KR101860509B1 - 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치 - Google Patents

플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 플렉시블 피시비 기판 원단을 공급하기 위한 언와인딩롤러와, 상기 언와인딩롤러로부터 공급되는 원단에 패턴을 형성하기 위한 패턴형성부와, 상기 언와인딩롤러로부터 상기 패턴형성부로 상기 원단을 이송하기 위한 제 1 이송롤러와; 상기 패턴형성부에 의해 패턴이 형성된 상태의 원단을 감기 위한 와인딩롤러를 포함하며, 상기 언와인딩롤러와 패턴형성부 사이에는 원단을 이송하면서 장력을 조절하기 위한 장력조절부가 설치되어서, 원단에 일정한 장력을 인가하여서 원단의 변형을 방지하고 패턴 절단 정밀도를 높일 수 있고, 향상된 패턴 형성 치수 정밀도 및 원단의 파손 또는 손상의 최소화로 원단의 불필요한 낭비를 줄일 수 있는, 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치를 개시한다.

Description

플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치{APPARATUS FOR FORMING PATTERN IN FLEXIBLE PCB SUBSTRATE}
본 발명은 플렉시블 피시비 기판에 패턴을 형성하기 위한 장치에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 플렉시블 피시비 기판 원단에 형성되는 패턴의 치수 신뢰도를 높이고, 패턴 형성을 위한 금형의 사용 수명을 증대시킬 뿐 아니라 기판 가장자리 손상을 방지하도록 구성되는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치에 관한 발명이다.
최근 들어 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), PDP(Plasma Display Panel),EPD(Electrophoretic Display) 등과 같은 디스플레이 장치의 발전과 함께, 디스플레이 장치의 박형화 및 경량화에 대한 요구가 증대되고 있다.
이에, 디스플레이 장치에 사용되는 커버 기판으로서 그 두께가 매우 얇으면서도 유연성이 좋은 박형 유리 기판이나 고분자 박막 필름 기판과 같은 플렉시블(flexible) 기판이 사용되고 있다.
고분자 박막 필름으로 형성되는 플렉시블 기판은 보관 및 운송의 편의성을 위해 롤(roll) 형태로 감긴 상태로 제조사로부터 공급되는데, 롤에 감겨진 원단은 또 다른 롤로 풀리면서 재료가 이송되는 과정에서 가공되며, 이러한 롤과 롤을 이용한 연속생산시스템을 롤투롤 생산시스템이라고 한다.
롤투롤 생산시스템은 기존의 신문이나 책등의 인쇄분야, 섬유원단 재조나 섬유인쇄 분야등 유연한 재료를 이용한 분야에는 널리 이용하여 왔다.
최근 전자나 화학 등 첨단 분야 등에서도 얇은 필름형태의 박막필름을 이용한 생산 공정이 개발되고 적극 활용하고 있는 추세이다.
유연 필름을 이용한 인쇄회로기판이나, 박막형 태양전지 또는 박막형 반도체 등이 그 예라 할 수 있는데, 박막형 재료의 연속생산공정은 대량생산과 저가격화를 실현할 수 있어서 최근 커다란 관심을 끌고 있다.
종래 플렉시블 피시비 기판 원단 상에 절단 패턴을 형성하기 위한 절단장치의 개략적인 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 최초 피딩롤러(1100)로부터 풀려지는 플렉시블 피시비 기판 원단(2000)이 이송롤러들(1200)을 거쳐 절단부(1300)로 안내되도록 구성된다.
상기 절단부(1300)는 원단(2000)을 이송하면서 타발 절단하기 위한 한 쌍의 절단롤러(1310)들을 포함하며, 그리하여 플렉시블 피시비 기판 원단(2000)이 상기 절단롤러(1310)들 사이를 통과하는 동안 상기 절단롤러(1310) 중 어느 하나에 설치된 금형날(1312)에 의해 상기 플렉시블 피시비 기판 원단(2000)에 소정의 절단 패턴(2100)이 형성된다.
이후, 상기 패턴(2100)이 형성된 플렉시블 피시비 기판 원단(2000)은 와인딩롤러(1400)에 의해 롤 형태로 감긴다.
그런데, 상기 플렉시블 피시비 기판 원단(2000)에 형성되는 패턴(2100)들은 정해진 설계 간격마다 형성되는 것이 가장 바람직하지만, 현실적으로는 상기 절단롤러(1310) 작동 중에 가해지는 힘과 상기 이송롤러(1200)들에 의해 작용되는 장력 등에 의해 상기 패턴(2100)들 사이의 간격(피치)(p)에 미세한 차이가 발생하게 된다.
더욱이, 상기 피딩롤러(1100)에 감겨진 플렉시블 피시비 기판 원단(2000)의 양에 따라서도 상기 피딩롤러(1100)로부터 풀려나가는 플렉시블 피시비 기판 원단(2000)에 가해지는 장력이 변하게 된다.
결국, 이러한 요인들은 상기 패턴(2100)들 간의 일정한 간격(p) 형성을 방해하는 가중 요인이 되어, 정확한 위치에 패턴을 형성하지 못함에 기인한 원단의 불필요한 낭비의 요인이 된다.
