KR101972715B1 - 롤 및 시트 타입 기판 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 및 전자회로에 이용되는 롤 및 시트 타입의 기판에 타공을 수행하는 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 권취된 롤 타입의 박판 기판을 풀어서 공급하는 공급기와, 상기 공급기로부터 공급된 롤 타입의 박판 기판에 레이저장비에 의하여 홀을 천공하는 가공기와, 상기 가공기로부터 배출되는 박판 기판을 되감아 권취시키는 회수기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치에 관한 것이다.

Description

롤 및 시트 타입 기판 가공장치{Producing apparatus for roll and sheet type board}

본 발명은 전기 및 전자회로에 이용되는 롤 및 시트 타입의 기판에 타공을 수행하는 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 권취된 롤 타입의 박판 기판을 풀어서 공급하는 공급기와, 상기 공급기로부터 공급된 롤 타입의 박판 기판에 레이저장비에 의하여 홀을 천공하는 가공기와, 상기 가공기로부터 배출되는 박판 기판을 되감아 권취시키는 회수기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자기기에 이용되는 연성의 박판 타입 기판은 내열성 및 내구성이 우수하고, 가공성이 용이하므로 휴대폰 등으로의 용도가 확대되고 있다.

이러한 타입의 기판은 기판의 적층화를 도모하여 다층 구조의 기판으로 이용되는 경우도 많으며, 이러한 경우 각 층별로 배선을 형성하기 위하여 기판에 홀(hole)의 천공 작업이 실시된다.

이러한 홀 천공 작업은 프레스(press)를 이용하는 기계적인 가공작업 또는 레이저를 이용하는 광학적 가공작업이 실시될 수 있다.

특히, 레이저를 이용하는 홀 천공 작업은 가공 속도 및 가공 구멍 형상을 변경하거나 미세한 직경의 홀을 천공하는 것이 용이하므로 널리 이용되고 있다.

이러한 홀 가공 용도의 레이저 장비는 가공용 레이저광을 발신하는 레이저 발진기, 가이드 레이저를 발신하는 가이드 레이저 발진 장치, 가이드 레이저광 및 가공용 레이저광을 성형하고 또한 피가공물 상의 소정 위치로 유도하는 광학계, 피가공물이 적재되어 이를 XY 방향으로 이동시키는 XY 스테이지, 피가공물 상에 도달한 가이드 레이저광 등의 형상 혹은 가공 구멍 형상 등을 화상으로서 파악하고 피가공물의 위치 결정에 이용되는 카메라, 및 이들의 제어계로 구성되어 있다.

상기 가이드 레이저는, 예를 들어 적색광 등이 이용되며, 가이드 레이저를 미리 피가공물 상에 투영하여 그 투영 위치 및 투영 형상 등으로부터 실제의 가공용 레이저를 투영하는 위치 혹은 투영할 때의 형상 등의 보정을 수행하는 레이저이다.

상기 광학계는 전반사 미러, 다이크로익 미러, 마스크, 콜리메이터 렌즈, XY 갈바노 스캐너 미러 등으로 구성되며, 레이저 발진기로부터 발하게 된 레이저광이 전반사 미러에 의해 다이크로익 미러를 향해 그 방향을 바꾸어 다이크로익 미러를 이면으로부터 투과하며, 전반사미러에 의해 마스크를 향해 다시 그 방향을 바꾸게 된다.

그리고 상기 가이드 레이저 발진기로부터 발하게 된 가이드 레이저광이 가공용 레이저광과 동일한 광축 상을 진행하도록 다이크로익 미러에 의해 그 방향을 변환하고 마스크를 경유하여 레이저에 의한 천공을 수행하게 된다.

이러한 연성의 전자기기용 박판 기판은, 초기 상태가 롤(roll) 타입인 경우, 권취되어 있다가 롤에서 풀려져 나오면서 레이저 장비에 의하여 홀이 천공되고 이후 적절한 크기로 절단되는 과정이 수행된다.

반면, 박판 기판이 초기 상태부터 일정한 가로 세로 사이즈를 가지는 시트(sheet) 타입인 경우에는, 레이저 장비 상측으로 시트를 위치시켜 고정시킨 후 고정된 시트 상으로 레이저를 조사하여 홀을 천공하게 된다.

그런데, 종래에는 이러한 롤(roll) 타입의 기판과 시트(sheet) 타입 기판을 각각 별도의 전용 장비를 이용하여 홀 천공 작업을 실시하였으므로, 장비 상호간 호환성이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 이러한 연성의 전자기기용 시트에 홀을 천공하는 장비의 선행기술로서는 대한민국 특허공개 제 10-2005-47092 호의 레이저 가공 장치, 가공 방법 및 상기 가공 방법을 이용한 회로 기판의 제조 방법이 공지되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 롤 타입 기판과 시트 타입의 기판을 단일한 장치를 이용하여 홀 천공을 실시할 수 있는 기판 가공장치를 제공하는데 본 발명의 기술적 과제가 있다.

