KR20120124201A - 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치에 관한 것으로서, 플럭스 분사 유닛 및 납땜 유닛을 가동 제어하여 기판 이송 유닛에 의해 이송중인 인쇄회로기판 중에서 납땜이 필요한 납땜부 만을 선택적으로 자동 납땜할 수 있도록 함으로써, 납땜에 소요되는 시간 단축시켜 생산성을 향상시킴과 아울러 납 용융물과 플럭스의 소모량을 줄여 제품의 제조 단가를 절감시키고 균일한 납땜 품질을 유지할 수 있도록 하는 효과를 갖다.

Description

인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치{AUTOMATIC SOLDERING DEVICE OF PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 이송 유닛을 통해 이송된 인쇄회로기판의 납땜부를 선택적으로 플럭스 분사 유닛과 납땜 유닛이 이동하며 자동 납땜하도록 하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 초소형 고집적 회로 부품들은 폭넓은 분야에 적용되므로 수요가 많아 인쇄회로기판에 자삽기로 표면 실장한 후 리플로우 솔더링(Reflow Soldering) 장치를 통과시켜 납땜하였다.
그리고, 후공정에서 리드(Lead) 부품 즉, 계전 소자(Relay), 변환 소자(Trans), 콘덴서(Condenser) 등을 수동 삽입하여 인두 납땜 또는 플로우 솔더링(Flow Soldering) 장치를 통과시켜 인쇄회로기판의 어셈블리를 완성하도록 하였다.
그러나, 종래 수삽 공정으로 인쇄회로기판 상에 삽입된 리드(Lead) 부품 등은 작업자가 인두로 수작업하여 납땜하거나, 플로우 솔더링(Flow Soldering) 장치의 납용융조를 컨베이어로 통과시켜 납땜하였다.
따라서, 납땜하는데 소요되는 시간이 길어지게 되고, 실장된 부품들의 낙하 및 납용융조 내의 산화물 발생으로 필요 이상의 경비가 지출되는 단점을 갖는다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 자삽으로 불가능한 대형부품이 삽입된 인쇄회로기판상에서 지정된 납땜부를 찾아 선택적으로 플럭스 분사 유닛 및 납땜 유닛을 이동시켜 부분 자동 납땜이 이루어지도록 하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치는 지지 프레임; 상기 지지 프레임 내측 상부에서 일 방향을 따라 인쇄회로기판을 이송시키는 기판 이송 유닛; 상기 인쇄회로기판의 이송 방향 선단측 하부에 설치되어 상기 인쇄회로기판의 평면상 가로 및 세로 방향으로 이송되며 납땜하고자 하는 상기 인쇄회로기판의 납땜부에 플럭스(Flex)를 분사하는 플럭스 분사 유닛; 상기 플럭스 분사 유닛으로부터 상기 인쇄회로기판의 이송 방향 후단측 하부에 연속하며 설치되어 상기 인쇄회로기판의 평면상 가로, 세로 및 높이 방향으로 이송되며 상기 플럭스가 분사된 상기 인쇄회로기판의 납땜부에 납 용융물을 분출시켜 납땜하는 적어도 하나 이상의 납땜 유닛; 및 기설정된 상기 인쇄회로기판의 납땜부에 부분 자동 납땜이 이루어지도록 상기 기판 이송 유닛, 상기 플럭스 분사 유닛 및 상기 납땜 유닛을 가동 제어하는 제어 유닛;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 납땜 유닛은 납 용융물을 상기 납땜 노즐 상단부로 공급하여 분출시키는 납 용융물 분출부; 및 상기 납땜 노즐의 상단에 분출된 납 용융물이 상기 인쇄회로기판의 납땜부에 접하도록 상기 납 용융물 분출부를 상기 인쇄회로기판의 평면상 가로, 세로 및 높이 방향으로 이송시키는 납땜 노즐 이송부;를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 납 용융물 분출부는 상기 납땜 노즐이 상측으로 돌출 형성되며 내부에 용융된 납 용용물을 담아 저장하도록 내부 수용 공간을 가지는 납 용융물 수조; 상기 납 용융물 수조에 설치되어 내부 수용된 납 용융물을 가열하는 가열 히터; 및 상기 납 용융물 수조에 일측에 설치되어 상기 납 용융물을 상기 납땜 노즐로 공급하는 납 용융물 공급부;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 납 용융물 공급부는 하단부가 상기 납 용융물 수조 일측에 삽입되며 상기 구동 모터에 의해 회동 가능하게 설치되는 구동축; 상기 