KR20170105690A - 태빙장치의 솔더링장치 - Google Patents

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Abstract

태빙장치의 솔더링장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 태빙장치의 솔더링장치는, 셀과 와이어를 이송하는 셀이송장치와, 셀과 와이어의 이송 방향을 따라 복수 개 구비되는 가열부를 포함하여, 셀과 와이어를 가열하여 결합시키는 가열장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태빙장치의 솔더링장치{SOLDERING APPARATUS OF TABBING APPARATUS}
본 발명은 태빙장치의 솔더링장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지 셀과 와이어를 접합하는 태빙장치의 솔더링장치에 관한 것이다.
현재 인류는 주로 석유, 석탄, 원자력, 천연가스 등에서 대부분의 에너지를 얻고 있는데 이러한 화석 및 원자력 에너지원은 머지않은 미래에 고갈될 것으로 예측되고 있다. 따라서, 세계 각국은 신재생 에너지 연구개발에 박차를 가하고 있으며 그 중 태양광발전은 햇빛이 비치는 어디서나 전기를 얻을 수 있고, 다른 발전방식과 달리 공해가 전혀 없어 더욱 주목 받고 있다.
태양광발전을 하기 위해서는 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체소자가 필요한데 이를 태양전지라 한다. 일반적으로 단위 태양전지만으로는 최대 전압이 약 0.5V 밖에 발생하지 않으므로 단위 태양전지를 직렬로 연결하여 사용해야 한다. 이렇게 단위 태양전지들을 연결하여 모듈화한 것을 태양전지모듈이라고 한다.
태양전지모듈의 제조과정은 셀 테스트(cell test) 공정, 태빙(tabbing) 공정, 레이업(lay-up) 공정, 라미네이션(lamination) 공정, 모듈테스트 공정으로 구분할 수 있다.
첫 번째 셀 테스트 공정에서는 다양한 전기적 성질을 갖는 태양전지 셀을 테스트 후 구별하여 비슷한 전기적 성질을 갖는 셀끼리 분류하고, 두 번째 태빙 공정에서는 와이어를 이용해 복수 개의 셀을 직렬로 연결한다. 세 번째 레이업 공정에서는 일렬로 연결된 셀을 원하는 모양으로 배열한 후 저철분강화유리, EVA, 백시트 등을 적층한다. 네 번째 라미네이션 공정에서는 레이업 공정을 거쳐 태양전지모듈의 형태를 갖춘 부재를 고온에서 진공 압착하여 내구성 및 방수성을 갖도록 한다. 마지막으로 모듈테스트 공정에서는 완성된 태양전지모듈이 정상적으로 작동하는지 테스트한다.
여기서, 와이어를 이용해 복수 개의 셀을 연결하는 태빙 공정은 태양전지모듈의 제조 공정 중 가장 핵심적인 공정으로, 와이어가 셀과 제대로 접합되지 않으면 태양전지모듈 전체의 성능 및 품질이 저하된다. 태빙 공정을 개략적으로 살펴보면, 릴에서 공급되는 복수 개의 와이어를 절단한 후, 셀에 일측부가 걸쳐지도록 안착시키고, 그 타측부에 다시 셀을 안착, 적층시키는 것을 반복하면서 고온분위기에 노출시킨다. 고온분위기상에서 와이어는 셀에 솔더링(soldering)되고, 복수 개의 셀은 와이어에 의해 전기적으로 연결된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1058399호(2011.08.16 등록, 발명의 명칭: 태버-스트링거 및 태빙-스트링잉 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 셀과 와이어를 연속하여 접합시킬 수 있는 태빙장치의 솔더링장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 태빙장치의 솔더링장치는: 셀과 와이어를 이송하는 셀이송장치; 및 상기 셀과 상기 와이어의 이송 방향을 따라 복수 개 구비되는 가열부를 포함하여, 상기 셀과 상기 와이어를 가열하여 결합시키는 가열장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 셀이송장치는, 구동부; 및 상기 셀과 상기 와이어가 안착되고, 상기 구동부에 의하여 무한궤도 방식으로 회전되어 상기 셀과 상기 와이어를 이송하는 이송벨트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가열장치는, 상기 셀이송장치의 일측에 위치하며, 상기 셀과 상기 와이어를 가접(tack welding, 假接)시키는 가접가열부; 및 상기 가접가열부에 의하여 가접된 상기 셀과 상기 와이어를 가열하여 솔더링하는 솔더링가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가접가열부는, 상기 셀이송장치의 일측에 위치하는 가접프레임부; 상기 셀과 상기 와이어가 적층된 상태에서, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정하는 가접고정부; 및 상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하여 가접시키는 가접부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가접고정부는, 상기 가접프레임부에 이동 가능하게 결합되는 가접고정이동부; 및 상기 가접고정이동부에 결합되고, 상기 가접고정이동부에 연동하여 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정시키는 가접고정가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가접부는, 