KR100477868B1 - 인쇄회로기판을 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체의 충전 가능한 공간이 형성되도록 에폭시(epoxy)수지로 3장의 PCB를 접착하는 것만으로도 기울기 각도센서를 간편하게 제작할 수 있도록 한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 전기적으로 서로 분리된 2개의 극판이 밑면에 형성된 상층 PCB와 유전체가 충전되는 내부공간 형성을 위한 홀이 중앙에 형성된 중간층 PCB 및 전기적으로 분리된 2개의 극판이 윗면에 형성된 하층 PCB가 에폭시 수지에 의해 하나로 접착되고, 상기 상층 PCB와 하층 PCB 사이의 내부공간에 유전체가 주입되어서, 피측정물의 기울기를 측정하도록 된 것이다.

이에 따르면, 본 발명은 PCB나 금속을 별도로 가공하지 않을뿐더러 PCB와 금속을 접착하기 위해 사용되는 에폭시수지의 주입 및 경화를 위한 시간과 노력을 줄일 수 있는 것이다.

Description

인쇄회로기판을 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법 {The Manufacturing Method Of Angle Of Inclination Sensor}

본 발명은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)을 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액체를 충전 가능한 공간이 형성되도록 에폭시(epoxy)수지로 3장의 PCB를 접착하는 것만으로도 기울기 각도센서를 간편하게 제작할 수 있도록 한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법에 관한 것이다.

도1은 선반이나 테이블 및 각종 설비의 기울기를 측정하는 종래의 기울기 각도센서를 나타낸 단면도로서, PCB와 금속을 소정 형상으로 가공해서 접합했을 때 내부에 액체를 충전하기 위한 소정의 공간을 갖도록 PCB 가공품(11)과 금속가공품(12)을 각각 가공한다.

상기 가공된 PCB 가공품(11)과 금속 가공품(12)을 서로 밀착시킨 후 주사기로 각 가공품(11)(12) 사이에 접착용 에폭시수지(15)를 주사하고 나서 일정온도에서 일정시간 동안 경화시켜 일체형으로 접착함으로써 접착을 위한 소요시간이 길어지는 결점이 있다.

물론, PCB 가공품(11)의 밑면에는 전기적으로 분리된 2개의 극판(14a)(14b)이 형성되어 있고, 이는 PCB 가공품(11)에 형성된 관통홀과 PCB 가공품(11) 윗면에 각각 도금된 도금막(13a)(13b)에 의해 PCB 가공품(11)의 윗면까지 전기적으로 연결되어 있다.

또한, PCB 가공품(11)과 금속 가공품(12) 사이의 내부공간(16)에는 주입구(18)를 통해 유전체(17)가 충전되고, 유전체(17)의 충전이 완료된 후 주입구(18)는 납에 의해 밀봉된다. 즉, 극판(14a)(14b)을 전기적으로 외부로 인출하기 위한 납에 의해 주입구(18)가 밀봉된다.

그리고, 금속 가공품(12)은 은막(19)에 의해 PCB 가공품(11)의 윗면까지 전기적으로 연결되는데, 상기한 바와 같이 전기적인 연결을 위해 은막(19)을 도포하고 나서 열경화하는 등의 별도의 작업을 해야 하는 결점이 있다.

