KR102572046B1 - 베이퍼챔버 제조장치 - Google Patents

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KR102572046B1
KR102572046B1 KR1020220136107A KR20220136107A KR102572046B1 KR 102572046 B1 KR102572046 B1 KR 102572046B1 KR 1020220136107 A KR1020220136107 A KR 1020220136107A KR 20220136107 A KR20220136107 A KR 20220136107A KR 102572046 B1 KR102572046 B1 KR 102572046B1
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정상무
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주식회사 화인프리시젼
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D15/0233Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular

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Abstract

본 발명은 베이퍼 챔버의 제조장치에 대한 것으로, 자동화한 장치의 연계로 제조시간을 절감할 수 있도록 하면서도 대량으로 생산 및 양질의 베이퍼 챔버를 제조할 수 있도록 한 베이퍼 챔버 제조장치에 관한 것으로, 베이퍼 챔버를 제작하는 과정을 하나의 시스템안에서 연속공정으로 구현할 수 있도록 작동유체의 주입을 위한 과정, 가압, 용접 등의 상세 과정을 하나의 시스템 내에서 구현할 수 있도록 자동화하여 공정효율을 극대화할 수 있도록 한다.

Description

베이퍼챔버 제조장치{Manufacturing apparatus of Vapor chamber}
본 발명은 베이퍼 챔버의 제조장치에 대한 것으로, 자동화한 장치의 연계로 제조시간을 절감할 수 있도록 하면서도 대량으로 생산 및 양질의 베이퍼 챔버를 제조할 수 있도록 한 베이퍼 챔버 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 베이퍼 챔버(vapor chamber)는 평판형의 디바이스 또는 원형의 히트파이프형 디바이스로 제작되는데, 박형에 의한 슬림화 구현을 위해 주로 평판형 디바이스로 많이 제작된다.
이러한 베이퍼 챔버는 열을 효율적으로 수송할 수 있도록 된 히트파이프의 일 유형으로서, 방열 기능을 담당하도록 구비된다.
통상 평판형의 디바이스로 제작되는 베이퍼 챔버는 상판과 하판의 사이에 밀폐된 중공(中空)을 형성하고 그 중공 내에 물이나 알콜 등의 작동유체가 주입되며, 작동유체가 주입된 상판과 하판의 중공 상에는 다공성 구조에 의한 윅(wick)이 상하측에 한쌍 구조로 설치되어 증발부와 응축부를 형성함으로써 삼투압의 모세관 현상을 이용한 작동유체의 이동을 지원하여 방열 기능을 발휘하도록 구비된다.
즉, 열원에 의해 작동유체가 가열되면 윅(wick) 측 증발부에서 증발이 일어나고 기상(氣相)의 작동유체가 저온 영역인 윅(wick) 측 응축부로 이동하게 되며, 저온 영역에 존재하는 기상의 작동유체는 냉각되어 응축된다. 이를 통해 증발부에서 작동유체가 수취한 열은 베이퍼 챔버의 외부로 방출된다.
이때, 응축된 작동유체는 다공성 구조를 갖는 (wick) 측 모세관 현상에 의해 이동하여 증발부로 돌아가며, 증발부로 돌아온 작동유체는 다시 증발하여 저온 영역으로 이동하는 과정을 반복하게 된다.
이와 같이, 베이퍼 챔버는 작동유체의 증발 및 응축의 반복에 의해 잠열(潛熱)을 이용하여 열의 수송을 수행함으로써 방열기능을 발휘하는 것으로서, 작동유체 측 액체와 기체간의 상변화를 이용하여 방열을 수행하는 방식이다.
이러한 평판형의 디바이스로 제작되는 종래 베이퍼 챔버는 스마트폰 등 전자기기의 냉각 등에 많이 사용되고 있다.
한편, 상기와 같은 구조 및 기능을 위한 베이퍼 챔버는 상판과 하판의 밀폐를 위한 접합시 고온에서 상판과 하판의 재료를 녹여 붙이는 브레이징 용접방식, 반도체 접합에서 활용되는 확산접합(diffusion bonding) 방식 등이 주로 사용된다.
그런데, 상기의 종래 기술에 사용되는 용접 또는 접합 방식들은 대부분이 고온의 환경에서 이루어지고 어느 정도의 작업시간을 갖는 방식으로서, 상판과 하판 측 산화가 발생되거나 금속 재질이 연화되는 등 제작되는 베이퍼 챔버 측 내구성에 문제가 발생되고 품질 저하의 문제가 있으며, 가공비가 높은 문제점 및 대량 생산에 적합하지 않다.
또한, 작동유체를 주입하는 과정이 미세한 주사기를 이용하여 수동으로 작업을 수행하는 작업공정이 병행되어, 공정의 효율성이 떨어지게 되며, 산화 방지를 위해 베큠 룸(vacuum room)의 내부에 상판과 하판을 설치하는 공정 및 내부를 진공화하는 공정이 필수적으로 요구되므로 작업공정이 길어지고 베큠 룸(vacuum room) 장비를 사용하므로 가공비가 높아지고 대량 생산이 어려운 문제점을 지니고 있다.
한국공개특허 제2015-0091905호 한국공개특허 제2021-0138333호
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 베이퍼 챔버를 제작하는 과정을 하나의 시스템안에서 연속공정으로 구현할 수 있도록 작동유체의 주입을 위한 과정, 가압, 용접 등의 상세 과정을 하나의 시스템 내에서 구현할 수 있도록 자동화하여 공정효율을 극대화할 수 있는 베이퍼 챔버의 제조장치를 제공하는 데 있다.
특히, 세부 공정에서 구현하는 또 다른 목적으로 베이퍼챔버와 튜브 조립체로 구성되는 구조물에 작동유체를 주입하는 디스펜서모듈을 구비하여 해당 공정을 자동화하며, 프로브와 튜브체의 어라인과 삽입, 주입의 공정을 자동화할 수 있으며, 어라인 착오로 인한 프로브 손상을 혁신적으로 배제하여, 신속하고 정확한 공정을 구현할 수 있도록 할 수 있는 시스템 구조룰 구축할 수 있도록 하는데 있다.