상기 셀과 상기 와이어의 이송 방향에 수직 방향으로 길게 형성되어, 상기 셀과 복수 개의 상기 와이어를 가접시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가접부는, 이송 방향을 따라 복수 개 구비되어, 복수 지점에서 상기 셀과 상기 와이어를 가접시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가접부는, 상기 가접프레임부에 이동 가능하게 결합되는 가접이동부; 및 상기 가접이동부에 결합되고, 상기 가접이동부에 연동하여 상기 셀 또는 상기 와이어에 접하며, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하여 가접시키는 가접접촉가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가접부는, 상기 셀과 상기 와이어에서 이격된 상태에서 상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하여 상기 셀과 상기 와이어를 가접시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가접부는 IR(Infrared ray) 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 태빙장치의 솔더링장치는, 상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 가열장치로 전달되는 상기 셀과 상기 와이어를 예열하는 예열장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 예열장치는, 상기 셀과 상기 와이어를 상기 솔더링가열부의 가열온도보다 낮은 제1온도로 가열하는 제1예열장치; 및 상기 제1예열장치와 상기 솔더링가열부의 사이에 위치되고, 상기 셀과 상기 와이어를 상기 제1온도보다 높고 상기 가열장치의 가열온도보다 낮은 제2온도로 가열하는 제2예열장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 태빙장치의 솔더링장치는, 상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 가열장치를 통과한 상기 셀과 상기 와이어를 상기 솔더링가열부보다 낮은 온도로 가열하는 후열장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 후열장치는, 상기 솔더링가열부를 통과한 상기 셀과 상기 와이어를 상기 솔더링가열부의 가열온도보다 낮은 제3온도로 가열하는 제1후열장치; 및 상기 제1후열장치를 통과한 상기 셀과 상기 와이어를 상기 제3온도보다 낮은 제4온도로 가열하는 제2후열장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 태빙장치의 솔더링장치는, 상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 예열장치의 하측에 설치되어, 상기 가열장치 또는 상기 예열장치로부터 방출된 열기의 이동을 차단하는 단열장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태빙장치의 솔더링장치에 의하면, 셀과 와이어를 가접하여 이동시킴으로써, 셀과 와이어를 고정하기 위한 지그의 적용 없이, 셀과 와이어가 이송 과정에서 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라 본 발명에 따른 태빙장치의 솔더링장치는 셀과 와이어의 위치를 정확하게 제어하여 제품의 불량을 방지하고, 솔더링 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 가접가열부에 의하여 셀과 와이어가 가열되는 영역을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 1번와이어가 셀이송장치에 안착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 1번셀이 셀이송장치에 안착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 1번와이어와 1번셀이 가접가열부의 하측으로 이동되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 2번와이어가 1번셀에 안착되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 가접가열부가 셀과 와이어를 고정하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 가접가열부가 셀과 와이어를 가접시키는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 가접된 셀과 와이어의 이동을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 3번와이어가 2번셀에 안착되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 다른 태빙장치의 솔더링장치에서 솔더링가열부가 셀과 와이어를 솔더링하는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 태빙장치의 솔더링장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 가접가열부에 의하여 셀과 와이어가 가열되는 영역을 나타내는 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치(1)는 셀이송장치(100) 및 가열장치(200)를 포함한다.
