KR102191293B1 - Apparatus for manufacturing electronic complexity using 3D printed and method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치 및 방법을 개시한다. 보다 구체적으로 본 발명은, 멀티 노즐을 통해 복수개의 카트리지에 충진된 잉크 토출을 제어하는 카트리지 제어부; 업로드된 작업 대상 이미지를 스캔하고, 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물간의 각도를 계산하는 각도 계산부; 계산된 
이에 본 발명에 따르면, 기능과 목적에 따라 잉크젯 프린팅으로 형상물을 제작하고, 칩과 모듈 장착을 위해 드릴로 구멍 형성 및 납땜하며, 디스펜서를 통해 칩과 모듈을 연결하는 전극선을 젯팅하되, 인쇄된 칩과 모듈 양 끝단을 왁스로 고정시킨 후 사이에 Ag잉크를 원하는 높이만큼 젯팅하고, Ag잉크가 완전히 굳으면 왁스는 녹여서 없애는 공정을 수행함으로써, 기 설정된 기준으로 전도를 유지하는 전극선 젯팅이 가능한 전자 복합 제조 장치를 제공한다.The present invention discloses an electronic composite manufacturing apparatus and method using a 3D printer. More specifically, the present invention, a cartridge control unit for controlling the discharge of ink filled in a plurality of cartridges through a multi-nozzle; An angle calculation unit that scans the uploaded image to be processed and calculates an angle between the end of the cartridge nozzle and the object to be processed; Calculated
Accordingly, according to the present invention, according to the function and purpose, a shape is produced by inkjet printing, a hole is formed and soldered with a drill for mounting a chip and a module, and an electrode wire connecting the chip and the module is jetted through a dispenser. An electronic composite capable of jetting an electrode wire that maintains conduction based on a preset standard by performing a process of jetting the Ag ink to the desired height after fixing both ends of the module with wax, and melting and removing the wax when the Ag ink is completely hardened. Provides a manufacturing device.
Description
본 발명은 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 기능과 목적에 따라 잉크젯 프린팅으로 형상물을 제작하고, 칩과 모듈 장착을 위해 드릴로 구멍을 형성하며, 디스펜서를 통해 칩과 모듈을 연결하는 전극선을 젯팅하되, 전도도 유지 및 높이기 위해 양 끝단을 왁스로 고정시킨 후 사이에 Ag잉크를 원하는 높이만큼 젯팅한 이후, Ag잉크가 완전히 굳으면 왁스는 녹여서 없애는 공정을 통해 전자 복합 제조 장치를 제작하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic composite manufacturing apparatus and method thereof using a 3D printer, in which a shape is manufactured by inkjet printing according to a function and purpose, a hole is formed with a drill for mounting a chip and a module, and a chip and a module through a dispenser An electronic composite manufacturing device through a process of dissolving and removing the wax when the Ag ink is completely hardened after jetting the electrode wires connecting the wires, but after fixing the both ends with wax to maintain and increase the conductivity, and jetting the Ag ink to the desired height. It relates to the technology to produce.
3차원(3D) 프린팅은 설계로부터 임의의 형상에 대한 3차원 물체를 제조하기 위한 공정으로, 파우더, 플라스틱 가루, 액체 또는 실을 층으로 겹겹이 쌓아올리는 방식인 적층형 방식, 큰 덩어리를 깎아 조각하는 방식인 절삭형 방식이 있다.Three-dimensional (3D) printing is a process for manufacturing a three-dimensional object of an arbitrary shape from a design. A layered method, which is a method of stacking powder, plastic powder, liquid, or yarn in layers, and a method of carving out large chunks. There is a phosphorus cutting type method.
종래의 3D프린터의 주재료는 플라스틱이었지만, 이제는 3D프린터기가 널리 보급되어 여러 분야에 쓰이게 되었다. 그래서 재료도 초콜릿 등의 음식재료, 나일론, 금속, 세라믹 등으로 다양해졌고, 치아, 인공 관절 또는 두개골 등을 재조하는 의료 부분, 신발 또는 드레스 등을 재조하는 의류 부분, 수도관, 내외벽 또는 실내디자인 등을 재조하는 건축 부분 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.The main material of conventional 3D printers was plastic, but now 3D printers are widely used and used in various fields. Therefore, the materials have also been diversified into food materials such as chocolate, nylon, metal, ceramic, etc., and medical parts that make teeth, artificial joints or skulls, clothing parts that make shoes or dresses, water pipes, interior and exterior walls, or interior design, etc. It is used in a variety of fields, such as the architectural part that rebuilds it.
그러나, 종래의 3D 프린터는 그 해상도가 낮아 0.1~0.01㎜ 이하 수준의 미세 가공이 불가능하고, 3D 프린팅 공정이 고온에서 진행되기 때문에 금속이나 반도체 등 전자회로용 재료를 소화할 수 없다는 문제점이 있다.However, the conventional 3D printer has a problem in that it cannot digest materials for electronic circuits such as metals or semiconductors because its resolution is low and fine processing at a level of 0.1 to 0.01 mm or less is impossible, and the 3D printing process is performed at high temperatures.
