KR20150124797A - 납땜 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 납땜 장치는, 작업 대상물이 안착되는 지그(jig), 상기 작업 대상물에 공급된 땜납에 열을 가할 수 있는 열풍 건(gun), 상기 열풍 건이 장착되는 구동부 및 상기 지그에 대해 상기 구동부의 위치를 상대적으로 변화시킬 수 있는 구동 제어기를 포함할 수 있다.

Description

납땜 장치 및 방법{Apparatus and method for Soldering}

본 발명은 납땜 장치 및 납땜 방법에 관한 것이다.

전자 장치 또는 전자 부품에 납땜을 하는 경우 작업자가 인두를 사용하여 수동으로 납땜하거나 인두 팁(tip)을 장착한 자동 납땜 장치를 이용하여 자동으로 납땜을 할 수 있다.

한편, 리플로우(reflow) 납땜 장치는 전자 부품을 탑재한 기판을 컨베이어로 반송하면서 오븐(가열실)에서 가열하여 땜납 페이스트를 용융시킨 후 냉각실에서 냉각 및 고화시켜 전자 부품을 기판 상에 납땜하는 장치이다.

이러한 리플로우 납땜 장치는 프린트 기판에 칩 부품을 땜납 페이스트(soldering paste)나 접착제로 임시로 부착한 후에 대략 215? 이상에서 가열된 공기나 원적외선을 조사하여 땜납 페이스트를 융해시킴으로써 납땜을 수행한다. 납땜 종료 후에는 자연적으로 냉각되어 응고되면서 칩 부품이 프린트 기판에 장착될 수 있다.

그런데 이러한 리플로우 납땜 장치는 구조가 복잡할 뿐만 아니라 오븐에서 가열 시 열에 약한 부품에 열 손상을 줄 수 있어 문제이다.

본 발명의 실시예는 구조가 간단하고 열 손상을 줄일 수 있는 납땜 장치 및 납땜 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 납땜 장치는, 작업 대상물이 안착되는 지그(jig), 상기 작업 대상물에 공급된 땜납에 열을 가할 수 있는 열풍 건(gun), 상기 열풍 건이 장착되는 구동부 및 상기 지그에 대해 상기 구동부의 위치를 상대적으로 변화시킬 수 있는 구동 제어기를 포함할 수 있다.

한편, 상기 납땜 장치는, 상기 열풍 건에 연결되는 공기 공급관 및 상기 공기 공급관에 연결되되 상기 공기 공급관으로 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있는 열풍 제어기를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 열풍 건은, 입구가 상기 공기 공급관에 연결되는 공기 통로, 상기 공기 통로를 지나는 공기에 열을 가하도록 구비되되 상기 열풍 제어기에 전기적으로 연결되는 발열체 및 상기 공기 통로의 출구에 연결되는 분사 노즐을 포함할 수 있다.

한편, 상기 발열체는 상기 공기 통로에 구비되거나 상기 공기 통로의 외주를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구비될 수 있다.

한편, 상기 발열체는 세라믹 또는 금속일 수 있다.

한편, 상기 열풍 건은, 상기 공기 통로의 상기 입구 측에 구비되는 송풍기를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 열풍 건은, 상기 공기 통로의 상기 출구 주위 또는 상기 분사 노즐의 주위에 구비되는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 온도 센서는 상기 열풍 제어기에 전기적으로 연결되고, 상기 열풍 제어기는 상기 온도 센서에서 감지한 열풍의 온도에 따라 상기 발열체를 제어할 수 있다.

한편, 상기 열풍 제어기에는 공기 공급량 조절부 또는 발열 조절부가 구비될 수 있다.

한편, 상기 열풍 제어기에는 공기 공급량 표시부 또는 열풍 온도 표시부가 구비될 수 있다.

한편, 상기 열풍 건은 복수로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 납땜 방법은, 작업 대상물을 지그에 안착하는 단계, 상기 작업 대상물에 땜납을 공급하는 단계 및 열풍 건으로 상기 땜납에 열풍을 가하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 납땜 장치는 구조가 간단할 뿐만 아니라 납땜하고자 하는 부위에만 열을 가할 수 있어 열에 약한 부품에 열 손상을 주지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 납땜 장치를 나타내는 구성도,
도 2는 도 1의 납땜 장치의 열풍 건을 나타내는 개략 단면도,
도 3은 도 1의 납땜 장치를 이용하여 납땜을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.

