KR102503647B1 - 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법 - Google Patents

지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 연성회로기판을 베이스 플레이트의 전면에 배치하는 단계; 상기 연성회로기판의 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트의 배면에 대해 고정하는 단계; 상기 연성회로기판의 단자에 솔더 크림을 인쇄하는 단계; 강성회로기판을 상기 전면에 배치하여, 상기 강성회로기판의 단자가 상기 솔더 크림에 접촉하게 하는 단계; 상기 전면에 가압 유닛을 장착하여, 상기 강성회로기판 및 상기 연성회로기판을 상기 전면에 대해 가압 고정하는 단계; 상기 베이스 플레이트, 상기 연성회로기판, 상기 강성회로기판, 및 상기 가압 유닛의 조립체를 리플로우 장비에 투입하는 단계를 포함하는, 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법을 제공한다.

Description

지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법{METHOD FOR REFLOW SOLDERING FOR FPCB USING ZIG}
본 발명은 지그를 이용해서 연성회로기판을 리플로우 솔더링하는 방법에 관한 것이다.
전기자동차(EV) 등에는 동력원으로서, 배터리 팩이 사용되고 있다. 배터리 팩은, 복수의 배터리 모듈을 전기적으로 연결하여, 고출력 및 대용량을 구현한 것이다. 배터리 모듈들에 대한 전기적으로 연결하기 위해서는, 연성회로기판(FPCB)이 사용될 수 있다. 배터리 팩이 대형화됨에 따라, 연성회로기판의 길이도 길어져야 한다. 그러나, 충분한 길이를 갖는 연성회로기판을 한 번에 제작하는 데는 기술적인 어려움이 있다.
이를 해결하기 위해, 복수의 연성회로기판을 연결하는 방안이 제시되어 있다. 연성회로기판간의 연결에는 표면실장기술(表面實裝技術, surface mount technology, SMT)이 사용될 수 있다. 구체적으로, 서로 연결할 연성회로기판에 솔더 크림을 프린팅한 후에 그를 리플로우 솔더링 오븐에 투입하는 것이다. 리플로우 솔더링 오븐은 히터 가열을 통한 열풍의 생성과 그의 대류를 통해 안정적인 솔더링이 이루어지게 한다.
연성회로기판은 처음에는 살짝 가열하는 구역에 들어가서 그의 온도는 점차 균일하게 상승한다. 연성회로기판이 들어간 구역의 온도는 솔더 크림이 녹을 수 있도록 충분히 상승하여, 연성회로기판들을 서로 결합시킨다. 리플로우 솔더링 오븐은 솔더링 이후에 연성회로기판을 냉각시킬 때 온도 스트레스를 최소로 줄여주기도 한다.
연성회로기판들은 서로 연결될 경우 상당히 긴 길이를 가진다. 그에 따라 그들이 길이 방향을 따라 리플로우 솔더링 오븐을 통과하는 과정에서 영역별 온도 차이가 커지게 된다. 또한, 솔더링 공정에 소요되는 시간이 길어져서, 전체 공정의 택트 타임(tact time)을 단축하기 어려운 문제도 있다.
본 발명의 일 목적은, 연성회로기판들의 연결시에 솔더링 공정에서 연성회로기판들의 영역별 온도 차이를 최소화하고 솔더링에 소요되는 시간도 줄일 수 있는, 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법은, 연성회로기판을 베이스 플레이트의 전면에 배치하는 단계; 상기 연성회로기판의 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트의 배면에 대해 고정하는 단계; 상기 연성회로기판의 단자에 솔더 크림을 인쇄하는 단계; 강성회로기판을 상기 전면에 배치하여, 상기 강성회로기판의 단자가 상기 솔더 크림에 접촉하게 하는 단계; 상기 전면에 가압 유닛을 장착하여, 상기 강성회로기판 및 상기 연성회로기판을 상기 전면에 대해 가압 고정하는 단계; 상기 베이스 플레이트, 상기 연성회로기판, 상기 강성회로기판, 및 상기 가압 유닛의 조립체를 리플로우 장비에 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 연성회로기판과 제2 연성회로기판을 연결하여, 상기 연성회로기판을 만드는 단계가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 연성회로기판을 베이스 플레이트의 전면에 배치하는 단계는, 상기 전면에 형성된 점착부에 상기 연성회로기판을 점착하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연성회로기판의 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트의 배면에 대해 고정하는 단계는, 상기 연성회로기판을 상기 배면에 설치된 벤딩유도 유닛에 대해 벤딩시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연성회로기판의 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트의 배면에 대해 고정하는 단계는, 상기 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트에 형성된 통과홀을 통과시켜 상기 벤딩유도 유닛을 향해 보내는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연성회로기판의 벤딩에 의해, 상기 연성회로기판과 상기 강성회로기판의 조립체는 트랙 형상을 갖는 것일 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법에 의하면, 베이스 플레이트의 전면에 배치된 연성회로기판은 그의 양 가장자리 영역이 베이스 플레이트의 배면에 고정된 채로 가압 유닛에 의해 강성회로기판과 일체를 이룬 채로 리플로우 장비에 투입되기에, 연성회로기판은 원래 길이보다 짧은 길이를 갖고서 리플로우 솔더링 오븐에 투입될 수 있다.