나아가, 연속공정으로 구현되는 베이퍼챔버의 제조공정 중, 탈기 공정과 밀봉 공정을 구현하는 튜브가공 및 탈기 장치 구조를 구비하여, 베이퍼 챔버의 내부에 작동유체를 주입하고 튜브체의 가공공정에서, 베이퍼 챔버에서 튜브체를 제거하는 과정에서, 자동으로 튜브체의 밀봉을 구현하며 가스를 제고하는 과정과 리크 여부를 동시에 확인할 수 있도록 하여, 제조되는 베이퍼 챔버의 품질 신뢰성을 높일 수 있도록 하는데, 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 수용공간(S)이 형성되는 몸체(M)와 상기 몸체(M)에 일부가 내삽되어, 수용공간(S)와 연통하는 튜브(18)을 구비하는 베이퍼 챔버(VC:10); 상기 베이퍼 챔버(10)의 말단부에 튜브 연결부(16)가 베이퍼 챔버 본체부(11)에 연결되는 조립체로 구현되며, 상기 조립체를 로딩하는 로딩모듈(100); 상기 로딩모듈(100)에서 유입되는 조립체를 어라인하여, 상기 튜브(18)에 디스펜서 니들이 가이드 되어 자동으로 작동유체(DI water)가 튜브를 통해 베이퍼 챔버 본체부(11)에 주입을 수행하는 디스펜서 모듈(200); 상기 디스펜서 모듈(200)에서 작동유체를 주입받는 조립체의 튜브 부위를 가압을 통해 밀봉하며, 내부의 가스를 배기하는 과정을 수행하는 디가싱모듈(300); 튜브에 있는 작동유체를 상기 베이퍼 챔버 내의 메쉬로 올려보내는 히팅모듈(400); 상기 튜브가압 및 디게싱모듈(300)을 통해 튜브 밀봉이 이루어진 조립체에 대하여, 튜브연결부(16)과 본체부(11)의 연결부위를 상하에서 가압하여 프레싱하는 프레스바(510)를 구비하는 프레싱모듈(500); 상기 프레스바(510)에서 가압된 부위에 대한 용접을 수행하는 용접모듈(600) 및 상기 용접모듈(600)을 경유한 조립체의 용접부위를 절단하는 절단모듈(700);을 포함하는, 베이퍼 챔버 제조장치를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 베이퍼 챔버를 제작하는 과정을 하나의 시스템안에서 연속공정으로 구현할 수 있도록 작동유체의 주입을 위한 과정, 가압, 용접 등의 상세 과정을 하나의 시스템 내에서 구현할 수 있도록 자동화하여 공정효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따르면, 연속공정으로 이어지는 과정에서, 베이퍼 챔버에 작동유체를 주입하는 디스펜서 모듈을 구축하여, 내부에 메쉬체를 구비하는 베이퍼 챔버_튜브 결합체에, 작동유체를 주입하는 마이크로 프로브가 결합하는 과정을 자동화하며, 동시에, 정확한 어라인을 통한 가이드부에 튜브체와 프로브가 끼움되는 구조로 결합하여 상호간에 최종 내삽구조로 결합하여 작동유체를 주입할 수 있도록 한다.
이러한 과정을 통해, 프로브와 튜브체의 어라인과 삽입, 주입의 공정을 자동화할 수 있으며, 어라인 착오로 인한 프로브 손상을 혁신적으로 배제하여, 신속하고 정확한 공정을 구현할 수 있도록 할 수 있는 효과를 구현할 수 있다.
또한, 디스펜서 모듈의 공정과 연속하는 공정을 자동화하여 진행하도록 탈기 및 튜브가공 과정을 구현하는 디가싱모듈을 구축하여, 베이퍼 챔버의 내부에 작동유체를 주입하고 튜브체의 가공공정에서, 베이퍼 챔버에서 튜브체를 제거하는 과정에서, 자동으로 튜브체의 밀봉을 구현하며 가스를 제고하는 과정과 리크 여부를 동시에 확인할 수 있도록 하여, 제조되는 베이퍼 챔버의 품질 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 베이퍼 챔버의 제조과정을 개념적으로 도시한 모식도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베이퍼 챔버 제조장치의 전체 상부 평면도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 베이퍼 챔버 제조장치 중, 베이퍼 챔버에 작동유체를 주입하는 과정을 주도하는 디스펜서모듈(이하, '본 모듈'이라 한다.)의 사시 개념도를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 구조를 확대한 것이며, 도 5는 도 4에서 X-X'라인의 단면을 도시한 것이며, 도 6은 도 5를 확대한 확대도이며, 도 7은 주입유닛(220) 내부의 구조를 도시한 요부 확대도이다. 도 8은 도 7의 상세 확대도이다.
도 9 내지 도 16은 본 발명의 구조 및 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 베이퍼 챔버 제조장치 중, 베이퍼 챔버에 작동유체를 주입한 이후, 베이퍼 챔버 내부의 가스를 제거하는 탈기(디가싱, desing)를 수행하는 장치의 사시 개념도를 도시한 것이다.
도 18 및 도 19는, 도 17의 주요 부분에 대한 확대도 및 단면 개념도를 도시한 것이다.
도 20 내지 도 26은 본 발명의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
1. 베이퍼챔버의 구조 및 통합 제조공정
전체적으로, 본 발명은 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명은, 전도성 재질의 금속 상판과 하반이 결합하고, 내부의 수용공간(S)에 작동유체가 흡수되는 메쉬체(12)를 구비하는 베이퍼 챔버를 제조하는 장치 구조를 제공할 수 있도록 한다. 이러한 장치는 각각의 기능을 하는 기능별로 모듈을 형성하여, 상호 연계하여 하나의 시스템 장치 내에서 베이퍼 챔버를 로딩 및 제조가 일원화하여 구현될 수 있도록 한다.
이를 위한 구성으로, 본 발명은, 베이퍼 챔버(10)의 말단부에 튜브 연결부(16)가 베이퍼 챔버 본체부(11)에 연결되는 조립체로 구현되며, 상기 조립체를 로딩하는 로딩모듈(100), 상기 로딩모듈(100)에서 유입되는 조립체를 어라인하여, 상기 튜브(18)에 디스펜서 니들이 가이드 되어 자동으로 작동유체(DI water)가 튜브를 통해 베이퍼 챔버 본체부(11)에 주입을 수행하는 디스펜서 모듈(200), 상기 디스펜서 모듈(200)에서 작동유체를 주입받는 조립체의 튜브 부위를 가압을 통해 밀봉하며, 내부의 가스를 배기하는 과정을 수행하는 튜브가압 및 디게싱모듈(300), 상기 튜브가압 및 디게싱모듈(300)을 통해 튜브 밀봉이 이루어진 조립체에 대하여, 튜브연결부(16)과 본체부(11)의 연결부위를 상하에서 가압하여 프레싱하는 프레스바(510)를 구비하는 프레싱모듈(500), 상기 프레스바(510)에서 가압된 부위에 대한 용접을 수행하는 용접모듈(600) 및 상기 용접모듈(600)을 경유한 조립체의 용접부위를 절단하는 절단모듈(700)을 포함하여 구성될 수 있도록 한다.
