KR20190032866A - 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치 - Google Patents

솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치 Download PDF

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Abstract

솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치가 소개된다.
이를 위해 본 발명은 기판에 대해 솔더 페이스트를 인쇄하기 위해 마스크에 도포된 솔더 페이스트를 상기 마스크에 대해 롤링할 수 있도록 길이 방향으로 연장되도록 형성되는 스퀴지 및 상기 스퀴지를 상기 마스크에 밀착한 상태에서 이송하고, 상기 스퀴지가 회전가능하게 결합되는 이송부를 포함한다.

Description

솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치{Squeegee Apparatus for Printing Solder Paste}
본 발명은 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 솔더 페이스트 프린트시 발생되는 솔더 페이스트의 편향 문제를 해결할 수 있는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치에 관한 것이다.
솔더 페이스트(Solder Paste)는 기판의 납땜에 사용된다. 기판에 전자 부품을 납땜할 부분에 솔더 페이스트를 인쇄하여 솔더 범프를 형성하게 된다.
솔더 페이스트 인쇄장치에 의해 기판 상에 솔더 페이스트를 인쇄하는 순서는 다음과 같이 이루어진다. 우선 기판을 수평으로 유지시키고, 기판의 인쇄면 상에 마스크를 겹쳐서 배치한다. 다음으로, 마스크의 상면에 솔더 페이스트를 공급하고, 마스크의 위쪽면에 스퀴지(스퀴지의 블레이드)를 접촉시킨 후 수평방향으로 이동시킨다. 스퀴지가 이동됨에 따라, 마스크 개구부(홀) 내에 솔더 페이스트가 충전되고, 기판 위쪽의 접속단자 상에 솔더 페이스트 인쇄층이 형성되게 된다.
한편, 마스크 상에 놓인 솔더 페이스트를 스퀴지를 이용하여 인쇄하는 경우, 마스크에 홀이 다수 분포된 부분과 홀이 적게 분포된 부분에서 솔더 페이스트의 소비량이 차이가 나게 된다. 이로 인해 스퀴지의 길이 방향을 따라 스퀴지에 의해 롤링되는 솔더 페이스트양이 불균일하게 된다. 마스크에 홀이 다수 분포되어 솔더 페이스트의 사용량이 많은 부분은 솔더 페이스트가 적절히 추가 공급되지 않으면 마스크의 홀에 솔더 페이스트가 채워지지 않을 수도 있다. 이와 같이 마스크의 홀에 솔더 페이스트가 채워지지 않으면 기판에 솔더 범프가 형성되지 않아 전체적인 공정의 불량을 초래하게 된다. 즉, 마스크에 형성된 홀들의 분포가 위치에 따라 불균일한 경우 솔더 페이스트 소모량의 불균일로 인해 마스크 프린팅 공정의 불량이 발생할 수 있다.
이와 같이 마스크의 형성된 홀들의 분포가 불균일한 경우에도 스퀴지로 스퀴징하는 솔더 페이스트의 롤링양은 균일하게 유지할 수 있는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치가 필요하게 되었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스퀴지에 의해 롤링되는 솔더 페이스트의 양을 조절하여 마스크에 균일한 양의 솔더 페이스트를 스퀴징할 수 있는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치는 기판에 대해 솔더 페이스트를 인쇄하기 위해 마스크에 도포된 솔더 페이스트를 상기 마스크에 대해 롤링할 수 있도록 길이 방향으로 연장되도록 형성되는 스퀴지; 및 상기 스퀴지를 상기 마스크에 밀착한 상태에서 이송하고, 상기 스퀴지가 회전가능하게 결합되는 이송부;를 포함하는 점에 특징이 있다.
본 발명의 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치는 마스크에 형성된 홀의 분포 편향 상태에 관계 없이 균일한 양의 솔더 페이스트를 스퀴지로 롤링함으로써 솔더 페이스트 인쇄 공정의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치의 일부분에 대한 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치의 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치의 일부분에 대한 사시도이다.
본 실시예의 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치는 인쇄회로기판에 솔더 페이스트를 인쇄하는 장치에 관한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치는 스퀴지(100)와 이송부(200)와 제어부(500)를 포함하여 이루어진다.
