KR20170105694A - 태빙장치의 솔더링장치 - Google Patents

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박진우
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김태훈
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Abstract

태빙장치의 솔더링장치에 관한 발명이 개시된다. 태빙장치의 솔더링장치는, 셀과 와이어를 이송하는 셀이송장치와, 셀이송장치에 의해 이송 방향을 따라 이송되는 셀과 와이어를 가열하여 접합하는 가열장치와, 가열장치의 일측에 이동 가능하게 위치하며, 셀이송장치에 안착된 셀과 와이어를 가압하여 셀과 와이어의 유동을 방지하는 유동방지부를 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; 상기 셀이송장치에 의해 이송 방향을 따라 이송되는 상기 셀과 상기 와이어를 가열하여 접합하는 가열장치; 및 상기 가열장치의 일측에 이동 가능하게 위치하며, 상기 셀이송장치에 안착된 상기 셀과 상기 와이어를 가압하여 상기 셀과 상기 와이어의 유동을 방지하는 유동방지부;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 위치하는 가열프레임부; 상기 셀과 상기 와이어가 적층된 상태에서, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정하는 솔더링고정부; 및 상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하여 결합시키는 솔더링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 솔더링고정부는, 상기 가열프레임부에 이동 가능하게 결합되는 솔더링고정이동부; 및 상기 솔더링고정이동부에 결합되고, 상기 솔더링고정이동부에 연동하여, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정시키는 솔더링고정가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 솔더링부는, IR(infrared ray) 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유동방지부는, 상기 셀이송장치의 일측에 구비되는 유동방지베이스부; 상기 유동방지베이스부에 이동 가능하게 결합되는 유동방지이동부; 및 상기 유동방지이동부에 결합되고, 상기 유동방지이동부에 연동하여, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정시키는 유동방지가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유동방지베이스부는, 상기 셀이송장치의 일측에 구비되는 레일부; 및 상기 레일부를 따라 이동되며, 상기 유동방지이동부가 결합되는 베이스바디부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 레일부는, 이송 방향과 평행하게 형성되어 상기 베이스바디부의 이동을 안내하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유동방지이동부는, 상기 유동방지베이스부 또는 상기 유동방지가압부에 결합되어 상기 유동방지가압부를 상기 셀 또는 상기 와이어의 상측으로 이동시키는 수평이동부; 및 상기 유동방지베이스부 또는 상기 유동방지가압부에 결합되어, 상기 유동방지가압부를 승강시켜, 상기 유동방지가압부를 상기 셀 또는 상기 와이어에 접촉시키는 수직이동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 수평이동부는, 상기 유동방지베이스부에 결합되는 제1이동프레임; 상기 유동방지가압부에 결합되는 제2이동프레임; 및 상기 제1이동프레임과 상기 제2이동프레임을 연결하며, 상기 제1이동프레임과 상기 제2이동프레임 사이의 각도 또는 거리를 변경하는 프레임이동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유동방지가압부는, 상기 셀에 대응되는 형상으로 형성되는 가압바디부; 상기 가압바디부와 상기 유동방지이동부를 결합하는 가압연결부; 및 상기 가압바디부의 일측면에 형성되고, 탄성체를 포함하여, 상기 가압바디부의 이동에 따라 상기 셀에 접하는 평탄도보정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가압연결부는, 상기 가압바디부에 결합되는 바디연결부; 상기 유동방지이동부에 결합되는 유동방지연결부; 및 양단부가 상기 바디연결부와 상기 유동방지연결부에 결합되고, 신축 가능하게 구비되는 가압연결완충부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 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 가열장치의 가열온도보다 낮은 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 예열장치는, 상기 셀이송장치에 설치되며, 열을 방출하여 상기 셀이송장치에 의하여 이송되는 상기 셀과 상기 와이어를 가열하는 예열부; 및 상기 예열부에 오목하게 형성되며, 이송 방향을 따라 길게 형성되어, 상기 와이어의 이동을 안내하는 와이어가이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 예열장치는, 상기 예열부에 형성되며, 상측으로 개방되어, 상기 셀을 흡착하는 예열진공홀부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태빙장치의 솔더링장치는, 상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 