구체적으로 상술한 본 발명의 장치 및 기능을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 것과 같이, 베이퍼 챔버(10)의 경우, 전도성 재질의 금속 상판과 하반이 결합하고, 내부의 수용공간(S)에 작동유체가 흡수되는 메쉬체(12)를 구비하는 구조로 구현된다.
후술하는 본 발명에 로딩되는 구조체는, 도 1에 도시된 구조와 같이, 베이퍼 챔버(10)의 말단부에 튜브 연결부(16)가 베이퍼 챔버 본체부(11)에 형성되는 구조로 구현된 형태가 로딩되어 작업이 이루어지게 된다.
전체적인 작업공정은, 도 1에 (a) 도시된 튜브(18)와 베이퍼 챔버 본체부(11)가 결합된 형태의 조립체 구조물(이하, '조립체')이 도 2에 도시된 로딩모듈(100)에 의해 로딩되게 된다.
이후, 도 1 (b) 및 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 튜브(18)에 디스펜서 모듈의 프로브가 가이드 되어 자동으로 작동유체(DI water)가 튜브를 통해 베이퍼 챔버 본체부(11)에 주입이 이루어지게 된다.
이 과정은 도 2에 도시된 디스펜서 모듈(200)에 의해 진행되게 되며, 특히 본 발명의 디스펜서 모듈(200)은, 내부에 상술한 튜브 가이드부(221: 도 3참조)를 구비하고, 가이드부(221)에 프로브와 튜브가 내삽되는 구조로 가이드 되어 상호간에 결합하고, 프로브를 통해서 작동유체가 주입되게 된다.(이에 대해서는 디스펜서 모듈의 구조를 통해 후술하기로 한다.)
다음으로, 도 1 (c) 및 도 2에 도시된 것과 같이, 작동유체가 주입된 베이이퍼 챔버-튜브조립체를 로딩받아, 튜브의 말단에 진공형성장치를 통해 가스를 탈기하면서 동시에 튜브를 가압하여 밀봉하는 과정이 수행된다. 본 과정은, 튜브 내에 잔류하는 잔여 가스를 배출하며, 튜브를 상하에서 프레스하여 접합 밀동을 수행하고, 진공형성장치를 통해 지속적으로 흡기를 수행하여 디게싱을 수행하게 된다. 튜브 접합과정 전에는 가스를 제거하는 디게싱이 이루어지며, 튜브가 밀동된 다음에는 밀봉된 부분에 리크가 있는지를 진공형성장치의 흡기 과정을 통해서 확인하게 된다. 이러한 과정은 도 2에 도시된 디게싱모듈(300)을 통해서 구현되도록 한다.
이후, 도 1 (d)에 도시된 것과 같이, 튜브연결부(16)과 본체부(11)의 연결부위를 상하에서 가압하여 프레싱하는 프레싱과정이 수행되며, 이후 해당부위를 초레이저를 통해 용접하는 레이저 용접과정이 수행될 수 있도록 한다.
이러한 프레싱과정은, 도 2에서 프레싱모듈(500)에서 수행할 수 있도록 한다. 상기 프레싱모듈(500)은 수평방향으로 진입하는 튜브 및 베이퍼 챔버 결합구조물을 로딩하고, 튜브연결부(16)과 본체부(11)의 연결부위를 상하에서 가압하여 프레싱하는 프레스바(510)가 상하에서 진입하여 가압과정을 수행하게 된다. 용접과정은 도 2에 도시된 것과 같이, 용접모듈(600)에서 레이저 용접을 수행하게 된다.
이후, 도 1 및 도 2에 도시된 절단모듈(700)에서 절단팁(710)을 상하에서 작동시켜, 수평방향으로 진입하는 튜브 및 베이퍼 챔버 결합구조물의 연결부위를 절단하여 최종 베이퍼 챔버를 형성하게 된다.
이렇게 형성된 베이퍼챔버는, 도 2에서와 같이, 비전 검사모듈(800)을 통해 검사를 수행하게 된다. 일예로서, 본 발명에서는 2D vision과 BCR를 구비하여 검사를 수행할 수 있도록 구성할 수 있다. 물론, 비전 검사모듈의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 영상 및 광검사모듈을 추가로 장착할 수 있다.
이후, 언로딩모듈(900)을 통해 최종 제작된 베이퍼챔버(VC)를 배출할 수 있도록 한다.
이하에서는, 도 1 및 도 2에서 상술한 '조립체'를 로딩받아, 작동유체를 주입하는 모듈인 디스펜서 모듈의 구성과 작동과정을 설명한다.
2. 디스펜서 모듈(200)의 구성 및 작동과정
디스펜서모듈(200)은, 베이퍼 챔버를 제조하는 과정에서, 베이퍼 챔버와 튜브가 조립되는 도 1의 (a) 구조체(이하, '조립체'라 한다.)를 로딩하여, 도 1의 (b)의 과정을 수행하는 장치 구조물에 해당한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 장치는, 수용공간(S)이 형성되는 몸체(M)와 상기 몸체(M)에 일부가 내삽되어, 수용공간(S)와 연통하는 튜브(18)을 구비하는 베이퍼 챔버(VC:10)와, 상기 베이퍼 챔버를 안착시키는 적어도 하나 이상의 안착부(211)를 구비하는 로딩부(L)와, 상기 로딩부(L)를 전진 또는 후진 시키는 구동부(212)를 포함하는 로딩유닛(210), 상기 로딩유닛(210)과 이격되어 배치되며, 상기 로딩유닛(210)이 접근하여 상기 튜브(18)이 내삽되는 가이드부(221)를 포함하는 주입유닛(220), 상기 로딩유닛(210)이 배치되는 반대쪽에 배치되며, 상기 주입유닛(220)에 접근하여, 상기 가이드부(221)에 내삽되는 프로브(231) 및 작동유체공급부(232)를 포함하는 디스펜서유닛(230)을 포함하여 구성될 수 있도록 한다.
이러한 구조는, 다수의 베이퍼 챔버와 튜브의 조립체를 안착부(211)에 안착한 상태로, 로딩유닛(210)이 중심에 배치되는 주입유닛(220) 쪽으로 이동(1차 이동)하여, 주입유닛(220) 내부로 튜브(18)가 진입하도록 하며, 이후, 반대편에 배치되는 디스펜서 유닛쪽으로, 주입유닛(220)과 로딩유닛(210)이 함께 2차 이동하며, 이후, 디스펜서유닛(230)이 주입유닛(220)에 접근하는 3차 이동을 수행하여, 프로브(231)가 주입유닛(220) 내부로 진입하여, 이미 가이드되어 위치가 세팅된 튜브체에 끼움 결합식으로 진입하고, 이후 작동유체를 공급하는 방식으로 작동하게 된다.
도 4 내지 도 8을 참조하여, 상술한 디스펜서 모듈의 세부구성을 설명한다.