스퀴지(100)는 기판에 대해 솔더 페이스트(S)를 인쇄하기 위해 마스크(10)에 도포된 솔더 페이스트(S)를 마스크(10)에 대해 롤링할 수 있도록 길이방향으로 연장되도록 형성된다. 본 실시예의 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치는 2개의 스퀴지(100)(제1스퀴지(110) 및 제2스퀴지(120))를 구비한다.
이송부(200)는 스퀴지(100)를 마스크(10)에 밀착된 상태에서 이동시키는 장치이다. 스퀴지(100)는 이송부(200)에 회전 가능하게 결합되어 있다. 또한, 이송부(200)는 제1스퀴지(110)와 제2스퀴지(120)를 각각 이송부(200)에 대해 승강시키는 실린더(200)(제1실린더(210) 및 제2실린더(220))를 구비한다.
제1스퀴지(110)와 제2스퀴지(120)는 각각 일측에 형성된 회전로드(111, 121)에 의해 이송부(200)에 대해 회전 가능하게 결합된다. 회전로드(111, 121)가 이송부(200)에 형성된 회전홀에 각각 끼워지고 이 회전로드(111, 121)의 일단에는 회전헤드(112, 122)가 각각 형성된다.
회전부재(300)는 이송부(200)에 설치되어 제1스퀴지(110)와 제2스퀴지(120)를 각각 회전시켜 각도를 조절한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 회전부재(300)는 회전헤드(112, 122)에 각각 연결된다. 본 실시예의 경우 회전부재(300)로서 서보 모터가 사용된다.
제어부(500)는 회전부재(300)를 작동시켜 스퀴지(100)의 각도를 조절한다.
이송부(200)에는 롤링 센서(400)가 설치된다. 롤링 센서(400)는 스퀴지(100)에 의해 롤링되는 솔더 페이스트(S)의 양을 측정하여 그 측정값을 제어부(500)에 전달한다. 롤링 센서(400)는 다양한 위치에서 솔더 페이스트(S)의 양을 측정할 수 있도록 복수개 마련되어 스퀴지(100)의 연장 방향을 따라 배열된다. 본 실시예의 경우 도 2에 도시한 것과 같이, 마스크(10) 상의 넓은 범위에서 솔더 페이스트(S)의 양을 측정할 수 있도록 3개의 롤링 센서(400)가 사용된다. 3개의 롤링 센서(400)는 스퀴지(100)의 양측과 중앙부에 대응하는 위치의 이송부(200)에 각각 하나씩 설치된다. 즉, 롤링 센서(400)는 스퀴지(100)의 양측에 대응하는 위치의 이송부(200)에 설치되는 2개의 측면롤링 센서(410)와 스퀴지(100)의 중앙부에 대응하는 위치의 이송부(200)에 설치되는 중심롤링 센서(420)로 구성된다.
롤링 센서(400)는 스퀴지(100)에 의해 롤링되는 솔더 페이스트(S)의 마스크(10)에 대한 높이를 측정한다. 본 실시예의 롤링 센서(400)로는 레이저 센서가 사용될 수 있다.
제어부(500)는 롤링 센서(400)에 의해 측정된 솔더 페이스트(S)의 양을 전달받고, 그 양에 따라 실시간으로 회전부재(300)를 작동시킨다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 실시예에 따른 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치의 작동에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1스퀴지(110)와 제2스퀴지(120)는 인쇄하는 방향에 따라 실린더(210, 220)에 의해 각각 선택적으로 승강된다.
도 1을 기준으로 우측 방향으로 인쇄하는 경우에는 제2실린더(220)에 의해 제2스퀴지(120)가 상승하고 제1실린더(210)에 의해 제1스퀴지(110)가 하강하여 마스크(10)에 밀착된 상태에서 제1스퀴지(110)에 의해 솔더 페이스트(S)를 마스크(10)상에 도포하게 된다. 도 1을 기준으로 좌측 방향으로 인쇄하는 경우에는 제1스퀴지(110)가 제1실린더(210)에 의해 상승하고 제2실린더(220)에 의해 제2스퀴지(120)가 하강하여 마스크(10)에 밀착된 상태에서 제2스퀴지(120)에 의해 솔더 페이스트(S)를 마스크(10)상에 도포하게 된다.
