KR101401726B1 - Pcb 제조용 오토클레이브 - Google Patents

Pcb 제조용 오토클레이브 Download PDF

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KR101401726B1
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Abstract

본 발명은 일측이 개방되는 중공의 몸체로 이루어지고 몸체 내측 바닥면에 테이블이 내외부로 이동가능하게 설치된 용기; 상기 용기의 일측에 힌지결합되어 용기의 개방부를 개폐시키는 도어; 상기 테이블의 상면에 올려지고 피가공물을 수용하여 진공시키며 용기 내부를 통해 용기 외부의 진공펌프와 연결되는 진공부; 상기 용기에 구비되어 용기 내부의 압력을 감지하고 조절하는 압력조절부; 상기 용기에 구비되어 용기 내부의 온도를 감지하고 조절하는 온도조절부; 및 상기 도어의 개폐동작을 제어하고, 상기 용기 내부의 압력, 온도, 진공이 기설정된 압력, 온도, 진공상태에 도달하도록 상기 진공부, 압력조절부, 온도조절부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 제조용 오토클레이브를 제공한다.
본 발명의 PCB 제조용 오토클레이브에 따르면, 오토클레이브에서 가압, 가열, 진공 공정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, PCB를 성형할 수 있는 조건을 기설정하여 각 공정을 제어하며, 각 공정이 자동으로 수행될 수 있도록 함으로써 품질이 우수한 PCB를 제조할 수 있는 효과가 있고, PCB 제조 공정 및 제조 시간을 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

PCB 제조용 오토클레이브{Autoclave for Manufacturing PCB}
본 발명은 PCB 제조용 오토클레이브에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 가압, 가열, 진공 공정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 각 공정이 PCB 성형조건에 맞추어 수행될 수 있도록 하여 PCB를 제조할 수 있도록 하는 오토클레이브에 관한 것이다.
일반적으로 오토클레이브는 고온, 고압 하에서 여러 가지 화학 반응을 일으키게 하기 위한 내열 내압(耐熱耐壓)의 원통형 밀폐 용기로서, 글래스(glass)/카본 프리프레그(carbon prepreg) 및 습식 적층된 직물을 금형에서 고온, 고압을 가하여 제품을 성형하는 장치이다.
PCB(인쇄회로기판)은 1개에서 24개의 전도판으로 구성되는데, 각 전도판은 가열, 압력, 진공으로 붙여 적층된 유전체 층(substrate)에 의해 전기적으로 분리되고 구조적으로 지탱된다.
그러나, 종래에는 PCB의 각 전도판을 가열, 압력, 진공으로 붙여 제조하는 공정이 매우 복잡하고 제조 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지며, PCB의 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, PCB의 각 전도판을 가열, 압력, 진공으로 붙이는 공정을 오토클레이브를 이용하여 수행할 수 있도록 하여 PCB의 품질을 향상시키고 공정을 단축시킬 수 있도록 하는 PCB 제조용 오토클레이브의 개발이 절실히 요구되고 있다.
또한, 종래 오토클레이브는 용기의 내부에 압축공기를 충진하고, 용기의 내부에 구비된 히터로 충진된 공기를 가열하며, 용기의 내부에 내장된 송풍팬으로 가열된 공기를 순환시켜 피가공물의 모든 부위가 골고루 가열될 수 있도록 하고 있다. 이때, 송풍팬은 회전축에 의해 용기 외부의 구동모터와 연결되고, 회전축과 압력용기 사이의 공기압 누설이 발생되지 않으면서 원활한 회전이 가능하도록 기밀장치 적용되고 있다. 따라서, 송풍팬의 회전축은 회전에 따른 기밀장치와의 마찰로 인하여 열이 발생하고, 과열로 인하여 송풍팬의 수명이 단축되는 문제점이 있다.
한국공개특허: 10-2012-0006840 (공개일 2012.01.19)
한국등록특허: 10-0600413 (공고일 2006.07.06)
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서,
본 발명의 목적은 가압, 가열, 진공 공정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, PCB를 성형할 수 있는 조건을 기설정하여 각 공정을 제어하며, 각 공정이 자동으로 수행될 수 있도록 하여 품질이 우수한 PCB를 제조할 수 있고, 제조공정 및 시간을 단축시킬 수 있는 PCB 제조용 오토클레이브를 제공하는 데 있다.