구동축의 하단부에 결합되어 상기 납 용융물을 상기 납땜 노즐로 공급하는 임펠러; 및 상기 납 용융물 수조 내부에 설치되어 내부에 수납된 상기 임펠러로부터 상기 납땜 노즐까지 납 용융물 공급 유로를 형성하는 임펠러 하우징;을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 납 용융물 공급부는 상기 구동축의 상기 납 용융물 수조의 계면부 일측에 접촉되게 고정되는 반원통형의 카본 브러쉬;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 임펠러는 원판부 상면에서 납용물을 유입 및 분출시킬 수 있도록 중심부로부터 외측으로 반경 방향과 경사지게 원호형을 이루는 복수의 날개홈부가 형성되고, 상기 날개홈부는 원주 방향을 따라 등간격을 이루며 6 내지 20개가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 납 용융물 분출부는 상기 납 용융물 분출부의 상기 납땜 노즐 주위에 설치되는 상기 인쇄회로기판의 납땜부를 예열하기 위한 예열 히터;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 납 용융물 분출부는 상기 납 용융물 수조 일측에 설치되어 납땜시 상기 인쇄회로기판의 납땜부 주위로 상기 질소 가스 분위기를 형성하도록 질소 가스를 공급하는 질소 공급 노즐;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 본 발명의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치에 따르면, 플럭스 분사 유닛 및 납땜 유닛을 가동 제어하여 기판 이송 유닛에 의해 이송중인 인쇄회로기판 중에서 납땜이 필요한 납땜부 만을 선택적으로 자동 납땜할 수 있도록 함으로써, 납땜에 소요되는 시간 단축시켜 생산성을 향상시킴과 아울러 납 용융물과 플럭스의 소모량을 줄여 제품의 제조 단가를 절감시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치에 따르면, 상기한 납 융융물 공급부의 임펠러를 구동시켜 납 용융물 수조 내부에 용융된 상태로 저장된 납 용융물이 납땜 노즐의 상단부에서 일정한 반구형 형상을 유지할 수 있게 분출시킴으로써 납땜시 균일한 납땜 품질을 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치에 따르면, 납땜 노즐의 주변에 예열기를 설치하여 납땜 이전에 인쇄회로기판의 납땜부와 리드 부품을 예열하도록 함으로써, 납땜시 순간적인 열을 전달하여 리드 부품의 열 충격을 방지하고, 리드 부품의 리드와 인쇄회로기판의 패턴을 일정 온도로 유지시켜 납땜성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치에 따르면, 질소 가스 공급 노즐을 설치하여 납땜이 이루어지는 납땜 노즐 주위로 질소 가스를 예열 공급함으로써, 납땜시 납의 퍼짐성, 납땜의 밀착 강도 및 모세관 투입을 향상시켜 납땜 불량을 방지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치에 따르면, 임펠러를 구동하기 위한 구동축의 상기 납 용융물 수조의 납 용융물 계면부 일측에 접촉 고정되게 카본 브러쉬를 설치하여, 회전하는 구동축을 통해 납 용융물 내부로 공기중의 산소가 유입되어 구동축 주변에 납 산화물이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치의 정단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치의 좌측단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치의 좌측 단면도이다.
도 4는 도 3의 플럭스 분사 유닛을 이용한 인쇄회로기판 납땜부의 플럭스 도포 과정을 도시한 개략도이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 잘라서 본 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치의 우측 단면도이다.
도 6은 도 1의 납땜 유닛을 분리하여 도시한 확대도이다
도 7은 도 5의 납땜 유닛의 납 용융물 분출부의 측면도이다.
도 8은 도 7의 납땜 유닛의 납 용융물 분출부의 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.
