KR20220109372A - 커패시터 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 및 이를 이용한 커패시터 어셈블리 조립 방법은, 커패시터와 브래킷을 기계적 및 전기적으로 결합하여 커패시터 어셈블리로 만들기 위한 가공 모듈과, 조립된 커패시터 어셈블리가 정상 작동하는지 여부를 검사하는 검사 모듈, 그리고 커패시터 어셈블리가 배치되어 일방향으로 이동하면서 가공 과정과 검사 과정이 순차적으로 수행되는 컨베이어 모듈을 포함하고, 2 이상의 검사를 통해 커패시터 어셈블리의 불량 여부를 정밀하게 감지할 수 있고, 만약 기계적 불량이 다수 발생하는 경우 가공 모듈 중 일부에 대한 제어 조절을 통해 기계적 불량 발생 가능성을 감소시키고 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

커패시터 어셈블리{Capacitor Assembly}
본 발명은 커패시터 어셈블리에 관한 것으로, 커패시터를 포함하는 커패시터 어셈블리에 관한 것이다.
커패시터(Capacitor)란 전자회로에서 전기를 일시적으로 저장하는 장치로, 콘덴서(condenser) 또는 축전기라고 한다. 일반적으로, 커패시터는 2개의 도체 전극 사이에 절연성의 유전체가 형성된 구조를 가지며, 커패시터의 두 전극 사이에 전압을 인가하면 한 전극에 (-) 전하가, 다른 전극에 (+) 전하가 유도됨으로써 에너지가 저장되고, 이러한 에너지 저장 원리를 이용하여 전하를 충전하거나 방전하여 급격한 전압 상승이나 하락을 억제하는 역할을 수행한다. 이러한 커패시터의 역할로 인하여, 커패시터는 전자회로를 구성함에 있어 필수적으로 필요한 소자 중 하나이다.
한편, 커패시터는 각각의 서로 다른 전하가 유도되고 유전체를 가지는 커패시터 본체와, 각각의 도체 전극에 연결되며 전자회로에 결합되어 전류를 흐르게 하는 한 쌍의 리드를 가질 수 있다. 종래에는 리드가 회로 기판에 솔더링 등을 통해 직접 접합되었으나, 이 경우 회로 기판의 면방향으로 많은 높이를 차지하게 되어 회로 기판이 배치되는 공간의 활용이 효율적이지 못한 부분이 있다. 또한, 높이를 감소시키기 위해 리드를 꺾어 배치하는 경우, 꺾어진 부분의 파단이 발생하여 커패시터가 회로 기판으로부터 분리될 수 있으며 전자 장치의 고장을 초래할 위험이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 커패시터의 리드를 절삭하여 브래킷에 결합함으로써 어셈블리(assembly)를 구성하는 방안이 시도되고 있다. 이러한 어셈블리를 구성하기 위해, 커패시터를 균일한 모양으로 가공하고 가공된 커패시터가 기계적, 전기적으로 정상인지 검사하는 장비 및 방법에 대한 산업계의 지속적인 요구가 존재한다.
KR 10-1147712 B1
배경기술에서 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 커패시터와 브래킷을 컨베이어 모듈에 배치하고 커패시터와 브래킷이 일체로서 형성되도록 가공하여, 커패시터 어셈블리가 정상 동작하는지 검사하는 커패시터 어셈블리 조립 장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.
또한, 이러한 커패시터 어셈블리를 조립하기 위하여 수행되어야 하는 시계열적인 조립 순서를 가지되, 이러한 조립 단계들이 동시에 수행되는 커패시터 어셈블리 조립 방법을 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 커패시터 어셈블리는, 원통 형상으로 형성되는 커패시터 본체와, 상기 커패시터 본체의 일측 단부에서 돌출되는 한 쌍의 리드들을 포함하는 커패시터; 및 상기 커패시터가 결합되며, 상기 리드들이 전기적으로 각각 연결되는 한 쌍의 전극을 포함하는 브래킷;을 포함하고, 상기 커패시터의 상기 리드들은 제1 리드 및 상기 제1 리드와 다른 극성인 제2 리드를 포함하고, 상기 제1 리드 및 상기 제2 리드는 상호 간에 이격되고, 동일한 길이를 가지며, 상기 제1 리드 및 상기 제2 리드는 각각 상기 커패시터 본체에서 돌출되는 제1 리드 영역과, 상기 제1 리드 영역의 타단에 그 일단이 연결되며 상기 제1 리드 영역에 대하여 기설정된 각도로 절곡 형성되는 절곡 영역과, 상기 절곡 영역의 타단에 그 일단이 연결되며 상기 제1 리드 영역과 평행하게 형성되는 제2 리드 영역을 포함한다.
또한, 상기 절곡 영역과 상기 제1 리드 영역이 이루는 제1 각도는 90도 보다 크거나 같고 180도보다 작으며, 상기 절곡 영역과 상기 제2 리드 영역이 이루는 제2 각도는 180도보다 크고 270도 보다 작거나 같게 형성되며, 상기 절곡 영역은 상기 제1 리드 영역의 단부에서 상기 제2 리드 영역의 단부를 향하여 기울어지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 브래킷은, 상기 커패시터 몸체의 길이 방향으로 길게 형성되며 일측에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 배치되며 상기 커패시터가 안착되는 베이스와, 상기 베이스의 상면에서 돌출 형성되며 상기 커패시터 몸체를 가압하는 수용 격벽 유닛들과 상기 수용 격벽 유닛들 사이에 형성되는 슬릿을 포함하며 상기 커패시터를 사이에 두고 상호 이격되는 한 쌍의 수용 격벽을 포함하고, 상기 브래킷에 상기 커패시터가 결합된 상태에서, 상기 브래킷의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에는 각각, 상기 커패시터의 상기 제1 리드의 상기 제2 리드 영역 및 상기 제2 리드의 상기 제2 리드 영역이 각각 접촉되어 솔더링 될 수 있다.
또한, 상기 브래킷의 상기 베이스에는, 상기 커패시터의 직경보다 작은 너비를 가지며 상기 커패시터의 길이보다 크거나 상기 커패시터의 길이에 대응되는 길이를 갖는 직사각형의 홀이 형성되며, 상기 브래킷에 상기 커패시터가 결합된 상태에서, 상기 커패시터의 일부가 상기 홀에 삽입되며, 상기 커패시터의 상기 일측 단부의 50%를 초과하는 면적은 상기 브래킷의 상기 베이스의 상면보다 윗쪽에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 베이스의 상기 상면과 나란하게 배치되며, 상기 커패시터의 상기 제1 리드 및 상기 제2 리드의 상기 제2 리드 영역들은, 상기 커패시터의 상기 일측 단부의 중심에서, 상기 베이스 측으로 편심된 위치에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 어셈블리 조립 장치 및 어셈블리 조립 방법을 사용함으로써, 어셈블리의 형태로 커패시터를 회로 보드에 실장할 수 있도록 커패시터를 가공함으로써 전체적으로 회로가 차지하는 부피가 감소하므로, 커패시터 어셈블리 조립 장치에 의해 가공된 커패시터를 가지는 커패시터 어셈블리를 통해 컴팩트한 회로를 구성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 복수개의 커패시터와 브래킷이 결합되어 커패시터 어셈블리로 조립되기 위하여 동시에 서로 다른 조립과정이 수행되어 자동적인 조립이 가능한 이점이 있다.