이송부(200)가 스퀴지(110, 120)를 이송하여 솔더 페이스트(S)를 마스크(10)에 도포하기 전에, 제어부(500)는 회전부재(300)를 작동시킨다. 회전부재(300)가 작동하면 회전부재(300)에 의해 회전헤드가(112, 122)가 회전한다. 회전헤드(112, 122)가 회전하면 회전헤드(112, 122)에 결합된 회전로드(111, 121)가 회전한다. 이러한 과정을 통해 스퀴지(100)가 이송부(200)에 대해 회전한 상태가 된다.
제어부(500)에는 마스크(10)에 형성된 홀(H)의 위치와 분포를 기초로 솔더 페이스트(S)를 균일하게 인쇄하기 위해 필요한 최적의 스퀴지(100)의 회전 각도가 저장되어 있다. 스퀴지(100)의 회전 각도에 따라 마스크(10)에 롤링되는 솔더 페이스트(S)의 양이 달라진다. 제어부(500)가 제어부(500)에 저장된 최적의 스퀴지(100) 회전 각도 정보를 이용하여 회전부재(400)를 작동시킨다. 회전부재(400)의 작동에 따라 이송부(200)에 대한 스퀴지(100)의 각도가 솔더 페이스트(S)를 마스크(10)에 균일하게 인쇄하기 위한 최적의 각도가 된다. 본 발명은 이와 같은 방법으로 스퀴지(100)의 최적 각도를 미리 설정한 뒤 마스크(10) 프린팅 작업을 수행한다. 마스크(10)의 특정 영역에 홀(H)이 다른 부분보다 많이 형성된 경우에는, 그 부분에 솔더 페이스트(S)가 더 많이 공급될 수 있도록 스퀴지(100)의 각도를 설정한 후 마스크(10) 프린팅 작업을 수행하게 된다.
상기와 같이 인쇄 작업 전에 최적의 스퀴지(100) 각도로 조절한 뒤 인쇄 작업을 진행하면, 마스크(10)에 형성된 홀(H)의 위치와 분포에 따라 솔더 페이스트(S)가 공급되는 양을 조절할 수 있다. 본 발명은 이러한 구성을 통해 마스크(10) 프린팅 작업의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치는 실시간으로 스퀴지(100)의 각도를 조절하여, 마스크(10)에 공급되는 솔더 페이스트(S)의 양과 유동 방향을 조절할 수 있다. 이하에서는 롤링 센서(400)에서 측정된 값을 이용하여 실시간으로 스퀴지(100)의 각도를 조절하는 작동에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이 이송부(200)에 설치된 측면롤링 센서(410)과 중심롤링 센서(420)는 각 롤링 센서(400)가 설치된 위치에서 스퀴지(100)에 의해 롤링되는 솔더 페이스트(S)의 양을 측정한다. 스퀴지(100)에 의해 솔더 페이스트(S)가 롤링되면, 솔더 페이스트(S)의 일부가 스퀴지(100)의 측면에서 밀려 올라간다. 각 롤링 센서(400)는 스퀴지(100)에 의해 밀려 올라간 솔더 페이스트(S)의 최고 높이를 측정한다. 스퀴지(100)의 특정 위치에서 밀려 올라간 솔더 페이스트(S)의 높이가 다른 지점 보다 높다면, 그 위치에 솔더 페이스트(S)의 양이 다른 위치 보다 상대적으로 많은 것으로 판정한다. 즉, 측면롤링 센서(410)과 중심롤링 센서(420)은 해당 위치의 스퀴지(100)에 롤링되는 솔더 페이스트(S)의 마스크(10)에 대한 높이를 측정하는 방법으로 솔더 페이스트(S)의 롤링 양을 측정한다. 롤링 센서(400)에 의해 측정된 솔더 페이스트(S)의 롤링 양은 제어부(500)로 전달된다.