또한, 산업계에서 0.001mm 수준의 초미세 무늬를 인쇄하는 3D 프린팅 기술이 개발된바 있으나, 이 기술을 적용해 실제로 곡면, 경사면 또는 직각인 면에 대한 전자인쇄 기술의 상용화는 요원한 실정이다.In addition, the industry has developed a 3D printing technology that prints an ultra-fine pattern of 0.001mm level, but the commercialization of electronic printing technology for curved, inclined or right-angled surfaces by applying this technology is difficult.
이처럼 곡면, 경사면 또는 직각인 면에 대한 전자인쇄가 가능하다면 착용이 가능하고 비정형 입체 구조로 소형화된 전자 디바이스에 대한 인쇄가 가능하고, 슈퍼커패시터를 포함한 이차전지나 디스플레이 소자, 바이오 헬스 장비, 정보통신기기에 대한 제작도 가능할 것이다.If electronic printing is possible on curved, inclined or right-angled surfaces, it can be worn and printed on miniaturized electronic devices with an atypical three-dimensional structure, secondary batteries including supercapacitors, display devices, bio-health equipment, and information and communication devices. It will also be possible to produce for.
이에 본 출원인은 상기의 문제점을 고려하여 기능과 목적에 따라 잉크젯 프린팅으로 형상물을 제작하고, 칩과 모듈 장착을 위해 드릴로 구멍을 형성하며, 디스펜서를 통해 칩과 모듈을 연결하는 전극선을 젯팅하되, 전도도 유지 및 높이기 위해 양 끝단을 왁스로 고정시킨 후 사이에 Ag잉크를 원하는 높이만큼 젯팅한 이후, Ag잉크가 완전히 굳으면 왁스는 녹여서 없애는 공정을 통해 전자 복합 제조가 가능한 본 발명을 착안하게 되었다.Accordingly, the applicant of the present invention manufactures a shape by inkjet printing according to the function and purpose in consideration of the above problems, forms a hole with a drill for mounting the chip and module, and jets an electrode wire connecting the chip and the module through a dispenser, In order to maintain and increase the conductivity, after fixing the both ends with wax and jetting the Ag ink to the desired height between, the present invention was conceived in which the electronic composite manufacturing is possible through the process of melting and removing the wax when the Ag ink is completely hardened.
본 발명의 목적은, 기능과 목적에 따라 잉크젯 프린팅으로 형상물을 제작하고, 칩과 모듈 장착을 위해 드릴로 구멍 형성 및 납땜하며, 디스펜서를 통해 칩과 모듈을 연결하는 전극선을 젯팅 함으로써, 3D 프린터를 통해 전자 복합 제조 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to manufacture a shape by inkjet printing according to functions and purposes, to form and solder holes with a drill for mounting chips and modules, and jet an electrode wire connecting the chip and the module through a dispenser, thereby creating a 3D printer. It is to provide an electronic composite manufacturing device through.
본 발명의 목적은, 
본 발명의 목적은, 인쇄된 칩과 모듈 양 끝단을 왁스로 고정시킨 후 사이에 Ag잉크를 원하는 높이만큼 젯팅하고, Ag잉크가 완전히 굳으면 왁스는 녹여서 없애는 공정을 수행함으로써, 기 설정된 기준으로 전도 유지가 가능한 전극선을 젯팅 하는데 있다.An object of the present invention is to perform a process of jetting the Ag ink to a desired height between the printed chip and both ends of the module after fixing it with wax, and melting and removing the wax when the Ag ink is completely solidified, thereby conducting conduction according to a preset standard. It is to jet the electrode wire that can be maintained.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치는, 멀티 노즐을 통해 복수개의 카트리지에 충진된 잉크 토출을 제어하는 카트리지 제어부; 업로드된 작업 대상 이미지를 스캔하고, 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물간의 각도를 계산하는 각도 계산부; 계산된 
바람직하게는, 카트리지 제어부는 카트리지 각각의 노즐 끝단이 상/하 수평을 이루는지 여부를 감지하는 센서모듈; 및 감지결과를 토대로 어느 하나의 카트리지의 노즐 끝단을 기준으로 다른 하나의 카트리지 노즐 끝단이 수평을 이루도록 미세조정하는 보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the cartridge control unit includes a sensor module that detects whether or not the nozzle ends of each cartridge are vertically horizontal; And a correction module for finely adjusting the nozzle end of the other cartridge so that the nozzle end of the other cartridge is horizontal based on the detection result.
각도 계산부는, 카트리지로부터의 잉크 토출과 작업대 이송에 따라 실시간으로 가변되는 각도를 계산하되, 계산 각도는 카트리지 노즐 끝단을 기준으로 x축, y축 또는 z축으로 0도 내지 90도의 
회동 제어부는, 
드릴/납땜부는, 디스펜서에 구비되어 인쇄된 작업 대상물에 업로드된 작업 대상 이미지와 대응하도록 구멍을 형성하는 드릴; 및 인쇄된 칩과 모듈에 작업 대상 이미지와 대응하도록 납땜을 수행하는 납땜기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The drill/solder unit includes: a drill provided in the dispenser to form a hole corresponding to the image to be processed uploaded to the printed object; And it characterized in that it comprises a soldering machine for performing soldering to correspond to the image to be worked on the printed chip and module.
