KR100218108B1 - 부품 실장용 리플로우 로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품 실장용 리플로우 로에 관한 것으로서, 특히 내측으로 열풍 및 냉각 공기가 공급되는 리플로우부재와, 상기 리플로우부재의 내측으로 부품이 실장된 실장 기판을 승강시키는 승강부재와, 상기 리플로우부재의 내측으로 열풍을 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 리플로우부재의 내측에 위치된 실장 기판의 부품을 향하여 부분적으로 냉각 공기를 분사하는 토출관을 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에서는 일반 부품 및 약열 부품이 혼재된 상태로 고온의 열풍 분위기 로내에서 납땜 등의 작업을 행하는 것이 가능하여 특히 약열 부품의 열충격을 최소화하여 불량율을 감소시킴과 동시에 더욱 향상된 납땜 품질을 얻을 수 있고, 더욱이 작업 공수 및 작업 시간을 단축하여 생산성을 향상시킴은 물론 제조 코스트를 현저하게 절감할 수 있는 등의 여러 가지 효과가 있다.

Description

부품 실장용 리플로우 로

본 발명은 부품 실장용 리플로우(Reflow) 로(爐)에 관한 것으로서, 특히 실장 기판이 납땜되는 일반 부품은 물론 열에 약한 약열 부품도 하나의 로내에 투입하는 것이 가능케 됨과 동시에 납땜 등의 작업이 이루어지도록 된 부품 실장용 리플로우 로에 관한 것이다.

일반적으로 땜납, 다원 합금 땜납, 무연 고온 땜납 또는 플럭스(Flux), 접착제, 커버재, 방열재 등을 도포한 하나의 실장 기판 상에 다수의 부품을 공급하여 고온의 로내에서 납땜을 실시하고 있다.

특히, 이중에서 주성분으로 주석을 약 90%정도 포함하는 무연 고온 땜납은 주석 및 납을 주성분으로 하는 일반 땜납에 비하여 훨씬 높은 고온에서 납땜 작업을 행하게 된다.

그러나, 이와 같은 땜납 방식은 열에 매우 약한 박형 고집적 반도체나 광실장 부품 또는 열 가역성의 수지 부품 등의 경우에는 열에 의한 심각한 손상을 미치게 됨으로써 불량율을 증가시키는 한 요인으로 작용하게 된다.

이를 해결하기 위해 상기한 약열 부품은 실장하지 않은 상태에서 일반 부품만을 실장하여 납땜 등의 작업을 행한 후에 별도의 공정에서 국소 가열수단, 예컨대 크세논이나 할로겐 램프, 레이저 광, 펄스 히터 또는 수작업 등으로 납땜을 행함으로써 작업 공수 및 작업 시간이 증가됨은 물론 제조 코스트를 상승시키는 등의 여러 가지 문제점들이 내재되어 있었다.

또한, 일반 부품 및 약열 부품을 무연 저융점 땜납으로 납땜을 행하는 경우에는 온도를 낮추는 대표적인 금속인 In, Bi등의 고가의 금속을 사용함으로써 땜납이 고가로 되는 등의 문제점도 내재되어 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 로내에 납땜을 위한 온풍은 물론 약열 부품을 냉각하는 냉품이 부분적으로 공급되도록 하여 일반 부품 및 약열 부품이 혼재된 상태에서의 납땜 등의 작업이 가능케 됨은 물론 작업 공수 및 작업 시간을 단축하여 생산성을 향상시킴과 동시에 더욱 제조 코스트를 절감할 수 있는 부품 실장용 리플로우 로를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내측으로 열풍 및 냉각 공기가 공급되는 리플로우부재와, 상기 리플로우부재의 내측으로 부품이 실장된 실장 기판을 승강시키는 승강부재와, 상기 리플로우부재의 내측으로 열풍을 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 리플로우부재의 내측에 위치된 실장 기판의 부품을 향하여 부분적으로 냉각 공기를 분사하는 토출관을 구비하는 것을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명에 의한 부품 실장용 리플로우 로를 나타내는 개락적인 도면이다.

제2도는 본 발명에 의한 부품 실장용 리플로우 로의 요부를 나타내는 일부 확대 단면도이다.

제3도 내지 제6도는 본 발명에 의한 부품 실장용 리플로우 로의 작동 상태를 나타내는 도면으로서,

제3도는 실장 기판이 공급된 상태를 도시하는 도면이고,

제4도는 로내로 열풍 및 냉각 공기가 공급된 상태에서 납땜을 실시하는 상태를 도시하는 도면이며,

제5도는 부품이 납땜된 후의 상태를 나타내는 도면이고,

제6도는 실장 기판의 반출 상태를 도시하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 단열벽 10a : 배출구

12 : 실장 기판 14 : 이송부재

16 : 리플로우부재 18 : 실린더

20 : 승강부재 22 : 지그부재

24 : 토출관 30 : 열풍공급수단

32 : 히터 34 : 열풍 저장부

38 : 열풍 공급관 44 : 냉각 팬

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 더욱 상세하게 설명하고자 한다.

