KR100835716B1 - 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 분사 장치에 관한 것이다.

본 발명의 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치는, 외부 전원의 인가에 의한 전자기장에 의해 구동되는 리니어 모터가 내장된 한 쌍의 수직프레임; 상기 수직프레임의 상단부를 연결하며, 양단부측이 수직프레임 내의 리니어 모터에 결합된 수평프레임; 상기 수평프레임에 등간격으로 배치된 노즐; 및 상기 수평프레임의 임의 지점에 장착되고, 상기 이미지센서 상면에 반사된 거리의 센싱 신호가 리니어 모터로 인가되도록 하는 레이져 변위센서;를 포함하며, 상기 인쇄회로기판의 상면에서의 분사 압력이 균일하도록 함에 따라 기판 표면의 세정을 비롯한 표면 처리 효율이 향상되는 이점이 있음과 아울러 항상 균일한 표면 처리가 가능함에 따라 인쇄회로기판의 제조 품질에 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

유체 분사 장치, 수직프레임, 리니어 모터, 수평프레임, 노즐, 레이져 변위센서, 컨트롤 박스, 인쇄회로기판

Description

높이 조절이 가능한 유체 분사 장치{Apparatus for fluid spray}

도 1은 통상적인 인쇄회로기판의 단면도.

도 2는 종래 인쇄회로기판 세정장치의 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 유체 분사 장치의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예의 유체 분사 장치의 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100. 유체 분사 장치 110. 수직프레임

111. 리니어 모터 120. 수평프레임

130. 노즐 140. 레이져 변위센서

150. 컨트롤 박스 P. 인쇄회로기판

본 발명은 유체 분사 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 종류별로 두께가 다른 기판(PCB)의 표면 처리 효율을 향상시키기 위하여 유체가 분사되는 노즐의 높낮이가 자동 또는 수동으로 조절되도록 한 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치에 관한 것이다.

최근에 이르러, 각종 전자제품의 경박단소화가 급속히 진행됨에 따라 인쇄회로기판(PCB) 상에서 다양한 패턴으로 형성되는 회로의 밀집도와 상기 회로 패턴에 실장되는 각종 칩 간의 틈새(clearance)가 급격히 축소되고 있다.

따라서, 최근의 인쇄회로기판은 회로의 밀집도를 향상시키기 위하여 패턴을 구성하는 그 선폭이 통상 100㎛ 정도에서 그 이하로 줄어들고 있는 추세이다.

또한, 일반적인 인쇄회로기판은 내층회로가 인쇄되는 필름형태의 단위 기판 상에 드릴링, 도금, 회로형성, 적층 등의 공정을 연속적으로 거쳐 제작되는 바, 각 공정 상에서 인쇄회로기판 표면의 이물제거와 세정을 위한 전처리 공정(pretreating)과, 에칭 공정(etcing), 레지스트 박리 공정(peeling) 및 현상 공정(debeloping)을 통해 인쇄회로기판의 표면에 세정액을 비롯하여 식각과 박리를 위한 각종 유체가 노즐을 통해 분사되는 과정을 거치게 된다.

이와 같은 과정을 통해 제작되는 종래 인쇄회로기판을 간략하게 살펴보면, 아래 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 인쇄회로기판(1)은 절연층필름(2a)에 회로 패턴을 형성하기 위한 동박층(2b)이 열압착되어 있는 상부 베이스층(top base, 2)과 역시 절연필름층(3a)에 회로 패턴을 형성하기 위한 동박층(3b)이 열압착되어 있는 하부 베이스층(bottom base, 3)이 본딩시트(4)에 의해서 접착된 구조이다.

다음, 상기 상부 베이스층(2)과 하부 베이스층(3)의 동박층(2b)(3b)에 각각 회로 패턴 형성을 위한 드라이 필름이 라미네이팅되며, 노광 및 식각 공정을 통해 회로 패턴이 완성되어 그 상면에 각각 보호필름(cover lay, 5)이 부착됨에 따라 제작이 완료된다.

여기서, 상기 노광 및 식각 공정을 통해 회로 패턴이 형성되도록 하고 각 가장자리부의 내측 임의 지점에는 상기 회로 패턴과 연결되는 패턴부(6)가 형성됨으로써, 상기 인쇄회로기판(1)의 상면에 실장되는 칩 형태의 전자부품과 전기적으로 접속한다.

한편, 이와 같은 인쇄회로기판을 이송 및 세정하기 위한 장치가 국내특허공보 제471683호에 개재되어 있는 바, 종래 인쇄회로기판의 세정장치의 구조를 아래 도시된 도 2에 의거하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 종래 인쇄회로기판 세정장치의 측면도로서, 도시된 바와 같이 종래의 세정장치는 다수의 볼 구름 홀더(10)와, 상기 볼 구름 홀더(10)들이 결합 고정되는 홀더 고정부(30)와, 상기 볼 구름 홀더(10)와 접촉하는 기판(P)이 이송되는 회전 구동부(40)를 포함하는 이송장치 내에 기판 세정유닛(50)이 설치된 구조이다.

