KR20080084807A - 평탄한 작업편을 납땜 부착하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

불활성가스의 단위 시간당의 공급 유량 즉 소비량을 적게 하고 플로우 딥 납땜 부착을 할 수가 있는 납땜 장치를 실현하는 것에 관한 것으로, 반송 수단을 덮는 납땜 챔버를 반송 컨베이어와 일체에 설치하고, 이 납땜 챔버의 상기 플로우파를 바라보는 부분에는 상기 송풍구의 평면 형상보다도 큰 개구를 설치한 것과 수행원에게 그 개구에는 상기 납땜 챔버의 외측에 늘어나고 상기 납땜조의 송풍구체를 감싸고 상기 납땜 조내의 용융 땜납중에 삽입되는 스커트부를 설치하고, 이 납땜 챔버에는 그 내부에 불활성가스를 공급하는 불활성가스 토출 수단을 설치하고, 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상기 납땜조의 용융 땜납 액체면에 대하여 상하 방향에 이동시킨 이동 수단을 설치하고, 상기 이동 수단의 상하 방향의 이동량을 제어하고 상기 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 상기 평면상의 용융 땜납의 플로우파에 접촉시키도록 제어하는 제어 수단을 설치한 구성이다.

반송 컨베이어, 납땜 챔버, 납땜조, 용융 땜납, 플로우파

Description

평탄한 작업편을 납땜 부착하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SOLDERING FLAT WORK PIECE}

본 발명은, 작업편(work piece)을 평면 플로우파(flat overflowing wave)와 접촉시키는 플로우 딥(flow dip) 방법으로 평탄한 작업편을 납땜 부착하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

전자부품을 탑재한 인쇄회로기판을 납땜 부착하는 기술로서, 전자부품의 리드(lead)나 단자와 인쇄회로기판의 땜납 랜드(land), 즉 피납땜 부착부에 용융 땜납(solder)을 공급하는 소위 플랫 딥(flat dip) 방식, 이중 폿(dual pot) 방식, 플로우(flow) 방식, 웨이브(wave) 방식, 2단 웨이브(double wave) 방식, 플로우 딥(flow-dip) 방식 및 케스케이드(cascade) 방식 등 다양한 방법들이 알려져 있다.

이러한 납땜 부착 방법들은 「덴시 기쥬츠 1981년 6월호 임시 증간호(1981.Vol.23 No.7)」(문헌 1)에 설명되어 있다. 상기 문헌 1에는 플로우 딥 방식은 플로우 또는 웨이브 방식과 딥 방식 모두의 특징으로 가지는 것으로 설명된다. 즉, 플로우 딥 방식은 플로우 또는 웨이브 방식처럼 펌프(pump)에 의하여 납땜조 내의 용융 땜납을 분류시켜 플로우파를 형성해 두고, 딥(dip) 방식처럼 인쇄회로기판을 상하이동시키면서 반송하고 그 기판을 플로우파에 담구어 납땜 부착을 하는 방식이다.

상기 문헌 1에 설명된 바와 같이, 플로우 딥(flow dip) 방식은 부품 리드(lead)의 긴 것의 납땜에 효과가 있다. 이것은 인쇄회로기판이 용융 땜납 액체면에 접촉해도 그 용융 땜납의 온도가 저하되는 일이 없이 안정되고 있고, 그 용융 땜납 액체면이 항상 깨끗하게 유지될 수 있으며, 플로우파의 표면이 안정적이기 때문이다. 또 다른 이유로는, 부품의 리드가 길어도 용융 땜납을 분류하는 송풍구에 그 부품 리드가 접합하는 등의 이상을 만들지 않기 때문이다.

이 플로우 딥(flow dip) 방식의 땜납 방법을 이용하고 납땜 부착성을 한층 더 향상시킨 기술로서, 미국 특허 제4,512,510(문헌 2)의 기술이 있다. 이 기술은, 인쇄회로기판을 용융 땜납 액체면에 접촉시킨 때에 그 인쇄회로기판을 기울어지게 하는 것으로, 그 한 끝으로부터 다른 끝으로 접촉을 개시하여 서서히 면접촉을 이행하고, 그 인쇄회로기판과 용융 땜납 액체면과의 사이에 쌓이는 가스(gas)를 도산시키는 것이다. 계속해서, 용융 땜납 액체면 방향으로 인쇄회로기판을 이동시키는 것으로, 피납땜 부착부에 용융 땜납의 동압(kinetic pressure)을 더하여 확실하게 땜납 젖음을 발생시킨다. 마지막으로, 인쇄회로기판의 한 끝으로부터 서서히 그 인쇄회로기판을 용융 땜납 액체면으로부터 이탈시키고, 껍질 백(peel back) 작용에 의하여 피납땜 부착부의 납땜량을 적정화하는 것과 피납땜 부착부간에 있어서 납땜 브리지(bridge)를 생기지 않도록 하는 기술이다.

일본 특허공보 H6-198486호(문헌 3)에는 납땜 부착을 행하는 때에 질소 가스와 같은 비산화성의 불활성가스 분위기 속에서 납땜 부착을 행하는 기술이 개시되 어 있다. 이것에 의해, 저산소 농도의 불활성가스 분위기 속에서는 피납땜 부착부의 산화를 억제하는 것이 가능하다. 또한 용융 땜납의 표면 장력도 저하되기 때문에 피납땜 부착부에의 납땜의 젖는 성질을 대폭적으로 개선하는 것이 가능하고, 미세한 피납땜 부착부에의 용융 땜납의 공급도 용이하게 행할 수 있으며, 따라서 소위 마이크로 솔더 링(micro-soldering)도 가능하게 된다. 또한, 피납땜 부착부에 미리 도포되는 플럭스(flux)의 도포량을 격감시킨 것이 가능해지기 때문에, 납땜 부착후에 인쇄회로기판의 세척(플럭스 잔사의 제거)이 불필요하게 된다.

문헌 3에 개시된 기술은 플로우(flow) 방식이나 웨이브(wave) 방식, 2단 웨이브 방식, 또는 캐스케이드 방식이 적용된다. 그 이유는, 불활성가스 분위기 속을 지지하는 챔버(chamber) 체내에 있어서 인쇄회로기판의 반송이 직선적이고, 반송 컨베이어(conveyor)를 용이하게 설치할 수 있기 때문이다. 그 때문에, 납땜 부착을 불활성가스 분위기속에서 납땜을 행하는 플로우 딥 방식을 채용한 납땜 장치는 존재하지 않았다. 그 이유는, 문헌 3에 개시된 바와 같이 인쇄회로기판을 수평뿐 아니라 수직으로도 반송시키기 위해서는 복잡한 반송 수단이 요구되기 때문이다.

보다 상세하게는, 불활성가스 분위기를 지지하는 챔버내에서 문헌 3에 개시된 바와 같은 복잡한 반송수단을 제공하기 위해서는 챔버의 용적이 극단적으로 커지게 되고, 따라서 저산소 농도(예를 들면 100ppm)을 유지하기 위해 필요해지는 불활성가스의 단위 시간당 공급 유량을 극단적으로 크게 하지 않으면 안되기 때문이다.

또한, 반송수단을 불활성가스 분위기를 지지하는 챔버 외부에 설치한 납땜 장치가 제공된다 하더라도, 인쇄회로기판을 상하 이동시킬 수 있게 위해서는 챔버의 용적이 커지게 되고, 반송수단의 일부분이 챔버안으로 연장하는 부분에 있어서 외부 공기가 챔버 안으로 침입하게 된다. 따라서, 목적으로 하는 산소 농도를 유지하기 위해 필요해지는 불활성가스의 단위 시간당의 공급 유량이 커져 버린다. 불활성가스의 공급 유량이 크다는 것은 납땜 부착 실장의 비용을 증대시키는 것이 된다.

