1. 수행배경

• IT 산업의 발달에 따라 전기, 전자 제품의 제작 공정이 세분화되고, 정밀화되었다. 접착 공정 역시 제품의 품질과 내구성에 직접적인 영향을 준다. 예를 들어 모바일용 카메라 모듈 결합 공정에서는 이미지 센서, 렌즈 모듈, IR필터 등 소형 전자 부품들의 접합을 위해 디스펜서로 에폭시를 토출하는 방법을 사용하고 있다. 에폭시의 경우 비교적 점도가 높고, 특성상 주변 환경 요소의 영향을 크게 받는다. 특히 온도에 따른 액제의 물성이 접착력에 큰 영향을 준다. 따라서 온조 블럭을 사용하면 디스펜서에 장착된 시린지 속의 접착액의 온도를 공정에서 요구하는 온도로 제어할 수 있다.  
• 온조 블록 수요는 2031년까지 연평균 약 5% 증가할 것으로 예상된다. 시장 통계업체 Persistence Market Research에서 발표한 2021 세계 산업용 디스펜서 시장 보고서에 따르면, 기술 발전에 따른 산업용 제품들의 집적화, 정밀화로 인한 성능 향상과 COVID-19의 영향으로 제약 및 기타 위생 관련 산업 증가를 그 이유로 들 수 있다. 이러한 시장 전망에도 불구하고, 국내 온조 블록 제품은 해외 제품에 비해 경쟁력이 낮다. 온조 블록의 주요 부품 구성이 최적화 되어 있지 않으며, 해외 제품 대비 원가가 높기 때문이다. 또한 해외 제품에 의존하여 국산화 개발 및 양산화가 더딘 점도 원인 중 하나이다. 따라서 온조블럭의 국산화를 위해서는 조립의 편리성과 양산화를 고려한 최적 구조 설계가 필요하다.

2. 수행기간

3. 개발작품 설명

• 온조 블록이란?

온조 블록이란 디스펜서와 함께 접착 공정에서 사용되는 장치 중 하나이다. 접착 공정에서 사용되는 에폭시의 경우 비교적 점도가 높고, 특성상 주변 환경 요소의 영향을 크게 받는다. 특히 온도에 따른 액제의 물성 변화가 접착력에  큰 영향을 준다. 따라서 온조블록은 공정 상에서 요구되는 액제의 온도를 일정하게 유지하는 장치이다.

• 온조 블록 구성 및 작동 원리

온조 블록은 전원부, 제어부, 히터부, 센서부, 무접점 릴레이 그리고 성능을 실험할 시린지 블록으로 구성되어 있다.

작동 방식은 먼저 블록 내부의 히터가 시린지에 열을 가하면 센서가 이를 측정하여 컨트롤러에서 현재 온도가 표시된다. 컨트롤러에서는 현재 온도와 목표 온도와의 차이를 파악해서 PID제어 방식을 사용해서 시린지 블록의 온도가 목표 온도에 도달하도록 제어한다. 무접점 릴레이는 시린더 블록의 온도가 목표 온도가 되도록 히터의 전원을 on/off 하는 스위치 역할을 한다.

4. 활용방안

• 렌즈 고정용 접착제 디스펜싱 분야
• 반도체 패키지 공정에서 웨이퍼 보강 디스펜싱, 플립 칩 언더필 분야
• 스마트폰 조립 공정에서 중간 프레임과 TIP 접착 디스펜싱 분야 등

5. 과제 목표 

• 히터 및 센서 성능 최저고하를 위한 시린지 블록 설계
• 조립성을 고려한 시린더 블록 구조 설계
• 목표 온도 제어 정밀성 및 신속성 확보
• 원가 절감을 고려한 제작 및 설계 강구