KR20150050068A - 접합력 측정 장치 - Google Patents

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KR20150050068A
KR20150050068A KR1020130131429A KR20130131429A KR20150050068A KR 20150050068 A KR20150050068 A KR 20150050068A KR 1020130131429 A KR1020130131429 A KR 1020130131429A KR 20130131429 A KR20130131429 A KR 20130131429A KR 20150050068 A KR20150050068 A KR 20150050068A
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김규석
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함석진
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Abstract

본 발명에 따른 접합력 측정 장치는, 다수의 피검사물이 접합된 시편이 장착되는 홀더와, 상기 홀더를 회전시키는 회전부 및 상기 홀더와 마주 보는 방향에 위치되는 고정팁을 포함하여, 상기 홀더의 회전시 상기 고정팁이 상기 시편에서 어느 하나의 상기 피검사물과 맞닿으며 상기 다수의 피검사물의 접합부에 전단 응력이 가해지도록 한다.

Description

접합력 측정 장치{BONDING FORCE TEST DEVICE}
본 발명은 접합력 측정 장치에 관한 것이다.
현재 대부분의 전자부품은 다층구조로 이루어져 있다. 한 공정에서 다층으로 쌓여진 부품이나 제품은 그 계면 접합력이 약할 경우 다음 공정에서 박리가 일어나는 불량이 발생하기도 하고, 실제 사용자가 사용하는 동안 박리 불량 문제를 발생시키기도 한다.
그리고, 계면의 접합력은 서로 다른 물질이 접합하는 곳에서 분자 혹은 원자끼리의 결합에 의해 발생하기도 하고, 표면 조도에 의해 발생하기도 한다. 두가지 요인 모두 접합력에 큰 영향을 미치는데, 특히 기판의 경우 폴리머-폴리머간, 폴리머-금속간의 계면 접합력은 공정에 있어서나 실 사용에 있어서나 매우 중요한 부분이라고 할 수 있다.
아울러, 거시적 관점에서 두 계층의 delamination으로 관찰되는 현상은 미시적으로 보았을 때, 매우 작은 두 영역에서의 delamination이나 crack에서부터 발생한다. Crack이나 delamination이 전파되는데 필요한 에너지보다 발생하는데 드는 에너지가 크게 소요되기 때문에 미소 영역에서 crack이나 delamination이 발생하는 메카니즘에 이해는 불량의 현상 파악과 해결에 반드시 필요한 부분이라고 할 수 있다.
하지만, 접합력이 제품의 성능이나 신뢰성에 있어서 큰 영향을 미치는 요인임에도 불구하고, 실질적으로 미소영역의 다층 구조에서 접합력을 평가하는 방법이나 장치가 없는 문제가 있다.
한국공개특허 2012-0103110호
본 발명의 하나의 관점은 미소영역 및 다층 구조에서 접합력 측정이 가능한 접합력 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치는, 다수의 피검사물이 접합된 시편이 장착되는 홀더와, 상기 홀더를 회전시키는 회전부 및 상기 홀더와 마주 보는 방향에 위치되는 고정팁을 포함하여, 상기 홀더의 회전시 상기 고정팁이 상기 시편에서 어느 하나의 상기 피검사물과 맞닿으며 어느 하나의 상기 피검사물의 접합부에 전단 응력이 가해지도록할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 홀더는 상기 시편이 장착되는 덮개부와, 상기 덮개부가 결합되는 결합 프레임 및 상기 결합 프레임에 상기 덮개부를 고정하는 고정수단을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 덮개부는 상기 시편의 일측이 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 삽입홈은 직사각형 기둥형태로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 고정수단은 나사로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 결합 프레임은 상기 나사가 관통하며 결합되는 결합홀이 형성되고, 상기 덮개부는 상기 결합홀에 결합된 상기 나사가 결합되는 나사홈이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 회전부는 모터로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 모터의 회전축은 상기 고정팁의 길이방향에 대해 수직으로 위치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 회전부는 피에조 초음파 모터로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 홀더와 상기 회전부 및 상기 고정팁이 지지되는 몸체를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 고정팁에 가해지는 힘을 감지하는 응력 감지부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치는, 몸체와, 상기 몸체의 일측에 구비되고, 시편이 장착되는 홀더와, 상기 홀더를 회전시키는 회전부 및 상기 몸체의 타측에 구비되고, 상기 홀더와 마주 보는 방향에 위치되는 고정팁을 포함하여, 상기 회전부가 상기 홀더를 회전시켜, 상기 시편이 상기 고정팁에 접촉하며 상기 시편에 가해지는 전단응력을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 홀더는 상기 시편이 장착되는 덮개부와, 상기 덮개부가 결합되는 결합 프레임 및 상기 결합 프레임에 상기 덮개부를 고정하는 고정수단을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 덮개부는 상기 시편의 일측이 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 고정수단은 나사로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 결합 프레임은 상기 나사가 관통하며 결합되는 결합홀이 형성되고, 상기 덮개부는 상기 결합홀에 결합된 상기 나사가 결합되는 나사홈이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 회전부는 모터로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 모터의 회전축은 상기 고정팁의 길이방향에 대해 수직으로 위치될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 회전부는 피에조 초음파 모터로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서, 상기 고정팁에 가해지는 힘을 감지하는 응력 감지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 다층 구조에서 접합력 측정이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명은 미소부위에서 정밀한 접합력 측정이 가능할 수 있다.
아울러, 본 발명은 시험에 오차를 줄 일수 있고, 실시간 작업 및 관찰이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치를 나타낸 개념도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치를 나타낸 요부 평면도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치를 나타낸 요부 단면도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서 시편에 전단응력을 가하기 전 상태를 예시적으로 나타낸 측면도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서 시편에 전단응력을 가하는 상태를 예시적으로 나타낸 측면도; 및
도 6은 도 5에서 시편이 홀더에 장착된 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.
또한, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
그리고, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치를 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치를 나타낸 요부 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치를 나타낸 요부 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치(100)는 기판이 장착되는 홀더(120)와, 회전부(130) 및 고정팁(150)을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 6을 참고하여, 본 발명의 실시예인 접합력 측정 장치(100)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치(100)에서 시편에 전단응력을 가하기 전 상태를 예시적으로 나타낸 측면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치에서 시편에 전단응력을 가하는 상태를 예시적으로 나타낸 측면도이며, 도 6은 도 5에서 시편이 홀더에 장착된 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 3를 참고하면, 홀더(120)는 다수의 피검사물(11,12,13)이 접합된 시편(10)이 장착된다.
또한, 홀더(120)는 시편(10)이 장착되는 덮개부(121) 및 덮개부(121)가 결합되는 결합 프레임(122) 및 결합 프레임(122)에 덮개부(121)를 고정하는 고정수단(123)을 포함한다.
도 3 및 도 6을 참고하면, 덮개부(121)는 시편(10)의 일측이 삽입되는 삽입홈(121b)이 형성된다. 이때 삽입홈(121b)은 직사각형 기둥형태로 형성될 수 있지만, 본 발명의 실시예인 접합력 측정 장치(100)의 삽입홈(121b) 형태가 여기에 한정되는 것은 아니다.
또한, 덮개부(121)는 결합 프레임(122)의 일측이 결합되는 결합홈(121c)이 형성된다. 이때, 결합 프레임(122)의 단부는 결합홈(121c)의 내벽을 따라 가이드(guide)되며 덮개부(121)와 결합될 수 있다. 여기서, 결합홈(121c)은 결합 프레임(122)에 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
아울러, 덮개부(121)는 고정수단(123)이 관통하며 결합되는 결합홀(121a)이 형성될 수 있다. 이때, 덮개부(121)는 덮개부(121)의 길이방향을 따라 다수로 결합홈(121c)이 형성될 수 있다. 여기서, 덮개부(121)의 길이방향은 결합 프레임(122)에 덮개부(121)가 결합되는 방향일 수 있다.
한편, 덮개부(121)는 내부에 충진부(121d)를 포함하여, 결합홀(121a) 및 삽입홈(121b)을 형성할 수 있다.
도 3을 참고하면, 고정수단(123)은 나사로 이루어지고, 결합 프레임(122)은 나사홈(122a)이 형성되어 고정수단(123)의 나사가 결합 프레임(122)의 나사홈(122a)에 나사결합될 수 있다. 이때, 고정수단(123)의 나사는 덮개부(121)의 결합홀(121a)을 통해 결합 프레임(122)의 나사홈(122a)에 나사결합되어, 덮개부(121)를 결합 프레임(122)에 고정할 수 있다.