도 10은 도 9의 구동축과 임펠러가 결합된 상태를 분리하여 도시한 측단면도이다.
도 11은 도 10의 임펠러에 대한 평면도이다.
도 12는 도 9의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 잘라서 본 평단면도이다.
도 13은 납땜 유닛을 통한 인쇄회로기판 납땜부의 납땜 과정을 개략적으로 도시한 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치의 정단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치(1)는 지지 프레임(100), 기판 이송 유닛(200), 플럭스 분사 유닛(300), 납땜 유닛(400), 및 제어 유닛(500)을 포함하여 구성된다.
따라서, 본 실시예의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치(1)는 플럭스 분사 유닛(300) 및 납땜 유닛(400)을 이동시켜 기판 이송 유닛(200)에 의해 이송된 인쇄회로기판(10)의 납땜하고자 하는 납땜부(15)에 선택적으로 플럭스를 도포함과 아울러 납땜 노즐(412)을 통해 분출된 납 용융액을 묻혀 자동 납땜이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 본 실시예의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치(1)는 기판 이송 유닛(200)에 의해 이송되는 인쇄회로기판(10)의 이송 속도 및 이송량에 따라 납땜 처리가 가능하도록 하나의 플럭스 분사 유닛(300)과 두 개의 납땜 유닛(400a, 400b)의 조합으로 구성되는 것을 예시한다.
그러나, 본 발명의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치가 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 시간당 인쇄회로기판(10)의 납땜 처리 속도를 높일 수 있도록 지지 프레임(100) 내부에 더 많은 플럭스 분사 유닛(300) 및 납땜 유닛(400)들을 배치하여 구성할 수 있음은 당연하다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치의 좌측단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 기판 이송 유닛(200)은 상기 지지 프레임(100) 내측 상부에서 일 방향(X축 방향)을 따라 인쇄회로기판(10)의 양측 가장자리부가 얹혀져 이송시키도록 구성된다.
한편, 본 실시예에서 기판 이송 유닛(200)은 컨베이어 벨트(210), 간격 조절부(220), 벨트 이송 모터(230)를 포함하여 구성된다.
여기서, 컨베이어 벨트(210)는 레일의 상,하부에서 한 쌍이 각각의 고정 브래킷(201)에 설치되는 이송 롤러 상에 설치되어 인쇄회로기판(10)의 이송 방향을 따라 벨트 이송 모터(230)에 의해 회전 이송 가능하게 설치된다.
또한, 간격 조절부(220)는 상기 컨베이어 벨트(210)의 폭 방향을 따라 설치되는 스크류 이송축(221)과, 상기 스크류 이송축(221)을 가동시켜 상기 스크류 이송축(221) 상에 나선 결합되는 상기 고정 브래킷(201)들 사이의 간격을 조절하는 스크류 구동 모터(225)로 구성된다.
따라서, 간격 조절부(220)에 의해 상기 컨베이어 벨트(210)들은 상기 인쇄회로기판(10)의 사이즈에 따라 양측 단부가 각각 걸쳐 올려져 이송되도록 상기 컨베이어 벨트(210)가 고정된 고정 브래킷(201)들 사이의 간격이 조절된다.
또한, 상기 컨베이어 벨트(210)의 길이 방향을 따라 가이드 브래킷(235)이 상기 컨베이어 벨트(210)의 상부 외측에서 상기 인쇄회로기판(10)의 측면부와 접하며 가이드하도록 레일에 고정 설치되어 가로 방향(Y축 방향)으로 유격 발생 없이 인쇄회로기판(10)이 이송될 수 있게 한다.
따라서, 제어 유닛(500)에 의해 플럭스 분사 유닛(300) 및 납땜 유닛(400)이 가동 및 이송 제어되며 지정된 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)를 찾아 선택적으로 플럭스를 분사함과 아울러 분출된 납 용융액을 리드 및 패턴에 묻혀 납땜이 이루어지도록 하는 과정에서 설정된 납땜부(15) 위치를 스케닝하여 얻은 위치 정보와의 오차를 줄여 좀더 정밀한 납땜 작업을 수행할 수 있게 한다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치의 좌측 단면도이고, 도 4는 도 3의 플럭스 분사 유닛을 이용한 인쇄회로기판 납땜부의 플럭스 도포 과정을 도시한 개략도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 플럭스 분사 유닛(300)은 플럭스 분사 노즐(310)과 플럭스 노즐 이송부(320)를 포함하여 구성된다.