또한, 상기와 같이, 패턴(2100)들 간의 간격(p)에 차이가 발생되는 경우에는 이후의 롤투롤(roll-to-roll) 공정에서 정확한 설계 치수 대로의 가공(회로 형성 등)을 방해하며, 플렉시블 기판의 고집적화와 고정밀화를 가로막는 주요한 원인이 된다.
본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 플렉시블 피시비 기판 원단에 일정한 간격으로 절단 패턴이 형성될 수 있도록 구성되는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 절단을 통한 패턴형성 작업을 전후하여 기판에 일정한 장력이 작용되도록 함으로써, 패턴 치수 형성의 신뢰도를 높일 수 있는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 장치 내에서 원단의 쏠림 현상을 방지할 수 있도록 구성되는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 패턴 형성을 위한 금형날의 파손을 방지하고 사용 수명을 증대시킬 수 있도록 구성되는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 플렉시블 피시비 기판의 가장자리 부분의 파단을 방지하도록 구성되는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치는 롤 상태로 감겨진 플렉시블 피시비 기판 원단을 풀어 공급하기 위한 언와인딩롤러와; 상기 언와인딩롤러로부터 공급되는 원단에 패턴을 형성하기 위한 패턴형성부와; 상기 언와인딩롤러로부터 상기 패턴형성부로 상기 원단을 이송하기 위한 제 1 이송롤러와; 상기 패턴형성부에 의해 미리 지정된 패턴이 형성된 상태의 원단을 감기 위한 와인딩롤러를 포함하며, 상기 언와인딩롤러와 패턴형성부 사이에는 원단을 이송하면서 장력을 조절하기 위한 장력조절부가 설치된다.
또한, 상기 패턴형성부와 와인딩롤러 사이에는 원단을 이송하면서 장력을 조절하기 위한 장력조절부가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 장력조절부는 원단을 이송하기 위한 이송롤러와, 상기 이송롤러에 탄성력을 부여하기 위한 탄성력인가수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이송롤러는 위치 고정되는 고정이송롤러와, 상기 탄성력인가수단에 결합되어 위치가 변위가능한 변위이송롤러를 포함할 수 있다.
한편, 상기 고정이송롤러는 세 개 설치되고, 상기 변위이송롤러는 상기 세 개의 고정이송롤러 사이 사이에 두 개 설치될 수 있다.
또한, 상기 언와인딩롤러와 패턴형성부 사이에는 원단의 공급 방향을 조절하기 위한 방향조절부가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 패턴형성부와 와인딩롤러 사이에는 원단의 공급 방향을 조절하기 위한 방향조절부가 설치될 수 있다.
즉, 상기 방향조절부는 상기 원단을 지지하기 위한 회전지지부와 상기 회전지지부를 동일 평면에서 회전시키기 위한 회전수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 패턴형성부로 합성수지재의 보조원단을 공급하기 위한 보조원단공급부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조원단공급부는 보조원단언와인딩롤러와 보조원단와인딩롤러를 포함하며, 상기 보조원단언와인딩롤러와 보조원단와인딩롤러에 의해 상기 보조원단은 플렉시블 피시비 기판 원단의 이송 속도와 동일하게 이송되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 보조원단언와인딩롤러에는 장력조절수단이 설치될 수 있다.
또한, 상기 보조원단공급부에는 보조원단을 대전시키기 위한 대전수단이 설치될 수 있다.
한편, 상기 패턴형성부의 측부에는 회전각도검출부가 설치될 수 있다.
또한, 상기 패턴형성부는 한 쌍의 롤러와, 상기 롤러 중의 어느 하나에 설치되는 절단부재를 포함하며, 상기 절단부재에는 상기 원단의 절단을 위한 패턴절단부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 절단부재는 상기 롤러의 원주 중에서 일부에만 형성될 수 있다.
또한, 상기 절단부재는 상기 플렉시블 피시비 기판 원단의 이송 방향과 동일한 방향으로 이동되도록 구성되며, 상기 패턴절단부는 사다리꼴 형상의 단면으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 사다리꼴 형상의 단면에서 측단면 상 두 측변은 서로 다른 각도로 기울어지도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 절단부재의 내부와 상기 롤러의 내부는 상호 연통되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 절단부재가 설치된 롤러에는 절단된 원단을 회수하기 위한 회수부재가 연결 설치될 수 있다.
한편, 상기 패턴형성부로부터 상기 와인딩롤러로 상기 원단을 이송하기 위한 제 2 이송롤러를 포함하며, 상기 제 1 이송롤러와 제 2 이송롤러는 상기 회전각도검출부와 연동되어 역회전되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 절단부재가 설치되지 않는 롤러의 표면은 탄력적인 합성수지재로 형성될 수 있다.
또한, 상기 절단부재가 설치되지 않은 롤러의 표면에서 양측 가장자리 부분에는 경사지게 형성되는 미세오목부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 이송롤러의 양측 가장자리 부분에는 경사지게 형성되는 미세오목부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 미세오목부는 0.01 mm 내지 0.1 mm 의 폭과 0.5 mm 내지 1 mm 의 깊이를 갖을 수 있다.