또한, 히터와 송풍기 사이의 용기 내벽에 라디에이터를 구비하여 송풍기 회전축의 회전마찰에 의한 열 및 용기 내부 온도를 하강시킬 때 도관 속에 냉각수가 흐르도록 함으로써 송풍기의 수명을 보장하고 냉각효율을 높일 수 있는 PCB 제조용 오토클레이브를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 PCB 제조용 오토클레이브는 일측이 개방되는 중공의 몸체로 이루어지고 몸체 내측 바닥면에 테이블이 내외부로 이동가능하게 설치된 용기; 상기 용기의 일측에 힌지결합되어 용기의 개방부를 개폐시키는 도어; 상기 테이블의 상면에 올려지고 피가공물을 수용하여 진공시키며 용기 내부를 통해 용기 외부의 진공펌프와 연결되는 진공부; 상기 용기에 구비되어 용기 내부의 압력을 감지하고 조절하는 압력조절부; 상기 용기에 구비되어 용기 내부의 온도를 감지하고 조절하는 온도조절부; 및, 상기 도어의 개폐동작을 제어하고, 상기 용기 내부의 압력, 온도, 진공이 기설정된 압력, 온도, 진공상태에 도달하도록 상기 진공부, 압력조절부, 온도조절부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도어에는 제어부와 전기적으로 연결되는 도어잠금장치가 구비되고, 상기 도어잠금장치는 용기의 개방부 외주연 회전가능하게 결합되어 도어를 잠금/해지시키는 클러치 링과 상기 클러치 링을 회전시켜 도어의 잠금/해지 상태를 변환시키는 실린더부와, 상기 실린더부를 동작시키는 오일펌프와, 상기 용기의 개방부에 구비되어 도어의 닫힘 상태를 감지하는 제 1 감지센서 및 상기 잠금부의 동작을 감지하여 도어 잠금 상태를 감지하는 제 2 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진공부는 피가공물을 내부에 수용하는 진공케이스와, 상기 진공케이스의 내부와 연결되는 진공호스와, 상기 진공호스와 진공펌프를 연결하도록 용기 내벽을 관통하여 구비되는 진공배출구와, 상기 용기 외부에 구비되고 진공배출구에 연결되는 진공펌프로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 압력조절부는 용기 내 압력을 높일 때 공기를 주입하는 에어주입구와, 상기 용기 내부의 압력을 감지하여 제어부에 전송하는 압력센서와, 상기 용기 외측에 구비되어 용기 내부의 압력을 표시하는 압력게이지와, 상기 용기 내부의 압력이 제한 압력을 초과하는 경우 압력이 올라가지 않도록 자동개방되어 압력을 배출하는 안전밸브와, 상기 용기 내 압력을 배출시키는 압력배출구와, 상기 용기 내의 잔압을 배출시키는 잔압배출구로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 온도조절부는 용기 내부에 장착되어 용기 내부 온도를 상승시키는 히터와, 상기 용기 내부의 온도를 감지하여 제어부에 전송하는 온도센서와, 상기 용기 내부에 장착되어 내부 공기를 순환시키는 송풍기와, 상기 히터와 송풍기 사이의 용기 내벽에 장착되고 도관 속에 냉각수를 흘려 온도를 하강시키는 라디에이터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 오토클레이브 운행에 필요한 전압, 전류, 온도, 압력, 시간 중 적어도 어느 하나를 측정하는 측정부와, 상기 목표 압력, 목표 온도, 소요시간, 유지시간, 전원의 온/오프, 운행의 수동/자동 중 적어도 어느 하나를 입력하는 입력부와, 터치스크린으로 이루어져 PCB 성형 조건을 설정하고 현재 운행상태를 나타내는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 도어의 개폐동작을 수동으로 제어하는 리모트 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 PCB의 성형조건은 목표온도 75 내지 85도, 목표압력 0.5 내지 1.5㎏, 소요시간 10 내지 20분, 유지시간 20 내지 30분으로 설정되는 1단계와, 목표온도 135 내지 145도, 목표압력 4.55 내지 5.5㎏, 소요시간 25 내지 35분, 유지시간 45 내지 55분으로 설정되는 2단계와, 목표온도 55 내지 65도, 목표압력 0㎏, 소요시간 15 내지 25분, 유지시간 0분으로 설정되는 3단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 PCB 제조용 오토클레이브에 따르면, 오토클레이브에서 가압, 가열, 진공 공정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, PCB를 성형할 수 있는 조건을 기설정하여 각 공정을 제어하며, 각 공정이 자동으로 수행될 수 있도록 함으로써 품질이 우수한 PCB를 제조할 수 있는 효과가 있고, PCB 제조 공정 및 제조 시간을 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히터와 송풍기 사이의 용기 내벽에 라디에이터를 구비하여 송풍기 회전축의 회전마찰에 의한 열 및 용기 내부 온도를 하강시킬 때 도관 속에 냉각수가 흘러 자체냉각이 이루어지도록 함으로써 송풍기의 수명을 보장하고 냉각효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브의 전체적인 구성을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브의 제어부를 도시한 구성도.