여기서, 플럭스 노즐 이송부(320)는 상기한 플럭스 분사 노즐(310)을 상기 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)에 대응되게 상기 인쇄회로기판(10)의 평면상 가로 및 세로 방향(X 및 Y축 방향)으로 이송시키도록 제1 엘엠(LM) 가이드(321) 및 제2 엘엠(LM) 가이드(325)를 포함하여 구성된다.
제1 엘엠(LM) 가이드(321)는 상기 지지 프레임(100)의 내측 바닥부에서 상기 인쇄회로기판(10)의 이송 방향과 동일한 상기 인쇄회로기판(10)의 세로 방향(즉, X 축 방향)을 따라 설치된다.
그리고, 제2 엘엠 가이드(325)는 상기 제1 엘엠 가이드(321) 상에서 상기 세로 방향을 따라 이송 가능하게 설치됨과 아울러 상측에 결합되는 플럭스 분사 노즐(310)이 상기 인쇄회로기판(10)의 가로 방향(즉, Y축 방향)을 따라 이송되도록 가이드 한다.
한편, 본 실시예에서는 플럭스 분사 노즐(310)에 의해 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)에 플럭스를 분사하기 위한 적정 분사 범위는 인쇄회로기판(10)의 사이즈에 따라 플럭스 분사 노즐(310)이 가로 세로 방향으로 이송 분사하고 높이 변경을 통해 인쇄회로기판(10)으로부터의 플럭스 분사 노즐(310)의 이격 거리를 통해 조절하도록 하는 것을 예시한다.
그러나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것을 아니며 플럭스 분사 노즐(310)에 대한 노즐의 형상, 또는 플럭스 분사압 등의 다양한 분사 조건들을 변경하여 적정 분사 범위를 조절하는 것도 가능하다.
이처럼, 제어 유닛(500)을 통해 플럭스 분사 유닛(300)의 플럭스 분사 노즐(310)이 이송 제어되며 기설정된 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)에 선택적으로 플럭스(Flux)를 분사함으로써, 후술하는 납땜 유닛(400)에 의한 납땜 작업시 납땜부에 묻혀진 납 용융물의 고착이 좀더 잘 이루어질 수 있도록 한다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 잘라서 본 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치의 우측 단면도이고, 도 6은 도 1의 납땜 유닛을 분리하여 도시한 확대도이다.
도 5 및 6을 참조하여 설명하면, 납땜 유닛(400)은 상기한 플럭스 분사 유닛(300)으로부터 인쇄회로기판(10)의 이송 방향(X축 방향) 후단측 하부에 연속하며 설치되어 상기 인쇄회로기판(10)의 평면상 가로, 세로 및 높이 방향(X, Y 및 Z축 방향)으로 이송되며 상기 플럭스가 분사된 상기 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)에 납땜 노즐(412)을 통해 분출된 납 용융물을 묻혀 납땜할 수 있도록 납땜 노즐 이송부(450) 및 납 용융물 분출부(410)를 포함하여 구성된다.
납땜 노즐 이송부(450)는 상기 납땜 노즐(412)이 상기 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)에 접하며 상단에 분출된 납 용융물이 묻혀지도록 상기 납 용융물 분출부(410)를 인쇄회로기판(10)의 평면상 가로, 세로 및 높이 방향으로 이송시키기 위한 제3 엘엠 가이드(451), 제4 엘엠 가이드(452), 및 수직 이송 스크류(453)를 포함하여 구성된다.
제3 엘엠 가이드(451)는 상기한 제1 엘엠 가이드(321)와 마찬가지로 상기 인쇄회로기판(10)의 이송 방향과 동일한 인쇄회로기판(10)의 세로 방향(X축 방향)을 따라 설치되며, 상측에 고정되는 제4 엘엠 가이드(452)가 상기 인쇄회로기판(10)의 세로 방향(X축 방향)을 따라 이송되게 가이드 한다.