또한, 리드가 긴 부품을 탑재한 인쇄회로기판, 즉 용융 땜납이 접촉하는 면(피납땜 부착면) 측에 긴 리드(lead)선이 돌출하는 인쇄회로기판은, 문헌 3에 개시된 장치로는 납땜 부착을 행할 수 없다. 이와 같은 인쇄회로기판의 납땜은 딥(dip) 또는 플로우 딥(flow dip) 방식과 다른 방식에 의해서는 납땜을 행할 수가 없다. 그러나, 이 플로우 딥(flow dip) 방식으로 저산소 농도의 불활성가스 분위기 속에서 저비용의 땜납을 행하는 납땜 장치는 상기 이유에 의하여 존재하지 않는다.

또, 이미 리플로 솔더링(reflow soldering)이 행해진 인쇄회로기판에 리드의 긴 커넥터 등의 전자부품을 납땜 부착하는 때에, 피납땜 부착부에 해당하는 지점들에 개구를 가지는 마스크 플레이트를 사용하여(도 5(b) 참조) 플로우 딥 방식의 부분 납땜 부착이 행해지고 있지만, 플로우 딥 방식의 부분 납땜 부착을 저산소 농도의 불활성가스 분위기속에서 행할 수 있는 납땜 장치도 상기 이유에 의하여 존재하지 않았다. 그 때문에 피납땜 부착부에 질소 가스를 세게 불면서 납땜 인두 로 봇(soldering iron robot)에 의한 납땜이 행해지고 있었으며, 그 때문에 이 커넥터(connector) 등의 땜납 실장의 생산성이 낮았다.

또한, 영국 특허 제801510호(문헌 4)에 나타나는 실바니어 시스템(Sylvania system)은 상향 연장된 다수의 튜브(tube)에 땜납을 연속적으로 펌핑하여 분사시키는 것으로, 피납땜 부품은 선택된 수의 튜브에서 분사된 땜납과 접촉하게 되는 위치로 이동하여 기판상의 선택 부분에 납땜된다.

상기 문헌 4에 개시된 실바니어 방법은 다음과 같은 단점들을 가지고 있다.

(1) 설비의 기구가 복잡하기 때문에 기구의 조절이나 고장시의 복구에 막대한 시간을 필요로 하고, 그 결과로 생산성이 저하된다.

(2) 납땜 부착을 행하는 인쇄회로기판의 종류마다 전용의 튜브가 필요하기 때문에 이 튜브들을 교환하는데 많은 시간(약60분 정도)이 걸리고, 따라서 납땜 부착 장치의 중지 시간이 길어지고 생산성이 저하된다.

(3) 다수의 튜브가 있기 때문에 그 청소에 긴 시간(예를 들면, 약 30분 정도)이 걸리고, 따라서 생산성을 저하시키는 요인에 된다.

(4) 이 튜브들은 고가(예를 들면, 개당 약 100만엔)이다.

(5) 간단한 방법으로 불활성 가스 분위기속에서 납땜을 행하기 어렵다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 질소 가스 등의 불활성가스의 공급 유량, 즉 소비량을 적게 하고 플로우 딥 납땜 부착을 행할 수 있는 플로우 딥 납땜 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 다른 목적은 인쇄회로기판에 탑재되는 전자부품의 리드가 긴 경우에 있어서도, 그리고 마스크 플레이트를 사용한 부분 납땜 부착에 있어서도 고품질의 땜납을 저비용으로 행할 수 있도록 하는 납땜 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 저산소 농도의 불활성가스 분위기속에서 높은 생산성으로 납땜 부착을 행할 수 있는 납땜 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 납땜 조내의 용융 땜납을 판상의 피납땜 부착 워크의 평면 형상보다도 큰 형상의 송풍구로부터 분류시키고 평면 플로우파를 형성해 두고, 이 평면 플로우파에 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 접촉시키고 납땜 부착을 행하는 납땜 장치이고, 상기 반송 수단을 덮는 납땜 챔버를 상기 반송 컨베이어와 일체에 설치하고, 이 납땜 챔버의 상기 플로우파를 바라보는 부분에는 상기 송풍구의 평면 형상보다도 큰 개구를 설치한 것과 수행원에게 그 개구에는 상기 납땜 챔버의 외측에 늘어나고 상기 납땜조의 송풍구체를 감싸고 상기 납땜 조내의 용융 땜납중에 삽입되는 스커트부를 설치하고, 이 납땜 챔버에는 그 내부에 불활성가스를 공급하는 불활성가스 토출 수단을 설치하고, 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상기 납땜조의 용융 땜납 액체면에 대하여 상하 방향에 이동시킨 이동 수단을 설치하고, 상기 이동 수단의 상하 방향의 이동량을 제어하고 상기 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 상기 평면상의 용융 땜납의 플로우파에 접촉시키도록 제어하는 제어 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 납땜 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 납땜 조내의 용융 땜납을 판상의 피납땜 부착 워크의 평면 형상보다도 큰 형상의 송풍구로부터 분류시키고 평면상의 분류파를 형성해 두고,이 평면상 분류파에 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 접촉시키고 납땜 부착을 행하는 납땜 장치의 땜납 방법이고, 상기 반송 수단을 덮는 납땜 챔버를 상기 반송 컨베이어와 일체에 설치하고, 이 납땜 챔버의 상기 분류파를 바라보는 부분에는 상기 송풍구의 평면 형상보다도 큰 개구를 설치한 것과 수행원에게 그 개구에는 상기 납땜 챔버의 외측에 늘어나고 상기 납땜조의 송풍구체를 감싸고 상기 납땜 조내의 용융 땜납중에 삽입되는 스커트부를 설치하고, 이 납땜 챔버에는 그 내부에 불활성가스를 공급하는 불활성가스 토출 수단을 설치하고, 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상기 납땜조의 용융 땜납 액체면에 대하여 상하 방향에 이동시킨 이동 수단을 설치하고, 상기 이동 수단의 상하 방향의 이동량을 제어하고 상기 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 상기 평면상의 용융 땜납의 분류파에 접촉시키고 플로우 납땜 부착을 하는 것을 특징으로 하는 납땜 장치의 납땜 방법이 제공된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 납땜 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 단면도;

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도;

도 3은 도 1에 도시된 구성에서 제공되는 질소 가스 공급 시스템의 블록도;

도 4는 도 1에 도시된 구성에서 제공되는 주요 제어 시스템의 블록도;

도 5는 도 1에 도시된 납땜 장치에 있어서 납땜 부착시의 동작을 개략적으로설명하는 단면도;

도 6은 마스크 플레이트가 탑재된 인쇄회로기판을 도시한 단면도;

도 7a 내지 도 7d는 인쇄회로기판이 어떻게 하여 평면 플로우파에 대하여 수직 및 수평으로 이동하게 되고 평면 플로우파와 접촉되는지를 설명하는 도면;

도 8a 내지 도 8c는 인쇄회로기판이 평면 플로우파로부터 어떻게 이송되는지를 설명하는 도면;

도 9a 내지 도 9e 및 도 10a 내지 도 10c는 도 1에 도시된 케이싱의 상하 이동에 수반하는 납땜 챔버의 체적 변화에 대한 납땜 챔버에의 질소 가스 공급 유량의 제어에 관해 설명하는 도면;

도 11(a)는 케이싱이 상부 위치로 이동하는 동안 반입구와 반출구가 폐쇄되도록 구성한 예를 설명하는 도면;

도 11b는 반입구가 셔터에 의해 폐쇄된 상태를 도시하는 도 11a에 따른 파단 단면도;

도 12는 가변 용적 챔버가 구비되도록 구성한 예를 도시한 단면도;

도 13은 실바니어 방식에 응용하는 때의 배출구 주변의 일부를 도시한 사시도;

도 14는 본 발명에 따른 납땜장치의 추가의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도;

도 15는 본 발명에 따른 납땜장치의 추가의 실시예를 개략적으로 도시한 단 면도이다.

