JP5218866B2 - 圧電センサーを用いた溶出性測定システム - Google Patents

Description

本発明は、基板に印刷されたインクパターンの溶出性を測定するシステムに関し、より詳しくは、圧電センサーを用いて水溶液内で連続的に基板の溶出性を測定することができる圧電センサーを用いた溶出性測定システムに関する。

一般的に、ＰＣＢ基板及びこれを含むパッケージ（ＰＫＧ）には多様な目的でインクが印刷されている。その一例として、マーキング及び金メッキ防止などに用いられている。

基板に印刷されたインクパターンは、メッキのような後工程を経て多様な周辺環境により溶出が発生するようになる。このような溶出発生によるインクパターンの変化は微細であるが、結果的には印刷品質及び印刷後の耐久性の尺度となる。

従って、このような溶出の発生を容易に感知及び測定できるシステムが要求されている実情である。

本発明の目的は、基板に印刷されたインクパターンの溶出発生を容易に感知及び測定できる溶出性測定システムを提供することである。

本発明による溶出性測定システムは、内部に試片が収容されるチャンバを含む試片収容部と、試片と連結されて試片の質量変動をリアルタイムで測定する質量測定部と、質量測定部で測定された値に基づいて試片の溶出性を測定する溶出性測定部と、を含むことを特徴とする。

本発明において、試片の質量変化に応じる力を質量測定部に伝達する質量変化伝達部をさらに含むことが好ましい。

本発明において、試片収容部は、チャンバの内部に満たされ、試片が浸漬される溶液をさらに含むことができる。

本発明は、チャンバの内部で試片を支持する試片支持部をさらに含むことができる。

本発明において、試片支持部は、耐酸性及び耐蝕性を有する材質で形成されることが好ましい。

本発明において、チャンバと試片支持部は、ガラス（ｇｌａｓｓ）またはポリテトラフルオロエチレン材質で形成されることができる。

本発明において、質量測定部は、試片と連結される重り、及び重りを支持して重りの質量変動を測定する質量測定センサーを含むことができる。

本発明において、重りは金属材質であり、表面に酸化防止膜が形成されることができる。

本発明において、質量測定センサーは、圧電センサー（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｅｎｓｏｒ）であることが好ましい。

本発明において、溶出性測定部は、質量測定部から伝送される質量変化信号を増幅する信号増幅部と、信号増幅部で増幅された信号の伝送を受けてデジタル信号に切り替える信号切替部と、デジタル信号の伝送を受けて溶出性を分析する分析部と、を含むことができる。

本発明において、溶出性測定部は、試片の質量変化をリアルタイムグラフで表示する表示部をさらに含むことができる。

本発明において、質量変化伝達部は、試片支持部と質量測定部を連結する連結ワイヤー、及び連結ワイヤーを支持する少なくとも一つのプーリユニット（ｐｕｌｌｅｙ ｕｎｉｔ）を含むことができる。

本発明において、連結ワイヤーは、耐酸性及び耐蝕性を有する金属材質で形成されることができる。

本発明において、連結ワイヤーは、ステンレス（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）材質で形成されることが好ましい。

本発明において、質量変化伝達部は、一端が質量測定部と連結されるレバーユニット、及びレバーユニットの他端と試片支持部を連結する連結ワイヤーを含むことができる。

本発明による溶出性測定システムは、リアルタイムで試片の質量変化を感知して分析するため、溶出性分析データがリアルタイムで測定されて連続的に表示される。

従って、時間によって変曲点が生じる特定の反応時点を感知することができ、これに基づいて溶出メカニズムを把握することができる。

また、圧電センサーを用いて微細な質量の変化も感知できるため、さらに精密な測定データを獲得することができる。

さらに、本発明は、測定過程中、継続して試片がチャンバの内部に 位置するため、従来のように試片を多様な工程に投入することによって発生されるエラーや誤差を最小化することができる。

本発明の実施例による溶出性測定システムを概略的に示す図である。 図１の溶出性測定部を概略的に示すブロック図である。 従来技術による溶出性測定システムの測定グラフを概略的に示す図である。 本実施例による溶出性測定システムの測定グラフを概略的に示す図である。 本発明の他の実施例による溶出性測定システムを示す図である。