제4 엘엠 가이드(452)는 상기 제3 엘엠 가이드(451) 상에서 상기 세로 방향을 따라 이송 가능하게 설치되어, 상측에 설치되는 수직 이송 스크류(453)의 회전 방향에 따라 인쇄회로기판(10)의 수직 방향(Z축 방향)을 따라 이송되게 가이드 한다.
그리고, 수직 이송 스크류(453)들은 상기 제4 엘엠 가이드(452) 상에 설치되어 상기 가로 방향(Y축 방향)을 따라 이송 가능하게 설치되며, 상측에 설치되는 상기 납 용융물 분출부(410)의 납땜 노즐(412) 상단부가 상기 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)에 인접하도록 높이 방향으로 수직 이송시킨다.
한편, 납 용융물 분출부(410)는 납땜을 위한 납 용융물이 납땜 노즐(412) 상단부를 반구형의 형상을 유지하며 분출될 수 있게 납 용융물 수조(411), 가열 히터(413) 및 납 용융물 공급부(420)를 포함하여 구성된다.
납 용융물 수조(411)는 상기 납땜 노즐(412)로 공급되는 납 용용물을 담아 저장하도록 내부 수용 공간을 가지며, 상기 납땜 노즐(412)은 납 용융물에 하부가 잠긴 상태로 상부가 외부로 노출되게 돌출되어 형성된다.
한편, 본 실시예에서 납 용융물 수조(411)의 규격은 내부 수용 공간 내부에 대략 20kg의 납 용융물을 수용할 수 있을 정도로 형성되는 것을 예시한다. 그러나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 인쇄회로기판(10)의 납땜 처리 용량에 따라 충분한 납 용융물을 수용할 수 있도록 다양한 사이즈로 제작될 수 있음은 당연하다.
가열 히터(413)는 납 용융물 수조(411)의 바닥면과 양측 벽면에 각각 설치되어 내부에 수납되는 납 혼합물을 융해시켜 일정 온도의 납 혼합물의 용융액 상태를 유지할 수 있게 열을 가한다.
이때, 가열 히터에 의해 가열되어 납 용융물 수조(411) 내부에 저장된 납 용융물이 대략 320℃ 내지 330℃를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 납땜에 사용되는 납 혼합물의 종류에 따라 적정 온도 범위를 변경하여 적용할 수 있다.
여기서, 납 혼합물은 납땜시 주로 사용되는 납(Pb)과 주석(Sn) 그리고 주석의 합금이 서로 혼합된 혼합물을 통칭한 것이고, 납 용융물 및 납 용융액은 상기한 납 혼합물을 가열하여 용융시킨 상태를 말한다.
한편, 가열 히터(413)는 온도 감지 센서(미도시)에 의해 감지되는 납 용융물의 온도에 따라 후술하는 제어 유닛(500)을 통해 가동 제어되어 납 용융물 수조(411) 내부가 일정 온도를 유지하며 납땜을 위한 적정 온도의 납 용융액 상태를 유지할 수 있게 한다.
도 7은 도 5의 납땜 유닛의 납 용융물 분출부의 측면도이고, 도 8은 도 7의 납땜 유닛의 납 용융물 분출부의 평면도이며, 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 납 용융물 공급부(420)는 상기 납 용융물 수조(411)에 일측에 설치되어 납 용융물을 납땜 노즐(412) 상측 단부에 반구형의 형상을 유지하며 분출될 수 있게 공급하기 위한 구동 모터(422), 구동축(421), 임펠러(425), 임펠러 하우징(429)을 포함하여 구성된다.
여기서, 구동축(421)은 하단부가 상기 납 용융물 수조(411) 내부에 삽입된 상태로 상측단부가 벨트등으로 연결되어 상기 구동 모터(422)에 연동하도록 구성된다.