전극선 인쇄부는, 인쇄된 작업 대상물 중에 전극선 인쇄를 위한 공간을 제외한 칩 또는 모듈의 양 끝단을 왁스로 고정하는 고정부재; 전극선 인쇄를 위한 공간 Ag 잉크를 토출하는 젯팅부; 및 Ag 잉크가 경화된 후 전극선을 제외한 왁스를 녹이는 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The electrode line printing unit includes: a fixing member for fixing both ends of a chip or module in a printed object except for a space for printing an electrode line with wax; A jetting unit for discharging the space Ag ink for electrode line printing; And after the Ag ink is cured, it characterized in that it comprises a removal unit that melts the wax except for the electrode wire.
전술한 시스템을 기반으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법은, 카트리지 제어부가 카트리지에 충진된 제1 재료의 잉크 토출을 제어하는 (a) 단계; 각도 계산부가 업로드된 작업 대상 이미지를 스캔하고, 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물간의 
바람직하게는 (a) 단계는, 카트리지 제어부가 카트리지 각각의 노즐 끝단이 상/하 수평을 이루는지 여부를 감지하는 (a-1) 단계; 및 (a-1) 단계의 감지결과 상/하 수평이 이뤄지지 않는 경우, 카트리지 제어부가 어느 하나의 카트리지의 노즐 끝단을 기준으로 다른 하나의 카트리지 노즐 끝단이 수평을 이루도록 미세조정을 수행하는 (a-2) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (a) includes the step (a-1) of the cartridge control unit detecting whether the nozzle ends of each cartridge are horizontally vertically; And (a-1), if the upper/lower horizontal is not achieved as a result of detection, the cartridge control unit performs fine adjustment so that the other cartridge nozzle end is horizontal based on the nozzle end of one cartridge (a- It characterized in that it comprises a step 2).
(b) 단계는, 각도 계산부가 업로드된 작업 대상 이미지를 스캐닝하는 (b-1) 단계; 및 각도 계산부가 카트리지 노즐 끝단과 잉크가 도포되는 작업 대상물간의 
(c) 단계는, 회동 제어부가 
(e) 단계는, 전극선 인쇄부가 카트리지 제어부를 제어하여 제1 재료로 인쇄하는 멀티잉크젯 프린팅 모드를 중지시는 (e-1) 단계; 전극선 인쇄부가 인쇄된 작업 대상물 중에 전극선 인쇄를 위한 공간을 제외한 칩 또는 모듈의 양 끝단을 왁스로 고정시키는 (e-2) 단계; 및 전극선 인쇄부가 카트리지 제어부를 제어하여 제2 재료로 인쇄하는 싱글메탈젯 프린팅 모드로 전환시키는 (e-3) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Step (e) includes the step (e-1) of stopping the multi-inkjet printing mode in which the electrode line printing unit controls the cartridge control unit to print with the first material; (E-2) fixing both ends of the chip or module in the printed object, except for a space for electrode line printing, with wax; And (e-3) converting the electrode line printing unit to a single metal jet printing mode in which the second material is printed by controlling the cartridge control unit.
본 발명에 따르면, 기능과 목적에 따라 잉크젯 프린팅으로 형상물을 제작하고, 칩과 모듈 장착을 위해 드릴로 구멍 형성 및 납땜하며, 디스펜서를 통해 칩과 모듈을 연결하는 전극선을 젯팅 함으로써, 3D 프린터를 통해 전자 복합 제조가 가능하다.According to the present invention, according to the function and purpose, a shape is produced by inkjet printing, a hole is formed and soldered with a drill for mounting a chip and a module, and an electrode line connecting the chip and the module is jetted through a dispenser. Electronic composite manufacturing is possible.
본 발명에 따르면, 
본 발명에 따르면, 인쇄된 칩과 모듈 양 끝단을 왁스로 고정시킨 후 사이에 Ag잉크를 원하는 높이만큼 젯팅하고, Ag잉크가 완전히 굳으면 왁스는 녹여서 없애는 공정을 수행함으로써, 기 설정된 기준으로 전도를 유지하는 전극선 젯팅이 가능하다.According to the present invention, after fixing both ends of the printed chip and the module with wax, the Ag ink is jetted to a desired height, and when the Ag ink is completely hardened, the wax is melted and removed, thereby conducting conduction based on a preset standard. Jetting of the retained electrode line is possible.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 I3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치의 회동 제어부의 작동양태를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치의 드릴/납땜부와 전극선 인쇄부를 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법을 도시한 순서도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법의 제S100단계의 세부과정을 도시한 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법의 제S200단계의 세부과정을 도시한 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법의 제S300단계의 세부과정을 도시한 순서도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법의 제S500단계의 세부과정을 도시한 순서도.The following drawings appended in the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so the present invention is described in such drawings. It is limited to and should not be interpreted.
