KR101669065B1 - 회전식 동분 여과 시스템 - Google Patents

Abstract

회전식 동분 여과 시스템이 개시된다.
회전식 동분 여과 시스템은
상기 수세수를 두 개의 동분 여과기로 분기시켜 공급하는 공급 배관; 및
상기 공급 배관의 유출구에 선택적으로 연결되는 3개의 동분 여과기가 회전식으로 교체되는 동분 여과기 교체 장치;
를 포함한다.

Description

회전식 동분 여과 시스템 {Rotary-type copper powder filtering system}

본 발명은 인쇄회로기판의 연마 공정에서 발생되는 동(copper)이 포함된 수세수(폐수)를 재활용하기 위하여 여과처리하는 동분여과기에 관한 것으로서, 특히 연마 설비의 PM(Preventive Maintenance, 예방 보전) 세정 과정에서 공정 운용 중 생산 손실(Loss)를 방지하기 위한 회전식 동분 여과 시스템에 관한 것이다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB) 제조 공장에서 인쇄회로기판은 도 1에 도시된 바와 같이 여러 공정을 거치면서 각 공정별 설비를 적용하여 제조된다.. 이 중 연마 공정의 브러쉬 연마 설비는 도 2에 도시된 것과 같이 표면 두께를 조정하거나 평탄화할 목적으로 사용하게 된다.

이 때, 브러쉬 연마 설비는, 도 2의 우상측에 도시된 바와 같이, 상부/하부 동일한 배열로 장착된 브러쉬가 고속으로 회전하면서 투입되는 인쇄회로기판의 상부면과 하부면의 돌출 부분을 평탄화하거나 전체 표면 두께를 조정하게 된다.

하지만, 도 3에 도시된 것과 같이 브러쉬와 제품의 연마 과정에서 마모된 브러쉬 파편이 발생하게 됨과 동시에 인쇄회로기판의 표면에서 떨어져 나온 연마된 잔존 물질이 발생하게 되며, 이 물질이 브러쉬 연마 설비의 구동부에 잔존하게 되면 연마 효율성을 저하시키기 때문에 연마 공정 진행 중 수세수를 지속적으로 공급하여 잔존물을 제거하게 된다.

그리고 잔존물이 포함된 수세수(폐수)는 도 4에 도시된 것과 같이 동분 여과기로 이송되고, 동분 여과기의 여과포에서 잔존물이 여과되어 다시 브러쉬 연마 설비 내부로 투입되는 수세수 순환 과정을 통하여 재사용된다.

여기서, 동분여과기란 도 5에 도시된 것과 같이 연마 후 발생되는 동(copper)이 포함된 폐수를 여과 처리하는 설비로 내부에 설치된 여과포를 통해 폐수를 통과시키도록 되어 있어서, 폐수를 수세수로 재활용할 수 있게 되어 수세용 용수의 사용 절감 효과를 갖게 된다. 또한 여과포도 1회용이 아니라 세정 작업후 반영구적으로 재활용이 가능한 것이므로 1회용 필터(Filter)에 비해 운용 비용도 절감되는 효과가 있다. 여과포는 동분여과기 내부에 파여진 홈에 부착된 형태로 장착된다.

동분여과기에 여과된 잔존물이 가득 차게 되면 수세수의 순환이 저해되기 때문에 일정시간 사용 후 브러쉬 연마 설비를 가동하지 않는 상태에서 동분여과기의 여과포를 분리하여 세정하는 과정을 별도로 마련해야 한다.

그렇지만, 이러한 여과포 분리 및 세정 과정에서 연마 공정의 비가동 시간이 발생되어 생산 손실을 발생시키는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 방법은 동분여과기 대신에 순환필터를 사용하는 것이다.

이러한 종래의 방법은 도 6에 도시된 것과 같이 교체 가능한 필터(순환 필터)가 설치되어 있는 필터 박스로 연마 잔존물이 포함된 수세수를 통과시켜 필터에 이물이 부착하게 하는 형태이다.