또한, 조립 과정에서 복수의 검사 단계를 통하여 불량 여부를 검사함으로써 불량품을 선별할 수 있으므로 불량 어셈블리의 제조를 방지하며, 필요한 경우 가공 모듈에 피드백을 제공하여 커패시터 어셈블리의 불량률을 감소시키는 이점이 있다.
또한, 불량 여부를 검사함에 있어서 기계적 불량과 전기적 불량에 대하여 이중으로 검사를 수행하여 정확한 불량 검사가 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에 의하여 만들어지는 커패시터 어셈블리에 대한 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에 대한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에서 컨베이어 모듈의 이동에 따라 진행되는 영역을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 중 정렬 및 프레스 영역에서 정렬 또는 프레스가 수행되는 과정을 나타내는 참고도이다.
도 6은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 중 비전 검사가 수행되는 과정을 나타내는 참고도이다.
도 7은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 및 커패시터 어셈블리 조립 방법에서 불량을 분류하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 및 커패시터 어셈블리 조립 방법에서, 단위시간의 경과에 따라 디스플레이부에 모니터링되는 불량 현황을 개략적으로 표시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치를 이용한 커패시터 어셈블리 조립 방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에 의하여 만들어지는 커패시터 어셈블리에 대한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치를 통해 조립하기 위한 커패시터 어셈블리(900)가 도시된다. 커패시터 어셈블리(900)는 본체(911)와 본체(911)로부터 돌출되도록 형성되며 동일한 길이를 가지는 한 쌍의 리드(912A, 912B)를 포함하는 커패시터(910)를 포함할 수 있다. 이 때, 커패시터(910)는 전해 커패시터일 수 있으며, 본체(911)는 원통 형상을 가질 수 있다.
커패시터의 본체(911) 일면에는 일정한 간격을 가지는 한 쌍의 리드(912A, 912B)가 본체(911)로부터 연장, 돌출되도록 형성될 수 있다. 도 1에 따르면 한 쌍의 리드(912A, 912B)는 동일한 길이를 가지는 것으로 도시되었는데, 기존의 커패시터는 자체적인 극성을 나타내기 위해 리드(912A, 912B)의 길이가 서로 다르게 형성될 수 있다. 다만 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 및 커패시터 어셈블리 조립 방법에서는 리드(912A, 912B)를 브래킷(920)의 전극(922, 923)에 안정적으로 접합시키기 위해 리드(912A, 912B)가 동일한 길이를 가지도록 할 수 있다. 한편, 한 쌍의 리드(912A, 912B)는 전극(922, 923)에 더욱 안정적으로 접합되기 위하여 본체(911)로부터 그 일단이 돌출 형성된 제1 리드영역(913)과, 제1 리드영역(913)의 타단에 그 일단이 연결되며, 제1 리드영역(913)에 대하여 기설정된 각도를 가지도록 절곡 형성된 절곡영역(915)와, 절곡영역(915)의 타단에 그 일단이 연결되며, 제1 리드영역(913)과 실질적으로 평행하도록 형성된 제2 리드영역(914)을 포함할 수 있다. 이 중, 제2 리드영역(914)이 전극(922, 923)과 접합되며, 접합을 위해 리드(912A, 912B)는 전체적으로 절곡된 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
*커패시터 어셈블리(900)로 결합되기 위해, 커패시터 어셈블리(900)는 커패시터(910)가 끼움 결합되어 회로 기판(미도시)와 커패시터(910)를 전기적으로 연결되기 위한 브래킷(920)을 더 포함할 수 있다. 브래킷(920)은 평면의 베이스(921)를 가지며, 베이스(921)의 일면(더욱 상세하게는, 상면)에 한 쌍의 리드(912A, 912B)와 접합되기 위한 전극(922, 923)이 형성된다. 전극(922, 923)은 리드(912A, 912B)가 안착되는 위치에 대응되도록 나란히 형성될 수 있으며, 회로 기판에 커패시터(910)를 전기적으로 연결하여 커패시터(910)가 통전되도록 한다. 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923)의 접합은 솔더링을 통해 이루어질 수 있다. 또한, 브래킷(920)은 커패시터(910)의 본체(911)의 외면을 감싸도록 베이스(921)의 상면으로부터 돌출되도록 형성된 한 쌍의 수용격벽(924)을 포함한다. 수용격벽(924)은 커패시터(910)가 안정적으로 브래킷(920)에 안착될 수 있도록 한다. 수용격벽(924)은 복수개의 슬릿(925)을 가질 수 있으며, 슬릿(925)을 통해 커패시터(910)가 브래킷(920)에 안정적으로 안착될 수 있도록 가압될 수 있다. 가압과정에 대해서는 후술하기로 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에 대한 개략적인 사시도이며, 도 2 및 도 3은 별도의 구성이 아닌 연속적인 구성에 해당하며, 컨베이어 모듈(100)은 이어져 있고, 후술할 제1 비전 검사 영역(140)과 제1 비전 검사모듈(410) 이후에 제1 전력 검사영역(150)과 제1 전력 검사모듈(420)이 연속적으로 형성될 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에서 컨베이어 모듈의 이동에 따라 진행되는 영역을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치는, 복수개의 조립영역(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210)을 포함하고, 커패시터 어셈블리(900)가 조립영역에 안착된 상태에서 조립영역들이 일방향으로 이동되는 컨베이어 모듈(100)과, 커패시터(910)와 브래킷(920)을 기계적, 전기적으로 결합시켜 커패시터 어셈블리(900)로 조립하는 가공 모듈(300)과, 가공 모듈(300)에 의해 기계적, 전기적으로 결합된 커패시터 어셈블리(900)의 불량 여부를 검사하는 검사 모듈(400)을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에서 컨베이어 모듈(100)은 이동 방향을 따라 일방향으로 이동되는 복수의 조립영역을 포함할 수 있다. 이 때, '조립영역'은 반드시 커패시터 어셈블리의 변형을 야기하는 영역에 한정되지 않으며, 커패시터(910) 또는 브래킷(920)의 가압, 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923)의 접합, 커패시터 어셈블리(900)의 검사가 수행되는 컨베이어 모듈(100) 상의 모든 영역을 의미할 수 있다. 한편, 조립영역은 트레이(tray)의 형태로 형성될 수 있으며, 브래킷(920)이 배치될 수 있는 크기로 음각 형성될 수 있다.
또한, 컨베이어 모듈(100)은 조립영역들을 일방향으로 이동시키며, 일정 거리만큼 기설정된 단위시간(T)마다 이동될 수 있다. 이 때, 일정 거리는 실질적으로 각각의 조립영역이 형성된 간격일 수 있으며, 기설정된 단위시간(T)은 각각의 조립영역이 일 지점에 정지하여 머무는 시간을 의미할 수 있다. 즉, 이동하는 일정 거리를 예시적으로 'd'라 하면, 하나의 조립영역은 일 지점에 정지하여 단위시간(T) 만큼 머무른 다음, 이동시간 T' 동안 일방향으로 거리 d 만큼 이격된 타 지점으로 이동하고, 다시 타 지점에서 단위시간(T)만큼 머무르는 동작을 반복할 수 있다.
최초로, 커패시터 어셈블리 배치 영역(110)에 커패시터(910)와 브래킷(920)이 각각 배치된다. 이 때, 브래킷(920)이 커패시터 어셈블리 배치영역(110) 상에 배치되고, 커패시터(910)는 브래킷(920)의 한 쌍의 수용격벽(924) 사이에 배치될 수 있다. 브래킷(920)의 수용격벽(924) 사이의 간격은 커패시터의 본체(911) 외경과 대응되어 커패시터(910)가 브래킷(920)에 안정적으로 수용될 수 있다.