상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 롤 및 시트 타입 기판 가공장치는, 권취된 롤 타입의 박판 기판을 풀어서 공급하는 공급기와, 상기 공급기로부터 공급된 롤 타입의 박판 기판에 레이저장비에 의하여 홀을 천공하는 가공기와, 상기 가공기로부터 배출되는 박판 기판을 되감아 권취시키는 회수기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 롤 및 시트 타입 기판 가공장치는, 종래 기판 타입에 따라서 별도의 전용 장비를 사용하여 각각 천공 작업을 실시하는 점을 개선한 것으로서, 단일한 장치를 이용하여 롤(roll) 타입의 기판과 시트(sheet) 타입 기판을 모두 가공할 수 있게 되어 별도의 전용장비를 모두 구비하지 않아도 되므로 설비비를 낮추어 전체적인 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 수득하게 되었다.

도 1 은 본 발명의 기판 가공장치의 전체 구성도.
도 2 는 본 발명의 기판 가공장치의 전면 사시도.
도 3 은 본 발명의 기판 가공장치의 가공기 상세도.
도 4 는 본 발명의 기판 가공장치의 가공기의 파지부 상세도.
도 5a 내지 도 5d 는 본 발명의 기판 가공장치의 공급기 상세도.
도 6a 내지 도 6c 는 본 발명의 기판 가공장치의 회수기 상세도.

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 롤 및 시트 타입 기판 가공장치의 구성 및 작동을 상세하게 설명하기로 한다.

단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명의 기판 가공장치의 전체 구성도이다.

각 도면을 참조하면, 가공 전 기판이 롤 타입인 경우에는 공급기(100)에 권취된 롤로부터 풀려져 나와 가공기(200)로 투입되고, 가공기(200)에서 레이저장비(250)에 의하여 기판 상에 홀이 천공되며, 천공된 기판은 가공기(200)로부터 배출되어 회수기(300)로 투입되어 되감기롤러에 다시 되감겨 회수되는 방식으로 롤 타입의 박판 기판에 천공이 실시된다.

반면, 가공 전 기판이 시트 타입인 경우에는 가공기(200)의 제 1 거치대(230)상에 거치된 상태에서 제 1 파지부(270)에 의하여 시트가 흡착 파지되어 가공기(200)의 레이저장비(250)의 상부에 설치된 레이저조사대에 안착되어 레이저장비(250) 에 의하여 홀이 천공된 후, 가공기(200)의 제 2 파지부(280)에 의하여 시트가 흡착 파지되어 제 2 거치대(240) 상으로 거치되어 적층되는 방식으로 시트 타입의 박판 기판에 천공을 실시하게 된다.

그러므로 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 롤 및 시트 타입 기판 가공장치(1)는, 단일 장치를 이용하되 롤 타입의 기판 및 시트(sheet) 타입의 기판 모두를 가공할 수 있는 멀티 가공장치인 것이다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 기판 가공장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명의 기판 가공장치의 전면 사시도, 도 3 은 본 발명의 기판 가공장치의 가공기 상세도이다.

도 1 내지 도 3 을 참조하면, 본 발명의 가공장치는 권취된 롤 타입의 박판 기판을 풀어서 공급하는 공급기(100)와, 공급기(100)로부터 공급된 롤 타입의 박판 기판에 레이저를 이용하여 홀을 천공하는 가공기(200)와, 상기 가공기(200)로부터 배출되는 박판 기판을 되감아 권취시키는 회수기(300)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 가공기(200)는 시트 타입의 박판에 홀을 천공하기 위하여, 프레임(201)의 일측 및 타측에 각각 설치되되 천공전의 시트 타입의 박판 기판을 거치하는 제 1 거치대(230)와, 천공후의 시트 타입의 박판 기판을 거치하는 제 2 거치대(240)와, 상기 제 1 거치대(230)의 상측으로 설치된 제 1 하우징(210)과, 상기 제 2 거치대(240)의 상측으로 설치된 제 2 하우징(210)과, 상기 제 1 하우징(210)에 설치되어 상기 제 1 거치대(230)에 거치된 시트 타입의 박판 기판을 파지하여 레이저장비(250)의 레이저조사대 상으로 이동시켜 안착시키는 제 1 파지부(270)와, 상기 제 2 하우징(220)에 설치되어 레이저장비(250)에 의하여 홀의 천공이 완료된 상태의 박판 기판을 파지하여 제 2 거치대(240)로 이동시켜 거치시키는 제 2 파지부(280)를 포함하여 구성된다.

상기 제 1 거치대(230) 및 제 2 거치대(240) 상에는 시트의 수평 유지를 위하여 평평한 형상의 정반(231,241)이 각각 취부된다.

상기 가공기(200)의 제 1 거치대(230)와 제 2 거치대(240) 사이에 레이저장비(250)가 설치되되, 레이저장비(250)의 레이저조사대(미도시)의 상측으로 투입구(261)가 형성된 덮개부(260)가 탈착가능하게 설치된다.

이때, 상기 투입구(261)는 가공기(200) 미사용시 이물질로부터 레이저장비(250)를 보호하기 위하여 가림판(263)에 의하여 차폐되며, 도 3 은 투입구(261)가 가림판(263)에 의하여 폐쇄된 상태를 보여주고 있다.