제어부(500)는 각 롤링 센서(400)로부터 전달 받은 솔더 페이스트(S)의 롤링 양을 바탕으로 특정 위치에서 스퀴지(100)에 의해 롤링되는 솔더 페이스트(S)의 양이 부족해질 가능성을 미리 예측한다.
제어부(500)는 측면롤링 센서(410)와 중심롤링 센서(420)의 측정값을 인쇄 작업 도중에도 실시간으로 전달받아, 회전부재(300)를 작동시켜 스퀴지(100)의 각도를 조절한다. 제어부(500)가 회전부재(300)를 작동시키면, 회전부재(300)에 연결된 회전헤드(112, 122)에 의해 회전로드(111, 121)가 회전하고 이에 연결된 스퀴지(100) 역시 인쇄 작업 중에도 실시간으로 그 회전 각도가 변경된다.
즉, 스퀴지(100)의 길이 방향을 따라 스퀴지(100)에 의해 롤링되는 솔더 페이스트(S)의 양이 스퀴지(100)의 특정 위치에서 기준값 미만으로 떨어지는 경우 제어부(500)는 이를 솔더 페이스트(S)의 부족 상태로 판단하여 솔더 페이스트(S)가 부족한 영역으로 솔더 페이스트(S)가 보충되도록 스퀴지(100)의 각도를 조절한다. 솔더 페이스트(S)가 부족한 영역으로 스퀴지(100)의 각도가 기울어지면, 솔더 페이스트(S)가 기울어진 스퀴지(100)를 따라 솔더 페이스트(S)가 부족한 영역으로 보충된다.
이와 같은 방법으로 다른 영역에 비해 홀(H)이 상대적으로 다수 분포된 마스크(10)의 영역에서 솔더 페이스트(S)의 사용량이 많더라도 솔더 페이스트(S)의 부족 상태가 발생하지 않아 기판 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 3은 제1스퀴지(110)와 제2스퀴지(120)가 소정 각도로 회전할 수 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 4와 도 5는 본 발명의 인쇄 작업 상태를 나타내는 도면으로 'A'로 표시된 방향은 제1스퀴지(110)의 이동방향이고, 'B'로 표시된 방향은 제1스퀴지(110)의 회전에 의한 솔더 페이스트(S)의 유동 방향을 나타낸다.
인쇄 작업 전에 도 4와 도 5에 도시된 것처럼 마스크(10)에 형성된 홀(H)의 위치와 개수의 분포를 기초로 솔더 페이스트(S)를 균일하게 인쇄하기 위한 최적의 제1스퀴지(110)의 회전 각도로 회전시킨 뒤 인쇄 작업을 진행할 수도 있고, 인쇄 작업 중이라도 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 실시간으로 제1스퀴지(110)의 각도를 조절할 수 있다.
도 4는 도면을 기준으로 상측 부분의 마스크(10)에 홀(H)이 상대적으로 다수 분포하는 경우를 도시한 것이다. 센서(400)에서 측정된 값으로부터 상측 부분의 스퀴지(110)에 의해 롤링되는 솔더 페이스트(S)의 양이 기준값 이하로 떨어지는 것을 감지하면 제어부(500)는 회전부재(300)를 작동시켜 제1스퀴지(110)를 시계방향으로 회전시킨다. 솔더 페이스트(S)의 양이 부족한 부분의 제1스퀴지(110) 부분이 제1스퀴지(110)의 이동방향(A)에 대해 다른 부분보다 후방에 위치하게 되면, 도 4에 도시한 B 방향으로 솔더 페이스트(S)가 흐르게 된다. 이와 같은 방법으로 스퀴지(100)를 회전시킴으로써 실시간으로 솔더 페이스트(S)가 부족한 부분에 솔더 페이스트(S)를 보충하게 된다.
도 5는 도 4에서 솔더 페이스트(S)를 보충한 반대 방향으로 솔더 페이스트(S)를 보충하는 경우를 도시한 것이다. 도 5를 기준으로 하측의 제1스퀴지(110) 부분에 솔더 페이스트(S)가 부족한 경우 제어부(500)는 제1스퀴지(110)를 시계방향으로 회전시킨다. 이 경우 도면의 하측 부분 제1스퀴지(110)가 제1스퀴지(110)의 진행 방향(A)에 대해 상대적으로 후방에 위치하게 되므로 솔더 페이스트(S)는 도면의 하측 방향(B)으로 제1스퀴지(110)을 따라 흐르게 된다. 한편, 도 5에 도시한 것과 같이 도 4보다 제1스퀴지(110)의 회전각도를 더 증가시키면 솔더 페이스트(S)의 보충 속도도 증가시킬 수 있다.