그에 의해, 연성회로기판들의 연결시에 솔더링 공정에서 연성회로기판들의 영역별 온도 차이가 줄어들게 된다. 또한, 연성회로기판들의 연결을 위한 솔더링 공정에 소요되는 시간도 줄어든다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그를 위에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1의 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그를 뒤집어서 보인 사시도이다.
도 3은 도 1의 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그에 장착되는 가압 유닛을 뒤집어 보인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시에에 따른 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법에 대한 순서도이다.
도 5는 도 1의 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그에 연성회로기판을 장착한 상태를 보인 사시도이다.
도 6은 도 5의 연성회로기판이 장착된 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그를 뒤집어 보인 사시도이다.
도 7은 도 5에서 가압 유닛이 장착된 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그의 조립 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그를 위에서 바라본 사시도이고, 도 2는 도 1의 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그를 뒤집어서 보인 사시도이다.
본 도면들을 참조하면, 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그(100)는, 베이스 플레이트(110), 벤딩유도 유닛(130), 그리고 고정 유닛(150)을 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(110)는 대체로 직사각형 형상의 판재일 수 있다. 베이스 플레이트(110)는 전면(111)과 그와 반대되는 배면(115)을 구비한다.
전면(111)은 연성회로기판(F1,F2, 도 4 참조)의 평탄도가 유지되도록 그를 지지한다. 그에 의해, 상기 연성회로기판의 휨이 방지되고, 또한 그에는 솔더 크림이 안정적으로 도포될 수 있다. 전면(111)에는 점착부(112)가 형성될 수 있다. 점착부(112)는 전면(111)의 가로 방향을 따라 복수 개가 이격되게 배치될 수 있다. 점착부(112)는 점착성을 가진 필름 재질로 형성될 수 있다.
베이스 플레이트(110)에는 통과홀(113)이 개구될 수 있다. 통과홀(113)은 상기 가로 방향을 따라 전면(111)의 양측 가장자리에 위치할 수 있다. 통과홀(113)은 전면(111)의 상부와 하부 영역에 각각 한 쌍으로 구비될 수 있다. 통과홀(113)을 한정하는 부분 중 전면(111)의 외곽선을 한정하는 부분은 제한부(114)라고 칭할 수 있다.
베이스 플레이트(110)에 또한 잠금 홀(117)이 구비될 수 있다. 잠금 홀(117)은 전면(111)의 중앙 영역에 한 쌍으로 구비될 수 있다.
벤딩유도 유닛(130)은 상기 연성회로기판의 벤딩을 유도하는 구성이다. 벤딩유도 유닛(130)은 배면(115)에 형성될 수 있다. 벤딩유도 유닛(130)은 통과홀(113)에 대응하도록 위치할 수 있다. 그 수량에 있어서, 벤딩유도 유닛(130)은 통과홀(113)의 수에 대응하는 갯수를 가질 수 있다.
벤딩유도 유닛(130)은, 장착부(131)와 라운드부(135)를 가질 수 있다. 장착부(131)는 대체로 판재 형상을 가진다. 장착부(131)는 배면(115)에 대해 나사 고정 등의 방식으로 장착된다. 라운드부(135)는 장착부(131)에서 연장하는 부분으로서, 곡선형 단면을 가질 수 있다.
고정 유닛(150)은 연성회로기판(F1,F2)을 배면(115)에 대해 고정하기 위한 구성이다. 고정 유닛(150)은 대체로 연성회로기판(F1,F2)의 가장자리 영역을 베이스 플레이트(110)에서 들뜨지 않도록 고정한다.