상기 덮개부(260)는 권취된 롤 타입의 박판 기판을 가공할 경우에 설치되어 사용되는 것으로서, 덮개부(260) 설치시 공급기(100)로부터 공급되는 박판 기판이 가림판(262)이 제거된 덮개부(260)의 투입구(261)로 진입되어 레이저장비(250)의 레이저조사대 상으로 이동되어 레이저장비(250)에 의한 홀의 천공이 수행된다.

반면, 시트 타입의 박판 기판을 가공할 경우에는 덮개부(260)를 제거하여 레이저장비(250)의 레이저조사대가 제 1 거치대(230)와 제 2 거치대(240) 사이에 노출되도록 함으로서 레이저장비(250)의 레이저조사대 상에서 홀의 천공이 수행된다.

한편, 상기 공급기(100)는 프레임(101)의 상부 일측으로 공급기하우징(110)이 설치되어 있으며, 프레임(101)의 상부 타측으로 평판 형상의 지지판(102)이 부설되어 있으며, 상기 회수기(300)도 프레임(301)의 상부 일측으로 회수기하우징(310)이 설치되어 있으며, 프레임(301)의 상부 타측으로 평판 형상의 지지판(302)이 부설되어 있다.

그리고 상기 가공기(200)의 프레임(201)의 일측에는 가공기의 작동 제어의 조작이 입력되는 제어반(202)이 설치된다.

도 4 는 본 발명의 기판 가공장치의 가공기의 파지부의 상세도이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 가공기(200)는 2 개의 파지부(270,280)를 가지고 있다.

즉, 상기 제 1 파지부(270)는 제 1 하우징(210)에 설치되되 제 1 하우징(210)의 내부에 고정되어 하방으로 연장되어 상방 또는 하방으로 승강되는 암(271)과, 상기 암(271)의 하부 말단에 결합된 플레이트(272)와, 상기 플레이트(272)와 수직 방향으로 부착된 한 쌍의 바(273,274)와, 상기 바(273,274)의 하부면에 설치되어 음압을 제공하는 흡착판(275)으로 이루어져 있으며, 제 1 거치대(230) 상에 거치된 천공 작업 전 시트 타입의 박판 기판을 음압이 작용되는 흡착판(275)에 의하여 파지하여 레이저장비(250)의 레이저조사대 상에 안착시키는 기능을 수행한다.

또한, 제 2 파지부(280)는 상기 제 1 파지부(270)와 동일한 구조로 이루어진 것으로서, 제 2 하우징(220)에 설치되되 제 2 하우징(220)의 내부에 고정되어 하방으로 연장되어 상방 또는 하방으로 승강되는 암(281)과, 상기 암(281)의 하부 말단에 결합된 플레이트(282)와, 상기 플레이트(282)에 수직 방향으로 부착된 한 쌍의 바(283,284)와, 상기 바(283,284)의 하부면에 설치되어 음압을 제공되는 흡착판(285)으로 이루어져 있으며, 상기 레이저장비(250)의 레이저조사대에 안착되어 홀의 천공이 종료된 상태의 박판 기판을 음압이 작용하는 흡착판(285)에 의하여 파지하여 제 2 거치대(240) 상으로 이동시켜 거치시키는 기능을 수행한다.

도 5a 내지 도 5d 는 본 발명의 기판 가공장치의 공급기 상세도이다.

도 5a 를 참조하면, 본 발명의 공급기(100)는 롤(roll) 상태로 권취된 박판 기판(B)을 상술한 가공기(200)로 공급하는 것으로서, 이를 위하여 하우징(110)과 지지판(102) 사이에 롤러들이 회전가능하게 설치되어 있다.

상세하게는, 상기 롤(roll) 상태의 박판 기판을 권취시킨 권취롤러(120)가 하우징(110) 하부에 설치되고, 상기 권취롤러(120)의 회전에 따라서 박판 기판이 풀려져 나가게 된다.

그리고 상기 하우징(110)과 지지판(102) 사이에 회전가능하게 설치된 이송롤러(130)와, 상기 이송롤러(130)의 후단으로 상기 하우징(110)과 지지판(102) 사이에 회전가능하게 각각 설치된 제 1 투입롤러(150)와 제 2 투입롤러(160)가 설치된다.

이때, 도 5b 에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 투입롤러(150)와 제 2 투입롤러(160) 사이에 설치되되 이들 롤러(150,160)들의 위치보다 더 낮은 높이에 설치된 중간롤러(170)를 구비하며, 상기 중간롤러(170)는 도 5c 에 도시된 바와 같이, 중간롤러(170)의 몸체 일측에 연결된 홀더(171)가 프레임(101)에 종방향으로 부착된 축대(103)를 따라서 상방 또는 하방으로 이동가능하게 설치된다.

따라서 상기 중간롤러(170)는 상방 또는 하방으로 이동되면서 가공기(200)의 투입구(261)로 투입 전에 박판 기판(B)을 보다 팽팽하게 유지시켜 텐션(tention)을 부여하여 줄 수 있게 된다.

도 5d 는 제 2 투입롤러(160)를 통과하는 박판 기판(B)이 가림판(262)이 제거된 상태의 투입구(261)를 통하여 레이저장비(250)로 투입되는 상태를 나타내고 있다.