한편, 상기 보조원단공급부에는 접지부가 설치될 수 있다.
또한, 상기 언와인딩롤러에는 장력조절수단이 설치될 수 있다.
한편, 상기 패턴절단부가 형성된 절단부재가 상기 롤러와 일체형으로 형성되고, 상기 패턴절단부 종단에 다이아몬드 커터가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 절단부재와 연통되는 상기 롤러의 내부 공간은 회수관을 통해 상기 회수부재와 연통되며, 상기 내부 공간에는 빗살 무늬의 주름이 형성되고, 상기 롤러와 상기 회수관 사이에는 일정 높이의 턱이 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 원단 이송 롤러 좌우에 탄성력인가수단을 개재 형성하여, 원단에 일정한 장력을 인가하여서 원단의 변형을 방지하고 패턴 절단 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 상이한 각도을 갖는 패턴절단부에 의해서 원단에 인가되는 절단력을 동일하게 할 수 있다.
또한, 각 이송롤러와 패턴형성부의 롤러의 표면을 합성수지로 형성하여 접촉하는 원단의 손상을 최소화할 수 있다.
또한, 원단 하부에 보조원단을 덧대어 이송시 장력을 일정하게 제공하고, 패턴 형성시 과도한 압력이 가해지지 않도록 하여서, 원단의 파손 또는 손상을 방지할 수도 있다.
또한, 최소한의 절단력으로 원단을 절단할 수 있도록 하여 패턴절단부의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 향상된 패턴 형성 치수 정밀도 및 원단의 파손 또는 손상의 최소화로 원단의 불필요한 낭비를 줄일 수도 있다.
첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 플렉시블 피시비 기판 원단 상에 패턴을 형성하기 위한 절단장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 절단장치에 의해 타발 절단되는 플렉시블 피시비 기판 원단을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치 개략적인 전체 구성도이다.
도 4는 도 3의 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치의 주요 구성 및 이에 의해 타발 절단되는 플렉시블 피시비 기판 원단을 분리하여 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 정면도를 도시한 것이다.
도 6은 도 4의 평면도를 도시한 것이다.
도 7은 도 4의 사시도를 구체적으로 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 8은 도 4의 패턴형성부 전후 주요 구성을 확대도시한 사시도이다.
도 9는 도 4의 방향조절부를 확대도시한 것이다.
도 10은 도 9의 방향조절부의 방향조절동작을 예시한 것이다.
도 11은 도 4의 패턴형성부의 롤러 및 절단부재를 분리하여 확대도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 패턴형성부의 절단부재의 확대 단면도이다.
도 13은 도 11의 패턴형성부의 절단부재의 롤러의 절단 사시도의 일 예를 도시한 것이다.
도 14는 도 11의 패턴형성부의 절단부재의 롤러의 절단 사시도의 다른 예를 도시한 것이다.
도 15는 도 4의 장력조절부를 확대 도시한 사시도이다.
도 16은 도 15의 장력조절부의 정면도이다.
도 17은 도 5의 보조원단공급부를 확대도시한 사시도이다.
도 18은 도 17의 보조원단공급부의 주요 구성에 대한 정면도이다.
도 19는 도 4의 회전각도검출부를 확대 도시한 것이다.
도 20은 도 19의 회전각도검출부의 주요 구성에 대한 정면도이다.
도 21은 도 7의 제 1 및 제 2 이송롤러를 분리하여 확대 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4 와 5 를 참조하면, 본 발명에 의한 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치는, 전체적으로, 플렉시블 피시비 기판 원단(이하, 원단)(200)을 공급하는 언와인딩롤러(110)와, 상기 언와인딩롤러(110)로부터 공급되는 원단(200)에 패턴을 형성하는 패턴형성부(120)와, 상기 언와인딩롤러(110)로부터 패턴형성부(120)로 원단(200)을 이송하는 제 1 이송롤러(130)와, 패턴형성부(120)에 의해 패턴이 형성된 원단(200)을 감는 와인딩롤러(140)와, 언와인딩롤러(110)와 패턴형성부(120) 사이에서 원단(200)을 이송하면서 장력을 일정하게 조절하는 장력조절부(150)를 포함한다.
도 5 와 7에 도시된 바와 같이, 언와인딩롤러(110)는 롤 상태로 감겨진 원단(200)이 장착된 원단제공롤러(115)로부터 풀어서 패턴형성부(120)로 일정한 속도로 공급하는데, 롤러(111)와 서보구동모터(112)로 구성된다.
즉, 원단(200)은 원단제공롤러(115)로부터 풀어져 언와인딩롤러(110)를 거쳐 패턴형성부(120)로 일정한 속도로 이송된다.
여기서, 원단제공롤러(115)는 서보구동모터(116)와 구동 벨트(117)에 의해 회전구동한다.
한편, 언와인딩롤러(110)에 인접하여 장력조절수단(113)이 설치되어서, 언와인딩롤러(110)로부터 공급되는 원단(200)에 일정한 장력이 인가되도록 조절한다.