이러한 종래의 방법은 단시간에 필터 교환이 가능해지므로 장시간이 소요되는 동분여과기 여과포 세정 및 교체 시간보다 빠른 시간 내에 브러쉬 연마 설비를 재가동할 수 있다. 하지만, 이 경우 연마 잔존물이 소량일 때는 이상이 없지만 다량의 여과 잔존물 유입시 필터 오염이 빠르게 발생되어 순환이 멈추어버리는 문제가 발생된다.

또한, 사용되는 필터는 재사용되지 않고 폐기되므로 이로 인한 지속적인 비용 소요가 발생되는 문제가 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 브러쉬 연마 설비를 가동하고 있는 상태에서도 동분 여과기의 분리 세정 작업을 진행할 수 있게 하는 회전식 동분 여과 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 회전식 동분 여과 시스템은

인쇄회로기판의 연마 공정에서 발생되는 동이 포함된 수세수를 여과처리하여 재화용하기 위한 회전식 동분여과기 시스템에 있어서,

상기 수세수를 두 개의 동분 여과기로 분기시켜 공급하는 공급 배관; 및

상기 공급 배관의 유출구에 선택적으로 연결되는 3개의 동분 여과기가 회전식으로 교체되는 동분 여과기 교체 장치;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공급 배관의 유출구 각각에 설치되는 두 개의 유량 조절 밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 동분 여과기 교체 장치는

프레임;

상기 프레임 상에 입설되는 회전축; 및

상기 회전축의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에 회전가능하게 설치되며 상기 3개의 동분 여과기가 각각 연결되는 3개의 회전암;

을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 회전식 동분 여과 시스템은 폐수 순환 시스템의 개선을 통해 브러쉬 연마 설비의 비가동 시간을 단축하여 생산 손실을 제거함으로서 설비 가동 생산 능력(Capacity) 향상으로 인한 수익 향상을 기대할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

도 1은 빌드업(Build-up) 공정 프로세스를 도시한다.
도 2는 브러쉬 연마 공정 및 운용 형태를 도시한다.
도 3는 브러쉬 연마 공정에서 잔존물 발생 형태를 도시한다.
도 4은 브러쉬 연마 시스템 여과 형태를 도시한다.
도 5는 동분 여과기의 구성을 도시한다.
도 6은 순환 필터를 사용한 동분 여과 시스템을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 동분 여과 시스템의 제1실시예를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 동분여과 시스템의 제 2 실시예를 도시한다.
도 9은 본 발명에 따른 동분 여과 시스템의 제3실시예를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 회전식 동분 여과 시스템의 동분 여과기 교체 장치의 구성을 도시한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 바와 같은 종래의 순환 필터를 사용한 동분 여과 시스템의 문제는 가공 중 발생되는 이물이 많게 되면 이를 처리하기 위한 필터의 용량이 커지게 되고 동시에 이를 처리하기 위한 별도의 시간이 필요하다는 점이다. 그리고 이 부분을 간과할 시 브러쉬 연마 설비 내부에 잔존물이 충분히 제거되지 않아 연마 효율을 저하시키게 된다는 사실이다.

본 발명은 단일 배관 구조가 아닌 이중 평행 배관 구조의 이중 동분 여과 시스템을 설치함으로써 이 문제를 개선한다.

- 실시예 1

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 동분 여과 시스템의 일 실시예를 도시하는 것으로서, 두 개의 동분여과기(702, 704)를 병렬로 설치하고, 각각의 동분여과기(702, 704)에 Y자형으로 분기된 공급 배관(706)을 설치한 형태를 도시한다.

