KR20020073048A - 회로부품의 설계평가 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 회로부품의 설계평가 방법은 전기, 전자 제품에서 사용되고 있는 회로부품의 수명이 다한 경우 폐기단계에서 회로부품의 분해성을 평가하기 위해 분해시간 및 분해비용을 산정하는 제 1 과정과, 회로부품의 재활용성 및 환경영향성을 평가하기 위하여 회로부품의 규격 및 데이터베이스를 사용하여 인쇄회로기판에 실장된 회로부품에 적합한 기준을 사용하는 제 2 과정으로 구성되어 분해성 및 재활용성을 높이고 유해물질을 최소화함으로써 정량적인 분해성 및 재활용성, 환경영향성 평가가 가능하게 할 뿐만 아니라 인쇄회로기판 및 회로부품은 모두 표준화된 규격을 사용한다는 것을 이용하여 데이터베이스를 구축하고 이를 활용함으로써 특정부품의 사양만 알고 있어도 회로부품에 대한 평가가 가능하도록 하여 사용자의 편리성을 높일 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 친환경성을 향상시키기 위한 회로부품의 설계평가 방법에 관한 것으로서, 특히 인쇄회로기판과 이에 실장되는 부품을 포함한 회로부품의 수명이 다한 경우에 필요부품을 재활용하고 폐기되는 유해물질을 최소화 할 수 있도록 최초 제품 설계시 분해 및 재활용이 용이하도록 설계하기 위한 회로부품의 설계평가 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가전제품은 생산, 사용, 폐기의 단계를 거치게 되는데, 현재 폐기되고 있는 가전제품에 의한 환경오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이와 같은 이유로 인해 폐기되고 있는 가전제품을 수거하여 재활용하기 위한 방법이 모색되고 있으나, 수거된 가전제품의 분해에 사용되는 비용이 많이 소요되어 재활용 비율이 낮은 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 특허등록 제 10-0232607 (1999.09.07)호에서와 같이 가전제품의 기구부품의 개발단계에서 제품의 분해단위에 따라 분해레벨, 분해시간, 분해비용, 분해순서 등을 분석하여 평가를 정량 분석함으로써 제품수명이 다한 경우의 재활용성을 높이고 분해를 용이하도록 설계하기 위한 설계 평가방법을 제시함으로써 환경 친화적 제품을 개발하기 위한 설계평가방법을 제공하였다.
종래 기술에 의한 가전제품의 설계평가 방법은 입력된 제품정보로부터 분해성 측면에서는 작업자의 수작업에 의한 분해를 가정으로 한 분해시간/비용을 평가하여 재활용성과 환경영향성에 대해서는 부품, 제품구조, 재활용, 재료, 체결기술, 분해 등 주로 기구부품과 관련된 그룹 및 영향변수를 이용한 정량화를 통해 평가한다.
종래 기술에 의한 가전제품의 설계평가 방법은 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 분해시간을 분석하는 동작을 나타내는 흐름도이고, 도 2는 분해비용을 분석하는 동작을 나타내는 흐름도이고, 도 3은 평가를 정량 분석하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 1에서는 폐기단계에서 제품을 수작업으로 분해시 분해시간을 측정하는 방법을 나타낸 것으로, 각 부품의 체결이 어떻게 구성되어 있는지를 파악하는 제 1 단계와, 체결방법 내에 체결형태나 체결된 면적의 크기를 측정하는 체결요소 특성분석의 제 2 단계와, 상기 제 2 단계와 동일 체결부품 사용시 그 개수와 이동거리를 산정하는 제 3 및 제 4 단계와, 체결요소 분해시 사용되는 분해공구를 판단하는 제 5 단계와, 분해를 하는 작업자의 분해동작 분석을 통해 분해시간을 산정하는 제 6 단계와, 상기 제 1 단계에서 제 6 단계까지 고려된 분해시간의 합으로 제품의 분해시간을 결정하는 제 7 단계로 이루어진다.