여기서, 장력조절수단(113)은 원단제공롤러(115)에 감긴 원단의 양이 변동(무게 변동)됨에 따라 롤러로부터 풀려지는 과정에서 원단에 가해지는 장력의 변화를 방지하기 위한 구성이다.
패턴형성부(120)는 언와인딩롤러(110)로부터 공급되는 원단(200)에 미리 지정된 특정 형상의 패턴을 일정한 피치로 타발 절단하여(press) 형성한다.
도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이, 패턴형성부(120)는 한 쌍의 롤러(121)와, 롤러(121) 중의 어느 하나에 설치되는 절단부재(122)를 포함하며, 절단부재(122)에는 원단(200)의 패턴 절단을 위한 패턴절단부(123)가 형성된다.
한편, 도 11의 (a)와 같이, 절단부재(122)가 롤러(121)에 결합부재(미도시)에 의해 결합 형성되거나, (b)와 같이, 절단부재(122)가 롤러(121)에 일체형으로 형성될 수도 있다.
즉, 결합부재에 의해 결합되는 절단부재(122)는 패턴의 교체시 또는 패턴절단부(123)의 마모에 따른 교체시 롤러(121)로부터 용이하게 분리될 수 있고, 일체형의 절단부재(122)는 패턴절단부(123) 종단에 다이아몬드 커터(124)가 형성되어 반영구적으로 절단이 가능하도록 할 수도 있다.
또한, 절단부재(122)는 롤러(121)의 원주 중에서 일부에만 형성되어서, 원단(200)의 후퇴시, 원단(200)이 절단부재(122)가 형성되지 않은 롤러(121)와 마주하여 원단(200)에 일체의 장력이 인가되지 않도록 하여, 원단(200)의 변형 또는 스크래치를 방지하도록 한다.
또한, 절단부재(122)는 원단(200)의 이송 방향과 동일한 방향으로 회전 구동되도록 구성되고, 패턴절단부(123)는 사다리꼴 형상의 단면으로 형성된다.
구체적으로, 도 12를 참조하면, 패턴절단부(123)의 사다리꼴 형상의 단면에서 측단면 상 두 측변(123a,b)은 서로 같은 각도, 예컨대 a1과 b1이 동일한 각도로 기울어지도록 형성되거나(a), 서로 다른 각도, 예컨대 a1과 b2가 상이한 각도로 기울어지도록 형성될 수 있다(b).
즉, 서로 다른 각도로 기울어져 형성된 패턴절단부(123)는 전단부 금형날(123a)에 비해 후단부 금형날(123b)이 보다 수직에 가깝게 형성되어서, 원단(200)을 깔끔하게 절단하며, 원단(200) 표면을 쓸어 내리듯이 접촉하는 것을 방지하고, 두 측변(123a, b)에 인가되는 절단력을 동일하게 할 수 있다.
예를 들어, 도 12 에서 롤러(121)가 시계 방향으로 회전한다고 할 때, 후단부 금형날(123b)이 먼저 원단의 표면에 접촉되고, 이어서 전단부 금형날(123b)이 원단 표면에 접촉된다.
이 경우, 후단부 금형날(123b)은 예각의 배치 위치에서 원단에 다가가는 상태가 되고, 전단부 금형날(123a)은 둔각의 배치 위치에서 원단에 다가가는 상태가 된다.
원단에 대한 상기 두 금형날(123a, 123b)의 배치 상태를 가급적 동일하게 하기위해, 상기 후단부 금형날(123b)을 보다 수직에 가깝게 형성함으로써, 상기 후단부 금형날(123b)이 원단과 접촉되는 각도가 보다 수직에 가까워 지도록 함으로써, 원단 절단 시 상기 두 금형날(123a, 123b)에 작용되는 압력이 동일해 지도록 구성된다.
또한, 도 13 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 절단부재(122)의 내부와 롤러(121)의 내부는 상호 연통되도록 형성되어, 패턴절단부(123)에 의해 절단된 원단(200)의 패턴 조각 또는 절단시 발생한 미세파편이 롤러(121)의 내부로 유도될 수 있다.
여기서, 절단부재(122)가 설치된 롤러(121)에는 절단된 원단의 패턴 조각을 회수하기 위한 회수부재(미도시)가 회수관(125)과 연결 설치되어 원활하게 회수할 수 있다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 절단부재(122)와 연통되는 롤러(121)의 내부 공간은 평행한 단면 형상으로 형성되고, 패턴 조각 또는 미세판편이 회수관(125)을 통해 회수부재에 의해 흡기되어 수집될 수 있다.
도 3에 도시된 상기 회수부재(400)는 원단에 패턴 형성시 발생하는 미세 파편 또는 미세 먼지를 흡기하여, 패턴 형성 공정의 정밀도 및 공정 수율을 보다 높일 수 있다.
여기서, 회수부재(400)는 본체 내부 공간과 연통되는 흡기관(410)과, 흡기관(410)으로 미세먼지를 흡입하는 흡기팬(미도시)을 포함할 수 있다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 절단부재(122)와 연통되는 롤러(121)의 내부 공간은 회수관(125)을 통해 회수부재(400)와 연통되며, 내부 공간에는 빗살 무늬의 주름(127)이 사선 방향으로 일정한 간격을 두고 형성될 수 있다.
