KR20170041488A - 몰딩 파우더 공급방법 - Google Patents

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KR20170041488A
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Abstract

본 발명은 압축 몰딩을 위한 몰딩 파우더를 이송 속도 또는 이송 궤적이 일정하지 않은 파우더 트레이의 이형 필름 상에 균일하게 공급하기 위한 몰딩 파우더 공급방법에 관한 것이다.

Description

몰딩 파우더 공급방법{Molding Powder Supplying Method}
본 발명은 몰딩 파우더 공급방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 압축 몰딩을 위한 몰딩 파우더를 이송 속도 또는 이송 궤적이 일정하지 않은 파우더 트레이의 이형 필름 상에 균일하게 공급하기 위한 몰딩 파우더 공급방법에 관한 것이다.
압축 몰딩공정은 금형 상에 분말 형태의 에폭시 몰딩 파우더(epoxy molding compound, 이하 ‘몰딩 파우더’라 함)를 공급한 상태에서 몰딩 파우더를 가압하여 반도체 스트립 또는 반도체 패키지 상에 몰딩부를 형성하는 방법으로 수행된다.
압축 몰딩공정에 사용되는 몰딩 파우더는 이형 필름이 구비된 파우더 트레이 상에 도포되어 공급되고, 파우더 트레이의 이형필름 상에 도포되는 몰딩 파우더가 불균일하게 공급되면, 몰딩 파우더 유동에 의한 와이어 스윕(wire sweep) 불량이나 보이드 발생 등의 문제가 발생될 수 있다. 또한, 최근 반도체 패키지의 소형화와 더불어 몰딩부 두께가 얇아지고 있어 몰딩 파우더를 균일하고 정밀하게 공급하는 과정은 불량 방지를 위하여 매우 중요하다.
이를 위하여 종래에는 몰딩 파우더를 일정한 속도로 투하하고 이형 필름이 부착된 파우더 트레이를 지그재그로 이송하며 몰딩 파우더를 공급하였으나, 파우더 트레이가 정지된 상태에서 이송이 시작되는 가속구간, 이송이 정지되는 감속구간 및 이송 궤적이 원호를 그리는 이송 방향이 전환되는 원호의 코너구간에서는 몰딩 파우더가 과하게 공급되거나 부족하게 공급되는 등의 문제가 발생되었다.
본 발명은 압축 몰딩을 위한 몰딩 파우더를 이송 속도 또는 이송 궤적이 일정하지 않은 파우더 트레이의 이형 필름 상에 균일하게 공급하기 위한 몰딩 파우더 공급방법를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 압축 몰딩공정을 위한 몰딩 파우더를 이형필름이 장착된 파우더 트레이 상에 투하하여 공급하는 파우더 공급방법에 있어서, 미리 결정된 속도로 이송되는 파우더 트레이에 몰딩 파우더를 일정시간 동안 정량 공급하여 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량(g/sec)에 따른 진동을 구하는 단계, 상기 파우더 트레이를 미리 결정된 이송궤적을 따라 이동시키면서 상기 몰딩 파우더를 정량 공급하면서 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 구하되, 등속도로 직선 이송시 인가되는 진동에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 기준 토출량으로 설정하여, 상기 기준 토출량 대비 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 구하는 단계, 상기 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량, 상기 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량, 상기 기준 토출량을 반영하여, 각각의 이송궤적 구간별 보상치를 결정하는 단계, 상기 조사된 보상치를 바탕으로 상기 파우더 트레이의 미리 결정된 이송 궤적을 구성하는 이송궤적 구간별 몰딩 파우더 공급부에 인가되는 진동의 강도를 결정하는 단계 및 상기 파우더 트레이를 미리 결정된 이송궤적으로 이송하면서 상기 결정된 진동의 강도로 상기 몰딩 파우더 공급부를 진동시켜 몰딩 파우더를 공급하는 단계를 포함하는 몰딩 파우더 공급방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 파우더 트레이의 이송 궤적 구간은 상기 파우더 트레이의 이송 시작시점 직후의 가속 이송 구간, 등속 직선 이송 구간, 곡선 이송구간 및 상기 파우더 트레이의 이송 정지시점 직전의 감속 이송 구간을 포함하며, 상기 이송궤적 구간별 보상치를 결정하는 단계는 상기 기준 토출량을 기준으로 각각의 이송궤적에 따른 구간에서 양의 보상량 또는 음의 보상량을 적용하여 상기 파우더 트레이 내에 몰딩 파우더가 동일한 양으로 토출될 수 있다.
그리고, 상기 이송궤적 구간별 보상치를 결정하는 단계는 상기 파우더 트레이가 이송 시작시점 직후와, 이송 정지시점 직전에는 음의 보상량을 적용하여 몰딩 파우더의 토출 양을 조절하고, 상기 파우더 트레이가 이송 궤적을 변경하기 위한 곡선 이송구간에서는 양의 보상량을 적용하여 몰딩 파우더의 토출양을 조절할 수 있다.