본 발명에 따른 납땜 장치는, 불활성가스 분위기속에서 플로우 딥(flow dip) 납땜 부착 작업을 행하는데 적용되며 다음과 같이 실현할 수 있다. 통상의 납땜 공정은 주지된 바와 같이 플럭스 공급 단계, 예비 가열 단계 및 납땜 단계를 포함한다. 이하에 있어서는, 본 발명의 구성이 적용되는 공정인 납땜 단계를 중심으로 설명한다.

도면 1에 나타나듯이, 본 실시 형태의 납땜 장치는 예열부(1)와 납땜부(2)를 가진다.

예열부(1)는 예열 챔버(103a)를 수용하는 케이스(103)를 갖는다. 이 케이스(103)는 납땜될 작업편으로서의 인쇄회로기판의 예비 가열을 균일하게 촉진시키기 위한 수단이며, 반입구(104)와 반출구(105)를 구비하고 있다.

예열 챔버(103a)는 적외선이나 열풍 또는 이러한 가열수단들을 병용한 히터(heater;102)를 각각 설치한 4개의 가열 존(zone)으로 분할된다. 또한, 히터(102)에 이용하는 적외선 히터의 표면 온도나 열풍 히터의 열풍 온도는, 도시하지 않은 온도 제어 장치에 의하여 지시하고 설정하는 것이 가능하다.

또한, 예열부(1)의 반송 컨베이어(101)은, 인쇄회로기판(3)을 화살표 I 방향에 반송하는 것이고, 인쇄회로기판(3)은 예열 챔버(103a)를 통과하는 동안 예비가열된다. 반송수단(101)의 반송 개시와 정지, 반송 속도 등은 후술의 제어장치에 따라서 제어된다. 도시된 부호 4는 마스크 플레이트(mask plate)이고, 인쇄회로기 판 3을 스폿(spot)이나 부분적 납땜 부착을 하는 경우에 사용한다. 마스크 플레이트(4)에 관한 상세한 것은 도 6에 나타낸다.

납땜부(2)는 납땜조(109)를 구비하고, 납땜조(109)에는 용융 땜납(5)이 수용되고, 도시하지 않은 히터 및 온도 센서 그리고 온도 제어 장치에 의하여 미리 정한 소정의 온도의 용융 상태로 유지된다. 또, 납땜조(109) 내에는 용융 땜납(5)을 땜납 저장조(solder-overflowing pot;110), 더 나아가서는 그 배출구(111)에 공급하는 펌프(112)를 설치하고 있다. 이 땜납 저장조(110)의 배출구의 크기는, 피납땜 부착 작업편인 인쇄회로기판 3의 평면 형상보다도 큰 개구이고, 펌프(112)에 의하여 공급되는 용융 땜납이 이 배출구(111)로부터 흘러넘치는 때에 그 배출구(111)상에 평면 오버플로잉파(flat overflowing wave;6), 즉 평면 플로우파를 형성한다. 정류판(유동 제어판; 3)은 용융 땜납의 흐름을 정리하는 수단이다.

또한, 납땜부(2)는 케이싱(106)과 반송 컨베이어(107)을 구비한다. 케이싱(106)은 저산소 농도의 불활성가스 분위기, 즉 질소 가스 분위기를 지지하기 위한 납땜 챔버 106에 덮이고, 이 납땜 챔버 106과 인쇄회로기판의 반송 컨베이어(conveyor) 107이 지지 부재 120에 의하여 일체에 마련되어 있다. 납땜 챔버 106의 바닥부에는 개구가 설치되고,이 개구에는 하방에 늘어나는 스커트(skirt)부 108이 마련되어 있다. 그리고,이 스커트(skirt)부108을 납땜조 109에 설치되는 송풍구체 110 주위 위치의 용융 땜납중에 삽입하는 것으로, 이 개구의 포장성을 얻고 있다.

또, 펌프(112)로서는, 도시하지 않은 모터에 의하여 회전 구동 되는 원심력 펌프가 사용되고, 그 모터의 회전 속도를 도시하지 않은 속도 제어 장치에 의하여 제어하는 구성이다. 또한, 전자 펌프를 사용할 수도 있다. 또한, 용융 땜납을 송풍구체에 공급하는 수단으로서, 일본 특허공보 소53-57156호에 설명된 바와 같은 위치에너지를 이용한 수단을 이용하는 것에 의해, 평면 플로우파의 파고나 액체면 상태를 한층 더 안정화시킬 수 있다.

한편, 납땜 챔버(106c) 내에 저산소 농도의 불활성가스 분위기를 형성하기 위해, 케이싱(106) 내에 질소 가스 공급 노즐(114a∼114h)을 복수개(도 1의 예에서는 8개) 설치하고 있다. 또, 납땜 챔버(106c) 내의 반송 컨베이어(107)에 따라, 즉 인쇄회로기판의 반송방향에 따라 그 방향과 직교하는 방향에 판상 부재, 즉 억제판(baffle plate;115)를 나란히 할 수 있고 래비린스 씰(labyrinth seal)을 구성하고, 납땜 챔버 (106)에 설치되는 반입구(116) 및 반출구(117)을 통하여 대기가 침입하는 것을 억제하고, 역으로 납땜 챔버(106) 내의 분위기가 납땜 챔버(106) 외에 유출되는 것을 억제하고 있다. 특별히, 이 래비린스 씰(labyrinth seal)은, 반입구(116) 및 반출구(117)에 집중하여 설치하고 래비린스 씰부(115A)를 구성하고 있다. 또한, 억제판(115)의 선단에 커튼(curtains)을 매달아서 반입구(116)나 반출구(117)의 개구 면적을 한층 더 작게 하는 것도 가능하고, 래버린스 씰부(115A)의 작용을 한층 더 강화하는 것이 가능하다.

그리고 이 일체로 구성되는 반송 컨베이어(107)와 납땜 챔버(106)는, 반입구(116) 측의 제1의 액추에이터(118)과 반출구(117) 측의 제2의 액추에이터(119)에 의해 상하 방향(화살표 III,IV 방향)에 각각 독립하고 이동할 수 있도록 구성하고, 반송 컨베이어(107)로 유지되는 인쇄회로기판(3)을 각종의 자태(경사 모양태 등의 자세)로 평면 플로우파(6)에 접촉시킬 수 있도록 구성하고 있다. 따라서, 이 상하 방향의 이동에 의하여 납땜 챔버(106)의 스커트부(skirt;108)가 납땜조(109) 내의 용융 땜납(5)으로부터 빠져나오지 않도록 그 스커트부(108)의 길이가 선정된다.

납땜부(2)의 반송 컨베이어(107)는, 인쇄회로기판(3)을 화살표 II 방향으로 반송하는 것이고, 그 반송의 개시와 정지, 반송 방향, 반송 속도 등은 후술의 제어 장치(301)에 따라서 제어된다.

도 3은, 도 1의 구성에 있어서 설치되는 질소 가스 공급 시스템을 나타내는 관계도이다.