도 4는 도 3의 구조를 확대한 것이며, 도 5는 도 4에서 X-X'라인의 단면을 도시한 것이며, 도 6은 도 5를 확대한 확대도이며, 도 7은 주입유닛(220) 내부의 구조를 도시한 요부 확대도이다. 도 8은 도 7의 상세 확대도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 장치는, 주입유닛(220)을 중심으로, 양쪽 측면에 로딩유닛(210)과 디스펜서 유닛(230)이 상호 대향되게 배치되어 있다.
상기 로딩유닛(210)은, 주입유닛(220)의 일측 방에 배치되며, 구동부(212)의 상부에 연결되는 구조로 형성되며, 상기 구동부(212)는 상기 로딩유닛(210)을 주입유닛(220) 쪽으로 전진시키거나, 후퇴시키는 동작을 수행할 수 있도록 한다.
상기 로딩유닛(210)은, 플레이트 구조의 로딩부(L)를 구비하여, 상기 로딩부(L)의 상부에는 도 1에 도시된 것과 같이, 베이퍼 챔버와 튜브가 조립된 '조립체'가 안착할 수 있도록 하는 안착부(211)가 다수 형성되도록 한다.
상기 안착부(211)은 상기 로딩부(L) 상부면에 중심부를 향하여 요입홈이 구성되는 구조로 구현되며, 상기 요입홈은 베이퍼 챔버의 평면 형상에 대응되도록 구성되어, 베이퍼 챔버 튜브 조립체가 안착시 흔들리지 않고 안정적인 위치로 고정될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
이 경우, '조립체'의 말단에 돌출되는 튜브(18)는, 로딩부(L)의 외부를 향해 노출되는 구조로 배치될 수 있도록 하며, 이는, 상기 로딩부(L)이 전진을 통해 상기 주입유닛(220)에 접근하여, 주입유닛(220)에 튜브 구조물이 끼움 결합할 수 있도록 하는 직선형 구조의 홀형상으로 마련되는 가이드부(221)에 상기 튜브(18)가 어긋남 없이 정확하게 삽입되어 진입할 수 있도록 하기 위함이다.
구체적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 주입유닛(220)은, 내부에 관통되는 구조의 가이드부(221)가 형성되는 가이드하우징(H)과, 상기 가이드하우징(H)의 일측에 돌출구조로 배치되어, 접근하는 로딩유닛(210)과의 설정거리를 확보하는 스토퍼부재(T), 상기 가이드하우징(H)의 하단에 배치되어, 탄성에 의해 가이드 하우징(H)의 정위치 복귀를 유도하는 완충부재(U), 상기 가이드하우징(H) 하단에 배치되어 구동모터에 의한 이동를 가이드 하는 가이드레일(225)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가이드하우징(H)는 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 내부에 가이드부(221)가 구현되며, 상기 가이드부(221)는, 곡률이 없는 구조의 선형 통로구조로 구현되며, 양쪽에 배치되는 로딩유닛(210)에서 접근하는 튜브(18)와 반대방향에서 진입하는 프로브(231) 양쪽이 상기 가이드부(221)에 진입하여 상호 끼움 결합하는 형식으로 인서트될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
특히, 도 6에 도시된 가이드부(221)의 구조에서는, 일측이 쐐기형상의 입구를 형성하여 튜브(18)이 용이하게 진입할 수 있도록 구성될 수 있도록 하며, 이러한 구조는 일측 또는 양쪽 모두 구현할 수 있도록 한다.
이러한 가이드부(221)의 존재는, 미세한 마이크로 프로브(231)와 튜브(18)이 상호 슬라이딩 형식으로 결합을 하는 어라인을 사전에 보조하여 어라인 미스로 인한 마이크로 니들의 파손을 방지하고, 정확한 결합을 유도하여 프로브가 튜브(18)을 통과하여 베이퍼챔버의 내부로 작동유체를 용이하게 주입할 수 있도록 하는 기능을 구현하게 한다.
상기 스토퍼부재(T)는 상기 가이드하우징(H)의 일측에 돌출구조로 구성되는 구조물로, 로딩유닛(210)이 주입유닛(220)에 접근하면서, 튜브(18)이 상기 가이드부(221)로 진입하는 동작이 수행되는 경우, 튜브(18)이 가이드부(221)의 폭을 과도하게 넘어서 진입하지 않도록 로딩유닛(210)의 로딩부(L)의 측면에 접촉하여 로딩유닛(210)을 정지시키는 기능을 수행한다.
상기 완충부재(U)는 주입유닛(220)의 하부에 배치되며, 탄성을 통해, 작동유닛의 위치를 제자리로 복귀시키는 기능을 수행하는 구성이다. 구체적으로, 도 5에 도시된 것과 같이, 완충부재(U)는 가이드하우징(H)의 하부 측면에 결합되어 고정되며, 확장플레이트(U1)에 일단이 고정된 구조로, 확장플레이트(U1)이 가이드구동축(W)를 따라서 확장하게 되면, 고정되어 있는 완충부재(U)가 늘어나면서, 탄성력이 인가되게 된다.
이러한 동작은, 로딩유닛(L)의 튜브(18)가 가이드부(221)에 진입하여 결합된 상태에서, 디스펜서 유닛(230) 쪽으로 가이드구동축(W)에 의해 움직이게 되는 데, 이때, 완충부재(U)가 고정위치에서 확장이 되면서 탄성력을 발휘하는 상태로 유지게 되게 된다.
이후, 일정한 간격 범위까지, 로딩유닛(L)의 튜브(18)가 가이드부(221)에 진입하여 결합된 상태의 구조물이 이동하고 정지한 상태에서, 디스펜서 유닛(230)이 점진적으로 접근하여, 프로브(231)가 가이드부(221)에 진입하게 되며, 이후, 프로브(231)와 튜브(18)이 결합하고, 작동유체를 주입이 완료되게 된다.
작동유체를 주입을 수행하기 위해, 본 발명에서의 상기 디스펜서유닛(230)은, 상기 주입유닛(220)과 이격되어 배치되며, 상기 가이드부(221)에 내삽되며, 상기 튜브(18)의 내부로 내삽되도록 배치되는 프로브(231), 상기 프로브(231)에 작동유체를 공급하는 작동유체 공급부(232), 상기 가이드레일(225)에 결합부를 통해 결합되여, 상기 프로브(231)의 일방향 선형이동을 구현하는 제2구동부(236)를 포함하여 구성될 수 있도록 한다.
작동유체의 주입이 완료된 이후에, 주입유닛(220)은, 상기 완충부재(U)의 탄성력에 의해 원위치로 자연스럽게 복귀할 수 있게 되며, 원위치로 주입유닛(220)이 복귀하게 되면, 이후, 로딩유닛(210)이 구동부(212)의 동작에 의해 최초 위치로 복귀하게 된다.