이어서 컨베이어 모듈(100)의 조립영역들에 대하여 설명하면, 조립영역들은 커패시터 어셈블리(900)를 기계적으로 조립하는 정렬 및 프레스영역(120)과, 커패시터 어셈블리(900)를 구성하는 커패시터(910)와 브래킷(920)을 전기적으로 연결시키는 리드 접합영역(130)을 포함하는 가공 영역(120, 130)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 어셈블리 조립 장치 중 정렬 및 프레스 영역에서 정렬 또는 프레스가 수행되는 과정을 나타내는 참고도이다.
도 2, 도 4, 및 도 5를 참조하면, 가공 영역(120, 130)은 커패시터(910)와 브래킷(920)에 대한 물리력을 가하여 커패시터 어셈블리(900)로 조립하는 영역을 의미하며, 가공 영역(120, 130) 이후에는 커패시터 어셈블리(900) 일체로서 기능한다. 정렬 및 프레스 영역(120)은 경우에 따라, 커패시터 어셈블리 정렬 영역(121)과, 커패시터 어셈블리를 제1 방향과 제2 방향에서 가압하는 제1 프레스 영역(122)과, 커패시터 어셈블리를 제2 방향에서 가압하는 제2 프레스 영역(123)을 포함할 수 있다. 커패시터 어셈블리 정렬 영역(121)은 전술한 어셈블리 배치 영역(110)에서 각각 배치된 커패시터(910)와 브래킷(920)이 정렬되는 영역이다. 이 때, 커패시터(910)와 브래킷(920)을 정렬하는 방법에 대해서 다양한 방법이 사용될 수 있으나, 제1 프레스 영역(122)으로 이동하기 이전에 일시적으로 커패시터(910)와 브래킷(920)이 대기하는 영역으로 기능할 수 있다. 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에서, 후술할 브래킷 정렬 모듈(310), 커패시터 본체 가압 모듈(320), 리드 가압 모듈(330)에 의해 커패시터(910)와 브래킷(920)이 결합되기 이전에 배열이 흐트러져 있는 경우 이를 바로잡을 수 있다.
한편, 가공 모듈(300)은 가공 영역(120, 130)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 가공 모듈(300)은 제1 방향으로 평행이동하여 브래킷(920)이 제1 프레스 영역(122)에 정위치하도록 브래킷(920)의 위치를 조정하는 브래킷 정렬 모듈(310)과, 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 평행이동하여 커패시터(910)의 본체(911)가 브래킷(920)의 수용격벽(924) 사이에 수용되도록 가압하는 커패시터 본체 가압 모듈(320)을 포함할 수 있다. 제1 프레스 영역(122)에서는 브래킷 정렬 모듈(310)과 커패시터 본체 가압 모듈(320)이 배치될 수 있으며, 커패시터(910)를 브래킷(920)의 수용격벽(924) 사이에 수용되도록 끼움 결합하는 역할을 한다. 이 때, 정확한 결합을 위하여 브래킷 정렬 모듈(310)이 브래킷(920)의 위치를 정렬할 수 있다. 즉, 브래킷(920)의 위치를 정렬함으로써, 브래킷(920) 상에 배치된 커패시터(910) 또한 정위치하도록 하며, 커패시터 본체 가압 모듈(320)이 정확하게 커패시터 본체(911)를 가압하여 수용격벽(924) 사이에 끼워지도록 한다.
도 2를 참조하면, 제1 방향은 이동방향과 수직인 y축 양의 방향일 수 있으며, 브래킷(920)의 일측면을 가압하는 방향일 수 있다. 또한, 제1 방향과 수직인 제2 방향은 z축 음의 방향일 수 있다. 바람직하게는, 브래킷 정렬 모듈(310)이 먼저 작동하여 제1 방향으로 브래킷(920)을 밀어 정렬시킨 다음, 커패시터 본체 가압 모듈(320)이 작동하여 커패시터(910)와 브래킷(920)을 결합시킬 수 있다.
커패시터 본체(911)가 수용격벽(924) 사이에 끼움 결합된 이후에는, 브래킷(920)의 베이스(921) 상에 형성된 한 쌍의 전극(922, 923)과 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)가 서로 접촉하도록 리드(912A, 912B)를 절곡시켜줄 수 있다. 제1 프레스 영역(122)에 인접하여 제2 프레스 영역(123)이 형성될 수 있으며, 제1 프레스 영역(122)이 커패시터 본체(911)와 브래킷(920)을 가압하였던 것과 달리, 제2 프레스 영역(123)은 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)를 가압할 수 있다. 한편, 리드(912A, 912B)의 가압은 리드 가압 모듈(330)에 의해 수행될 수 있으며, 리드 가압 모듈(330)은 커패시터 본체 가압 모듈(320)과 동일한 방향인 제2 방향으로 평행이동할 수 있다. 도 2에 도시된 바에 따르면, y축을 기준으로 커패시터 본체(911)가 리드(912A, 912B) 보다 높은 위치에 배치되므로, 커패시터 본체 가압 모듈(320)의 y축 위치값은 리드 가압 모듈(330)의 y축 위치값보다 높게 설정될 수 있다. 한편, 리드 가압 모듈(330)은 리드(912A, 912B)를 가압하여 절곡시키되, 리드(912A, 912B)의 파단이 일어나지 않는 범위 내의 가압력을 리드(912A, 912B)에 가할 수 있다.
기계적으로 커패시터(910)와 브래킷(920)을 결합한 이후에는, 전기적으로도 커패시터(910)와 브래킷(920)을 결합할 수 있다. 정렬 및 프레스영역(120)에서 가압 과정이 수행된 이후에, 커패시터 어셈블리(900)는 커패시터(910)와 브래킷(920)을 전기적으로 연결시키기 위한 리드 접합영역(130)으로 이동될 수 있다. 리드 접합영역(130)에는 해당 영역에 대응되는 가공 모듈이 형성될 수 있으며, 이에 따라 리드 접합영역(130)에는 가공 모듈(300) 중 전기전도성 소재를 처리하여 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)와 브래킷(920)의 전극(922, 923)이 전기적으로 연결되도록 하는 리드 접합 모듈(340)이 형성될 수 있다.
리드 접합 모듈(340)은 제1 리드 접합 모듈(341)과 제2 리드 접합 모듈(342)을 포함할 수 있으며, 각각의 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923)을 전기전도성 소재를 통해 전기적으로 연결시킨다. 예를 들면, 제1 리드 접합 모듈(341)은 제1 리드(912A)와 제1 전극(922)을 접합시키고, 제2 리드 접합 모듈(342)은 제2 리드(912B)와 제2 전극(923)을 접합시킬 수 있다. 도 2에 도시된 바에 따르면, 제1 리드 접합 모듈(341)과 제2 리드 접합 모듈(342)이 각각 따로 접합을 수행하는 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 리드 접합 모듈(340)에 의해 제1 리드(912A)와 제1 전극(922), 그리고 제2 리드(912B)와 제2 전극(923)을 동시에 접합시킬 수도 있다.
한편, 리드(912A, 912B)를 전극(922, 923)에 접합시키는 다양한 방법이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 기계적인 압력을 가하면서 접합되는 부분에 대하여 접촉저항에 의한 발열을 통해 접합이 수행되는 저항 용접(resistance welding) 방법이 사용되어 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923)이 접합부(S)를 가지도록 할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 솔더링(soldering) 처리 방법을 사용하여 전기 신호를 통과시킬 수 있는 도전성 솔더를 통해 리드(912A, 912B) 접합을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 중 비전 검사가 수행되는 과정을 나타내는 참고도이다.