또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정 하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 납땜 장치를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 납땜 장치는, 지그(100), 열풍 건(200), 열풍 제어기(300), 구동부(400) 및 구동 제어기(500)를 포함한다.

지그(100, jig)에는 작업 대상물(1)이 안착된다. 지그(100)의 평면 형상은 작업 대상물(1)의 형상에 따라 정사각형이나 직사각형으로 이루어질 수 있다.

열풍 건(200, hot air gun)은 작업 대상물(1)에 열을 가할 수 있다. 구체적으로, 작업 대상물(1)의 표면에 공급된 땜납(2)에 열풍 건(200)으로 열풍을 가할 수 있다. 이에 따라 땜납(2)이 용융될 수 있다. 열풍 건(200)은 공기 공급관(600)을 통해 열풍 제어기(300)에 연결된다.

열풍 제어기(300)는 열풍 건(200)의 구동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 열풍 제어기(300)는 열풍 건(200)에 공급되는 공기의 양을 조절하거나 열풍 건(200)에서 분사되는 열풍의 온도를 조절할 수 있다. 일례로, 열풍 제어기(300)에는 공기 공급량 조절부(310) 및 발열 조절부(320)이 구비될 수 있다. 다른 예로, 열풍 제어기(300)에는 공기 공급량 표시부(330) 및 열풍 온도 표시부(340)가 구비될 수 있다.

구동부(400)에는 열풍 건(200)이 장착될 수 있다. 열풍 건(200)을 복수로 구비할 수도 있고, 그 경우 동시에 여러 군데에 열풍을 가할 수 있으므로 작업 속도가 빨라질 수 있다. 한편, 도 1에는 열풍 건(200)이 3개 구비된 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

구동 제어기(500)는 지그(100)에 대해 구동부(400)의 위치를 상대적으로 변화시킬 수 있다. 구동부(400)는 로봇(410)을 포함할 수 있는데, 그 경우 구동 제어기(500)가 로봇(410)의 구동을 제어함으로써 구동부(400)와 지그(100)의 상대 위치를 변화시킬 수 있다. 작업 대상물(1)의 한 부분에서 작업이 종료된 후 구동 제어기(500)가 로봇(410)을 제어하여 구동부(400)를 다른 부분으로 신속히 이동할 수 있으므로 작업 속도가 빨라질 수 있다. 또한, 구동부(400)와 지그(100) 간 거리를 조절할 수도 있다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 열풍 건에 대해 더 자세히 설명하기로 한다. 도 2는 도 1의 납땜 장치의 열풍 건을 나타내는 개략 단면도이다.

열풍 건(200)은 공기 공급관(600)을 통해 열풍 제어기(300)에 연결된다. 또한, 열풍 건(200)은, 하우징(205), 공기 통로(210), 발열체(220), 분사 노즐(230), 송풍기(240) 및 온도 센서(250)를 포함한다.

하우징(205)은 열풍 건(200)의 외형을 이루는 부분이다.

공기 통로(210)는 하우징(205)의 내측에 구비되되 공기가 지나는 통로이다. 공기 통로(210)의 입구(211)는 공기 공급관(600)에 연결되고 출구(213)는 분사 노즐(230)에 연결된다.

발열체(220)는 공급된 공기를 가열할 수 있다. 일례로, 발열체(220)는 공기 통로(210)를 지나는 공기에 열을 가하도록 구비되되 열풍 제어기(300)에 전기적으로 연결된다.

발열체(220)는 공기 통로(210)의 외주를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있으며, 발열체(220)는 세라믹 또는 금속일 수 있다. 다른 예로, 발열체는 공기 통로(210)에 구비될 수도 있다.

분사 노즐(230)은 공기 통로(210)의 출구(213)에 연결된다. 작업 대상물(1)의 작업 부위의 크기나 넓이 또는 땜납(2)의 양 등에 따라 분사 노즐(230)의 크기나 형상이 달라질 수 있으므로, 납땜 작업이 필요한 부위에만 열풍을 가할 수 있다. 따라서 작업 대상물(1)에 불필요한 열 손상이 가해지는 것을 줄일 수 있다.

이상 설명한 구조에 따라, 공기 공급관(600)에서 열풍 건(200)에 공급된 공기는 공기 통로(210)를 지나면서 가열되고 가열된 공기가 분사 노즐(230)을 통해 열풍 건(200)의 외부로 배출된다.