제1도는 본 발명에 의한 부품 실장용 리플로우 로의 개략적인 도면을 나타낸다.

도면에서 하측이 개방되고 상측에는 내부의 열풍을 배출시키는 배출구(10a)가 형성된 단열벽(10)의 하측에는 전 공정에서 투입된 실장 기판(12)을 이송시키는 이송부재(14)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 단열벽(10)의 내측에는 하측이 개방된 리플로우부재(16)가 설치되어 있으며, 상기 리플로우부재(16)의 하측에는 상기 이송부재(14)상에 안착되어 이송되는 실장 기판(12)을 실린더(18)의 작동에 따라 상승 또는 하강시키는 승강부재(20)가 설치되어 있다.

한편, 상기 리플로우부재(16)의 상측에는 소정의 공간을 두고 지그부재(22)가 횡측으로 고정 설치되어 있고, 상기 지그부재(22)에는 하향하여 상기 승강부재(20)상에 안착된 실장 기판(12)의 일부분으로 냉각 공기를 토출하는 토출관(24)이 연장 형성되어 있다.

상기 지그부재(22)의 상측에는 냉각수단(E)으로부터 공급되는 냉각 공기를 토출시키는 다수의 분사 노즐(26a)을 가진 냉각송풍부재(26)가 위치되어 있다.

그리고, 상기 분사 노즐(26a)을 통하여 분사된 냉각 공기는 실장 기판(12)상의 일부분을 냉각시킨 후 배기되도록 리플로우부재(16)의 상부 양측에는 냉기 배기구(28a)(28b)가 형성되어 있다.

상기 토출관(24)은 제2도에 도시한 바와 같이 내측에 소정의 간격을 두고 분사 노즐(26a)에서 분사된 냉각 공기가 약열 부품(P)을 향하여 공급되도록 하는 내부관(24a)이 설치되어 있고, 상기 토출관(24) 및 내부관(24a)의 선단에는 분리 가능하게 냉각 노즐(24b)이 결합되어 있다.

따라서, 상기 리플로우부재(16)의 상측으로 공급된 냉각 공기는 내부관(24a)을 통하여 실장 기판(12)상의 약열 부품(P)으로 분사된 후 다시 내부관(24a)의 외측과 토출관(24)의 내측 사이로 배출되는 것이다.

본 실시예에서 상기 토출관(24)은 하나를 도시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 예컨대 실장 기판(12)상에 실장되는 약열 부품(P)의 개수에 따라 그 수를 적절하게 형성시킬 수 있고, 그 크기도 약열 부품(P)의 크기에 따라 적절하게 변경시킬 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 리플로우부재(16)의 하측에 형성된 리플로우부(16a)는 열풍 공급수단(30)으로부터 공급되는 열풍에 의해 고온의 분위기를 유지하도록 구성되어 있다.

상기 열풍 공급수단(30)은 외부에서 가압된 공기를 가열하는 히터(32)와, 상기 히터(32)에서 가열된 열풍을 저장하는 열풍 저장부(34)와, 상기 열풍 저장부(34)내에 저장된 열풍을 밸브(36)의 작동에 따라 리플로우부(16a)내로 선택적인 공급을 행하는 열풍 공급관(38)으로 이루어진다.

상기 리플로우부(16)의 양측에는 상기 배출구(10a)내로 열풍이 배출되는 다수의 통기구(40)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 이송부재(14)의 일측에는 배출되는 실장 기판(12)을 냉각하도록 모터(42)의 구동에 따라 회전되는 냉각팬(44)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 부품 실장용 리플로우 로는 전 공정에서 실장 기판(12)상의 소정의 위치에 약열 부품 등의 부품(P)이 실장된 상태에서 도시하지 않은 예열부에서 가열이 이루어진 후 이송 부재(14)상으로 투입되면, 상기 이송부재(14)의 작동에 의해 실장 기판(12)이 이송되어 제3도에 도시한 바와 같이 승강부재(20)의 상측에 위치된다.

이어서, 제4도에 도시한 바와 같이 실린더(18)가 작동하여 승강부재(20)를 상승시키면, 실장 기판(12)은 리플로우부재(16)의 하측에 위치하게 된다.

이때, 상기 실장 기판(12)이 리플로우부재(16)의 하측에 위치되면, 열풍 공급수단(30)의 작동에 따라 발생된 열풍이 리플로우부(16a)의 내측으로 공급됨과 동시에 냉각수단(24)의 작동에 따라 발생된 냉각 공기가 실장 기판(12)의 일부분으로 공급된다.

즉, 외부로부터 가압된 공기가 히터(32)를 통과하면서 가열되어 열풍으로 되고, 상기 히터(32)에서 가열된 열풍은 열풍 저장부(34)내에서 저장된 후 밸브(36)의 개방 작동에 따라 열풍 공급관(38)을 통하여 리플로우부(16a)의 내측으로 공급됨으로써 상기 리플로우부(16a)의 내부는 고온의 열풍 분위기가 유지되는 것이다.