가열장치를 통과한 상기 셀과 상기 와이어를 상기 가열장치의 가열온도보다 낮은 온도로 가열하는 후열장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태빙장치의 솔더링장치는, 상기 셀이송장치에 설치되며, 상기 가열장치의 하측에 위치하고, 열을 방출하여 상기 가열장치와의 사이에 진입된 상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하는 가열부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 가열부는, 상기 셀이송장치에 설치되며, 상기 가열장치의 하측에 위치하고, 열을 방출하는 가열부재; 및 상기 가열부재와 상기 가열장치의 사이에 위치하여, 상기 가열장치에서 방출되는 열이 상기 가열부재 측으로 전달되는 것을 차단하는 차단부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 차단부재는, 상기 와이어가 진입되는 단부에 형성되며, 이송 방향으로 진행하면서 상향 경사지게 형성되어, 상기 셀이송장치에 의하여 상기 가열장치와의 사이로 진입되는 상기 와이어의 이동을 안내하는 와이어안내홈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 차단부재는, 상기 가열장치 측으로 개방되어, 상기 셀을 흡착하는 차단진공홀부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태빙장치의 솔더링장치에 의하면, 셀과 와이어를 가압하여 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 솔더링장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지가압부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동방지이동부의 작동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동방지이동부의 작동을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지가압부가 1번셀을 가압하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지부가 이송 방향을 따라 이동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지가압부가 1번셀에서 이격되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 2번와이어 및 2번셀이 적층되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지가압부가 2번셀을 가압하는 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 솔더링장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치(1)는, 셀이송장치(100), 가열장치(200) 및 유동방지부(300)를 포함한다.
셀이송장치(100)는 셀(10)과 와이어(20)를 별도로, 또는 셀(10)과 와이어(20)가 적층된 상태로 이송한다. 본 실시예에서 셀이송장치(100)는 구동부(110) 및 이송벨트(130)를 포함한다.
구동부(110)는 전기모터와 구동풀리 등으로 예시되며, 회전력을 발생시켜 이송벨트(130)를 회전시킨다.
이송벨트(130)는 상부에 복수 개의 셀(10)이 안착될 수 있는 안착면이 형성되고, 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 우측 방향)으로 이송시킨다.
본 실시예에서 셀이송장치(100)는 셀(10)과 와이어(20)가 적층된 상태로 안착될 수 있는 컨베이어 구조를 가지지만, 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, 구체적으로 가열장치(200)의 하측에, 상측부가 노출되도록 설치된다.
본 실시예에서 와이어(20)의 일부는 셀(10)과 와이어(20)의 다른 일부를 구성하는 소재보다 용융점이 낮은 소재를 포함하여 이루어진다.
가열장치(200)는 셀이송장치(100)에 의해 이송 방향을 따라 이송되는 셀(10)과 와이어(20)를 가열하여 접합한다.
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 가열장치(200)에 의하여 가열되면서 상호 접합되고, 전기적으로 연결된다.
본 실시예에서 가열장치(200)는 가열프레임부(210), 솔더링고정부(230) 및 솔더링부(250)를 포함한다.
가열프레임부(210)는 셀이송장치(100)의 일측에 위치하여 가열장치(200)의 골격을 형성하고, 솔더링고정부(230)와 솔더링부(250)를 지지한다.
본 실시예에서 가열프레임부(210)는 셀이송장치(100)의 일측에 구비되는 대략 판 형상의 브래킷, 프레임 등으로 구현될 수 있으며, 솔더링고정부(230) 및 솔더링부(250)를 지지할 수 있는 기술 사상 안에서 다양한 형상, 구성을 적용할 수 있음은 물론이다.
솔더링고정부(230)는 셀(10)과 와이어(20)가 적층된 상태에서, 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압하여 고정한다. 본 실시예에서 솔더링고정부(230)는 솔더링고정이동부(231) 및 솔더링고정가압부(233)를 포함한다.
솔더링고정이동부(231)는 가열프레임부(210)에 이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 솔더링고정이동부(231)는 가열프레임부(210)에 설치되는 리니어 가이드, 레일 등을 따라 이동 가능하게 구성되거나, 유압 실린더 등으로 신축 가능하게 구비되어, 일단에 결합되는 솔더링고정가압부(233)를 왕복 이동시킨다.