도 3에 있어서, 부호 201은 질소 가스(gas) 발생장치이다. 도 3에 나타나듯이, 질소 가스는 질소 가스 발생 장치(201)로부터 공급되고 개폐 밸브(202)를 통과하고, 필터(filter;203)로 불순물을 제거한 뒤에 압력 제어 밸브(204)에 의하여 안정된 압력으로 질소 가스를 공급한다. 그리고, 2계통으로 나눠진 각각의 유로에 유량 조절 밸브(205,206)과 유량계(207,208)를 설치하고, 도 1의 반입구(116) 및 반출구(117)에 근접하는 4개의 노즐(114a∼114d)들로 구성된 제1 노즐 그룹(nozzle group;209)과 납땜조(109)에 근접하는 4개의 노즐(114e∼114h)들로 구성된 제2 노즐 그룹(nozzle group;210)으로 질소 가스를 공급하는 구성이다. 또한, 유량 조절 밸브(205,206)은 후술하는 제어 장치(301)에 따라서 원격 조정이 가능하다.

도 4는 도면 1의 구성에 있어서 설치되는 주요 제어계를 나타내는 블록도이고, 도 1 및 도 3과 동일한 것에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 4에 나타나듯이, 반송 컨베이어(101,107)와 제1 및 제2 액추에이터(118,119), 유량 조절 밸브(205,206), 또한 펌프(112)용 모터(304) 등은, 컴퓨터 시스템에 의하여 구성되는 제어 장치(301)에 의하여 제어한다. 즉, 제어장치(301)는, 도시하지 않은 CPU, RAM, ROM, 외부 기억 장치, 입출력 포트(port) 등을 가진다. 상기 제어는, ROM이나 외부 기억 장치에 격납되는 소프트웨어를 CPU가 RAM상에 판독하는 등을 실행하는 것에 따라 실현할 수 있다.

제어장치(301)는 LCD 등의 표시부(302)와 키보드, 마우스 등의 지시 조작부(303)를 구비하고 있다. 또한, 제어장치(301)는 도시하지 않은 입출력 포트로부터 구동 장치(305∼311)을 이용하고 각 반송 컨베이어(101,107), 각 액추에이터(118,119), 유량 조절 밸브(205,206), 펌프(112)용 모터(304) 등의 작동을 제어하는 구조이다.

각 구동 장치(305∼311)는, 피제어 대상이 전기 수단인 경우는 전력 구동 회로로 구성되고, 공기압이나 유압 등의 유체압 액추에이터인 경우는 유체 구동 회로로 구성된다. 또한, 제어 장치(301)의 입출력 포트와 구동 장치(305∼311)는 쌍방향 인터페이스(interface)로 이루어지고, 그 통신에 의하여 지시 제어량의 송신과 현재 제어량의 수신이 가능한 구성이다. 이상에 설명한 것 같은 각종의 제어 대상(각 반송 컨베이어(101,107), 제1 및 제2 액추에이터(118,119), 유량 조절 밸브(205,206), 펌프(112)용 모터(304))은 현재 제어량을 검출하는 센서를 가지고 있다. 구동 장치(310 및 311)와 제1 및 제2 액추에이터(118,119)는 상부 및 하부 위치 사이에 일체화된 컨베이어(107) 및 케이싱(106)을 상하 이동되도록 조작할 수 있는 구동 수단들로 구성한다.

도 5는, 도 1에 나타내는 납땜 장치에 있어서 납땜 부착시의 동작에 관해서 설명하는 도면이다. 도 5는 케이싱(106)을 아래로 하강시키고, 인쇄회로기판(3)과 평면 플로우파(6)을 접촉시킨 상태를 설명하는 도면이다. 이 상태에서 반송 컨베이어(107)를 구동하여 인쇄회로기판(3)을 화살표 II 방향으로 이동시킬 수 있다.

도면 5에 나타나듯이, 예열부(1)의 케이스(103)과 납땜부(2)의 케이싱(106)을 분리하고, 또한 납땜부(2)의 반송 컨베이어(107)와 케이싱(106)을 일체로 하고 이동시키도록 구성한 것에 의해, 납땜 챔버(106c)의 용적을 확대하지 않고 인쇄회로기판(3)의 플로우 딥 방식의 땜납 작업을 할 수 있게 된다.

그 때문에 납땜 챔버(106c)에 공급하는 질소 가스의 공급 유량도 증대시킬 필요가 없고, 납땜 챔버(106)의 용적에 걸맞는 적은 유량만이 필요하게 된다. 따라서 저산소 농도의 불활성가스 분위기속에서의 플로우 딥 납땜 부착 작업을 저운용 자금으로 행할 수 있게 된다.

도면 6은 부분 납땜을 행하기 위해 인쇄회로기판(3)에 마스크 플레이트(4)를 서로 끼우는 상태를 설명하는 도면이다.

도면 6에 나타나듯이, 스폿 플로우(spot flow) 납땜을 필요로 하는 경우는, 피납땜 부착부(화살표 Q로 도시된)에 해당하는 장소만을 도려된 팰릿(pallet;4, 마스크 플레이트)에 인쇄회로기판(3)을 싣고 투입하는 것으로, 스폿(spot) 및 부분적 납땜 부착이 가능해진다.

도 7a 내지 도 7d는 인쇄회로기판(3)이 (평면 플로우파(6)에 대하여) 어떻게 상하 및 수평으로 이동하고, 평면 플로우파(6)에 어떻게 접액되어 납땜 부착이 행해질지를 설명하는 도면이고, 도 8a 및 도 8c는

인쇄회로기판(3)이 평면 플로우파(6)로부터 어떻게 이송되는지를 설명하는 도면이다.

인쇄회로기판(3)의 상하 이동은 도 1 및 도 5에 나타내는 제1 액추에이터(118)와 제2 액추에이터(119)에 의해 행해지고, 인쇄회로기판(3)의 수평 이동은 도 1 및 도 5에 나타내는 반송 컨베이어(107)에 의하여 행해진다. 그리고, 이러한 이동의 방향, 거리 및 속도는, 도 4에 나타내는 제어 장치(301)에 의하여 제어된다.

도 7a 내지 도 7d와 도 8a 내지 도 8c는 연속하는 공정을 설명하는 것이다.

이 예에서는, 인쇄회로기판 3에 마스크 플레이트(4)를 서로 끼우고 부분 납땜 부착을 행하는 예를 나타내고 있지만, 마스크 플레이트(4)가 없는 경우에 있어서도 마찬가지이다. 또한, 마스크 플레이트(4)로서는, 내열성 수지 등에 의하여 구성하고 반복 사용하는 것과, 경화성 수지를 인쇄회로기판에 도포하고 1회만 사용하는 것이 있다.

인쇄회로기판(3)의 반송 방향(반입구(116)로부터 반출구(117)로 향하는 방향)에 대해 그 전단을 하강 또는 상승시키기 위해서는 제2 액추에이터(119)를 하강 방향 또는 상승 방향으로 제어한다. 한편, 인쇄회로기판(3)의 상기 반송 방향의 후단을 하강 또는 상승시키기 위해서는 제1 액추에이터(118)를 하강 방향 또는 상승 방향으로 제어한다. 또, 인쇄회로기판(3)을 횡방향(상기 반송 방향에 직교하는 방향)으로 이동시키기 위해서는 반송 컨베이어(107)를 구동시키는 모터(306, 구동 수단)의 회전 방향과 속도를 제어한다.

인쇄회로기판(3)을 평면 플로우파(6)에 접액시키는 순서에 관해서 설명한다.

접액의 순서는, 도면 7a와 같이 인쇄회로기판(3)을 반입구(116)를 통해 납땜 챔버(106c) 안으로 도입하여 화살표 A 방향(상술한 반송 방향)으로 소정 위치로 반송할 때, 도면 7b와 같이 인쇄회로기판(3)의 전단 위치를 화살표 B 방향으로 하강시키고 계속해서 화살표 C 방향에 반송시키게 된다.