도 7(a) 및 도 7(b)는 도 6의 제어부에서 디스플레이부를 설명하기 위한 요부 확대도.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 PCB 제조용 오토클레이브를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브를 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브의 전체적인 구성을 도시한 구성도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브를 도시한 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 용기(100)와, 도어(200)와, 진공부(300)와, 압력조절부(400)와, 온도조절부(500)와, 제어부(600)를 포함한다.
용기(100)는 일측이 개방되는 중공의 원통 형상으로 이루어지고, 저면에 용기(100) 내 수분 등 이물질을 배출시킬 때 사용되는 배출구(110)가 구비되며, 내부 바닥면에는 가이드레일(120)이 구비되고, 가이드레일(120)에는 저면에 바퀴가 구비된 테이블(130)이 이동가능하게 설치된다.
도어(200)는 용기(100)의 개방부 일측에 힌지(210) 결합되어 용기(100)의 개방부를 개폐시키는데 도어(200)의 개폐가 자동으로 이루어지도록 제어부(600)와 전기적으로 연결되는 도어잠금장치(220)가 구비된다.
도어잠금장치(220)는 용기(100) 개방부 외주연에 회전가능하게 결합되어 도어(200)를 잠금시키는 클러치 링(221)과 상기 클러치 링(221)을 회전시켜 도어(200)의 잠금 또는 잠금해지 상태로 변환하는 실린더부(222)와, 상기 실린더부(222)를 동작시키는 오일펌프(223)와, 상기 용기(100)의 개방부에 구비되어 도어의 닫힘 상태를 감지하는 제 1 감지센서(224) 및 상기 클러치 링(221)의 동작을 감지하여 도어 잠금 상태를 감지하는 제 2 감지센서(225)로 구성된다.
여기서, 실린더부(222)는 클러치 링(221)의 상부측과 하부측에 각각 설치되고, 오일펌프(223)의 동작에 연동되어 클러치 링(221)을 회전시키며, 클러치 링(221)은 회전 방향에 따라 도어(200)를 잠금시키거나 잠금해지시킨다. 이때, 오일펌프(223)는 제어부(600)에 제어되며 도어의 잠금시 상부측 실린더부(222)를 작동시켜 클램프 링(221)을 일방향으로 회전시키고, 도어의 잠금해지시 하부측 실린더부(222)를 작동시켜 클램프 링(221)을 타방향으로 회전시킨다.
제 1 감지센서(224)는 도어(200)가 닫히면 닫힘된 상태를 인식하여 제어부(600)에 닫힘 신호를 전송하고, 제 1 감지센서(224)로부터 닫힘 신호를 전송받은 제어부(600)는 오일펌프(223)의 구동을 제어하고 이에 따른 클러치 링의 회전방향을 제어하여 도어(200)를 잠금시킨다. 그리고, 제어부(600)는 제 1 감지센서(224)로부터 닫힘 신호가 전송되지 않으면 오일펌프(223)를 구동시키지 않으며 아울러 클러치 링(221)이 움직이지 않게 된다.
그리고, 제 2 감지센서(225)는 클러치 링(221)의 동작을 감지하여 도어 잠금 상태를 감지하는 센서로서, 도어 클램프 센서(225a)와 도어 언클램프 센서(225b)로 구분된다.
도어 클램프 센서(225a)는 클러치 링(221)이 잠기면 클램프 상태를 인식하여 제어부(600)에 신호를 전송하고, 도어 클램프 센서(225a)로부터 신호를 전송받은 제어부(600)는 PCB 성형 프로그램을 진행시킨다. 그리고, 도어 언클램프 센서(225b)는 클러치 링(221)이 풀리면 언 클램프 상태를 인식하여 제어부(600)에 신호를 전송하고, 도어 언클램프 센서(225b)로부터 신호를 전송받은 제어부(600)는 PCB 성형 프로그램의 진행을 정지시킨다.