이상 본 발명에 대하여 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명한 실시예로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 롤링 센서(400)가 이송부(200)에 설치된 것으로 설명하였으나, 롤링 센서(400)는 이송부가 아닌 스퀴지에 설치될 수도 있다.
또한, 앞에서는 스퀴지(100)를 제1스퀴지(110)와 제2스퀴지(220)로 구성하였으나, 하나의 스퀴지로 본 발명을 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 스퀴지의 양 면을 이용하여 솔더 페이스트를 마스크에 프린팅 한다. 하나의 스퀴지로 본 발명을 구성하는 경우 솔더 페이스트의 양을 측정하는 롤링 센서는 스퀴지의 양면에 의해 롤링되는 솔더 페이스트를 촬영할 수 있도록 스퀴지의 양 면을 바라보는 위치에 설치된다.
또한, 앞에서 3개의 롤링 센서가 스퀴지의 양측과 중앙부에 대응하는 위치에 설치되는 것으로 설명하였으나, 롤링 센서의 종류, 개수, 설치 위치는 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
롤링 센서(400)를 구비하지 않는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 실시간으로 솔더 페이스트의 롤링 값을 측정하는 것이 아니라, 마스크에 형성된 홀의 분포로부터 적절한 스퀴지의 각도를 계산하여 그 계산값에 따라 제어부가 회전부재의 작동을 제어하게 된다.
또한, 경우에 따라서 롤링 센서(400)와 제어부(500)를 구비하지 않는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치를 구성하는 것도 가능하다. 스퀴지가 이송부에 회전 가능하게 설치되어 있으면, 작업자가 스퀴지의 각도를 조절한 후 스퀴지의 각도를 고정한 상태에서 마스크 프린팅을 수행하도록 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치를 구성하는 것도 가능하다. 작업자가 직접 인쇄 작업 전에 마스크에 형성된 홀(H)의 위치와 개수의 분포를 기초로 솔더 페이스트를 균일하게 인쇄하기 위한 최적의 각도로 스퀴지의 각도를 조절하여 고정한 후 작업을 수행하게 된다.
100: 스퀴지 200: 이송부
300: 회전부재 400: 롤링 센서
500: 제어부

Claims (6)

  1. 기판에 대해 솔더 페이스트를 인쇄하기 위해 마스크에 도포된 솔더 페이스트를 상기 마스크에 대해 롤링할 수 있도록 길이 방향으로 연장되도록 형성되는 스퀴지; 및
    상기 스퀴지를 상기 마스크에 밀착한 상태에서 이송하고, 상기 스퀴지를 회전 가능하게 지지하는 이송부;를 포함하는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송부에 대해 상기 스퀴지를 회전시켜 상기 스퀴지의 각도를 조절하는 회전부재;를 더 포함하는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송부는, 상기 스퀴지가 상기 마스크에 밀착되도록 상기 이송부에 대해 상기 스퀴지를 승강시키는 실린더를 더 포함하는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스퀴지의 각도를 조절하도록 상기 회전부재를 작동시키는 제어부;를 더 포함하는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스퀴지에 의해 롤링되는 상기 솔더 페이스트의 양을 측정할 수 있는 롤링 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 스퀴지의 위치에 따른 상기 솔더 페이스트의 롤링 양을 조절할 수 있도록 상기 롤링 센서의 신호를 전달 받아 실시간으로 상기 회전부재를 작동시키는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 롤링 센서는, 상기 스퀴지에 의해 롤링되는 상기 솔더 페이스트의 상기 마스크에 대한 높이를 측정하고,
    상기 제어부는, 상기 롤링 센서에서 측정된 결과를 이용하여 상기 회전부재를 제어하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트 인쇄용 스퀴지 장치.
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