상기한 바와 같은 결점을 해결하기 위한 본 발명은 액체의 충전 가능한 내부공간이 형성되도록 에폭시(epoxy)수지로 3장의 PCB를 접착하는 것만으로도 기울기 각도센서를 간편하게 제작할 수 있도록 한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서는, 전기적으로 서로 분리된 2개의 극판이 밑면에 형성된 상층 PCB와 유전체가 충전되는 내부공간 형성을 위한 홀이 중앙에 형성된 중간층 PCB 및 전기적으로 분리된 2개의 극판이 윗면에 형성된 하층 PCB가 에폭시 수지에 의해 하나로 접착되고, 상기 상층 PCB와 하층 PCB 사이의 내부공간에 유전체가 주입되어서, 피측정물의 기울기를 측정하도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서에 있어서, 상기 상측 PCB의 2개의 극판과 상기 하측 PCB의 2개의 극판은 서로 마주보게 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서에 있어서, 상기 상측 PCB의 2개의 극판과 상기 하측 PCB의 2개의 극판은 수직 대칭되게 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서에 있어서, 상기 유전체는 상기 내부공간의 1/2만큼 주입되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법은, 정전용량 측정을 위한 두 개의 극판을 가지는 상측 및 하측 PCB와 유전체 주입을 위한 내부공간을 형성하기 위한 홀이 형성된 중간층 PCB를 각각 제작하는 공정과, 상기 상측 PCB와 중간층 PCB 그리고 중간층 PCB와 하측 PCB를 접착하기 위해 고체상태의 에폭시수지를 중간층 PCB와 같은 형상으로 가공하는 공정과, 상기 하측 PCB와 에폭시수지, 중간층 PCB, 에폭시 수지 및 상측 PCB를 순차적으로 적층하고 고열 프레스로 압착하는 공정 및 상기 하측 PCB에 형성된 주입구를 통해 내부공간에 유전체를 주입하고 밀봉하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법에 있어서, 상기 상측 PCB의 2개의 극판과 상기 하측 PCB의 2개의 극판은 서로 마주보게 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법에 있어서, 상기 상측 PCB의 2개의 극판과 상기 하측 PCB의 2개의 극판은 수직 대칭되게 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법에 있어서, 상기 유전체는 상기 내부공간의 1/2만큼 주입되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도2 내지 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기울기 각도센서는, 밑면에 전기적으로 서로 분리되고 정전용량 측정을 위한 2개의 극판(34a)(34b)이 형성된 상측 PCB(21)와 중앙에 유전체가 충전되는 내부공간 형성을 위한 홀이 형성된 중간층 PCB(22) 및 윗면에 전기적으로 서로 분리되고 정전용량 측정시 접지기능을 수행하도록 된 2개의 극판(31a)(31b)이 형성된 하층 PCB(23)가 에폭시수지(27a)(27a)에 의해 일체형으로 접착되면서 중앙에 유전체 충전을 위한 내부공간(29)을 갖는다. 이때 순차적으로 적층된 상측 PCB(21)와 에폭시수지(26a), 중간층 PCB(22), 에폭시수지(27a) 및 하측 PCB(23)는 고열 프레스에 의해 압착되어 일체형으로 성형된다. 그리고 상기 에폭시수지(26a, 27a)는 반경화 에폭시 수지로 구현되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 상측 PCB(21)의 2개의 극판(34a)(34b)과 상기 하측 PCB(23)의 2개의 극판(31a)(31b)은 서로 마주보게 위치하되, 도4에서와 같이 상기 상측 PCB(21)의 2개의 극판(34a)(34b)과 상기 하측 PCB(23)의 2개의 극판(31a)(31b)은 기울기를 측정할 때 수직 대칭되게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 내부공간(29)에는 주입구(32)를 통해 소정의 유전율을 갖는 유전체(30)가 충전되며, 주입구(32)는 유전체(30)의 충전이 완료된 후 납땜에 의해 밀봉되어 내부공간(29)에 충진된 유전체(30)가 외부로 누출되지 않는다.

이때 내부공간(29)에 충전되는 유전체(30)는 내부공간(29)의 1/2만큼 주입되는 것이 바람직하다.

상기 상측 PCB(21)의 극판(34a)(34b)은 상측 PCB(21)를 상하로 관통하는 관통홀과 상측 PCB(21) 윗면에 도금된 도금막(24a)(24b)에 의해 상측 PCB(21) 윗면까지 전기적으로 연결되어 있으며, 중간층 PCB(22)의 내주연에는 은막(28)이 도포되어 있으며, 상기 하측 PCB(23)의 극판(31a)(31b)은 하측 PCB(23)를 상하로 관통하는 주입구(32)와 하측 PCB(23) 밑면에 도금된 도금막(33a)(33b)에 의해 하측 PCB(23) 밑면까지 전기적으로 연결되어 있다.

물론, 상측 PCB(21)를 상하로 관통하는 관통홀이나 하측 PCB(23)를 상하로 관통하는 주입구(23)에는 별도로 도금을 하지 않고 별도의 전기가 도통하는 와이어를 삽입해서 전기적으로 연결할 수 있음은 당연하다.