셀이송장치(100)는 셀(10)과 와이어(20)를 적층시킨 상태로 이송한다. 본 실시예에서 셀이송장치(100)는 구동부(110) 및 이송벨트(130)를 포함하는 컨베이어 구조를 가진다.
구동부(110)는 전기모터와 구동풀리 등으로 예시되며, 회전력을 발생시켜, 이송벨트(130)를 회전시킨다.
이송벨트(130)는 상부에 복수 개의 셀(10)이 연속하여 안착될 수 있는 안착면을 포함하고, 셀(10)과 와이어(20)가 적층된 상태에서 구동부(110)에 의하여 무한궤도 방식으로 회전되어, 셀(10)과 와이어(20)를 이송 방향(도 1 기준 우측방향)으로 이송시킨다.
본 실시예에서 셀이송장치(100)는 셀(10)과 와이어(20)를 안착, 적층시킬 수 있는 컨베이어의 구조를 가지나, 본 발명에 따른 셀이송장치(100)는 이에 한정되지 않으며, 셀(10)과 와이어(20)를 적층시킨 상태로 이송할 수 있다면 집게 구조를 가지는 실시예를 포함하여 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않는다.
본 실시예에서 이송벨트(130)는 상부에 안착된 셀(10)과 와이어(20)가 이송되는 과정에서 가열장치(200)의 열기에 노출되도록 가열장치(200)의 일측, 구제적으로 가열장치(200)의 하측에, 이송벨트(130)의 상측부가 노출되도록 설치된다.
가열장치(200)는 셀(10)과 와이어(20)의 이송 방향을 따라 복수 개 구비되는 가열부(210, 230)를 포함하여, 셀(10)과 와이어(20)를 가열하여 결합시킨다. 본 실시예에서 와이어(20)의 일부는 셀(10)과 와이어(20)의 다른 일부를 구성하는 소재보다 용융점이 낮은 소재를 포함하여 이루어진다.
예를 들어, 본 실시예에서 와이어(20)의 외면부는 일반적인 금속에 비해 용융점이 낮은 납으로 구성될 수 있다.
따라서 셀(10)과 와이어(20)를 상호 적층시킨 상태로 납의 용융점보다 높은 설정 온도로 가열하면, 셀(10)과 와이어(20)를 결합시킬 수 있다. 셀이송장치(100)로 이송되는 셀(10)과 와이어(20)는 복수 개의 가열부(210, 230)를 포함하는 가열장치(200)에 의하여 가열되면서 상호 접합되고, 물리적, 전기적으로 연결된다.
본 실시예에서 가열장치(200)는 가접가열부(210) 및 솔더링가열부(230)를 포함한다.
가접가열부(210)는 셀이송장치(100)의 일측에 위치하며, 솔더링가열부(230)에 진입하기 전의 셀(10)과 와이어(20)를 가열하여 가접시킴으로써, 지그 등의 추가 장치의 적용 없이, 솔더링가열부(230)에 진입되는 셀(10)과 와이어(20)를 고정하여 설정 위치가 변경되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 가접가열부(210)는 가접프레임부(211), 가접고정부(213) 및 가접부(216)를 포함한다.
가접프레임부(211)는 셀이송장치(100)의 일측에 위치하여, 가접가열부(210)의 골격을 형성하고, 가접고정부(213)와 가접부(216)를 지지한다. 본 실시예에서 가접프레임부(211)는 셀이송장치(100)의 일측(도 1 기준 상측)에 구비되는 대략 판 형상의 브래킷, 프레임 등으로 구현될 수 있으며, 가접고정부(213) 및 가접부(216)를 지지할 수 있는 기술 사상 안에서 형상, 구성 등이 변경될 수 있음은 물론이다.
