KR101991786B1 - 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법 - Google Patents

초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법 Download PDF

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이세헌
김동현
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 초음파 접합을 모니터링하는 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법에 관한것이다. 본 발명에 따른 초음파 접합 모니터링 방법은 초음파 접합과 관련된 초음파 접합 변수를 획득하는 단계, 상기 획득된 초음파 접합 변수를 기초로, 초음파 접합이 완료되는 시점에 진동자에 유입되는 전압인 기준 전압을 산출하는 단계 및 상기 산출된 기준 전압과, 상기 초음파 접합 중에 상기 진동자에 유입되는 유입 전압을 비교하여 초음파 접합의 접합 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING OF ULTRASONIC WELDING}
본 발명의 기술적 사상은 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 초음파 접합 시의 접합 상태를 예측하고 판단하기 위한 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
초음파 에너지는 의학, 공업계측, 부품소재 가공 등 다양한 분야에서 초음파 진단, 초음파 탐상, 초음파 가공 및 초음파 용착과 같은 기술로 광범위하게 응용되고 있다.
특히, 미세 피치 저온 접합 기술 중 하나인 초음파 금속 용착(Ultrasonic Metal Welding)은 신소재나 이종 금속 간의 접합, 전해 콘덴서(Electrolytic Condenser)의 극판 접합, 솔더링(Soldering)을 대체하는 전자제품 및 반도체 생산 등에 실용화되어 널리 사용되고 있다.
이러한 초음파 금속 용착은 초음파 접합이라고도 하며, 낮은 전기 저항과 우수한 기계적 결합력이라는 장점뿐만 아니라 열 변형이 작아 열 손상을 최소화할 수 있는 특징이 있다.
이에 따라 최근에는, 초음파 접합 기술이 반도체 칩(Chip)의 패키징(Packaging) 기술, 자동차나 우주항공 산업의 경금속 바디(Light Metals Body) 접합, 선박 건조, 이차 전지의 생산 공정 등과 같이 다양한 분야에서 활용되고 있다.
특히, 이차 전지 제조 시, 얇은 박판이나 전기 전도성이 높은 알루미늄과 구리 재질의 금속 접합 시에 초음파 접합이 사용되고 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는, 초음파 접합의 접합 상태를 추정하는데 목적이 있다.
본 발명은 초음파 접합 시에 진동자에 유입되는 전압 신호를 기초로, 초음파 접합의 완료 시점을 판단하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 초음파 접합과 관련된 변수에 따라, 최적의 초음파 접합 조건과 접합 시간을 예측하고 제어하는데 목적이 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 초음파 접합 모니터링 방법에 있어서, 초음파 접합과 관련된 초음파 접합 변수를 획득하는 단계; 상기 획득된 초음파 접합 변수를 기초로, 초음파 접합이 완료되는 시점에 진동자에 유입되는 전압인 기준 전압을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 기준 전압과, 상기 초음파 접합 중에 상기 진동자에 유입되는 유입 전압을 비교하여 초음파 접합의 접합 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 접합 상태를 판단하는 단계는 상기 진동자에 유입되는 상기 유입 전압이 상기 기준 전압에 수렴하면, 상기 초음파 접합이 완료된 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 초음파 접합 변수를 획득하는 단계는 상기 초음파 접합의 대상인 시편의 물성치, 혼의 특성 또는 엔빌의 특성 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 초고속 카메라를 이용하여, 초음파 접합에 따른 혼, 엔빌 및 상기 시편의 모재 중 적어도 하나에 대한 속도 트래킹을 수행하는 단계; 상기 초음파 접합 시에 상기 진동자에 유입되는 전압 신호를 측정하는 단계; 및 상기 수행된 속도 트래킹에 따른 상기 혼, 상기 엔빌 및 상기 모재의 거동과 상기 전압 신호 간의 상관 관계를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 기준 전압을 산출하는 단계는 상기 분석된 상관 관계 및 상기 획득된 초음파 접합 변수를 기초로, 상기 기준 전압을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 속도 트래킹을 수행하는 단계는 상기 모재에 대응하는 복수의 시편 간의 상대 속력을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 분석된 상관 관계 및 상기 획득된 초음파 접합 변수를 기초로, 상기 기준 전압을 산출하는 단계는 상기 측정된 상대 속력이 0이 될 때, 상기 진동자에 인가되는 전압을 상기 기준 전압으로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 초음파 접합을 모니터링하는 초음파 접합 모니터링 장치는 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 프로세서에 