주름(127)에 의해서, 내부 공간으로 낙하한 패턴 조각 또는 미세파편은 회수관(125) 방향으로 미끄러져 유도되어 회수관(125)에 의해 원활하게 회수되도록 할 수도 있다.
또한, 도 13 및 도 14에 확대 도시된 바와 같이, 롤러(121)와 회수관(125) 사이에는 일정 높이의 턱(125a)이 형성되어 회수관(125)으로 유도된 패턴 조각 또는 미세파편이 롤러(121) 내부 공간으로 다시 역류하지 않도록 할 수도 있다.
한편, 패턴형성부(120)에 포함되는 두 롤러 중에서 절단부재(122)가 설치되지 않는 롤러(121)의 표면은 탄력적인 합성수지재로 형성되어서, 원단(200)과 탄성적으로 접촉하여 원단(200)의 손상, 파손 또는 변형을 방지할 수 있다.
또한, 절단부재(122)가 설치되지 않은 롤러(121) 표면의 양측 가장자리 부분에는 도 11에 도시된 바와 같은 경사지게 형성되는 미세오목부(126)가 형성된다.
상기 미세오목부(126)는 원단의 진행 방향에 롤러(121)의 중심으로부터 외측으로 벌어지는 방향으로 경사지게 형성되며, 그리하여 원단의 가장자리 부분과의 접촉 면적을 증대시켜, 원단의 진행 과정에서 가장자리 부분이 외측으로 펴지는 힘을 다소 받도록 구성된다.
그리하여, 원단(200)의 가장자리 부분을 외측으로 펴줌으로써, 비교적 주름 또는 변형이 발생되기 쉬운 원단 가장자리 부분을 외측으로 펴서 주름 또는 변형 발생을 방지할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 이송롤러(130)는 언와인딩롤러(110)로부터 패턴형성부(120)로 언와인딩롤러(110)의 공급속도와 동기화된 일정한 속도로 원단(200)을 이송하는데, 롤러(131)와 서보구동모터(132)를 포함하여 구성된다.
또한, 제 2 이송롤러(135)는 패턴형성부(120)로부터 와인딩롤러(140)로 원단(200)을 와인딩롤러(140)의 감김속도와 동기화된 일정한 속도로 이송하는데, 롤러(136)와 서보구동모터(137)를 포함하여 구성된다.
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 와인딩롤러(140)는 패턴형성부(120)에 의해 미리 지정된 패턴이 형성된 상태의 원단(200)을 롤 상태로 원단회수롤러(145)로 전달하기 위한 롤러로서, 롤러(141)과 서보구동모터(142)로 구성된다.
즉, 패턴이 형성된 원단(200)은 와인딩롤러(140)를 거쳐 원단회수롤러(145)로 롤 형태로 회수된다.
여기서, 원단회수롤러(145)는 서보구동모터(146)와 구동 벨트(147) 등에 의해 회전구동한다.
장력조절부(150)는 언와인딩롤러(110)와 패턴형성부(120) 사이에서 원단(200)을 이송하면서 이송되는 원단(200)에 일정한 장력이 인가되도록 조절하기 위한 구성이다.
구체적으로, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 장력조절부(150)는 원단(200)을 이송하기 위한 이송롤러(151,152)와, 이송롤러(151,152)에 탄성력을 부여하기 위한 탄성력인가수단(153)을 포함한다.
여기서, 이송롤러(151,152)는 선반프레임(154)에 위치 고정되는 고정이송롤러(151)와, 탄성력인가수단(153)에 결합되어 위치가 상하방향으로 변위가능한 변위이송롤러(dancer roll) (152)를 포함한다.
상기 변위이송롤러(152)는 상하 방향으로 변위가능하도록 구성됨으로써, 상기 고정이송롤러(151)는 마치 고정 도르레와 같은 역할을 하고, 상기변위이송롤러(152)는 마치 움직도르레와 같은 역할을 하여, 이송되는 원단에 보다 균일한 장력이 인가되도록 한다.
한편, 탄성력인가수단(153)은, 선반프레임(154) 하부에 수직방향으로 형성된 가이드축(153a)과, 가이드축(153a)에 의해 변위하고 변위이송롤러(152)가 형성된 롤러프레임(153b)과, 가이드축(153a) 종단에 고정 형성된 가이드프레임(153c)과, 롤러프레임(153b)과 가이드프레임(153c) 사이에 개재된 스프링(153d)으로 구성된다.
또한, 고정이송롤러(151)는 세 개 설치되며, 변위이송롤러(152)는 고정이송롤러(151) 사이 두 개 설치되고, 스프링(153d)은 롤러프레임(153b)과 가이드프레임(153c) 사이 네 모서리에 각각 설치될 수 있으며, 상기 스프링(153d)의 장력은 조절 설치된다.