한편, 상기 공급기(100)의 이송롤러(130)와 제 1 투입롤러(150) 사이에는 이송 중에 박판 기판(B)이 상방으로 들뜨는 것을 방지하기 위하여 평반(140)이 설치되고, 평판(140) 상에는 일정한 높이의 가이드(141)가 부설된다.

도 6a 내지 도 6c 는 본 발명의 기판 가공장치의 회수기 상세도이다.

도 6a 를 참조하면, 본 발명의 회수기(300)는 상술한 가공기(200)에서 홀을 천공한 박판 기판을 다시 되감아 회수하여 권취상태의 롤(roll) 상태로 처리하는 부분으로서, 이를 위하여 하우징(310)과 지지판(302) 사이에 롤러들이 회전가능하게 설치되어 있다.

상세하게는, 상기 하우징(310)과 지지판(302) 사이에 회전가능하게 설치된 이송롤러(320)와, 상기 이송롤러(320)의 후단으로 상기 하우징(310)과 지지판(302) 사이에 회전가능하게 각각 설치된 제 1 회수롤러(340)와 제 2 회수롤러(360)가 각각 설치된다.

이때, 상기 이송롤러(320)와 제 1 회수롤러(340) 사이에 설치되되 이들 롤러(320,340)들의 위치보다 더 낮은 높이에 설치된 중간롤러(330)를 구비하며, 상기 중간롤러(330)는 도 5c 에 도시된 중간롤러(170)와 마찬가지로, 중간롤러(330)의 몸체 일측에 연결된 홀더(331)가 프레임(301)에 종방향으로 부착된 축대(303)를 따라서 상방 또는 하방으로 이동가능하게 설치된다.

따라서 상기의 중간롤러(330)는 상방 또는 하방으로 이동되면서 제 2 회수롤러(360)로 이송 전에 박판 기판(B)을 보다 팽팽하게 유지시켜 텐션(tention)을 부여하여 줄 수 있게 된다.

그리고 상기 제 2 회수롤러(360)에 의하여 배출되는 박판 기판을 되감기 위하여 하우징(310)의 하부에 되감기롤러(370)가 설치된다. 상기 되감기롤러(370)는 상기 공급기(100)의 권취롤러(120)의 회전에 동조되도록 회전되어 박판 기판을 일정한 속도로 되감아 권취시킨다.

한편, 상기 제 1 회수롤러(340)와 제 2 회수롤러(360) 사이에는 이송 시 박판 기판(B)이 상방으로 들뜨는 것을 방지하기 위하여 평반(350)이 설치되고, 평판(350) 상에는 일정한 높이의 가이드(351)가 부설된다.

도 6b 는 가공기(200)의 레이저장비(250)에 의하여 홀(h)의 천공 가공이 완료된 상태의 박판 기판이 배출구(262)로부터 배출되어 이송롤러(320)로 이송되는 상태를 나타내고 있다.

그리고 이송롤러(320)를 통과한 박판 기판은 도 6c 에 도시된 바와 같이 홀(h)을 천공한 상태에서 제 2 회수롤러(360)를 통하여 하부의 되감기롤러(370)로 투입되게 된다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 기판 가공장치의 작동을 설명하기로 하며, 전술한 도 1 내지 도 6c 의 각 도면을 참조한다.

1) 박판 기판이 롤(roll) 타입인 경우

전술한 바와 같이, 가공 전 박판 기판이 롤(roll) 타입인 경우에는 박판 기판의 롤을 공급기(100)의 권취롤러(120)에 권취시킨 상태에서 공급기(100)를 작동시키면 권취롤러(120)가 일정한 방향으로 회전되고, 이에 의하여 롤 상태의 박판 기판이 풀려져 나오게 된다.

그러면, 풀려져 나오는 박판 기판(B)이 이송롤러(130)와 평반(140)을 거쳐서 제 1 투입롤러(150)까지 이송되며, 제 1 투입롤러(150)로 인해 하방으로 안내된 박판 기판은 중간롤러(170)에 상하방 이동에 의하여 팽팽하게 텐션이 유지된 상태로 조성되어 제 2 투입롤러(160)를 통과하여 가공기(200)의 투입구(261)로 투입된다.

이때, 상기 가공기(200)의 덮개부(260)가 제 1 거치대(230) 및 제 2 거치대(240) 사이에 거치되고 가림판(263)은 제거되어 투입구(261)가 개방된 상태이다.

이후, 상기 투입구(261)로 투입된 박판 기판(B)은 가공기(200)에 내장된 레이저장비(250)의 레이저조사대(미도시)에 정지하는 동안 레이저가 조사되어 소정의 홀(h)이 천공되게 된다.

그리고 상기와 같이 홀의 천공이 이루어지면 가공기(200)의 배면에 형성된 배출구(262)를 통하여 회수기(300)로 진입하게 된다.

그러면, 상기 회수기(300)의 이송롤러(320)에 의하여 하방으로 안내되면서 중간롤러(330)에 의하여 텐션이 적절하게 유지된 상태로 제 1 회수롤러(340)와 정반(350)을 거쳐서 제 2 회수롤러(360)에 이르게 되고, 제 2 회수롤러(360)에 의하여 하방으로 안내된 박판 기판은 되감기롤러(370)에 의하여 되감아지면서 권취되게 된다.