진공부(300)는 테이블 위에 구비되고, 피가공물을 내부에 수용하는 진공케이스(310)와, 진공케이스(310)의 내부와 연결되는 진공호스(320)와, 용기 내벽을 관통하여 용기 내부의 진공호스(320)와 용기 외부의 진공펌프(340)를 연결하는 진공배출구(330)와, 용기 외부에 구비되고 진공배출구(330)에 연결되는 진공펌프(340)로 구성된다.
여기서, 피가공물은 철판 위에 이형지를 적층시키고, 이형지 위에 동박을 적층시키며, 동박 위에 프리프레그(prepreg)를 적층시키고, 프리프레그(prepreg) 위에 이형지, 철판 순으로 적층시킨 단면기판일 수도 있고, 또는 철판 위에 이형지를 적층시키고, 이형지 위에 동박을 적층시키며, 동박 위에 프리프레그(prepreg)를 적층시키고, 프리프레그(prepreg) 위에 동박, 이형지, 철판 순으로 적층시킨 양면기판일 수도 있으며, 또는 철판 위에 이형지를 적층시키고, 이형지 위에 제작된 양면기판을 적층시키며, 양면기판 위에 프리프레그(prepreg)를 적층시키고, 프리프레그(prepreg) 위에 제작된 양면기판, 이형지, 철판 순으로 적층시킨 다층기판일 수 있다.
이러한 피가공물은 압축재로 감싸진 다음 진공재(310) 안에 넣고 진공재(310) 양 옆 테두리를 실 테이프로 밀폐처리시키는데, 밀폐 전 진공재(310) 내부에 진공파이프를 삽입하여 진공재(310) 외부의 진공호스(320)가 연결되도록 한다. 그리고, 진공재(310)의 내부의 진공파이프에 연결되는 진공호스(320)에 진공펌프(340)를 연결하고 진공펌프(340)를 가동시켜 진공재(310) 내부의 공기를 빼낸다. 진공재(310) 내부의 공기를 다 빼내면 진공파이프로부터 진공호스를 분리시키고 진공상태의 피가공물을 진공부의 진공케이스 내부에 투입시킨다.
압력조절부(400)는 용기(100) 내부의 압력을 조절하는 것으로, 용기(100)의 일측에 구비되고, 용기(100) 내 압력을 높일 때 공기를 주입하는 에어주입구(410)와, 용기 내부의 압력을 감지하여 제어부(600)에 전송하는 압력센서(420)와, 용기 내부의 압력을 아날로그 방식으로 표시하는 압력게이지(430)와, 용기 내부의 압력이 제한 압력을 초과하는 경우 압력이 올라가지 않도록 자동개방되어 압력을 배출하는 안전밸브(440)와, 용기 내 압력을 배출시키는 압력배출구(450)와, 용기 내의 잔압을 배출시키는 잔압배출구(460)로 구성된다.
여기서, 에어주입구(410)에는 제어부(600)에 제어되며 용기 내 압력상승시 에어주입구(410)를 개방하고 압력유지 및 배출시 에어주입구(410)를 차단하여 에어주입을 조절하는 에어주입밸브(411)가 구비된다.
또한, 압력배출구(450)에는 제어부(600)에 제어되며 압력배출시 압력배출구(450)를 개방하고 압력형성시 압력배출구(450)를 차단하여 압력배출을 조절하는 압력배출밸브(451)가 구비된다.
또한, 잔압배출구(460)는 용기 내 압력을 배출한 후 도어 개방 전 잔압을 배출시키는 통로이며, 잔압배출구(460)에는 제어부(600)에 제어되며 잔압배출시 잔압배출구(460)를 개방하고 압력형성시 잔압배출구(460)를 차단하여 잔압배출을 조절하는 잔압배출밸브(461)가 구비된다.
온도조절부(500)는 용기 내부의 온도를 조절하는 것으로, 용기 내부에 장착되어 용기 내부 온도를 상승시키는 히터(510)와, 상기 용기 내부의 온도를 감지하여 제어부(600)에 전송하는 온도센서(520)와, 상기 용기 내부에 장착되어 내부 공기를 순환시키는 송풍기(530)와, 상기 용기 내벽에 장착되고 도관 속에 냉각수를 흘려 용기 내부의 온도를 하강시키는 라디에이터(540)로 구성된다.