그리하여, 상기 변위이송롤러(152)들이 상기 스프링(153d)에 의해 변위 가능하게 탄력적으로 지지되므로, 상기 변위이송롤러(152)를 경유하여 이송되는 원단(200) 역시 일정한 장력으로 탄성적으로 지지되어, 원단(200)에 일정한 장력이 인가될 수 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 장력조절부(150)가 패턴형성부(120)와 와인딩롤러(140) 사이에도 동일하게 형성되어, 이송되는 원단(200)에 일정한 소정의 장력이 인가되도록 구성된다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 방향조절부(160)는 언와인딩롤러(110)와 패턴형성부(120) 사이에 형성되어, 원단(200)의 공급 방향이 흐트러지지 않도록 원단의 이송 방향을 직진방향(A)으로 조절한다.
또한, 제 2 방향조절부(165)는 패턴형성부(120)와 와인딩롤러(140) 사이에 형성되어, 패턴이 형성된 원단(200)이 직진 상태로 와인딩롤러(140)에 감기도록 원단의 이송 방향을 직진방향(A)으로 조절한다.
여기서, 제 1 방향조절부(160)는 원단(200)을 지지하기 위한 회전지지부(161)와, 회전지지부(161) 하부에 형성되어 회전지지부(161)를 동일 평면에서 좌우 방향으로 회전시키기 위한 회전수단(미도시)을 포함한다.
예컨대, 제 1 방향조절부(160)는 회전지지부(410) 상부에 적외선 반사량을 검출하는 네 개의 EPC 센서(162)를 각각 형성하여서 상측으로 이송되는 원단(200)의 직진 경로(A) 이탈을 감지한다.
이에 따라, 원단(200)의 이송 방향이 미세하게 수평 방향을 벗어나게 되면, EPC 센서(162)가 원단(200)의 직진 경로(A) 이탈을 감지하여서, 회전지지부(161)가 반대 방향으로 미세하게 회전하여 원단(200)을 직진 방향(A)으로 유도하도록 한다.
한편, 도 7에 도시된 제 2 방향조절부(165)는 제 1 방향조절부(160)와 동일하게 원단(200)을 지지하기 위한 회전지지부(미도시)와, 회전지지부 하부에 형성되어 회전지지부를 동일 평면에서 좌우 방향으로 회전시키기 위한 회전수단(미도시)을 포함한다.
예컨대, 제 2 방향조절부(165)는 회전지지부 상부에 네 개의 EPC 센서(미도시)를 각각 형성하여서 상측으로 이송되는 원단(200)의 직진 경로(A) 이탈을 감지한다.
한편, 회전지지부(161) 대신 별도의 보정판(미도시)이 형성되어 원단(200)의 이송 방향을 직진 방향(A)으로 유도할 수도 있다.
이에 따라, 원단(200)의 이송 방향이 미세하게 수평방향을 벗어나게 되면, EPC 센서가 원단(200)의 XY 평면상의 직진 경로(A) 이탈을 감지하여서, 회전지지부가 반대 방향으로 미세하게 회전하여 원단(200)을 직진 방향(A)으로 유도하도록 한다.
도 5 와 17 및 18 에 도시된 바와 같이, 보조원단공급부(170)는 패턴형성부(120) 하측에 형성되어, 패턴형성부(120)로 진입하는 원단(200) 하부에 합성수지재, 예컨대 PET(Polyethylene terephthalate) 재질의 보조원단(300)을 공급한다.
여기서, 보조원단(300)은 원단(200)의 배면에 밀착되어 원단을 진행방향으로 이송하는 힘을 가하게 되며, 따라서 원단을 이송시키기 위한 이송롤러와 같은 타 구성요소들에 의해 과도한 힘이 원단(200)에 작용되지 않도록 할 수 있다.
그리하여, 이송롤러 등에 의해 원단에 일시적으로 과도한 압력이 가해지지 않도록 하여, 원단(200)의 파손 또는 손상을 방지하고 원단에 일정한 장력이 가해지도록 할 수 있다.
또한, 종래의 경우 원단을 절단하기 위한 패턴절단부(123)가 원단의 표면에 가하는 힘을 통해 원단이 진행 방향으로 이동되면서 절단되는데, 상기와 같이 보조원단(300)을 원단(200)의 배면에 밀착시켜 원단의 진행 방향으로 함께 이송함으로써, 상기 패턴절단부(123)에는 원단을 진행 방향으로 이송시키기 위한 힘이 가해질 필요가 없어진다.
그리하여, 원단 절단을 위한 최소한의 힘만으로 원단(200)을 절단할 수 있도록 하여 패턴절단부(123)에는 보다 작은 힘이 가해져 사용 수명을 증대시킬 수 있다.
또한, 절단 대상인 원단에도 절단 시 과도한 힘이 가해지지 않으므로, 패턴 형성의 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 절단 패턴의 모서리 부분에서 파단이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
예컨대, 원단(200)은 0.2 mm 내외의 두께로 형성되고, 패턴절단부(123)는 0.21 mm의 길이로 형성되는 경우, 0.65 mm 두께의 보조원단(300)이 이용될 수 있다.
보조원단공급부(170)는 보조원단언와인딩롤러(171)와 보조원단와인딩롤러(172)를 포함하고, 각 해당 롤러(171,172)를 회전구동하는 서보구동모터(173,174)를 포함한다.