도 2 내지 도 4, 및 도 6을 참조하면, 가공 영역(120, 130)에서의 가공이 완료되면 가공된 커패시터 어셈블리(900)가 정상적으로 동작하는지 검사하는 복수개의 검사 단계를 거친다. 이 때, 컨베이어 모듈(100)은 검사 단계를 수행하는 복수개의 검사 영역(140, 150, 160, 170, 180, 190)을 포함하며, 가공 모듈(300)과 마찬가지로 검사 모듈(400)이 각각의 검사 영역에 대응되는 위치에 형성되어 커패시터 어셈블리(900)의 검사를 수행할 수 있다.
검사 영역은 가공 영역(120, 130)에서의 결합에 따라 형성된 커패시터 어셈블리(900)의 불량 여부를 검사하기 위해 리드(912A, 912B)의 접합상태를 시각적으로 검사하는 비전 검사영역(140, 190)을 포함한다. 비전 검사 영역(140, 190)은 제1 비전 검사 영역(140)과 제2 비전 검사 영역(190)을 포함하며, 각각의 비전 검사 영역(140, 190)은 리드(912A, 912B)의 접합 여부를 시각적으로 감지하는 복수개의 비전 검사 모듈(410, 460)이 대응되어 형성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 비전 검사 모듈(410, 460)은 제2 방향으로부터 리드(912A, 912B)의 접합 여부를 감지하는 제1 비전 검사 모듈(410)과, 제1 방향으로부터 리드(912A, 912B)의 접합 여부를 감지하는 제2 비전 검사 모듈(460)을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 제2 방향(즉, z축 음의 방향)을 바라보는 제1 카메라(C1)를 포함하는 제1 비전 검사 모듈(410)이 형성되어 있다. 제1 비전 검사 모듈(410)은 커패시터 어셈블리(900)의 상면을 촬영하여 리드(912A, 912B)의 접합 상태를 감지한다. 이 때, 접합 상태를 판단하는 기준은 리드 접합 영역(130)에서 리드 접합 모듈(340)에 의해 처리된 접합부(S) 형상, 면적 등을 종합적으로 고려하여 기계적 불량 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제1 방향(즉, y축 양의 방향)을 바라보는 제2 카메라(C2)를 포함하는 제2 비전 검사 모듈(460)이 형성될 수 있으며, 제2 비전 검사 모듈(460)은 커패시터 어셈블리(900)의 측면을 촬영하여 (912A, 912B)의 접합 상태를 감지한다. 특히, 제2 비전 검사 모듈(460)은 커패시터 어셈블리(900)의 평탄도를 감지하며, 평탄도가 지정된 기준을 충족하지 않는 경우 기계적 불량으로 판단할 수 있다.
도 6에 도시된 바에 따르면, 제1 비전 검사 모듈(410)과 제2 비전 검사 모듈(460)이 동일한 과정 내에서 수행되도록 형성된 것처럼 도시되었으나, 이는 서술상 편의를 위한 것이며, 실질적으로는 제1 비전 검사 모듈(410)에 의한 제1 비전 검사와 제2 비전 검사 모듈(460)에 의한 제2 비전 검사가 분리되어 수행될 수도 있다. 일 예로서, 제2 비전 검사 모듈(460)에 의한 평탄도 검사는 커패시터 어셈블리(900)의 불량을 분류하기 직전에 수행될 수 있으며, 이에 따라 후술하는 전기적 검사를 수행하는 전압 검사 모듈(422), 전류 검사 모듈(432), 및 특성 검사 모듈(450)이 기계적 검사를 수행하는 제1 비전 검사 모듈(410)과 제2 비전 검사 모듈(460)의 사이에 형성될 수 있다.
한편, 검사 영역은 커패시터 어셈블리(900)의 전기적 특성을 검사하는 전기 검사 영역들을 포함할 수 있다. 전기 검사 영역에서는 커패시터 어셈블리(900)의 전기적 특성이 실제 회로에서 정상 작동할 수 있는지 여부를 검사한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 검사 영역은 순차적으로 커패시터 어셈블리(900)의 전압 특성을 검사하기 위한 제1 전력 검사 영역(150), 커패시터 어셈블리(900)의 전류 특성을 검사하기 위한 제2 전력 검사 영역(160), 제1 전력 검사 영역(150)과 제2 전력 검사 영역(160)에서 커패시터 어셈블리(900)에 충전된 전력을 방전시키는 방전 영역(170), 그리고 커패시터(910)의 정전용량을 포함한 커패시터(910)의 특성을 검사하는 특성 검사 영역(180)을 포함할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 각각의 검사 영역에는 이와 대응되는 검사 모듈들이 배치될 수 있다. 즉, 제1 전력 검사 영역(150)에는 제1 충전시간 동안 커패시터(910)를 충전하는 제1 충전 모듈(421a, 421b)과, 제1 충전 모듈(421a, 421b)에 의해 충전된 커패시터(910)로부터 인가 전압을 검사하는 전압 검사 모듈(422)을 포함하는 제1 전력 검사 모듈(420)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 전력 검사 영역(160)에는 전압 검사 모듈(422)의 검사 이후에, 제2 충전시간 동안 커패시터(910)를 다시 충전하는 제2 충전 모듈(431a, 431b)과, 커패시터(910)에 인가되는 전류를 검사하는 전류 검사 모듈(432)을 포함하는 제2 전력 검사 모듈(430)이 형성될 수 있다. 한편, 제1 전력 검사 모듈(420)과 제2 전력 검사 모듈(430)의 검사(전압 검사와 전류 검사)가 완료되면, 방전 영역(170)에는 접지(GND)로서 형성되어 커패시터(910) 잔여 전력을 방전시키는 방전 모듈(440)이 형성될 수 있다.
이하에서는 제1 전력 검사 모듈(420)에 의한 전압 검사와, 제2 전력 검사 모듈(430)에 의한 전류 검사에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 3을 참조하면, 제1 전력 검사 영역(150)에는 복수개의 제1 충전 영역(151a, 151b)과 이에 대응되는 제1 충전 모듈(421a, 421b)이 형성되어 있다. 각각의 충전 영역에 머무르는 시간을 단위시간(T)이라 하면, 도 3에서 예시적으로 도시된 바에 따라 커패시터(910)는 2개의 제1 충전 모듈(421a, 421b)에 의해 2 단위시간 동안 충전될 수 있다. 제1 충전 모듈(421a, 421b)에 의해 충전된 커패시터(910)는 전압 검사 모듈(422)에 의해 인가 전압 검사가 이루어지며, 측정된 전압값이 정상 전압 범위 내에 해당하지 않을 경우 불량으로 분류할 수 있다.
마찬가지로, 제2 전력 검사 영역(160)에는 복수개의 제2 충전 영역(161a, 161n)과 이에 대응되는 제2 충전 모듈(431a, 431n)이 형성되어 있다. 각각의 충전 영역에 머무르는 시간을 단위시간(T)이라 하면, 도 3에서 예시적으로 도시된 바에 따라 커패시터(910)는 n개의 제2 충전 모듈(431a, 431n)에 의해 n 단위시간 동안 충전될 수 있다. 제2 충전 모듈(431a, 431n)에 의해 충전된 커패시터(910)는 전류 검사 모듈(432)에 의해 인가 전류 검사가 이루어지며, 측정된 전류값이 정상 전류 범위 내에 해당하지 않을 경우 불량으로 분류할 수 있다.