도 2는 도 1의 수작업 기준으로 측정된 분해시간을 바탕으로 분해비용을 산정하는 방법을 도시한 것으로, 도 1에서 결정된 분해시간에 분해 작업자의 임률을 곱하여 인건비를 산정하는 제 1 단계와, 수작업으로 분해된 부품 중 재활용 및 재사용 가능한 부품에 대해서 재활용 시장에서의 부품가격을 고려하여 부품무게 당 재활용 및 재사용 이익을 산정하는 제 2 단계와, 유해부품 및 일반부품에 대해서 폐기시 소요되는 비용을 산정하는 제 3 단계와, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계에서 구해진 인건비, 재활용 및 재활용에 따른 수익, 폐기비용을 토대로 분해비용을 결정하는 제 4 단계로 이루어진다.
상기 제 4 단계에서 분해비용은 상기 제 1 단계의 인건비에서 제 2 단계의 이익을 빼고, 그 결과값과 상기 제 3 단계의 폐기비용을 합함으로써 산정할 수 있다.
도 3은 재활용성 및 환경영향성의 평가기준에 의해 평가를 정량 분석하는 방법 및 기준을 도시한 것으로, 부품(segment), 제품구조, 재활용, 재료, 체결기술, 분해 등 6개의 평가그룹별 평가기준에 대하여 영향변수 및 특성값을 분석하는 제 1 및 제 2 단계와, 상기 6개의 평가그룹별 평가기준을 분석하는 제 3 단계와, 각 평가기준에 대하여 평가기준값을 이용하여 백분율로 환산하여 점수치를 계산하는 제 4 단계로 이루어진다.
상기 제 1 단계의 평가기준은 접근성, 취급, 부품수, 케이블수, 강성, 정렬, 특정요소의 배열, 내구성, 순도, 재활용 단위, 재사용성, 유해물질 단위, 기판의 유독성, 플라스틱 부품의 적합성, 플라스틱 부품의 구성, 플라스틱 제품의 표시, 유해물질 표시, 우선순위 재료, 이종재료의 종류, 다른부품, 다른 체결기술, 체결요소의 개수, 분리성, 부품방향, 체결요소 이동, 분해공구의 개수, 표준공구, 필요한 공구의 종류를 포함한다.
종래 가전제품의 설계평가 방법은 주로 기구부품과 평가위주로 평가기준 및 방법론이 구성되어 있으며, 제품의 분해시간 및 분해비용을 평가시 폐기단계에서 사용자의 수작업에 의한 제품 분해를 가정하고 있다.
그러나, 현재 재활용 센터에서 실제 회로부품을 재활용시 대부분 자동화된 분해설비(Automatic Cutting Machine)를 사용하여 인쇄회로기판에 실장된 부품들을 분리하여 이 부품들에 대해서 분류 및 여과과정을 거친 후 유해부품 및 재활용될 부품을 선별하기 때문에 수작업에만 의존한 회로부품의 분해 및 분리작업은 이루어지지 않는다.
또한, 재활용성 및 환경영향성을 평가할 때에도 회로부품의 경우 재질상으로 페놀 및 에폭시, 수지, 납, 중금속 등 환경적으로 유해한 물질을 다량 포함하고 있으므로 회로부품의 구조적 특징상 기구부품과는 확연히 다른 평가기준 및 평가 정량화 방법이 요구된다.
