤란하여 불필요한 부분에 플럭스나 땜납이 부착되어버리는 경우가 있었다. 본 발명은 인쇄기판의 필요한 부분에만 플럭스를 도포하고, 용융 땜납을 부착시킬 수 있는 부분 납땜 방법과 부분 납땜장치를 제공하는 것이다.

인쇄기판을 주행시키는 반송장치의 하방에는 플럭서, 프리히터, 분류납땜조가 설치되어 있고, 인쇄기판에 납땜이 필요한 부분에 대응되는 분무 노즐, 가열부, 분류 노즐이 일정한 간격으로 설치되어 있다. 그리고 인쇄기판을 푸셔에 의해 일정한 거리만큼 이동시킴으로써, 납땜이 필요한 부분이 반드시 분무 노즐, 가열부, 분류 노즐과 동일한 위치가 되어 다른 부분에는 플럭스나 용융 땜납이 부착되지 않는다.

Description

인쇄기판의 부분 납땜 방법 및 그 장치{THE PARTIAL SOLDERING METHOD OF THE PRINTED CIRCUITS BOARD AND THE APPARATUS THEREOF}

본 발명은, 인쇄기판의 소정의 부분에만 용융된 땜납을 부착시킴으로써 납땜하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄기판의 납땜은 자동납땜장치로 한다. 자동납땜장치는, 플럭서, 프리히터, 분류납땜조 등의 처리장치가 설치되어 있고, 이들의 처리장치의 상방에는 인쇄기판을 반송하는 한 쌍의 체인이 설치되어 있다. 자동납땜장치에 있어서의 한 쌍의 체인은, 플럭서가 설치된 위치의 방향으로부터 분류납땜조가 설치된 위치의 방향으로 주행하고 있어, 상기 체인에 부착된 폴(pawl)로 인쇄기판을 협지(挾持)하여 인쇄기판을 반송한다. 이 자동납땜장치로 인쇄기판의 납땜을 할 경우, 인쇄기판의 뒷면 전체면에 플럭서로 플럭스를 도포하고, 프리히터로 뒷면 전체를 예비 가열하고, 그리고 분류납땜조에서 뒷면 전체면에 용융 땜납을 접촉시켜서 납땜부에 땜납을 부착시킨다.

그러나 최근의 인쇄기판은, 도6에 나타나 있는 바와 같이 인쇄기판P의 뒷면에 다수의 납땜부H…가 집중적으로 밀집해서 존재하였다. 이것은 인쇄기판의 표면에 탑재되는 전자부품이 PGA나 듀얼 패키지와 같이 한 개의 전자부품에 다수의 리드가 형성되어 있거나, 커넥터와 같이 다수의 잭과 도통(導通)하는 전극이 부착되어 있기 때문이다. 또한 최근의 인쇄기판은, 실장밀도를 높이기 위해서 도6에 나타나 있는 바와 같이 인쇄기판P의 뒷면에 표면실장부품D나 커넥터C 등을 탑재하는 경우가 있다. 따라서 최근의 인쇄기판은, 다수의 납땜부H…가 납땜군G이 되고, 뒷면에 표면실장부품D나 커넥터C 등이 탑재되어 있는 것이 많아지고 있다.

뒷면에 표면실장부품이나 커넥터 등이 탑재된 인쇄기판을 일반의 인쇄기판의 납땜에 사용되는 자동납땜장치로 납땜을 하면, 표면실장부품이나 커넥터에 결함이 생기게 된다. 즉 자동납땜장치에서는 뒷면 전체면에 플럭스를 도포하고, 뒷면 전체면을 예비 가열하고, 그리고 뒷면 전체면에 용융 땜납을 부착하기 때문에 용융 땜납이나 플럭스가 불필요한 부분에 부착되거나, 뒷면에 탑재된 표면실장부품이 고온의 용융 땜납과 접촉해서 기능 열화(劣化)나 열손상(熱損傷)을 일으키거나, 또 뒷면에 설치되는 커넥터는 잭의 삽입공(揷入孔)에 플럭스나 용융 땜납이 침투해서 커넥터로서 전혀 사용할 수 없게 된다. 여기에서 종래의 인쇄기판의 필요한 부분에만 용융 땜납을 접촉시킴과 아울러 납땜이 필요한 부분에는 열영향(熱影響)을 미치게 하는 일이 없게 납땜을 할 수 있는, 「부분 납땜」이 이루어지고 있었다.