이 경우, 상기 이송궤적 구간별 몰딩 파우더 공급부에 인가되는 진동의 강도를 결정하는 단계에서 결정된 진동의 강도로 상기 몰딩 파우더 공급부를 진동시켜 몰딩 파우더를 공급하는 단계에서 상기 몰딩 파우더를 진동시키는 것은 진동수 및 진폭 중 적어도 하나를 조절하여 진동 강도를 제어하여 몰딩 파우더의 토출량을 조절하는 방법으로 수행될 수 있다.
그리고, 상기 몰딩 파우더 공급부를 진동시켜 몰딩 파우더를 공급하는 단계는 상기 몰딩 파우더 공급부에 구비된 하중센서에 의해 상기 몰딩 파우더 공급부의 하중 감소가 감지되지 않거나 상기 몰딩 파우더 공급부에 구비된 트리거 유닛에 의해 몰딩 파우더 토출이 감지되지 않을 경우 상기 파우더 트레이를 정지시키고 몰딩 파우더의 토출이 재개되는 시점에 상기 상기 이송궤적 구간별 몰딩 파우더 공급부에 인가되는 진동의 강도를 결정하는 단계를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 몰딩 파우더 공급장치를 통해 몰딩 파우더가 공급되는 상태를 도시한다.
도 3은 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치를 통해 몰딩 파우더가 공급되며, 이형 필름이 장착된 파우더 트레이의 이송 궤적에 따른 몰딩 파우더의 공급 상태를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 몰딩 파우더 공급방법의 블록선도를 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치의 사시도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 몰딩 파우더 공급장치를 통해 몰딩 파우더가 공급되는 상태를 도시한다.
본 발명의 몰딩 파우더 공급장치는 크게 몰딩 파우더 저장부, 몰딩 파우더 공급부 및 파우더 트레이 이송부로 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치(1)는 몰딩 파우더가 저장되는 몰딩 파우더 저장부(100), 상기 몰딩 파우더 저장부에서 공급된 몰딩 파우더를 압축 몰딩공정을 위한 이형필름이 장착된 파우더 트레이의 이송 궤적 또는 이송 속도에 따라 진동강도를 가변하며 상기 파우더 트레이의 이형 필름 상에 토출하여 공급하며, 상기 파우더 트레이로 공급된 몰딩 파우더의 중량 측정을 위한 하중센서가 구비된 몰딩 파우더 공급부(200) 및, 상기 파우더 트레이(400)를 X축 및 Y축 방향으로 이송하기 위한 파우더 트레이 이송부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 몰딩 파우더 저장부(100)는 분말 형태의 에폭시 몰딩 파우더(epoxy molding compound, 이하 ‘몰딩 파우더’라 함)가 저장된다. 상기 몰딩 파우더 저장부는 몰딩 파우더(mp)가 저장되는 수용기(110) 및 상기 수용기를 진동시켜 몰딩 파우더를 상기 몰딩 파우더 공급부로 토출하는 수용기 구동유닛(130)을 포함할 수 있다.
상기 수용기(110) 내부의 수용공간에는 에폭시 분말 형태의 몰딩 파우더(mp)가 구비되고 상기 수용기(110)는 수용기 구동유닛(130) 상부에 장착된 상태로 구비될 수 있다.
상기 수용기 구동유닛(130)은 상기 수용기(110)에 수용된 몰딩 파우더의 하중을 감지하기 위한 하중센서(미도시)와 상기 수용기(110)를 진동시켜 상기 수용기(110)에 수용된 몰딩 파우더를 상기 몰딩 파우더 공급부(200)로 공급하는 진동기(미도시)를 구비할 수 있다.
상기 수용기(110)의 하부에는 상기 몰딩 파우더 공급부(200) 측으로 몰딩 파우더를 공급하기 위한 파우더 토출 가이드(150)가 구비되어, 상기 수용기 구동유닛(130)이 상기 수용기(110)를 진동시키는 경우 수용기(110)에 수용된 몰딩 파우더가 상기 토출 가이드(150)를 통해 상기 몰딩 파우더 공급부(200)로 공급될 수 있다.
상기 수용기 구동유닛(130)에 구비될 수 있는 하중 센서는 상기 수용기(110)에 수용된 몰딩 파우더의 잔량 등을 판단하기 위하여 구비될 수도 있으며 상기 몰딩 파우더의 잔량은 상기 수용기(110)를 진동하기 위한 진동의 강도를 결정하는 변수가 될 수 있다.
상기 몰딩 파우더 공급부(200)는 상기 몰딩 파우더 저장부에서 공급된 몰딩 파우더가 투입되는 슈트부재(210), 상기 슈트부재(210)에서 공급되어 진동에 의하여 몰딩 파우더가 이송되는 파우더 공급라인(230), 상기 파우더 공급라인(230)의 단부(240)에 구비되어 상기 파우더 트레이(400)로 몰딩 파우더를 토출하는 파우더 노즐(260)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 슈트부재(210)는 상기 수용기(110)에 구비된 파우더 토출 가이드(150)에서 토출되는 몰딩 파우더가 용이하게 수집될 수 있도록 입구가 벌어진 형태를 가질 수 있으며, 상기 슈트부재(210)로 수렴된 몰딩 파우더는 파우더 공급라인(230)으로 낙하된다.