한편, 전류 검사를 위한 커패시터(910)의 충전은 완만하게 이루어져야 하는 바, 제2 충전시간은 제1 충전시간보다 길게 설정될 수 있다. 보다 상세하게는, 전류 검사를 위한 커패시터(910)의 충전을 완만하게 달성하기 위해, 인가 전류 검사시 수행되는 제2 충전시간은 제1 충전시간의 2배 내지 6배의 단위시간을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 충전시간이 4 단위시간인 경우, 제2 충전시간은 8 단위시간 내지 24 단위시간을 가지도록 형성될 수 있다.
한편, 하나의 충전 모듈(이는 제1 충전 모듈과 제2 충전 모듈을 포함하는 개념이다)은 1 단위시간동안 커패시터(910)를 충전하므로, 제1 충전시간이 N 단위시간일 때 제1 충전시간은 N 개의 제1 충전모듈이 각각 1 단위시간 만큼 나누어 충전을 수행하고, 제2 충전시간은 2N 내지 6N 개의 제2 충전모듈이 각각 1 단위시간 만큼 나누어 충전을 수행할 수 있다. 이와 같이 각각의 충전모듈이 1 단위시간 만큼 나누어 커패시터(910)를 충전시킴으로써, 컨베이어 모듈(100)의 규칙적인 이동을 가능하게 할 수 있다. 또한, 제2 충전시간이 제1 충전시간보다 길게 설정되기 위하여 전술한 바와 같은 제1 충전 모듈의 수와 제2 충전 모듈의 수를 조절함으로써, 제1 전력 검사 모듈(420)과 제2 전력 검사 모듈(430)에서 검사를 수행하는 과정에서 발생할 수 있는 커패시터 어셈블리(900)의 불량을 방지할 수 있는 이점이 있다.
제1 전력 검사 영역(150)과 제2 전력 검사 영역(160)에서의 인가 전압 검사와 인가 전류 검사가 완료되면, 방전 영역(170)에 형성된 방전 모듈(440)에 의해 커패시터 어셈블리(900)를 구성하는 커패시터(910)의 방전이 수행된다. 이 때, 방전 모듈(440)은 접지(GND)로 형성될 수 있다.
커패시터(910)의 방전이 완료되면, 정전용량(C)을 포함한 커패시터(910)의 특성을 측정하는 특성 검사 모듈(450)에 의해 특성 검사가 이루어질 수 있다. 특성 검사 모듈(450)은 커패시터 어셈블리(900)를 구성하는 커패시터(910)의 자체 특성을 검사하며, 원하지 않는 특성(정전용량, 극성)을 가지는 결과가 측정된 경우 전기적 불량품으로 판단될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 및 커패시터 어셈블리 조립 방법에서 불량을 분류하기 위한 개략도이고, 도 8은 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치 및 커패시터 어셈블리 조립 방법에서, 단위시간의 경과에 따라 디스플레이부에 모니터링되는 불량 현황을 개략적으로 표시한 것이다.
도 3, 도 4, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치에서 컨베이어 모듈(100)의 조립영역들은 정상 어셈블리(900)에 대하여 상품화를 위해 컨베이어 모듈(100)로부터 탈거시켜 적재하는 적재영역(210)과, 전술한 검사 영역에서의 검사 결과에 따라 커패시터 어셈블리(900)의 불량 여부를 판단하여 적어도 하나의 항목으로 분류하는 불량품 분류 영역(200)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 불량품 분류 영역(200)에는 대응되는 불량품 분류 모듈(470)이 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여 불량품 분류 모듈(470)에 의한 커패시터 어셈블리(900)의 불량 분류에 대하여 설명하기로 한다. 전술한 기계적 불량을 검사하는 모듈(제1 비전 검사 모듈(410)과 제2 비전 검사 모듈(460))과, 전기적 불량을 검사하는 모듈(전압 검사 모듈(422), 전류 검사 모듈(432), 및 특성 검사 모듈(450))에 의해 커패시터 어셈블리(900)의 불량이 판단될 수 있다. 이 때, 커패시터 어셈블리(900)의 불량은 적어도 하나 이상의 항목으로 분류될 수 있으며, 이 항목은 광의의 범위에서 기계적 불량 어셈블리와 전기적 불량 어셈블리로 구분될 수 있다. 더욱 상세하게는, 기계적 불량 어셈블리는 제1 비전 검사 모듈(410)에 의해 판단된 접합 불량(810), 제2 비전 검사 모듈(460)에 의해 판단된 평탄도 불량(850)을 포함하는 개념일 수 있다. 또한, 전기적 불량 어셈블리는 전압 검사 모듈(422)에 의해 판단된 전압 불량(820), 전류 검사 모듈(432)에 의해 판단된 전류 불량(830), 그리고 특성 검사 모듈(450)에 의해 판단된 특성 불량(840)을 포함하는 개념일 수 있다.
전술한 바와 같은 불량 항목 분류에 따라, 접합 불량(810) 어셈블리는 제1 불량 분류(811)로, 전압 불량(820) 어셈블리는 제2 불량 분류(821)로, 전류 불량(830) 어셈블리는 제3 불량 분류(831)로, 특성 불량(840) 어셈블리는 제4 불량 분류(841)로, 그리고 평탄도 불량(850) 어셈블리는 제5 불량 분류(851)로 구분되어 적재될 수 있으며, 각각 서로 다른 적재함(미도시)에 적재될 수 있다. 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치의 사용자는 각각의 적재함에 적재된 불량 어셈블리의 양을 조사하여 어떤 부분에서 불량이 빈번하게 발생하는지 용이하게 확인할 수 있으며, 이에 따라 불량률을 개선할 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 7에 도시된 불량(810, 820, 830, 840, 850) 여부는 예시적인 것이며, 반드시 접합 불량 - 전압 불량 - 전류 불량 - 특성 불량 - 평탄도 불량의 순서대로 불량 여부가 검사되는 것을 의미하는 것은 아니다. 이와 같은 불량 여부 검사의 순서는 변경될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 어셈블리 조립 장치는, 검사 영역들에서 검사 모듈들에 의해 수행되는 결과를 시각적으로 디스플레이할 수 있는 디스플레이부(500)를 추가로 포함할 수 있다. 특정 시간(t=t1)에서 각각의 검사 영역에 위치한 커패시터 어셈블리(900)의 불량 여부가 디스플레이부(500)에 표시된다. 예를 들어, N+6 번째 영역에 위치한 커패시터 어셈블리(900)는 제1 불량(E1)이 발생하였고, N+5 번째 영역에 위치한 커패시터 어셈블리(900)는 제2 불량(E2)이 발생하였다. 또한, N+3 번째 영역에 위치한 커패시터 어셈블리(900)는 제3 불량(E3)이 발생한 것으로 확인되며, N+2 번째 영역에 위치한 커패시터 어셈블리(900)는 제4 불량(E4)이 발생하였고, N+1 번째 영역에 위치한 커패시터 어셈블리(900)는 제5 불량(E5)이 발생하였다. 불량 분류 영역인 N 번째 영역에서 이러한 불량 양태에 따라 커패시터 어셈블리 불량 분류가 수행될 수 있으며, 단위시간(T)이 경과한 새로운 시간(t=t1+T)에서 각각의 영역의 커패시터는 N 번째 위치에서 N-1 번째 위치로 이동될 수 있다. 사용자는 디스플레이부(500)를 통해 커패시터 어셈블리(900)의 불량 발생 여부와 불량 형태를 용이하게 파악할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 어셈블리 조립 장치는 전술한 불량 여부에 따라 가공 모듈(300)에 피드백을 줄 수 있다. 예를 들면, 전술한 바와 같은 불량 어셈블리를 기계적 불량 어셈블리와 전기적 불량 어셈블리로 구분하였을 때, 기계적 불량 어셈블리가 높은 빈도로 발생하는 경우 제어부(미도시)는 가공 영역(120, 130)에서의 가공 모듈(300)을 제어하여 불량 효율을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 비전 검사모듈(410)의 검사에 따라 커패시터 어셈블리(900)를 제2 방향에서 보았을 때 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)가 브래킷(920)의 전극(922, 923)에 정상적으로 접합되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이 때는 리드 접합모듈(340)로 하여금 리드 접합시간을 증가시키거나 또는 리드를 접합시키기 위해 가해지는 솔더의 양을 증가시킬 수 있다. 리드 접합시간을 증가시키거나 솔더의 양을 증가시킴으로써, 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)가 브래킷(920)의 전극(922, 923)에 안정적으로 접합되어 기계적 불량의 발생확률을 감소시킬 수 있다.
