KR101369899B1

KR101369899B1 - 세라믹 박막 적층용 프레스 장치

Info

Publication number: KR101369899B1
Application number: KR1020120004651A
Authority: KR
Inventors: 이상태; 이대근
Original assignee: (주)이노시엠
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2014-03-06
Also published as: KR20130083996A; KR101369899B9

Abstract

본 발명은 세라믹 박막 적층용 프레스 장치에 관한 것으로, 적층 헤드 가이드 레일(61)을 따라 이송된 적층헤드(60)의 하면에 흡착된 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치에 있어서, 하부 베이스(110); 와, 상기 하부 베이스(110)의 상부 외측 4개소의 모서리에 설치되는 지지 기둥(120);과, 상기 하부 베이스(110)의 내측 상면에 설치되는 프레스 작동 수단(130);과, 상기 프레스 작동 수단(130)의 상측에 연결되어 설치되며, 상기 프레스 작동 수단(130)의 작동에 따라 상기 적층 헤드(60)의 하면에 흡착된 상기 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 업다운 테이블(140);과, 상기 지지 기둥(120)의 상측에 설치되는 상부 베이스(150);와, 상기 상부 베이스(150)의 하면에 설치되어, 가압시 상기 적층 헤드(60)의 상면을 지지하여 주는 상부 테이블(160); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치(100)에 관한 것이다.
본 발명에 의하는 경우, 기존의 일반적인 프레스 장치에 비하여 중량이 나가는 프레스 구동 수단이 하측에 위치하므로 그 기계적 안정성이 대단히 높은 것은 물론, 프레스 작동시 전체적인 기구적 변형을 최소화 할 수 있어 프레스 작업의 정밀도 향상에 따른 품질 안정화를 가져올 수 있다는 장점이 있다.
또한, 하부 베이스에 별도의 작업물 지지 및 이송 수단을 설치할 필요가 없으므로, 동일한 사양의 일반적 프레스 장치와 비교할 때 40% ~50% 단면적 이용 효율이 높아 공간 활용율이 극히 높기에, 세라믹 박막 적층 가공장치의 일부 구성요소로 사용하기 용이하다는 장점이 있다.

Description

세라믹 박막 적층용 프레스 장치{Press apparatus for ceramic sheet}

본 발명은 세라믹 박막 적층용 프레스 장치에 관한 것으로, 적층 헤드 가이드 레일(61)을 따라 이송된 적층헤드(60)의 하면에 흡착된 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치에 있어서, 하부 베이스(110); 와, 상기 하부 베이스(110)의 상부 외측 4개소의 모서리에 설치되는 지지 기둥(120);과, 상기 하부 베이스(110)의 내측 상면에 설치되는 프레스 작동 수단(130);과, 상기 프레스 작동 수단(130)의 상측에 연결되어 설치되며, 상기 프레스 작동 수단(130)의 작동에 따라 상기 적층 헤드(60)의 하면에 흡착된 상기 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 업다운 테이블(140);과, 상기 지지 기둥(120)의 상측에 설치되는 상부 베이스(150);와, 상기 상부 베이스(150)의 하면에 설치되어, 가압시 상기 적층 헤드(60)의 상면을 지지하여 주는 상부 테이블(160); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치(100)에 관한 것이다.

일반적으로, 세라믹 박막 적층용 프레스 장치가 사용되는 세라믹 박막 적층 가공장치는, 구체적으로 첨단 전자제품의 개발 및 Up-grade 에 따라 수요가 한층 급증하고 있는 고용량 구현을 위해 얇은 유전재료 사이에 전극을 인쇄하고, 수십~수백층을 적층하여 capacitor를 여러 개 병렬 연결한 것과 같은 기능을 가지는 초소형 capacitor인 Multi-layer ceramic capacitor(MLCC)와 같은 전자 부품을 제조하기 위하여, 도 1에 도시한 것과 같이 대지(일반적으로 PET Film이 많이 사용된다)(s2)상에 회로 패턴형상으로 인쇄된 세라믹 박막(s1)으로 구성되는 세라믹 시트(s)를 박리하여 정밀하게 고층으로 적층하는 적층 장비이다.