이상의 과정을 이하의 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다.
도 7은 베이퍼 챔버와 튜브의 '조립체'가 로딩유닛에 안착한 상태를 도시한 것이다. 도 5에서 상술한 것과 같이, 상기 조립체의 경우, 튜브(18)이 로딩유닛(210)의 외부로 돌출되어 있는 구조로 안착되게 된다. 아울러, 주입유닛(220)에 마련되는 가이드부(221)은 상기 튜브(18)의 개수에 대응되도록 마련되도록 한다. 또한, 주입유닛(220)의 반대쪽에는 디스펜서유닛(230)이 배치되며, 여기에 프로브(231)의 개수 역시, 상기 가이드부(221)의 개수에 맞게 배치되며, 대응되는 위치도 가이드부(221)의 높이와 어라인이 정확하게 일치될 수 있도록 구성된다.
도 8은, 도 7에서 어라인되는 각각의 구성에서, 로딩유닛(210)이 이동하여, 주입유닛(220)으로 접근하며, 튜브(18)가 가이드부(221) 내부로 진입하여 결합하는 과정이 수행된다. 이 경우, 스토퍼부재(T)와 로딩유닛(210)의 일측단이 접촉하며, 튜브(18)의 전진 폭을 제어할 수 있도록 한다.
이후, 도 9에서와 같이, 도 8에서 튜브가 가이드부(221)에 결합한 상태로 정지한 로딩유닛(210)과 주입유닛(220)이 함께 디스펜서유닛(230) 쪽으로 이동하는 과정이 수행된다. 이러한 과정에서, 상술한 것과 같이, 완충부재(U)는 주입유닛(220) 하부와 연결되어, 탄성력이 인가되는 상태로 확장(y 점선의 방향으로 확장)하게 된다.
도 9에서의 동작 과정은, 프로브(231)가 있는 위치로 정밀하게 접근하여, 가이드부(231)의 입구와 프로브(231)의 말단이 접촉하여 예비적으로 어라인을 수행하는 과정에 해당한다.
도 10은, 도 9의 과정에서 프로브와 가이드 유닛의 어라인 상태를 도시한 것이다. 프로브(231)의 말단이, 가이드부(231)의 일단에 쐐기모양으로 형성되는 도입부(221b)에 접촉하여 살짝 진입하는 형태로 어라인이 이루어질 때까지, 도 9의 동작과정이 진행된다. 이러한 과정은, 미세한 프로브가 어라인 미스로 파손되는 것을 방지하기 위한 예비적인 동작으로, 특히 쐐기모양으로 형성되는 도입부(221b)는 이러한 접촉과정을 원활하게 가이드 하여 보다 안정적인 결합이 시작될 수 있도록 한다.
이후, 도 11에서와 같이, 디스펜서유닛(230)이 주입유닛(220) 쪽으로 접근하고, 로딩유닛(210)도 일부 접근하여, 도 12에서와 같이 정확하게 스토퍼(T) 위치에서 로딩유닛(210)이 정지하고, 이후 프로브(231)이 튜브(18) 내로 진입하게 된다. 이후 작동유체가 디스펜서 유닛(230)을 통해 주입되는 과정이 수행된다.
이후에는, 도 13에서와 같이, 작동유체를 주입완료한 이후, 주입유닛(220)과 로딩유닛(210)이 서서히 후퇴하게 되며, 이 과정은 상술한 완충유닛(U)의 탄성력으로 구현되게 된다. 완충유닛이 후퇴하게 되면, 최초 도 10에서와 같은 위치로 이동하게 되며, 이는 별도의 센서 등의 동작없이도, 정확한 위치로 복귀할 수 있도록 하는 장점이 구현되게 된다.
이후, 도 14 및 도 15에서와 같이, 로딩유닛(210)이 주입유닛(220)에서 분리되게 되며, 원위치로 복귀하는 동작이 구현되며, 이후, 프로브(231) 부분이 후퇴하며, 디스펜서유닛(230)이 후퇴하여, 도 16과 같이, 초기 상태로 복귀하게 된다.
이상의 과정에 따르면, 작동유체를 주입하는 마이크로 프로브가 결합하는 과정을 자동화하며, 동시에, 정확한 어라인을 통한 가이드부에 튜브체와 프로브가 끼움되는 구조로 결합하여 상호간에 최종 내삽구조로 결합하여 작동유체를 주입할 수 있도록 한다.
도 1 내지 도 6 참조하여 보면, 본 발명의 디스펜서모듈(200)은, 수용공간(S)이 형성되는 몸체(M)와 상기 몸체(M)에 일부가 내삽되어, 수용공간(S)와 연통하는 튜브(18)을 구비하는 베이퍼 챔버(VC:10)와, 상기 베이퍼 챔버를 안착시키는 적어도 하나 이상의 안착부(211)를 구비하는 로딩부(L)와, 상기 로딩부(L)를 전진 또는 후진 시키는 구동부(212)를 포함하는 로딩유닛(210), 상기 로딩유닛(210)과 이격되어 배치되며, 상기 로딩유닛(210)이 접근하여 상기 튜브(18)이 내삽되는 가이드부(221)를 포함하는 주입유닛(220), 상기 로딩유닛(210)이 배치되는 반대쪽에 배치되며, 상기 주입유닛(220)에 접근하여, 상기 가이드부(221)에 내삽되는 프로브(231) 및 작동유체공급부(232)를 포함하는 디스펜서유닛(230)을 포함하여 구성될 수 있도록 한다.
이러한 구조는, 다수의 베이퍼 챔버와 튜브의 조립체를 안착부(211)에 안착한 상태로, 로딩유닛(210)이 중심에 배치되는 주입유닛(220) 쪽으로 이동(1차 이동)하여, 주입유닛(220) 내부로 튜브(18)가 진입하도록 하며, 이후, 반대편에 배치되는 디스펜서 유닛쪽으로, 주입유닛(220)과 로딩유닛(210)이 함께 2차 이동하며, 이후, 디스펜서유닛(230)이 주입유닛(220)에 접근하는 3차 이동을 수행하여, 프로브(231)가 주입유닛(220) 내부로 진입하여, 이미 가이드되어 위치가 세팅된 튜브체에 끼움 결합식으로 진입하고, 이후 작동유체를 공급하는 방식으로 작동하게 된다.
작동유체가 베이퍼챔버 내부에 충진이 되면, 위 주입을 위한 작동방식의 역순으로 각 구성이 원위치로 이동하게 되며, 상기 베이퍼챔버(10)와 튜브 조립체의 구조물은, 튜브 부분을 압착하고, 밀봉하며, 내부의 가스를 탈기하는 과정을 진행하게 된다.
또한, 이러한 과정을 통해, 프로브와 튜브체의 어라인과 삽입, 주입의 공정을 자동화할 수 있으며, 어라인 착오로 인한 프로브 손상을 혁신적으로 배제하여, 신속하고 정확한 공정을 구현할 수 있도록 할 수 있게 된다.
상술한 디스펜서모듈에서 '조립체' 내부에 작동유체가 공급되면, 로딩부(L)은 인접하여 배치되는 디가싱모듈(300)으로 자동화 라인(본 실시예에서는 레일과 구동모터로 이동하는 예로 설명한다.)을 통해 진입하게 된다.
3. 베이퍼챔버 튜브 조립체에 대한 가공 및 디가싱(degasing) 과정
도 17은 본 발명의 베이퍼 챔버 제조장치 중, 베이퍼 챔버에 작동유체를 주입한 이후, 베이퍼 챔버 내부의 가스를 제거하는 탈기(디가싱, desing)를 수행하는 디가싱모듈(300)의 사시 개념도이며, 도 18은 도 17의 요부를 확대한 도면, 도 19는 도 18의 단면 개념도를 도시한 것이다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 디가싱모듈(300)은, 베이퍼 챔버(10)를 안착시키는 적어도 하나 이상의 안착부(311)를 구비하는 로딩부(L)와, 상기 로딩부(L)를 전진 또는 후진 시키는 구동부(312)를 포함하는 로딩유닛(310), 상기 로딩유닛을 제1가이드 레일(G)을 따라 이동시키는 구동유닛(M), 상기 로딩유닛(310)이 하부에 배치되면, 상부에서 1차로 상기 베이퍼 챔버 각각을 가압하는 가압부(322)가 형성되는 가압플레이트(321)를 구비하는 상부 프레싱유닛(320), 상기 로딩유닛(310)의 배치되는 하부 방향에서 상기 튜브(18)로 접근하여 상기 상부 프레싱유닛에 상호 대향하여 구비되는 한쌍의 가압팁(t1,t2)을 매개로 튜브체의 일단을 가압하여 압착시키는 하부 프레싱유닛(330), 상기 상부 프레싱유닛이 베이퍼 챔버를 가압하는 상태에서, 상기 베이퍼 챔버의 튜브(18)에 결합하여 흡기부(343)을 통해 가스를 흡기하는 흡입력을 인가하는 디가싱유닛(340)을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 도 3 및 도 4에서 도 1 (a)의 구조와 같은, 베이퍼 챔버 튜브 조립체(이하, '조립체'라 한다.)에 작동유체를 충진한 로딩유닛(L)은 도 17의 구조로 형성되는 본 디가싱모듈(300)에 진입하게 된다.
상기 로딩유닛(310)은, 도 3 및 도 4에서 상술한 구조와 동일한 구조이며, 구체적으로는, 전도성 재질의 금속 상판과 하판이 결합하고, 내부의 수용공간(S)에 작동유체가 흡수되는 메쉬체(12)를 구비하는 베이퍼 챔버(10)가 안착되는 안착부(311)가 마련된다. 상기 베이퍼챔버가 상부 안착부(311)되며, 상기 튜브의 일단이 외부로 돌출되도록 배치되는 구성으로 본 장치에 자동화 공정으로 로딩유닛(310)이 진입하게 된다.(본 발명에서, 로딩유닛(310)은 안착부가 형성되는 플레이트 형상의 구조물인 로딩부(L), 안착부(311), 구동부를 포괄하는 개념으로 정의한다.)
본 장치의 중심부에는, 상부 프레싱유닛(320)과 하부 프레싱유닛(330)이 상호 이격되어 배치되며, 상기 상부 프레싱유닛(320)과 하부 프레싱유닛(330)은 중심프레임(F)를 기준으로, 상하 이동을 수행할 수 있도록 구현된다.
상기 상부 프레싱유닛(320)은, 상기 베이퍼 챔버(10)의 배치 위치에 대응되게 배치되며, 베이퍼 챔버(10)의 상부 면과 접촉하여 가압을 수행하는 가압부(322)와, 상기 가압부(322)의 상부에 배치되어 가압부에 압력 및 탄성력을 인가하는 버퍼축(344), 상기 버퍼축(344)의 상부에서 하부로 압력을 인가하는 가압플레이트(321)을 포함하여 구성된다.
이를 통해, 로딩유닛(L)이 상부 프레싱유닛(320)과 하부 프레싱유닛(330) 사이의 작업공간에 이동하여 어라인 되면, 상부 프레싱유닛(320)이 하강하여, 베이퍼챔버의 표면을 전체적으로 가압하는 동작이 선행되도록 하여, 이후 디가싱유닛(340)의 결합과 가스 탈기과정 등의 이후 과정이 수행시, 베이퍼챔버가 흔들리거나 이탈하는 것을 방지하여, 공정 안정성을 높일 수 있도록 한다.
특히, 가압플레이트(321)에서 하부로 인가하는 가압력은, 버퍼축(344)를 통해서 가압부(322)에 전달되도록 하며, 가압부(322)는, 베이퍼챔버(10)의 형상에 대응되도록 제작하여, 지정된 베이퍼챔버(10)의 상부면을 전체적으로 균일하게 가압할 수 있도록 함과 동시에, 탄성을 가지는 버퍼축(344)을 통해 지나친 압력 인가로 베이퍼챔버(10)가 파손되는 문제를 해소할 수 있도록 한다.
또한, 도 19에 도시된 것과 같이, 상기 상부 프레싱유닛(320)의 경우, 일단에 하부 방향으로 직립된 구조로 배치되는 제1가압팁(t1) 구조물이 배치될 수 있도록 한다. 이는 후술하는 하부 프레싱유닛(330)에 배치되는 제2가압팁(t2)와 상호 대향하는 위치에 배치되어, 추후, 하부 프레싱유닛(330)이 상부로 이동하여, 로딩유닛(L)의 하부와 접촉하는 경우, 튜브(18)를 중심으로, 제2가압팁(t2)와 제1가압팁(t1)이 상호 대응되게 접근하여, 튜브(18)의 지정위치를 압착하여 밀봉할 수 있도록 한다.
상기 하부 프레싱유닛(330)은, 상기 상부 프레싱유닛(220)의 하부에 이되도록 배치되며, 상승유닛(332)에 의해 상승하는 하부 가압플레이트(331)를 구비하며, 가압플레이트 상부에 돌출구조로 형성되는 제2가압팁(t2) 구조물이 배치될 수 있도록 한다. 상술한 것과 같이, 상기 제2가압팁(t2)는 상기 제1가압팁(t1)과 맞물리도록(팁의 첨단부가 상호 대응하여 맞닿을 수 있는 위치로 배치) 배치됨이 바람직하다.