그리고, 도면 7c와 같이 화살표 D 방향의 반송에 의해 인쇄회로기판 3의 전단이 평면 플로우파(6)에 접액하는 등 그 인쇄회로기판(3)의 후단을 화살표 E 방향에 하강시키고, 인쇄회로기판(3, 마스크 플레이트(4))의 하방측의 면, 즉 피납땜 부착면의 전면을 평면 플로우파(6)에 접액시킨다. 이 도면 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(3)을 이동시켜 인쇄회로기판(3)과 평면 플로우파(6)와의 사이에 분위기 가스를 도산시킬 수 있다.

그 뒤, 도면 7d와 같이 인쇄회로기판(3)을 화살표 F 방향 즉 횡방향(후단 방향)으로 반송시키고, 피납땜 부착부(영역)에 용융 땜납의 동압을 더하여 그 피납땜 부착부(영역)의 납땜 젖는 성질을 향상시킨다.

다음으로 인쇄회로기판(3)을 평면 플로우파(6)로부터 이탈하는 순서에 관해서 설명한다.

도면 8a에 나타나는 같이, 인쇄회로기판(3)의 전단을 화살표 G 방향에 상승시키면서 화살표 H 방향으로 반송하고, 피납땜 부착부에 용융 땜납의 껍질 백(peel back)을 발생시켜 필릿(fillet) 형상을 조절하고 납땜 브리지(bridge)를 방지한다.

그 뒤, 도면 8b와 같이 화살표 I 방향으로 반송하고, 계속하여 도면 8c와 같이 인쇄회로기판(3)의 후단을 화살표 K 방향으로 상승시킨다. 마지막으로, 인쇄회로기판(3)을 반출구(117)를 통해 화살표 J 방향으로 납땜 챔버(6c)의 외부로 반출하고, 인쇄회로기판(3)과 용융 땜납(5)의 일련의 접액 작업, 즉 납땜 부착 작업이 종료된다.

제어 장치(301)는, 도 1에 나타내는 납땜 챔버(106c, 인쇄회로기판(3))의 상하 이동에 수반하는 그 케이싱(106)에의 질소 가스 공급 유량을 제어한다.

도 9a 내지 도 9e와 도 10a 내지 도 10c는 납땜 챔버(106)에의 질소 가스 공급 유량의 제어를 설명하는 그래프이다.

도 9a와 도 10a에서는 횡축에 시간(t)를, 종축에 케이싱(106)의 높이를 나타내고 있다.

그 밖의 도면, 즉 도 9b 내지 도 9e와및 도 10b 및 도 10c는, 횡축에 시간 t를, 종축에 질소 가스의 공급 유량을 나타내고 있다.

도 9a 내지 도 9c의 횡축은 시각에 있어서 정합하고 있고, 도 10a 내지 도 10c의 횡축도 시각에 있어서 정합하고 있다.

도 9b 및 도 9c는, 1조로 질소 가스 공급 유량의 제어예를 나타내고, 도 9b의 종축의 공급 유량(Q1)은, 납땜 챔버(106c)의 납땜조(109)에 근접하는 4개의 노즐 그룹(210; 도 1에 나타내는 노즐(114e∼114h))의 단위 시간당의 질소 가스유량을 나타내고, 도면 9c의 종축의 공급 유량(Q2)는, 케이싱(106)의 반입구(116) 및 반출구(117) 측에 근접하는 4개의 노즐 그룹(210; 도면 1에 나타내는 노즐(114a∼114d))의 질소 가스유량을 나타내고 있다.

이 예에서는, 납땜 챔버(106)의 높이의 변화에 비례하고 질소 가스(gas) 공급 유량을 감소 또는 증가시키고 있는 제어예로, 상기 각 노즐 그룹(209 및 210) 모두에 대한 제어예이다.

납땜 챔버의 하강하는 시각 t1∼t3에서는, 질소 가스 공급 유량을 감소시키게 하고, 납땜 챔버의 상승하는 시각 t4∼t6에서는 질소 가스 공급 유량을 증가시키고 있다. 또, 시각 t3∼t4의 사이는, 케이싱(106)이 정지하고 있기 때문에 질소 가스 공급 유량을 미리 정한 소정의 값으로 되돌리고 있다.

즉, 납땜 챔버(106c) 내의 분위기 가스를 반입구(116) 및 반출구(117)으로부터 토해내는 시각 t1∼t3에서는, 질소 가스 공급 유량은 적어도 대기가 그 납땜 챔버(106c) 내부로 유입되는 일은 없다. 역으로, 대기를 납땜 챔버(106c)내에 흡입하려고 하는 시각 t4∼t6에서는, 질소 가스 공급 유량을 증대시키고 대기가 그 납땜 챔버(106c)내에 유입하지 않도록 하고 있다. 즉, 납땜 챔(106)의 상하 이동에 수반하는 용적 변화에 따라서 초래되는 호흡 현상을 지우도록 질소 가스의 공급 유량을 제어하고 있다.

이것에 의해, 질소 가스 공급 유량의 평균치를 증대시키지 않고, 납땜 챔버(106c)내의 산소 농도를 한층 더 저하시킬 수 있게 된다. 또, 질소 가스 공급 유량의 평균치를 감소시키더라도, 기존과 동일한 산소 농도를 유지할 수 있게 된다.

도 9d 및 도 9e는 1조로 질소 가스 공급 유량의 제어예(다른 실시예)를 나타내고, 도 9d의 종축의 Q1과 도 9e의 종축의 Q2는, 제2 노즐그룹(210; 노즐(114e∼114h))에의 질소 가스의 공급 유량(Q1)과 제1 노즐그룹(209; 노즐(114a∼114d))에의 질소 가스의 공급 유량(Q2)을 나타내고 있다.

이 예에서는, 상기의 예와 마찬가지로 납땜 챔버의 높이의 변화에 따라 질소 가스 공급 유량을 감소 또는 증가시키고 있지만, 그것은 케이싱(106)의 반입구(116) 및 반출구(117)에 근접하는 4개의 노즐 그룹(209; 도 1에 나타내는 노즐(114a∼114d))의 질소 가스 공급 유량 Q2 뿐이고, 케이싱(106)의 납땜조(109)에 근접하는 4개의 노즐 그룹(210; 도면 1에 나타내는 노즐(114e∼114h))의 질소 가스 유량 Q1은 변화시키고 있지 않다. 즉, 호흡 현상을 지우는 작용의 큰 노즐 그룹의 질소 가스 공급 유량만을 제어하게 한 예이다. 게다가, 질소 가스 공급 유량 Q2는 시간적으로 계단형태로 제어한 예이다.

도면 10b 및 도 10c는 질소 가스 공급 유량의 제어예(다른 제어예 3 및 4)을 나타내고 있다. 어느 쪽의 종축도 질소 가스 공급 유량 Q1 또는 Q2를 나타내고 있다. 즉, 이와 같은 제어예를 도 9a 내지 도 9e의 제어예에 적용하면 좋은 것을 설명하는 것이다.

그리고, 도 10b의 제어예는, 케이싱(106)의 높이의 변화 속도, 즉 케이싱(106)의 용적의 변화 속도의 미분치에 비례하여 질소 가스 공급 유량을 제어하는 예를 나타내고 있다.

도 10c의 제어예는 도 10b의 제어예와 도 9b의 제어예를 조합시킨 제어예이 다.

이것들에 대해서도 질소 가스 공급 유량의 평균치를 증대시키지 않고, 챔버 체내의 산소 농도를 한층 더 저하시킬 수 있게 된다. 또, 질소 가스 공급 유량의 평균치를 감소시키더라도, 기존과 동일한 산소 농도를 유지할 수 있게 된다.

이러한 제어 형태는 일례이며, 요점은 일체에 구성한 반송 컨베이어(107)와 케이싱(106)의 상하 방향의 이동 제어의 상태(위치나 속도 등의 프로파일)에 맞추고 최적인 프로파일을 선택하면 좋다.