솔더링고정가압부(233)는 솔더링고정이동부(231)에 결합되고, 솔더링고정이동부(231)에 연동하여, 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압하는 방식으로, 적층되어 있는 셀(10)과 와이어(20)를 상호 고정시킨다.
솔더링부(250)는 셀(10) 또는 와이어(20)를 가열하여 결합시킨다. 본 실시예에서 솔더링부(250)는 IR 히터를 포함하여, 셀(10) 및 와이어(20)와 이격된 상태로 셀(10) 또는 와이어(20)를 가열하여 셀(10)과 와이어(20)를 솔더링한다.
본 실시예에서 가열장치(200)는 온도조절부(270)를 더 포함할 수 있다. 온도조절부(270)는 솔더링부(250)의 일측에 위치하며, 파이로미터 등으로 예시되는 온도센서와, 온도제어부를 포함하여, 솔더링부(250)에서 방출되는 가열온도, 가열세기, 가열시간 등을 조절한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지가압부를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동방지이동부의 작동을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동방지이동부의 작동을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 5를 참조하면, 유동방지부(300)는 가열장치(200)의 일측에 이동 가능하게 위치하여, 셀이송장치(100)에 안착된 셀(10)과 와이어(20)를 가압함으로써, 셀(10)과 와이어(20)의 유동을 방지한다. 본 실시예에서 유동방지부(300)는 유동방지베이스부(310), 유동방지이동부(330) 및 유동방지가압부(350)를 포함한다.
유동방지베이스부(310)는 셀이송장치(100)의 일측에 구비된다. 본 실시예에서 유동방지베이스부(310)는 레일부(311) 및 베이스바디부(313)를 포함한다.
레일부(311)는 셀이송장치(100)의 일측에 구비된다. 본 실시예에서 레일부(311)는 이송 방향과 평행하게 형성되어 셀(10)과 와이어(20)가 이동될 때, 유동방지가압부(350) 역시 이송 방향을 따라 이동하도록 하여, 유동방지가압부(350)와, 셀(10) 또는 와이어(20)의 접촉이 유지되도록 한다.
베이스바디부(313)는 레일부(311)를 따라 왕복 이동 가능하게 구비되며, 유동방지이동부(330)가 결합된다. 본 실시예에서 베이스바디부(313)는 리니어 모터, 유압 실린더 등을 구비하여, 레일부(311)를 따라 왕복 이동 가능하게 구비되어, 셀(10) 및 와이어(20)의 이동 시 유동방지가압부(350)가 셀(10) 및 와이어(20)와 동일한 속도로 이동될 수 있도록 한다.
유동방지이동부(330)는 유동방지베이스부(310)에 이동 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 유동방지이동부(330)는 수평이동부(331) 및 수직이동부(337)를 포함한다.
수평이동부(331)는 유동방지베이스부(310) 또는 유동방지가압부(350)에 결합되어 유동방지가압부(350)를, 가압하고자 하는 셀(10) 또는 와이어(20)의 상측으로 이동시킨다. 본 실시예에서 수평이동부(331)는 제1이동프레임(332), 제2이동프레임(333) 및 프레임이동부(334)를 포함한다.
제1이동프레임(332)은 유동방지베이스부(310)에 볼팅, 용접 등의 방식으로 결합되어 제2이동프레임(333), 프레임이동부(334) 및 유동방지가압부(350)를 지지한다.
제2이동프레임(333)은 유동방지가압부(350)에 볼팅, 용접 등의 방식으로 결합되며, 프레임이동부(334)에 의하여 이동되어, 유동방지가압부(350)를, 가압하고자 하는 셀(10) 또는 와이어(20)의 상측으로 이동될 수 있도록 한다.
프레임이동부(334)는 제1이동프레임(332)과 제2이동프레임(333)을 힌지 등의 구성으로 연결하며, 제1이동프레임(332)과 제2이동프레임(333) 사이의 각도 또는 거리를 변경함으로써 제1이동프레임(332) 및 제1이동프레임(332)에 연결된 유동방지가압부(350)를 이동시킨다.