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 초음파 접합과 관련된 초음파 접합 변수를 획득하고, 상기 획득된 초음파 접합 변수를 기초로, 초음파 접합이 완료되는 시점에 진동자에 유입되는 전압인 기준 전압을 산출하고, 상기 산출된 기준 전압과 상기 초음파 접합 중에 상기 진동자에 유입되는 유입 전압을비교하여 상기 초음파 접합의 접합 상태를 판단하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 진동자에 유입되는 유입 전압이 상기 기준 전압에 수렴하면, 상기 초음파 접합이 완료된 것으로 판단하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 초음파 접합 대상인 시편의 물성치, 혼의 특성 또는 엔빌의 특성 중 적어도 하나를 상기 초음파 접합 변수로 획득하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 초고속 카메라를 더 포함하고, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 초고속 카메라를 이용하여, 초음파 접합에 따른 혼, 엔빌 및 상기 시편의 모재 중 적어도 하나에 대한 속도 트래킹을 수행하고, 상기 초음파 접합 시에 상기 진동자에 유입되는 전압 신호를 측정하고, 상기 수행된 속도 트래킹에 따른 상기 혼, 상기 엔빌 및 상기 모재의 거동과 상기 전압 신호 간의 상관관계를 분석하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 분석된 상관관계 및 상기 획득된 초음파 접합 변수를 기초로, 상기 기준 전압을 산출하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에, 상기 모재에 대응하는 복수의 시편 간의 상대 속력을 측정하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기프로세서가 실행 시에, 상기 측정된 상대 속력이 0이 될 때, 상기 진동자에 인가되는 전압을 상기 기준 전압으로 산출하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법은 초음파 접합 상태를 정확히 추정할 수 있다.
본 발명은 초음파 접합 시에 진동자에 유입되는 전압 신호를 기초로, 초음파 접합의 완료 시점을 정확히 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은 초음파 접합과 관련된 변수에 따라, 최적의 초음파 접합 조건과 접합 시간을 예측하고 제어할 수 있다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 모니터링 장치의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 모니터링 장치의 동작에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 모니터링 장치의 상관 관계 분석에 대한 흐름도이다.
도 5 내지 도 8은 각각의 초음파 접합 조건에 따라 측정되는 전압 및 관련된 데이터를 나타낸다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processor), 어플리케이션 프로세서(Application Processor), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Digital Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 장치(100)를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 초음파 접합 장치(100)는 초음파 콘트롤러(110), 컨버터(120), 부스터(130), 혼(150) 및 엔빌(170)을 포함할 수 있다.
그리고 초음파 접합 장치(100)는 초음파 접합 대상인 시편(200)을 초음파 접합할 수 있다.
본 발명의 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 장치(100)에 포함될 수도 있고, 초음파 접합 장치(100)와는 별개의 구성으로, 초음파 접합 장치(100)의 초음파 접합 과정을 모니터링할 수 있다. 또한, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 모니터링을 통해, 초음파 접합 장치(100)의 초음파 접합 동작을 제어할 수도 있다. 초음파 접합 모니터링 장치(300)에 대해서는 후술한다.
초음파 콘트롤러(110)는 입력 전압을 고주파수(high frequency)로 변환할 수 있다. 초음파 콘트롤러(110)는 파워 서플라이(power supply)라고 칭할 수도 있다.
컨버터(120)는 공급되는 전기 에너지를 기계적 진동 에너지로 변환시킬 수 있다. 예를 들면, 컨버터(120)는 초음파 콘트롤러(110)로부터 고주파수로 변환된 전기 에너지를 입력받아 기계적 진동 에너지로 변환하여 출력할 수 있다.
컨버터(120)는 압전 세라믹(125)을 포함할 수 있다.
컨버터(120)는 진동자를 포함할 수 있고, 컨버터(120)를 진동자라고 칭할 수도 있다.
후술할 내용에서는 설명에 따라 컨버터(120)를 진동자라고 설명할 수 있다.
그리고 진동자에 유입되는 전압은 진폭을 유지하기 위해 초음파 콘트롤러(110)가 조절하는 전압일 수 있다.
압전 세라믹(125)은 전기적 에너지와 기계적 에너지 간의 변환을 수행할 수 있다.
부스터(130)는 진폭을 증감시킬 수 있다. 예를 들면, 부스터(130)는 컨버터(120)가 변환한 기계적 진동 에너지의 진폭을 증감시킬 수 있다.
혼(150)은 용착 대상물에 가압력을 인가한 상태에서 기계적 횡 진동(lateral vibration)을 전달하여, 접합 대상을 용착시킬 수 있다.