도 7을 참조하면, Y자형으로 분기된 공급 배관(706)를 통해 2개의 동분 여과기(702, 704)로 연마 이물이 포함된 수세수(폐수)가 공급되게 된다. 그리고 각각의 동분여과기(702, 704)에서 여과된 수세수는 브러쉬 연마 설비로 재공급되게 된다. 이 때 각각의 동분여과기(702, 704)는 분리되어 있기 때문에 서로에게 영향을 줄 수 없다. 또한 단일 동분여과기가 아닌 두 개의 동분여과기(702, 704)를 사용함으로서 여과포의 오염을 감소시킬 수 있고 여과 효과도 커지게 되기 때문에 비록 교체시간은 기존보다 더 걸리겠지만, 교체 주기는 확장시킬 수 있게 된다.

이 형태를 적용한 실제 공정에 적용한 결과 여과포 교체 주기가 1일에서 2일로 증가되는 것을 확인하였다.

하지만, 도 7에 도시된 바의 동분 여과 시스템은 여과포 교체를 위한 교체시간이 별도로 필요하고 두 개의 여과포를 사용함으로서 교체 세정하는 시간도 증가됨을 확인하였다.

따라서 이를 보완하기 위하여 실시예 2의 새로운 형태를 고안하게 되었다.

- 실시예 2

도 8은 본 발명에 따른 동분여과 시스템의 제 2 실시예를 도시한 것으로서, 공급 배관의 유출구에 용수 유입량을 조정할 수 있는 유량 조절 밸브(808, 810)를 설치하는 형태를 도시한다.

도 8에 도시된 동분 여과 시스템(800)은 공급 배관(806)에 유량 조절 밸브(808, 810)를 설치함으로서 각각의 동분여과기(802, 804)를 분리하여 사용할 수 있게 되었다. 즉, 필요에 의해 1개의 동분여과기에 공급하는 용수를 중단하더라도 남은 동분여과기에서 지속적으로 공정을 운용할 수 있는 형태가 된다.

이를 통해 비가동 상태의 동분여과기에서 여과포를 분리하여 세정할 수 있으며 세정완료 후 다시 재가동 후 남은 동분여과기에도 동일한 방법을 통하여 세정할 수 있게 된다. 이 과정에서 브러쉬 연마 설비는 지속적으로 가동하기 때문에 브러쉬 연마 설비 비가동에 따른 생산 손실(Loss)을 해결할 수 있게 된다.

실제의 공정에서 운용한 결과 생산 운용 능력이 약 5 % 증설되는 효과를 확인하였으며 유사 설비에 적용한 결과 동일한 생산성 향상 효과를 검증하였다.

단, 설비 운용시 동분여과기내 여과포 분리 및 세정 교체 시간이 약 40분 이상 소요되는데 이 기간중 가동중인 여과기로 정압 공급 펌프가 폐수를 집중 유입시키게 되어 압력이 과상승되는 문제가 발생됨을 확인하였다.

그로 인해 설비의 장기 운용시에는 순간적인 수압 증가로 인한 스트레스(Stress)가 지속적으로 여과기 내부의 여과포 및 고무패킹 부품 등에도 작용하여 내구도 저하에도 영향을 주고 마모부위에서 여과기 외부로 폐수가 누수되는 문제점도 발생시키는 것을 확인하였다.

- 실시예 3

도 9는 본 발명에 따른 동분 여과 시스템의 제3실시예를 도시한 것으로서 수압 변화에 따른 스트레스를 감소하기 위한 빠른 여과기 교체 작업을 위한 실시예를 도시한다.

도 9에 도시된 회전식 동분 여과 시스템(900)는 Y자형으로 분기된 공급 배관(902), 분기된 공급 배관 각각에 설치되는 유량 조절 밸브(908, 910) 그리고 유량 조절 밸브(908, 910)에 선택적으로 결합될 수 있는 3개의 동분 여과기(904a, 904b, 904c)가 회전식으로 교체되는 동분 여과기 교체 장치(912)를 포함한다.

두 개의 동분 여과기(904a, 904b)가 사용중인 상태에서 일측의 동분 여과기(904b)를 교체하는 경우를 설명한다.