본 실시예에서 프레임이동부(334)는 회전모터 또는 유압 실린더 등을 포함하여, 제2이동프레임(333)에 대하여 제1이동프레임(332)을 이동시킨다.
이러한 프레임이동부(334)는 유동방지베이스부(310)로부터 셀이송장치(100)까지의 거리, 유동방지가압부(350)의 이동 경로 등을 고려하여, 복수 개의 프레임과, 해당 프레임을 회전, 이동 가능하게 결합하는 회전부 등으로 구성될 수 있음은 물론이며, 이러한 구성 이외에도 제2이동프레임(333)을 이동시킬 수 있는 기술 사상 안에서 다양한 구성이 적용될 수 있다(도 4 및 5 참조).
수직이동부(337)는 유동방지베이스부(310) 또는 유동방지가압부(350)에 결합되어, 유동방지가압부(350)를 승강시켜, 유동방지가압부(350)가 셀(10) 또는 와이어(20)에 접촉되도록 한다.
즉, 수평이동부(331)에 의하여 유동방지가압부(350)가 가압하고자 하는 셀(10) 또는 와이어(20)의 상측에 위치하면, 수직이동부(337)가 작동하여 유동방지가압부(350)를 하강시킴으로써, 유동방지가압부(350)가 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압하여 고정할 수 있도록 이동시킨다.
유동방지가압부(350)가 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압한 상태에서 이송벨트(130)가 이동될 때에는 수평이동부(331) 또는 유동방지베이스부(310)가 작동하여, 유동방지가압부(350)를 셀(10) 또는 와이어(20)와 동일한 속도로 이동시킴으로써 셀(10)과 와이어(20)의 상호위치가 틀어지지 않도록 한다.
유동방지가압부(350)는 유동방지이동부(330)에 결합되고, 유동방지이동부(330)에 연동하여 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압하여 고정시킨다. 본 실시예에서 유동방지가압부(350)는 가압바디부(351), 가압연결부(353) 및 평탄도보정부(357)를 포함한다.
가압바디부(351)는 셀(10)에 대응되는 형상, 예를 들어 셀(10)이 직사각형이면, 가압바디부(351)도 대략 직사각형으로 형성되어, 셀(10) 또는 와이어(20)를 전체적으로 균일하게 가압할 수 있도록 구비된다.
가압연결부(353)는 가압바디부(351)와 유동방지이동부(330)를 결합하여 유동방지이동부(330)에 연동하여 가압바디부(351)가 설정된 위치, 속도로 이동될 수 있도록 한다. 본 실시예에서 가압연결부(353)는 바디연결부(354), 유동방지연결부(355) 및 가압연결완충부(356)를 포함한다.
바디연결부(354)는 가압바디부(351)에 결합된다. 본 실시예에서 바디연결부(354)는 가압바디부(351)의 대략 중심에 볼팅, 용접 등의 방식으로 연결되어 가압바디부(351)를 지지한다.
유동방지연결부(355)는 유동방지이동부(330)에 결합되어 유동방지이동부(330)에 연동하여 이동된다. 유동방지연결부(355)는 바디연결부(354)와 이격된 상태로 가압연결완충부(356)에 의하여 연결되거나, 바디연결부(354)에 슬라이딩 방식으로 이동 가능하게 결합된 상태 등의 방식으로 바디연결부(354)와 결합될 수 있다.
가압연결완충부(356)는 양단부가 바디연결부(354)와 유동방지연결부(355)에 결합되는 방식으로 바디연결부(354)와 유동방지연결부(355)를 연결하고, 신축 가능하게 구비되어 바디연결부(354)에 대한 유동방지연결부(355)의 이동을 가능하게 한다.
본 실시예에서 가압연결완충부(356)는 바디연결부(354)와 유동방지연결부(355) 사이에 개재되며, 탄성체를 포함하여, 유동방지연결부(355)의 이동에 연동하여 바디연결부(354)가 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압할 때 발생되는 압력이 설정 압력 이상으로 되지 않도록 완충한다.