그리고, 상기 리플로우부(16a)내에서 가열에 사용된 열풍은 다수의 통기구(40)를 통하여 리플로우부재(16) 및 단열벽(10)의 사이로 유입된 후 배출구(10a)를 통하여 로의 외측으로 배출이 이루어진다.

한편, 상기 냉각 수단(E)에서 발생된 냉각 공기는 냉각송풍부재(26)의 내측으로 유입된 후 각각의 분사 노즐(26a)을 통하여 분사되고, 분사된 냉각 공기는 지그부재(22)에 형성된 토출관(24)을 통하여 실장 기판(12)의 약열 부품(P)으로 토출된다. 이때, 상기 토출관(24)을 통하여 분사되는 냉각 공기는 제2도에 도시한 바와 같이 내부관(24a)을 통하여 하향하여 냉각 노즐(24b)의 내측으로 통하여 약열 부품(P)으로 토출된 후, 다시 냉각 노즐(24b)의 내측으로 통하여 약열 부품(P)으로 토출된 후, 다시 냉각 노즐(24b)의 내측으로 통하여 약열 부품(P)으로 토출된 후, 다시 냉각 노즐(24b)를 통하여 상기 내부관(24a) 및 토출관(24)의 사이를 통하여 리플로우부재(16)의 상측으로 유입되고, 이 냉각 공기는 다시 진공력에 의해 흡입력이 작용하는 냉가 배기구(28a)(28b)를 통하여 배출됨으로써 리플로우부(16a)의 내측으로는 유입되지 않게 된다.

한편, 상기 토출관(24)을 통하여 분사되는 냉각 공기에 의해 약열 부품(P)이 냉각이 이루어짐과 동시에 열풍 공급관(38)으로부터 공급되는 열풍에 의해 리플로우부(16a)가 고온의 열풍 분위기를 유지하면서 납땜 등의 작업이 이루어지면 열풍 및 냉각 공기의 유입이 차단되어 진다.

즉, 상기 열풍 공급관(38)에 설치된 밸브(36)가 폐쇄됨과 동시에 열풍의 공급은 중단되고, 상기 냉기 배기구(28a)(28b)에 작용하는 흡입력을 정지시킨다.

이때, 로내를 냉각하기 위해서 토출관(24)을 통하여 공급되는 냉각 공기를 일정 시간 동안 공급하게 되는데, 필요에 따라 상기 토출관(24)에서 분사되는 냉각 공기의 분사 압력을 증가시킬 수 있음은 물론이다.

이와 같이 실장 기판(12)상에 실장된 부품(P)이 로내에서 납땜이 완료되면, 제5도에 도시한 바와 같이 실린더(18)가 작동하여 승강부재(20)를 하강시킴과 동시에 이송부재(14)를 통하여 실장 기판(12)의 반출이 이루어진다.

그리고, 반출된 실장기판(12)은 제6도에 도시한 바와 같이 모터(42)의 구동에 따라 회전되는 냉각팬(44)에 의해 냉각이 이루어지는 작동을 반복적으로 행하면서 일반 부품 및 약열 부품이 혼재된 상태에서 납땜 작업을 행할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일반 부품 및 약열 부품이 혼재된 상태로 고온의 열풍 분위기 로내에서 납땜 등의 작업을 행하는 것이 가능하여 특히 약열 부품의 열충격을 최소화하여 불량율을 감소시킴과 동시에 더욱 향상된 납땜 품질을 얻을 수 있고, 더욱이 작업 공수 및 작업 시간을 단축하여 생산성을 향상시킴은 물론 제조 코스트를 현저하게 절감할 수 있는 등의 여러 가지 효과가 있다.

Claims (2)

1. 내측으로 열풍 및 냉각 공기가 공급되는 리플로우부재와, 상기 리플로우부재의 내측으로 부품이 실장된 실장 기판을 승강시키는 승강부재와, 상기 리플로우부재의 내측으로 열풍을 공급하는 열풍 공급수단과, 상기 리플로우부재의 내측으로 냉각 공기를 공급하는 냉각 수단을 구비한 리플로우 로에 있어서, 상기 냉각 수단은 복수 개의 분사 노즐(26a)을 갖는 냉각 송풍 부재(26)를 포함하고, 상기 냉각 송풍 부재(26)의 하측에는 상기 분사 노즐(26a)로부터 토출된 냉각 공기를 실장 기판의 부품을 향하여 부분적으로 분사하도록 내부에 내부관(24a)이 간격을 두고 설치된 토출관(24)을 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장용 리플로우 로.
2. 제1항에 있어서, 상기 리플로우부재(16)의 외측에는 내부의 열풍을 배출하도록 배출구(10a)를 가진 단열벽(10)이 설치된 것을 특징으로 하는 부품 실장용 리플로우 로.