사용중인 제2동분여과기(904b)의 교체 시점에서 제2동분여과기(904b)에 연결된 유량 조절 밸브(908)를 잠그고, 제2여과기 연결부(914b)를 유량 조절 밸브(908)로부터 분리한 후 제2여과기 고정부(916b)의 고정 상태를 해제한다. 이후, 제2동분여과기(904b)와 제3동분여과기(904c)를 회전 이동시킨다. 제2여과기 연결부(914b)를 제3동분여과기(904c)에 결합하고, 제2여과기 고정부(916b)를 고정 상태로 조작한다. 이후, 유량 조절 밸브(908)를 열어서 공급배관(902)으로 공급되는 폐수가 제3동분여과기(904c)로 유입되게 한다.

도 9에 도시된 바와 같은, 회전식 동분 여과 시스템(900)을 사용하면, 일측 동분여과기(예를 들어, 제2동분여과기(904b))의 교체 작업시 타측 동분여과기(예를 들어, 제1동분여과기(904a))가 급격한 압력 변화에 의해 스테레스(Stress)를 받는 시간을 단축할 수 있으며 실제 설비 운용시 부품 내구도 저하도 방지할 수 있게 된다.

도 10은 본 발명에 따른 회전식 동분 여과 시스템의 동분 여과기 교체 장치의 구성을 도시한다.

도 10을 참조하면, 동분 여과기 교체 장치(912)는 수직으로 입설된 회전축(1002), 상기 회전축(1002)에 회전 가능하게 결합되며 각각의 동분 여과기(904a, 904b, 904c)에 연결되는 회전암(1004a, 1004b, 1004c)을 포함한다.

회전암(1004a, 1004b, 1004c)은 회전축(1002)의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에서 회전한다.

여과기 고정부(916)는 체결용 볼트에 의해 구현된다. 여과기(904)의 하부를 연장하여 그 선단에 관통공을 뚫고 프레임(1006)의 상면에 관통공에 상응하는 고정홀(미도시)을 설치한 후 체결용 볼트를 관통공 및 고정홀에 삽입하여 체결한다.

702, 802, 902...공급 배관
704, 706, 804, 806, 904a, 904b, 904c...동분여과기
808, 810, 908, 910...유량 조절 밸브
912...동분 여과기 교체 장치

Claims (3)

1. 인쇄회로기판의 연마 공정에서 발생되는 동이 포함된 수세수를 여과처리하여 재활용하기 위한 회전식 동분 여과 시스템에 있어서,
   수세수를 두 개의 동분 여과기로 분기시켜 공급하는 공급 배관; 및
   상기 공급 배관의 유출구에 연결된 상기 두 개의 동분 여과기 및 여분의 동분 여과기를 지지하며, 상기 공급 배관의 유출구에 연결된 상기 두 개의 동분 여과기들 중의 하나를 상기 여분의 동분 여과기로 선택적으로 교체하는 동분 여과기 교체 장치;
   를 포함하며,
   여기서, 상기 동분 여과기 교체 장치는
   프레임;
   상기 프레임 상에 입설되는 회전축; 및
   상기 회전축의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에 회전가능하게 설치되며 상기 3개의 동분 여과기가 각각 연결되는 3개의 회전암;
   을 포함하여,
   상기 공급 배관의 유출구에 연결된 상기 두 개의 동분 여과기가 사용중인 상태에서 일측의 동분 여과기를 교체하는 경우, 교체할 동분 여과기를 상기 공급 배관으로부터 분리한 후 교체할 동분 여과기 및 상기 여분의 동분 여과기를 회전 이동시키고, 상기 여분의 동분 여과기를 상기 공급 배관에 결합하는 것을 특징으로 하는 회전식 동분 여과 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 공급 배관의 유출구 각각에 설치되는 두 개의 유량 조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 동분 여과 시스템.
   
   
   
3. 삭제

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