KR102242585B1

KR102242585B1 - 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치

Info

Publication number: KR102242585B1
Application number: KR1020200148171A
Authority: KR
Inventors: 백철호
Original assignee: (주)티앤아이텍
Priority date: 2020-11-07
Filing date: 2020-11-07
Publication date: 2021-04-19
Anticipated expiration: 2040-11-07
Also published as: WO2022097875A1

Abstract

본 발명에 의하면, 솔더용액조(B)에 거치된 거치대(F)에 안착되며 중심축에서 상부로 솔더액(S)을 유도하며 솔더링 작업을 위하여 토출되어 흘러 내리는 솔더액(S')을 가이드하면서 흘러내리도록 하기 위한 노즐몸체(10); 노즐몸체(10)의 상부에 안착되어 노즐몸체(10)의 중심축과 연통되어 솔더액(S)을 토출하기 위한 노즐캡(20); 및 노즐몸체(10)의 외주연에 대하여 관통되어 솔더용액조(B) 내에 수용된 솔더용액(SS)의 표면에서 자유롭게 노즐몸체(10)의 중심축을 따라 승하강 유동되는 유동부(30)로 이루어지는 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치가 제공된다.

Description

셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치{Nozzle body device for reducing the sellective solderball}

본 발명은 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 실장부품에 대하여 노즐장치로부터 흘러내리는 솔더액에 대하여 플로팅하도록 함으로써 솔더링시 발생되는 솔더볼의 형성을 저감하여 기판의 솔더링 불량을 현저히 줄일 수 있는 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 관한 것이다.

전자 전기 제품의 필수 구성 요소인 인쇄회로기판에는 각각의 제기능을 발휘할 수 있도록 하기 위하여 각종 부품과 전체 회로를 솔더포트에 의해 납땜으로 연결하고 있다. 이와 관련된 솔더링 장치는 솔더포트의 내부에 솔더를 용융시키는 히터가 다수개 설치되고 있고, 솔더포트의 일측으로는 용융된 솔더를 포트의 상부로 분출시키는 노즐이 설치되어 있으며, 다른 일측으로는 노즐의 상부에 솔더가 분출되도록 하는 임펠러가 설치되어 있다.

인쇄회로기판을 솔더링하고자 할 경우에는 솔더를 포트 내에 넣고 히터에 전원을 인가하여 솔더가 히터의 열에 의해 용융되어 액체상태로 된다.

이러한 상태에서 임펠러를 구동시키면 용융된 솔더는 노즐을 통하여 상부로 분출되므로 분출되는 솔더측으로 인쇄회로기판을 이동시켜 솔더링하게 된다. 이러한 종래의 솔더포트는 노즐을 통하여 솔더를 분출시 압력이 불규칙하게 유지됨에 따라 인쇄회로기판에 원활한 솔더링을 할 수 없었고 이로 인하여 인쇄회로기판에 대한 솔더링시 효율성이 떨어지고 제품 불량이 빈번하게 발생하게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 특허 공개공보 제10-2017-70848호에 의하면, 상부가 개방 형성되되 내부로 투입되는 솔더바를 용융시켜 납물로 변환시킬 수 있도록 다수의 히터가 결합되는 납물 용융조, 상기 납물 속에 배치되도록 상기 납물 용융조에 연결 브라켓을 매개로 결합되고, 상기 납물이 압력에 의해 내부로 유입되어 저장되도록 형성되는 납물 저장탱크, 상기 납물 저장탱크 내에 배치되어 상기 납물 융용조에 결합되는 구동모터와 동력전달수단을 매개로 연결되고 상기 구동모터에 의해 펌핑 작동되어 상기 납물 용융조의 납물을 상기 납물 저장탱크 내로 유입하도록 마련되는 임펠러, 및 상기 납물 용융조의 상부로 노출되도록 납물 저장탱크에 결합되고 상기 임펠러의 작동시 상기 납물 용융조에서 상기 납물 저장탱크로 작용하는 납물의 압력과 상기 임펠러의 펌핑력에 의해 상기 납물 저장탱크 내의 납물을 상기 납물 용융조의 상부에 배치되는 인쇄회로기판을 향해 일정한 압력으로 토출하도록 마련되는 노즐을 포함하는 솔더링 장치가 개시되어 있다.