여기서, 히터(510)는 용기 내부의 양 측벽에 구비되고, 제어부(600)에 제어되어 온도 상승시 온(on), 온도 하강시 오프(off)된다.
그리고, 송풍기(530)는 용기의 개방부와 마주보는 용기의 내 측벽에 송풍팬(531)이 설치되고, 용기의 외부에 송풍팬(531)을 구동시키는 구동모터(533)가 설치되며, 송풍팬의 회전축(532)이 용기 내부를 관통하여 용기 외부의 구동모터(533)와 연결된다. 이때, 송풍팬의 회전축(532)이 관통되는 용기의 관통공에는 용기 내부 압력이 외부로 새어나가지 않도록 실부재(534)가 구비되는데 송풍팬(531)의 회전시 회전축(532)과 실부재(534)와의 마찰력에 의해 열이 발생되기 쉽다.
그리고, 라디에이터(540)는 히터(510)와 송풍기(530) 사이에 위치되는 용기의 내벽에 구비된다. 라디에이터(540)는 제어부(600)에 제어되며, 도관 속에 냉각수를 흘려 열교환시킴으로서 용기 내부 온도 및 회전축(532)의 마찰 열을 하강시킨다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB 제조용 오토클레이브의 제어부를 도시한 구성도이고, 도 7은 도 6의 제어부에서 디스플레이부를 설명하기 위한 요부 확대도이다.
도 6, 도 7에 도시된 바와 같이 제어부(600)는 용기 내부의 압력, 온도, 진공을 PCB 성형 조건으로 설정하고, 기설정된 압력, 온도, 진공 상태에 도달하도록 도어잠금장치(220) 및 진공부(300), 압력조절부(400), 온도조절부(500)의 동작을 제어한다. 여기서, 도어잠금장치(220)는 수동동작시 제어부와 전기적으로 연결되는 독립된 리모트 컨트롤러(610)에 의해 제어될 수 있다. 리모트 컨트롤러(610)는 도어를 잠금상태로 제1스위치(611)와, 도어를 잠금해지 상태로 하는 제2스위치(612)가 구비된다.
또한, 제어부(600)는 오토클레이브 운행에 필요한 전압, 전류, 온도, 압력, 시간 중 적어도 어느 하나를 측정하는 측정부(620)와, 목표 압력, 목표 온도, 소요시간, 유지시간, 전원의 온/오프, 운행의 수동/자동 중 적어도 어느 하나를 입력하는 입력부(630)와, 터치스크린으로 이루어져 PCB 성형 조건을 설정하고, 현재 운행상태를 나타내는 디스플레이부(640)를 포함한다.
제어부의 측정부(620)에는 오토클레이브 운행에 사용되는 전압을 체크하는 아날로그 계측기, 히터 가동시 사용되는 전류를 체크하는 아날로그 계측기, 송풍기 구동모터 가동시 사용되는 전류를 체크하는 아날로그 계측기, 히터 가동시 온도를 표시하는 디지털 계측기, 용기 내부의 압력을 표시하는 디지털 계측기, 오토클레이브 총 운행시간을 기록하는 아날로그 계측기 등이 있고, 또한, 입력부(630)에는 오토클레이브 운전에 필요한 전원을 공급/차단하는 전원스위치, 운행을 자동으로 설정 후 프로그램을 시작하는 스타트 스위치, 운행을 수동/자동으로 선택하는 전환스위치, 비상시 오토클레이브 작동을 정지시키는 비상스위치, 수동운행시 사용되는 각종 기능키 등이 있다.
또한, 디스플레이부(640)에는 도 7의 (a)와 같이 PCB 성형 조건을 설정하는 설정창(641)과, 도 7의 (b)와 같이 현재 진행상태를 나타내는 진행상황 확인창(642)이 표시된다. 도 7(a)의 설정창(641)에는 STEP, 목표온도, 목표압력, 소요시간, 유지시간 등을 설정한다. 여기서, STEP은 상승, 유지, 하강의 각 단계를 말하고, 목표온도는 각 STEP의 설정온도를 말하며, 목표압력은 각 STEP의 설정압력, 소요시간은 각 STEP의 설정된 온도와 압력이 도달하기까지 설정된 시간, 유지시간은 각 STEP의 설정된 온도와 압력 도달 후 유지되는 시간을 말한다.