고정 유닛(150)은 연성회로기판(F1,F2)을 개재한 채로 배면(115)에 대해 자력 결합되는 자력 플레이트일 수 있다. 상기 자력 플레이트는 자석 자체이거나, 자석을 내장하는 부재일 수 있다.
고정 유닛(150)은 상기 가로 방향을 따라 배치되는 한 쌍의 벤딩유도 유닛(130) 사이에 위치할 수 있다. 또한 고정 유닛(150)은 상기 한 쌍의 벤딩유도 유닛(130) 사이에 역시 한 쌍으로 구비될 수 있다.
베이스 플레이트(110)에 장착되는 가압 유닛(170)에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 도 1의 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그에 장착되는 가압 유닛을 뒤집어 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 지그(100)는 가압 유닛(170)을 더 포함할 수 있다. 가압 유닛(170)은 베이스 플레이트(110)에 장착되어, 연성회로기판(F1,F2)과 강성회로기판(P, 도 4 참조)을 전면(111)에 대해 가압 고정하는 구성이다. 가압 유닛(170)은 강성회로기판(P)과 연성회로기판(F1,F2)이 지그(100)에서 움직이지 않게 한다.
가압 유닛(170)은, 바디 플레이트(171), 접촉 로드(173), 그리고 잠금 로드(175)를 포함할 수 있다.
바디 플레이트(171)는 대체로 사각 판재 형상을 가질 수 있다. 바디 플레이트(171)는 베이스 플레이트(110) 보다는 작은 사이즈를 가질 수 있다.
접촉 로드(173)는 바디 플레이트(171)의 저면에서 연장되는 것이다. 접촉 로드(173)는 복수 개로 형성되고, 그들의 길이는 대체로 동일할 수 있다. 복수의 접촉 로드(173)는 강성회로기판(P)에 접촉되어 강성회로기판(P)과 연성회로기판(F1,F2)의 조립체를 전면(111)에 대해 가압 고정할 수 있다.
잠금 로드(175)는 바디 플레이트(171)의 가장자리 영역에서 연장할 수 있다. 구체적으로, 잠금 로드(175)는 잠금 홀(117)에 대응하여 위치한다. 잠금 로드(175)는 잠금 홀(117)에 삽입되어 그에 탈착 가능하게 결합된다. 잠금 로드(175)는 접촉 로드(173) 보다는 큰 길이를 가질 수 있다.
이상의 지그(100)를 이용하여 연성회로기판(F1,F2)과 강성회로기판(P, 이상 도 5 참조)을 리플로우 솔더링하는 방법은 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4는 본 발명의 다른 일 실시에에 따른 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법에 대한 순서도이다.
본 도면(및 도 1 내지 도 3)을 참조하면, 베이스 플레이트(110)의 전면(111)에는 연성회로기판(F)이 배치된다(S1). 베이스 플레이트(110)의 배면(115)에는 연성회로기판(F)의 가장자리 영역이 고정된다(S3). 그 상태에서, 연성회로기판(F)의 단자들에는 솔더 크림이 인쇄된다(S5).
강성회로기판(P, 도 5 참조)은 연성회로기판(F)에 적층된다(S7). 이 경우, 강성회로기판(P)의 단자는 연성회로기판(F)의 단자와 솔더 크림을 개재한 채로 대응하게 위치된다.
베이스 플레이트(110)의 전면(111)에는 가압 유닛(170)이 설치된다(S9). 그에 의해, 베이스 플레이트(110), 연성회로기판(F), 강성회로기판(P), 및 가압 유닛(170)의 조립체는 리플로우용 오븐에 투입되게 된다(S11).
도 5는 도 1의 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그에 연성회로기판을 장착한 상태를 보인 사시도이다.
본 도면을 추가로 참조하면, 연성회로기판(F)은 제1 연성회로기판(F1)과 제2 연성회로기판(F2)이 서로 연결된 것이다. 그들은 테이프(미도시)에 의해 간이로 연결될 수 있다.
연성회로기판(F)은 상기 가로 방향을 따라 전면에 배치된다. 연성회로기판(F)은 점착부(112)에 점착되기에 전면(111)에서 설정된 위치에 유지될 수 있다. 연성회로기판(F) 위에는 강성회로기판(P)이 놓여진다. 연성회로기판(F)과 강성회로기판(P)의 단자들은 솔더 크림을 매개로 서로 대응하게 배치된다.
연성회로기판(F)의 양측 가장자리 영역은 베이스 플레이트(110)를 벗어나도록 연장된다. 이러한 가장자리 영역은 통과홀(113)에 삽입되어 배면(115) 측으로 보내진다.