한편, 각 해당 서보구동모터(173,174)는 보조원단(300)이 원단(200)의 이송 속도와 동일하게 이송되도록 보조원단언와인딩롤러(171)와 보조원단와인딩롤러(172)를 회전 구동한다.
또한, 장력조절수단(175)이 보조원단언와인딩롤러(171)에 인접하여 설치되어서, 보조원단언와인딩롤러(171)로부터 풀려지는 보조원단(300)에 일정한 장력이 인가되도록 한다.
즉, 장력조절수단(175)는 보조원단(300)에 일정한 장력을 인가하여 결과적으로 상기 보조원단(300)과 접촉되는 원단(200)의 표면에 일정한 장력이 인가되도록 구성된다.
또한, 도 18에 도시된 바와 같이, 보조원단공급부(170)는 보조원단(300)을 대전시키기 위한 대전수단(176)을 포함할 수 있다.
여기서, 대전수단(176)은 접촉에 의해 보조원단(300)에 정전기를 발생시켜서 원단(200) 하부면과 보다 강한 힘으로 부착되도록 함으로써, 보조원단(300)에 의해 원단(200) 이송력을 등대시킬 수 있다.
또한, 보조원단공급부(170)에는 보조원단와인딩롤러(172)에 인접하여 접지부(177)가 설치되어서, 대전수단(176)에 의해 대전된 보조원단(300) 및 보조원단와인딩롤러(172)를 접지 방전시켜, 셧다운 또는 스파크의 발생을 차단하고 보조원단와인딩롤러(172)로 원활하게 감겨 회수되도록 한다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 회전각도검출부(180)는 패턴형성부(120)의 측부에 형성되어 원단(200)의 이송속도를 측정한다.
여기서, 회전각도검출부(180)는 원단(200)과 접촉하는 제1축(181)과, 제1축(181)과 벨트(182)에 의해 연동하는 제2축(183)과, 제2축(183)의 회전각도를 검출하여 이송속도(각속도) 또는 이송량으로 환산하는 엔코더(184)를 포함한다.
한편, 본 실시예에서 엔코더(184)는 접촉식 엔코더로 구성하였으나, 원단(200)의 가장자리에 형성된 특정 패턴을 인식하는 광엔코더로 구성될 수도 있다.
여기서, 도 20에 도시된 바와 같이, 회전각도검출부(180)는 패턴형성부(120)의 양측에 각각 형성되어 보다 정확하게 원단(200)의 이송속도 또는 이송량을 측정할 수 있다.
한편, 전술한 제 1 이송롤러(130)와 제 2 이송롤러(135)는 회전각도검출부(180)와 연동되어 해당 서보구동모터(132,137)에 의해 역회전되도록 구성된다.
즉, 회전각도검출부(180)가 원단(200)의 밀린 양을 검출하면 제 1 이송롤러(130)와 제 2 이송롤러(135)를 일시적으로 역회전시켰다가 다시 이송함으로써, 원단(200)에 형성되는 패턴의 피치를 소정의 설계 피치대로 형성할 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 제 1 또는 제2 이송롤러(131,136)의 양측 가장자리 부분에는 경사지게 형성되는 미세오목부(138)가 촘촘하게 형성된다.
상기 미세오목부(138)는 원단의 진행 방향을 따라 상기 롤러의 중심으로부터 점점 벌어지는 방향으로 경사지게 형성된다.
즉, 상기 이송롤러(131, 136) 양측 가장자리의 미세오목부(138)들 간의 간격이 원단의 진행 방향을 따라 점차적으로 넓어지도록 형성된다.
그리하여, 변형 또는 주름 발생이 용이한 원단의 가장자리부분이 상기 미세오목부(138)에 의해 진향 방향을 따라 점차적으로 펼쳐지는 방향으로 힘을 받도록 함으로써, 원단 가장자리 부분에 형성되는 패턴의 정밀도를 향상시키고, 불량율을 감소시킬 수 있다.
여기서, 미세오목부(138)는, 수 mm의 원단(200)의 두께를 고려하여, 0.01 mm 내지 0.1 mm 의 폭과 0.5 mm 내지 1 mm 의 깊이로 형성될 수 있다.
한편, 도 3 에 도시된 바와 같이, 전술한 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치의 주요 구성은 본체 선반(310)에 거치되고, 본체 커버(320)에 의해 밀폐 커버되어 형성되어 외부의 먼지 또는 이물질 유입을 차단하여서 공정 수율을 향상시킨다.
추가로, 전술한 제 1 및 제 2 이송롤러(130,135)와, 장력조절부(150)의 이송롤러(151,152)와, 패턴형성부(120)의 롤러(121)의 표면, 스테인레스 스틸 재질과 같은 금속재로 구성될 수 있으나, 탄성 재질의 합성수지가 형성되어 접촉하는 원단(200)의 손상을 최소화하도록 구성될 수도 있다.