송풍기(240)는 공기 통로(210)의 입구(211) 측에 구비될 수 있다. 송풍기(240)는 전기 모터(241) 및 그에 의해 회전 가능한 팬(243, fan)을 포함할 수 있다. 송풍기(240)는 공기 통로(210)로 유입하는 공기가 공기 통로(210)를 신속히 통과하게 함으로써, 가열된 공기가 분사 노즐(230)에서 신속히 배출되게 하여 작업 속도를 빠르게 할 수 있다.

온도 센서(250)는 공기 통로(210)의 출구(213) 주위에 구비되어 열풍의 온도를 감지할 수 있다. 다른 예로, 온도 센서(250)는 분사 노즐(230)의 주위에 구비될 수도 있다.

온도 센서(250)는 열풍 제어기(300)에 전기적으로 연결되므로, 감지한 온도에 관련된 신호가 열풍 제어기(300)에 전달될 수 있다. 이 신호를 전달받은 열풍 제어기(300)는 발열체(220)를 제어함으로써 열풍의 온도를 제어할 수 있다.

도 3은 도 1의 납땜 장치를 이용하여 납땜을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 작업 대상물을 지그에 안착하는 단계(S100), 작업 대상물에 땜납을 공급하는 단계(S200) 및 열풍 건으로 땜납에 열풍을 가하는 단계(S300)를 순차적으로 수행하여 납땜 작업을 수행할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 작업 대상물
2: 땜납
100: 지그
200: 열풍 건
205: 하우징
210: 공기 통로
211: 입구
213: 출구
220: 발열체
230: 분사 노즐
240: 송풍기
241: 전기 모터
243: 팬
250: 온도 센서
300: 열풍 제어기
310: 공기 공급량 조절부
320: 발열 조절부
330: 공기 공급량 표시부
340: 열풍 온도 표시부
400: 구동부
410: 로봇
500: 구동 제어기
600: 공기 공급관

Claims (12)

1. 작업 대상물이 안착되는 지그(jig),
   상기 작업 대상물에 공급된 땜납에 열을 가할 수 있는 열풍 건(gun),
   상기 열풍 건이 장착되는 구동부 및
   상기 지그에 대해 상기 구동부의 위치를 상대적으로 변화시킬 수 있는 구동 제어기
   를 포함하는 납땜 장치.
2. 제1 항에서,
   상기 열풍 건에 연결되는 공기 공급관 및
   상기 공기 공급관에 연결되되 상기 공기 공급관으로 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있는 열풍 제어기
   를 더 포함하는 납땜 장치.
3. 제2 항에서,
   상기 열풍 건은,
   입구가 상기 공기 공급관에 연결되는 공기 통로,
   상기 공기 통로를 지나는 공기에 열을 가하도록 구비되되 상기 열풍 제어기에 전기적으로 연결되는 발열체 및
   상기 공기 통로의 출구에 연결되는 분사 노즐
   을 포함하는 납땜 장치.
4. 제3 항에서,
   상기 발열체는 상기 공기 통로에 구비되거나 상기 공기 통로의 외주를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구비되는 납땜 장치.
5. 제4 항에서,
   상기 발열체는 세라믹 또는 금속인 납땜 장치.
6. 제5 항에서,
   상기 열풍 건은,
   상기 공기 통로의 상기 입구 측에 구비되는 송풍기를 더 포함하는 납땜 장치.
7. 제6 항에서,
   상기 열풍 건은,
   상기 공기 통로의 상기 출구 주위 또는 상기 분사 노즐의 주위에 구비되는 온도 센서를 더 포함하는 납땜 장치.
8. 제7 항에서,
   상기 온도 센서는 상기 열풍 제어기에 전기적으로 연결되고,
   상기 열풍 제어기는 상기 온도 센서에서 감지한 열풍의 온도에 따라 상기 발열체를 제어할 수 있는 납땜 장치.
9. 제8 항에서,
   상기 열풍 제어기에는 공기 공급량 조절부 또는 발열 조절부가 구비되는 납땜 장치.
10. 제9 항에서,
    상기 열풍 제어기에는 공기 공급량 표시부 또는 열풍 온도 표시부가 구비되는 납땜 장치.
11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에서,
    상기 열풍 건은 복수로 구비되는 납땜 장치.
12. 작업 대상물을 지그에 안착하는 단계,
    상기 작업 대상물에 땜납을 공급하는 단계 및
    열풍 건으로 상기 땜납에 열풍을 가하는 단계
    를 포함하는 납땜 방법.

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