이상 나타냈던 것처럼, 본 실시 형태의 플랫 딥(flat dip) 장치에 의하면, 질소 가스 등의 불활성가스의 단위 시간당의 공급 유량, 즉 소비량을 적게 하면서 플로우 딥 납땜 부착을 할 수가 있다.

그 결과, 탑재되어 있는 전자부품의 리드가 길고 치수가 긴 인쇄회로기판이라도, 불활성가스 분위기속에서 플로우 딥 납땜 부착을 할 수가 있게 된다.

게다가, 불활성가스의 단위 시간당의 공급 유량도 적어도 되기 때문에, 불활성가스 분위기속에서의 땜납 실장에 수반하는 생산 비용이 통상의 생산 비용보다도 커지는 일이 없다. 또, 인쇄회로기판의 반송 속도도 통상의 속도로 좋기 때문에 생산성도 양호하다.

그 때문에 이미 리플로 솔더링이 행해진 인쇄회로기판에 리드가 긴 커넥터(connector) 등의 전자부품을 납땜 부착하는 때에, 해당의 피납땜 부착부나 그 주변 영역 만으로 개구를 가지는 마스크 플레이트를 서로 끼워 두는 것에 의해, 본 발명의 플랫 딥 장치를 이용하여 부분 납땜 부착을 행할 수도 있다.

따라서 종래처럼 납땜 인두 로봇을 사용하지 않고도 각 납땜 부착 영역이 일괄 납땜을 할 수가 있게 되기 때문에 그 생산성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

또, 통상의 플로우 딥 납땜 부착 작업과 마스크 플레이트를 사용하는 부분 납땜 부착 작업과의 혼류 납땜 부착 작업이 가능하기 때문에, 생산 계획에 따라 납땜 부착을 행하는 인쇄회로기판의 종류가 변해도 그 리드 타임(lead time)이 요구되지 않으며 납땜 부착의 생산성을 극히 높게 유지할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 일체로 구성한 반송 컨베이어(107)와 납땜 챔버(106c)가 상승하는 때에 질소 가스 공급량을 증가시키고, 반입구(116)과 반출구(117)으로부터 바깥 공기가 유입하는 것(납땜 챔버(106c)의 호흡 현상)을 막는 구성에 관해서 설명하였다. 또 다른 실시 형태에서는, 케이싱(106)이 상승하는 때에만, 반입구(116)와 반출구(117)가 셔터에 의하여 폐쇄되는 구성에 관해서 설명한다.

도 11a 및 도 11b는 도 1에 나타내는 반송 컨베이어(107)를 포함하는 케이싱(106)이 상승하는 때에만, 그 반입구(116)와 반출구(117)가 셔터에 의해 폐쇄되도록 구성한 예를 설명하는 도면이고, 도 1과 동일한 것에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 11a에 나타나듯이, 납땜부(2)는 납땜 챔버(106)의 반입구(116) 및 반출구(117)의 상연단에 자석 (904)가 설치되고, 다른 한편으로, 이것들 반입구(116) 및 반출구(117)의 하단 하방 위치의 납땜 챔버(106)에 접접하는 셔터 케이스(shutter case;902)에 셔터(901)을 습동 가능하게 감합시키고 있고, 그 셔 터(901)의 상단에는 상기 자석(904)와 반대극이 되는 자석(903)이 마련되어 있다.

또, 납땜 챔버(106)의 반입구(116) 및 반출구(117)의 상연단의 측부에는, 셔터(901)의 바로 위 위치, 즉 납땜 챔버의 이동 방향인 화살표 III,IV 방향의 바로 위 위치에 푸시로드(905)를 설치하고 있다.

도면 11a에 나타내는 셔터(901)의 위치는, 예열부(2)로부터의 인쇄회로기판(3)의 반입을 기다리는 통상의 대기 위치이고, 셔터(901)의 상단은 반입구(116) 및 반출구(117)의 밑틀단에 갖추어진 위치에 설치되어 있다. 그리고, 납땜 챔버(106)이 하강하면 그 반입구(116) 및 반출구(117)는 셔터 케이스(902)에 의하여 폐쇄되고, 또한 그 반입구(116) 및 반출구(117)의 상연단에 설치한 자석(904)과 셔터(901)의 자석(903)이 흡착한다. 그 때문에 납땜 챔버(106)이 상승하는 때에는 그 납땜 챔버(106)의 상승에 맞추고 셔터(901)이 인상되고, 납땜 챔버(106)의 반입구(116) 및 반출구(117)는 셔터(901)에 의하여 폐쇄되는 대로 상승한다. 이 셔터(901)의 상태를 도 10(b)에 나타낸다.

케이싱(106)이 통상의 대기 위치까지 상승하면, 푸시로드(905)가 셔터(901)의 상단에 접합하고 그 셔터(901)가 상대적으로 케이싱(106)으로부터 압하되고, 자석이 상호 이탈하고 반입구(116) 및 반출구(117)가 열린다.

이처럼, 납땜 챔버(106c)의 호흡 현상에 의하여 대기를 납땜 챔버(106c)에 흡입하는 상승 공정에 있어서, 그 반입구(116) 및 반출구(117)가 폐쇄되기 때문에 대기가 납땜 챔버(106c)내에 침입하기 어려워지고, 납땜 챔버(106c)내에 안정되는 저산소 농도의 질소 가스(gas) 분위기를 형성할 수 있게 된다.

상기의 질소 가스 공급 유량의 제어예와 조합시키면 그 작용은 한층 더 양호해지고, 질소 가스의 공급 유량을 대폭적으로 적게 할 수 있게 된다.

본 실시 형태에서는, 자석(903,904)과 푸시로드(905)에 의하여, 셔터(901)를 개폐시키는 구성에 관해서 설명했지만, 셔터(901)를 전자 셔터에 의하여 구성하고, 제어 장치(301)로 케이싱(106)의 상하 이동에 따라 전자 셔터의 개폐를 제어하도록 구성해도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 일체로 구성한 반송 컨베이어(107)와 케이싱(106)이 상하 방향에 이동하는 것과 케이싱(106)의 용적이 증감하는 구성에 관해서 설명했다. 추가의 실시 형태에서는, 일체에 구성한 반송 컨베이어(107)과 케이싱(106)이 상하 방향으로 이동해도 케이싱(106)의 용적이 변화하지 않도록 가변 용적 수단을 설치한 구성에 관해서 설명한다.

도 12는 체적가변챔버(volume variable chamber)가 제공된 실시예를 예시하는 단면도이다.

도 12에 보여진 바와 같이, 케이싱(106)은 그의 꼭대기에 있는, 하부개구부(106d)의 치수와 동일한 치수를 상부개구부(1001) 및, 상부개구부(1001)의 전체 마진 가장자리부터 연속적으로 상부로 연장하는 벨로우즈(1002)를 갖는다. 벨로우즈(1002)의 상단은 상부개구부(1001)와 동일한 크기를 갖는 고정판(1003)에 의해 닫혀져있다. 체적가변챔버(1004)는 벨로우즈(1002)와 고정판(1003)에 의해 정해진다.

케이싱(106)이 상하로 이동될 때, 벨로우즈는 팽창수축되어진다. 벨로우 즈(1002)는 케이싱(106)이 아래로 이동될 때 납땜챔버(106c)의 체적감소를 상쇄하기 위하여 팽창되어지며, 벨로우즈(1002)는 케이싱(106)이 위로 이동될 때 납땜챔버(106c)의 체적증가를 상쇄하기 위하여 수축되어진다. 그러므로, 납땜챔버(106c)과 체적가변챔버(1004)의 총체적은, 납땜챔버(106c)의 체적이 케이싱(106)의 수직이동에 대응하여 변화될 때, 실적적으로 불변상태로 유지된다.