2) 박판 기판이 시트 타입인 경우

전술한 바와 같이, 가공 전 기판이 시트 타입인 경우에는 가공기(200)의 제 1 거치대(230)상에 거치된 상태에서 제 1 파지부(270)에 의하여 시트가 흡착 파지되어 가공기(200)의 레이저장비(250)의 상부에 설치된 레이저조사대에 안착되어 레이저장비(250) 에 의하여 홀이 천공된 후, 가공기(200)의 제 2 파지부(280)에 의하여 시트가 흡착 파지되어 제 2 거치대(240) 상으로 거치되어 적층되는 방식으로 시트 타입의 박판 기판에 천공을 실시하게 된다.

즉, 상기 제 1 파지부(270)의 암(271)이 하방으로 이동되어 제 1 거치대(230)상에 거치된 시트 타입의 박판 기판에 암(271) 하측의 바(273,274)에 부설된 흡착판(275)들이 접촉되며, 음압이 작용하는 흡착판(275)에 의하여 박판 기판의 1 개의 시트가 흡착판(275)에 의하여 파지되어 암(271)의 상방 이동과 제 1 파지부(270) 자체의 이동을 통하여 상기 박판 기판의 시트는 레이저장비(250)의 레이저조사대 상에 안착되게 된다. 이때, 제 1 거치대(230)와 제 2 거치대(240) 사이에 거치되어 있던 덮개부(260)는 제거된 상태이다.

그러면, 상기 레이저장비(250)가 작동되면서 조사대 상에 거치된 시트 상에 홀을 천공하게 된다.

그리고 제 2 파지부(280)가 상기 레이저장비(250)의 조사대 상으로 이동하여 암(281)을 하방으로 이동시켜 암(281)의 하측에 부설된 한 쌍의 바(283,284)의 흡착판(285)을 시트의 표면상에 접촉시키게 되면, 음압이 작용하는 흡착판(285)에 의하여 박판 기판을 파지하여 들어 올려 홀의 천공이 종료된 상태의 박판 기판을 제 2 거치대(240) 상으로 이동시켜 거치시키게 된다.

이후, 상기 제 2 거치대(240)상에 거치된 박판 기판들은 작업이 진행되면서 계속적으로 적층되다가 일정한 개수가 달성되면 홀 천공 작업이 수행된 박판 기판은 출고를 위하여 가공기(200) 외부로 반출된다.

그러므로 상술한 바와 같은 작동을 수행하는 본 발명의 롤 및 시트 타입 기판 가공장치는, 단일 장치를 이용하여 롤 타입의 기판 및 시트(sheet) 타입의 기판 모두를 가공할 수 있는 멀티 가공장치의 기능을 수행할 수 있게 된 것이다.

한편, 제 1 및 제 2 파지부(270,280)는 기판의 이송 과정에서 기판과의 접촉이 수시로 일어나고, 또한 기판의 종류에 따라 기판 처리를 위한 약액에 노출될 수 있으며, 세척 등의 과정에서 침습의 여지가 있는 바, 적절한 보호수단이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명은 제 1 및 제 2 파지부(270,280)에 대한 보호수단으로, 각 파지부(270,280)의 암(271,281), 플레이트(272,282), 바(273,274,283,284), 흡착판(275,285) 중 일 이상의 외면에 보호제의 도포 및 경화에 의하여 구비되는 보호막이 구비될 수 있음을 특징으로 한다.

이러한 보호막은 그 구비가 간편하게 이루어져야 하고, 부착성이 우수하여야 하며, 나아가 향상된 방부성, 내화성, 방청성을 구비해야만 하고, 더하여 신속한 경화로 인한 향상된 제조성, 발수 처리를 통한 향상된 방수성을 구비할 필요성이 있다.

상기 효과를 제공하는 본 발명의 보호막을 위한 보호제 조성물은 페녹시에틸아크릴레이트 100중량부, 폴리에스테르아크릴레이트 150 ~ 250중량부, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 30 ~ 40중량부, 폴리비닐아세테이트 50 ~ 100중량부, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온 1 ~ 5중량부, 실리카 에어로겔 25 ~ 35중량부, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 10 ~ 25중량부, 소디움실리케이트 30 ~ 50중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 10 ~ 70중량부, 에틸실리코네이트 30 ~ 60중량부, 에틸렌디아민테트라아세테이트 1 ~ 5중량부, 테트라에톡시실란 0.5 ~ 2.5중량부를 포함한다.

각 구성 별로, 먼저 (Phenoxyethylacrylate)페녹시에틸아크릴레이트는 아크릴레이트계 모노머로서 사용되며, 적당한 흐름성 확보와 우수한 내열 특성을 갖기 때문에 다양한 아크릴레이트계 모노머 중에서 본 조성물에 가장 적합한 것으로 확인되었다. 후술하는 각 조성물들의 사용량은 이 페녹시에틸아크릴레이트 100중량부를 기준으로 서술하기로 한다.