도 6은 도 5의 연성회로기판이 장착된 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그를 뒤집어 보인 사시도이다.
본 도면을 추가로 참조하면, 통과홀(113)을 통과한 연성회로기판(F)은 벤딩유도 유닛(130), 구체적으로 라운드부(135)에 대해 맞물리면서 라운드 형태로 벤딩된다. 그에 의해, 연성회로기판(F)이 날카롭게 접혀서 손상되지 않게 된다.
연성회로기판(F)의 벤딩된 부분은 제한부(114)에 의해 상방으로 들뜨지 않게 된다. 이는 연성회로기판(F)의 벤딩된 부분이 상방으로 휘려는 힘에 의해 오븐 내에서 상측 구조물에 걸리는 것을 막을 수 있게 한다.
연성회로기판(F)의 양측 가장자리 영역은 고정 유닛(150)에 의해 배면(115)에 대해 고정될 수 있다. 작업자는 연성회로기판(F)의 양측 가장자리 영역을 서로 포개고 그 위에 고정 유닛(150)을 장착하면 된다. 이러한 상태에서, 연성회로기판(F)은 벤딩에 의해 트랙 형상을 이룰 수 있다.
도 7은 도 5에서 가압 유닛이 장착된 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그의 조립 사시도이다.
본 도면을 추가로 참조하면, 베이스 플레이트(110)의 전면(111)에는 가압 유닛(170)이 장착된다. 가압 유닛(170)은 그의 잠금 로드(175)가 베이스 플레이트(110)의 잠금 홀(117)에 삽입되어 베이스 플레이트(110)에 결합된다. 잠금 홀(117)이 클램핑 기능을 가지는 것이라면, 잠금 로드(175)는 잠금 홀(117)에 보다 견고하게 고정될 수 있다.
가압 유닛(170)의 접촉 로드(173)는 강성회로기판(P)과 접촉하여, 그를 전면(111)에 대해 가압한다. 그에 따라, 강성회로기판(P) 및 연성회로기판(F)의 조립체는 전면(111)에 장착된 상태로 견고하게 유지될 수 있다.
상기와 같은 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 연성회로기판 리플로우 솔더링용 지그
110: 베이스 플레이트 130: 벤딩유도 유닛
150: 고정 유닛 170: 가압 유닛

Claims (6)

  1. 연성회로기판을 베이스 플레이트의 전면에 배치하는 단계;
    상기 연성회로기판의 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트의 배면에 대해 고정하는 단계;
    상기 연성회로기판의 단자에 솔더 크림을 인쇄하는 단계;
    강성회로기판을 상기 전면에 배치하여, 상기 강성회로기판의 단자가 상기 솔더 크림에 접촉하게 하는 단계;
    상기 전면에 가압 유닛을 장착하여, 상기 강성회로기판 및 상기 연성회로기판을 상기 전면에 대해 가압 고정하는 단계;
    상기 베이스 플레이트, 상기 연성회로기판, 상기 강성회로기판, 및 상기 가압 유닛의 조립체를 리플로우 장비에 투입하는 단계를 포함하는, 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 연성회로기판과 제2 연성회로기판을 연결하여, 상기 연성회로기판을 만드는 단계를 더 포함하는, 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연성회로기판을 베이스 플레이트의 전면에 배치하는 단계는,
    상기 전면에 형성된 점착부에 상기 연성회로기판을 점착하는 단계를 포함하는, 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연성회로기판의 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트의 배면에 대해 고정하는 단계는,
    상기 연성회로기판을 상기 배면에 설치된 벤딩유도 유닛에 대해 벤딩시키는 단계를 더 포함하는, 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연성회로기판의 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트의 배면에 대해 고정하는 단계는,
    상기 양 가장자리 영역을 상기 베이스 플레이트에 형성된 통과홀을 통과시켜 상기 벤딩유도 유닛을 향해 보내는 단계를 더 포함하는, 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 연성회로기판의 벤딩에 의해, 상기 연성회로기판과 상기 강성회로기판의 조립체는 트랙 형상을 갖는 것인, 지그를 이용한 연성회로기판 리플로우 솔더링 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102178138B1 (ko) * 2019-11-11 2020-11-12 대영전기 주식회사 리지드 플렉시블 pcb 제조용 지그판
KR102203442B1 (ko) * 2019-11-01 2021-01-15 대영전기 주식회사 리지드 플렉시블 pcb 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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