따라서, 종래 기술에서 사용되는 수작업 기준의 분해시간 및 분해비용의 평가방법은 회로부품에 적용시 그 방법론 자체가 적용성 및 현실성이 없을 뿐만 아니라 회로부품의 재활용성 및 환경영향성 평가에 있어서도 기구부품의 평가에만 이용될 수 있는 불필요한 평가기준들이 많이 사용되고 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 인쇄회로기판을 포함한 회로부품에 적합한 분해시간 및 분해비용, 재활용성 및 환경영향성 평가방법을 개발하여 정량적으로 분석함으로써 환경친화적인 회로부를 개발하기 위한 회로부품의 설계방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래기술에 의한 분해시간을 분석하는 동작을 나타내는 흐름도,
도 2는 종래기술에 의한 분해비용을 분석하는 동작을 나타내는 흐름도,
도 3은 종래기술에 의한 평가를 정량 분석하는 동작을 나타내는 흐름도,
도 4는 본 발명에 의한 분해기간을 분석하는 동작을 나타내는 흐름도,
도 5는 본 발명에 의한 분해비용을 분석하는 동작을 나타내는 흐름도,
도 6은 본 발명에 의한 평가를 정량 분석하는 동작을 나타내는 흐름도
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 회로부품의 설계평가 방법의 특징에 따르면, 인쇄회로기판과 이에 실장되는 회로부품을 자동화된 설비를 사용하여 분해 및 재활용하는 폐기단계에 있어서, 회로부품의 분해성을 평가하기 위해 분해시간 및 분해비용을 산정하는 제 1 과정과, 회로부품의 재활용성 및 환경영향성을 평가하기 위하여 회로부품이 규격 및 데이터 베이스를 사용하여 인쇄회로기판에 실장된 회로부품에 적합한 기준을 사용하는 제 2 과정으로 이루어진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4은 본 발명에 의한 분해시간을 분석하는 동작을 나타내는 흐름도이고, 도 5는 분해비용을 분석하는 동작을 나타낸 흐름도이며, 도 6은 평가를 정량 분석하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하여 회로부품의 분해시간 평가를 위한 동작은 인쇄회로기판의 크기를 분석하는 제 1 단계와, 상기 인쇄회로기판에 실장되어 있는 부품의 수를 분석하는 제 2 단계와, 실장부품의 체결특성을 분석하는 제 3 단계와, 상기 제 1 단계 내지 제 3 단계에서 분석된 부품에 적합한 분해설비를 분석하는 제 4 단계와, 분해설비(automatic cutting machine)가 사용하는 전단 툴(tool)에 대한 전단 속도를 분석하는 제 5 단계와, 상기 제 1 단계 내지 제 5 단계의 결과에 따라 분해시간을 결정하는 제 6 단계로 이루어진다.
도 5를 참조하여 회로부품이 분해비용 평가를 위한 동작은 사용되는 분해설비(cutting & shredding machine)의 운영비를 분석하는 제 1 단계와, 절단 및 파쇄 작업을 통해 인쇄회로기판으로부터 분리된 부품 중 폐기되는 부품에 대한 폐기비용을 분석하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계에서 폐기되는 부품 이외의 부품에 대해서 다시 선별작업을 통해 부품을 선별하는 기계에 대한 운영비를 분석하는 제 3 단계와, 선별된 부품의 재활용 및 재사용을 고려하여 재활용 시장에서의 이익을 분석하는 제 4 단계와, 상기 제 1 단계 내지 제 5 단계의 결과에 따라 분해비용을 산정하는 제 5 단계로 이루어진다.
상기 분해비용은 상기 제 1 단계의 운영비 및 상기 제 2 단계의 폐기비용과 상기 제 3 단계의 기계에 대한 운영비를 합하고, 그 합한 값에서 제 4 단계의 재활용 수익을 뺄셈 연산하여 산정한다.
도 6을 참조하면, 회로부품의 제활용성 및 환경영향성 평가를 위한 동작은 회로부품의 규격(specification)을 입력정보로 하는 제 1 단계와, 입력된 회로부품의 정보로부터 각각 금속류, 유기화학류, 세라믹류로 구분된 회로부품 데이터베이스를 검색하는 제 2 단계와, 각각의 평가기준에 대해 경험식으로부터 평가기준의 한계값을 분석하는 제 3 단계와, 회로부품에 적합한 7가지의 평가기준 값을 분석하는 제 4 단계와, 계산된 평가기준값을 2개의 성과측정치(performance measure)로 구분하고 각각의 백분율을 기하평균하여 전체 회로부품의 재활용성 및 환경 영향성을 평가수치로 정량화하는 제 5 단계로 이루어진다.
이때, 상기 제 3 단계의 경험식에 대해서는 증가 또는 감소 형태의 S자형의 그래프를 사용하며, 4개의 매개변수를 사용하여 그래프의 완급을 조절한다.
또한, 상기 제 4 단계의 평가기준은 PCB 유해표시(marking PCB hazardous components), PCB 유해중량(weight share of PCB hazardous components), 유해물질분포상태(hazardous component surface distribution), 유해부품 부품율(part share of PCB hazardous components), 재사용 가능중량(weight share of reusable components), 재활용 가능중량(weight share of recyclable components), 재활용 기판중량(weight share of recyclable P.W.B)의 7가지 기준을 포함한다.