결과적으로, 납땜챔버(106c)의 내부와 외부사이에 가스연통이 일어나지 않으며, 납땜챔버(106c)의 낮은 산소농도의 질소가스분위기가 안정적으로 유지될 수 있다.

본 발명의 납땜장치는 실바니아-형 부분 납땜(Sylvania-type partial soldering)이라고 불리어지는 데에 이용될 수 있다. 즉, 실바니아-형 부분납땜은 납땜챔버의 체적으로 증가시키지 않고 낮은 산소농도의 질소가스분위기에서 수행될 수 있다.

예를 들어, GB 특허번호 801510에 개시된 실바니아 시스템에서는, 인쇄회로판상에 납땜되어질 영역들에 대응하는 지점들에 배열된 용융땜납분사튜브들의 그룹에 근접하게 인쇄회로판을 이동시켜서, 납땜되어질 이 영역들을 이 용융땜납분사튜브들과 접촉하게 함으로써, 부분납땜이 행하여진다.

도 13은 도 1에 보여진 땜납-오우버플로잉 포트(110)의 배출개구부(111)부근에 부분에 대한 사시도로서, 덮개(110)가 땜납-오우버플로잉 포트(110)의 배출개구부(111)위에 복수개의 분출튜브들(1101)를 갖는 방식을 예시하고 있다.

도 13에 보여진 바와 같이, 땜납-오우버플로잉 포트(110)의 배출개구부(111) 위에 끼워지는 덮개(110)는 꼭대기에 배출개구부들(1102)를 갖는 복수개의 배출튜브들(1101)을 갖기 때문에, 용융땜납(5)이 튜브들(1101)의 배출개구부들(1102)로부터 분출되어 튜브들(1101)위에 땜납웨이브들(6)을 형성한다.

분출튜브들(1101)의 배출개구부들(1102)의 지점들이, 납땜되어질 작업대상물인 인쇄회로판(3)상에 납땜되어질 영역들에 대응하기 때문에, 캐이싱(106)이 반송 컨베이어(107)상의 인쇄회로판(3)과 함께 상하로 이동될 때, 납땜되어질 영역들이 대응하는 땜납웨이브들(6)과 접촉되어지게 된다. 그 후에, 용융땜납(5)이 용접되어질 원하는 선택된 영역들상에만 공급되고 납땜되어질 영역들이 납땜되어진다.

즉, 부분땜납은 도6에 보여진 마스크판을 사용하지 않고 수행될 수 있다.

플로우-딥 납땜을 도1에 보여진 불활성가스의 분위기에서 수행하는 납땜장치에서는, 100 ppm 이하의 산소농도가 400 리터/분의 질소가스공급속도의 납땜챔버(106c)에서 얻어진다.

도면은 상기의 문헌 3의 기술을 채용하는 납땜장치의 도면과 유사하며, 그것은 본 발명의 기술이 아주 유효하다는 것을 나타낸다.

게다가, 이 구성이 도 10(b)에 보여진 질소가스공급속도제어와 결합될 때, 100 ppm 이하의 산소농도는 380 리터/분의 질소가스공급속도의 납땜챔버(106c)에서 얻어지며, 그것은 본 발명의 납땜장치의 높은 성능을 보여준다.

앞서 기술한 바와 같이, 본 발명의 납땜장치에서, 용융땜납이 배출개구부로부터 큰 차원(납땜될 평탄작업대상물의 차원보다 더 큰 차원)으로 흘러넘져서 배출개구부위에 용융땜납의 평탄 오우버플로잉 웨이브를 형성하며, 위에 설치된 복수개 의 전자부품들을 갖는 인쇄회로판 등의 납땜되어질 복수개의 영역들을 갖는 작업대상물이 이 평탄 오우버플로잉 웨이브과 접촉하게 되어 납땜될 영역들을 동시에 납땜하게 된다. 또한, 본 발명의 납땜장치는 불활성가스의 공급율을 증가시키지 않고 볼활성가스분위기에서 납땜공정을 수행할 수 있다. 그러므로, 대량의 불활성가스의 사용으로 인한 제조비의 증가를 방지할 수 있다.

평탄한 작업물의 납땜이, 그위에 입혀진, 도6에 보여진 타깃 영역들에 개구부들을 갖는 마스크판을 사용하여 행해질 때는, 타깃 영역들, 즉 납땜될 영역들에만 용융땜납이 공급되는 부분납땜이 행해질 수 있다. 이러한 부분납땜은, 전자부품의 납땜될 부분들의 위와 이 납땜될 부분들의 부근에 용융땜납을 공급함에 의해 리플로우 납땜이 이미 행해진 인쇄회로판상에 리플로우 납땜 방식에 의해 납땜될 수 없는 전자부품들을 납땜하는 데에 사용될 수 있다.

위에 기술은 예시적인 것이며 제한할 의도는 없다. 다양한 변경과 개량이 용도와 목적에 따라 이루어질 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명의 실시예들은 이미 기술되었다. 본 발명은, 예를 들어, 시스템, 장치, 방법, 프로그램 또는 저장매체의 형태로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 복수개의 장치로 구성된 시스템이나, 한 디바이스로 구성된 장치에 적용될 수 있다.

콘트롤러(301)는 외부로부터 콘트롤러에 설치된 프로그램에 따라서, 도 7(a) 내지 7(d), 도 8(a) 내지 도 8(c), 도 9(a) 내지 도 9(e) 및 도10(a) 내지 도 10 (c)에 보여진 제어들를 수행할 수 있다. 이 경우에, 프로그램을 포함하는 정보의 군이 CD-ROM, 플래시 메모리 또는 FD 등의 저장매체를 통한 외부저장매체를 통해 또는 네트워크를 통해 제공될 수 있다.

위 실시예들이 결합된 구성도 본 발명에 포함된다.

따라서, 질소 등의 불활성가스의 낮은 공급률, 즉 낮은 소비율을 가지고 플로우-딥 납땜을 수행할 수 있는 납땜 장치가 실현될 수 있다. 그러므로, 인쇄회로판상에 설치된 전자부품들이 긴 리이드들(leads)을 가질 때도, 또는 마스크판을 사용하는 부분납땜이 행해지는 때도, 고품질의 납땜이 저비용으로 행해질 수 있다.

한편, 전자부품의 소형화 및 포면마운팅부품의 광범위한 사용으로, 리플로우 납땜이 인쇄회로판의 땜납을 위한 기술로서 광범위하게 사용되어진다. 다른 한편으로, 인쇄회로판에 설치된 전자회로장치들이 외부 수동기계 인터페이스들에 연결되는 곳에 대형 전자부품들이 사용되며, 그것들중의 일부, 에를 들면 커넥터들이 납땜될 긴 리이드들을 갖는다.

대량생산에 대한 요구에 부응하기 위하여, 납땜될 긴 리이드들을 갖는 이러한 전자부품들 및 큰 크기의 전자부품들의 납땜을 행하는 플로우-딥 방식을 채용하는 길이외에는 방법이 없다. 그러나, 환경보호의 관점에서 광범위하게 사용되는 무연 땜납은 용접성(납땜성)에서 열등하고 그에 따라 실온분위기에서의 신뢰성이 열등하며, 낮은 산소농도의 불활성가스분위기에서의 납땜이 바람직하다.

본 발명의 납땜장치, 즉 불활성가스분위기에서의 플로우-딥 납땜을 수행할 수 있는 장치가 현재의 요구들을 만족시킨다. 발명된 새로운 납땜 장치에 의해, 어떠한 환경오염을 일으키지 않고 고품질의 전자디바이스들을 저가로 제공할 수 있 다.