엔빌(170)은 용착 대상물을 고정시키고, 혼(150)에서 가해지는 가압력에 대해 반력을 가할 수 있다. 여기서 용착 대상물은 초음파 용접 대상인 시편(200)을 의미할 수 있다.
시편(200)은 2조각 이상으로 복수의 용접 대상 금속일 수 있다.
또한, 시편(200)의 수, 겹수, 모재 종류 등은 초음파 접합에 있어서, 접합 상태에 영향을 미치는 변수일 수 있다.
시편(200)은 초음파 접합 가능한 다양한 소재일 수 있다.
일 실시예로, 시편(200)은 이차전지의 박판 금속일 수 있다. 구체적인 일 실시예로, 시편(200)은 이차전지의 박판 금속에 해당하는 알루미늄과 구리 재질의 금속일 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법은 진동자에 유입되는 전압을 이용하여 초음파 접합 상태를 판단할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 진동자에 유입되는 전압을 기준 전압과 비교하여, 초음파 접합 상태를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 접합 모니터링 장치 및 그 방법에 대해 설명하기 전에, 초음파 접합에 따른 접합 상태를 먼저 설명한다. 초음파 접합은 초음파를 이용한 금속 용착을 의미할 수 있고, 국부적으로 초음파 진동 에너지와 가압력을 동시에 가하여 단시간 내에 용착되는 고상 확산 접합(solid-state diffusion bonding)을 의미할 수 있다.
초음파 접합 공정시 접합의 상태에 따라 접합 구간은 아래와 같이 구분할 수 있다.
- 비용접 구간(unweled zone): 충분한 입열이 이뤄지지 못하여 접합부의 계면 파단이 발생하는 구간.
- 적정구간(acceptable zone): 적절한 입열이 이뤄져서 파단시 용접부 계면 파단이 아닌 용접부 버튼 파단이 발생하는 구간.
- 접착구간(sticky zone): 모재에 충분한 입열 에너지가 전달 되었지만 적절하지 못한 용접 변수 설정으로 인하여 혼의 돌기에 시편이 강하게 접착이 된다면 혼에 치명적인 손상을 줄 수 있는 구간. 이러한 구간은 적정한 접합 강도가 나올 수 있지만 시편의 변형도 매우 심하다.
- 과용접 구간(over weld zone): 필요 이상의 에너지가 유입되고 시편에 무리한 가압과 진동이 전해져 시편의 파괴가 발생하는 구간.
이러한 다양한 접합 상태에 많은 영향을 미치는 주요한 변수는 진폭(amplitude), 용접 시간(welding time), 및 가압력(clamping force) 등이 존재할 수 있다.
또한, 상술한 진폭, 용접 시간 및 가압력 외에 초음파 접합 상태에 많은 영향을 미치는 변수 조건들이 있을 수 있다. 예를 들면, 혼(horn)의 돌기 형상과 배열, 모재의 오염도에 영향을 미치는 미세 이물질 등이 초음파 접합 상태에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 초음파 접합 완료 시점을 추정하기 위해, 초음파 접합시 진동자에 유입되는 전압 신호와 혼, 엔빌 및 모재의 거동의 상관관계를 분석할 수 있다. 여기서 혼, 엔빌 및 모재의 거동의 상관관계는 초고속 카메라를 통해 측정될 수 있다.
그리고 본 발명은 분석된 상관관계를 통해서 초음파 접합이 완료된 시점에서의 진동자에 유입되는 전압의 파형과 크기를 확인할 수 있다.
본 발명은 상관관계에 기초하여 최적의 접합 시점(예를 들면, 위에서 설명한 적정 구간)에서의 진동자에 유입되는 전압의 파형 및 크기를 산출할 수 있다.
산출된 전압의 파형 및 크기를 통해, 본 발명은 초음파 접합 시, 속도 트래킹 동작 없이 모재의 거동을 간접적으로 추정하여 접합이 완료된 시점을 추정할 수 있다. 그리고 접합이 완료된 시점으로 추청되는 시점에 대해 산출된 전압은 기준 전압이라고 할 수 있다.
즉, 본 발명은 초음파 접합 과정에서 진동자에 인가되는 전압의 파형 및 크기를, 산출된 기준 전압의 파형 및 크기와 비교하여 초음파 접합이 완료된 시점을 인식할 수 있다.
이와 같은 방법을 통해서, 본 발명은 최적의 접합 조건과 접합 시간을 예측할 수 있으며, 최적의 접합 상태가 되도록 변수를 제어할 수 있다.