상기 제 5 단계의 2개의 성과측정치(performance measure)는 전체 회로부품 중에 재활용 및 재사용 가능한 양을 백분율로 나타낸 수치와 상기 제 4 단계에서 산출된 7가지 평가기준의 평균치의 백분율을 각각 사용한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명 회로부품의 설계평가 방법은 전기, 전자 제품에서 사용되고 있는 회로부품의 수명이 다한 경우 폐기단계에서 분해성 및 재활용성을 높이고, 유해물질을 최소화할 수 있도록 하여 부품의 재활용 비용을 최소화함으로써 최근 관심이 높아지고 있는 PCB에 대해 자동화된 설비를 가진 재활용 센터에서 정량적인 분해성 및 재활용성, 환경영향성 평가를 할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명 회로부품의 설계평가 방법은 PCB 및 회로부품은 모두 표준화된 규격을 사용한다는 것을 이용하여 이를 데이터베이스로 활용하여 특정부품의 사양만 알고 있어도 회로부품에 대한 평가가 가능하도록 함으로써 사용자의 편리성을 높일 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 인쇄회로기판과 이에 실장되는 회로부품을 자동화된 설비를 사용하여 분해 및 재활용하는 폐기단계에 있어서,회로부품의 분해성을 평가하기 위해 분해시간 및 분해비용을 산정하는 제 1 과정과,회로부품의 재활용성 및 환경영향성을 평가하기 위하여 회로부품이 규격 및 데이터 베이스를 사용하여 인쇄회로기판에 실장된 회로부품에 적합한 기준을 사용하는 제 2 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로부품의 설계평가 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 과정의 분해시간 산정은 인쇄회로기판의 크기를 분석하는 제 1 단계와, 상기 인쇄회로기판에 실장되어 있는 부품의 수를 분석하는 제 2 단계와, 실장부품의 체결특성을 분석하는 제 3 단계와, 상기 제 1 내지 제 3 단계에서 분석된 부품에 적합한 분해설비를 분석하는 제 4 단계와, 상기 분해설비가 사용하는 전단 툴(tool)에 대한 전단속도를 분석하는 제 5 단계와, 상기 제 1 단계 내지 제 5 단계의 결과에 따라 분해시간을 결정하는 제 6 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로부품의 설계평가 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 과정의 분해비용 산정은 분해설비(cutting & shredding machine)의 운영비를 분석하는 제 1 단계와, 절단 및 파쇄 작업을 통해 인쇄회로기판으로부터 분리된 부품 중 폐기되는 부품에 대한 폐기비용을 분석하는 제 2 단계와, 폐기되는 부품이외의 부품에 대해서 다시 선별 작업을 통해 부품을 선별하는 기계에 대한 운영비를 분석하는 제 3 단계와, 선별된 부품이 재활용 및 재사용을 고려하여 재활용 시장에서의 이익을 분석하는 제 4 단계와, 상기 제 1 단계 내지 제 4 단계에서 구해진 분해설비 운영비, 폐기비용, 재선별 기계 운영비, 재활용 이익을 토대로 분해비용을 산정하는 제 5 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로부품의 설계평가 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 과정은 회로부품의 규격을 입력정보로 하는 제 1 단계와, 입력된 회로부품의 정보로부터 각각 금속부분, 유기화학부분, 세라믹부분으로 구분된 회로부품 데이터베이스를 검색하는 제 2 단계와, 각각의 평가기준에 의해 경험식으로부터 평가기준의 한계값을 분석하는 제 3 단계와, 회로부품에 적합한 7가지의 평가기준 값을 분석하는 제 4 단계와, 계산된 평가기준 값을 2개의 성과측정치(performance measure)로 구분하고 각각의 백분율을 기하평균하여 전체회로부품의 재활용성 및 환경영향성을 평가 수치로 정량화하는 제 5 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로부품의 설계평가 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 4 단계의 평가기준은 인쇄회로기판 유해표시(marking of PCB hazardous components), 인쇄회로기판 유해중량(weight share of PCB hazardous components), 유해물질 분포상태(hazardous component surface distribution), 유해부품 부품률(part share of PCB hazardous component), 재사용 가능중량(weight share of reusable components), 재활용 가능중량(weight share of recyclable component), 재활용 기판 중량(weight share of recyclable P.W.B)의 7가지 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로부품의 설계평가 방법.
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