本発明の詳細な説明に先立って、 本明細書及び特許請求の範囲で用いられる用語や単語は通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されるべきではなく、発明者が自分の発明を 最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づいて本発明の技術的思想に適う意味と概念で解釈されるべきである。従って、本明細書に記載の実施例と図面の構成は、本発明の最も好ましい実施例に過ぎず、本発明の技術的思想を全て説明するものではないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があるということを理解すべきである。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。この時、添付図面において、同じ構成要素は、できる限り同じ符号で表す。また、本発明の要旨を不明にする可能性がある公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。同様に、添付図面における一部構成要素は、誇張されたり、省略されたり、或いは概略的に示されており、各構成要素の大きさは実際の大きさを完全に反映するものではない。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例による溶出性測定システムを概略的に示す図であり、図２は、図１の溶出性測定部を概略的に示すブロック図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の実施例による溶出性測定システム１００は、試片収容部１０、質量測定部２０、質量変化伝達部４０及び溶出性測定部３０を含んで構成される。

試片収容部１０は、内部に試片１が収容されるチャンバ１１と、チャンバ１１の内部で試片１を支持する試片支持部１２を含む。

本実施例では基板に印刷されたインクに対する溶出性を測定する場合を例示して説明する。従って、本実施例による試片１は、インクパターンが少なくとも一面に印刷されている基板が用いられる。しかし、これに限定されるものではない。

チャンバ１１は、容器形態に形成されることができ、内部には試片１を浸漬させる溶液１３で満たされることができる。この時、チャンバ１１に満たされる溶液１３は、測定される試片１に応じて多様な溶液１３が用いられることができ、例えば、酸性溶液や蒸溜水が用いられることができる。

このようなチャンバ１１は、上記のように、内部が酸性溶液１３で満たされることができるため、耐酸性及び耐蝕性を有する材質で形成されることが好ましく、例えば、ガラス（ｇｌａｓｓ）またはポリテトラフルオロエチレン材質で形成されることができる。しかし、これに限定されるものではない。

試片支持部１２は、チャンバ１１の内部で試片１を支持する。試片支持部１２は、板状に形成されてその上部面に試片１が装着され、側面または隅角部に後述される連結ワイヤー４１が連結される。試片支持部１２は、チャンバ１１の底面と接触せずにチャンバ１１の内部空間に浮かんでいる状態を維持するようになり、これは試片支持部１２を上方に支持している連結ワイヤー４１の張力を介して具現されることができる。

このような試片支持部１２は、チャンバ１１と同様に、必要に応じて、酸性溶液１３に浸漬された状態で試片１を支持することができる。従って、チャンバ１１のように耐酸性及び耐蝕性を有する材質で形成されることが好ましく、例えば、ガラス（ｇｌａｓｓ）またはポリテトラフルオロエチレン材質で形成されることができる。しかし、これに限定されるものではない。

質量測定部２０は、試片１と連結されて試片１の質量変動をリアルタイムで測定し、重り２２と質量測定センサー２１を含んで構成される。

重り２２は、後述される連結ワイヤー４１を介して試片１と直接連結されて試片１の質量変化に応じて対応する力の伝達を受ける。従って、重り２２は、試片１より重く形成されることが好ましく、金属材質で形成されることができる。また、重り２２の表面には周囲環境により重り２２が酸化されることを防止するための酸化防止膜が形成されることができる

質量測定センサー２１は、重り２２の下部で重り２２を支持し、重り２２の質量変動を測定する。

本実施例による溶出性測定システム１００は、試片１に印刷されたインクが溶液１３内に溶出される程度を測定するために、インクが溶出されるにつれて変化する試片１の質量を測定し、これに基づいて溶出性を分析することを特徴とする。従って、質量測定センサー２１は、試片１に印刷されたインクの溶出によって試片１の質量の変化を容易に感知し、その変化量を測定できなければならない。

このために、本実施例による質量測定センサー２１は、圧力センサーを用い、より具体的には、圧電型圧力センサー（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｅｎｓｏｒ、以下、圧電センサーと称する）を用いる。

数種の結晶体（ｃｒｙｓｔａｌ）は、特定の方向に力を受けると、自体内に電圧が誘起される性質を有しており、このように電圧が誘起される現象を圧電効果（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）という。圧電センサーは、このような圧電効果を用いるセンサーであり、本実施例による圧電センサーは、外部から印加される圧力（即ち、重りの質量変化）に敏感に反応して対応する電圧を発生させるようになる。