가접고정부(213)는 셀(10)과 와이어(20)가 적층된 상태에서 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압하여 고정한다. 본 실시예에서 가접고정부(213)는 가접고정이동부(214) 및 가접고정가압부(215)를 포함한다.
가접고정이동부(214)는 가접프레임부(211)에 이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 가접고정이동부(214)는 가접프레임부(211)에 설치되는 리니어 가이드, 레일 등을 따라 이동 가능하게 구성되거나, 유압 실린더 등으로 신축 가능하게 구비되어, 일단에 결합되는 가접고정가압부(215)를 왕복 이동 시킨다.
가접고정가압부(215)는 가접고정이동부(214)에 결합되고, 가접고정이동부(214)에 연동하여 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압하는 방식으로, 적층되어 있는 셀(10)과 와이어(20)를 상호 고정시킨다.
가접부(216)는 셀(10) 또는 와이어(20)를 가열하여 가접시킨다. 본 실시예에서 와이어(20)는 이송 방향을 따라 길게 형성되며, 이송 방향에 수직한 방향으로 복수 개가 배열된다. 본 실시예에서 가접부(216)는 셀(10)과 와이어(20)의 이송 방향에 수직한 방향으로 길게 형성되어, 복수 개의 와이어(20)를 셀(10)에 가접한다.
본 실시예에서 가접부(216)는 이송 방향을 따라 복수 개가 이격되게 구비되어 복수 지점에서 셀(10)과 와이어(20)를 가열하는 방식으로 셀(10)과 와이어(20)를 가접시킨다. 본 실시예에서 가접부(216)는 가접이동부(217) 및 가접접촉가열부(218)를 포함한다.
가접이동부(217)는 가접프레임부(211)에 이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 가접이동부(217)는 전기모터, 또는 유압 실린더에 의하여 이동되는 구성으로 예시되지만, 가접접촉가열부(218)를 이동시킬 수 있는 기술 사상 안에서 다른 실시예로도 적용 가능함은 물론이다.
가접접촉가열부(218)는 가접이동부(217)에 결합되고, 가접이동부(217)에 연동하여 셀(10) 또는 와이어(20)에 접하며, 셀(10) 또는 와이어(20)를 가열하여 가접시킨다.
본 실시예에서 가접접촉가열부(218)는 이송 방향에 수직 방향으로 길게 형성되어 복수의 와이어(20)를 동시에 가열하여 셀(10)에 가접할 수 있으며, 와이어(20)를 가압하는 정도 및 와이어(20)에 열이 전달되는 온도 및 가열 시간 등을 균일하게 할 수 있다(도 2 (a) 참조).
또한, 가접접촉가열부(218)는 와이어(20)와 대응되는 위치의 폭(단면적)을 넓게 하여, 가접접촉가열부(218) 또는 와이어(20)의 위치 등이 다소 변경되거나 장치의 공차 등이 발생되더라도 와이어(20)와 셀(10)을 신뢰성 있게 가접시킴과 동시에, 와이어(20)와 접촉되지 않는 부위에서의 열손실을 줄여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다(도 2 (b) 참조).
본 실시예에서 가접부(216)는 IR 히터(Infrared ray heater)로 예시되어, 셀(10)과 와이어(20)에서 이격된 상태에서 셀(10) 또는 와이어(20)를 가열하여 셀(10)과 와이어(20)를 가접할 수 있다.
솔더링가열부(230)는 가접가열부(210)에 의하여 가접된 셀(10)과 와이어(20)를 설정 온도로 가열하여 솔더링한다. 이때 셀(10)과 와이어(20)는 가접부(216)에 의하여 가접된 상태에서 솔더링가열부(230)에 의하여 가열되는데, 가접부(216)의 경우 셀(10)에 접하는 와이어(20)의 양단 또는 중간 부위 일부를 가접하는 것에 비하여, 솔더링가열부(230)는 셀(10)의 상측면 대략 전체를 균일하게 가열하여 솔더링을 실시한다.