그리고, 도 7(b)의 진행상황 확인창(642)에는 현재온도(용기 내의 온도), 현재 압력(용기 내의 압력), 경과시간(각 STEP의 총 경과시간)이 표시되고, 운전중인 STEP의 번호(진행중인 STEP의 번호), 운전중인 STEP의 목표온도(각 STEP의 설정온도), 운전중인 STEP의 목표압력(각 STEP의 설정압력), 운전중인 STEP의 소요시간(각 STEP의 설정된 온도와 압력이 도달하기까지 설정된 시간), 운전중인 STEP의 유지시간(각 STEP의 설정된 온도와 압력 도달 후 유지되는 시간)이 표시되며, 진행중인 STEP의 경과시간, 진행중인 STEP의 설정온도, 진행중인 STEP의 설정압력, 진행중인 STEP의 소요시간, 진행중인 STEP의 유지시간이 표시된다.
여기서, 진행중인 STEP의 설정온도는 “현재온도”와 “운전중인 STEP의 목표온도”를 단계별로 자동 설정된 온도를 경과시간에 따라 변경되어 표기된다. 예를 들어,“현재온도: 30”,“운전중인 STEP의 목표온도: 80”,“운전중인 STEP의 소요시간: 50분”으로 설정시 1분에 1이 상승되어야 하는 것을 알 수 있다. 이때, “진행중인 STEP의 목표온도”는 시작시 35로 표기되며, 5분 후 35에 도달하면 40으로 변경된다. 이처럼 “운전중인 STEP의 소요시간”구간에선 온도값이 변경되어 표기된다.
그리고, 진행중인 STEP의 설정압력은 “현재압력”과 “운전중인 STEP의 목표압력”을 단계별로 자동 설정된 압력을 경과시간에 따라 변경되어 표기된다. 예를 들어,“현재압력: 0㎏”,“운전중인 STEP의 목표압력: 2㎏”,“운전중인 STEP의 소요시간: 20분”으로 설정시 10분에 1㎏이 상승되어야 하는 것을 알 수 있다. 이때, “진행중인 STEP의 목표압력”은 시작시 1㎏로 표기되며, 10분 후 2㎏로 변경된다. 이처럼 “운전중인 STEP의 소요시간”구간에선 압력값이 변경되어 표기된다.
또한, 진행중인 STEP의 소요시간은 현재 STEP의 소요시간 내 경과시간을 초단위로 표기한다. 예를 들어,“운전중인 STEP의 소요시간:30분”으로 설정시 진행중인 STEP의 소요시간은 0에서 시작되어 1800까지 표기되며, 소요시간 완료 후 0으로 표기된다.
또한, 진행중인 STEP의 유지시간은 현재 STEP의 유지시간 내 경과시간을 초단위로 표기한다. 예를 들어,“운전중인 STEP의 유지시간:50분”으로 설정시 진행중인 STEP의 유지시간은 0에서 시작되어 3000까지 표기되며, 유지시간 완료 후 0으로 표기된다.
상기와 같이 구성되는 PCB 제조용 오토클레이브의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 오토클레이브에 전원이 인가되면, 제어부(600)는 잔압배출밸브(461)를 개방시켜 용기 내의 잔압을 배출시키고, 도어잠금장치(220)의 오일펌프(223)를 구동시켜 하부측 실린더부(222)를 동작시키며, 하부측 실린더부(222)는 클러치 링(221)을 타방향으로 회전시켜 도어(200)의 잠금을 해지시킨다.
도어(200)의 잠금이 해지되면 운영자는 도어(200)를 개방하여 용기 내부의 진공케이스에 진공상태의 피가공물을 투입한 다음 도어를 닫는다. 이때, 제 1 감지센서(224)가 도어의 닫힘 상태를 감지하여 제어부(600)에 전송하고, 제 1 감지센서(224)로부터 도어의 닫힘 신호를 전송받은 제어부(600)는 도어잠금장치의 오일펌프(223)를 구동시켜 상부측 실린더부(222)를 동작시켜며, 상부측 실린더부(222)는 클러치 링(221)을 일방향으로 회전시켜 도어(200)를 잠금시킨다. 이때, 제 2 감지센서인 도어 클램프 센서(225a)가 도어의 잠금 상태를 감지하여 제어부(600)에 전송하고, 도어의 잠금 신호를 전송받은 제어부(600)는 PCB 성형 프로그램을 진행시킨다.