종래에 인쇄기판에 대하여 부분 납땜을 할 경우, 플럭서에서의 플럭스 도포, 프리히터에서의 예비가열, 분류납땜조에서의 용융 땜납의 부착은 자동화된 납땜장치를 사용하지 않고, 작업자가 인쇄기판을 각각 별도로 설치되는 처리장치로 하고 있었다. 왜냐하면 자동화된 납땜장치로는, 플럭서의 도포 노즐이나 분류땜납조의 분류 노즐에 인쇄기판의 납땜군을 일치시켜서 이들 노즐 위에 직접 재치하거나 또는 사용상태에 따라서 노즐로부터 조금 떨어져서 정지하거나 하는 미묘한 조정이 매우 어렵기 때문이다.

그러나 종래의 부분 납땜과 같이 작업자가 인쇄기판을 손에 들고 각 처리장치로 처리하는 것은 생산성이 나쁠 뿐만 아니라 플럭스 도포나 용융 땜납의 부착이 납땜군으로부터 벗어나서 정밀도가 나빠지게 된다. 본 발명은, 소정의 부분에 반드시 플럭스가 도포되고, 그 소정의 부분에 용융 땜납이 반드시 부착되는 부분 납땜 방법과 장치를 제공 하는 것이다.

도1은 본 발명의 부분 납땜장치의 정면도,

도2는 도1의 A-A선 단면도,

도3은 본 발명의 납땜 방법에 있어서 플럭서로 플럭스를 도포하는 설명도,

도4는 본 발명의 납땜 방법에 있어서 프리히터로 예비 가열하는 설명도,

도5는 본 발명의 납땜 방법에 있어서 분류납땜조에서 용융 땜납을 부착되게 하는 설명도,

도6은 인쇄기판의 납땜부의 설명도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 플럭서(fluxer) 2 : 프리히터(pre-heater)

3 : 분류납땜조 4 : 분무 노즐

6 : 송풍 노즐 8 : 분류 노즐

11 : 레일(rail) 16 : 푸셔(pusher)

본 발명자들은, 체인 반송은 소정의 부분에서 정지할 수 있지만, 플럭서의 도포 노즐이나 분류납땜조의 분류 노즐에 재치하거나 접근시켜서 정지할 수는 없다는 것을 알아내었다. 따라서 본 발명자들은, 인쇄기판을 일정 거리만큼 이동시킬 수 있는 수단을 이용하면 인쇄기판의 필요한 부분에만 플럭스나 용융 땜납을 부착시킬 수 있는 것에 착안해서 본 발명을 완성되게 했다.

본 발명은, 레일 상의 인쇄기판(印刷基板)을 푸셔(pusher)로 슬라이딩 주행시켜서 플럭서(fluxer) 위에서 일정시간 정지시켜 이 정지 중에 인쇄기판을 플럭서의 도포 노즐에 재치(載置)시키거나 근접시켜서 인쇄기판의 소정의 부분에 플럭스(flux)를 도포하고, 다음에 상기 인쇄기판을 푸셔로 프리히터(pre-heater) 위까지 슬라이딩 주행시키고 프리히터 위에서 일정시간 정지시켜 이 정지 중에 인쇄기판의 소정의 부분 또는 인쇄기판 전체를 프리히터로 예비 가열하고, 그 후 상기 인쇄기판을 푸셔로 분류납땜조(噴流납땜槽) 위까지 슬라이딩 주행시키고 분류납땜조 위에서 일정시간 정지시켜 이 정지 중에 인쇄기판을 분류납땜조의 분류 노즐에 재치시키거나 근접시켜서 인쇄기판의 소정의 부분에 용융(熔融) 땜납을 부착시키는 것을 특징으로 하는 방법이다.

또한 본 발명의 다른 것은, 인쇄기판의 소정의 부분과 일치시킨 플럭서의 도포 노즐과, 상기 플럭스 도포부를 건조시키는 프리히터의 가열부와, 인쇄기판의 소정의 부분과 일치시킨 분류납땜조의 분류 노즐이 동일한 위치가 되도록 플럭서, 프리히터, 분류납땜조 등의 처리장치가 설치되어 있고, 이들의 처리장치 위에는 인쇄기판을 슬라이딩 주행시키는 반송장치가 설치됨과 아울러 또한 반송장치의 상방에는 인쇄기판을 다음 공정의 처리장치 위로 이동시킬 수 있는 푸셔가 복수 개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄기판의 부분 납땜장치이다.