일반적으로, 초소형 capacitor인 Multi-layer ceramic capacitor(MLCC)와 같은 capacitor의 용량을 크게 하기 위해서는 대향 전극 면적을 늘리거나, 전극간 거리를 작게 하거나, 비유전율이 큰 유전재료를 전극 사이에 적용하는 방법이 사용되나, 그 크기를 소형으로 유지하면서 용량을 증대시키기 위해서는 주로 유전물질 필름 또는 박막의 두께를 더욱 얇게 하여 제작한 후, 수십~수백층을 적층하여 병렬로 연결되도록 하고 있으며, 이러한 적층을 위하여 전용 적층기가 사용되게 된다.

이러한 박막 초소형 MLCC 전용 적층기에 의하여 제조되는 박막 초소형 MLCC는 IT 제품(휴대폰, PC, D-TV 등) 외에 메모리 모듈, 튜너 등 모바일 기기, 군사용 기기, 의료 기기, 항공기, 자동차 등의 특수 목적으로도 적용되며, 소형의 capacitor가 요구되는 대단히 다양한 분야에 널리 사용된다. 특히, 내부 인덕턴스(Inductance)가 낮아 다른 캐패시터에 비해 고주파에서 노이즈 제거 효과가 탁월하기 때문에, 휴대폰, 위성 등에 적용되며, 초소형으로도 높은 용량을 가지면서 고신뢰성을 가지는 capacitor로서의 역할을 한다. 일반적으로, MLCC는 휴대폰에 250여 개(스마트폰은 일반 휴대폰의 2배), 노트북에 300여 개, LCD TV에700여 개 등이 소요되는, 범용성이 높은 부품이다.

한편, 스마트폰 등의 휴대용 통신 기기, 태블릿 피씨, 노트북, 스마트 TV 등의 각종 전자기기의 고성능화 에 따라, 그에 사용되는 박막 초소형 MLCC의 사이즈도 점점 소형화 되는 것이 요구되고 있으며, 박막 초소형 MLCC는 resistor와 더불어 회로 구성의 기본 소자로서 그 사용이 필수적인 점을 고려할 때, 이러한 박막 초소형 MLCC의 제조를 위한 박막 초소형 MLCC 전용 적층기에 관한 기술은 현재 뿐만 아니라 향후에도 중요한 이슈로 부각될 수밖에 없다.

이러한 세라믹 박막 적층 가공장치의 일 실시예로는 도 2에 도시한 것과 같은 구성이 가능하다. 이 경우, 상기 세라믹 박막 적층 가공장치에는 대지(carrier film)(s2)에서 분리된 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하기 위한 프레스 장치가 필요하게 된다.

그러나, 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같은 기존의 프레스 장치는 비교적 중량이 나가는 프레스 작동 수단이 상측에 설치되어 있어 기계적 안정성이 떨어지는 것은 물론, 하부 베이스에 별도의 작업물 지지 및 이송 수단을 설치할 필요가 있고 비교적 중량이 나가며 상측에 설치된 프레스 작동 수단의 지지를 위하여 하부 베이스의 크기가 커질 수 밖에 없어, 공간의 활용도가 떨어진다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 세라믹 박막(s1)의 가압 적층과 같이 정밀한 가압 작동이 요구되는 작업에는 그 사용이 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 그 기계적 안정성이 대단히 높은 것은 물론, 프레스 작동시 전체적인 기구적 변형을 최소화 할 수 있어 프레스 작업의 정밀도 향상에 따른 품질 안정화를 가져올 수 있는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