평탄도보정부(357)는 가압바디부(351)의 일측면에 결합되고, 탄성체를 포함하여, 가압바디부(351)의 이동에 따라 셀(10) 또는 와이어(20)에 접하며, 셀(10) 또는 와이어(20)를 가압하는 힘에 의해 변형됨으로써, 가압바디부(351)에서 작용하는 힘이 셀(10) 또는 와이어(20)에 균일하게 전달되도록 하며, 셀(10) 또는 와이어(20)의 파손을 방지한다.
본 실시예에서 평탄도보정부(357)는 연성의 폴리머패드 등으로 예시되어 가압바디부(351)의 하측면에 복수 개가 결합되거나 탄성을 가지는 플레이트를 하측으로 볼록한 형상이 되도록 하여 셀(10)과 와이어(20)에 가해지는 힘을 균일하게 하고, 가압바디부(351)가 다소 기울거나, 위치 공차 등이 발생되어도, 이를 보정하게 된다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 예열장치(400)를 더 포함한다. 예열장치(400)는 셀이송장치(100)에 설치되고, 가열장치(200)로 전달되는 셀(10)과 와이어(20)를 예열한다.
예열장치(400)는 셀이송장치(100)에 설치되고, 가열장치(200)로 전달되는 셀(10)과 와이어(20)를 예열한다.
본 실시예에서 예열장치(400)는, 셀(10)과 와이어(20)의 이송 방향을 기준으로 가열장치(200)의 후방(도 1 기준 좌측 방향)에 대응되는 위치인 예열구간(P1)에 설치되고, 예열구간(P1)에 진입한 셀(10)과 와이어(20)를 가열장치(200)의 가열온도보다 낮은 온도로 예열한다.
이로써, 본 실시예에서 예열장치(400)는 가열장치(200)에 의한 솔더링이 보다 안정적으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 가열장치(200)에 의한 솔더링 시간을 단축시킬 수 있다. 본 실시예에서 예열장치(400)는 예열부(410) 및 와이어가이드(430)를 포함한다.
예열부(410)는 셀이송장치(100)에 설치되며 열을 방출하여, 셀이송장치(100)에 의하여 이송되는 셀(10)과 와이어(20)를 가열한다. 본 실시예에서 예열부(410)는 대략 판 형상인 핫 플레이트(hot plate)로 예시되어 셀(10)과 와이어(20)를 가열함과 동시에, 상측으로 개방되는 예열진공홀부(450)가 형성되어 셀(10)을 흡착 고정한다.
본 실시예에서 예열부(410)는 이송 방향을 따라 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개 구비되는 경우 예열구간(P1)에 필요한 거리를 확보하여 충분한 예열을 가능하게 하며, 급속한 온도 변화 등에 따라 와이어(20) 또는 셀(10)의 성질이 변하는 것을 방지한다.
와이어가이드(430)는 예열부(410), 구체적으로 예열부(410)의 상측면에 오목하게 형성되고, 이송 방향을 따라 길게 형성되어 와이어(20)의 이동을 안내함으로써, 이동 중 와이어(20)가 설정 위치로부터 벗어나는 것을 방지한다.
본 실시예에서 와이어가이드(430)는 복수 개의 와이어(20)의 설정 위치에 대응되도록 이송 방향에 수직한 방향으로 이격되게 배열되어, 복수 개의 와이어(20)를 동시에 안내한다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 후열장치(500)를 더 포함한다. 후열장치(500)는 셀이송장치(100)에 설치되고, 가열장치(200)를 통과한 셀(10)과 와이어(20)를 가열장치(200)의 가열온도보다 낮은 온도로 가열한다.
본 실시예에서 후열장치(500)는 셀이송장치(100) 중 가열장치(200)의 전방(도 1 기준 우측)에 대응되는 위치인 후열구간(P3)에 설치되고, 셀(10)과 와이어(20)는 이송벨트(130)에 안착된 상태로 후열장치(500)의 상측을 통과하므로, 후열장치(500) 없이 자연 냉각되는 것에 비해 냉각속도가 느려지게 된다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 후열장치(500)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(500)는 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 태빙장치의 솔더링장치(1)는 가열부(600)를 더 포함한다. 가열부(600)는 셀이송장치(100)에 설치되며, 가열장치(200)의 하측에 위치하고, 열을 방출하여 가열장치(200)와의 사이에 진입된 셀(10) 또는 와이어(20)를 가열한다.