그리고 본 발명은 초음파 접합 변수에 따라, 초음파 접합이 완료된 시점으로 추정되는 시점에 대한 기준 전압을 산출할 수 있고, 산출된 기준 전압을 측정되는 전압과 비교하여, 초음파 접합이 완료되는 시점을 판단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 모니터링 장치의 구성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 메모리(310) 및 프로세서(330)를 포함할 수 있다.
메모리(310)는 초음파 접합 모니터링 장치(300)의 동작과 관련된 정보, 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
프로세서(330)는 적어도 하나 또는 복수로 구성되어, 초음파 접합 모니터링 장치(300)의 일부 기능 또는 전반적인 동작을 수행할 수 있다.
프로세서(330)는 메모리(310)에 저장된 인스트럭션들을 수행할 수 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 모니터링 장치(300)라고 칭할 수도 있고, 초음파 접합 장치(100)에 포함될 수도 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 장치(100)의 초음파 접합 과정을 모니터링할 수 있고, 초음파 접합 상태를 추정, 판단할 수 있다. 또한, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 장치(100)의 초음파 접합 동작을 제어할 수도 있다.
한편, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초고속 카메라(미도시)를 포함하거나, 초고속 카메라로부터, 초음파 접합 시 혼, 엔빌 및 모재 각각에 대한 속도 트래킹 정보를 수신할 수 있다.
또한, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 입력 모듈을 포함하여, 진동자에 유입되는 전압과 관련된 신호를 수신할 수도 있다.
이하, 초음파 접합 모니터링 장치(300)의 구체적인 동작을 설명한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 모니터링 장치의 동작에 대한 흐름도이다.
도 3를 참조하면, 본 발명은 초음파 접합에서, 초음파 접합이 완료되는 시점에서의 진동자에 유입될 전압을 추정하고, 실제 진동자에 입력된 전압과 추정된 전압을 비교하여 초음파 접합의 완료 여부를 판단할 수 있다. 여기서 추정된 전압은 기준 전압이라고 칭할 수 있다. 따라서, 본 발명은 추정된 기준 전압과, 실제 진동자에 입력되는 전압을 비교하여, 초음파 접합의 완료 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합이 완료되는 시점의 진동자에 유입되는 전압 신호를 도출하기 위해, 초음파 접합과 관련된 초음파 접합 변수를 획득할 수 있다(S310).
여기서 초음파 접합이 완료되는 시점의 진동자에 유입되는 전압 신호는 전압 크기 및 파형을 포함할 수 있다.
초음파 접합 변수는 진폭, 용접 시간, 가압력을 포함하고, 혼의 돌기 형상과 배열, 모재의 오염도에 영향을 미치는 미세 이물질을 포함할 수 있다.
또한, 초음파 접합 변수는 초음파 접합 대상의 시편과 관련된 변수가 포함될 수 있다. 예를 들면, 초음파 접합 변수는 시편 수, 시편 겹수, 모재 종류 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 상술한 초음파 접합 변수 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 획득된 초음파 접합 변수를 기초로, 초음파 접합 완료 시점의 기준 전압을 산출할 수 있다(S330).
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합이 수행될 접합 대상과 관련된 변수 및 초음파 접합과 관련된 변수를 획득하고, 획득된 변수들을 기초로 초음파 접합이 완료되는 시점으로 예측되는 전압인 기준 전압을 산출할 수 있다.
일 실시예로, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 획득된 초음파 접합 변수 및 진폭 공정 변수에 따른 실제적인 진폭의 크기를 속도 트래킹 데이터에 기초하여 도출할 수 있다. 여기서 속도 트래킹 데이터는 초음파 접합 모니터링 장치(300)가 초음파 접합 과정에서, 초고속 카메라를 이용하여 트래킹한 속도 트래킹 데이터를 의미할 수 있다. 그리고 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 속도 트래킹 데이터를 획득하기 위해, 초음파 접합 과정에서, 초고속 카메라를 이용하여 혼, 엔빌 및 모재 각각에 대해 속도 트래킹을 수행할 수 있다. 이러한 속도 트래킹은 속도 트래킹 데이터를 획득하기 위한 일련의 초음파 접합 과정에서 수행될 수 있고, 초음파 접합이 완료되는 시점까지 수행될 수 있다. 그리고 상술한 속도 트래킹 획득 과정은 단계 S310 이전에 수행될 수 있다.
