1. 수행배경

• 최근 스마트폰, 노트북 등과 같은 휴대용 디바이스들은 휴대가 가능한 작은 크기에 얼마나 향상된 성능을 가지는지에 따라 제품의 가치가 결정된다고 해도 과언이 아닐 것이다. 이러한 제품은 수많은 반도체 부품들을 한정된 규격 안에서 조립해야 한다는 특징을 가진다. 서로 다른 제품을 결합하는 대표적인 방법으로는 용접, 기계적 체결, 접착 등이 있는데, 용접의 경우 열영향에 의해 제품의 손상 및 변질 위험이 있고, 기계적 체결의 경우 나사와 같은 요소들에 의해 제품의 경량화에 불리하거나 초소형 제품에 대한 가공이 어렵다는 특징 때문에 많은 경우 접착제를 이용한 결합을 하게 되는데, 이때 접착제 도포를 위한 디스펜서가 주로 사용된다.
• 하지만 이러한 디스펜서는 공압식 시스템을 이용하는데, 압축된 공기를 사용하는 공압식 시스템의 특성상 접착제가 담긴 실린지 내의 압축성 유체인 공기가 차지하는 비율, 즉 잔량에 따른 토출편차가 발생하게 되고, 이는 제품의 완성도 및 불량률에 큰 영향을 미치게 된다.
• 지오테크놀로지의 체리 디스펜서는 내부의 압력센서를 통해 실린지 내 잔량에 따른 압력상태에 의한 토출편차를 줄여 정확한 도포가 가능하게끔 설계가 되었으나 압력센서만으로는 실린지 내의 잔량을 정확히 감지하여 편차를 줄이기에 어려움을 겪는다. 이러한 문제를 추가적인 센서 사용을 통해 도포제 잔량을 정밀하게 측정해 작업의 정밀도를 높이고, 불량률 저감을 위해 실시간 실린지 내 잔량 측정이 가능한 장치를 개발하는 것을 목적으로 한다.

2. 수행기간

3. 개발작품 설명

• 아두이노 우노 보드와 볼형 조도센서를 이용하여 제어부와 센서부를 구성하고 광추종 센서의 막대형 10칸 LED로 표시부를 구성해 조도센서에서 검출되는 광량을 바탕으로 실린지 내부 용액의 잔량을 예측하여 표시부의 LED가 단계별로 켜져 실린지 내부의 잔량을 표현하고 실제 공업용 실린지 규격을 바탕으로 케이스 3D 모델링을 설계하였다. 출력한 케이스 부품들은 외부로부터의 빛 투과 차단을 위해 모두 검은색으로 도색하였다.
• 케이스 안에 한쪽 끝에 LED 면 광원으로 빛을 방사하여 가운데에는 실린지가 놓여져 있고 다른 한 쪽 끝에 조도센서를 놓아 실린지 내부 용액이 차지하는 높이만큼 빛이 차단 되므로 조도센서에서 검출되는 광량의 차이로 실린지 내부용액의 잔량이 측정 가능하다.
• 조도센서 2개를 제품의 상단 (50 cc 근처)과 하단(0 cc 근처)에 각각 설치하여 5 cc 간격으로의 실린지 내 액체 잔량의 감지가 가능하였다. 본 제품의 가장 두드러지는 장점은 개폐가 가능한 케이스 형태로 제작되어 휴대가 매우 간편하고, 구조가 간단해 유지보수 및 부품의 교체가 간단하다는 점, 또한 잔량이 10칸의 게이지로 표시되어 가시성이 매우 뛰어나다는 점 등을 들 수 있다.

4. 활용방안

• 공압식 디스펜서의 경우 실린지 내의 도포제 잔량에 따른 토출편차를 줄이는 것이 목적이기 때문에, 디스펜서의 토출하기 위한 압력을 보정하는 장치와 함께 인터페이스에 연결하여 사용하면 더욱 정밀한 디스펜싱 작업을 통해 스마트폰, 노트북 등의 디바이스 생산의 불량률을 저감하고, 완성도를 더욱 향상시킬 수 있다.
• 또한 공압식 디스펜서는 반도체 감광액을 도포하는 공정에도 쓰이기 때문에, 반도체 수율을 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다.
  또한 휴대가 가능한 케이스 형태이며, 공압식이 아닌 어떤 형태의 디스펜서의 잔량 감지에도 활용 가능한 제품이므로 외부에서 잔량 확인이 어려운 액상형 핸드워시 제품 등에도 사용이 가능할 것으로 기대된다.