質量変化伝達部４０は、試片１の質量変化に応じる力を質量測定部２０、即ち、重り２２に伝達し、連結ワイヤー４１とプーリユニット４２を含んで構成される。

連結ワイヤー４１は、試片支持部１２と質量測定部２０の重り２２を直接連結して試片支持部１２に装着された試片１の質量変化を直接重り２２に伝達する。従って、連結ワイヤー４１は、全体的に引っ張られている状態を維持するように構成され、これは試片支持部１２に作用する重力により具現されることができる。

このような連結ワイヤー４１は一端が試片支持部１２に締結されるため、試片支持部１２と共にチャンバ１１内の溶液１３内部に浸透される。従って、試片支持部１２のように耐酸性及び耐蝕性を有する金属材質で形成されることが好ましく、より具体的には、ステンレス（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）材質で形成されることができる。しかし、これに限定されるものではない。

プーリユニット４２は、連結ワイヤー４１が容易に移動することができるように連結ワイヤー４１を支持する。本実施例では、説明の便宜のために、二つのプーリユニット４２を使用する場合を例示しているが、これに限定されず、必要に応じて多数個が用いられることができる。

プーリユニット４２と連結ワイヤー４１を用いた構成によって、試片支持部１２は、重力により下方に向かう力を受けるようになり、重り２２は、上方に向かう力を受けるように構成される。従って、溶出性測定の際、重り２２は、試片１の質量に応じて上方に力が作用するため、質量測定センサー２１で測定される重り２２の質量は、実際の重り２２の質量から試片１の質量分だけ減少された質量である。

溶出性測定部３０は、質量測定部２０で測定された値に基づいて試片１の溶出性を測定し、信号増幅部３１、信号切替部３２、分析部３３及び表示部３４を含んで構成される。

信号増幅部３１は、質量測定部２０から伝送される電圧の変化、即ち、質量変化信号を受信し、これを増幅させる。一般的に、圧電センサーから出力される信号（または電圧）は、その大きさが小さすぎるため、増幅が必須である。従って、信号増幅部３１は、圧電センサーから出る信号をリアルタイムで増幅させた後、信号切替部３２に伝送する役割を行う。

信号切替部３２は、信号増幅部３１から増幅された信号の伝送を受け、これをデジタル信号に切り替える。信号切替部３２から伝送された信号は、電圧の変化に応じて発生されたアナログ信号である。従って、信号切替部３２は、これをデータとして記録及び活用が容易になるようにデジタル信号に切り替える。

分析部３３は、信号切替部３２からデジタル信号の伝送を受け、これに基づいて溶出性を分析する。即ち、試片１の質量変化に基づいてインクが試片１から溶出された程度と状態などを分析する。このように分析された結果は、多様な経路を介して出力されることができる。例えば、モニター上にリアルタイムで分析結果を表示することができ、プリンタを介して持続的に分析結果を印刷することができる。また、デジタル信号と分析結果を全部保存し、以後、必要の際、所望のデータを抽出して用いることもできる。

表示部３４は、分析部３３で分析された多様な分析結果を作業者に表示する。このために、表示部３４は、モニターなどを含むことができる。また、表示部３４は、試片１の質量変化をリアルタイムグラフで表示できる。これは 信号切替部３２で切り替えられたデジタル信号を時間に応じて連続的に表示部３４に表示することによって行われることができる。しかし、これに限定されない。

次に、本実施例による溶出性測定システム１００の溶出性測定方法を説明する。

本実施例による溶出性測定方法は、まず、溶出性を測定しようとする試片１を試片支持部１２に装着した後、試片支持部１２をチャンバ１１内部に収容させる段階（Ｓ１）が行われる。

これによって、試片支持部１２には試片１の質量分だけＡ方向に力が作用し、これにより試片支持部１２と連結された連結ワイヤー４１により重り２２には試片１の試片支持部１２の質量分だけ上方、即ち、Ｂ方向に力が作用するようになる。従って、上述したように質量測定センサー２１で測定される重り２２の質量は、実際の重り２２の質量から試片１の質量分だけ減少された質量である。

この時、重り２２の質量に比べて試片１と試片支持部１２の質量は非常に小さい。従って、重り２２は上方に力が作用されても、 質量測定センサー２１から完全に浮上せず、微小な質量の変化のみ発生される。