한편, 제어부(600)에는 디스플레이부의 설정창을 띄우고 아래와 같은 설정값이 입력하여 PCB 성형 조건 즉, 성형 프로그램을 기설정시킨다.
Figure 112012080745472-pat00001
즉, 제어부(600)는 도어의 잠금 신호를 전송받으면 진공부의 진공펌프에 전원을 인가하여 진공펌프를 구동시키고, 압력조절부(400)의 잔압배출밸브(461)를 제어하여 잔압 배출구(460)를 차단하며, 에어가 주입되도록 에어주입밸브(411)를 제어하여 용기 내부의 압력을 목표 압력에 도달시킨다. 이때, 압력게이지(430)는 용기 내부의 압력을 아날로그방식으로 표시하고, 압력센서(420)는 용기 내부의 압력을 감지하여 제어부(600)에 전송하며 제어부(600)는 압력센서(420)에 감지된 용기 내부의 압력이 제한 압력을 초과하는 경우 안전밸브(440)를 개방하여 압력이 올라가지 않도록 제어한다. 또한 압력배출밸브(451)를 제어하여 용기 내 압력을 배출시키기도 한다.
또한, 제어부(600)는 용기 내부의 히터(510)를 제어하여 용기 내의 온도를 목표온도에 도달시키고, 피가공물에 열이 고르게 가해지도록 송풍기(530)의 구동을 제어하여 송풍시키며, 온도센서(520)에 감지된 온도가 제한 온도를 초과하는 경우 라디에이터(540)에 냉각수가 흐르게 하여 온도를 일정하게 유지시킨다.
이때, 초기 온도 및 압력 상승시 일정하게 변화값을 가져야 하며 소요시간 내에 목표온도 및 목표 압력에 도달되어야 한다. 또한, 상승탄력으로 인한 목표값 보다 올라가는 경우가 없도록 제어되어야 하며, 온도 및 압력의 유지시 변동이 없도록 제어되어야 한다.
이어, 제어부는 기 설정된 STEP 1, STEP 2, STEP 3까지의 진행이 완료되면, 잔압배출밸브(461)가 개방되어 용기 내의 잔압을 배출시킨다. 그리고, 디스플레이부(640)의 진행상황 확인창(642)을 통해 진행이 완료 값을 표시한다. 즉, 운영자는 진행상황 확인창(642)을 통해 온도가 50도 이하인지, 현재 압력과 압력게이지의 압력이“0”인지 확인할 수 있게 된다.
이어, 용기 내의 잔압 배출이 완료되면 제어부(600)는 도어잠금장치의 오일펌프(223)를 구동시켜 하부측 실린더부(222)를 동작시키며, 하부측 실린더부(222)는 클러치 링(221)을 타방향으로 회전시켜 도어(200)의 잠금을 해지시키고, 동시에 진공펌프(340)의 전원을 오프(off)시키며 아울러 오토클레이브의 전원을 오프(off)시킨다.
이어, 운영자는 잠금이 해지된 도어(200)를 개방하여 진공부로부터 피가공물을 인출하고, 인출된 피가공물로부터 진공재, 압축재, 이형재 및 몰드를 제거하여 성형된 제품의 상태를 확인한다.