이와 같이, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합에 따른 혼, 엔빌 및 모재 중 적어도 하나에 대한 속도 트래킹과 진동자에 유입되는 전압 신호 간의 상관 관계를 이용하여, 획득된 초음파 접합 변수를 기초로 기준 전압을 산출할 수 있다. 상관 관계에 대한 자세한 내용은 후술한다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 전기 신호 특성 중 전압 신호의 특성을 추정할 수 있다.
예를 들면, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 전기 신호 특성 중에서 전압 신호는 혼에 가압력이 가해지지 않는 경우, 특정 전압(예를 들면, 50V)으로 수렴함을 확인함으로써 전압 신호의 특성을 추정할 수 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 추정된 결과에 기초로, 시편에 가해지는 마찰 특성을 진동자에 유입되는 전압 신호에 기초하여 추정할 수 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 추정된 마찰 특성에 기초하여 초음파 접합이 완료되는 시점에서의 기준 전압의 크기 및 파형을 산출할 수 있다. 여기서 기준 전압은 초음파 접합이 완료되는 시점의 진동자에 유입되는 전압을 의미할 수 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 과정에서 측정되는 전압과 산출된 기준 전압을 비교하여 초음파 접합 상태를 판단할 수 있다(S350).
예를 들면, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 산출된 기준 전압의 크기 및 파형을, 현재 초음파 접합 중의 진동자에 유입되는 전압의 크기 및 파형과 비교할 수 있고, 비교 결과를 기초로 초음파 접합 상태를 판단할 수 있다.
예를 들어, 비교 결과, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 진동자에 유입되는 전압이 기준 전압에 수렴하면, 초음파 접합이 완료된 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예로, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 진동자에 유입되는 유입 전압과 기준 전압의 파형 및 크기가 동일하면, 초음파 접합이 완료되었다고 판단할 수 있고, 초음파 접합을 종료할 수 있다.
이와 같이, 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 하부 시편의 물성치, 혼과 엔빌의 형상 조건과 같은 초음파 접합 변수를 입력받으면, 초고속 카메라를 이용한 트래킹 작업 없이, 진동자에 유입되는 전압 신호의 특성만으로 초음파 접합이 완료된 시점을 정확히 예측할 수 있다.
일 실시예를 들면, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 하부 시편의 모재로 사용된 구리, 혼빌 및 엔빌 각각에 대한 특정 조건에서, 진동자에 유입되는 전압이 1000V 대역으로 수렴하였을 때 초음파 접합이 완료되었다고 확인된 경우, 초음파 접합 과정에서 진동자에 유입되는 전압이 1000V 대역으로 수렴하면 초음파 접합이 완료되었다고 판단할 수 있다.
이와 같은 방법을 통해서 본 발명은 진동자에 유입되는 전압을 측정하여, 초음파 용접 중 초반 슬립 현상이 가장 크게 발생하는 구간, 고상 접합이 완료되는 시점을 예측할 수 있다.
또한, 본 발명은 접합 구간에 영향을 미치는 변수들에 기초하여 최적의 초음파 접합 조건을 도출하고, 초음파 접합을 제어할 수 있다.
한편, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 중에 진동자에 유입되는 전압이기준 전압에 도달하더라도 특정 조건에서는 초음파 접합이 완료되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
예를 들면, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 중에 진동자에 유입되는 전압이 일시적으로 기준 전압에 도달하는 경우에는, 초음파 접합이 완료되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
그리고 이러한 경우를 방지하기 위해, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 여러가지 기준을 더 고려하여, 초음파 접합 완료 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예로, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 시편에 가해지는 에너지 양이 접합 완료를 위한 최소값 이상을 도달했는지 판단할 수 있고, 판단 결과를 더 고려하여, 기준 전압과 진동자에 유입되는 전압의 비교 결과에 따른 초음파 접합 완료 여부를 판단할 수 있다.
다른 실시예로, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 시간을 기준으로, 초음파 접합 완료에 도달하기 위한 최소 시간 도과 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과를 더 고려하여, 기준 전압과 진동자에 유입되는 전압의 비교 결과에 따른 초음파 접합 완료 여부를 판단할 수 있다.
또 다른 실시예로, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 일시적으로 기준 전압이 측정되었는지 판단할 수 있고, 판단 결과를 더 고려하여, 기준 전압과 진동자에 유입되는 전압의 비교 결과에 따른 초음파 접합 완료 여부를 판단할 수 있다.
이와 같이, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 여러가지 기준을 더 고려하여, 초음파 접합 완료 여부를 판단할 수 있어서, 일시적으로 기준 전압이 측정된 경우와 같이 초음파 접합 완료를 부정확하게 판단할 수 있는 경우를 방지할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 상술한 기준 전압 도출을 위한 상관 관계를 분석할 수 있다. 이에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 모니터링 장치(300)의 상관 관계 분석에 대한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합에 따른 혼, 엔빌 및 모재 중 적어도 하나에 대한 속도 트래킹을 수행할 수 있다(S410).