본 발명에서 인쇄기판의 필요한 부분에만 플럭서로 플럭스를 도포할경우에, 플럭서로서는 스프레이(spray) 플럭서나 발포(發泡) 플럭서를 사용하고, 인쇄기판의 납땜이 필요한 부분과 동일한　형상의 도포 노즐을 이용한다. 이 때 인쇄기판은 도포 노즐 위에 재치하여도 좋고, 또는 도포 노즐로부터 조금 떨어뜨려도 좋다.

또 필요한 부분에 플럭스를 도포한 후에 프리히터로 플럭스를 건조시키거나 예비가열을 하는데, 이 때 프리히터로서는 열풍 히터나 적외선 히터를 이용한다. 플럭스의 도포 부분만을 가열하는 것이라면 가열부로서 소정의 부분에 열을 내뿜도록 개구(開口)를 구비하는 열풍 히터를 이용하고, 인쇄기판 전체를 가열하는 것이라면 적외선 히터나 개구가 없는 열풍 히터를 이용한다.

그리고 필요한 부분에만 용융 땜납을 부착되게 할 때에는, 인쇄기판을 분류납땜조의 분류 노즐 위에 재치하거나 또는 인쇄기판을 분류 노즐로부터 조금 떨어뜨려 정지시킨다. 인쇄기판에 분류 노즐로 용융 땜납을 부착시킬 때에는, 분류납땜조 위의 반송장치를 강하시켜서 인쇄기판을 분류 노즐로부터 간격을 조금 두고 정지하거나 또는 인쇄기판을 분류 노즐 위에 재치하고 나서 분류 노즐로부터 용융 땜납을 분류해서 인쇄기판에 용융 땜납을 부착되게 한다.

본 발명의 인쇄기판의 부분 납땜장치(이하, 부분 납땜장치라고 한다)는, 소정의 부분에 플럭스를 도포하는 플럭서의 도포 노즐과, 상기 플럭스 도포부를 예비 가열하는 프리히터의 송풍 노즐과, 상기 예비 가열부에 용융땜납을 부착되게 하는 분류납땜조의 분류 노즐을 일정한 간격으로 설치한다. 그러나 프리히터에 송풍 노즐을 사용하지 않고 인쇄기판 전체를 가열하는 경우에는, 도포 노즐과 분류 노즐의 중심에 납땜이 필요한 부분을 충분히 가열할 수 있는 가열부를 설치하도록 하고, 이 가열부도 플럭서의 도포 노즐과 분류납땜조의 분류 노즐의 간격을 일정하게 한다.

본 발명에 사용하는 반송장치로서는, 레일이나 파지장치(把持裝置) 등이 있다. 레일은 인쇄기판을 슬라이딩 주행시키고, 파지장치는 인쇄기판을 한 쌍의 폴로 파지해서 주행시킨다.

(실시예)

이하 도면에 의거하여 본 발명의 부분 납땜장치에 관하여 설명한다. 도1은 본 발명의 부분 납땜장치의 정면도, 도2는 도1의 A-A선 단면도이다.

본 발명의 부분 납땜장치에는, 플럭서1, 프리히터2, 분류납땜조3가 설치되어 있다. 플럭서1에는 소정의 부분에 플럭스를 도포하는 도포 노즐4, 5이 설치되어 있고, 프리히터2에는 소정의 부분을 예비 가열하는 송풍 개구6, 7이 설치되어 있고, 그리고 분류납땜조에는 소정의 부분에 용융 땜납을 부착되게 하는 분류 노즐8, 9가 설치되어 있다. 인쇄기판의 소정의 부분을 처리하는 도포 노즐4과 송풍 개구6과 분류 노즐8은 일정한 간격W를 두고 동일한 위치가 되도록 되어 있다. 물론 다른 소정의 도포 노즐5과 송풍 개구7과 분류 노즐9도 일정한 간격을 두고 동일한 위치가 되어 있다.또 플럭서1은 승강장치10로 승강시킬 수 있다.