이와 같이 본 발명은 오토클레이브에서 가압, 가열, 진공 공정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, PCB를 성형할 수 있는 조건을 기설정하여 각 공정을 제어하며, 각 공정이 자동으로 수행될 수 있도록 함으로써 품질이 우수한 PCB를 제조할 수 있고, PCB 제조 공정 및 제조 시간을 단축시킬 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 히터와 송풍기 사이의 용기 내벽에 라디에이터를 구비하여 송풍기 회전축의 회전마찰에 의한 열 및 용기 내부 온도를 하강시킬 때 도관 속에 냉각수가 흘려 자체냉각이 이루어지도록 함으로써 송풍기의 수명을 보장하고 아울러 냉각효율을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
100: 용기 110: 배출구
120: 가이드레일 130: 테이블
200: 도어 210: 힌지
220: 도어잠금장치 221: 클러치 링
222: 실린더부 223: 오일펌프
224: 제 1 감지센서 225: 제 2 감지센서
225a: 도어클램프센서 225b:도어언클램프센서
300: 진공부 310: 진공케이스
320: 진공호스 330: 진공배출구
340: 진공펌프 400: 압력조절부
410: 에어주입구 411: 에어주입밸브
420: 압력센서 430: 압력게이지
440: 안전밸브 450: 압력배출구
451: 압력배출밸브 460: 잔압배출구
461: 잔압배출밸브 500: 온도조절부
510: 히터 520: 온도센서
530: 송풍기 531: 송풍팬
532: 회전축 533: 구동모터
534: 실부재 540: 라디에이터
600: 제어부 610: 리모트 컨트롤러
620: 측정부 630: 입력부
640: 디스플레이부 641: 설정창
642: 확인창

Claims (8)

  1. 일측이 개방되는 중공의 몸체로 이루어지고 몸체 내측 바닥면에 테이블이 내외부로 이동가능하게 설치된 용기;
    상기 개방된 용기를 자동개폐하도록 제어부와 전기적으로 연결되는 도어;
    상기 테이블의 상면에 구비되어 피가공물을 내부에 수용하는 진공케이스와, 상기 진공케이스의 내부와 연결되는 진공호스와, 상기 진공호스와 진공펌프를 연결하도록 용기 내벽을 관통하여 구비되는 진공배출구와, 상기 용기 외부에 구비되고 진공배출구에 연결되는 진공펌프로 구성되어 피가공물을 진공시키는 진공부;
    상기 용기 내 압력을 높일 때 공기를 주입하는 에어주입구와, 상기 용기 내부의 압력을 감지하여 제어부에 전송하는 압력센서와, 상기 용기 외측에 구비되어 용기 내부의 압력을 표시하는 압력게이지와, 상기 용기 내부의 압력이 제한 압력을 초과하는 경우 압력이 올라가지 않도록 자동개방되어 압력을 배출하는 안전밸브와, 상기 용기 내 압력을 배출시키는 압력배출구와, 상기 용기 내의 잔압을 배출시키는 잔압배출구로 구성되어 상기 용기 내부의 압력을 조절하는 압력조절부;
    상기 용기 내부에 장착되어 용기 내부 온도를 상승시키는 히터와, 상기 용기 내부의 온도를 감지하여 제어부에 전송하는 온도센서와, 상기 용기 내부에 장착되어 내부 공기를 순환시키는 송풍기와, 상기 히터와 송풍기 사이의 용기 내벽에 장착되고 도관 속에 냉각수를 흘려 온도를 하강시키는 라디에이터로 구성되어 상기 용기 내부의 온도를 조절하는 온도조절부; 및,
    상기 도어의 개폐동작 및 진공부의 구동을 제어하고, 상기 용기 내부의 압력 및 온도가 PCB 성형 조건에 도달하도록 상기 압력조절부 및 온도조절부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 PCB의 성형조건은 목표온도 75 내지 85도, 목표압력 0.5 내지 1.5㎏, 소요시간 10 내지 20분, 유지시간 20 내지 30분으로 설정되는 1단계와, 목표온도 135 내지 145도, 목표압력 4.55 내지 5.5㎏, 소요시간 25 내지 35분, 유지시간 45 내지 55분으로 설정되는 2단계와, 목표온도 55 내지 65도, 목표압력 0㎏, 소요시간 15 내지 25분, 유지시간 0분으로 설정되는 3단계를 포함하는 PCB 제조용 오토클레이브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도어에는 제어부와 전기적으로 연결되는 도어잠금장치가 구비되고,
    상기 도어잠금장치는 용기의 개방부 외주연 회전가능하게 결합되어 도어를 잠금/해지시키는 클러치 링과 상기 클러치 링을 회전시켜 도어의 잠금/해지 상태를 변환시키는 실린더부와, 상기 실린더부를 동작시키는 오일펌프와, 상기 용기의 개방부에 구비되어 도어의 닫힘 상태를 감지하는 제 1 감지센서 및 상기 잠금부의 동작을 감지하여 도어 잠금 상태를 감지하는 제 2 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 제조용 오토클레이브.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 오토클레이브 운행에 필요한 전압, 전류, 온도, 압력, 시간 중 하나 또는 다수개를 측정하는 측정부와, 상기 목표 압력, 목표 온도, 소요시간, 유지시간, 전원의 온/오프, 운행의 수동/자동 중 하나 또는 다수개를 입력하는 입력부와, 터치스크린으로 이루어져 PCB 성형 조건을 설정하고 현재 운행상태를 나타내는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 제조용 오토클레이브.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 도어의 개폐동작을 수동으로 제어하는 리모트 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 제조용 오토클레이브.
  8. 삭제
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