또한, 결합 프레임(122)은 나사홈(122a)이 결합 프레임(122)의 길이방향을 따라 다수로 형성될 수 있다. 여기서, 결합 프레임(122)의 길이방향은 덮개부(121)와 결합되는 방향일 수 있다.
따라서, 덮개부(121)는 결합홈(121c)에 결합된 결합 프레임(122)의 외면을 따라 이동하며 원하는 위치에 고정수단(123)을 통해 결합 프레임(122)에 고정될 수 있다. 이에 따라, 시편(10)의 위치를 조절 및 고정할 수 있다.
한편, 결합 프레임(122)은 예를 들어 디귿자("ㄷ") 형태로 형성될 수 있지만, 본 발명의 실시예인 접합력 측정 장치(100)의 결합 프레임(122) 형태가 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참고하면, 회전부(130)는 단부가 결합 프레임(122)에 결합되어 홀더(120)를 회전시킨다. 이때, 회전부(130)는 모터로 구비되어 결합 프레임(122)의 양측에 회전축(131)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 모터의 작동시 회전축(131)이 회전됨에 따라 결합 프레임(122)이 회전될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 3을 참고하면, 회전축(131)은 고정팁(150)의 길이방향에 대해 수직으로 위치될 수 있다. 여기서, 고정팁(150)의 길이방향은 고정팁(150)과 시편(10)이 마주보는 방향일 수 있다.
아울러, 회전부(130)의 모터는 예를 들어 피에조 초음파 모터로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 실시예인 접합력 측정 장치(100)의 회전부(130) 종류가 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 실시예인 접합력 측정 장치(100)는 홀더(120)와 회전부(130) 및 고정팁(150)이 지지되는 몸체(110)를 더 포함할 수 있다.
또한, 몸체(110)는 일측부에 장착부(111)가 구비되어 홀더(120) 및 회전부(130)가 몸체(110)의 일측부인 장착부(111)에 장착될 수 있다. 이때, 장착부(111)는 예를 들어 디귿자("ㄷ") 형태로 형성될 수 있지만, 본 발명의 실시예인 접합력 측정 장치(100)의 장착부(111) 형태가 여기에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 홀더(120)는 장착부(111)의 내측에 위치되고, 회전부(130)가 장착부(111)에 장착될 수 있다. 이때, 회전부(130)가 모터로 이루어질 때, 모터의 회전축(131)이 홀더(120)의 결합 프레임(122)과 결합될 수 있다.
고정팁(150)은 몸체(110)에 타측부에 고정되고, 홀더(120)와 마주 보는 방향에 위치된다. 여기서, 고정팁(150)은 예를 들어 직사각형 기둥형태로 형성될 수 있지만, 본 발명의 실시예인 접합력 측정 장치(100)의 고정팁(150) 형태가 여기에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 실시예인 접합력 측정 장치(100)는 고정팁(150)에 가해지는 힘을 감지하는 응력 감지부(160)를 포함할 수 있다. 여기서, 응력 감지부(160)가 고정팁(150)에 가해지는 응력을 감지하여 고정팁(150)과 맞닿으며 분리되는 시편(10)의 전단 응력을 측정할 수 있다.
또한, 응력 감지부(160)는 고정팁(150)의 응력을 감지하는 응력 감지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 응력 감지부(160)는 응력 감지 센서를 전기적으로 연결하는 연결선(161)을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 접합력 측정 장치의 작용을 설명하기로한다.
홀더(120)의 덮개부(121)에 시편(10)을 삽입하여 시편(10)을 장착한 후 덮개부(121)를 홀더(120)의 결합 프레임(122)에 결합한다. 이때, 고정수단(123)을 통해 덮개부(121)를 결합 프레임(122)에 고정한다.
아울러, 회전부(130)를 통해 홀더(120)를 회전시켜면 홀더(120)에 장착된 시편(10)이 마주 보는 방향에 위치된 고정팁(150)에 닿게된다. 그리고, 회전부(130)를 통해 점점 홀더(120)에 회전력을 가하면 시편(10)에 전단응력이 가해져 임계점이 넘으면 시편(10)이 절단되게 된다. 이때, 시편(10)이 절단시, 응력 감지부(160)가 고정팁(150)에 작용된 응력을 감지함으로써 시편(10)의 전단응력을 측정할 수 있게된다. 여기서, 다수의 피검사물(11,12,13)이 접합된 시편(10)에서 어느 하나의 피검사물(11)이 고정팁(150)과 맞닿으며 접합부에 가해지는 전단 응력에 의해 분리되면, 어느 하나의 피검사물(11)과 다른 피검사물(12) 간에 접합력을 측정할 수 있다.