1 is a block diagram showing an electronic composite manufacturing apparatus using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing an operation mode of a rotation control unit of the electronic composite manufacturing apparatus using the I3D printer according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a drill/solder unit and an electrode line printing unit of an electronic composite manufacturing apparatus using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing an electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart showing a detailed process of step S100 of the electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart showing a detailed process of step S200 of the electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
7 is a flow chart showing a detailed process of step S300 of the electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart showing a detailed process of step S500 of the electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the contents described in the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the exemplary embodiments. The same reference numerals shown in each drawing indicate members that perform substantially the same function.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Objects and effects of the present invention may be naturally understood or more apparent by the following description, and the objects and effects of the present invention are not limited only by the following description. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예가 적용되는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치(100)는, 멀티 노즐을 통해 복수개의 카트리지에 충진된 잉크 토출을 제어하는 카트리지 제어부(102)와, 업로드된 작업 대상 이미지를 스캔하고, 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물간의 각도를 계산하는 각도 계산부(104)와, 계산된 각도에 따라 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물이 직각을 이루도록 작업대를 회동시키는 회동 제어부(106), 작업 대상 이미지와 대응하도록 인쇄된 작업 대상물에 구멍을 형성하고, 인쇄된 칩과 모듈에 납땜을 수행하는 드릴/납땜부(108), 인쇄된 작업 대상물 각각을 연결하는 전극선 인쇄를 위해 카트리지 제어부(102) 및 회동 제어부(106)의 구동을 제어하는 전극선 인쇄부(110), 및 작업대 상부에 위치한 곡면의 3차원 형상으로 인쇄된 작업 대상물 표면과, 작업 대상물을 인쇄하는 멀티잉크젯 프린터 및 전극선을 인쇄하는 싱글메탈젯 프린터의 노즐 끝단의 거리가 항상 일정하게 유지하도록 동기제어를 수행하는 이송 제어부(112)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, an electronic
구체적으로, 카트리지 제어부(102)는 단일 디스펜서에 구비된 복수개의 카트리지 간의 상/하 정렬이 일치하도록 제어하고, 작업 대상의 재질 또는 점도 특성에 따라 서로 다른 이종의 잉크가 충진될 수 있다.Specifically, the cartridge control unit 102 controls the top/bottom alignment between a plurality of cartridges provided in a single dispenser to match, and different types of ink may be filled according to the material or viscosity characteristics of the object to be worked.
또한, 카트리지 제어부(102)는 디스펜서에 구비된 센서모듈(102a)을 통해 카트리지 각각의 노즐 끝단이 상/하 수평을 이루는지 여부를 감지하고, 보정모듈(102b)이 감지결과를 토대로 어느 하나의 카트리지의 노즐 끝단을 기준으로 다른 하나의 카트리지 노즐 끝단이 수평을 이루도록 미세조정을 수행한다.In addition, the cartridge control unit 102 detects whether the nozzle ends of each cartridge are horizontally top/bottom through the sensor module 102a provided in the dispenser, and the correction module 102b detects any one of them based on the detection result. Fine adjustment is performed so that the other cartridge nozzle end is horizontal based on the nozzle end of the cartridge.
아울러, 카트리지 제어부(102)는 카트리지로부터 토출되어 적층된 잉크에 자외선을 조사하여 경화시키는 UV모듈(102c)을 포함하여 구성된다.In addition, the cartridge control unit 102 is configured to include a UV module (102c) for curing by irradiating ultraviolet rays to the stacked ink discharged from the cartridge.
본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지 제어부(102)는 멀티잉크젯 프린팅에 의해 제1 재료로 프레임을 인쇄하고, 전극선 인쇄부(110)의 제어에 따라 싱글메탈젯 프린팅에 의해 제2 재료로 전극선을 인쇄하도록 구성된다.The cartridge control unit 102 according to an embodiment of the present invention prints a frame with a first material by multi-ink jet printing, and prints an electrode line with a second material by single metal jet printing under the control of the electrode line printing unit 110. It is configured to print.
한편, 각도 계산부(104)는 CCD(Charge Coupled Device)카메라(104a)를 통해 업로드된 작업 대상 이미지를 기준으로 카트리지 노즐 끝단과 잉크가 도포되는 작업 대상물간의 각도를 계산하여 회동 제어부(106)로 인가한다.On the other hand, the angle calculation unit 104 calculates the angle between the end of the cartridge nozzle and the object to which ink is applied based on the image to be processed uploaded through the CCD (Charge Coupled Device) camera 104a, and uses the rotation control unit 106 Approved.
이때, 각도 계산부(104)는 카트리지로부터의 잉크 토출과 작업대 이송에 따라 실시간으로 가변되는 각도를 계산하며, 계산 각도는 카트리지 노즐 끝단을 기준으로 x축, y축 또는 z축으로 0도 내지 90도의 
도 2를 참조하면, 회동 제어부(106)는 각도 계산부(104)로부터 인가받은 각도 계산 값(이하, 'θ각도' 이라고 함)에 부합하도록 작업대를 회동시키고, 작업대 회동을 통해 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물이 직각을 이루고, θ각도는 x축 방향으로 수평 유지하도록 작업대 회동을 제어한다.Referring to FIG. 2, the rotation control unit 106 rotates the worktable to conform to the angle calculation value (hereinafter referred to as'theta angle') applied from the angle calculation unit 104, and rotates the cartridge nozzle end through the worktable rotation. The worktable rotation is controlled so that the work object forms a right angle and the θ angle is kept horizontal in the x-axis direction .
예컨대, 잉크가 도포된 면과 수직인 면에 이종의 잉크를 도포하는 경우, 회동 제어부(106)가 인가받은 90도의 
또한, 드릴/납땜부(108)는 디스펜서에 구비되어 인쇄된 작업 대상물에 업로드된 작업 대상 이미지와 대응하도록 구멍을 형성하는 드릴(108a), 및 인쇄된 칩과 모듈에 작업 대상 이미지와 대응하도록 납땜을 수행하는 납땜기(108b)를 포함하여 구성된다.In addition, the drill/solder unit 108 is provided in the dispenser to form a hole corresponding to the work target image uploaded to the printed work object, and the printed chip and module soldered to correspond to the work target image. It is configured to include a soldering machine (108b) to perform.
또한, 전극선 인쇄부(110)는 카트리지 제어부(102)로의 전압 공급량 및 토출압력을 조절하여 인쇄된 작업 대상물간의 전기적 접속을 위한 전극선 인쇄를 제어한다. 이때, 전극선은 0.1mm 내지 0.01mm 의 두께를 갖도록 Ag 잉크로 인쇄된다.In addition, the electrode line printing unit 110 controls the printing of electrode lines for electrical connection between printed objects by adjusting the voltage supply amount and the discharge pressure to the cartridge control unit 102. At this time, the electrode wire is printed with Ag ink to have a thickness of 0.1mm to 0.01mm.
구체적으로, 전극선 인쇄부(110)는 인쇄된 작업 대상물 중에 전극선 인쇄를 위한 공간을 제외한 칩 또는 모듈의 양 끝단을 왁스로 고정하는 고정부재(110a)와, 전극선 인쇄를 위한 공간 Ag 잉크를 토출하는 젯팅부(110b)와, Ag 잉크가 경화된 후 전극선을 제외한 왁스를 녹이는 제거부(110c)를 포함하여 구성된다.Specifically, the electrode line printing unit 110 is a fixing member 110a fixing both ends of the chip or module with wax except for the space for electrode line printing among the printed work objects, and the space for discharging Ag ink for electrode line printing. It includes a jetting part 110b and a removal part 110c for melting wax except for the electrode wire after the Ag ink is cured.
이때, 제거부(110c)는 액체를 도포하거나 열을 조사하여 왁스를 녹이도록 구성될 수 있다.At this time, the removal unit 110c may be configured to melt the wax by applying a liquid or irradiating heat.
그리고, 이송 제어부(112)는 
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기능과 목적에 따라 잉크젯 프린팅으로 형상물을 제작하고, 칩과 모듈 장착을 위해 드릴로 구멍 형성 및 납땜하며, 디스펜서를 통해 칩과 모듈을 연결하는 전극선을 젯팅 함으로써, 3D 프린터를 통해 전자 복합 제조 장치를 제작할 수 있다.As shown in FIG. 3, according to an embodiment of the present invention, a shape is manufactured by inkjet printing according to functions and purposes, holes are formed and soldered with a drill for mounting chips and modules, and chips and modules are used through a dispenser. By jetting the electrode wires connecting them, an electronic composite manufacturing apparatus can be manufactured through a 3D printer.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, a method for manufacturing an electronic composite using a 3D printer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
먼저, 카트리지 제어부(102)가 카트리지에 충진된 제1 재료의 잉크 토출을 제어한다(S100).First, the cartridge control unit 102 controls the ink discharge of the first material filled in the cartridge (S100).
이어서, 각도 계산부(104)가 업로드된 작업 대상 이미지를 스캔하고, 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물간의 
뒤이어, 회동 제어부(106)가 계산된 각도에 따라 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물이 직각을 이루도록 작업대를 회동시킨다(S300).Subsequently, the rotation control unit 106 rotates the worktable so that the end of the cartridge nozzle and the work object form a right angle according to the calculated angle (S300).
이어서, 드릴/납땜부(108)가 작업 대상 이미지와 대응하도록 인쇄된 작업 대상물에 구멍을 형성하고, 인쇄된 칩과 모듈에 납땜을 수행한다(S400).Subsequently, the drill/solder unit 108 forms a hole in the printed work object so as to correspond to the work target image, and solders the printed chips and modules (S400).
뒤이어, 전극선 인쇄부(110)가 카트리지 제어부(102)를 통해 카트리지에 충진된 제2 재료의 잉크 토출을 제어한다(S500).Subsequently, the electrode line printing unit 110 controls the ink discharge of the second material filled in the cartridge through the cartridge control unit 102 (S500).
그리고, 카트리지 제어부(102)가 전극선 인쇄부(110)의 제어에 따라 작업 대상물 각각을 연결하는 전극선을 인쇄한다(S600).Then, the cartridge control unit 102 prints electrode lines connecting each of the work objects under the control of the electrode line printing unit 110 (S600).
