KR102432757B1 - 프리프레그 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리프레그 제조장치에 관한 것으로서, 복수의 원료를 공급하는 원료공급부, 상기 원료를 혼합하는 믹서부, 상기 믹서부에서 믹싱된 상기 원료들이 저장되는 저장탱크, 상기 저장탱크에 저장된 믹싱 원료들이 공급되는 함침기, 상기 함침기에 유리섬유 직물을 공급하는 공급롤러부, 상기 공급롤러부에서 공급된 상기 유리섬유 직물가 상기 함침기에서 함침되도록 하는 함침롤러부, 상시 함침롤러부에서 함침된 상기 유리섬유 직물을 회수하는 회수롤러부, 상기 회수롤러부에서 회수된 상기 유리섬유 직물을 건조시키기 위한 건조부, 상기 건조부에서 건조된 상기 유리섬유 직물을 일정크기로 절단하여 프리프레그를 만드는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 PCB 제조를 위한 프리프레그 제조장치에 관한 것으로, 특히, 기존 메탈 PCB를 활용한 고방열 PCB의 한계를 극복하기 위한 고방열 PCB 제조에 사용되는 프리프레그를 만드는 장치에 관한 것이다.
종래의 메탈 PCB는 열전도가 빠르고 방열이 용이하여 칩에서 발생되는 고열을 알루미늄 PCB base로 방출하고 알루미늄은 대기류와 마찰하여 열을 식혀주는 장점이 있어 고출력 고휘도 LED의 경우에는 메탈베이스 기판을 사용하는데, 이때 base가 알루미늄 도체이므로 절연을 위해 별도 절연체를 사용하여야 하므로 다층 설계시에는 그 한계가 있었다.
또한, 가공이 어려워 제품의 디자인에 제약이 따르며, 원판 가격이 삐싸서 고가의 비용이 발생하고, 알루미늄 재질 사용으로 인해 기존 PCB에 비해 무거운 중량의 문제가 있었다.
특허공개번호 제10-2020-0074597호의 "전기전도성을 갖는 PTFE-CNT 복합소재 제조방법"에는 전기전도서을 개선하기 위한 PTFE-CNT 복합소재 제조방법에 대해 개시하고 있으나 실제 균일분산을 위한 알루미늄 파우더 함침 장치 및 방법에 대해 개시된 바는 없다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 메탈 베이스 PCB의 무거운 단점과 디자인의 제약이 따르는 단점을 극복하고자 유연한 글래스 파이버 소재에 알루미늄 파우더와 CNT를 혼합하여 고방열이 가능하면서도 유연한 PCB 기판을 제조하기 위한 프리프레그를 만드는데 그 목적이 있다.
본 발명은 프리프레그 제조장치에 관한 것으로서, 복수의 원료를 공급하는 원료공급부, 상기 원료를 혼합하는 믹서부, 상기 믹서부에서 믹싱된 상기 원료들이 저장되는 저장탱크, 상기 저장탱크에 저장된 믹싱 원료들이 공급되는 함침기, 상기 함침기에 유리섬유 직물을 공급하는 공급롤러부, 상기 공급롤러부에서 공급된 상기 유리섬유 직물가 상기 함침기에서 함침되도록 하는 함침롤러부, 상시 함침롤러부에서 함침된 상기 유리섬유 직물을 회수하는 회수롤러부, 상기 회수롤러부에서 회수된 상기 유리섬유 직물을 건조시키기 위한 건조부, 상기 건조부에서 건조된 상기 유리섬유 직물을 일정크기로 절단하여 프리프레그를 만드는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 원료공급부는 에폭시 성분의 레진이 공급되는 레진공급부, 용제가 공급되는 용제공급부, 및 알루미늄 파우더, 경화제 및 CNT가 공급되는 첨가제 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 함침기는 하단부에 복수개의 회전형 스크류를 포함하고, 상기 회전형 스크류 사이에는 복수개의 노즐을 통해 공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 함침기의 상단부에는 음파발생기 또는 압전진동자가 측면에 복수개 배치되어 상기 믹싱 원료들의 분산을 도와주는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 음파발생기 또는 압전진동자는 상기 함침롤러부가 위치한 상기 함침부의 측면에 복수개 설치되어 상기 유리섬유 직물 주변에서의 상기 믹싱원료들의 분산을 도와주는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 프리프레그 제조장치에 의해 제조된 프리프레그를 활용하여 PCB를 제조하게 되면 종래의 메탈 베이스 PCB의 무거운 단점을 극복가능하다.