본 실시예에서 솔더링가열부(230)는 솔더링프레임부(231), 솔더링고정부(233) 및 솔더링부(236)를 포함한다.
솔더링프레임부(231)는 셀이송장치(100)의 일측에 위치하며, 솔더링가열부(230)의 골격을 형성한다. 본 실시예에서 솔더링프레임부(231)는 판 형상의 브레킷, 봉 형상의 프레임 등, 솔더링고정부(233)와 솔더링부(236)를 지지하는 기술 사상 안에서 다양한 형태, 구성으로 구현될 수 있다.
솔더링고정부(233)는 가접된 상태로 이송되는 셀(10)과 와이어(20)를 가압, 고정하여 솔더링부(236)에 의한 솔더링 시 셀(10) 및 와이어(20)가 유동되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 솔더링고정부(233)는 솔더링고정이동부(234) 및 솔더링고정가압부(235)를 포함한다.
솔더링고정이동부(234)는 솔더링프레임부(231)에 이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 솔더링고정이동부(234)는 솔더링프레임부(231)에 형성되는 레일 또는 가이드를 따라 이동되는 리니어모터 등을 포함하여 이동되거나, 유압 실린더를 포함하여 신축되는 방식으로 이동되어 솔더링고정가압부(235)를 이동시킨다.
솔더링고정가압부(235)는 솔더링고정이동부(234)에 연결되며, 솔더링고정이동부(234)의 작동에 연동하여 셀(10) 또는 와이어(20) 측으로 이동, 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압, 고정한다.
솔더링부(236)는 솔더링프레임부(231) 등에 결합되며 IR 히터 등을 포함하여, 솔더링고정부(233)에 의하여 셀(10) 및 와이어(20)가 고정된 상태에서 셀(10) 및 와이어(20)를 가열하여 솔더링한다.
솔더링부(236)에 솔더링 발열원으로써, IR 히터 등을 적용할 수 있다. 복수 개의 발열원은 셀(10)과 와이어(20)의 이송 방향 및 그와 직각되는 방향으로 배치되고, 셀(10) 전체에 균일한 온도분위기를 형성함으로써 셀(10)과 와이어(20)를 균일한 정도로 가열, 솔더링 할 수 있다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 온도조절부(250)를 더 포함할 수 있다. 온도조절부(250)는 솔더링가열부(230)의 일측에 위치하며, 파이로미터 등으로 예시되는 온도센서와, 온도제어부를 포함하여, 솔더링가열부(230)에서 방출되는 가열온도, 가열 세기, 가열 시간 등을 조절한다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 예열장치(300)를 더 포함한다. 예열장치(300)는 셀이송장치(100)의 예열구간(P1, P2)에 설치되고, 가열장치(200)로 전달되는 셀(10)과 와이어(20)를 예열한다.
본 실시예에서 예열장치(300)는 솔더링가열부(230)의 후방(도 1 기준 좌측)에 대응되는 위치에 설치되고, 셀(10)과 와이어(20)를 예열함으로써, 가열장치(200) 특히, 솔더링가열부(230)에 의한 솔더링이 보다 안정적으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 가열장치(200)에 의한 가열 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
본 실시예에서 예열장치(300)는 복수 개 구비될 수 있으나, 설명의 편의를 위하여 제1예열장치(310)와, 제2예열장치(330)로 구비되는 것을 예로 들어 설명한다.
제1예열장치(310)는 예열구간(P1, P2) 중 제1예열구간(P1)에 설치되어 셀(10)과 와이어(20)를 솔더링가열부(230)의 가열온도보다 낮은 제1온도로 가열한다. 제1예열장치(310)는 단일 또는 복수의 핫 플레이트(hot plate)로 예시되고, 이송벨트(130)의 내측(도 1 기준 하측)에 위치하여, 이송벨트(130)를 따라 이동되는 셀(10)과 와이어(20)를 제1온도로 가열한다.