또한, 공간 활용율을 높여, 세라믹 박막 적층 가공장치의 일부 구성요소로 사용하기 용이한 세라믹 박막 적층용 프레스 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 적층 헤드 가이드 레일(61)을 따라 이송된 적층헤드(60)의 하면에 흡착된 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치에 있어서, 하부 베이스(110); 와, 상기 하부 베이스(110)의 상부 외측 4개소의 모서리에 설치되는 지지 기둥(120);과, 상기 하부 베이스(110)의 내측 상면에 설치되는 프레스 작동 수단(130);과, 상기 프레스 작동 수단(130)의 상측에 연결되어 설치되며, 상기 프레스 작동 수단(130)의 작동에 따라 상기 적층 헤드(60)의 하면에 흡착된 상기 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 업다운 테이블(140);과, 상기 지지 기둥(120)의 상측에 설치되는 상부 베이스(150);와, 상기 상부 베이스(150)의 하면에 설치되어, 가압시 상기 적층 헤드(60)의 상면을 지지하여 주는 상부 테이블(160); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 베이스(110)에 3개소 이상에 형성되는 가이드 공(113);과, 상기 가이드 공(113)에 각각 상하로 이동 가능하게 삽입되어 설치되며, 그 상측이 상기 업다운 테이블(140)에 결합되는 가이드 로드(141); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 업다운 테이블(140)이 상기 적층헤드(60)의 하면에 흡착된 세라믹 박막(s1)을 가압하는 압력을 측정하는 압력센서;와, 상기 압력 센서에서 측정된 값에 따라 상기 프레스 작동 수단(130)의 가압 정도를 일정한 값을 가지도록 조절하는 압력 조절 제어수단; 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하는 경우, 기존의 일반적인 프레스 장치에 비하여 중량이 나가는 프레스 구동 수단이 하측에 위치하므로 그 기계적 안정성이 대단히 높은 것은 물론, 프레스 작동시 전체적인 기구적 변형을 최소화 할 수 있어 프레스 작업의 정밀도 향상에 따른 품질 안정화를 가져올 수 있다는 장점이 있다.

또한, 하부 베이스에 별도의 작업물 지지 및 이송 수단을 설치할 필요가 없으므로, 동일한 사양의 일반적 프레스 장치와 비교할 때 40% ~50% 단면적 이용 효율이 높아 공간 활용율이 극히 높기에, 세라믹 박막 적층 가공장치의 일부 구성요소로 사용하기 용이하다는 장점이 있다.

도 1: 본 발명의 세라믹 박막 적층용 프레스 장치가 적용되는 세라믹 박막 적층 가공장치에서 가공되는 세라믹 박막의 단면도.
도 2: 본 발명의 세라믹 박막 적층용 프레스 장치가 적용되는 세라믹 박막 적층 가공장치의 구성개략도.
도 3: 기존 발명의 일 실시예에 의한 프레스 장치의 정면도
도 4: 기존 발명의 일 실시예에 의한 프레스 장치의 측면도
도 5: 본 발명의 세라믹 박막 적층용 프레스 장치의 정면도.
도 6: 본 발명의 세라믹 박막 적층용 프레스 장치의 측면도.
도 7: 본 발명의 세라믹 박막 적층용 프레스 장치의 상면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 박막 적층용 프레스 장치를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

먼저, 본 발명의 세라믹 박막 적층용 프레스 장치(100)가 적용되는 세라믹 박막 적층 가공장치의 구성에 관하여 간략히 설명한다.

상기 세라믹 박막 적층 가공장치는 도 2에 나타낸 것과 같이 크게, 1차 VISION 장치(10), 정렬 스테이지(20), CUTTING 이송 UNIT(30), 박리테이블(40), 2차 VISION 장치(50), 적층헤드(60), 박리장치(70), 세라믹 박막 적층용 프레스 장치(100) 및 완제품 적재장치(80)를 포함하여 구성된다.

가장 먼저, 도 2에 도시한 것과 같이 1차 VISION 장치(10)가 Pick up장치에 의해 정렬 스테이지Align stage에 공급 되어진 세라믹 시트(s)의 위치를 인식하여 보정 Data를 전송한다.

그 다음으로, 상기 정렬 스테이지(20)에서는, 공급 되어진 상기 세라믹 시트(s)를 진공으로 흡착 고정하고, 1차 VISION 장치(10)가 Vision 인식을 수행한 보정 Data를 전송 받아 X/Y/θ 보정을 실행하는 1차 Align 보정단계를 수행한다. 한편, 상기 정렬 스테이지(20)는, Cutting시 Cutter die의 역할을 한다.

1차 Align보정이 완료 되면, CUTTING 이송 UNIT(30)의 Cutting head가 상기 세라믹 시트(s)를 절단함과 동시에 흡착 이동시켜, 전달위치(b)에 있는 박리테이블(40)로 상기 세라믹 시트(s)를 이동시킨다.

그 후, 상기 박리테이블(40)은 상기 CUTTING 이송 UNIT(30)의 Cutting head로부터 전달받은 상기 세라믹 시트(s)를 흡착 고정한 상태로, 박리위치(2차 Vision위치)(c)로 이동하여 대기한다.

다음으로, 2차 VISION 장치(50)는, 상기 박리테이블(40)에 흡착되어 공급된 상기 세라믹 시트(s)의 위치를 인식하여 보정 Data를 전송한다.