또한, 유연한 유리섬유 직물에 고방열이 가능한 알루미늄 파우더와 CNT를 함침시키게 된 것이므로 고방열이면서도 디자인의 제약이 없는 PCB 제조가 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 프리프레그 제조장치에 관한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 함침기에 관한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 함침기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 프리프레그(prepreg) 제조장치(1)에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 레진을 공급하는 레진공급부(11)와 용제를 공급하는 용제공급부(12), 알루미늄 파우더, 경화제, 및 CNT등을 공급하는 첨가제 공급부(13)로 구성된 원료공급부(10)에서 복수의 원료를 공급하게 된다.
원료공급부(10)에서 공급된 레진, 용제, 알루미늄 파우더, 경화제, CNT등은 믹서부(20)에서 믹싱된다.
믹싱을 원활히 하기 위해 믹서부(20)에는 복수개의 회전체를 내부에 구비하여 레진공급부(11), 용제공급부(12), 첨가제공급부(13)에서 공급된 원료들이 혼합이 이루어진다.
혼합된 원료들은 저장탱크(30)로 공급되어 저장되게 된다.
저장탱크(30)에 저장된 혼합원료들은 함침기(40)에 공급되는데 이때 함침기에는 수위 조절센서(미도시)가 부착되어 일정량의 수위가 유지되도록 한다.
유리섬유 직물(100)이 함침기(40)에 함침되면서 함침기에 공급된 혼합원료 수위가 줄어들기도 하고, 증발등을 통해서도 자연 손실되면서도 수위가 줄어들게 되는데 이 때 일정 수위를 유지하는 것은 유리섬유 직물에 함침되는 첨가제의 양을 일정하게 하여 균질의 프리프레그를 제조하기 위한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 함침기(40)에는 공급된 알루미늄 파우더, CNT 등이 무거워 하부로 가라앉게 되면 균일한 함침이 유리섬유 직물에 제공되지 못하는 문제점이 있어, 함침기(40)에 침전되는 첨가제들을 다시 부유시키기 위한 복수개의 회전형 스크류(41)가 장착되어 회전하게 된다.
복수개의 회전형 스크류(41)가 일정주기로 회전하면서 가라앉은 첨가제들을 다시 부유시키기된다.
이때 복수개의 회전형 스크류(41)로만으로 함침기(40) 하단에 가라앉는 첨가제들을 부유시키는데 한계가 있게 되므로 복수개의 회전형 스크류(41) 사이에는 복수개의 공기를 공급해 주는 노즐(42)이 구비되어 회전형 스크류(41)의 회전과 동시에 공기 분사도 이루어지게 하여 첨가제를 교반시키는 추가적인 역할을 수행한다.
또한, 지나치게 교반이 세게 이루어질 경우, 첨가제가 함침기(40) 내에서 불균일하게 분포될 수 있으므로 회전형 스크류(41)의 회전 속도와 공기를 공급해 주는 노즐(42)에서의 공기 공급압을 일정 수준이하로 설정하여 첨가제가 일정하게 상승하는 역할만 수행하게 하고, 상승된 첨가제는 함침기(40)의 측벽에 설치된 음파발생기 또는 압전진동자(43)의 작동을 통해 일정 수위 이상에서는 음파발생기 또는 압전진동자(43)의 영향으로 미세진동이 함침기(40) 내에 생성되어 첨가제가 균일 분산되도록 도와준다.
이때, 공기를 공급해주는 노즐(42)은 도면상에서는 수직으로 향하고 있으나, 노즐(42) 방향이 가변가능하여, 회전형 스크류(41)를 바라보는 방향으로 복수개의 노즐(42)이 지그재그로 좌측 회전형 스크류(41) 및 우측 회전형 스크류(41)를 바로보는 방향으로 회전되게 설치가능하고, 이를 통해 분사된 공기가 회전하는 회전형 스크류(41)와 충돌하면서 와류가 발생하면서 교반이 원활하면서도 지나치게 큰 상승기류만을 형성하는 것을 방지할 수도 있다.