그리고, 임펠러(425)는 상기 구동축(421)의 하단부에 결합되어 구동 모터(422)로부터 전달되는 회전력에 의해 구동하며 납땜 노즐(412)로 납 용융물을 공급하도록 한다.
도 10은 도 9의 구동축과 임펠러가 결합된 상태를 분리하여 도시한 측단면도이고, 도 11은 도 10의 임펠러에 대한 평면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하여 설명하면, 임펠러(425)는 구동축의 하단부에 용접 체결되어 고정되는 원판부(426)의 상면에는 중심부로부터 외측으로 반경 방향과 경사지게 원호형을 이루는 복수의 날개홈부(427)가 형성된다.
한편, 임펠러(425)의 날개홈부(427) 형상 및 개수에 따라 납땜 노즐(412)로 공급되는 납 용융물의 맥동 발생을 억제하여 납땜시 납땜 노즐(412) 단부에 일정한 반구형 형상을 유지하며 납땜 용융물의 분출이 이루어질 수 있게 한다.
본 실시예에서 임펠러(425)는 8개의 날개홈부(427)를 가지고 형성되는 것을 예시하나 본 발명의 이에 한정되는 것을 아니며 6 내지 20개 범위 내에서 다양하게 적용될 수 있음은 당연하다.
한편, 임펠러(425)가 동일 회전 속도 및 날개홈부(427)의 형상은 공급하고자 하는 납 용융물의 온도 및 점도에 따라 서로 다르게 조절 및 형성될 수 있으며, 동일 조건하에서 날개홈부(427)의 개수가 많을수록 납땜 노즐(412) 단부로 공급되는 납 용융물의 맥동 현상을 줄여 좀더 안정적으로 반구형 형상을 유지하며 공급될 수 있게 한다.
다시 도 9를 참조하여 설명하면, 납 용융물 공급부(420)는 구동축(421)의 상기 납 용융물 수조(411)의 납 용융물 계면부 일측에 접촉되게 고정되는 반원통형의 카본 브러쉬(428)를 더 포함할 수 있다.
도 12는 도 9의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 잘라서 본 평단면도이다.
도 12를 참조하여 설명하면, 카본 브러쉬(428)는 구동 모터(422)에 의해 회전하는 구동축(421)의 상기 납 용융물 수조(411)의 계면부 일측에 마찰 접촉하도록 브러쉬 고정판(423)에 의해 고정 설치된다.
따라서, 카본 브러쉬(428)는 회전하는 구동축(421)을 통해 납 용융물 내부로 공기중의 산소가 유입되어 구동축(421) 주변에 납 산화물이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 역할을 한다.
다시 도 6 및 도 7를 참조하여 설명하면, 임펠러 하우징(429)은 상기 납 용융물 수조(411) 내부에 설치되어 내부에 수납된 임펠러(425)로부터 상기 납땜 노즐(412)까지 납 용융물 공급 유로를 형성한다.
이처럼, 상기한 납 융융물 공급부의 임펠러(425)가 구동하면서 납 용융물 수조 내부에 용융된 상태로 저장된 납 용융물이 납땜 노즐의 상단부에서 일정한 반구형의 형상을 이루며 분출되게 공급하여 납땜시 균일한 품질의 납땜을 실현할 수 있도록 한다.
도 13은 납땜 유닛을 통한 인쇄회로기판 납땜부의 납땜 과정을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 13을 참조하여 설명하면, 납땜 노즐 이송부(450)가 제어 유닛(500)에 의해 가동 제어되며, 납 용융물 분출부(410)의 납땜 노즐(412) 상단에서 반구형 상태를 유지하며 분출되는 납 용융물이 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15) 즉, 리드 부품(11)의 리드(13)가 삽입된 부위를 연속 또는 침적하면서 일정하게 묻힌 후 고착되며 리드 부품(11)의 리드(13)와 인쇄회로기판에 형성된 패턴 사이의 납땜이 이루어지게 된다.
