[논문]실험계획법을 이용한 진공유리 Pillar의 배치공정 최적화

김재경; 전의식

실험계획법을 이용한 진공유리 Pillar의 배치공정 최적화
The Arrangement Process Optimization of Vacuum Glazing Pillar using the Design of Experiments 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.11 no.1, 2012년, pp.73 - 78

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the optimal process condition was induced about the pillar arrangement process of applying the screen printing method in the manufacture process of vacuum glazing panel. The high precision screen printing is technology which pushes out the paste and spreads it by using the squeegee on the stainless steel plate in which the pattern is formed. The screen printing method is much used in the flat panel display field including the LCD, PDP, FED, organic EL, and etc for forming the high precision micro-pattern. Also a number of studies of screen printing method have been conducted as the method for the cost down through the improvement of productivity. The screen printing method has many parameters. So we used Taguchi method in order to decrease test frequencies and optimize this parameters efficiently. In this study, experiments of pillar arrangement were performed by using Taguchi experimental design. We analyzed experimental results and obtained optimal conditions which are 4 m/s of squeegee speed, $40^{\circ}$ of squeegee angle and distance between metal mask and glass.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 통계프로그램인 미니탭 프로그램과 실험계획법 중 최적공정조건을 도출하기 위해 많이 사용되는 다구찌 실험계획법을 이용하여 pillar를 배치하기 위한 스크린 인쇄 장치의 최적 공정 조건을 도출하고자 한다.
본 연구에서는 진공유리 pillar 배치공정에 있어 스크린 인쇄 방식을 통한 배치를 제안 및 실시하였다. 최적의 pillar형상을 얻기 위해 다구찌 방법을 이용한 실험에서 공정 조건들이 pillar의 지름과 높이에 미치는 영향을 알아보고 다음의 결과를 얻을 수 있었다.

제안 방법

Pillar 배치 공정에 사용된 페이스트(paste)는 알루미나와 실리카기반의 무기화합물을 사용하였으며 pillar에 대한 결과 목표치 는 pillar의 지름과 높이 값을 측정하여 적용하였다. Pillar의 지름은 디지털마이크로스코프를 이용해 측정하였으며 높이의 경우 디지메틱인디게이터를 이용하여 측정하였다. 유리 위에 도포된 pillar의 측정은 총 16곳의 지름과 높이를 측정하였으며 측정 값의 평균을 다구찌 실험계획법의 목표 값으로 적용하였다.
공정조건이 pillar의 지름과 높이에 대해 미치는 영향도를 분석하기 위해 측정된 지름과 높이의 결과 값을 식(1)과 (2)에 적용하여 신호대 잡음비인 S/N비를 계산하였다. Table 3는 측정한 pillar의 지름과 높이, 그리고 S/N비를 나타내며 Minitab(Ver. 14) 프로그램을 이용하여 스크린 인쇄기의 공정조건이 pillar에 미치는 영향을 분석하였다.
배치된 pillar의 지름은 메탈마스크에 형성된 개구부의 치수와 동일하게 배치되어야 하므로 손실함수는 망목특성 적용하였다. 또한 높이의 경우 pillar의 높이가 높을수록 pillar를 통한 열손실이 감소되기 때문에 손실 함수는 목표치가 클수록 좋은 망대 특성을 적용하였다. Pillar에 대한 신호대 잡음비인 S/N비의 값은 크게 나타나는 것이 좋으며 S/N비는 유효한 신호를 잡음으로 나눈 비를 말한다.
배치된 pillar의 지름은 메탈마스크에 형성된 개구부의 치수와 동일하게 배치되어야 하므로 손실함수는 망목특성 적용하였다. 또한 높이의 경우 pillar의 높이가 높을수록 pillar를 통한 열손실이 감소되기 때문에 손실 함수는 목표치가 클수록 좋은 망대 특성을 적용하였다.
실험계획에서는 영향이 많은 요인 세가지를 기준으로 실험의 목적으로 채택한 원인 또는 직접 실험의 목적으로 삼지는 않으나 실험의 효율을 올리기 위하여 선별한 원인을 인자(factor)라 하고, 실험을 하기 위한 인자들의 조건을 인자의 수준(level)이라 한다. 본 논문에서는 인자설정을 3수준 3요인으로 하였으며 이에 따라 실험계획을 구상하였다.
진공유리 Pillar 배치 실험은 실험횟수를 줄이고 계획을 간단히 구성할 수 있는 있는 직교배열표를 이용하였다. 실험계획에서는 영향이 많은 요인 세가지를 기준으로 실험의 목적으로 채택한 원인 또는 직접 실험의 목적으로 삼지는 않으나 실험의 효율을 올리기 위하여 선별한 원인을 인자(factor)라 하고, 실험을 하기 위한 인자들의 조건을 인자의 수준(level)이라 한다.
진공유리용 Pillar를 하부 유리판 위에 배치하기 위해 기초시험을 실시하였으며 기초시험을 통하여 가장 영향을 많이 미치는 요소 세 가지를 선정하였다. 요소 세 가지는 스퀴지(squeegee)의 각도, 스퀴지(squeegee)의 이송속도, 스크린과 유리와의 간격이며 공정 조건에 따라 페이스트(paste)가 메탈마스크의 개구부에 충분히 채워주지 못하거나 메탈마스크를 누르는 압력이 너무 작아져 유리 위에 제대로 된 형상을 도포하기가 어렵다.
본 연구에서는 진공유리 pillar 배치공정에 있어 스크린 인쇄 방식을 통한 배치를 제안 및 실시하였다. 최적의 pillar형상을 얻기 위해 다구찌 방법을 이용한 실험에서 공정 조건들이 pillar의 지름과 높이에 미치는 영향을 알아보고 다음의 결과를 얻을 수 있었다.