상기 파우더 공급라인(230)은 상기 슈트부재(210)를 통해 공급된 몰딩 파우더가 진동에 의하여 상기 파우더 공급라인(230) 단부(240)에 구비된 파우더 노즐(260)으로 이송되기 위한 가이드 부재 역할을 수행한다.
상기 파우더 공급라인(230) 하부, 즉 파우더 공급라인(230)의 일측 단부의 하부에는 공급라인 구동유닛(220)이 구비된다. 상기 공급라인 구동유닛(220) 역시 하중센서(미도시) 및 진동기(미도시)를 구비할 수 있으며, 하중센서는 상기 파우더 노즐(260)을 통해 시간당 공급되는 몰딩 파우더의 하중을 감지하기 위하여 구비될 수 있으며, 상기 진동기는 상기 공급라인에 존재하는 몰딩 파우더가 상기 파우더 노즐(260)를 통해 정량 토출되도록 상기 파우더 공급라인을 진동시키기 위하여 구비된다.
즉, 상기 공급라인 구동유닛(220)은 상기 하중센서(미도시)의 계측값과 진동기(미도시)의 구동값을 이용하여 소정의 허용 범위가 되도록 몰딩 파우더를 상기 파우더 노즐(260)을 통해 정량 토출되도록 제어한다.
상기 파우더 공급라인(230)을 통한 토출량은 상기 진동기(미도시)의 진동을 제어하는 구동 파라메터를 변경하여 제어할 수 있으며 상기 구동 파라메터는 진폭, 주파수 등 진동을 가변 할 수 있는 수단이면 다양하게 고려해 볼 수 있다.
상기 파우더 공급라인(230)은 미리 결정된 길이의 가이드 부재 형태로 구성될 수 있으므로 상기 파우더 공급라인(230) 하부의 공급라인 구동유닛(220)의 진동기가 진동하면 상기 슈트부재(210) 하부로 낙하된 몰딩 파우더는 상기 파우더 노즐(260) 측으로 이송될 수 있다.
그리고, 상기 파우더 공급라인(230)이 비어있는 상태에서 진동이 시작되어 파우더 노즐(260)로부터 몰딩 파우더가 토출되는 시점에 시간차가 존재할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 몰딩 파우더 공급방법에 의하면, 몰딩 파우더 공급장치의 진동이 시작되는 시점과 실제로 파우더 노즐(260)로부터 파우더가 토출되는 시점의 시간차에 의한 초기 미토출을 방지하기 위해 토출이 시작되는 타이밍을 감지하는 트리거 유닛(미도시)을 구비하며 몰딩 파우더의 토출 시점을 감지함으로써 몰딩 파우더 공급이 시작되는 초기에 파우더의 미토출을 방지하여 더욱 정밀한 몰딩 파우더 공급을 가능하게 한다.
상기 트리거 유닛은 토출이 시작되는 타이밍을 감지하는 유닛에 한정하는 것은 아니며 상기 몰딩 파우더 공급장치가 구동하는 시점을 트리거 신호로 사용할 수 있다.
즉, 상기 몰딩 파우더 공급장치를 진동시 발생하는 순간 상기 몰딩 파우더 공급장치에 전달되는 외력을 외부 신호로 판단하고 몰딩 파우더 공급장치의 진동이 시작되는 시점과 실제로 파우더 노즐(260)로부터 파우더가 토출되는 시점의 시간차 만큼 설정된 시간을 카운팅 한 후 상기 트레이 이송부(500)를 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 파우더 공급라인(230)의 공급 개시부터 몰딩 파우더가 파우더 노즐로부터 배출되기까지의 소요 시간을 측정하고 이송량을 비교하여 오차를 검출해 진동 수단의 진동강도를 보정할 수도 있다.
즉, 몰딩 파우더가 트리거 유닛을 통과하는 시점을 감지하여 파우더 공급라인(230)의 길이에 의해 발생하는 미토출 시간을 측정하고 미토출 시간을 포함한 일정 시간동안 몰딩 파우더 공급장치를 구동하여 토출된 몰딩 파우더와 파우더 공급라인(230)이 채워진 상태에서 몰딩 파우더 공급장치를 상기 일정 시간과 동일한 시간 동안 구동하여 토출된 몰딩 파우더를 비교하여 오차를 산출하고 이를 진동강도에 적용하여 미토출에 의한 토출량 감소를 보상할 수 있다.
또한, 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치는 상기 공급라인 구동유닛(220)에 구비된 진동기의 진동 강도를 조절하여 상기 파우더 공급라인(230)을 통해 이송되어 상기 파우더 노즐(260)을 통해 공급되는 몰딩 파우더의 무게를 조절할 수 있는 특징을 갖는다. 이에 대한 자세한 설명은 뒤로 미룬다.