뿐만 아니라, 상측 PCB(21)에 형성된 2개의 극판(34a)(34b)과 하측 PCB(23)에 형성된 2개의 극판(31a)(31b)이 서로 대향되게 배치되어 있어, 기울어진 피측정물과 함께 일체형으로 접합된 PCB(21)22)(23)로 구성된 기울기 각도센서가 기울어짐에 따라 선반이나 테이블 및 각종 설비 등과 같은 피측정물의 기울기 각도를 측정할 수 있다.

다시 말하면, 피측정물이 수평상태를 유지하는 경우에는 내부공간(29)에 충전되었던 유전체(30)가 도4에서와 같이 상측 PCB(21)의 2개의 극판(34a)(34b)과 하측 PCB(23)의 극판(31a)(31b)을 동일한 면적으로 접하게 되어,

상측 PCB(21)의 극판(34a)과 하측 PCB(23)의 극판(31a) 사이에 형성된 정전용량과 상측 PCB(21)의 극판(34b)과 하측 PCB(23)의 극판(31b) 사이에 형성된 정전용량이 동일하게 된다.

하지만, 피측정물, 즉 기울기 각도센서가 좌측이나 혹은 우측으로 조금이라도 기울어지는 경우 상측 PCB(21)의 극판(34a)과 하측 PCB(23)의 극판(31a)을 접하는 면적과 상측 PCB(21)의 극판(34b)과 하측 PCB(23)의 극판(31b)을 접하는 유전체(30)이 접촉면적이 서로 달라지면서 상측 PCB(21)의 극판(34a)과 하측 PCB(23)의 극판(31a) 사이에 형성된 정전용량과 상측 PCB(21)의 극판(34b)과 하측 PCB(23)의 극판(31b) 사이에 형성된 정전용량이 달라지게 된다.

물론, 상측 PCB(21)의 극판(34a)과 하측 PCB(23)의 극판(31a) 사이에 형성된 정전용량과 상측 PCB(21)의 극판(34b)과 하측 PCB(23)의 극판(31b) 사이에 형성된 정전용량의 대소를 이용하여 피측정물, 즉 기울기 각도센서가 오른쪽 혹은 왼쪽으로 기울어졌는지 그리고 몇 도나 기울어졌는지를 확인할 수 있음은 당연하다.

본 발명에 의하면, 액체의 충전을 위한 공간이 형성되도록 에폭시(epoxy)수지로 3장의 PCB를 접착해서 기울기 각도센서를 제작함으로써 PCB나 금속을 별도로 가공하지 않을 뿐더러 PCB와 금속을 접착하기 위해 사용되는 에폭시수지의 주입 및 경화를 위한 시간과 노력을 줄일 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 기울기 각도센서의 제작공정이 단순화하고 인건비가 줄일 수 있어, 전체적인 생산단가를 낮출 수 있는 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도1은 종래의 기울기 각도센서를 나타낸 단면도이다.

도2는 본 발명에 따른 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서를 나타낸 분해 단면도이다.

도3은 본 발명에 따른 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서를 나타낸 단면도이다.

도4는 본 발명에 따른 액체 충전식 기울기 각도센서의 작동상태를 설명하기 위한 개략도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

11 : PCB 가공품 12 : 금속 가공품

13a,13b,24a,24b : 도금막 14 : 극판

15,26a,27b : 에폭시수지 16,29 : 내부공간

17,30 : 유전체 18,32 : 주입구

19,28 : 은막 21 : 상층 PCB

22 : 중간층 PCB 23 : 하층 PCB

31a,31b,34a,34b : 극판 33a,33b : 도금막

Claims (2)

1. 삭제
2. 정전용량 측정을 위한 두 개의 극판을 가지는 상측 및 하측 PCB와 유전체 주입을 위한 내부공간을 형성하기 위한 홀이 형성된 중간층 PCB를 각각 제작하는 공정;

   상기 상측 PCB와 중간층 PCB 그리고 중간층 PCB와 하측 PCB를 접착하기 위해 고체상태의 에폭시수지를 중간층 PCB와 같은 형상으로 가공하는 공정;

   상기 하측 PCB와 에폭시수지, 중간층 PCB, 에폭시 수지 및 상측 PCB를 순차적으로 적층하고 고열 프레스로 압착하는 공정; 및

   상기 하측 PCB에 형성된 주입구를 통해 내부공간에 유전체를 주입하고 밀봉하는 공정;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB를 이용한 일체형 액체충전식 기울기 각도센서의 제조방법.