다음으로, (Polyesteracrylate)폴리에스테르아크릴레이트는 아크릴레이트계 올리고머로서 사용되며, 적정 접착성, 강도 및 내구성을 갖기 때문에 다양한 아크릴레이트계 올리고머 중에서 본 조성물에 가장 적합한 것으로 확인되었다. 이러한 폴리에스테르아크릴레이트는 150 ~ 250중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 상기 수치 범위를 벗어나 사용하는 경우 보호막의 접착, 강도 및 내구성이 현저하게 저하되는 것이 확인되었다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 200중량부로 확인되었다.

다음으로, (2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphineoxide)2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드는 개시제로서 사용되며, 다양한 개시제 중에서 상기한 페녹시에틸아크릴레이트와 폴리에스테르아크릴레이트와 함께 사용할 때 가장 우수한 물성을 확보할 수 있는 것으로 확인되었다. 이러한 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드는 30 ~ 40중량부가 사용되는 것이 바람직하며, 30중량부 미만으로 사용되는 경우 충분한 라디칼의 형성이 어렵고, 40중량부를 초과하여 사용되는 경우 물성이 현저하게 저하되며, 상기 조성 범위를 벗어나 사용하는 경우 특히 경화시간 및 흐름성에서 눈에 띄는 물성 저하가 관찰되었다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 35중량부로 확인되었다.

다음으로, (Polyvinylacetate)폴리비닐아세테이트는 보호제의 고착력을 향상시키는 고착제로서 사용되며, 그 사용량은 50 ~ 100중량부인 것이 바람직하다. 가령 50중량부 미만으로 사용되는 경우 도막의 유연성 하락으로 보호제가 잘 고착되지 못하는 문제가 있고, 100중량부를 초과하여 사용되는 경우 보호제의 건조성이 하락하는 문제가 있다. 반복 실험 결과 최적의 사용량은 70중량부인 것으로 확인되었다.

다음으로, (2-Methyl-4-Isothiazoline-3-one)2-메틸-4-이소티아졸린-3-온은 방부제로서 사용되며, 그 사용량은 1 ~ 5중량부인 것이 바람직하다. 상기 조성 범위를 벗어나 사용되는 경우 뚜렷한 문제점이 나타난 것은 아니나, 반복 실험 결과 상기 조성 범위에서 가장 현저한 효과를 나타내었다.

다음으로, (Silica Aerogel)실리카 에어로겔은 확산된 기공을 바탕으로 내화 및 단열성을 증진시키는 역할을 하는 조성물로, 내화제 및 단열제로서 사용된다. 이러한 실리카 에어로겔은 80 ∼ 99.87%의 기공율과 1 ∼ 50nm의 기공 크기를 갖는 비표면적이 매우 큰 물질로, 투명 극저밀도 소재로, 높은 투광성과 낮은 열전도도를 특성으로 하기 때문에 투명 단열재로의 높은 잠재력을 가지고 있다. 이러한 실리카 에어로겔은 수분을 흡수하면 겔 구조 특성 및 물성이 저하되기 때문에 표면이 소수화 처리되는 것이 바람직하고, 그 사용량은 25 ~ 35중량부인 것이 바람직하다. 상기 조성 범위를 벗어나 사용되는 경우 최적의 물성을 확보할 수 없다는 문제가 있으며, 특히 35중량부를 초과하여 사용하는 경우 경제성 저하의 문제를 야기하게 된다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 30중량부인 것으로 확인되었다.

다음으로, (3-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane)3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란은 각 조성물 특히 고분자 조성물들의 계면 접착성을 높여 물성을 향상시키기 위한 커플링제로 사용되며, 그 사용량은 10 ~ 25중량부인 것이 바람직하다. 상기 조성비를 벗어나 사용되는 경우 조성물 간의 결합력이 효과적으로 발현되지 않는다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 20중량부로 확인되었다.

다음으로, (Sodiumsilicate)소디움실리케이트는 방청제로서 첨가되며, 다양한 방청제 조성물 중 비교적 경제성이 우수하다는 장점이 있다. 이러한 소디움실리케이트의 바람직한 사용량은 30 ~ 50중량부인데, 가령 30중량부 미만으로 사용되는 경우 방청 능력의 보장이 어렵고, 50중량부를 초과하여 사용되는 경우 경제성이 저하되는 문제가 있다. 경제성과 방청 능력 모두를 고려한 최적의 사용량은 40중량부이다.

다음으로, (Hydroxyethylacrylate)하이드록시에틸아크릴레이트는 부착증진제로서 첨가되며, 하이드록시에틸아크릴레이트는 특히 경화성이 뛰어나다는 장점이 있어 채용되었다. 바람직한 사용량은 10 ~ 70중량부인데, 가령 10중량부 미만으로 사용되는 경우 부착 증진 효과가 제대로 발현되지 않으며, 70중량부를 초과하여 사용되는 경우 휘발도가 높아져 독성이 강해지게 되는 문제점이 있다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 40중량부인 것으로 확인되었다.

다음으로, (Ethylsiliconate)에틸실리코네이트는 보호막의 내식성, 내충격성, 내자상성(자상/스크래치에 견디는 정도) 및 표면 경도를 상승시키기 위한 강도강화제로서 첨가되며, 평균 입자 크기는 10 ~ 20 nm인 것이 바람직하고, 그 바람직한 사용량은 30 ~ 60중량부이다. 가령 30중량부 미만으로 사용되는 경우 충분한 강도를 얻을 수 없고, 60중량부를 초과하여 사용하는 경우 과도한 강성에 의해 시공 후 크랙 발생 가능성이 높아진다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 40중량부인 것으로 확인되었다.

다음으로, (Ehtylenediaminetetracetate)에틸렌디아민테트라아세테이트는 흡착강화제로서 사용되며, 보호막의 초기 시공 시의 흡착력을 강화하여 결과적으로 부착력을 향상시킨다. 에틸렌디아민테트라아세테이트의 바람직한 사용량은 1 ~ 5중량부이며, 상기 조성 범위를 벗어나 사용되는 경우 흡착 강화 효과가 적절하게 발현되지 않는다.

다음으로, (Tetraethoxysilane)테트라에톡시실란은 가수분해 축합되어 보호막의 방수성 및 발수성을 부여하고 방부성을 향상시키기 위해 첨가되며, 0.5 내지 2.5중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 0.5중량부 미만으로 사용되는 경우 방수성, 발수성 및 방부성 향상 효과가 미미하며, 2.5중량부를 초과하여 사용되는 경우 시공성이 저하되는 문제가 있다. 반복 실험 결과, 가장 바람직한 사용량은 2중량부로 확인되었다.

상기 구성 및 조성 범위의 한정을 갖는 본 발명의 보호막은 건조 온도 한정이 별도로 필요 없고, 흐름성이 없이 경화가 빠르게 이루어지기 때문에 보호막의 구비가 간편하게 이루어지고, 나아가 우수한 부착성은 물론, 향상된 방부성, 내화성, 방청성을 구비하고, 더하여 방수성이 탁월하다는 장점을 갖는다.

[실시예]

이하 본 발명에 따른 보호제 조성물과 이에 의하여 형성된 보호막의 효과를 실험하기 위하여, 실시예1 내지 3 각각의 조성비로 혼합된 보호제(500g)를 시험용 블록에 각각 도포한 후, UV 경화를 거쳐 경화하여 시험용 블록 외면에 보호막을 형성한 후, 각각의 시험용 블록을 이용하여 이하 실험예1 내지 4에 따라 실험을 실시하였다.(아래 성분표 참조)

[성분표]

[실험예1]

실시예1 내지 3 각각의 시험용 블록의 UV 경화 시간을 측정한 결과, 실시예1은 약 1분, 실시예2는 약 1분 30초, 실시예3은 2분으로 측정되었다. 따라서 실시예1 내지 3 모두 전체적인 경화 시간은 짧은 편에 속하며, 특히 세 실시예 모두 흐름성 없이 신속한 경화가 진행되는 것을 확인할 수 있었다.

[실험예2]

실시예1 내지 3 각각의 시험용 블록에 크로스-컷(cross-cut) 시행 결과, 실시예 1 내지 3 모두 오차 범위 1% 내에서 전혀 박리가 일어나지 않았다.(박리율 1% 미만)

이 후, 실시예 1 내지 3 각각의 시험용 블록 외면에 불규칙한 돌출부위를 갖는 스크래처를 통해 긁는 실험을 수행한 결과, 실시예1은 보호막 대부분이 파손되었고, 실시예2 및 3에서는 오차 범위 5% 내에서 보호막의 파손이 전혀 일어나지 않았다.(파손율 5% 미만)

따라서 실시예1에 비하여 실시예2 및 3이 보호막의 부착력과 강도가 우수한 것을 확인할 수 있었다.

[실험예3]

실시예1 내지 3 각각의 시험용 블록 외면에 토치를 통해 10분간 화염을 직접 분사하는 실험을 수행한 결과, 실시예1 및 2에서는 일부 연소 및 용융이 발생하였으나, 실시예3에서는 약간의 그을음이 발생할 뿐 보호막이 전혀 연소되지 않았다.

따라서 실시예1 및 2에 비하여 실시예3이 내화성 및 단열성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

[실험예4]

실시예1 내지 3 각각의 시험용 블록 외면에 6시간 동안 물을 분사한 후, 보호막을 제거하고 시험용 블록의 내부 침습도를 검사한 결과 실시예1 및 2에서는 소량의 습기가 검출되었고, 실시예3에서는 습기가 전혀 검출되지 않았다.