상기 몰딩 파우더 공급부(200)는 상기 파우더 트레이(400)의 부재시 상기 파우더 공급라인을 통해 공급되는 몰딩 파우더를 수집하기 위하여 상기 파우더 노즐(260)과 위치 교환되는 파우더 수집부재(250)를 구비할 수 있다.
상기 파우더 트레이(400)는 중심부가 개방된 프레임 형태로 구성되고, 상기 중심부에 이형 필름이 부착된 상태로 몰딩 파우더를 공급받으며, 몰딩 파우더의 공급이 완료되면 압축 몰딩장치(미도시)로 이송된다.
상기 파우더 트레이(400)에 몰딩 파우더 공급이 완료되어 상기 몰딩 파우더 공급부(200)의 구동이 정지한 후 상기 몰딩 파우더 공급부(200)의 잔류 진동에 의해 미량의 몰딩 파우더가 추가 토출될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 파우더 수집부재(250)를 구비할 수 있다.
상기 파우더 수집부재(250)는 상기 파우더 노즐(260)과 연결되어 구성될 수 있으며, 수평 이동 가능한 구동 부재(미도시)에 의해 필요에 따라 선택적으로 양 구성을 이용할 수 있다.
즉, 상기 파우더 트레이(400)에 몰딩 파우더 공급이 완료되어 파우더 공급라인 구동유닛(220)의 진동기의 진동을 정지시킬 경우, 관성에 의하여 몰딩 파우더의 낙하를 방지하기 위해 상기 파우더 수집부재(250)를 상기 파우더 공급라인(230)에 일측에 인접하도록 이동시켜 상기 파우더 공급라인(230)을 폐쇄시킬 수 있다. 또한, 새로운 파우더 트레이(400)가 공급되면 몰딩 파우더의 공급 공정을 준비하기 위해 상기 파우더 노즐(260)을 상기 파우더 공급라인(230)의 일측에 인접하도록 이동시켜 상기 파우더 공급라인(230)을 개방시킬 수 있다.
상기 파우더 수집부재(250)는 불필요하게 낙하되는 몰딩 파우더를 수용할 수 있는 수용기 형태라면 형태의 제한은 없다.
도 1은 상기 파우더 공급부(200)를 구성하는 파우더 공급라인(230)의 단부에 파우더 수집부재(250)가 배치된 상태를 도시하며, 도 2는 파우더 공급라인(230)의 단부에 파우더 노즐(260)이 배치된 상태를 도시한다.
즉, 도 1에 도시된 상태는 파우더 트레이(240)가 교체되는 과정 등의 파우더 트레이 부재시에 파우더 공급라인(230)을 통해 공급되는 몰딩 파우더가 낙하되지 않고 파우더 수집부재(250)로 수집되는 상태이며, 도 2에 도시된 바와 같이 파우더 공급라인(230)을 통해 공급되는 몰딩 파우더가 파우더 노즐(260)을 통해 파우더 트레이로 공급되는 상태를 도시한다.
상기 파우더 노즐(260)은 파우더 공급라인(230)의 단부로 공급되는 몰딩 파우더가 파우더 트레이 이송 궤적을 따라 정밀한 형태로 토출될 수 있도록 하부가 좁아지는 깔대기 형태를 갖도록 구성될 수 있다.
이러한 상기 파우더 노즐(260)과 상기 파우더 수집부재(250)는 파우더 트레이의 위치 또는 상태에 따라 교대로 상기 파우더 공급라인(230)의 단부(240) 전방으로 이송되고 상기 파우더 공급라인(230)의 단부(240)로 토출되는 몰딩 파우더를 수집하거나, 파우더 트레이 측으로 공급할 수 있게 된다.
상기 몰딩 파우더 공급부(200)는 상기 파우더 노즐(260)이 상기 파우더 수집부재(250)와 위치 교환되는 과정에서 상기 파우더 트레이(400)와 간섭을 방지하기 위하여 상기 파우더 노즐(260)을 승강시키는 노즐 승강유닛(270)을 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 파우더 노즐의 형태는 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태를 가지며, 정밀한 파우더 공급을 위하여 파우더 트레이와 이격거리가 최소화된 상태로 파우더의 공급과정이 수행될 수 있다.
따라서, 상기 파우더 노즐(260)과 상기 파우더 수집부재(250)의 위치 교환 과정에서 상기 파우더 노즐(260)의 하단과 상기 파우더 트레이의 간섭이 발생될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 상기 파우더 노즐(260)과 상기 파우더 수집부재의 위치 교환 과정은 상기 파우더 노즐(260)은 일정 높이 Z축 방향으로 상승된 상태로 수행되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 몰딩 파우더 공급부(200)는 상기 파우더 노즐(260)을 승강시키는 노즐 승강유닛(270)을 더 포함할 수 있으며, 상기 노즐 승강유닛(270)은 실린더 방식 또는 모터 방식 등으로 구성되어 상기 파우더 노즐(260)을 Z축 방향으로 승강 구동할 수 있다.
그리고, 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치는 상기 파우더 트레이를 X축 및 Y축 방향으로 이송하기 위한 파우더 트레이 이송부를 포함할 수 있으며, 상기 파우더 트레이 이송부(500)는 상기 파우더 트레이(400)를 X축 또는 Y축으로 독립 이송하기 위한 X축 이송라인(530) 및 Y축 이송라인(550)을 포함하여 구성되어, 상기 파우더 트레이를 X축 및 Y축으로 독자적으로 이송이 가능하도록 구성되어, 상기 이송파우더 트레이를 자유로운 궤적을 형성하도록 이송할 수 있는 장점이 있다.
즉, 각각의 X축 이송라인 및 Y축 이송라인은 상기 파우더 트레이(400)를 X축 또는 Y축과 평행하게 이송하지만, X축 이송라인(530)(또는 Y축 이송라인(550))이 Y축 이송라인(550)(또는 X축 이송라인(530))에 장착된 상태로 구비되므로, X축 이송라인(530)(또는 Y축 이송라인(550))에 설치된 파우더 트레이 거치대(430)는 직선 구동 이외에도 자유로운 형태의 곡선 궤적 이송이 가능할 수 있다.
그리고 상기 파우더 노즐(260)이 X-Y 평면 상에서 몰딩 파우더를 공급하는 위치는 상기 X축 이송라인(530) 및 상기 Y축 이송라인(550)의 구동에 의한 파우더 트레이의 이송 궤적에 의해 결정된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치는 파우더 공급라인에 인가되는 진동의 강도를 조절하여 미리 결정된 시간동안 공급되는 몰딩 파우더의 양을 조절하는 특징을 갖는다. 이에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치를 통해 몰딩 파우더가 공급되며, 이형 필름이 장착된 파우더 트레이의 이송 궤적에 따른 몰딩 파우더의 공급 상태를 도시하며, 도 4는 본 발명에 따른 몰딩 파우더 공급방법의 블록선도를 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치는 파우더 노즐(260)을 통해 이형필름이 장착된 파우더 트레이(400) 위로 몰딩 파우더를 공급한다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 몰딩 파우더 공급장치를 구성하는 파우더 트레이 이송부(500)는 상기 파우더 트레이(400)를 X축 또는 Y축으로 독립 이송하기 위한 X축 이송라인(530) 및 Y축 이송라인(550)을 포함할 수 있으며, 독립 구동이 가능한 각각의 이송라인에 의하여 상기 파우더 노즐(260)을 통해 토출되는 몰딩 파우더가 직선 또는 곡선 등 자유로운 궤적으로 도포될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이형필름이 장착된 파우더 트레이(400)는 중공부가 형성된 프레임(411)과 중공부에 구비된 이형필름(413)이 구비되고 상기 X축 이송라인(530) 및 상기 Y축 이송라인(550)의 구동에 의하여, 상기 파우더 트레이(400) 지그재그 형태의 궤적(l), 보다 상세하게 복수 개의 직선 궤적과 인접한 직선 궤적의 방향을 변경하기 위하여 직선 궤적의 단부를 연결하는 곡선 궤적으로 이송될 수 있으며, 상기 파우더 트레이(400)의 이송 궤적은 결국 파우더 노즐(260)을 통한 몰딩 파우더의 토출 궤적이다.
새로운 하나의 파우더 트레이 상에 몰딩 파우더를 공급하는 과정은 파우더 트레이의 이송 궤적의 시작점과 종점이 존재한다. 상기 파우더 트레이(400)는 X축 이송라인(530) 및 Y축 이송라인(550)에 의하여 물리적으로 이송되므로 정지 상태에서는 미리 결정된 속도까지 가속될 것이며, 미리 결정된 속도로 이송되는 상태에서 종점에서 정지되려면 미리 결정된 속도에서 감속되어야 한다.
또한, 정지 상태에서 가속되어 상기 미리 결정된 속도에 도달한 파우더 트레이는 이후, 정지 명령에 의해 감속되기 전까지 등속도로 이송하게 된다.
구체적인 실시예로, 도 3에 도시된 파우더 트레이의 이송 궤적에 도시된 바와 같이, 상기 파우더 트레이의 이송 시작지점 이후 가속 이송구간(A) 및 이송 정지시점 이전의 감속 이송구간(B)이 존재할 수 있다.
상기 파우더 트레이의 가속 이송구간(A)과 감속 이송구간(B)은 도 3에 도시된 것과 같이 궤적의 처음과 끝에 한정되는 것이 아니며 몰딩 파우더의 공급 도중에 상기 하중센서나 상기 트리거 유닛에 의해 몰딩 파우더의 미토출이 감지될 경우 상기 파우더 트레이(400)의 구동이 정지되므로 파우더 트레이의 이송 궤적 상에 감속 이송구간(B)이 존재할 수 있고 몰딩 파우더가 다시 토출 될 경우 상기 이송 궤적 상에 가속이송구간(A)이 존재할 수 있다.
이러한 가속 이송구간(A) 및 감속 이송구간(B)에서는 상기 파우더 노즐(260)에서 공급되는 파우더의 시간당 토출량이 일정한 경우라면, 각각의 이송구간에 대응되는 면적에 공급되는 몰딩 파우더의 양이 등속 이송구간보다 많다.
몰딩 파우더의 공급량이 많아지면 몰딩부의 두께가 두꺼워짐을 의미하며 이는 결국 제품의 불량을 초래한다.
또한, 파우더 트레이의 이송 방향을 변경하기 위하여 파우더 트레이의 궤적이 곡선인 구간 즉 곡선 이송구간(C)에서는 주변 영역에 몰딩 파우더가 충분히 공급되지 못하는 사각 지역이 발생될 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 파우더 트레이의 곡선 이송구간(C)에서는 이형필름의 모서리 영역에는 몰딩 파우더가 충분하게 공급되지 못하므로 압축 몰딩과정을 통해 형성되는 몰딩부의 두께가 얇아 마찬가지로 제품 불량이 될 수 있다.
따라서, 본 발명은 압축 몰딩을 위한 몰딩 파우더를 이송 속도 또는 이송 궤적이 일정하지 않은 몰딩 파우더의 공급 및 이송을 위한 파우더 트레이의 이형 필름 상에 균일하게 공급하기 위한 몰딩 파우더 공급방법을 제공할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 압축 몰딩공정을 위한 몰딩 파우더를 이형필름이 장착된 파우더 트레이 상에 투하하여 공급하는 파우더 공급방법에 있어서, 미리 결정된 속도로 이송되는 파우더 트레이에 몰딩 파우더를 일정시간 동안 정량 공급하여 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량(g/sec)에 따른 진동을 구하는 단계(S100), 상기 파우더 트레이를 미리 결정된 이송궤적을 따라 이동시키면서 상기 몰딩 파우더를 정량 공급하면서 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 구하되, 등속도로 직선 이동시 인가되는 진동에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 기준 토출량으로 설정하여, 상기 기준 토출량 대비 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 구하는 단계(S200), 상기 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량, 상기 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량, 상기 기준 토출량을 반영하여, 각각의 이송궤적 구간별로 보상치를 결정하는 단계(S300), 상기 조사된 보상치를 바탕으로 상기 파우더 트레이의 미리 결정된 이송 궤적을 구성하는 이송 구간에 따라 몰딩 파우더 공급부에 인가되는 진동의 강도를 결정하는 단계(S400) 및 상기 파우더 트레이를 미리 결정된 이송궤적으로 이송하면서 상기 결정된 진동의 강도로 상기 몰딩 파우더 공급부를 진동시켜 몰딩 파우더를 공급하는 단계(S500)를 포함하는 몰딩 파우더 공급방법을 제공할 수 있다.
이미 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축 몰딩장치는 도 1에 도시된 파우더 공급라인(230) 하부에 장착된 공급라인 구동유닛(220)의 진동기를 진동시켜 파우더 공급라인(230)을 통해 몰딩 파우더를 공급하며, 상기 공급라인 구동유닛(220)은 파우더 트레이(400)의 이송 궤적 또는 이송 속도에 따라 진동의 강도를 가변하며 파우더 공급량을 조절한다.
일반적으로 진동을 이용하여 정량의 파우더를 토출하는 파우더 공급장치의 경우, 상기 파우더 노즐(260)을 통해 토출되는 단위 시간당 몰딩 파우더의 양은 진동강도에 영향을 받는다.
따라서, 공급라인 구동유닛(220)의 진동기의 진동강도를 조절하여 몰딩 파우더를 공급하기 위해서는 파우더 트레이(400)의 미리 결정된 직선 이송속도에서의 몰딩 파우더의 토출량에 따른 진동 강도에 대한 데이터 확보가 필요하다.
따라서, 본 발명에 따른 몰딩 파우더 공급방법은 파우더 노즐로부터 미리 결정된 속도로 이송되는 파우더 트레이에 몰딩 파우더를 일정시간 동안 정량 공급하여 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량(g/sec)에 따른 진동을 구하는 단계(S100)를 수행할 수 있다.
그리고 상기 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량(g/sec)에 따른 진동을 구하는 단계(S100)가 수행된 후 상기 파우더 트레이를 미리 결정된 이송궤적을 따라 이송하여 상기 몰딩 파우더를 정량 공급하면서 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 구하되, 등속도로 직선 이송시 인가되는 진동에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 기준 토출량으로 설정하여, 상기 기준 토출량 대비 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 구하는 단계(S200)가 수행될 수 있다. 이송궤적에 따른 몰딩 파우더 토출량의 편차가 존재할 것이기 때문이다.
이송궤적에 따른 몰딩 파우더 토출량을 구하는 단계(S200) 후 그 편차를 계산한 후 상기 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량, 상기 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량, 상기 기준 토출량을 반영하여, 각각의 이송궤적 구간별 보상치를 결정하는 단계(S400)가 수행될 수 있다. 이송궤적 구간별 보상치를 결정하는 단계(S400)는 등속 직선 이송구간, 가속 이송구간, 감속 이송구간 또는 곡선 이송구간 등을 분할하여 이송궤적의 각각의 구간별 보상치를 결정하는 방법으로 수행될 수 있다.