대상 데이터

Pillar배치 실험은 결과 값의 신뢰도를 높이기 위해 직교배열표의 계획에 따라 총 2번씩 9회 실시 하였으며 배치에 사용된 유리는 소다라임유리 350 mm × 500 mm × 3 t를 사용하였다. Pillar 배치 공정에 사용된 페이스트(paste)는 알루미나와 실리카기반의 무기화합물을 사용하였으며 pillar에 대한 결과 목표치 는 pillar의 지름과 높이 값을 측정하여 적용하였다. Pillar의 지름은 디지털마이크로스코프를 이용해 측정하였으며 높이의 경우 디지메틱인디게이터를 이용하여 측정하였다.
Pillar배치 실험은 결과 값의 신뢰도를 높이기 위해 직교배열표의 계획에 따라 총 2번씩 9회 실시 하였으며 배치에 사용된 유리는 소다라임유리 350 mm × 500 mm × 3 t를 사용하였다.
본 연구에서 사용된 스크린의 재질은 스테인레스강(stainless steel)이며 스크린에 형성된 개구부는 지름 500[µm], 높이 200[µm]를 갖는 실린더 형태를 하고 있다.

이론/모형

Pillar의 지름은 디지털마이크로스코프를 이용해 측정하였으며 높이의 경우 디지메틱인디게이터를 이용하여 측정하였다. 유리 위에 도포된 pillar의 측정은 총 16곳의 지름과 높이를 측정하였으며 측정 값의 평균을 다구찌 실험계획법의 목표 값으로 적용하였다. Fig.