이렇게 되면 유리섬유 직물(100)에 코팅되는 첨가제가 균질한 두께와 분포를 보여 품질면에서 균일한 프리프레그를 얻을 수 있는 장점이 있다.
음파발생기 또는 압전진동자(43)는 함침기(40)의 양 측벽에 일정간격으로 배치하게 되고, 더욱 바람직하게는 유리섬유 직물(100)이 함침되어 함침기(40)의 내부에서 이동하게 되는 함침롤러부(60)의 주변에 배치함으로써 첨가제가 균질하게 유리섬유 직물(100) 주변에 분포하도록 하게 한다.
유리섬유 직물(100)은 공급롤러부(50)를 통해 함침기(40)로 공급되고 함침기(40)의 내부에서는 함침롤러부(60)를 통해 함침기(40) 내부에서 이동하게 된다.
함침이 끝난 유리섬유 직물(100)은 회수롤러부(70)를 통해 함침기(40) 외부로 나오게 되고, 이후 건조부(90)를 관통하면서 유리섬유 직물(100)에 함침된 첨가제들이 건조되게 된다.
함침과 건조가 끝난 유리섬유 직물(100)은 일정 사이즈로 절단부(80)를 통해 절단되어 프리프레그(200)가 완성되고 된다.
완성된 프리프레그(prepreg)를 이용하여 고방열 PCB가 제조된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 프리프레그 제조장치 10: 원료공급부
11: 레진공급부 12: 용제공급부
13: 첨가제 공급부 20: 믹서부
30: 저장탱크 40: 함침기
41: 회전형 스크류 42: 노즐
43: 진동자 50: 공급롤러부
60: 함침롤러부 70: 회수롤러부
80: 절단부 100: 유리섬유 직물
200: 프리프레그
11: 레진공급부 12: 용제공급부
13: 첨가제 공급부 20: 믹서부
30: 저장탱크 40: 함침기
41: 회전형 스크류 42: 노즐
43: 진동자 50: 공급롤러부
60: 함침롤러부 70: 회수롤러부
80: 절단부 100: 유리섬유 직물
200: 프리프레그
Claims (5)
- 복수의 원료를 공급하는 원료공급부;
상기 원료를 혼합하는 믹서부;
상기 믹서부에서 믹싱된 원료들이 저장되는 저장탱크;
상기 저장탱크에 저장된 믹싱 원료들이 공급되는 함침기;
상기 함침기에 유리섬유 직물을 공급하는 공급롤러부;
상기 공급롤러부에서 공급된 상기 유리섬유 직물이 상기 함침기에서 함침되도록 하는 함침롤러부;
상기 함침롤러부에서 함침된 상기 유리섬유 직물을 회수하는 회수롤러부;
상기 회수롤러부에서 회수된 상기 유리섬유 직물을 건조시키기 위한 건조부; 및
상기 건조부에서 건조된 상기 유리섬유 직물을 일정크기로 절단하여 프리프레그를 제조하는 절단부를 포함하며,
상기 함침기는 하단부에 복수개의 회전형 스크류를 포함하고,
상기 회전형 스크류 사이에는 복수개의 노즐을 통해 공기를 공급하며,
상기 노즐은 지그재그로 좌측 회전형 스크류 및 우측 회전형 스크류를 바라보는 방향으로 회전가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 프리프레그 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 원료공급부는 에폭시 성분의 레진이 공급되는 레진공급부;
용제가 공급되는 용제공급부; 및
알루미늄 파우더, 경화제 및 CNT가 공급되는 첨가제 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리프레그 제조장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 함침기의 상단부에는 음파발생기 또는 압전진동자가 측면에 복수개 배치되어 상기 믹싱 원료들의 분산을 도와주는 것을 특징으로 하는 프리프레그 제조장치. - 제4항에 있어서,
상기 음파발생기 또는 상기 압전진동자는 상기 함침롤러부가 위치한 상기 함침기의 측면에 복수개 설치되어 상기 유리섬유 직물 주변에서의 상기 믹싱원료들의 분산을 도와주는 것을 특징으로 하는 프리프레그 제조장치.
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