상기 기판 세정유닛(50)은 린싱용 분사유닛, 브러시 유닛, 세정용 분사 유 닛, 초음파 유닛 등의 선택된 하나 이상으로 구성되며, 상기 세정유닛(50)은 기판에 순수와 세정액을 분사하여 기판의 표면 및 배면으로부터 이물질을 제거하게 된다.

이와 같은 기판 세정유닛(50)은 앞서 설명된 인쇄회로기판(P)의 제조 공정 중 전처리, 현상, 박리, 에칭, 수세 등의 공정을 통해 제작되는 기판(P)의 다양한 화학처리와 수세를 위해 상기 세정유닛(50)에 구비된 노즐을 통한 유체의 분사가 이루어지게 된다.

그러나, 종래의 세정장치를 포함하는 다수의 공정을 통해 이송되는 인쇄회로기판(P)은 장착 가능한 다양한 전자제품의 기종에 따라 그 두께가 서로 다르다.

따라서, 상기 세정장치를 포함하는 각 공정 라인의 인쇄회로기판의 상면과 분사노즐의 간격은 기판의 종류에 따라 달라질 수 밖에 없으며, 이때 상기 분사노즐을 통한 유체에 대한 기판 표면 처리 효율이 저하되는 단점이 있다.

즉, 상기 분사노즐과 인쇄회로기판의 상면이 너무 가깝거나 멀 경우에는 상기 분사노즐을 통해 분출되는 유체가 최적 압력을 가지고 일정한 압력으로 분사될 수 없기 때문에 기판의 적절한 표면 처리가 어렵게 된다.

특히, 종래와 같은 세정장치의 경우에는 점차적으로 회로 패턴의 선폭이 줄어들어 제어해야 하는 이물의 사이즈가 작아짐에 따라 인쇄회로기판의 종류에 따른 세정효율이 저하되면 기판의 품질에 민감하게 작용될 수 밖에 없다.

따라서, 본 발명은 종래 인쇄회로기판의 세정장치에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 기판 이송 라인을 통과하는 각기 다른 종류의 인쇄회로기판 두께에 의해서 노즐의 높이가 자동 또는 수동으로 조절됨으로써, 상기 인쇄회로기판과 노즐과의 최적 간격 유지에 의해서 기판 표면의 세정 효율을 비롯한 표면 처리 효율이 향상될 수 있도록 한 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 리니어 모터가 내장된 수직프레임과, 상기 수직프레임을 연결하는 수평프레임과, 상기 수평프레임에 등간격으로 배치된 노즐과, 상기 수평프레임의 일측에 장착되어 상기 인쇄회로기판 상면에 반사된 거리의 센싱 신호가 리니어 모터로 인가되도록 하는 레이져 변위센서를 포함하는 유체 분사 장치가 제공됨에 있다.

상기 수직프레임은 인쇄회로기판이 수평 이송되는 기판 이송 라인 상에 수직 설치되어 그 상단 임의의 지점을 상호 연결하는 수평프레임이 연결된다.

또한, 상기 수직프레임 내에는 상기 수평프레임의 양단부에 결착된 리니어 모터가 내장되어 상기 리니어 모터의 구동에 의해서 상기 수평프레임이 수직프레임 상에서 상, 하로 수직 이동된다.

그리고, 상기 수평프레임은 하부에 등간격으로 다수의 분사노즐이 설치되고, 상기 노즐이 배치된 수평프레임의 상, 하 이송에 의해서 상기 기판 이송 라인을 수 평으로 통과하는 인쇄회로기판의 상면과 상기 수평프레임에 배치된 노즐과의 간격이 조절된다.

따라서, 상기 분사노즐에서 분사되는 유체는 상기 인쇄회로기판의 상면에 최적의 분사압, 즉 대략 2~4(kgf/㎠)의 압력으로 분출된다.

이때, 상기 분사노즐이 설치된 수평프레임은 수직프레임 상에서 수직 이송될 때, 자동 또는 수동으로 조작되는 바, 자동 운전의 경우에는 상기 수평프레임에 레이져 변위센서의 작동에 구동되고, 수동 운전의 경우에는 상기 수평프레임의 일측에 연결된 컨트롤 박스의 선택적 조작에 의해서 구동된다.