본 발명은 인쇄회로판의 수직운동과 관련한 플로우-딥 납땜이 납땜 챔버의 체적을 증가시키지 않고 행해질 수 있다는 점에 특징을 나타낸다.

본 발명에 따른 납땜장치에 있어서는, 납땜 챔버내에서 인쇄회로판을 수직으로 이동시킬 필요가 없기 때문에, 플로우-딥 납땜이 낮은 산소농도의 불활성분위기에서 납땜 챔버의 체적을 증가시키지 않고 행해질 있다.

납땜장치는 추가적으로, 불활성가스공급율을 조절하는 수단과 불활성가스공급율을 조절하는 수단을 제어하는 수단을 포함할 수 있다. 제어수단은 케이싱이 하부지점으로 이동하는 동안에 불활성가스의 공급율을 감소시키고 케이싱을 상부지점으로 이동하는 동안에 불활성가스의 공급을 증가시키도록 작용하는 프로그램 또는 시퀀스를 갖는다.

반송 컨베이어를 포함하는 케이싱이 아래쪽으로 이동되는 때에는, 납땜챔버의 체적이 감소되고 납땜챔버내의 불활성가스가 출구 및 입구 개구부를 통하여 배출되어진다. 그러므로, 이 기간동안에, 외부분위기가 납땜챔버로 도입되지 않고, 납땜챔버내의 산소농도는 납땜챔버로의 불활성가스의 도입이 감소되거나 멈추어진다손 하더라도 증가하지 않는다.

반송 컨베이어를 포함하는 케이싱이 위쪽으로 이동되는 때에는, 납땜챔버의 체적이 증가되고 외부분위기가 입구 개구부 및 출구 개구부를 통하여 납땜챔버내로 흡입되어지는 경향이 있다. 그러나, 이 기간동안에, 외부분위기가 납땜챔버로 도입되는 것이 방지되며 납땜챔버내의 산소농도는, 불활성가스가 납땜챔버로 공급되는 율이 증가할 때 증가하지 않는다.

불활성가스의 공급율이 납땜챔버 내부와 외부사이의 가스연통을 방지하기 위하여(납땜챔버의 체적의 증감을 상쇄하기 위하여) 증가되거나 감소되기 때문에, 납땜장치로의 외부분위기의 도입이 불활성가스의 최소소비를 가지고 방지될 수 있다.

납땜장치는 추가적으로, 케이싱의 수직이동에 의해 발생된 납땜챔버의 체적의 변화에 대응하여, 불활성가스공급기로부터 납땜챔버로 공급된 불활성가스의 량을 제어하기 위한 프로그램 또는 시퀀스를 포함한다. 그리고, 납땜장치의 산소농도를 증가시킬 수 있는 납땜챔버내의 불필요한 가스흐름이 억제될 수 있다.

본 발명에 따른 납땜장치는 추가적으로, 반송 컨베이어를 포함하는 케이싱이 상하로 이동되어질 때 납땜장치의 체적에 역비례하여 체적이 변경될 수 있는 체적가변챔버를 포함한다. 그리고, 납땜챔버의 제적 변화가 상쇄될 있고, 입구 개구부와 출구 개구부를 통한 외부분위기와의 가스연통이 방지될 수 있다.

Claims (9)

1. 납땜 조내의 용융 땜납을 판상의 피납땜 부착 워크의 평면 형상보다도 큰 형상의 송풍구로부터 분류시키고 평면 플로우파를 형성해 두고, 이 평면 플로우파에 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 접촉시키고 납땜 부착을 행하는 납땜 장치이고, 상기 반송 수단을 덮는 납땜 챔버를 상기 반송 컨베이어와 일체에 설치하고, 이 납땜 챔버의 상기 플로우파를 바라보는 부분에는 상기 송풍구의 평면 형상보다도 큰 개구를 설치한 것과 수행원에게 그 개구에는 상기 납땜 챔버의 외측에 늘어나고 상기 납땜조의 송풍구체를 감싸고 상기 납땜 조내의 용융 땜납중에 삽입되는 스커트부를 설치하고, 이 납땜 챔버에는 그 내부에 불활성가스를 공급하는 불활성가스 토출 수단을 설치하고, 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상기 납땜조의 용융 땜납 액체면에 대하여 상하 방향에 이동시킨 이동 수단을 설치하고, 상기 이동 수단의 상하 방향의 이동량을 제어하고 상기 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 상기 평면상의 용융 땜납의 플로우파에 접촉시키도록 제어하는 제어 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 납땜 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 이동 수단을 복수 설치하고, 상기 제어 수단은, 상기 복수의 이동 수단의 상하 방향의 이동량을 독립에 제어하고 상기 반송 수단에 의하여 반송되는 판상 의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 경사시키면서 상기 평면상의 용융 땜납의 플로우파에 접촉 또는 이탈시키도록 제어 가능한 것을 특징으로 하는 납땜 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 이동 수단에 의하여 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상하 방향에 이동시킨 경우에, 그 상하 방향 이동에 근거하고, 상기 불활성가스 토출 수단에 의한 불활성가스 공급 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 납땜 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 이동 수단에 의하여 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 하방에 이동시킨 경우에, 그 하방 이동량에 근거하고, 상기 불활성가스 토출 수단에 의한 불활성가스 공급 유량을 저하 또는 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 납땜 장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 피납땜 부착 워크의 반입구와 반출구를 갖는 것이고, 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상하 방향에 이동시킨 경우에만 상기 납땜 챔버의 반입구 및 반출구를 폐쇄하는 개폐 수단을 설치한
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 납땜 챔버에, 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상하 방향에 이동시킨 경우에 변화하는 챔버(chamber) 체내 용적과는 역으로 용적이 변화하는 연동 가변 용적 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 납땜 장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제어 수단은 상기 이동 수단에 의하여 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상방에 이동시킨 경우에, 그 상방 이동량에 근거하고 상기 불활성가스 토출 수단에 의한 불활성가스 공급 유량을 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 납땜 장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버는,피납땜 부착 워크(work)를 예비 가열하는 예비 가열 공정에 속하는 반송 수단 및 납땜 챔버와 분리되는 것을 특징으로 하는 납땜 장치.
9. 납땜 조내의 용융 땜납을 판상의 피납땜 부착 워크의 평면 형상보다도 큰 형상의 송풍구로부터 분류시키고 평면상의 분류파를 형성해 두고,이 평면상 분류파에 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 접촉시키고 납땜 부착을 행하는 납땜 장치의 땜납 방법이고, 상기 반송 수단을 덮는 납땜 챔버를 상기 반송 컨베이어와 일체에 설치하고, 이 납땜 챔버의 상기 분류파를 바라보는 부분에는 상기 송풍구의 평면 형상보다도 큰 개구를 설치한 것과 수행원에게 그 개구에는 상기 납땜 챔버의 외측에 늘어나고 상기 납땜조의 송풍구체를 감싸고 상기 납땜 조내의 용융 땜납중에 삽입되는 스커트부를 설치하고, 이 납땜 챔버에는 그 내부에 불활성가스를 공급하는 불활성가스 토출 수단을 설치하고, 상기 일체에 설치되는 반송 수단과 납땜 챔버를 상기 납땜조의 용융 땜납 액체면에 대하여 상하 방향에 이동시킨 이동 수단을 설치하고, 상기 이동 수단의 상하 방향의 이동량을 제어하고 상기 반송 수단에 의하여 반송되는 판상의 피납땜 부착 워크의 피납땜 부착 면을 상기 평면상의 용융 땜납의 분류파에 접촉시키고 플로우 납땜 부착을 하는 것을 특징으로 하는 납땜 장치의 납땜 방법.

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