종래 솔더링 장치의 노즐에 의하면, 도 1a에 도시된 바와 같이, 질소 분위기 형성을 위한 질소 공급라인(10)이 솔더 용융조(20)의 일측에 설치된 상태에서 상기 질소 공급라인(10)에 구비된 분사 노즐을 통하여 솔더 용융조(20)의 일측으로 질소 가스가 제공되고 있다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 종래 솔더링 장치의 노즐에 의하면, 중심이 통공되어 솔더용액이 펌핑되는 분사 노즐몸체(110)가 솔더용액조(130)에 안착된 거치대(140)상에 안착되며, 분사 노즐몸체(110)의 상부에 솔더용액이 흘러나오기 위한 분사구를 가진 노즐캡(120)이 구비되어 있다. 분사 노즐몸체(110)와 노즐캡(120)은 분사 노즐몸체(110)의 상부에 노즐캡(120)이 안착되기 위한 원주형태의 삽입홈(112)에 안착된다. 용융된 솔더용액(SS)이 수용된 솔더용액조(130)에 안착된 거치대(140) 상에 안착된 노즐몸체(110)와 노즐캡(120)의 분사구를 통하여 솔더액(S)이 흘러나와 솔더링 공정시, 솔더액(S)이 노즐캡(120)과 노즐몸체(110)의 외측면을 타고 중력에 의하여 흘러내린 후 용융된 솔더용액(SS)에 다시 합류가 되어야 한다. 그러나, 종래 솔더링 장치의 노즐에 있어서, 노즐캡(120)의 분사구로부터 토출된 솔더액(S)은 노즐캡(120)과 노즐몸체(110)의 외측면을 타고 중력에 의하여 흘러내리는 과정에서 온도가 저하되면서 연속적이거나 균일하게 흘러내리지 못하고 불연속적으로 흘러내림으로써 낙하현상이 발생되며 그로 인하여 솔더용액조(130)의 솔더용액(SS)에 대하여 낙하 현상에 따른 솔더볼(SB)이 반사적으로 형성되어 상부로 튀어나오는 현상이 발생되고 있다. 이와 같은 솔더볼(SB)이 형성됨으로써 기판에 대한 솔더링 작업 공정에서 기판의 불량을 발생시키는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 솔더 장치의 개발이 요구되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 솔더링 장치에 있어서 노즐장치로부터 흘러내리는 솔더액에 대하여 플로팅하도록 함으로써 솔더링시 발생되는 솔더볼의 형성을 저감하여 기판의 솔더링 불량을 현저히 줄일 수 있는 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치를 제공하는 것이다.

여기서, 유동부(30)는 노즐몸체(10)의 외주연에 대하여 관통되어 가이드를 유도하기 위한 가이드 관통공(32)과, 가이드 관통공(32)의 외측으로 연장된 디스크 형상의 유동 디스크(34)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 노즐몸체(10)는 중심축에 상면으로부터 하면까지 통공된 중심 관통공(12)과, 중심 관통공(12)의 외측 방향에 대하여 토출되어 흘러 내리는 솔더액(S')을 노즐몸체(10)의 상면으로부터 하측으로 요홈으로 가이드하면서 흘러내리도록 하기 위한 가이드 요홈(14)을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 가이드 요홈(14)은 노즐몸체(10)의 하측으로 내려올수록 외측으로 경사진 테이퍼 형상을 가지는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의하면, 솔더링 장치에 있어서 노즐장치로부터 흘러내리는 솔더액에 대하여 플로팅하도록 함으로써 솔더링시 발생되는 솔더볼의 형성을 저감하여 기판의 솔더링 불량을 현저히 줄일 수 있다.

도 1a는 종래 솔더볼 장치의 개략적인 사시도이다.
도 1b는 종래 솔더볼 장치의 노즐 바디에서 솔더볼이 발생되는 상태를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 AA 화살표에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 있어서 노즐로부터 흘러내리는 솔더액의 흐름 상태를 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 있어서 솔더링 공정에서 솔더볼의 억제 과정을 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치의 사시도이며, 도 3은 도 2의 AA 화살표에 대한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 있어서 노즐로부터 흘러내리는 솔더액의 흐름 상태를 나타낸 개략적인 사시도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 있어서 솔더링 공정에서 솔더볼의 억제 과정을 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 의하면, 솔더용액조(B)에 거치된 거치대(F)에 안착되며 중심축에서 상부로 솔더액(S)을 유도하며 솔더링 작업을 위하여 토출되어 흘러 내리는 솔더액(S')을 요홈으로 가이드하면서 흘러내리도록 하기 위한 노즐몸체(10), 노즐몸체(10)의 상부에 안착되어 노즐몸체(10)의 중심축과 연통되어 솔더액(S)을 토출하기 위한 노즐캡(20), 및 노즐몸체(10)의 외주연에 대하여 관통되어 솔더용액조(B) 내에 수용된 솔더용액(SS)의 표면에서 자유롭게 노즐몸체(10)의 중심축을 따라 승하강 유동되는 유동부(30)로 이루어진다.

노즐몸체(10)는 중심축에 상면으로부터 하면까지 통공된 중심 관통공(12)과, 중심 관통공(12)의 외측 방향에 대하여 토출되어 흘러 내리는 솔더액(S')을 노즐몸체(10)의 상면으로부터 하측으로 요홈으로 가이드하면서 흘러내리도록 하기 위한 가이드 요홈(14)을 구비한다. 가이드 요홈(14)은 노즐몸체(10)의 하측으로 내려올수록 외측으로 경사진 테이퍼 형상을 가진다.

노즐몸체(10)의 중심 관통공(12)은 노즐캡(20)의 중심축과 연통된다.

노즐캡(20)은 노즐몸체(10)의 상부에 안착되어 노즐몸체(10)의 중심축과 연통되는 연통공(22)을 구비한다.