이와 같은 기술적 구성의 유체 분사 장치는 인쇄회로기판 전처리시의 세정 공정을 포함하여 인쇄회로기판의 전공정에서 기판의 표면 처리를 위하여 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

이하, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 유체 분사 장치의 단면도로서, 먼저 도 3은 자동 운전시의 유체 분사 장치이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 유체 분사 장치(100)는 지면 또는 소정의 높이로 지지되는 한 쌍의 수직프레임(110)을 상호 연결하는 수평프레임(120)으로 구성되며, 상기 수평프레임(120)에 다수의 노즐(130)이 등간격으로 배치된 구조이다.

상기 수평프레임(120)의 일단부측에는 레이져의 조사에 의한 반사 시간에 따라 그 거리가 측정되는 레이져 변위센서(140)가 장착된다.

상기 수직프레임(110)은 그 하부측에서 일방향으로 연속 이송되는 기판 이송 라인(L) 상에 수직 설치되며, 상기 수직프레임(110)의 상부에는 상기 수직 이송 라인(L)과 평행을 이루며 다수의 노즐(130)이 구비된 수평프레임(120)이 연결된다.

상기 각 수직프레임(110)의 내부에는 외부의 전원 공급에 의해서 작동되는 리니어 모터(111)가 내장되고, 상기 리니어 모터(111)는 상기 수직프레임(110)을 연결하는 수평프레임(120)의 각 단부측과 결합된다.

상기 리니어 모터(111)는 외부 전원과 같이 공급되는 전기 신호에 의해 동작하며, 모터(111) 내부의 전자기적 반응에 의해 상기 수직프레임(110) 내에서 상, 하부로 수직 구동된다.

따라서, 상기 리니어 모터(111)와 결합된 수평프레임(120)은 그 내부가 중공 형상을 가지며, 상기 수직프레임(110)의 내측에서 상기 리니어 모터(111)를 따라 소정의 범위 내에서 수직 이송된다.

또한, 상기 수평프레임(120)은 하부에는 다수의 노즐(130)이 등간격을 이루어 배치되는 바, 상기 노즐(130)은 중공의 수평프레임(120) 내부를 흐르는 유체가 하부를 향해 배출될 수 있도록 그 개구부가 하부를 향하도록 설치된다.

상기 노즐(130)은 중공의 내부에서 유동되는 유체가 그 하부의 기판 이송 라인(L)을 따라 수평 이송되는 인쇄회로기판(P)의 상면 전체에 균일하게 분사될 수 있도록 등간격으로 배치됨이 바람직하다.

한편, 상기 수평프레임(120)의 하부측 임의 지점에는 상기 노즐(130)과 동일한 방향, 즉 인쇄회로기판(P)이 수평 이송되는 기판 이송 라인(L)과 수직을 이루어 레이져 변위센서(140)가 설치된다.

상기 레이져 변위센서(140)는 그 전방 단부측에서 조사되는 레이져가 반사되는 시간에 의해 거리가 계산되며, 상기 레이져 변위센서(140)의 직하부에서 수평 이송되는 인쇄회로기판(P)의 상면에 조사된 레이져에 의해 그 간격이 계산된다.

따라서, 상기 기판 이송 라인(L)을 따라 이송되는 인쇄회로기판(P)의 상면과 노즐(130)의 하단부가 항상 기설정된 간격으로 형성되도록 한다.

이때, 상기 노즐(130)을 통한 유체의 분사압력은 세정 공정의 경우 2~4 ㎏f/㎠을 유지함이 바람직하며, 그 분사 형태가 역원추형을 이루어 스프레이됨으로써, 각 노즐(130)을 통한 분사 영역이 인쇄회로기판(P)의 상면 전체를 커버하게 된다.

이와 같은 기술적 구성을 갖는 본 발명의 유체 분사 장치는 아래의 도 3에 도시된 단면도에서와 같이, 노즐(130) 하단부와 인쇄회로기판(P) 상면 사이의 간격(α)을 최적 거리로 설정하게 되면, 상기 기판 이송 라인(L) 상의 수직프레임(110) 사이를 통과하는 인쇄회로기판(P)의 종류에 따라 상기 수평프레임(120)에 장착된 레이져 변위센서(140)의 작동됨으로써, 상기 수직프레임(110) 상에서 자동으로 수평프레임(120)의 상, 하 위치가 조절된다.

즉, 상기 기판 이송 라인(L)을 따라 이송되는 인쇄회로기판(P)의 두께가 두꺼우면 상기 노즐(130)과 인쇄회로기판(P) 상면과의 간격이 좁아지게 됨에 따라 상기 레이져 변위센서(140)의 동작에 의한 거리 측정에 의해 상기 수직프레임(110) 내의 리니어 모터(111)가 작동되고, 상기 리니어 모터(111)에 양단부가 결합된 수평프레임(120)의 상향 이동에 의해 상기 노즐(130)과 인쇄회로기판(P)이 기설정된 최적의 간격(α)으로 조절된다.