제2예열장치(330)는 제1예열장치(310)와 솔더링가열부(230)의 사이에 위치하는 제2예열구간(P2)에 위치하고, 셀(10)과 와이어(20)를 제1온도보다 높고, 솔더링가열부(230)의 가열온도보다 낮은 제2온도로 가열한다.
본 실시예에서 제2예열장치(330)는 단일, 또는 복수의 핫 플레이트로 예시되고, 이송벨트(130)의 내측(도 1 기준 하측)에 위치하여, 이송벨트(130)를 따라 이송되는 셀(10)과 와이어(20)를 제2온도로 가열한다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 후열장치(400)를 더 포함한다. 후열장치(400)는 셀이송장치(100)에 설치되고, 가열장치(200)를 통과한 셀(10)과 와이어(20)를 솔더링가열부(230)보다 낮은 온도로 가열한다.
본 실시예에서 후열장치(400)는 셀이송장치(100) 중 솔더링가열부(230)의 전방(도 1 기준 우측)에 대응되는 위치에 설치되고, 셀(10)과 와이어(20)는 이송벨트(130)에 안착된 상태로 후열장치(400)의 상측을 통과하므로, 후열장치(400) 없이 상온에서 자연 냉각되는 것에 비해 냉각속도가 느려지게 된다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 후열장치(400)를 이용하여 셀(10)과 와이어(20)를 서서히 냉각시킴으로써, 셀(10)과 와이어(20)를 구성하는 소재가 급랭됨에 따른 재질, 길이 변화 등으로 인해 셀(10)과 와이어(20) 간의 접합 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 후열장치(400)는 복수 개 셀(10)과 와이어(20)의 이송 방향을 따라 복수 개 구비되어, 가열장치(200)에 의하여 가열된 셀(10)과 와이어(20)가 급속히 냉각되는 것을 방지함과 동시에 서냉에 필요한 거리 및 시간을 확보할 수 있다.
본 실시예에서 후열장치(400)는 이송 방향을 따라 복수 개가 배열될 수 있으며, 다만 설명의 편의를 위하여 제1후열장치(410) 및 제2후열장치(430)를 포함하는 구성을 예로 들어 설명한다.
제1후열장치(410)는 솔더링가열부(230)에 의한 가열구간(P3)을 통과한 셀(10)과 와이어(20)를 솔더링가열부(230)의 가열온도보다 낮은 제3온도로 가열한다. 제2후열장치(430)는 제1후열장치(410)를 통과한 셀(10)과 와이어(20)를 제3온도보다 낮은 제4온도로 가열한다. 제1후열장치(410)와 제2후열장치(430)로는 핫 플레이트 등의 발열부재를 적용할 수 있다.
후열장치(400)에 의해 셀(10), 와이어(20)의 후열이 이루어지는 후열구간(P4, P5) 중, 제1후열장치(410)에 의해 가열이 이루어지는 구간을 제1후열구간(P4), 제2후열장치(430)에 의해 가열이 이루어지는 구간을 제2후열구간(P5)으로 구분한다.
가열구간(P4, P5) 상에서 설정 온도로 가열된 셀(10)과 와이어(20)는 제1후열구간(P4)과 제2후열구간(P5)을 순차적으로 거치면서 점차 낮은 온도로 냉각된다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 단열장치(500)를 더 포함한다. 단열장치(500)는 셀이송장치(100)에 설치되고 예열장치(300)의 하측에 설치되어, 가열장치(200), 예열장치(300) 또는 후열장치(400)로부터 방출되는 열기가 하향 전달되는 것을 제한하여 셀이송장치(100)의 열손상 등을 방지하고, 셀(10)과 와이어(20)를 가열하는 효율을 증대시킨다.