플럭서1과 프리히터2의 위에는 한 쌍의 레일11, 11이 설치되어 있고, 분류납땜조3 위에도 한 쌍의 레일12, 12가 설치되어 있다. 이들의 레일은 계단 모양을 하고 있고, 서로 대향하는 레일의 하단13 상을 인쇄기판P가 슬라이딩 주행하게 되어 있다. 레일12는 슬라이딩할 수 있도록 프레임14에 설치되는 현수봉15에 의하여 상하로 이동할 수 있도록 설치되어 있다.

또 레일11, 12의 상방에는 푸셔16이 설치되어 있는데, 상기 푸셔의 하단은 레일의 하단13보다 조금 하방에 위치하고 있다. 푸셔16은 회전하도록 상부가 주행간(走行杆)17에 설치되고, 그보다 조금 하부가 되는 곳이 회전하도록 회전간18에 설치되어 있다. 또 주행간17에는 에어 실린더(air cylinder)19가 고정되고 있어, 상기 에어 실린더의 피스톤은 회전간18과 함께 회전하도록 최단(最端)의 푸셔16에 설치되어 있다. 주행간17은 프레임14에 설치되는 도면에 나타나지 않은 주행장치에 의해 소정의 거리만큼 왕복이동(화살표X)하고, 푸셔16은 에어 실린더19에 의해 화살표Y와 같이 회전해서 하단을 상방으로 올릴 수 있다. 이 때 모든 푸셔는 상부가 주행간17과, 그리고 하부가 회전간18과 회전하도록 설치되어 있기 때문에, 에어 실린더19의 피스톤이 나가고 들어감에 따라 회전해서 하단이 상하로 이동한다.

레일11의 전방에는 반입 콘베이어20이, 그리고 레일12의 후방에는 반출 콘베이어21이 설치되어 있다.

다음에 상기와 같이 구성된 부분 납땜장치를 이용한 본 발명의 인쇄기판의 납땜 방법에 관하여 설명한다. 도3∼5는 본 발명의 납땜 방법에 있어서의 각 공정의 설명도이다.

우선 인쇄기판P1을 반입 콘베이어20으로 소정의 위치까지 반송하고, 거기에서 반입 콘베이어를 멈추게 한다. 그렇게 하면 주행간17은, 도3의 ①에서 최좌측의 푸셔16이 하단을 올린 상태에서 반입 콘베이어20 상의 인쇄기판P1의 뒷부분과 대략 동일한 위치까지 이동한다(도3의 ①). 여기에서 푸셔16은 회전해서 하단이 인쇄기판P1의 뒷부분에 접촉한다(도3의 ②). 그 후에 주행간17이 화살표X 방향으로 주행하고, 최좌측의 푸셔16이 인쇄기판P1을 플럭서1 위까지 이동시킨다. 이 때 인쇄기판P1은, 각각의 납땜군이 그에 해당하는 분무 노즐과 동일한 위치가 되도록 하여 정지한다. 인쇄기판P1이 플럭서 위의 소정의 위치에서 정지하면, 플럭서1이 승강장치10에 의해 상승하여 분무 노즐이 인쇄기판에 접하여 플럭스의 도포가 이루어진다(도3의 ③).

다음에 상기와 같이 마찬가지로 반입 콘베이어20의 소정의 위치까지 인쇄기판P2이 반송되어 최좌측의 푸셔16이 하단을 올린 상태에서 인쇄기판P2의 상방까지 이동하고, 또 상기 푸셔와 인접한 푸셔16은 플럭서1의 상방으로 이동한다(도4의 ④). 그리고 각각의 푸셔의 하단이 내려 가서 반입 콘베이어20 상의 인쇄기판P2의 뒷부분과, 플럭서1 위의 인쇄기판P1의 뒷부분에 접촉한다(도4의 ⑤). 그 후에 주행간17이 화살표X 방향으로 주행하여 인쇄기판P2를 플럭서1의 소정의 위치에, 또한 인쇄기판P1을 프리히터2의 소정의 위치로 이동시킨다. 그리고 플럭서1이 상승해서 인쇄기판P2에 플럭스를 도포함과 동시에, 프리히터2의 개구로부터 열풍이 불어 나와 인쇄기판P1을 예비 가열한다(도4의 ⑥).