본 실시예에서 가열부(600)는 가열부재(610) 및 차단부재(630)를 포함한다.
가열부재(610)는 셀이송장치(100)에 설치되며, 가열장치(200)의 하측에 위치하고, 열을 방출한다. 본 실시예에서 가열부재(610)는 핫 플레이트로 예시되며 열을 방출하여 차단부재(630) 등을 가열한다.
차단부재(630)는 가열부재(610)와 가열장치(200)의 사이에 위치하며, 가열장치(200)에서 방출되는 열이 가열부재(610) 측으로 전달되는 것을 차단한다. 본 실시예에서 차단부재(630)는 가열부재(610)에 의하여 가열되어 가열부재(610)와 대략 열 평형 상태로 유지된다.
이러한 차단부재(630)의 온도는 가열장치(200)가 셀(10) 또는 와이어(20)를 가열하는 가열온도보다 낮게 형성되는데, 솔더링 시 가열장치(200)로부터 셀(10) 또는 와이어(20)로 전달되는 열이 가열부재(610)에 전달되는 것을 차단하여 열 손실을 줄이고, 셀이송장치(100) 등이 파손되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 차단부재(630)의 예열장치(400) 측 단부에는 와이어안내홈부(631)가 형성된다. 본 실시예에서 와이어안내홈부(631)는 이송 방향을 따라 상향 경사지게 형성되어, 셀이송장치(100)에 의하여 가열장치(200)와의 사이로 진입되는 와이어(20)의 이동을 안내함으로써, 와이어(20)가 차단부재(630)와의 충격에 의해 파손되거나, 셀(10)과의 위치가 틀어지는 것을 방지한다.
본 실시예에서 차단부재(630)는 가열진공홀부(633)를 더 포함한다. 가열진공홀부(633)는 가열장치(200) 측으로 개방되고, 유압펌프 등에 연결되며, 셀(10)과의 사이에 대기압보다 낮은 압력인 음압을 형성하는 방식으로 셀(10)을 흡착한다.
본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 단열장치(700)를 더 포함한다. 단열장치(700)는 셀이송장치(100)에 설치되고 예열장치(400), 가열부(600) 또는 후열장치(500)의 하측에 설치되어, 가열부(600), 예열장치(400) 또는 후열장치(500)로부터 방출되는 열기가 하향 전달되는 것을 제한한다. 이로써, 단열장치(700)는 셀이송장치(100)의 열손상 등을 방지하고, 셀(10)과 와이어(20)를 가열하는 효율을 증대시킨다.
본 실시예에서 단열장치(700)는 단열재 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.
와이어이재장치(미도시)에 의하여 복수의 1번와이어(20a)가 셀이송장치(100)에 안착되면, 셀이재장치(미도시)가 해당 1번와이어(20a)에 1번셀(10a)을 안착시킨다. 1번와이어(20a)와 1번셀(10a)은 예열장치(400)에 의하여 예열되어 온도가 상승한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지가압부가 1번셀을 가압하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 1번와이어(20a)와 1번셀(10a)이 적층된 후, 유동방지이동부(330)의 수평이동부(331)가 작동하여 유동방지가압부(350)를 1번셀(10a)의 상측으로 이동시키고, 수직이동부(337)를 작동시켜 유동방지가압부(350)가 1번셀(10a)과 1번와이어(20a)를 가압하여 고정시킨다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지부가 이송 방향을 따라 이동하는 것을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 셀이송장치(100)에 의하여 1번와이어(20a) 및 1번셀(10a)이 가열구간(P2)으로 이동될 때, 베이스바디부(313)는 셀이송장치(100)의 이송 속도와 동일한 속도로 레일부(311)를 따라 이동하여 유동방지가압부(350)가 1번셀(10a) 및 와이어(20a)를 고정하는 것이 해제되지 않도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지가압부가 1번셀에서 이격되는 상태를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 1번와이어(20a)와 1번셀(10a)이 가열구간(P2)에 도달하면 수직이동부(337)가 작동하여 유동방지가압부(350)를 1번셀(10a)과 1번와이어(20a)로부터 이격시킨 뒤, 수평이동부(331)가 작동하여 유동방지가압부(350)를 가열구간(P2)으로부터 벗어나도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 2번와이어 및 2번셀이 적층되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태빙장치의 솔더링장치에서 유동방지가압부가 2번셀을 가압하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9 및 10을 참조하면, 유동방지가압부(350)가 가열구간(P2)에서 빠져나오면, 와이어이재장치(미도시) 및 셀이재장치(미도시)가 2번와이어(20b) 및 2번셀(10b)을 셀이송장치(100)에 적층한다.