예를 들면, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합에 따른 혼, 엔빌 및 모재 중 적어도 하나에 대한 속도 트래킹을 수행할 수 있다.
일 실시예로, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초고속 카메라를 통해, 초음파 접합에 따른 혼, 엔빌 및 모재 중 적어도 하나에 대한 속도 트래킹을 수행할 수 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합에 따라, 진동자에 유입되는 전압 신호를 측정할 수 있다(S430).
예를 들어, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 과정에서, 진동자에 유입되는 전압 신호의 크기 및 파형을 측정할 수 있다.
상술한 단계 S410과 단계 S430은 동시에 수행될 수 있다. 이에 따라, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초음파 접합 과정에서의 속도 트래킹과 진동자에 유입되는 전압 신호 측정을 동시에 수행할 수 있다.
초음파 접합 모니터링 장치(300)는 수행된 속도 트래킹 및 측정된 전압 신호 간의 상관 관계를 분석할 수 있다(S450).
예를 들면, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 모재에 포함된 복수의 시편 간의 상대 속력을 측정하고, 측정된 상대 속력이 0이 될 때, 진동자에 인가되는 전압을 초음파 접합 완료 시의 전압으로 분석할 수 있다. 여기서 복수의 시편은 상부, 중부, 하부 각각의 시편을 포함할 수 있고, 상대 속력이 0이 될때는, 복수의 시편 각각의 속력이 일치되는 때를 의미한다.
이와 같이, 초음파 접합 모니터링 장치(300)는 초고속 카메라를 이용한 시편 각각의 속도 트래킹 정보 및 진동자에 유입되는 전압 신호를 이용하여, 초음파 접합 과정에서의 속도 트래킹과 진동자에 유입되는 전압 신호 간의 상관 관계를 분석할 수 있다. 그리고 분석된 상관 관계는, 상술한 것과 같이 획득된 초음파 접합 변수에 따른 기준 전압 산출에 이용될 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 접합 상태 판단에 대한 구체적인 실시예를 설명한다.
도 5 내지 도 8은 각각의 초음파 접합 조건에 따라 측정되는 전압 및 관련된 데이터를 나타낸다.
도 5 내지 도 8에서, 좌측 상단 그래프는 진동자에 유입되는 전압에 대한 전압 그래프이고, 좌측 하단 그래프는 각각의 시편의 속도에 대한 속도 그래프이다.
또한, 도 5 내지 도 8에서, 우측 상단의 표는 초음파 접합 조건을 나타내며, 우측 하단의 그래프는 속도에 대한 그래프로부터 추출되는 슬립(slip) 효과와 관련된 그래프이다. 슬립 효과는 혼의 저항이 큰 구간에서 크게 나타날 수 있다.
도 5 내지 도 8의 좌측 상단 그래프에서 진한 파랑색 구간은 혼에 저항이 0이 되는 때의 전기 신호를 나타낼 수 있다. 도 5 내지 도 9의 좌측 상단 그래프를 통해서, 혼에 아무런 저항이 발생하지 않는다면 측정되는 전압은 50V 이하로 수렴하는 특성을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 반면에 혼에 시편의 마찰로 인하여 저항이 생기면 20 kHz 진동수로 설정 진폭값을 유지하기 위해 전압은 크게 상승하는 것을 확인할 수 있다.
그리고 초반 10 ms 일때 알파 피크(1차 피크)가 생성되는 것을 확인할 수 있다. 이때 시편의 마찰 저항으로 인해서, 측정되는 전압은 알파 피크보다 더 큰 전압으로 상승하게 된다. 초반 알파 피크와 베타 피크(2차 피크) 사이는 용접 1단계로서, 시편의 산화물이나 이물질이 제거되는 클린 평탄화가 주로 이루어질 수 있다. 이 부분은 평탄화 작업 이전이기 때문에 시편의 평활도(smoothness)가 좋지 않은 상태이기 때문에, 마찰계수가 가장 큰 구간이고, 마찰력으로 인한 전압의 상승이 가장 큰 영역이다. 베타피크 이후부터는 초음파 접합의 2단계인 고상 접합 접합 단계이며, 이때부터 원자의 확산으로 인한 원자적 결합이 이루어진다. 일정 가압과 열이 동반되어야 고상 접합이 원활히 이루어질 수 있는데 진동 과정에서 생긴 열이 고상 접합 시 열로 대체가 된다. 고상 접합이 이루어진 후 초음파 접합의 3단계인 기계적 내부 결합이 형성되기 시작한다. 이 과정은 초음파 접합 과정 중에 중요한 과정이며 원자적 확산 접합이 이루어진 후 일정 이상의 진동이 있어야 형성될 수 있다.