또는, 제2 비전 검사모듈(460)이 제1 방향에서 보았을 때 커패시터 어셈블리(900)의 평탄도를 검사하여 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)가 평탄하게 접합되지 않아 기계적 불량이 발생한 것으로 판단되면, 제어부는 리드 가압모듈(330)로 하여금 리드 가압강도를 증가시킴으로써 리드(912A, 912B)가 평탄하게 접합될 수 있도록 조절할 수 있으며, 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)가 브래킷(920)의 전극(922, 923)에 안정적으로 접합되어 기계적 불량의 발생확률을 감소시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 방법에 대하여 설명하기로 한다. 커패시터 어셈블리 조립 방법을 설명함에 있어서, 커패시터 어셈블리 조립 장치에 이미 전술한 부분은 간단하게 언급하거나 설명을 생략한다.
도 9는 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치를 이용한 커패시터 어셈블리 조립 방법을 보여주는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 방법은, 동일한 길이의 리드(912A, 912B)를 가지는 커패시터(910), 커패시터(910)를 내부에 수용하는 한 쌍의 수용격벽(924)을 포함하는 브래킷(920)이 결합되어 커패시터 어셈블리(900)로 조립하기 위한 것이다. 이 때, 커패시터 어셈블리 조립 방법은 복수의 조립영역을 포함하고 조립영역들이 일방향으로 이동되는 컨베이어 모듈에 안착된 커패시터 어셈블리(900)에 대하여, 커패시터 어셈블리(900)를 조립하기 위해 커패시터 어셈블리(900)를 구성하는 커패시터(910)와 브래킷(920)을 가공하는 가공 단계(S120, S130)와, 가공 단계(S120, S130)에 의해 기계적, 전기적으로 결합된 커패시터 어셈블리(900)의 불량 여부를 검사하는 복수개의 검사 단계(S140, S150, S160, S170, S180, S190, S200, S210)를 포함할 수 있다.
커패시터 어셈블리(900)를 구성하는 커패시터(910)와 브래킷(920)이 가공 단계(S120, S130)를 통해 가공되기 전에, 전술한 커패시터 어셈블리 조립 장치의 컨베이어 모듈(100)에 브래킷(920)과 커패시터(910)를 배치하는 커패시터 어셈블리 배치 단계(S110)가 수행된다. 커패시터 어셈블리 배치 단계(S110)가 수행된 이후에는, 커패시터 어셈블리(900)를 조립하기 위한 가공 단계(S120, S130)가 수행되며, 이 때의 가공 단계(S120)는 정렬 및 프레스 단계(S120)와, 정렬 및 프레스 단계(S120) 이후에 수행되는 리드 접합 단계(S130)를 포함할 수 있다.
정렬 및 프레스 단계(S120)는 커패시터 어셈블리(900)를 구성하는 커패시터(910)와 브래킷(920)이 서로 결합되는 단계이며, 커패시터(910)와 브래킷(920)을 기계적으로 결합하기 위해 제1 방향 및 제1 방향과 수직한 제2 방향에서 커패시터(910)와 브래킷(920)을 가압하여 브래킷(920)의 수용격벽(924) 사이에 커패시터(910)가 끼움 결합될 수 있다.
보다 상세하게는, 컨베이어 모듈의 조립영역 중 제1 프레스 영역에서 브래킷(920)의 위치를 정렬하기 위해 제1 방향으로 브래킷 정렬 모듈이 브래킷(920)을 가압하여 정위치시킬 수 있다. 브래킷(920)은 브래킷 정렬 모듈에 의해 일방향으로 밀어넣어져서 브래킷(920)에 커패시터(910)가 끼움 결합될 때 잘못된 위치에서 결합되어 불량이 발생할 가능성을 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 프레스 영역에서 커패시터(910)의 본체(911)를 수용격벽(924) 사이에 끼움 결합되도록 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 커패시터(910)의 본체(911)를 가압함으로써, 브래킷(920)의 수용격벽(924) 내에 끼움 결합되어 커패시터 어셈블리(900)로 형성될 수 있다.
정렬 및 프레스 단계(S120)에서, 제1 프레스 영역에서 커패시터(910)의 본체(911)가 수용격벽(924)에 끼움 결합된 이후에, 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)가 브래킷(920)의 전극(922, 923)과 인접하도록 리드(912A, 912B)를 가압할 필요가 있다. 따라서, 컨베이어 모듈의 조립영역 중 제1 프레스 영역과 인접하여 형성된 제2 프레스 영역에서 리드 가압 모듈(330)은 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)가 브래킷(920)의 전극(922, 923)과 접촉하도록 제2 방향으로 리드(912A, 912B)를 가압할 수 있다.
이러한 가압 과정에 따라, 리드(912A, 912B)는 본체(911)로부터 그 일단이 돌출 형성된 제1 리드영역(913)과, 제1 리드영역(913)의 타단에 그 일단이 연결되며, 제1 리드영역(913)과 일정한 각도를 가지도록 형성된 절곡영역(915)와, 절곡영역(915)의 타단에 그 일단이 연결되며, 제1 리드영역(913)과 실질적으로 평행하도록 형성된 제2 리드영역(914)을 포함할 수 있다. 이 중, 제2 리드영역(914)이 전극(922, 923)과 접합되며, 접합을 위해 리드(912A, 912B)는 전체적으로 절곡된 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 상세하게는, 제2 리드영역(914)에 리드 가압 모듈(330)이 제2 방향으로 리드(912A, 912B)에 가압력을 제공할 수 있으며, 이에 따라 리드(912A, 912B)가 제1 리드영역(913), 제2 리드영역(914), 그리고 절곡영역(915)으로 형성될 수 있다. 제2 리드영역(914)은 제1 리드영역(913)보다 브래킷(920)의 전극(922, 923)에 가까이 위치할 수 있으며, 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923)의 접합을 용이하게 할 수 있다.
한편, 리드 접합 단계(S130)는 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923)을 전기적으로 연결하기 위해 솔더링 방법 등을 사용하여 접합시키며, 커패시터(910)와 브래킷(920)의 기계적 결합 및 전기적 결합이 모두 완료되어 하나의 커패시터 어셈블리(900)로 조립될 수 있다.