次に、チャンバ１１内に位置した試片１からのインクの溶出が発生する段階（Ｓ２）が行われる。試片１からのインクの溶出が発生されると、溶出されたインクの量だけ試片１の質量は減少するようになる。試片１の質量が減少するにつれ重り２２に上方に作用している力も試片１の質量減少量に応じて減少するようになる。

これによって、重り２２の質量は、試片１の質量減少量に応じて増加するようになる。このような重り２２の質量変化は、質量測定センサー２１を介して感知され、リアルタイムで対応する電圧が出力される。

質量測定センサー２１からリアルタイムで出力される電圧の変化は、溶出性測定部３０に伝送され、信号増幅部と信号切替部を介して増幅及び切り替えなどの過程を経た後、分析部により分析される。そして、最終的に分析されたデータは、表示部３４等を介して作業者に表示される。

図３ａは、従来技術による溶出性測定システムの測定グラフを概略的に示す図であり、図３ｂは、本実施例による溶出性測定システムの測定グラフを概略的に示す図である。

従来は一定の時間間隔で周期的に試片や、試片が浸漬されていた溶液を検査して溶出性を検査する方式を用いた。従って、図３ａに示すように、測定グラフが連続的ではなく、不連続的に示されることが分かり、各々の測定値は、周期的な検査時点で測定された値を表す。

しかし、本発明による溶出性測定システムは、試片１がチャンバ１１内に継続して浸漬されており、これにより図３ｂに示すように、溶出性測定グラフは、リアルタイムで測定されて連続的に表示される。従って、全測定時間にわたって溶出性変化を確認することができ、時間によって変曲点が生じる特定の反応時点を感知することができ、これに基づいて溶出メカニズムを把握することができる。

このような本発明は、上述した実施例に限定されず、多様な応用が可能である。

図４は、本発明の他の実施例による溶出性測定システムを示す図である。図４を参照すると、本実施例による溶出性測定システム２００は、上述した実施例と類似するように構成され、質量変化伝達部１４０の構成においてのみ差を有する。従って、上述した実施例と同じ構成要素に対しては説明を省略し、質量変化伝達部１４０に対してのみ重点的に説明する。

本実施例による質量変化伝達部１４０は、連結ワイヤー１４１とレバーユニット１４２を含む。

レバーユニット１４２は、レバーの原理を具現するためのレバー１４３と支持台１４４を含んで構成され、レバー１４３の一端は、質量測定部２０の重り２２と連結される。より詳しくは、レバー１４３の一端は、重り２２の上部面に締結されて重り２２と一体化する。

また、連結ワイヤー１４１は、レバー１４３の他端と試片支持部１２を連結する。この時、連結ワイヤー１４１は、試片支持部１２が重力により下方に向かう力を受けるように試片支持部１２とレバー１４３の他端を連結する。従って、レバー１４３の他端にも下方に力が加えられるようになる。

また、試片支持部１２によりレバー１４３の他端が下方に向かう力を受けるようになるため、重り２２と締結されているレバー１４３の一端は、上方に向かう力を受けるようになる。従って、上述した実施例と同じ方向に重り２２に力が作用されるため、上述した実施例と同じ過程を介して溶出性を測定することができる。

以上のように、レバーユニット１４２を用いる本実施例による溶出性測定システム２００は、支持台１４４を重り２２と隣接するように配置する場合、試片１の微細な質量変化により発生された力が増幅されて質量測定センサー２１の重り２２に印加される。従って、試片１の質量変化をより容易に感知できるという利点がある。

以上のように構成される本発明による溶出性測定システムは、リアルタイムで試片の質量変化を感知して分析するため、溶出性分析データがリアルタイムで測定されて連続的に表示される。

従って、時間によって変曲点が生じる特定の反応時点を感知することができ、これに基づいて溶出メカニズムを把握することができる。

また、圧電センサーを用いて微細な質量の変化も感知できるため、より精密な測定データを獲得することができる。さらに、本発明は、測定過程中、継続して試片がチャンバの内部に 位置するため、従来のように試片を多様な工程に投入することによって発生されるエラーや誤差を最小化することができる。