초반 알파 피크일때부터 접합이 시작되는데 이때는 정지마찰운동에 해당된다. 이후 시편이 접합되어 마찰 운동이 일어나지 않을 경우 같은 크기의 정지마찰운동으로 볼 수 있는 ts 까지의 시간에 고상 용접이 이루어지는 것을 확인할 수 있다. ts 이후의 진동은 기계적인 내부 결합(interlocking) 형성 과정에 해당된다.
도 5 내지 도 8 각각의 우측 하단의 속도 트래킹 그래프에서 상부, 중부, 하부의 시편 간의 상대 속력이 0이 되는 때, 즉 접합 완료 시의 전압 신호가 1000V 대역에 수렴하는 것을 확인할 수 있다. 그리고 최종적으로, 상부, 중부, 하부의 시편 모두, 혼의 속력에 수렴하는 것을 확인할 수 있다. 이는 시편 간의 접합력이 하부 시편에 대한 엔빌의 구속력보다 커졌을 시점에 그 힘에 해당하는 마찰력으로 혼을 진동시키기 위해 필요한 전압의 크기임을 알 수 있다. 동일 조건의 모재의 하부 시편과 동일 조건의 혼과 엔빌로 초음파 접합을 진행하였을 때 접합이 완료되면, 엔빌의 구속력은 일정하기 때문에 같은 크기의 전압값인 1000V 대역에서 초음파 접합이 완료되는 것을 그래프를 통해 확인할 수 있다.
도 8의 속도 그래프를 참조하면, 접합 시간 300 ms 일때 상부, 중부, 하부의 시편 속력이 일치되기 때문에 본 발명은 해당 시점에서 시편 간의 접합 공정이 완료되었다고 판단할 수 있다. 그리고 해당 시점에 상부, 중부, 하부의 시편의 접합력이 엔빌의 구속력보다 커졌기 때문에, 그 이상 접합 공정이 진행되면 엔빌과 하부시편에서 슬립이 발생하기 때문에 접합 강도가 강해지기 보다 오히려 시편의 연화 연상이 발생할 수 있다.
상술한 결과를 통해 확인되는 것과 같이, 시편의 물성치와 혼과 엔빌의 형상 조건을 알고 있다면, 본 발명은 전압 신호만을 통해 초음파 접합이 완료된 시점을 정확하게 예측할 수 있다.
상술한 설명에 따른 전압값은 해당 초음파 접합 조건에 따라 도출된 값으로, 다양한 초음파 접합 조건에 따라 본 발명에서 설명하는 기준 전압은 변경될 수 있다. 그리고 본 발명은 상술한 것과 같이, 초음파 접합 변수에 따른 기준 전압을 산출할 수 있어서, 초음파 접합 조건에 따라 초음파 접합이 완료된 시점으로 판단할 수 있는 기준 전압을 도출할 수 있다. 그리고 본 발명은 산출된 기준 전압을, 초음파 접합 중의 진동자에 유입되는 전압과 비교하여, 초음파 접합 상태를 판단할 수 있고, 초음파 접합 완료 여부를 판단할 수 있다. 그리고 본 발명은 판단 결과에 따라 초음파 접합을 제어할 수도 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
나아가, 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시 예들을 병합하여 새로운 실시 예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다.
또한, 전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 장치의 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
110: 초음파 콘트롤러
120: 컨버터
125: 압전 세라믹
130: 부스터
150: 혼
170: 엔빌
200: 시편
300: 모니터링 장치
310: 메모리
330: 프로세서

Claims (14)

  1. 초음파 접합을 모니터링하는 초음파 접합 모니터링 방법에 있어서,
    상기 초음파 접합과 관련된 초음파 접합 변수를 획득하는 단계;
    상기 초음파 접합에 따른 혼, 엔빌 및 시편의 모재 중 적어도 하나의 거동과 상기 초음파 접합 중에 진동자에 유입되는 전압 신호의 상관 관계를 분석하는 단계;
    상기 획득된 초음파 접합 변수와 상기 상관 관계의 분석 결과를 기초로, 상기 초음파 접합이 완료되는 시점에 상기 진동자에 유입되는 전압인 기준 전압을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 기준 전압과, 상기 초음파 접합 중에 상기 진동자에 유입되는 유입 전압을 비교하여 초음파 접합의 접합 상태를 판단하는 단계를 포함하는
    초음파 접합 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접합 상태를 판단하는 단계는
    상기 진동자에 유입되는 상기 유입 전압이 상기 기준 전압에 수렴하면, 상기 초음파 접합이 완료된 것으로 판단하는 단계를 포함하는
    초음파 접합 모니터링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 접합 변수를 획득하는 단계는
    상기 초음파 접합의 대상인 상기 시편의 물성치, 상기 혼의 특성 또는 상기 엔빌의 특성 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함하는
    초음파 접합 모니터링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상관 관계를 분석하는 단계는,
    초고속 카메라를 이용하여, 상기 초음파 접합에 따른 상기 혼, 상기 엔빌 및 상기 시편의 모재 중 적어도 하나에 대한 속도 트래킹을 수행하는 단계;
    상기 초음파 접합 시에 상기 진동자에 유입되는 상기 전압 신호를 측정하는 단계; 및
    상기 수행된 속도 트래킹에 따른 상기 혼, 상기 엔빌 및 상기 모재의 거동과 상기 전압 신호 간의 상기 상관 관계를 분석하는 단계를 더 포함하는
    초음파 접합 모니터링 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 속도 트래킹을 수행하는 단계는
    상기 모재에 대응하는 복수의 시편 간의 상대 속력을 측정하는 단계를 포함하는
    초음파 접합 모니터링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분석된 상관 관계 및 상기 획득된 초음파 접합 변수를 기초로, 상기 기준 전압을 산출하는 단계는
    상기 측정된 상대 속력이 0이 될 때, 상기 진동자에 인가되는 전압을 상기 기준 전압으로 산출하는 단계를 포함하는
    초음파 접합 모니터링 방법.
  8. 초음파 접합을 모니터링하는 초음파 접합 모니터링 장치에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 프로세서에 전기적으로 연결된 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    상기 초음파 접합과 관련된 초음파 접합 변수를 획득하고,
    상기 초음파 접합에 따른 혼, 엔빌 및 시편의 모재 중 적어도 하나의 거동과 상기 초음파 접합 중에 진동자에 유입되는 전압 신호의 상관 관계를 분석하고,
    상기 획득된 초음파 접합 변수와 상기 상관 관계의 분석 결과를 기초로, 상기 초음파 접합이 완료되는 시점에 진동자에 유입되는 전압인 기준 전압을 산출하고,
    상기 산출된 기준 전압과 상기 초음파 접합 중에 상기 진동자에 유입되는 유입 전압을비교하여 상기 초음파 접합의 접합 상태를 판단하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    초음파 접합 모니터링 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    상기 진동자에 유입되는 상기 유입 전압이 상기 기준 전압에 수렴하면, 상기 초음파 접합이 완료된 것으로 판단하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    초음파 접합 모니터링 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    상기 초음파 접합 대상인 상기 시편의 물성치, 상기 혼의 특성 또는 상기 엔빌의 특성 중 적어도 하나를 상기 초음파 접합 변수로 획득하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    초음파 접합 모니터링 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    초고속 카메라를 이용하여, 상기 초음파 접합에 따른 상기 혼, 상기 엔빌 및 상기 시편의 모재 중 적어도 하나에 대한 속도 트래킹을 수행하고,
    상기 초음파 접합 시에 상기 진동자에 유입되는 상기 전압 신호를 측정하고,
    상기 수행된 속도 트래킹에 따른 상기 혼, 상기 엔빌 및 상기 모재의 거동과 상기 전압 신호 간의 상기 상관관계를 분석하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    초음파 접합 모니터링 장치.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기 프로세서가 실행 시에,
    상기 모재에 대응하는 복수의 시편 간의 상대 속력을 측정하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    초음파 접합 모니터링 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메모리는, 상기프로세서가 실행 시에,
    상기 측정된 상대 속력이 0이 될 때, 상기 진동자에 인가되는 전압을 상기 기준 전압으로 산출하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는
    초음파 접합 모니터링 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180095776A (ko) * 2017-02-09 2018-08-28 모니텍주식회사 초음파 용접의 용접성 모니터링 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4341574A (en) * 1980-08-25 1982-07-27 Texas Instruments Incorporated Ultrasonic bond energy monitor
KR20180095776A (ko) * 2017-02-09 2018-08-28 모니텍주식회사 초음파 용접의 용접성 모니터링 방법

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