이러한 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량, 상기 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량, 상기 기준 토출량을 반영하여, 각각의 이송궤적 구간별로 보상치를 결정하고 상기 보상치를 기초로 상기 진동의 강도를 결정하는 단계(S400)는 파우더 트레이의 이송 속도 및 이송 구간에 따라 필요한 상기 공급라인 구동유닛(220)의 진동강도를 결정할 수 있다.
만일 상기 진동의 강도를 결정하는 단계(S400)에서 필요한 상기 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량(g/sec)에 따른 진동을 구하는 단계(S100)에서 실측된 데이터에 존재하지 않는 토출량에 대한 진동 데이터가 있다면, 이는 근접 토출량 데이터에 대한 진동들을 이용하여 보간법(인접한 변수에 주어진 함숫값을 기초로 그 점들 사이의 함숫값을 구하는 근사 계산법)으로 결정할 수 있다.
그리고, 도 3을 참조하여 설명한 가속 이송구간(A) 및 감속 이송구간(B)에서 상기 파우더 공급라인(230)에 인가되는 진동은 파우더 트레이(400)가 등속 직선 이송되는 구간에서 인가되는 진동과 동일한 강도로 진동이 인가되면 몰딩 파우더가 과하게 공급되는 것이므로 과공급을 방지하기 위해 해당 구간에서는 토출량의 변경이 필요하다.
따라서, 본 발명에 따른 몰딩 파우더 공급방법의 진동의 강도를 결정하는 단계(S400)는 상기 파우더 트레이의 이송 시작지점 이후 가속 이송구간(A) 및 이송 정지시점 이전의 감속 이송구간(B)에서의 상기 파우더 노즐(260)에 토출되는 몰딩 파우더의 토출량을 상기 파우더 트레이의 등속 이송구간에서의 상기 파우더 노즐에 인가되는 몰딩 파우더의 토출량 보다 더 작게 결정해야 한다.
전술한 바와 같이, 상기 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량(g/sec)에 따른 진동을 구하는 단계(S100)는 등속 직선 이송되는 파우더 트레이로 공급되는 몰딩 파우더의 토출량에 따라 진동강도를 실측하여 데이터를 확보하며, 상기 파우더 트레이의 이송 시작지점 이후 가속 이송구간(A)과 이송 정지시점 이전의 감속 이송구간(B) 및 곡선 이송구간(C)의 토출량에 따른 보상량도 토출량-진동강도 조사단계(S100)와 동일하게 실측에 의해 보상 데이터를 수집할 수 있다.
즉, 상기 진동강도 결정단계(S400)는 파우더 트레이의 이송 시작지점 이후 가속 이송구간(A) 및 이송 정지시점 이전의 감속 이송구간(B)에의 몰딩 파우더의 공급량이 등속 직선 이송구간에서의 몰딩 파우더 공급량과 동일해지도록 음(-)의 보상을 실시하여 직선 이송구간의 진동강도에 비해 감소된 진동강도로 결정하고, 직선 이송구간의 진동강도에 비해 감소된 진동강도를 갖는 진동을 파우더 공급라인(230)에 인가하여 몰딩 파우더의 도포량의 균일도를 향상시킬 수 있다.
상기 파우더 트레이(400)의 곡선 이송구간(C)에서의 상기 파우더 공급라인 또는 파우더 노즐에 인가되는 진동의 진동강도는 직선 이송구간에서의 진동강도보다 더 커야 곡선 이송구간의 사각 영역에서의 부족한 몰딩 파우더를 보충할 수 있으므로, 상기 진동의 강도를 결정하는 단계(S400)는 상기 곡선 이송구간(C)에서의 상기 파우더 공급라인 또는 파우더 노즐에 인가되는 진동의 진동강도를 실험에 의한 양(+)의 보상량을 적용하여 결정하도록 수행 될 수 있다.
따라서, 직선 등속 이송되는 파우더 트레이로 몰딩 파우더를 공급하느 파우더 공급라인 등에 인가되는 진동의 강도와 몰딩 파우더의 토출량의 관계에 대한 데이터 베이스를 확보하고, 몰딩 파우더 공급과정에서 파우더 트레이의 이송 궤적을 구간별로, 가속 이송구간, 등속 직선 이송구간, 곡선 이송구간 및 감속 이송구간 별로 진동강도를 결정하여 상기 파우더 공급라인 또는 상기 파우더 노즐을 진동시키면 영역별 파우더의 공급량 편차를 최소화하여 영역별 몰딩부의 두께 편차를 최소화하여 제품 불량을 최소화할 수 있다.
또한, 파우더 노즐(260)로부터 토출되는 몰딩 파우더가 트레이 면에 도달하는 동안 발생하는 시간차를 보상하기 위한 보상치를 규정하고 상기 보상치는 파우더 트레이의 구동이 시작하는 시점과 도포가 완료되어 구동을 정지하는 시점의 타이밍을 보상하기 위해 사용할 수 있다.