一方、本発明による溶出性測定システムは、上述した実施例に限定されず、本発明の技術的思想内で当分野における通常の知識を有する者によって多様な変形が可能である。

また、本実施例では基板に印刷されたインクに対する溶出性を測定する場合を例示して説明したが、基板やインクに限定されず、インクやその他の多様な物質の溶出性を測定するためのものであれば、多様な試片が用いられることができる。

１００、２００ 溶出性測定システム
１ 試片
１０ 試片収容部
１１ チャンバ
１２ 試片支持部
１３ 溶液
２０ 質量測定部
２１ 質量測定センサー
２２ 重り
３０ 溶出性測定部
３１ 信号増幅部
３２ 信号切替部
３３ 分析部
３４ 表示部
４０、１４０ 質量変化伝達部
４１、１４１ ワイヤー
４２ プーリユニット
１４２ レバーユニット
１４３ レバー
１４４ 支持台

Claims (14)

1. 内部に試片が収容されるチャンバを含む試片収容部と、
   前記試片と連結されて前記試片の質量変動をリアルタイムで測定する質量測定部と、
   前記質量測定部で測定された値に基づいて前記試片の溶出性を測定する溶出性測定部と
   を含み、
   前記質量測定部は、
   前記試片と連結される重りと、
   前記重りを支持し、前記重りの質量変動を測定する質量測定センサーと
   を含む溶出性測定システム。
2. 前記試片の質量変化に応じる力を前記質量測定部に伝達する質量変化伝達部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の溶出性測定システム。
3. 前記試片収容部は、前記チャンバの内部に満たされ、前記試片が浸漬される溶液を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の溶出性測定システム。
4. 前記チャンバの内部で前記試片を支持する試片支持部をさらに含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の溶出性測定システム。
5. 前記試片支持部は、耐酸性及び耐蝕性を有する材質で形成されることを特徴とする請求項４に記載の溶出性測定システム。
6. 前記チャンバと前記試片支持部は、ガラス（ｇｌａｓｓ）またはポリテトラフルオロエチレン材質で形成されることを特徴とする請求項４または５に記載の溶出性測定システム。
7. 前記重りは、金属材質であり、表面に酸化防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の溶出性測定システム。
8. 前記質量測定センサーは、圧電センサー（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｅｎｓｏｒ）であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の溶出性測定システム。
9. 前記溶出性測定部は、
   前記質量測定部から伝送される質量変化信号を増幅する信号増幅部と、
   前記信号増幅部から増幅された信号の伝送を受けてデジタル信号に切り替える信号切替部と、
   前記デジタル信号の伝送を受けて溶出性を分析する分析部と
   を含むことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の溶出性測定システム。
10. 前記溶出性測定部は、前記試片の質量変化をリアルタイムグラフで表示するグラフ表示部をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の溶出性測定システム。
11. 内部に試片が収容されるチャンバを含む試片収容部と、
    前記試片と連結されて前記試片の質量変動をリアルタイムで測定する質量測定部と、
    前記質量測定部で測定された値に基づいて前記試片の溶出性を測定する溶出性測定部と、
    前記試片の質量変化に応じる力を前記質量測定部に伝達する質量変化伝達部と
    を含み、
    前記質量変化伝達部は、
    前記チャンバの内部で前記試片を支持する試片支持部と前記質量測定部を連結する連結ワイヤーと、
    前記連結ワイヤーを支持する少なくとも一つのプーリユニット（ｐｕｌｌｅｙ ｕｎｉｔ）と
    を含む溶出性測定システム。
12. 前記連結ワイヤーは、耐酸性及び耐蝕性を有する金属材質で形成されることを特徴とする 請求項１１に記載の溶出性測定システム。
13. 前記連結ワイヤーは、ステンレス（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）材質で形成されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の溶出性測定システム。
14. 内部に試片が収容されるチャンバを含む試片収容部と、
    前記試片と連結されて前記試片の質量変動をリアルタイムで測定する質量測定部と、
    前記質量測定部で測定された値に基づいて前記試片の溶出性を測定する溶出性測定部と、
    前記試片の質量変化に応じる力を前記質量測定部に伝達する質量変化伝達部と
    を含み、
    前記質量変化伝達部は、
    一端が前記質量測定部と連結されるレバーユニットと、
    前記レバーユニットの他端と前記チャンバの内部で前記試片を支持する試片支持部を連結する連結ワイヤーと
    を含む溶出性測定システム。

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