2번와이어(20b) 및 2번셀(10b)이 적층되면, 가열장치(200)가 2번와이어(20b), 1번셀(10a) 및 1번와이어(20a)를 가열하여 솔더링한다.
솔더링이 완료되거나, 솔더링 공정 중, 유동방지이동부(330)는 수평이동부(331)를 작동시켜 유동방지가압부(350)가 2번셀(10b) 상측으로 이동하도록 하고, 수직이동부(337)가 유동방지가압부(350)를 하강시켜 유동방지가압부(350)가 2번셀(10b)과 2번와이어(20b)를 가압 고정하게 한다.
결국, 본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는 고정 지그 등의 적용 없이, 셀(10) 및 와이어(20)의 상호 이동을 방지한 상태로 셀(10) 및 와이어(20)를 이송 방향을 따라 이송시킬 수 있다.
나아가 본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는, 와이어가이드(430) 및 와이어안내홈부(631)를 포함하여 이동 중 와이어(20)의 위치가 변경되거나, 충격에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는, 예열장치(400) 및 후열장치(500)를 적용하여 셀(10)과 와이어(20)를 가열하는 시간을 줄이고, 셀(10)과 와이어(20)의 온도가 급격히 변경되는 것을 방지하여 제품의 품질을 향상시킨다.
또한, 본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는, 가열부(600)에 차단부재(630)가 적용되어 가열장치(200)에 의한 가열 시 열 손실을 방지하고 셀(10) 및 와이어(20)의 가열을 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 태빙장치의 솔더링장치(1)는, 단열장치(700)가 구비되어 예열장치(400), 가열부(600) 및 후열장치(500)에서 발생되는 열의 손실을 차단하고, 셀이송장치(100)의 파손 등을 방지할 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: 셀
20: 와이어 100: 셀이송장치
110: 구동부 130: 이송벨트
200: 가열장치 210: 가열프레임부
230: 솔더링고정부 231: 솔더링고정이동부
233: 솔더링고정가압부 250: 솔더링부
270: 온도조절부 300: 유동방지부
310: 유동방지베이스부 311: 레일부
313: 베이스바디부 330: 유동방지이동부
331: 수평이동부 332: 제1이동프레임
333: 제2이동프레임 334: 프레임이동부
337: 수직이동부 350: 유동방지가압부
351: 가압바디부 353: 가압연결부
354: 바디연결부 355: 유동방지연결부
356: 가압연결완충부 357: 가압바디완충부
400: 예열장치 410: 예열부
430: 와이어가이드 450: 예열진공홀부
500: 후열장치 600: 가열부
610: 가열부재 630: 차단부재
631: 와이어안내홈부 633: 가열진공홀부
700: 단열장치

Claims (21)

  1. 셀과 와이어를 이송하는 셀이송장치;
    상기 셀이송장치에 의해 이송 방향을 따라 이송되는 상기 셀과 상기 와이어를 가열하여 접합하는 가열장치; 및
    상기 가열장치의 일측에 이동 가능하게 위치하며, 상기 셀이송장치에 안착된 상기 셀과 상기 와이어를 가압하여 상기 셀과 상기 와이어의 유동을 방지하는 유동방지부;
    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 위치하는 가열프레임부;
    상기 셀과 상기 와이어가 적층된 상태에서, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정하는 솔더링고정부; 및
    상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하여 결합시키는 솔더링부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 솔더링고정부는,
    상기 가열프레임부에 이동 가능하게 결합되는 솔더링고정이동부; 및
    상기 솔더링고정이동부에 결합되고, 상기 솔더링고정이동부에 연동하여, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정시키는 솔더링고정가압부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 솔더링부는, IR(infrared ray) 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동방지부는,
    상기 셀이송장치의 일측에 구비되는 유동방지베이스부;
    상기 유동방지베이스부에 이동 가능하게 결합되는 유동방지이동부; 및
    상기 유동방지이동부에 결합되고, 상기 유동방지이동부에 연동하여, 상기 셀 또는 상기 와이어를 가압하여 고정시키는 유동방지가압부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 유동방지베이스부는,