유동부(30)는 노즐몸체(10)의 외주연에 대하여 관통되어 가이드를 유도하기 위한 가이드 관통공(32)과, 가이드 관통공(32)의 외측으로 연장된 디스크 형상의 유동 디스크(34)로 이루어진다.

유동부(30)의 가이드 관통공(32)은 솔더용액조(B) 내에 수용된 솔더용액(SS)의 표면에서 자유롭게 노즐몸체(10)의 중심축을 따라 승하강 유동되도록 하기 위하여 노즐몸체(10)의 외주연보다 큰 공차를 가지고 관통된 형상을 가진다.

유동부(30)의 유동 디스크(34)는 솔더용액조(B) 내에 수용된 솔더용액(SS)의 표면에 유동될 수 있는 비중을 가진 소재로 이루어지며, 좌우대칭의 평판의 디스크 형상 가짐으로써 흘러 내려오는 솔더액(S')을 상면에서 대칭적으로 분산시켜 솔더용액조(B) 내의 솔더용액(SS)에 합류되도록 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 의하면, 노즐캡(20)으로부터 흘러 내려오는 솔더액(S')은 노즐몸체(10)의 가이드 요홈(14)을 따라 흘러 내려오다가 솔더용액조(B) 내에 수용된 솔더용액(SS)의 표면을 따라 유동하는 유동부(30)의 상면에 도달하게 된다. 이와 같이 유동부(30)의 상면에 수직으로 도달한 솔더액(S')은 직접 솔더용액조(B) 내의 솔더용액(SS)에 닿는 것이 아니라 유동부(30)의 상면에서 운동방향이 수평방향으로 전환된 상태에서 유동부(30)의 외측 단부에서 유동부(30)와 접하는 솔더용액(SS)에 합류된다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 의하면, 흘러 내려오는 솔더액(S')의 수직 낙하되는 운동에너지는 유동부(30)에 의하여 수평방향의 운동에너지로 전환되기 때문에 수직 운동에너지가 감소되어 솔더용액조(B) 내의 솔더용액(SS)에 합류될 때 튀김으로 인하여 발생되는 솔더볼 발생현상을 방지할 수 있다. 또한, 흘러 내려오는 솔더액(S')은 노즐몸체(10)의 하단부로부터 직접 솔더용액조(B) 내의 솔더용액(SS)에 대하여 접하는 것을 유동부(30)가 방지함으로써 솔더볼의 발생현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치에 의하면, 솔더용액조(B)의 솔더용액(SS)의 유동에 의하여 높이 변화를 가지는 유동부(30)가 높아짐에 따라 테이퍼진 경사면을 가진 가이드 요홈(14)과 유동부(30)의 가이드 관통공(32) 사이의 공간이 조금씩 넓어짐으로써 흘러 내려오는 솔더액(S')의 응력보다 큰 중력에 의하여 노즐몸체(10)의 가이드 요홈(14)과 유동부(30)의 가이드 관통공(32) 사이로 직접 솔더액(S')이 솔더용액조(B) 내의 솔더용액(SS)에 낙하되더라도 유동부(30)의 유동 디스크(34)의 하면에서 솔더볼이 생성되어 튀어 오르는 현상을 방지하게 할 수 있다.

B: 솔더용액조
F: 거치대
S: 솔더액
SS: 솔더용액
10: 노즐몸체
12: 중심 관통공
14: 가이드 요홈
20: 노즐캡
30: 유동부
32: 가이드 관통공
34: 유동 디스크

Claims

솔더용액조(B)에 거치된 거치대(F)에 안착되며 중심축에서 상부로 솔더액(S)을 유도하며 솔더링 작업을 위하여 토출되어 흘러 내리는 솔더액(S')을 가이드하면서 흘러내리도록 하기 위한 노즐몸체(10);
노즐몸체(10)의 상부에 안착되어 노즐몸체(10)의 중심축과 연통되어 솔더액(S)을 토출하기 위한 노즐캡(20); 및
노즐몸체(10)의 외주연에 대하여 관통되어 솔더용액조(B) 내에 수용된 솔더용액(SS)의 표면에서 자유롭게 노즐몸체(10)의 중심축을 따라 승하강 유동되는 유동부(30)로 이루어지며,
유동부(30)는 노즐몸체(10)의 외주연에 대하여 관통되어 가이드를 유도하기 위한 가이드 관통공(32)과, 가이드 관통공(32)의 외측으로 연장된 디스크 형상의 유동 디스크(34)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치.
삭제
제1항에 있어서, 노즐몸체(10)는 중심축에 상면으로부터 하면까지 통공된 중심 관통공(12)과, 중심 관통공(12)의 외측 방향에 대하여 토출되어 흘러 내리는 솔더액(S')을 노즐몸체(10)의 상면으로부터 하측으로 요홈으로 가이드하면서 흘러내리도록 하기 위한 가이드 요홈(14)을 구비하는 것을 특징으로 하는 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치.
제3항에 있어서, 가이드 요홈(14)은 노즐몸체(10)의 하측으로 내려올수록 외측으로 경사진 테이퍼 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 셀렉티브 솔더볼 저감 노즐장치.