상기 디가싱유닛(340)은, 도 18 및 도 19에 도시된 것과 같이, 상부 프레싱유닛(320)과 하부 프레싱유닛(330)이 배치되는 작업공간의 측면부에 배치된다.
상기 디가싱유닛(340)은, 상기 튜브(18)에 끼움결합식으로 결합하는 흡기 전단부(343)와, 상기 흡기 전단부(343)를 통해 흡기력을 인가하는 진공 흡기부(342), 상기 흡기전단부(343) 및 진공흡기부(342)를 이동시키는 제2구동유닛(345)을 포함하여 구성될 수 있도록 한다.
상기 흡기전단부(343)은, 홈구조로 흡입하는 흡입압력을 인가하는 구성이며, 후술하는 튜브(18)의 말단과 접촉하여, 베이퍼 챔버 내부에 흡기압에 의한 탈기(디가싱) 과정을 수행할 수 있도록 한다. 이는, 진공펌프(미도시)에서 인가되는 압력을 연결부(341)와 연통하는 진공흡기부(342)를 통해서 전달다고, 최종적으로 흡기전단부(343)을 통해서 진공 흡기압을 튜브 내부에 전달하여, 탈기 과정을 수행할 수 있도록 한다. 바람직하게는, 흡기전단부(343)은, 후술하는 도 25에 도시된 구조와 같이, 단면이 쐐기모양을 가지는 홀 구조로 구현하여, 튜브(18)의 말단이 용이하게 내삽될 수 있도록 구현한다.
이하에서는, 도 17 내지 도 19에 도시된 본 장치의 주요 구성을 기준으로, 본 장치의 구현과정을 도 20 내지 도 25를 적용하여 설명하기로 한다.
우선, 도 17에 도시된 것과 같이, 로딩유닛(310)에 안착된 베이퍼챔버(10)와 튜브(18)의 조립체가 배치된다.
이후, 도 20 및 도 21에 도시된 것과 같이, 로딩유닛(310)의 로딩부(L)가 상부 프레싱유닛(320)과 하부 프레싱유닛(340)이 배치되는 작업공간으로 이동(z 방향 이동)하여 어라인 되게 된다.(도 21은 도 20의 요부 단면도이다.)
이후, 도 22에 도시된 것과 같이, 상기 상부 프레싱유닛(320)이 하강하여, 상기 로딩부(L)의 안착부에 배치된, 베이퍼챔버(10)의 상부 면을 가압부(322)를 통해 각각 가압하여 고정 상태를 유지할 수 있도록 한다.
이후, 디가싱유닛(330)이 상기 튜브(18)의 말단에 접근하도록 이동하여, 흡기전단부(343)와 튜브(18)의 말단이 접촉할 때가지 이동하게 된다. 상기 튜브(18)의 말단이 흡기전단부(343)을 통과하여 내부로 삽입되는 구조로 위치하게 되면, 상기 디가싱 유닛은 정지하게 된다. 이후, 진공 흡기부(342)를 통해 진공 흡기를 시작한다.
동시에, 도 24에 도시된 것과 같이, 하부 프레싱유닛(330)이 상승하여, 로딩부(L)의 하부에 접촉하여 일정한 가압력을 유지하도록 한다. 동시에, 상부 프레싱유닛(320)과 하부 프레싱유닛(340)에 각각 구비되는 한쌍의 가압팁(t1,t2)이 튜브(18)과 접촉하여, 튜브(18)의 테두리가 압착될 수 있도록 한다.
이 과정은, 상기 디가싱유닛(330)이 흡입력을 인가하는 중에, 상기 상부 및 하부 프레싱유닛(320, 340)으로 튜브(18) 압착을 수행하고, 상기 한쌍의 가압팁(t1,t2)의 압착 과정 중에 상기 디가싱유닛(340)의 흡기력을 지속적으로 유지하여, 리크 여부를 판별할 수 있도록 한다. 최종적으로 탈기가 더이상 이루어지지 않는 경우, 리크가 없는 것으로 판단하게 되어, 압착과정을 종료하게 된다.
이후, 도 25 및 도 26에 도시된 것과 같이, 진행공정의 역순으로 각 구성이 원위치로 복귀하는 과정이 수행된다. 특히, 먼저 디가싱유닛(330)이 후퇴하는 동작(a)이 수행되며, 이후, 제2가압팁(t2)를 구비한 하부 프레싱유닛(340)이 원위치로 복귀(b)하며, 상부 프레싱유닛(320)이 상승하여 원위치로 복귀(c)하며, 마지막으로 로딩유닛(310)이 원위치로 복귀(d)하게 된다.
이러한 과정을 통해, 베이퍼 챔버 내에 작동유체를 주입하는 '조립체'구조물에서 가스를 탈기하며, 동시에 튜브를 압착하여 밀봉하며, 리크 검사를 수행하여 밀봉의 완전성을 검사할 수 있도록 한다.
이후, 도 1에서 상술한 것과 같이, 튜브와 베이퍼 챔버의 몸체부(11)의 연결부위를 프레스로 가압한 후, 해당 부분을 레이저용접을 수행하고, 커팅과정을 수행하여, 베이퍼 챔버를 완성하게 된다.