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법의 제S100단계의 세부과정에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, a detailed process of step S100 of the electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.
먼저, 카트리지 제어부(102)가 센서모듈(102a)을 통해 카트리지 각각의 노즐 끝단이 상/하 수평을 이루는지 여부를 감지한다(S102).First, the cartridge control unit 102 detects whether or not the nozzle ends of each of the cartridges are horizontally aligned through the sensor module 102a (S102).
제S102단계의 감지결과, 상/하 수평이 이뤄지지 않는 경우, 카트리지 제어부(102)가 보정모듈(102b)을 통해 어느 하나의 카트리지의 노즐 끝단을 기준으로 다른 하나의 카트리지 노즐 끝단이 수평을 이루도록 미세조정을 수행한다(S104).As a result of the detection in step S102, if the top/bottom horizontal is not achieved, the cartridge control unit 102 finely adjusts the other cartridge nozzle end to be horizontal based on the nozzle end of one cartridge through the correction module 102b. Adjustment is performed (S104).
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법의 제S200단계의 세부과정에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, a detailed process of step S200 of the electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.
제S100단계 이후, 각도 계산부(104)가 업로드된 작업 대상 이미지를 스캐닝한다(S202).After step S100, the angle calculation unit 104 scans the uploaded image to be processed (S202).
그리고, 각도 계산부(104)가 CCD카메라(104a)를 통해 카트리지 노즐 끝단과 잉크가 도포되는 작업 대상물간의 
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법의 제S300단계의 세부과정에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, a detailed process of step S300 of the electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
제S200단계 이후, 회동 제어부(106)가 각도 계산부(104)로부터 인가받은 
그리고, 회동 제어부(106)가 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물이 직각을 이루도록 작업대 회동을 제어한다(S304). 이때, 회동 제어부(106)는 각도가 x축을 기준으로 수평을 유지하도록 작업대 회동을 제어한다.Then, the rotation control unit 106 controls the rotation of the worktable so that the end of the cartridge nozzle and the work object form a right angle (S304). At this time, the rotation control unit 106 controls the worktable rotation so that the angle remains horizontal with respect to the x-axis.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법의 제S500단계의 세부과정에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, a detailed process of step S500 of the electronic composite manufacturing method using a 3D printer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.
제S400단계 이후, 전극선 인쇄부(110)가 카트리지 제어부(102)를 제어하여 제1 재료로 인쇄하는 멀티잉크젯 프린팅 모드를 중지시킨다(S502).After step S400, the electrode line printing unit 110 controls the cartridge control unit 102 to stop the multi-inkjet printing mode in which the first material is printed (S502).
이어서, 전극선 인쇄부(110)가 인쇄된 작업 대상물 중에 전극선 인쇄를 위한 공간을 제외한 칩 또는 모듈의 양 끝단을 왁스로 고정시킨다(S504).Subsequently, the electrode line printing unit 110 fixes both ends of the chip or module in the printed object except for the space for electrode line printing with wax (S504).
뒤이어, 전극선 인쇄부(110)가 카트리지 제어부(102)를 제어하여 제2 재료로 인쇄하는 싱글메탈젯 프린팅 모드로 전환시킨다(S504).Subsequently, the electrode line printing unit 110 controls the cartridge control unit 102 to switch to a single metal jet printing mode in which printing with the second material is performed (S504).
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail through exemplary embodiments above, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. will be. Therefore, the scope of the present invention is limited to the described embodiments and should not be determined, and should be determined by all changes or modifications derived from the claims and the concept of equality as well as the claims to be described later.
100: 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치
102: 카트리지 제어부
102a: 센서모듈
102b: 보정모듈
104: 각도 계산부
104a: CCD카메라
106: 회동 제어부
108: 드릴/납땜부
108a: 드릴
108b: 납땜기
110: 전극선 인쇄부
110a: 고정부재
110b: 젯팅부
110c: 제거부
112: 이송 제어부100: Electronic composite manufacturing device using a 3D printer
102: cartridge control unit
102a: sensor module
102b: correction module
104: angle calculation unit
104a: CCD camera
106: rotation control unit
108: drill/solder
108a: drill
108b: soldering machine
110: electrode wire printing unit
110a: fixing member
110b: jetting part
110c: removal unit
112: transfer control unit
Claims (11)
업로드된 작업 대상 이미지를 스캔하고, 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물간의 각도를 계산하는 각도 계산부;
계산된
작업 대상 이미지와 대응하도록 인쇄된 작업 대상물에 구멍을 형성하고, 인쇄된 칩과 모듈에 납땜을 수행하는 드릴/납땜부;