이하에서는, 가공 단계(S120, S130)를 거쳐 조립된 커패시터 어셈블리(900)의 검사 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 방법에서 수행되는 검사 단계는, 리드 접합 단계(S130)에서 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923)의 접합 여부를 제2 방향에서 촬영하여 시각적으로 감지하는 제1 비전 검사 단계(S140)와, 제1 비전 검사 단계 이후에 커패시터(910)를 충전하여 커패시터 어셈블리(900)가 정상 전압 범위로 동작하는지 검사하는 전압 검사 단계(S160), 전압 검사 단계 이후에, 커패시터(910)를 다시 충전하여 커패시터 어셈블리(900)가 정상 전류 범위로 동작하는지 검사하는 전류 검사 단계(S180), 그리고 커패시터(910)를 방전시키고 커패시터의 정전용량을 포함한 커패시터 어셈블리(900)의 특성을 검사하는 특성 검사 단계(S200), 그리고 리드 접합 단계(S130)에서 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923)의 접합 여부(평탄도)를 제2 방향과 수직인 제1 방향에서 촬영하여 시각적으로 감지하는 제2 비전 검사 단계(S210)를 포함할 수 있다.
전술한 검사 단계들 중, 제1 비전 검사 단계(S140)와 제2 비전 검사 단계(S210)는 리드 접합 여부에 대한 시각적인 검사를 수행하는 것으로, 이를 기계적 불량 검사단계로 볼 수 있다. 또한, 전압 검사 단계(S160), 전류 검사 단계(S180), 특성 검사 단계(S200)의 경우 커패시터(910)에 전력을 가하는 등의 전기적 자극을 통해 검사를 수행하는 것으로, 이를 전기적 불량 검사단계로 볼 수 있다.
제1 비전 검사 단계(S140)와 제2 비전 검사 단계(S210)는 리드 접합 단계(S130) 이후에 서로 다른 방향(제1 방향 및 제2 방향)을 통해 리드의 접합 상태를 시각적으로 검사하는 단계이며, 예시적으로 리드(912A, 912B)와 전극(922, 923) 간의 저항 접합이 수행된 경우 저항 접합에 따라 형성된 접합부의 면적, 형상 등을 종합적으로 고려하여 기계적 불량 여부를 판단할 수 있다. 바람직하게는, 제1 비전 검사 단계(S140)에서 제2 방향에서 어셈블리(900)를 촬영하여 접합부의 면적, 모양 등을 확인하여 기계적 불량을 판단하고, 제2 비전 검사 단계(S210)에서 제1 방향에서 어셈블리(900)를 촬영하여 접합부의 높이, 형상 등을 확인하여 기계적 불량을 판단할 수 있다.
전압 검사 단계(S160)는 커패시터(910)에 인가되는 전압을 검사하는 것이며, 전압 검사 단계(S160)를 수행하기 위해 커패시터(910)를 충전시킨다. 전압 검사 단계(S160) 이전에 커패시터(910)를 충전하는 제1 충전 단계(S150)는 커패시터(910)를 N 단위시간 만큼 충전할 수 있다(N은 자연수). 한편, N 단위시간 만큼의 충전을 달성하기 위해 N개의 제1 충전 모듈이 배치되어 각각 1 단위시간만큼 나누어 충전을 수행할 수 있음은 전술한 바와 같다.
한편, 전류 검사 단계(S180)는 커패시터(910)에 인가되는 전류를 검사하는 것이며, 전류 검사 단계(S180)를 수행하기 위해 커패시터(910)를 충전시킨다. 전류 검사 단계(S180)는 그 검사의 특성 상 전압 검사 단계(S160)보다 커패시터(910)를 더욱 완만하게 충전하여야 하므로, 전류 검사 단계(S180) 이전에 커패시터(910)를 충전하는 제2 충전 단계(S170)는 2N 내지 6N 단위시간 만큼 충전할 수 있다. 2N 내지 6N 단위시간 만큼의 충전을 달성하기 위해 2N 내지 6N 개의 제2 충전 모듈이 배치되어 각각 1 단위시간만큼 나누어 충전을 수행할 수 있음은 전술한 바와 같다.
전압 검사 단계(S160)와 전류 검사 단계(S180)가 수행된 이후에는, 커패시터(910)를 방전시키는 방전 단계(S190)를 거치고, 커패시터(910) 자체의 특성값을 검사하는 특성 검사 단계(S200)가 수행될 수 있다. 특성 검사 단계(S200)에서는 커패시터(910)의 정전용량(capacitance)를 포함한 커패시터(910)의 물성치들을 검사할 수 있다. 이 때, 커패시터 어셈블리(900)가 필요로 하는 물성치 범위에서 벗어난 결과가 측정되는 경우 전기적 불량 어셈블리(900)로 분류될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 방법에서, 전술한 검사 단계들이 수행된 이후에는, 검사 단계에서 접합이 불량한 어셈블리(900) 또는 정상 범위로 동작하지 않는 커패시터(910)를 가지는 어셈블리(900)를 분류하는 불량 분류 단계(S220)를 더 포함할 수 있다. 불량 분류 단계(S220)는 전술한 바와 같이 리드(912A, 912B)와 전극의 접합 여부를 시각적으로 감지하는 제1 비전 검사 단계(S140)와 제2 비전 검사 단계(S210)를 통해 감지된 기계적 불량, 그리고 어셈블리(900)의 전기적 특성을 감지하는 전압 검사 단계(S160), 전류 검사 단계(S180), 특성 검사 단계(S200)를 통해 감지된 전기적 불량으로 구분될 수 있다. 이러한 구분은 이후 기계적 불량이 전기적 불량보다 높은 비율로 발생하였을 때, 가공 단계(S120, S130)에서의 가공 모듈(300)들의 제어를 위한 것이다.
불량 어셈블리(900)를 기계적 불량 어셈블리와 전기적 불량 어셈블리의 2가지 항목으로 분류할 수 있는 것으로 설명하였으나, 반드시 2가지 항목으로 분류하여야 하는 것은 아니며, 각각의 검사 단계에서의 불량 판단을 통해 각각의 불량 항목으로 분류할 수도 있다. 예시적으로 제1 불량(접합 불량), 제2 불량(전압 불량), 제3 불량(전류 불량), 제4 불량(특성 불량), 제5 불량(평탄도 불량)으로 분류하는 것 또한 가능하다.
한편, 전술한 불량 분류 단계(S220)에 따라 기계적 불량이 일정 비율 이상 발생하는 경우, 가공 단계(S120, S130)에서 커패시터(910) 또는 브래킷(920)에 가해지는 가압력을 조절하거나, 또는 커패시터(910)와 브래킷(920)의 접합시간을 조절할 수 있다. 예를 들면, 브래킷(920)이 정위치되도록 올바르게 정렬되지 않아 커패시터(910)의 본체(911)가 브래킷(920)의 수용격벽(924)에 불완전하게 결합되는 경우에는 브래킷 정렬 모듈에 의해 제1 방향으로 브래킷(920)에 가해지는 가압력을 증가시킬 수 있다. 커패시터(910)의 본체(911)가 수용격벽(924)에 일정 깊이 이하로 수용되어 이탈의 가능성이 높은 이유로 기계적 불량으로 판단된 경우에는 커패시터 본체 가압 모듈에 의해 제2 방향으로 커패시터(910)의 본체(911)에 가해지는 가압력을 증가시킬 수 있다. 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)가 브래킷(920)의 전극(922, 923)과 준수하게 접합될 정도로 인접하게 형성되지 않아 기계적 불량으로 판단된 경우에는 리드 가압 모듈에 의해 제2 방향으로 커패시터(910)의 리드(912A, 912B)에 가해지는 가압력을 증가시킬 수 있다. 또한, 리드(912A, 912B)의 접합 상태가 불량(접합부의 모양, 높이, 면적 등이 불량)하여 기계적 불량으로 판단된 경우에는 리드 접합 모듈에 의해 커패시터(910)와 브래킷(920)의 접합시간을 증가시키거나 접합 세기를 증가시키거나, 또는 접합재료의 양을 증가시키도록 조절할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 커패시터 어셈블리 조립 장치와 커패시터 어셈블리 조립 방법을 통해, 커패시터(910)와 브래킷(920)이 컨베이어 모듈을 통해 복수개의 조립영역을 자동으로 이동하면서 가공 및 검사가 수행될 수 있는 이점이 있다.