본 실시예에서 단열장치(500)는 단열부재 등을 포함하여 이루어지며, 단열 성능을 구현할 수 있는 기술 사상 안에서 구조, 형상, 재질 등이 바뀔 수 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 1번와이어가 셀이송장치에 안착된 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 1번셀이 셀이송장치에 안착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 와이어 이재장치(미도시)에 의하여 1번와이어(20a)가 이송벨트(130)의 안착면에 안착된 후, 셀 이재장치(미도시)에 의하여 1번셀(10a)이 1번와이어(20a) 위에 적층된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 1번와이어와 1번셀이 가접가열부의 하측으로 이동되는 것을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 2번와이어가 1번셀에 안착되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 및 6을 참조하면, 1번셀(10a)이 1번와이어(20a)에 적층되면, 구동부(110)가 작동하여 1번셀(10a)과, 1번와이어(20a)를 이송 방향을 따라 이동시켜, 가접가열부(210)와 이송벨트(130)의 사이에 위치하도록 한다.
1번셀(10a)과, 1번와이어(20a)가 가접가열부(210)와 이송벨트(130) 사이에 위치하면, 와이어 이재장치가 2번와이어(20b)를 1번셀(10a) 위에 안착시켜, 2번와이어(20b), 1번셀(10a), 1번와이어(20a)가 차례로 적층되도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 가접가열부가 셀과 와이어를 고정하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 가접가열부가 셀과 와이어를 가접시키는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7 및 8을 참조하면, 2번와이어(20b)가 1번셀(10a) 위에 안착되고, 가접고정부(213)가 하향 이동되어 2번와이어(20b), 1번셀(10a) 및 1번와이어(20a)를 가압, 고정시킨 후, 가접부(216)가 2번와이어(20b), 1번셀(10a) 및 1번와이어(20a)를 가열하여 가접시킨다.
본 실시예에서 가접부(216)는 이송 방향에 수직한 방향으로 길게 형성되므로, 이송 방향에 수직한 방향으로 이격되어 배열된 복수의 와이어(20)를 셀(10)에 동시에 가접할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 가접부(216)는 이송 방향으로 이격되어 복수 개 구비되므로, 셀(10)과 와이어(20)의 결합력을 증대시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 가접된 셀과 와이어의 이동을 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 3번와이어가 2번셀에 안착되는 상태를 나타내는 도면이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 다른 태빙장치의 솔더링장치에서 솔더링가열부가 셀과 와이어를 솔더링하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9 내지 11을 참조하면, 가접부(216)가 2번와이어(20b), 1번셀(10a) 및 1번와이어(20a)를 가열하여 가접시킨 수 셀 이재장치가 2번와이어(20b) 위에 2번셀(10b)을 안착시킨다. 2번와이어(20b) 위에 2번셀(10b)이 안착되면 구동부(110)가 이송벨트(130)를 이동시켜 가접가열부(210)와 이송벨트(130) 사이에 2번셀(10b)이 위치하도록 한다.
2번셀(10b)이 가접가열부(210)와 이송벨트(130) 사이에 위치하면, 와이어 이재장치가 3번와이어(20c)를 2번셀(10b) 위에 안착시켜, 3번와이어(20c), 2번셀(10b), 2번와이어(20b)가 차례로 적층되도록 하며, 가접부(216)가 3번와이어(20c), 2번셀(10b), 2번와이어(20b)를 가열하여 가접시킨다.
상술한 바와 같이 셀(10)과 와이어(20)는 고정 지그 등의 적용 없이, 가접된 상태로 이송 방향을 따라 이동되며, 이송벨트(130)를 따라 이동되는 동안, 이송벨트(130)의 하측에 위치한 예열장치(300)에 의하여 예열된다.
가접된 상태로 예열되는 셀(10)과 와이어(20)는 솔더링가열부(230)에 의하여 솔더링이 완료되고, 후열 구간을 거치면서 서냉된다.