따라서 실시예1 및 2에 비하여 실시예3이 방수성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

1: 본 발명 가공장치
100: 공급기 101: 프레임
102: 지지판 103: 축대
110: 공급기하우징
120: 권취롤러
130: 이송롤러
140: 평반 141: 가이드
150: 제 1 투입롤러
160: 제 2 투입롤러
170: 중간롤러 171: 홀더
200: 가공기 201: 프레임
202: 제어반
210: 가공기 제 1 하우징
220: 가공기 제 2 하우징
230: 제 1 거치대 231: 정반
232: 난간
240: 제 2 거치대 241: 정반
250: 레이저 장비
260: 덮게부 261: 투입구
262: 배출구
270: 제 1 파지부 271: 암
272: 플레이트 273,274: 바
275: 흡착판
280: 제 2 파지부 281: 암
282: 플레이트 283,284: 바
285: 흡착판
300: 회수기 301: 프레임
302: 지지판 303: 축대
310: 회수기 하우징
320: 이송롤러
330: 중간롤러 331: 홀더
340: 제 1 회수롤러
350: 평반 351: 가이드
360: 제 2 회수롤러
370: 되감기롤러

Claims (4)

1. 연성의 박판 기판에 홀을 천공하는 가공장치에 있어서,
   권취된 롤 타입의 박판 기판을 풀어서 공급하는 공급기(100);
   상기 공급기(100)로부터 공급된 롤 타입의 박판 기판에 레이저장비(250)에 의하여 홀을 천공하는 가공기(200); 및
   상기 가공기(200)로부터 배출되는 박판 기판을 되감아 권취시키는 회수기(300);
   를 포함하고,
   상기 가공기(200)는,
   프레임(201)의 일측에 설치되어 천공전의 시트 타입의 박판 기판을 거치하는 제 1 거치대(230)와, 프레임(201)의 타측에 설치되어 천공후의 시트 타입의 박판 기판을 거치하는 제 2 거치대(240)와,
   상기 제 1 거치대(230)의 상측으로 설치된 제 1 하우징(210)과, 상기 제 2 거치대(240)의 상측으로 설치된 제 2 하우징(210)과,
   상기 제 1 하우징(210)에 설치되어 상기 제 1 거치대(230)에 거치된 시트 타입의 박판 기판을 파지하여 레이저장비(250)의 레이저조사대 상으로 이동시켜 안착시키는 제 1 파지부(270)와,
   상기 제 2 하우징(220)에 설치되어 레이저장비(250)에 의하여 홀의 천공이 완료된 상태의 박판 기판을 파지하여 제 2 거치대(240)로 이동시켜 거치시키는 제 2 파지부(280)를 포함하여 구성되고,
   상기 제 1 거치대(230)와 제 2 거치대(240) 사이에 레이저장비(250)가 설치되되, 레이저장비(250)의 상측으로 투입구(261)가 형성된 덮개부(260)가 탈착가능하게 설치되고,
   상기 제 1 파지부(270)는 상기 제 1 하우징(210)에 설치되되 제 1 하우징(210)의 내부에 고정되어 하방으로 연장되어 상방 또는 하방으로 승강되는 암(271)과, 상기 암(271)의 하부 말단에 결합된 플레이트(272)와, 상기 플레이트(272)와 수직 방향으로 부착된 한 쌍의 바(273,274)와, 상기 바(273,274)의 하부면에 설치되어 음압을 제공하는 흡착판(275)을 포함하고,
   상기 제 1 파지부(270)의 암(271), 플레이트(272), 바(273,274), 흡착판(275) 중 일 이상의 외면에 보호제의 도포 및 경화에 의하여 구비되는 보호막이 구비되되,
   상기 보호제는, 페녹시에틸아크릴레이트 100중량부, 폴리에스테르아크릴레이트 150 ~ 250중량부, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 30 ~ 40중량부, 폴리비닐아세테이트 50 ~ 100중량부, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온 1 ~ 5중량부, 실리카 에어로겔 25 ~ 35중량부, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 10 ~ 25중량부, 소디움실리케이트 30 ~ 50중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 10 ~ 70중량부, 에틸실리코네이트 30 ~ 60중량부, 에틸렌디아민테트라아세테이트 1 ~ 5중량부 및 테트라에톡시실란 0.5 ~ 2.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 공급기(100)는,
   롤 상태의 박판 기판을 권취시킨 권취롤러(120)가 하우징(110) 하부에 설치되고,
   공급기하우징(110)과 지지판(102) 사이에 회전가능하게 이송롤러(130)가 설치되고, 상기 이송롤러(130)의 후단으로 회전가능하게 제 1 투입롤러(150)와 제 2 투입롤러(160)가 설치되고,
   상기 제 1 투입롤러(150)와 제 2 투입롤러(160) 사이에 설치되되 이들 롤러(150,160)들의 위치보다 더 낮은 높이에 설치된 중간롤러(170)를 구비하며,
   상기 중간롤러(170)는 몸체 일측에 연결된 홀더(171)가 프레임(101)에 종방향으로 부착된 축대(103)를 따라서 상방 또는 하방으로 이동가능하게 설치되고,
   상기 회수기(300)는,
   회수기하우징(310)과 지지판(302) 사이에 회전가능하게 이송롤러(320)가 설치되고, 상기 이송롤러(320)의 후단으로 상기 하우징(310)과 지지판(302) 사이에 회전가능하게 제 1 회수롤러(340)와 제 2 회수롤러(360)가 각각 설치되고,
   상기 이송롤러(320)와 제 1 회수롤러(340) 사이에 설치되되 이들 롤러(320,340)들의 위치보다 더 낮은 높이에 설치된 중간롤러(330)를 구비하며,
   상기 중간롤러(330)는 몸체 일측에 연결된 홀더(331)가 프레임(301)에 종방향으로 부착된 축대(303)를 따라서 상방 또는 하방으로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
4. 삭제

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