    상기 셀이송장치의 일측에 구비되는 레일부; 및
    상기 레일부를 따라 이동되며, 상기 유동방지이동부가 결합되는 베이스바디부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 레일부는,
    이송 방향과 평행하게 형성되어 상기 베이스바디부의 이동을 안내하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 유동방지이동부는,
    상기 유동방지베이스부 또는 상기 유동방지가압부에 결합되어 상기 유동방지가압부를 상기 셀 또는 상기 와이어의 상측으로 이동시키는 수평이동부; 및
    상기 유동방지베이스부 또는 상기 유동방지가압부에 결합되어, 상기 유동방지가압부를 승강시켜, 상기 유동방지가압부를 상기 셀 또는 상기 와이어에 접촉시키는 수직이동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 수평이동부는,
    상기 유동방지베이스부에 결합되는 제1이동프레임;
    상기 유동방지가압부에 결합되는 제2이동프레임; 및
    상기 제1이동프레임과 상기 제2이동프레임을 연결하며, 상기 제1이동프레임과 상기 제2이동프레임 사이의 각도 또는 거리를 변경하는 프레임이동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 유동방지가압부는,
    상기 셀에 대응되는 형상으로 형성되는 가압바디부;
    상기 가압바디부와 상기 유동방지이동부를 결합하는 가압연결부; 및
    상기 가압바디부의 일측면에 형성되고, 탄성체를 포함하여, 상기 가압바디부의 이동에 따라 상기 셀에 접하는 평탄도보정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 가압연결부는,
    상기 가압바디부에 결합되는 바디연결부;
    상기 유동방지이동부에 결합되는 유동방지연결부; 및
    양단부가 상기 바디연결부와 상기 유동방지연결부에 결합되고, 신축 가능하게 구비되는 가압연결완충부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 가열장치로 전달되는 상기 셀과 상기 와이어를 예열하는 예열장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 예열장치는,
    상기 셀과 상기 와이어를 상기 가열장치의 가열온도보다 낮은 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 예열장치는,
    상기 셀이송장치에 설치되며, 열을 방출하여 상기 셀이송장치에 의하여 이송되는 상기 셀과 상기 와이어를 가열하는 예열부; 및
    상기 예열부에 오목하게 형성되며, 이송 방향을 따라 길게 형성되어, 상기 와이어의 이동을 안내하는 와이어가이드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 예열장치는,
    상기 예열부에 형성되며, 상측으로 개방되어, 상기 셀을 흡착하는 예열진공홀부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  17. 제 6항에 있어서,
    상기 셀이송장치에 설치되고, 상기 가열장치를 통과한 상기 셀과 상기 와이어를 상기 가열장치의 가열온도보다 낮은 온도로 가열하는 후열장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  18. 제 6항에 있어서,
    상기 셀이송장치에 설치되며, 상기 가열장치의 하측에 위치하고, 열을 방출하여 상기 가열장치와의 사이에 진입된 상기 셀 또는 상기 와이어를 가열하는 가열부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 가열부는,
    상기 셀이송장치에 설치되며, 상기 가열장치의 하측에 위치하고, 열을 방출하는 가열부재; 및
    상기 가열부재와 상기 가열장치의 사이에 위치하여, 상기 가열장치에서 방출되는 열이 상기 가열부재 측으로 전달되는 것을 차단하는 차단부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 차단부재는,
    상기 와이어가 진입되는 단부에 형성되며, 이송 방향으로 진행하면서 상향 경사지게 형성되어, 상기 셀이송장치에 의하여 상기 가열장치와의 사이로 진입되는 상기 와이어의 이동을 안내하는 와이어안내홈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 차단부재는,
    상기 가열장치 측으로 개방되어, 상기 셀을 흡착하는 차단진공홀부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙장치의 솔더링장치.
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