그 후, 상기 2차 vision 보정 data가 전송 완료되면, 적층헤드(60)가 상기 박리위치(c)로 이송되어 상기 박리테이블(40)로부터 상기 세라믹 시트(s)를 전달받아 흡착고정한다. 이때 상기 박리테이블(40)은 상기 적층헤드(60)와 일정 간격을 유지하면서 진공을 해제하여 상기 적층헤드(60)로의 전이를 도와준다.

상기 적층헤드(60)가 상기 세라믹 시트(s)를 흡착 고정 완료하면, 박리장치(70)가 상승하고, 상기 박리장치(70)의 그립(Grip)이 돌츨된 대지(carrier film)(s2)의 끝단을 잡아 미세 하강 이동하여 상기 대지(carrier film)(s2)에 적정 Tension을 부여한다. 적정 Tension 부여가 되면 상기 적층헤드(60)는 Press위치로 이동(박리시작)하게 되는데, 이때 상기 박리장치도 상기 적층헤드(60)의 이동 속도에 동기하여 Tension을 유지한 채로 이동하게 되고 세라믹 박막(s1)으로부터 상기 대지(carrier film)(s2)는 자연적으로 이형되어 진다.

그 후, Press위치(d)로 이동한 상기 적층헤드(60)에 흡착되어 있는 박리가 완료된 세라믹 박막(s1)를 압착 적층하기 위하여 본 발명의 세라믹 박막 적층용 프레스 장치(100)가 작동하여 적층 완료된 제품을 높은 압력으로 압착하여 적층한 후, 상기 적층 헤드(60)가 흡착된 완제품 반출위치(e)로 이송 적재하여 가공이 완료된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 박막 적층용 프레스 장치를 상세히 설명한다.

본 발명의 세라믹 박막 적층용 프레스 장치는 도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이 크게, 하부 베이스(110), 지지 기둥(120), 프레스 작동수단(130), 업다운 테이블(140), 상부 베이스(150) 및 상부 테이블(160)을 포함하여 구성된다.

먼저, 하부 베이스(110)에 관하여 설명한다. 상기 하부 베이스(110)는 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이 본 발명의 구성요소 전체를 지지하는 기능을 가진다. 이 경우, 상기 하부 베이스(110)는 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 그 각각의 측면에 설치되는 하부 측판(111)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부 베이스(110)는 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 그 하면에 하부 지지판(112)이 더 설치되는 것이 바람직하다.

다음으로, 지지 기둥(120)에 관하여 설명한다. 상기 지지 기둥(120)은 도 5, 도 6 및 도 7에 나타낸 것과 같이, 상기 하부 베이스(110)의 상부 외측 4개소의 모서리에 설치되어, 상기 상부 베이스(150)를 지지하는 기능을 가진다.

다음으로, 프레스 작동 수단(130)에 관하여 설명한다. 상기 프레스 작동 수단(130)은 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 하부 베이스(110)의 내측 상면에 설치된다. 따라서, 비교적 중량이 나가는 작동 구성요소인 상기 프레스 작동 수단(130)이 하부에 위치하는 구성에 의해 그 기계적 안정성이 대단히 높은 것은 물론, 프레스 작동시 전체적인 기구적 변형을 최소화 할 수 있어 프레스 작업의 정밀도 향상에 따른 품질 안정화를 가져올 수 있게 된다. 한편, 상기 프레스 작동 수단(130)을 구성하는 실시예로는 다양한 실시예가 가능하며, 그 일 실시예로는 유압 실린더를 이용하는 것이 가능하다. 상기 프레스 작동 수단(130)을 구성하는 기술은, 본 발명이 속하는 분야에서는 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 업다운 테이블(140)에 관하여 설명한다. 상기 업다운 테이블(140)은 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 프레스 작동 수단(130)의 상측에 연결되어 설치되며, 상기 프레스 작동 수단(130)의 작동에 따라 상기 적층 헤드(60)의 하면에 흡착된 상기 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 기능을 가진다.