본 장치에 대한 구성을 통해, 베이퍼 챔버의 내부에 작동유체를 주입하고 튜브체의 가공공정에서, 베이퍼 챔버에서 튜브체를 제거하는 과정에서, 자동으로 튜브체의 밀봉을 구현하며 가스를 제고하는 과정과 리크 여부를 동시에 확인할 수 있도록 하여, 제조되는 베이퍼 챔버의 품질 신뢰성을 높일 수 있게 되는 장점이 구현될 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 로딩모듈
200: 디스펜서 모듈
210: 로딩유닛
220: 주입유닛
230: 디스펜서 유닛
300: 튜브가압 및 디게싱모듈
310: 로딩유닛
320; 상부 프레싱유닛
330: 하부 프레싱유닛
340: 디가싱유닛
400: 히팅모듈
500: 프레싱모듈
600: 용접모듈
700: 절단모듈
800: 검사모듈
900: 언로딩모듈

Claims (9)

  1. 수용공간(S)이 형성되는 몸체(M)와 상기 몸체(M)에 일부가 내삽되어, 수용공간(S)와 연통하는 튜브(18)를 구비하는 베이퍼 챔버(VC:10);
    상기 베이퍼 챔버(10)의 말단부에 튜브 연결부(16)가 베이퍼 챔버 본체부(11)에 연결되는 조립체로 구현되며, 상기 조립체를 로딩하는 로딩모듈(100);
    상기 로딩모듈(100)에서 유입되는 조립체를 어라인하여, 상기 튜브(18)에 디스펜서 니들이 가이드 되어 자동으로 작동유체(DI water)가 튜브를 통해 베이퍼 챔버 본체부(11)에 주입을 수행하는 디스펜서 모듈(200);
    상기 디스펜서 모듈(200)에서 작동유체를 주입받는 조립체의 튜브 부위를 가압을 통해 밀봉하며, 내부의 가스를 배기하는 과정을 수행하는 디가싱모듈(300);
    상기 튜브(18)에 있는 작동유체를 상기 베이퍼 챔버 내의 메쉬로 올려보내는 히팅모듈(400);
    상기 튜브가압 및 디게싱모듈(300)을 통해 튜브 밀봉이 이루어진 조립체에 대하여, 튜브연결부(16)과 본체부(11)의 연결부위를 상하에서 가압하여 프레싱하는 프레스바(510)를 구비하는 프레싱모듈(500);
    상기 프레스바(510)에서 가압된 부위에 대한 용접을 수행하는 용접모듈(600) 및
    상기 용접모듈(600)을 경유한 조립체의 용접부위를 절단하는 절단모듈(700);을 포함하는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로딩모듈(100)에서 로딩되는 상기 베이퍼챔버(10)는,
    전도성 재질의 금속 상판과 하판이 결합하고, 내부의 수용공간(S)에 작동유체가 흡수되는 메쉬체(12)를 구비하는 베이퍼 챔버;
    상기 베이퍼 챔버(10)의 말단부에 튜브 연결부(16)가 베이퍼 챔버 본체부(11)에 연결되며,
    상기 튜브 연결부(16)에 연결되는 튜브가 외부로 노출되는 조립체로 구현되는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 디스펜서모듈(200)은,
    상기 베이퍼 챔버와 튜브의 조립체를 안착시키는 적어도 하나 이상의 안착부(211)를 구비하는 로딩부(L)와, 상기 로딩부(L)를 전진 또는 후진 시키는 구동부(212)를 포함하는 로딩유닛(210);
    상기 로딩유닛(210)과 이격되어 배치되며, 상기 로딩유닛(210)이 접근하여 상기 튜브(18)이 내삽되는 가이드부(221)를 포함하는 주입유닛(220);
    상기 로딩유닛(210)이 배치되는 반대쪽에 배치되며, 상기 주입유닛(220)에 접근하여, 상기 가이드부(221)에 내삽되는 프로브(231) 및 작동유체공급부(232)를 포함하는 디스펜서유닛(230);을 포함하는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 주입유닛(220)은,
    내부에 관통되는 구조의 가이드부(221)가 형성되는 가이드하우징(H)과,
    상기 가이드하우징(H)의 일측에 돌출구조로 배치되어, 접근하는 로딩유닛(210)과의 설정거리를 확보하는 스토퍼부재(T);
    상기 가이드하우징(H)의 하단에 배치되어, 탄성에 의해 가이드 하우징(H)의 정위치 복귀를 유도하는 완충부재(U);
    상기 가이드하우징(H) 하단에 배치되어 구동모터에 의한 이동를 가이드 하는 가이드레일(225);
    를 포함하는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 디스펜서유닛(230)은,
    상기 주입유닛(220)과 이격되어 배치되며, 상기 가이드부(221)에 내삽되며, 상기 튜브(18)의 내부로 내삽되도록 배치되는 프로브(231);
    상기 프로브(231)에 작동유체를 공급하는 작동유체 공급부(232);
    상기 가이드레일(225)에 결합부를 통해 결합되여, 상기 프로브(231)의 일방향 선형이동을 구현하는 제2구동부(236);
    를 포함하는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 주입유닛(220)에 구비되는 가이드부(221)에, 상기 튜브(18)가 선형 이동을 통해 끼워지는 형태로 내삽되고,
    상기 튜브(18)가 결합된 가이드하우징(H)이 가이드레일(225)를 따라 상기 디스펜서유닛(230)에 접근하고,
    상기 디스펜서유닛(230)의 프로브(231)이 상기 가이드부(221)에 1차적으로 끼움 결합되도록 가이드되며,
    상기 프로브(231)가 2차적으로 상기 튜브(18)에 끼움결합한 후, 작동유체를 주입하도록 구동되는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 디가싱모듈(300)은,
    베이퍼 챔버(10)를 안착시키는 적어도 하나 이상의 안착부(311)를 구비하는 로딩부(L)와, 상기 로딩부(L)를 전진 또는 후진 시키는 구동부(312)를 포함하는 로딩유닛(310);
    상기 로딩유닛을 제1가이드 레일(G)을 따라 이동시키는 구동유닛(M);
    상기 로딩유닛(310)이 하부에 배치되면, 상부에서 1차로 상기 베이퍼 챔버 각각을 가압하는 가압부(322)가 형성되는 가압플레이트(321)를 구비하는 상부 프레싱유닛(320);
    상기 로딩유닛(310)의 배치되는 하부 방향에서 상기 튜브(18)로 접근하여 상기 상부 프레싱유닛에 상호 대향하여 구비되는 한쌍의 가압팁(t1,t2)을 매개로 튜브체의 일단을 가압하여 압착시키는 하부 프레싱유닛(330);
    상기 상부 프레싱유닛이 베이퍼 챔버를 가압하는 상태에서, 상기 베이퍼 챔버의 튜브(18)에 결합하여 흡기부(343)을 통해 가스를 흡기하는 흡입력을 인가하는 디가싱유닛(340);
    을 포함하는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 디가싱유닛(340)은,
    상기 디가싱유닛(340)이 흡입력을 인가하는 중에, 상기 상부 및 하부 프레싱유닛(320, 330)으로 튜브(18) 압착을 수행하고,
    상기 한쌍의 가압팁(t1,t2)의 압착 과정 중에 상기 디가싱유닛(340)의 흡기력을 지속적으로 유지하여, 리크 여부를 판별할 수 있도록 구동하며,
    상기 튜브(18)에 끼움결합식으로 결합하는 흡기 전단부(343);
    상기 흡기 전단부(343)를 통해 흡기력을 인가하는 진공 흡기부(342)
    상기 흡기전단부(343) 및 진공흡기부(342)를 이동시키는 제2구동유닛(345);
    을 포함하는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 프레싱유닛(320)은,
    상기 베이퍼 챔버(10)의 배치 위치에 대응되게 배치되며, 베이퍼 챔버(10)의 상부 면과 접촉하여 가압을 수행하는 가압부(322);
    상기 가압부(322)의 상부에 배치되어 가압부에 압력 및 탄성력을 인가하는 버퍼축(344);
    상기 버퍼축(344)의 상부에서 하부로 압력을 인가하는 가압플레이트(321);
    을 포함하여 구성되는,
    베이퍼 챔버 제조장치.
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