한편, 상기한 납 용융물 분출부(410)는 상기 납땜 노즐(412) 주위에 설치되는 상기 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)를 예열하기 위한 예열 히터(430) 및 상기 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15) 주위로 상기 질소(N2) 가스 분위기를 형성하도록 질소 가스를 가열 공급하는 질소 공급 노즐(440)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 예열 히터(430)는 납땜 노즐(412)의 주변에 설치되어 납땜 이전에 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)와 리드 부품(13)을 예열시키도록 한다. 따라서, 납땜시 순간적인 열을 전달하여 리드 부품의 열 충격을 방지하고, 리드 부품(11)의 리드(13)와 인쇄회로기판(10)의 패턴을 일정 온도를 유지시켜 납땜성을 향상시킬 수 있도록 한다.
본 실시예에서 예열 히터(430)는 인쇄회로기판(10)의 납땜부(15)에 도착했을 때 순간적으로 발열시킬 수 있는 할로겐 램프로 구성되는 것을 예시한다.
이때, 상기한 할로겐 램프는 전체 외경 100mm 이고, 내경은 80mm 이며, 두께(직경)은 10mm이고, 소비 전력은 500W 내지 800W 인 것이 사용되며, 이 할로겐 램프에 의해 순간 가열된 인쇄회로기판(10)의 예열 온도는 80℃ 내지 120℃ 범위 이내가 적정하다.
그러나, 본 발명의 예열 히터가 반드시 할로겐 램프로 한정되는 것을 아니며 납땜 이전에 인쇄회로기판의 패턴과 실장된 리드 부품의 리드를 납땜시 필요한 적정 예열 온도로 가열할 수 있는 한 다양한 종류의 히터가 사용될 수 있음은 당연하다.
또한, 질소 가스 공급 노즐(440)은 납땜이 이루어지는 납땜 노즐(412) 부근에 질소를 예열하여 공급함으로써, 납땜시 납의 퍼짐성, 납땜의 밀착 강도 및 모세관 투입을 향상시켜 불량을 방지할 수 있도록 한다.
한편, 본 실시예에서 질소 공급 노즐을 통해 공급되는 질소 가스의 공급량은 30L/min 내지 35L/min 범위 이내이고, 질소 가스의 가열 온도는 350℃ 내지 400℃범위 이내인 것을 예시한다.
이처럼, 본 실시예의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치(1)는 제어 유닛(500)을 통해 인쇄회로기판(10)을 스케닝하여 납땜하고자 하는 납땜부(15)의 위치 정보를 설정하고, 설정된 납땜부(15)의 위치 정보에 따라 플럭스 분사 유닛(300)을 자동 이송 제어하여 선택적으로 플럭스를 분사함과 아울러 납땜 유닛(400)을 자동 이송 제어하여 상기 플럭스가 분사된 납땜부(15)에 자동 납땜이 이루어지도록 한다.
따라서, 본 실시예의 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치(1)는 플럭스 분사 유닛(300) 및 납땜 유닛(400)을 가동 제어하여 기판 이송 유닛에 의해 이송중인 인쇄회로기판 중에서 납땜이 필요한 납땜부 만을 선택적으로 자동 납땜할 수 있도록 함으로써, 납땜에 소요되는 시간 단축시켜 생산성을 향상시킴과 아울러 납 용융물과 플럭스의 소모량을 줄여 제품의 제조 단가를 절감시키고 균일한 품질을 얻을 수 있도록 한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1: 자동 납땜 장치 10: 인쇄회로기판
11: 리드 부품 15: 납땜부
100: 지지 프레임 200: 기판 이송 유닛
201: 고정 브래킷 210: 컨베이어 벨트
220: 간격 조절부 221: 스크류 이송축
225: 스크류 구동 모터 230: 벨트 이송 모터
235: 가이드 브래킷 300: 플럭스 분사 유닛
310: 플럭스 분사 노즐 320: 플럭스 노즐 이송부
321: 제1 엘엠(LM) 가이드 325: 제2 엘엠(LM) 가이드
400: 납땜 유닛 410: 납 용융물 분출부
411: 납 용융물 수조 412: 납땜 노즐
413: 가열 히터 420: 납 용융물 공급부
421: 구동축 422: 구동 모터