다음으로, 상부 베이스(150)에 관하여 설명한다. 상기 상부 베이스(150)는 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 지지 기둥(120)의 상측에 설치된다. 상기 상부 베이스(150)의 하면에는 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 가압시 상기 적층 헤드(60)의 상면을 지지하여 주는 상부 테이블(160)이 설치된다. 따라서, 상기 업다운 테이블(140)이 상방향으로 가압하는 압력은 상기 적층 헤드(60), 상부 테이블(160)을 통하여 상기 지지 기둥(120)에 의해 지지되는 상기 상부 베이스(150)로만 전달이 되므로, 상기 적층 헤드 가이드 레일(61)과 같은 구성요소는 가압에 의한 외력을 부담하지 않게 되어 원활하고 안정적인 작동이 가능하게 된다.

한편, 본 발명의 경우 그 작동 특성상 정밀한 작동이 필요하므로, 도 6에 나타낸 것과 같이 상기 하부 베이스(110)에 3개소 이상에 가이드 공(113)이 더 형성되도록 하고, 상기 가이드 공(113)에 각각 상하로 이동 가능하게 삽입되어 설치되며, 그 상측이 상기 업다운 테이블(140)에 결합되는 가이드 로드(141)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 가이드 공(113) 및 상기 가이드 로드(141)는 평행을 유지하며 균일하게 가압하여야 하는 기계 운동적 특성상 최소 3 개소 이상에 설치되는 것이 바람직하나, 일반적으로는 가공 및 설치의 편의를 위하여 도 6에 나타낸 것과 같이 4개소에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 작업 과정 중에 각 적층 단계별로 일정한 압력으로 가압하는 것이 가능하도록 하기 위하여, 상기 업다운 테이블(140)이 상기 적층헤드(60)의 하면에 흡착된 세라믹 박막(s1)을 가압하는 압력을 측정하는 압력센서(미도시)와, 상기 압력 센서에서 측정된 값에 따라 상기 프레스 작동 수단(130)의 가압 정도를 일정한 값을 가지도록 조절하는 압력 조절 제어수단(미도시)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

s: 세라믹 시트
s1: 세라믹 박막 s2: 대지(carrier film)
10: 1차 VISION 장치 20: 정렬 스테이지
30: CUTTING 이송 UNIT 40: 박리테이블
50: 2차 VISION 장치
60: 적층 헤드 61: 적층 헤드 가이드 레일
70: 박리장치 80: 완제품 적재장치
100: 세라믹 박막 적층용 프레스 장치
110: 하부 베이스
111: 하부 측판 112: 하부 지지판
113: 가이드 공
120: 지지 기둥
130: 프레스 작동수단
140: 업다운 테이블 141: 가이드 로드
150: 상부 베이스
160: 상부 테이블

Claims

적층 헤드 가이드 레일(61)을 따라 이송된 적층헤드(60)의 하면에 흡착된 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치에 있어서,
하부 베이스(110);
상기 하부 베이스(110)의 상부 외측 4개소의 모서리에 설치되는 지지 기둥(120);
상기 하부 베이스(110)의 내측 상면에 설치되는 프레스 작동 수단(130);
상기 프레스 작동 수단(130)의 상측에 연결되어 설치되며, 상기 프레스 작동 수단(130)의 작동에 따라 상기 적층 헤드(60)의 하면에 흡착된 상기 세라믹 박막(s1)을 가압하여 적층하는 업다운 테이블(140);
상기 지지 기둥(120)의 상측에 설치되어 상기 하부 베이스(110)와 상기 지지 기둥(120)에 의하여 견고하게 결합되는 상부 베이스(150);
상기 상부 베이스(150)의 하면에 설치되어, 가압시 상기 적층 헤드(60)의 상면을 지지하여 주는 상부 테이블(160); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치(100).
청구항 제1항에 있어서,
상기 하부 베이스(110)에 3개소 이상에 형성되는 가이드 공(113);
상기 가이드 공(113)에 각각 상하로 이동 가능하게 삽입되어 설치되며, 그 상측이 상기 업다운 테이블(140)에 결합되는 가이드 로드(141); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치(100).
청구항 제2항에 있어서,
상기 업다운 테이블(140)이 상기 적층헤드(60)의 하면에 흡착된 세라믹 박막(s1)을 가압하는 압력을 측정하는 압력센서;
상기 압력 센서에서 측정된 값에 따라 상기 프레스 작동 수단(130)의 가압 정도를 일정한 값을 가지도록 조절하는 압력 조절 제어수단; 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 박막 적층용 프레스 장치(100).