이로써, 본 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치(1)는, 셀(10)과 와이어(20)를 가접하여 이동시킴으로써, 셀(10)과 와이어(20)를 고정하기 위한 지그의 적용 없이, 셀(10)과 와이어(20)가 이송 과정에서 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라 본 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치(1)는 셀(10)과 와이어(20)의 위치를 정확하게 제어하여 제품의 불량을 방지, 솔더링 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 태빙장치의 솔더링장치 10, 10a, 10b, 10c: 셀
20, 20a, 20b, 20c: 와이어 100: 셀이송장치
110: 구동부 130: 이송벨트
200: 가열장치 210: 가접가열부
211: 가접프레임부 213: 가접고정부
214: 가접고정이동부 215: 가접고정가압부
216: 가접부 230: 솔더링가열부
231: 솔더링프레임부 233: 솔더링고정부
234: 솔더링고정이동부 235: 솔더링고정가압부
236: 솔더링부 250: 온도조절부
300: 예열장치 310: 제1예열장치
330: 제2예열장치 400: 후열장치
410: 제1후열장치 430: 제2후열장치
500: 단열장치

Claims (15)

  1. 셀과 와이어를 이송하는 셀이송장치; 및
    상기 셀과 상기 와이어의 이송 방향을 따라 복수 개 구비되는 가열부를 포함하여, 상기 셀과 상기 와이어를 가열하여 결합시키는 가열장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 셀이송장치는,
    구동부; 및
    상기 셀과 상기 와이어가 안착되고, 상기 구동부에 의하여 무한궤도 방식으로 회전되어 상기 셀과 상기 와이어를 이송하는 이송벨트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 가열장치는,
    상기 셀이송장치의 일측에 위치하며, 상기 셀과 상기 와이어를 가접(tack welding, 假接)시키는 가접가열부; 및
    상기 가접가열부에 의하여 가접된 상기 셀과 상기 와이어를 가열하여 솔더링하는 솔더링가열부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 가접가열부는,
    상기 셀이송장치의 일측에 위치하는 가접프레임부;
    상기 셀과 상기 와이어가 적층된 상태에서, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정하는 가접고정부; 및
    상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하여 가접시키는 가접부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 가접고정부는,
    상기 가접프레임부에 이동 가능하게 결합되는 가접고정이동부; 및
    상기 가접고정이동부에 결합되고, 상기 가접고정이동부에 연동하여 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정시키는 가접고정가압부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 가접부는,
    상기 셀과 상기 와이어의 이송 방향에 수직 방향으로 길게 형성되어, 상기 셀과 복수 개의 상기 와이어를 가접시키는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 가접부는,
    이송 방향을 따라 복수 개 구비되어, 복수 지점에서 상기 셀과 상기 와이어를 가접시키는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 가접부는,
    상기 가접프레임부에 이동 가능하게 결합되는 가접이동부; 및
    상기 가접이동부에 결합되고, 상기 가접이동부에 연동하여 상기 셀 또는 상기 와이어에 접하며, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하여 가접시키는 가접접촉가열부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 가접부는,
    상기 셀과 상기 와이어에서 이격된 상태에서 상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하여 상기 셀과 상기 와이어를 가접시키는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 가접부는 IR(Infrared ray) 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  11. 제 3항에 있어서,
    상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 가열장치로 전달되는 상기 셀과 상기 와이어를 예열하는 예열장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 예열장치는,
    상기 셀과 상기 와이어를 상기 솔더링가열부의 가열온도보다 낮은 제1온도로 가열하는 제1예열장치; 및
    상기 제1예열장치와 상기 솔더링가열부의 사이에 위치되고, 상기 셀과 상기 와이어를 상기 제1온도보다 높고 상기 가열장치의 가열온도보다 낮은 제2온도로 가열하는 제2예열장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 가열장치를 통과한 상기 셀과 상기 와이어를 상기 솔더링가열부의 가열온도 보다 낮은 온도로 가열하는 후열장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 후열장치는,
    상기 솔더링가열부를 통과한 상기 셀과 상기 와이어를 상기 솔더링가열부의 가열온도보다 낮은 제3온도로 가열하는 제1후열장치; 및
    상기 제1후열장치를 통과한 상기 셀과 상기 와이어를 상기 제3온도보다 낮은 제4온도로 가열하는 제2후열장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 예열장치의 하측에 설치되어, 상기 가열장치 또는 상기 예열장치로부터 방출된 열기의 이동을 차단하는 단열장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
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