425: 임펠러 426: 원판부
427: 날개홈부 428: 카본 브러쉬
429: 임펠러 하우징 430: 예열히터
440: 질소 분사 노즐 450: 납땜 노즐 이송부
451: 제3 엘엠 가이드 452: 제4 엘엠 가이드
453: 수직 이송 스크류

Claims (8)

  1. 지지 프레임;
    상기 지지 프레임 내측 상부에서 일 방향을 따라 인쇄회로기판을 이송시키는 기판 이송 유닛;
    상기 인쇄회로기판의 이송 방향 선단측 하부에 설치되어 상기 인쇄회로기판의 평면상 가로 및 세로 방향으로 이송되며 납땜하고자 하는 상기 인쇄회로기판의 납땜부에 플럭스(Flex)를 분사하는 플럭스 분사 유닛;
    상기 플럭스 분사 유닛으로부터 상기 인쇄회로기판의 이송 방향 후단측 하부에 연속하며 설치되어 상기 인쇄회로기판의 평면상 가로, 세로 및 높이 방향으로 이송되며 상기 플럭스가 분사된 상기 인쇄회로기판의 납땜부에 납 용융물을 분출시켜 납땜하는 적어도 하나 이상의 납땜 유닛; 및
    기설정된 상기 인쇄회로기판의 납땜부에 부분 자동 납땜이 이루어지도록 상기 기판 이송 유닛, 상기 플럭스 분사 유닛 및 상기 납땜 유닛을 가동 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 납땜 유닛은,
    납 용융물을 상기 납땜 노즐 상단부로 공급하여 분출시키는 납 용융물 분출부; 및
    상기 납땜 노즐의 상단에 분출된 납 용융물이 상기 인쇄회로기판의 납땜부에 접하도록 상기 납 용융물 분출부를 상기 인쇄회로기판의 평면상 가로, 세로 및 높이 방향으로 이송시키는 납땜 노즐 이송부;를 포함하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 납 용융물 분출부는,
    상기 납땜 노즐이 상측으로 돌출 형성되며 내부에 용융된 납 용용물을 담아 저장하도록 내부 수용 공간을 가지는 납 용융물 수조;
    상기 납 용융물 수조에 설치되어 내부 수용된 납 용융물을 가열하는 가열 히터; 및
    상기 납 용융물 수조의 일측에 설치되어 상기 납 용융물을 상기 납땜 노즐로 공급하는 납 용융물 공급부;를 포함하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 납 용융물 공급부는,
    하단부가 상기 납 용융물 수조 일측에 삽입되며 상기 구동 모터에 의해 회동 가능하게 설치되는 구동축;
    상기 구동축의 하단부에 결합되어 상기 납 용융물을 상기 납땜 노즐로 공급하는 임펠러; 및
    상기 납 용융물 수조 내부에 설치되어 내부에 수납된 상기 임펠러로부터 상기 납땜 노즐까지 납 용융물 공급 유로를 형성하는 임펠러 하우징;을 포함하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 납 용융물 공급부는,
    상기 구동축의 상기 납 용융물 수조의 계면부 일측에 접촉되게 고정되는 반원통형의 카본 브러쉬;를 더 포함하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 임펠러는,
    원판부 상면에서 납 용융물을 유입 및 분출시킬 수 있도록 중심부로부터 외측으로 반경 방향과 경사지게 원호형을 이루는 복수의 날개홈부가 형성되고,

    상기 날개홈부는,
    원주 방향을 따라 등간격을 이루며 6 내지 20개 범위 이내에서 형성되는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 납 용융물 분출부는,
    상기 납 용융물 분출부의 상기 납땜 노즐 주위에 설치되는 상기 인쇄회로기판의 납땜부를 예열하기 위한 예열 히터;를 더 포함하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치.
  8. 제3항에서,
    상기 납 용융물 분출부는,
    상기 납 용융물 수조 일측에 설치되어 납땜시 상기 인쇄회로기판의 납땜부 주위로 상기 질소 가스 분위기를 형성하도록 질소 가스를 공급하는 질소 공급 노즐;을 더 포함하는 인쇄회로기판의 부분 자동 납땜 장치.
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