또한 마찬가지로 해서 반입 콘베이어20의 소정의 위치까지 인쇄기판P3이 반송되고, 최좌측의 푸셔16이 하단을 올린 상태에서 인쇄기판P3의 상방까지 이동하고, 또한 다른 푸셔16, 16은 플럭서1이나 분류납땜조3의 상방으로 이동한다(도5의 ⑦). 그리고 각각의 푸셔의 하단이 내려가서 반입 콘베어20 상의 인쇄기판P3의 뒷부분과, 플럭서1 위의 인쇄기판P2의 뒷부분과, 프리히터 위의 인쇄기판P1에 접촉한다(도5의 ⑧). 그 후에 주행간17이 화살표X 방향으로 주행하여 인쇄기판P3을 플럭서1의 소정의 위치에, 인쇄기판P2을 프리히터2의 소정의 위치에, 그리고 인쇄기판P1을 분류납땜조3의 소정의 위치로 이동시킨다. 그리고 플럭서1이 상승해서 인쇄기판P3에 플럭스를 도포하고, 프리히터2의 개구로부터 열풍이 불어 나와 인쇄기판P2을 예비 가열하고, 분류납땜조의 소정의 위치로 이동한 인쇄기판P1은 레일12의 강하에 의해 분류 노즐과 약간의 간격을 두고 정지한 후에 분류납땜조의 분류 노즐로부터 분류하는 용융 땜납으로 납땜이 필요한 부분에 용융 땜납이 부착된다(도5의 ⑨).

이렇게 하여 다수의 인쇄기판이 플럭서, 프리히터, 분류납땜조의 위로 순차적으로 푸셔로 보내어져 각각 플럭스 도포, 예비가열, 용융 땜납의부착이 이루어지고, 최후에 반출 콘베이어21로 갈아타서 도면에 나타나 있지 않은 냉각장치로 냉각되어서 납땜이 종료한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 인쇄기판을 푸셔로 일정 거리만 이동시킬 수 있기 때문에 일정한 간격으로 설치된 플럭서의 분무 노즐, 프리히터의 송풍 개구, 분류납땜조의 분류 노즐을 인쇄기판의 소정의 납땜군과 완전하게 일치시킬 수 있으므로 플럭스나 용융 땜납이 인쇄기판의 불필요한 부분에 부착되어서 불량을 일으키는 것이 결코 없다. 또한 본 발명에서는, 인쇄기판을 자동적으로 플럭서, 프리히터, 분류납땜조의 소정에 위치로 자동적으로 이동시켜서 납땜 처리를 할 수 있기 때문에 생산성이 양호해진다고 하는 종래에 없었던 우수한 효과를 나타낸다.

Claims (3)

1. 인쇄기판(印刷基板)을 푸셔(pusher)로 슬라이딩 주행시켜서 플럭서(fluxer) 위에서 일정시간 정지시켜 이 정지 중에 인쇄기판을 플럭서의 도포 노즐에 재치(載置)시키거나 근접시켜서 인쇄기판의 소정의 부분에 플럭스(flux)를 도포하고, 다음에 상기 인쇄기판을 푸셔로 프리히터(pre-heater) 위까지 슬라이딩 주행시키고 프리히터 위에서 일정시간 정지시켜이 정지 중에 인쇄기판의 소정의 부분 또는 인쇄기판 전체를 프리히터로 예비 가열하고, 그 후 상기 인쇄기판을 푸셔로 분류납땜조(噴流납땜槽) 위까지 슬라이딩 주행시키고 분류납땜조 위에서 일정시간 정지시켜 이 정지 중에 인쇄기판을 분류납땜조의 분류 노즐에 재치시키거나 근접시켜서 인쇄기판의 소정의 부분에 용융(熔融) 땜납을 부착시키는 것을 특징으로 하는 인쇄기판의 부분 납땜방법.
2. 인쇄기판의 소정의 부분과 일치시킨 플럭서의 도포 노즐과, 상기 플럭스 도포부를 건조시키는 프리히터의 가열부와, 인쇄기판의 소정의 부분과 일치시킨 분류납땜조의 분류 노즐이 동일한 위치가 되도록 플럭서, 프리히터, 분류납땜조 등의 처리장치가 설치되어 있고, 이들의 처리장치 위에는 인쇄기판을 슬라이딩 주행시키는 반송장치가 설치됨과 아울러 또한 반송장치의 상방에는 인쇄기판을 다음 공정의 처리장치 위로 이동시킬 수 있는 푸셔가 복수 개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄기판의 부분 납땜장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 푸셔는 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 인쇄기판의 부분납땜장치.