또한, 제 1 및 제 2 이송롤러(130,135)와, 장력조절부(150)의 이송롤러(151,152)와, 패턴형성부(120)의 롤러(121)의 속도가 상호 동기화되어 일정한 속도로 원단을 이송하여 이송되는 원단에 일정한 장력이 인가되도록 하여, 패턴 형성의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
110 : 언와인딩롤러
120 : 패턴형성부
130 : 제 1 이송롤러
140 : 와인딩롤러
150 : 장력조절부
160 : 방향조절부
170 : 보조원단공급부
180 : 회전속도검출부
190 : 원단커버와인딩롤러
195 : 원단커버언와인딩롤러
200 : 플렉시블 피시비 기판 원단
310 : 본체 선반
320 : 본체 커버
400 : 집진기

Claims (28)

  1. 롤 상태로 감겨진 플렉시블 피시비 기판 원단을 풀어 공급하기 위한 언와인딩롤러와;
    상기 언와인딩롤러로부터 공급되는 원단에 패턴을 형성하기 위한 패턴형성부와;
    상기 언와인딩롤러로부터 상기 패턴형성부로 상기 원단을 이송하기 위한 제 1 이송롤러와;
    상기 패턴형성부에 의해 미리 지정된 패턴이 형성된 상태의 원단을 감기 위한 와인딩롤러를 포함하며,
    상기 언와인딩롤러와 패턴형성부 사이에는 원단을 이송하면서 장력을 조절하기 위한 장력조절부가 설치되며,
    상기 패턴형성부와 와인딩롤러 사이에는 원단의 공급 방향을 조절하기 위한 방향조절부가 설치되고, 상기 방향조절부는 상기 원단을 지지하기 위한 회전지지부와 상기 회전지지부를 동일 평면에서 회전시키기 위한 회전수단을 포함하며,
    상기 패턴형성부는 한 쌍의 롤러와, 상기 한 쌍의 롤러 중의 어느 하나에 설치되는 절단부재를 포함하며, 상기 절단부재에는 상기 원단의 절단을 위한 패턴절단부가 형성되고,
    상기 절단부재의 내부와 상기 절단부재가 설치된 롤러의 내부는 상호 연통되도록 형성되되, 상기 절단부재가 설치된 롤러에는 절단된 원단을 회수하기 위한 회수부재가 연결 설치되며,
    상기 절단부재와 연통되는 상기 롤러의 내부 공간은 회수관을 통해 상기 회수부재와 연통되며, 상기 내부 공간에는 빗살 무늬의 주름이 형성되고, 상기 롤러와 상기 회수관 사이에는 턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴형성부와 와인딩롤러 사이에는 원단을 이송하면서 장력을 조절하기 위한 장력조절부가 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 장력조절부는 원단을 이송하기 위한 이송롤러와, 상기 이송롤러에 탄성력을 부여하기 위한 탄성력인가수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이송롤러는 위치 고정되는 고정이송롤러와, 상기 탄성력인가수단에 결합되어 위치가 변위가능한 변위이송롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정이송롤러는 세 개 설치되고, 상기 변위이송롤러는 상기 세 개의 고정이송롤러 사이 사이에 두 개 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 언와인딩롤러와 패턴형성부 사이에는 원단의 공급 방향을 조절하기 위한 방향조절부가 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴형성부로 합성수지재의 보조원단을 공급하기 위한 보조원단공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보조원단공급부는 보조원단언와인딩롤러와 보조원단와인딩롤러를 포함하며,
    상기 보조원단언와인딩롤러와 보조원단와인딩롤러에 의해 상기 보조원단은 플렉시블 피시비 기판 원단의 이송 속도와 동일하게 이송되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보조원단언와인딩롤러에는 장력조절수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 보조원단공급부에는 보조원단을 대전시키기 위한 대전수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴형성부의 측부에는 회전각도검출부가 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 절단부재는 상기 롤러의 원주 중에서 일부에만 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 절단부재는 상기 플렉시블 피시비 기판 원단의 이송 방향과 동일한 방향으로 이동되도록 구성되며, 상기 패턴절단부는 사다리꼴 형상의 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 사다리꼴 형상의 단면에서 측단면 상 두 측변은 서로 다른 각도로 기울어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 패턴형성부로부터 상기 와인딩롤러로 상기 원단을 이송하기 위한 제 2 이송롤러를 포함하며,
    상기 제 1 이송롤러와 제 2 이송롤러는 상기 회전각도검출부와 연동되어 역회전되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 절단부재가 설치되지 않는 롤러의 표면은 탄력적인 합성수지재로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 절단부재가 설치되지 않은 롤러의 표면에서 양측 가장자리 부분에는 경사지게 형성되는 미세오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이송롤러의 양측 가장자리 부분에는 경사지게 형성되는 미세오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  19. 제 17 항 또는 18 항에 있어서,
    상기 미세오목부는 0.01 mm 내지 0.1 mm 의 폭과 0.5 mm 내지 1 mm 의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 보조원단공급부에는 접지부가 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 언와인딩롤러에는 장력조절수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴절단부가 형성된 절단부재는 상기 롤러와 일체형으로 형성되고, 상기 패턴절단부 종단에 다이아몬드 커터가 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 피시비 기판 패턴 형성장치.
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