인쇄된 작업 대상물 각각을 연결하는 전극선 인쇄를 위해 상기 카트리지 제어부의 잉크 토출을 제어하는 전극선 인쇄부; 및
작업대 상부에 위치한 곡면의 3차원 형상으로 인쇄된 작업 대상물 표면과, 작업 대상물을 인쇄하는 멀티잉크젯 프린터 및 전극선을 인쇄하는 싱글메탈젯 프린터의 노즐 끝단의 거리가 항상 일정하게 유지하도록 동기제어를 수행하는 이송 제어부를 포함하고,
인쇄된 전극선 전도도를 유지하기 위해 인쇄된 작업 대상물 중에 전극선 인쇄를 위한 공간을 제외한 칩과 모듈 장착의 양 끝단을 왁스로 고정시킨 후 전극선 인쇄를 위한 공간에 Ag 잉크를 원하는 높이만큼 젯팅하고, Ag 잉크가 완전히 굳으면 왁스를 녹여서 제거하여 전극선을 인쇄하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치.A cartridge control unit for controlling ejection of ink filled in a plurality of cartridges through multi-nozzles;
An angle calculation unit that scans the uploaded image to be processed and calculates an angle between the end of the cartridge nozzle and the object to be processed;
Calculated
A drill/solder unit for forming a hole in the printed work object to correspond to the work target image and performing soldering on the printed chips and modules;
An electrode line printing unit for controlling ink discharge by the cartridge control unit for printing electrode lines connecting each of the printed work objects; And
Synchronous control is performed so that the distance between the surface of the work object printed in a curved three-dimensional shape located on the top of the workbench and the tip of the nozzle of the multi-ink jet printer that prints the work object and the single metal jet printer that prints the electrode line is always constant. Includes a transfer control unit,
In order to maintain the printed electrode line conductivity, after fixing both ends of the chip and module mounting in the printed object except for the space for electrode line printing with wax, the Ag ink is jetted to the desired height in the space for electrode line printing. Electronic composite manufacturing apparatus using a 3D printer, characterized in that provided to print an electrode wire by melting and removing the wax when it is completely hardened.
상기 카트리지 제어부는,
상기 카트리지 각각의 노즐 끝단이 상/하 수평을 이루는지 여부를 감지하는 센서모듈; 및
감지결과를 토대로 어느 하나의 카트리지의 노즐 끝단을 기준으로 다른 하나의 카트리지 노즐 끝단이 수평을 이루도록 미세조정하는 보정모듈을
포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치.The method of claim 1,
The cartridge control unit,
A sensor module that detects whether the nozzle ends of each of the cartridges are vertically horizontal; And
Based on the detection result, a correction module that finely adjusts the nozzle end of the other cartridge to be horizontal based on the nozzle end of one cartridge is provided.
Electronic composite manufacturing apparatus using a 3D printer, comprising: a.
상기 각도 계산부는,
상기 카트리지로부터의 잉크 토출과 작업대 이송에 따라 실시간으로 가변되는 각도를 계산하되,
계산 각도는 카트리지 노즐 끝단을 기준으로 x축, y축 또는 z축으로 0도 내지 90도의
The angle calculation unit,
Calculate an angle that varies in real time according to ink discharge from the cartridge and transfer of the worktable,
The calculated angle is 0 to 90 degrees in the x-axis, y-axis, or z-axis with respect to the cartridge nozzle end.
상기 회동 제어부는,
상기
상기 θ각도는 x축 방향으로 수평 유지하도록 작업대 회동을 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치.The method of claim 1,
The rotation control unit,
remind
The electronic composite manufacturing apparatus using a 3D printer, characterized in that controlling the rotation of the worktable to keep the θ angle horizontal in the x-axis direction.
상기 드릴/납땜부는,
디스펜서에 구비되어 인쇄된 작업 대상물에 업로드된 작업 대상 이미지와 대응하도록 구멍을 형성하는 드릴; 및
인쇄된 칩과 모듈에 작업 대상 이미지와 대응하도록 납땜을 수행하는 납땜기를
포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치.The method of claim 1,
The drill/solder part,
A drill provided in the dispenser to form a hole so as to correspond to a work target image uploaded to the printed work target; And
A soldering machine that performs soldering on the printed chips and modules to match the target image.
Electronic composite manufacturing apparatus using a 3D printer, comprising: a.
상기 전극선 인쇄부는,
인쇄된 작업 대상물 중에 전극선 인쇄를 위한 공간을 제외한 칩 또는 모듈의 양 끝단을 왁스로 고정하는 고정부재;
전극선 인쇄를 위한 공간 Ag 잉크를 토출하는 젯팅부; 및
Ag 잉크가 경화된 후 전극선을 제외한 왁스를 녹이는 제거부를
포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 장치.The method of claim 1,
The electrode line printing unit,
A fixing member for fixing both ends of the chip or module in the printed object except for a space for printing an electrode line with wax;
A jetting unit for discharging the space Ag ink for electrode line printing; And
After the Ag ink is cured, the removal part that melts the wax excluding the electrode wire
Electronic composite manufacturing apparatus using a 3D printer, comprising: a.