또한, 복수개의 검사 영역에서 복수개의 검사 단계가 동시 또는 순차적으로 수행됨으로써, 커패시터 어셈블리(900)의 조립 과정에서 발생할 수 있는 기계적, 전기적 불량을 높은 확률로 검출할 수 있으며, 이에 따라 불량 어셈블리를 제공할 위험을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 복수개의 검사 영역에서의 복수개의 검사 단계는 기계적 불량과 전기적 불량을 모두 판단할 수 있으며, 기계적 불량이 발생하는 비율이 높은 경우 가공 영역에서의 커패시터 어셈블리(900) 조립을 수행하는 가공 모듈(300)들의 작동을 제어하여 기계적 불량 발생을 줄여 생산성을 향상시키는 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
900: 커패시터 어셈블리 910: 커패시터
911: 커패시터 본체 912A, 912B: 리드
913: 제1 리드영역 914: 제2 리드영역
915: 절곡영역 920: 브래킷
921: 브래킷 베이스 922: 제1 브래킷 전극
923: 제2 브래킷 전극 924: 수용격벽
925: 슬릿
100: 컨베이어 모듈 110: 커패시터 어셈블리 배치 영역
120: 정렬 및 프레스 영역 121: 커패시터 어셈블리 정렬 영역
122: 제1 프레스 영역 123: 제2 프레스 영역
130: 리드 접합 영역 131: 제1 리드 접합 영역
132: 제2 리드 접합 영역 140: 제1 비전 검사 영역
150: 제1 전력 검사 영역 151a, 151b: 제1 충전 영역
152: 전압 검사 영역 160: 제2 전력 검사 영역
161a, 161n: 제2 충전 영역 162: 전류 검사 영역
170: 방전 영역 180: 특성 검사 영역
190: 제2 비전 검사 영역 200: 불량 분류 영역
210: 적재 영역
300: 가공 모듈 310: 브래킷 정렬 모듈
320: 커패시터 본체 가압 모듈 330: 리드 가압 모듈
340: 리드 접합 모듈 341: 제1 리드 접합 모듈
342: 제2 리드 접합 모듈
400: 검사 모듈 410: 제1 비전 검사 모듈
420: 제1 전력 검사 모듈 421a, 421b: 제1 충전 모듈
422: 전압 검사 모듈 430: 제2 전력 검사 모듈
431a, 431b: 제2 충전 모듈 432: 전류 검사 모듈
440: 방전 모듈 450: 특성 검사 모듈
460: 제2 비전 검사 모듈 470: 불량 분류 모듈
500: 디스플레이부 S: 접합부
C1: 제1 비전 카메라 C2: 제2 비전 카메라
S110: 커패시터 어셈블리 배치 단계 S120: 정렬 및 프레스 단계
S130: 리드 접합 단계 S140: 제1 비전 검사 단계
S150: 제1 충전 단계 S160: 전압 검사 단계
S170: 제2 충전 단계 S180: 전류 검사 단계
S190: 방전 단계 S200: 특성 검사 단계
S210: 제2 비전 검사 단계 S220: 불량 분류 단계

Claims (5)

  1. 커패시터를 포함하는 커패시터 어셈블리에 있어서,
    원통 형상으로 형성되는 커패시터 본체와, 상기 커패시터 본체의 일측 단부에서 돌출되는 한 쌍의 리드들을 포함하는 커패시터; 및
    상기 커패시터가 결합되며, 상기 리드들이 전기적으로 각각 연결되는 한 쌍의 전극을 포함하는 브래킷;을 포함하고,
    상기 커패시터의 상기 리드들은 제1 리드 및 상기 제1 리드와 다른 극성인 제2 리드를 포함하고,
    상기 제1 리드 및 상기 제2 리드는 상호 간에 이격되고, 동일한 길이를 가지며,
    상기 제1 리드 및 상기 제2 리드는 각각 상기 커패시터 본체에서 돌출되는 제1 리드 영역과, 상기 제1 리드 영역의 타단에 그 일단이 연결되며 상기 제1 리드 영역에 대하여 기설정된 각도로 절곡 형성되는 절곡 영역과, 상기 절곡 영역의 타단에 그 일단이 연결되며 상기 제1 리드 영역과 평행하게 형성되는 제2 리드 영역을 포함하는 커패시터 어셈블리.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 절곡 영역과 상기 제1 리드 영역이 이루는 제1 각도는 90도 보다 크거나 같고 180도보다 작으며,
    상기 절곡 영역과 상기 제2 리드 영역이 이루는 제2 각도는 180도보다 크고 270도 보다 작거나 같게 형성되며,
    상기 절곡 영역은 상기 제1 리드 영역의 단부에서 상기 제2 리드 영역의 단부를 향하여 기울어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 커패시터 어셈블리.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 브래킷은, 상기 커패시터 몸체의 길이 방향으로 길게 형성되며 일측에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 배치되며 상기 커패시터가 안착되는 베이스와, 상기 베이스의 상면에서 돌출 형성되며 상기 커패시터 몸체를 가압하는 수용 격벽 유닛들과 상기 수용 격벽 유닛들 사이에 형성되는 슬릿을 포함하며 상기 커패시터를 사이에 두고 상호 이격되는 한 쌍의 수용 격벽을 포함하고,
    상기 브래킷에 상기 커패시터가 결합된 상태에서, 상기 브래킷의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에는 각각, 상기 커패시터의 상기 제1 리드의 상기 제2 리드 영역 및 상기 제2 리드의 상기 제2 리드 영역이 각각 접촉되어 솔더링 되는 것을 특징으로 하는 커패시터 어셈블리.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 브래킷의 상기 베이스에는, 상기 커패시터의 직경보다 작은 너비를 가지며 상기 커패시터의 길이보다 크거나 상기 커패시터의 길이에 대응되는 길이를 갖는 직사각형의 홀이 형성되며,
    상기 브래킷에 상기 커패시터가 결합된 상태에서, 상기 커패시터의 일부가 상기 홀에 삽입되며, 상기 커패시터의 상기 일측 단부의 50%를 초과하는 면적은 상기 브래킷의 상기 베이스의 상면보다 윗쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 커패시터 어셈블리.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 베이스의 상기 상면과 나란하게 배치되며,
    상기 커패시터의 상기 제1 리드 및 상기 제2 리드의 상기 제2 리드 영역들은, 상기 커패시터의 상기 일측 단부의 중심에서, 상기 베이스 측으로 편심된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 커패시터 어셈블리.
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