또한, 몰딩 파우더 공급부(200)의 하중센서와 트리거에 의해 몰딩 파우더 공급부(200)의 하중 변화가 감지되지 않을 경우 파우더 트레이(400)를 정지시키고 공급이 재개되는 시점에서 몰딩 파우더의 공급이 시작되는 시점과 동일한 제어 절차를 반복하여 적용(예를 들면, 진동 강도를 결정하는 단계 등)하여 몰딩 파우더를 공급할 수 있다.
위와 같은 방법에 의하여, 상기 파우더 트레이를 미리 결정된 이송궤적으로 이송하면서 상기 이송궤적 구간별 몰딩 파우더 공급부에 인가되는 진동의 강도를 결정하는 단계(S400)에서 결정된 진동의 강도로 상기 몰딩 파우더 공급부를 진동시켜 몰딩 파우더를 파우더 트레이 상에 공급하는 단계(S500)가 수행될 수 있으며, 파우더 트레이에 공급되는 몰딩 파우더의 토출량 또는 투하량을 영역 또는 구간별로 균일하게 할 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
1 : 몰딩 파우더 공급장치
100 : 몰딩 파우더 저장부
200 : 몰딩 파우더 공급부
400 : 파우더 트레이
500 : 파우더 트레이 이송부

Claims (5)

  1. 압축 몰딩공정을 위한 몰딩 파우더를 이형필름이 장착된 파우더 트레이 상에 투하하여 공급하는 파우더 공급방법에 있어서,
    미리 결정된 속도로 이송되는 파우더 트레이에 몰딩 파우더를 일정시간 동안 정량 공급하여 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량(g/sec)에 따른 진동을 구하는 단계;
    상기 파우더 트레이를 미리 결정된 이송궤적을 따라 이동시키면서 상기 몰딩 파우더를 정량 공급하면서 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 구하되, 등속도로 직선 이송시 인가되는 진동에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 기준 토출량으로 설정하여, 상기 기준 토출량 대비 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량을 구하는 단계;
    상기 몰딩 파우더의 단위 시간당 토출량, 상기 이송궤적에 따른 몰딩 파우더의 토출량, 상기 기준 토출량을 반영하여, 각각의 이송궤적 구간별 보상치를 결정하는 단계;
    상기 조사된 보상치를 바탕으로 상기 파우더 트레이의 미리 결정된 이송 궤적을 구성하는 이송궤적 구간별 몰딩 파우더 공급부에 인가되는 진동의 강도를 결정하는 단계; 및
    상기 파우더 트레이를 미리 결정된 이송궤적으로 이송하면서 상기 결정된 진동의 강도로 상기 몰딩 파우더 공급부를 진동시켜 몰딩 파우더를 공급하는 단계를 포함하는 몰딩 파우더 공급방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파우더 트레이의 이송 궤적 구간은 상기 파우더 트레이의 이송 시작시점 직후의 가속 이송 구간, 등속 직선 이송 구간, 곡선 이송구간 및 상기 파우더 트레이의 이송 정지시점 직전의 감속 이송 구간을 포함하며,
    상기 이송궤적 구간별 보상치를 결정하는 단계는 상기 기준 토출량을 기준으로 각각의 이송궤적에 따른 구간에서 양의 보상량 또는 음의 보상량을 적용하여 상기 파우더 트레이 내에 몰딩 파우더가 동일한 양으로 토출되도록 하는 것을 특징으로 하는 몰딩 파우더 공급방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송궤적 구간별 보상치를 결정하는 단계는 상기 파우더 트레이가 이송 시작시점 직후와, 이송 정지시점 직전에는 음의 보상량을 적용하여 몰딩 파우더의 토출 양을 조절하고,
    상기 파우더 트레이가 이송 궤적을 변경하기 위한 곡선 이송구간에서는 양의 보상량을 적용하여 몰딩 파우더의 토출양을 조절하는 것을 특징으로 하는 몰딩 파우더 공급방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이송궤적 구간별 몰딩 파우더 공급부에 인가되는 진동의 강도를 결정하는 단계에서 결정된 진동의 강도로 상기 몰딩 파우더 공급부를 진동시켜 몰딩 파우더를 공급하는 단계에서 상기 몰딩 파우더를 진동시키는 것은 진동수 및 진폭 중 적어도 하나를 조절하여 진동 강도를 제어하여 몰딩 파우더의 토출량을 조절하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 몰딩 파우더 공급방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩 파우더 공급부를 진동시켜 몰딩 파우더를 공급하는 단계는 상기 몰딩 파우더 공급부에 구비된 하중센서에 의해 상기 몰딩 파우더 공급부의 하중 감소가 감지되지 않거나 상기 몰딩 파우더 공급부에 구비된 트리거 유닛에 의해 몰딩 파우더 토출이 감지되지 않을 경우 상기 파우더 트레이를 정지시키고 몰딩 파우더의 토출이 재개되는 시점에 상기 상기 이송궤적 구간별 몰딩 파우더 공급부에 인가되는 진동의 강도를 결정하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 몰딩 파우더 공급방법.
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