이에 따라, 시편(10)이 다수의 피검사물(11,12,13)의 접합으로 이루어질 때, 각각의 피검사물(11,12,13) 간의 접합력을 정밀하게 측정할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 접합력 측정 장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
또한, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 시편 11,12,13: 피검사물
100: 접합력 측정 장치 110: 몸체
111: 장착부 120: 홀더
121: 덮개부 121a: 결합홀
121b: 삽입홈 121c: 결합홈
121d: 충진부 122 : 결합 프레임
122a: 나사홈 123 : 고정수단
130 : 회전부 131 : 회전축
150 : 고정팁 160 : 응력 감지부
161 : 연결선

Claims (20)

  1. 다수의 피검사물이 접합된 시편이 장착되는 홀더;
    상기 홀더를 회전시키는 회전부; 및
    상기 홀더와 마주 보는 방향에 위치되는 고정팁을 포함하여,
    상기 홀더의 회전시 상기 고정팁이 상기 시편에서 어느 하나의 상기 피검사물과 맞닿으며 어느 하나의 상기 피검사물의 접합부에 전단 응력이 가해지도록 하는 접합력 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 홀더는
    상기 시편이 장착되는 덮개부;
    상기 덮개부가 결합되는 결합 프레임; 및
    상기 결합 프레임에 상기 덮개부를 고정하는 고정수단을 포함하는 접합력 측정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 덮개부는
    상기 시편의 일측이 삽입되는 삽입홈이 형성된 접합력 측정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 삽입홈은 직사각형 기둥형태로 형성되는 접합력 측정 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 고정수단은 나사로 이루어지는 접합력 측정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 결합 프레임은 상기 나사가 관통하며 결합되는 결합홀이 형성되고,
    상기 덮개부는 상기 결합홀에 결합된 상기 나사가 결합되는 나사홈이 형성되는 접합력 측정 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전부는 모터로 이루어지는 접합력 측정 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 모터의 회전축은
    상기 고정팁의 길이방향에 대해 수직으로 위치되는 접합력 측정 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전부는 피에조 초음파 모터로 이루어지는 접합력 측정 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 홀더와 상기 회전부 및 상기 고정팁이 지지되는 몸체를 더 포함하는 접합력 측정 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정팁에 가해지는 힘을 감지하는 응력 감지부를 포함하는 접합력 측정 장치.
  12. 몸체;
    상기 몸체의 일측에 구비되고, 시편이 장착되는 홀더;
    상기 홀더를 회전시키는 회전부; 및
    상기 몸체의 타측에 구비되고, 상기 홀더와 마주 보는 방향에 위치되는 고정팁을 포함하여,
    상기 회전부가 상기 홀더를 회전시켜, 상기 시편이 상기 고정팁에 접촉하며 상기 시편에 가해지는 전단응력을 측정하는 접합력 측정 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 홀더는
    상기 시편이 장착되는 덮개부;
    상기 덮개부가 결합되는 결합 프레임; 및
    상기 결합 프레임에 상기 덮개부를 고정하는 고정수단을 포함하는 접합력 측정 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 덮개부는
    상기 시편의 일측이 삽입되는 삽입홈이 형성된 접합력 측정 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 고정수단은 나사로 이루어지는 접합력 측정 장치.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 결합 프레임은 상기 나사가 관통하며 결합되는 결합홀이 형성되고,
    상기 덮개부는 상기 결합홀에 결합된 상기 나사가 결합되는 나사홈이 형성되는 접합력 측정 장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 회전부는 모터로 이루어지는 접합력 측정 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 모터의 회전축은
    상기 고정팁의 길이방향에 대해 수직으로 위치되는 접합력 측정 장치.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 회전부는 피에조 초음파 모터로 이루어지는 접합력 측정 장치.
  20. 청구항 12에 있어서,
    상기 고정팁에 가해지는 힘을 감지하는 응력 감지부를 포함하는 접합력 측정 장치.
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