(b) 각도 계산부가 업로드된 작업 대상 이미지를 스캔하고, 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물간의
(c) 회동 제어부가 계산된 각도에 따라 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물이 직각을 이루도록 작업대를 회동시키는 단계;
(d) 드릴/납땜부가 작업 대상 이미지와 대응하도록 인쇄된 작업 대상물에 구멍을 형성하고, 인쇄된 칩과 모듈에 납땜을 수행하는 단계;
(e) 전극선 인쇄부가 카트리지 제어부를 통해 카트리지에 충진된 제2 재료의 잉크 토출을 제어하는 단계; 및
(f) 카트리지 제어부가 전극선 인쇄부의 제어에 따라 작업 대상물 각각을 연결하는 전극선을 인쇄하는 단계를 포함하고,
상기 (f) 단계는,
인쇄된 전극선 전도도를 유지하기 위해, 인쇄된 작업 대상물 중에 전극선 인쇄를 위한 공간을 제외한 칩과 모듈 장착의 양 끝단을 왁스로 고정시킨 후 전극선 인쇄를 위한 공간에 Ag잉크를 원하는 높이만큼 젯팅하고, Ag 잉크가 완전히 굳으면 왁스를 녹여서 제거하여 전극선을 인쇄하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법.(a) controlling, by the cartridge control unit, ink discharge of the first material filled in the cartridge;
(b) The angle calculation unit scans the uploaded work target image, and between the end of the cartridge nozzle and the work target
(c) rotating the worktable so that the end of the cartridge nozzle and the work object form a right angle according to the calculated angle;
(d) forming a hole in the printed work object so that the drill/solder part corresponds to the work target image, and soldering the printed chips and modules;
(e) controlling, by an electrode line printing unit, ink ejection of the second material filled in the cartridge through the cartridge control unit; And
(f) a step of printing, by the cartridge control unit, electrode lines connecting each of the work objects under control of the electrode line printing unit,
The step (f),
In order to maintain the printed electrode line conductivity, after fixing both ends of the chip and module mounting in the printed object except the space for electrode line printing with wax, the Ag ink is jetted to the desired height in the space for electrode line printing. Electronic composite manufacturing method using a 3D printer, characterized in that provided to print an electrode line by melting and removing the wax when the ink is completely hardened.
상기 (a) 단계는,
(a-1) 카트리지 제어부가 카트리지 각각의 노즐 끝단이 상/하 수평을 이루는지 여부를 감지하는 단계; 및
(a-2) 상기 (a-1) 단계의 감지결과 상/하 수평이 이뤄지지 않는 경우, 카트리지 제어부가 어느 하나의 카트리지의 노즐 끝단을 기준으로 다른 하나의 카트리지 노즐 끝단이 수평을 이루도록 미세조정을 수행하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법.The method of claim 7,
The step (a),
(a-1) detecting, by the cartridge controller, whether the nozzle ends of each cartridge are horizontally vertically or not; And
(a-2) If the top/bottom horizontal is not achieved as a result of the detection in step (a-1), the cartridge control unit makes fine adjustments so that the other cartridge nozzle end is horizontal based on the nozzle end of one cartridge. Steps to take
Electronic composite manufacturing method using a 3D printer comprising a.
상기 (b) 단계는,
(b-1) 각도 계산부가 업로드된 작업 대상 이미지를 스캐닝하는 단계; 및
(b-2) 각도 계산부가 카트리지 노즐 끝단과 잉크가 도포되는 작업 대상물간의
포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법.The method of claim 7,
The step (b),
(b-1) scanning the uploaded work target image by an angle calculation unit; And
(b-2) The angle calculation part is between the end of the cartridge nozzle and the object to which ink is applied.
Electronic composite manufacturing method using a 3D printer comprising a.
상기 (c) 단계는,
(c-1) 회동 제어부가 상기
(c-2) 회동 제어부가 카트리지 노즐 끝단과 작업 대상물이 직각을 이루도록 작업대 회동을 제어하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법.The method of claim 7,
The step (c),
(c-1) the rotation control unit
(c-2) The rotation control unit controls the rotation of the worktable so that the end of the cartridge nozzle and the work object form a right angle.
Electronic composite manufacturing method using a 3D printer comprising a.
상기 (e) 단계는,
(e-1) 전극선 인쇄부가 카트리지 제어부를 제어하여 제1 재료로 인쇄하는 멀티잉크젯 프린팅 모드를 중지시는 단계;
(e-2) 전극선 인쇄부가 인쇄된 작업 대상물 중에 전극선 인쇄를 위한 공간을 제외한 칩 또는 모듈의 양 끝단을 왁스로 고정시키는 단계; 및
(e-3) 전극선 인쇄부가 카트리지 제어부를 제어하여 제2 재료로 인쇄하는 싱글메탈젯 프린팅 모드로 전환시키는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 전자 복합 제조 방법.The method of claim 7,
The step (e),
(e-1) stopping the multi-inkjet printing mode in which the electrode line printing unit controls the cartridge control unit to print with the first material;
(e-2) fixing both ends of the chip or the module with wax except for a space for electrode line printing among the printed object by the electrode line printing unit; And
(e-3) The step of converting the electrode wire printing unit to the single metal jet printing mode in which the second material is printed by controlling the cartridge control unit.
Electronic composite manufacturing method using a 3D printer comprising a.
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|---|---|---|---|
| KR1020180170545A KR102191293B1 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Apparatus for manufacturing electronic complexity using 3D printed and method therefor |
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| KR1020180170545A KR102191293B1 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Apparatus for manufacturing electronic complexity using 3D printed and method therefor |
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