또한, 이와는 반대로 기판 이송 라인(L)을 따라 이송되는 인쇄회로기판(P)의 두께가 얇아지게 되면, 상기 노즐(130)과 인쇄회로기판(P)과의 간격이 다소 넓어지고, 앞서 설명된 바와 같이 레이져 변위센서(140)의 동작에 의한 리니어 모터(111)의 구동을 통해 상기 수평프레임(120)이 하향 이동됨으로써, 상기 노즐(130)과 인쇄회로기판(P)의 기설정된 최적의 간격(α)으로 조절된다.

한편, 도 4는 수동 운전시의 유체 분사 장치가 도시된 도면으로서, 도시된 바와 같이 본 실시예의 유체 분사 장치(100)는 도 3에 도시된 유체 분사 장치와 수직프레임(110)과 수평프레임(120) 및 상기 수평프레임(120)에 설치된 노즐(130)의 구성이 동일하다.

다만, 본 실시예의 유체 분사 장치(100)는 상기 수평프레임(120)의 상, 하 위치 조절을 하기 위하여 상기 수직프레임(110) 내에 설치된 리니어 모터(111)의 구동이 상기 수직프레임(110)에 연결된 컨트롤 박스(150)의 조작스위치를 통해 이루어지는 바, 작업자의 컨트롤 박스(150) 조작에 의해 수동으로 상, 하 위치가 조절된다.

이와 같은 기술적 구성을 갖는 본 발명의 높이 조절이 가능한 유체 분사 장 치(100)는 세정을 위한 전처리 공정(pretreating)과, 에칭 공정(etcing), 레지스트 박리 공정(peeling) 및 현상 공정(debeloping)의 인쇄회로기판(P)의 전공정에서 기판의 표면 처리를 위하여 사용 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치는 기판 이송 라인을 통과하는 각기 다른 종류의 인쇄회로기판 두께에 따라 상기 기판과 노즐과의 최적 간격이 자동 또는 수동으로 유지되도록 함으로써, 상기 인쇄회로기판의 상면에서의 분사 압력이 균일하도록 함에 따라 기판 표면의 세정을 비롯한 표면 처리 효율이 향상되는 이점이 있음과 아울러 항상 균일한 표면 처리가 가능함에 따라 인쇄회로기판의 제조 품질에 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 외부 전원의 인가에 의한 전자기장에 의해 구동되는 리니어 모터가 내장된 한 쌍의 수직프레임;

   상기 수직프레임의 상단부를 연결하며, 양단부측이 수직프레임 내의 리니어 모터에 결합된 수평프레임;

   상기 수평프레임에 등간격으로 배치된 노즐; 및

   상기 수평프레임의 임의 지점에 장착되고, 상기 수평프레임 하부의 기판 이송 라인을 따라 수평 이송되는 인쇄회로기판의 상면에 반사된 거리의 계산에 의한 센싱 신호가 리니어 모터로 인가되도록 하는 레이져 변위센서;

   를 포함하는 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 노즐을 통해 분사되는 유체는 상기 인쇄회로기판의 상면에 2~4(kgf/㎠)의 압력으로 분출되는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유체 분사 장치는, 인쇄회로기판 전처리시의 세정 공정을 포함하여 인쇄회로기판의 전공정에서 기판의 표면 처리 공정에 적용 가능한 것을 특징으로 하 는 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 노즐은, 중공의 수평프레임 내부를 흐르는 유체가 하부를 향해 배출될 수 있도록 그 개구부가 상기 인쇄회로기판의 상면을 향하도록 상기 수평프레임 하부에 수직 설치된 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치.
5. 외부 전원의 인가에 의한 전자기장에 의해 구동되는 리니어 모터가 내장된 한 쌍의 수직프레임;

   상기 수직프레임의 상단부를 연결하며, 양단부측이 수직프레임 내의 리니어 모터에 결합된 수평프레임;

   상기 수평프레임에 등간격으로 배치된 노즐;

   상기 수평프레임이 결합된 리니어 모터에 전기적으로 연결되어 상기 수직프레임의 일측에 설치된 컨트롤 박스;

   를 포함하는 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 노즐을 통해 분사되는 유체는 상기 수평프레임 하부에서 수평 이송되는 인쇄회로기판의 상면에 2~4(kgf/cm²)의 압력으로 분출되는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 노즐은, 중공의 수평프레임 내부를 흐르는 유체가 하부를 향해 배출될 때, 그 개구부가 상기 수평프레임의 하부에서 수평 이송되는 인쇄회로기판의 상면을 향하도록 상기 수평프레임 하부에 수직 설치된 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 유체 분사 장치.

Images