성능/효과

(1) 다구찌 실험계획법과 통계프로그램인 미니탭을 이용하여 스크린 인쇄 공정 변수가 pillar의 지름과 높이에 미치는 상대적 영향도를 알 수 있었으며 제판과 유리와의 거리, 스퀴지(squeegee)각도, 스퀴지(squeegee) 이송속도의 순으로 나타났다.
(2) 직교배열표를 이용하여 실험의 수를 최소한으로 줄일 수 있었으며 본 연구의 공정조건 범위에서 Pillar의 지름과 높이에 대한 최적 배치 공정 조건으로는 제판과 유리와의 거리 2 mm, 스퀴지(squeegee) 각도 40° , 스퀴지 (squeegee) 이송속도 25 mm/sec임을 알 수 있었다.
(3) 미니탭의 다구찌 결과 예측을 이용하여 최적공정 조건의 S/N비와 평균 값을 예측할 수 있었으며 실제 실험의 결과 값과 비교해본 결과 지름은 3%, 높이는 10% 범위 내에서 일치함을 확인 하였다.
다구찌 결과 예측에 따른 S/N비 값과 pillar의 지름과 높이는 실제 실험한 결과 값과 비교해 큰 차이를 보이지 않았으며 이는 예측 결과 및 다구찌 실험계획법 을 통한 pillar 배치 장치의 최적 공정조건 도출에 대한 타당성을 검증할 수 있다. Table 9은 최적공정조건에 대해 다구찌 결과 예측을 실시한 결과이며 현재의 pillar 배치 공정이A₁B₁C₁일 때와 최적공정조건인 A₂B₃C₁의 조건으로 적용할 시 pillar의 지름과 높이 및 S/N비는 Table 10과 같이 나타난다.
다구찌 방법은 기존의 제어 불가능한 파라미터로 인식되었던 환경조건, 기계적 오차나 잡음 등의 제어가 어려운 파라미터들이 실험결과에 미치는 영향을 객관적이고 정량적으로 평가가 가능하다. 따라서 본 논문에서는 Pillar 배치를 위한 스크린 인쇄 장치의 공정변수에 대해 다구찌 실험계획법을 이용하여 최적화를 실시하고 실험 결과를 토대로 공정변수에 따라 Pillar의 지름과 높이에 대한 영향도를 평가하는 것이 가능하다.
6과 Table 5와 같이 S/N비에 대한 주효과도를 나타내었다. 배치된 pillar의 높이에 영향을 많이 미치는 요소는 스퀴지(squeegee) 각도, 스퀴지(squeegee) 이송속도, 유리와 메탈마스크의 거리 순으로 나타났다. Table 7의 분산분석 결과 P값을 살펴보면 Pillar 높이의 S/N비 변화는 모든 인자들이 민감도에 영향을 미치지 않고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	진공유리란 무엇인가?	진공유리는 두 장의 유리 사이를 진공상태로 유지해 전도, 대류에 의한 열손실을 최소화한 제품으로 단열성능이 건물 벽과 유사한 고기능성 유리를 말한다[1]. 진공유리를 제작 생산함에 있어 유리 사이의 공간에 진공을 유지하기 위한 진공 작업 시 진공력에 의하여 유리와 유리의 면이 접촉하게 되며 이러한 문제점을 방지하기 위한 수단으로는 유리 사이의 공간에 pillar가 배치된다.
	pillar란 어떤 목적으로 사용되는가?	진공유리는 두 장의 유리 사이를 진공상태로 유지해 전도, 대류에 의한 열손실을 최소화한 제품으로 단열성능이 건물 벽과 유사한 고기능성 유리를 말한다[1]. 진공유리를 제작 생산함에 있어 유리 사이의 공간에 진공을 유지하기 위한 진공 작업 시 진공력에 의하여 유리와 유리의 면이 접촉하게 되며 이러한 문제점을 방지하기 위한 수단으로는 유리 사이의 공간에 pillar가 배치된다. 미국에서 개발된 구슬 모양의 pillar와 호주 에서 개발된 실린더 모양의 pillar가 선행 연구로 실시 되었으나 pillar 배치 공정이 별도의 주형에 의해 제작 되거나 디스펜싱(dispensing) 방식에 의하여 배치되기 때문에 공정시간이 길어지거나 pillar의 본래 형상을 유지하기가 힘들다[2-3].
	스크린 인쇄의 공정 변수는 무엇이 있는가?	스크린 인쇄공정의 변수는 스크린에 도포되는 페이스트(paste)의 물성치 및 유변학 특성, 도포된 페이스트 (paste)의 두께, 스퀴지(squeegee) 날의 경도 및 두께, 스퀴지(squeegee) 각도, 스퀴지(squeegee)의 인압, 스퀴지(squeegee)의 속도, 스크린 메쉬의 크기 및 재질, 스크린의 장력, 스크린과 인쇄 대상물과의 간격 등 매우 다양하다. 이러한 공정 변수에 따라 배치하고자 하는 패턴의 본래 형상이 형성되지 않는 경우가 발생되기 때문에 유리 위에 원하는 사이즈의 pillar를 배치하기 위해서는 스크린 인쇄장치의 공정조건에 대해 최적 조건을 획득하여야 한다.

참고문헌 (7)

R. E. Collins and A. C. Fischer-Scripps., "Design of pillar arrays in' flat evacuated windows" Australian Journal of Physics 44, pp. 73-86, 1991.
Saint-Gobain Glass France, "Sealed Vacuum Double Glazing and Method for Making", PCT No. WO00/34614, 2000.
Nippon Sheet Glass, "Process for Producing Vacuum Glass Panel and Vacuum Glass Panel Produced Thereby", PCT No. PCT/JP2003/015112, 2003.
김광영, 함영복, 최병오, 남수용, "PDP 제조용 스크린 인쇄장비의 적용현황", 한국기계연구원 재료연구소, 기계와 재료, State of the art report, Vol.12 no.4, pp.46-58, 2000.
J. K. Kim and E. S. Jeon, 2010, " Stress Analysis of the Vacuum glazing according to the Pillar shapes and Arrangements using Finite Element Method", Journal of the Semiconductor & Display Technology, Vol. 9, No. 1, pp. 49-54, 2010.

원문보기 상세보기
이상복, "Minitab 을 이용한 다구찌 기법 활용", 이레테크, 2006.
S.H Park, "Design of experiments", Minyoungsa, 2008.

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

실험계획법을 이용한 진공유리 Pillar의 배치공정 최적화
The Arrangement Process Optimization of Vacuum Glazing Pillar using the Design of Experiments 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

질의응답

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

실험계획법을 이용한 진공유리 Pillar의 배치공정 최적화 The Arrangement Process Optimization of Vacuum Glazing Pillar using the Design of Experiments 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

질의응답

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

김재경 (11) 전의식 (38)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

실험계획법을 이용한 진공유리 Pillar의 배치공정 최적화
The Arrangement Process Optimization of Vacuum Glazing Pillar using the Design of Experiments 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper