KR100978719B1 - 고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한평판부재 - Google Patents

고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한평판부재 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 고속드릴링에 있어서 이용되는 열방출용 평판부재는 나노구조파우더를 포함하고 지지재료층으로 코팅된 복합재료층을 포함하며 윤활층은 복합재료층으로 코팅되어 인쇄회로기판의 드릴링에 있어서 드릴이 연마될 수 있고 윤활될 수 있으며 드릴작업에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있는 구조이다.
고속드릴링, 열방출, 평판부재, 나노구조파우더

Description

고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재{AN ACCESSORY PLATE MATERIAL FOR HEAT DISSIPATING IN HIGH SPEED DRILLING}
본 발명은 인쇄회로기판에 있어서 드릴링을 위한 커버용 평판에 관한 것으로 특히 고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재로서 복합재료층으로 구성되며 드릴이 연마되고 윤활작용이 이루어지며 드릴링 공정동안 열을 방출하는 효과를 기대할 수 있다.
최근에 전자기술의 진보와 새로은 다양한 하이테크산업의 발달로 보다 인간화되고 보다 기능적으로 발전한 전자제품이 점차적으로 생산되고 동시에 전자제품이 보다 가벼워지고, 얇아지고, 짧아지고 작아졌다. 각 전자제품은 많은 전자부품과 회로보드로 구성된 적어도 하나의 메인보드를 구비한다.
회로보드의 기능은 많은 전자부품들이 서로 전기적으로 연결되는 방식으로 다양한 전자부품들이 전기적으로 구성되도록 하는 것이다. 현재 일반적으로 사용되는 회로보드는 인쇄회로기판(pcb)이다.
상기 인쇄회로기판은 전자부품들의 전체기능이 발휘될 수 있도록 서로 전자부품들을 연결할 수 있다. 그러므로 인쇄회로기판은 모든 전자정보제품의 필수구 성요소이다. 따라서 인쇄회로기판들 사이에서 고르지 않은 설계는 전자제품의 신뢰성에 영향을 줄 뿐만 아니라 제품의 경쟁능력을 지배할 것이다. 인쇄회로기판은 "전자제품의 어머니" 또는 "3C 제품의 기본"으로 일컬어진다. 인쇄회로기판은 비전도재료로 평판으로 제작된다.
인쇄회로기판은 칩을 마운트하거나 다른 전자부품들을 마운트하도록 평판보드에 드릴링되게 설계된다. 부품들을 위한 홀들은 보드표면에 한정된 금속경로의 전자적연결을 용이하게 한다. 회로는 인쇄회로기판을 통한 관통핀에 의해 형성될 수 있고 관통핀은 인쇄회로기판에 전도성 금속 땜으로 고정된다.
그러나 회로보드를 드릴링함에 있어서 작은 드릴이 작은 크기의 홀과 부합되게 이용되어야 하고 이와 같은 경우 드릴의 깨짐이 종종 발생한다. 설계에 있어서 인쇄회로기판를 드릴링하기 위한 방법은 드릴에 버퍼뿐만 아니라 드릴링동안 열방출 기능을 갖는 알루미늄 커버링 평판을 제공하는 구성이다(도3참조). 상기 알루미늄 커버링 평판은 일반적으로 알루미늄 호일 층, 침투성 화이버층 및 윤활층으로 구성된다.
알루미늄 커버링 평판이 드릴링에서 이용될 때 침투성 화이버층은 고체이고 용이하게 용해되지 않고 드릴 커팅은 드릴링 동안 홀내에서 생성될 수 있어 드릴의 깨짐을 일으키거나 인새회로보드에서 드릴링 홀의 내측벽의 거칠어짐을 발생시킬 수 있다.
또한 드릴의 회전속도는 드릴링비를 가속하여 증가시킴에 따라 침투성 화이버층은 고속마찰 하에서 드릴로부터 발생되는 열을 효과적으로 제거할 수 없다.
또한 상기 알루미늄 커버링 평판을 이용한 드릴공정에서 드릴링에서 불충분한 윤활 때문에 많은 양의 금속조각이 알루미늄 호일층으로부터 발생될 수 있고 인쇄회로기판의 상부의 고속회전으로 흩어질 수 있다. 이와 같은 환경하에서 청결하지 않으면 인쇄회로보드의 이용에서 단락이 발생할 수 있고 제품의 신뢰성에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 목적은 고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재를 제공하는 것으로 인쇄회로기판의 드릴링공정에 적합하고 간단한 구조와 비용절감을 효과가 기대되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 고속드릴링에 있어서 이용되는 열방출용 평판부재를 제공하는 것으로 드릴링공정에서 드릴을 윤활하고 연마할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 고속드릴링에 있어서 이용되는 열방출용 평판부재를 제공하는 것으로 드릴링 동안 드릴링부분의 내벽의 거칠어짐 또는 드릴의 파괴를 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 목적은 고속드릴링에 있어서 이용되는 열방출용 평판부재를 제공하는 것으로 드릴로부터 효과적으로 열을 방출할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 고속드릴링 공정에서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재는, 몰리브덴디설파이드(MoS2), 몰리브덴디세렌나이드(MoSe2), 텅스텐디설파이드(WS2), 텅스텐디세렌나이드((WSe2), 니보늄디설파이드(NbS2), 니보늄디세렌나이드(NbSe2), 탄타륨디설파이드(TaS2), 탄타륨디세렌나이드(TaSe2) 및 티타늄디설파이드(TiS2)의 그룹으로부터 선택된 하나 또는 할로겐을 포함하는 나노구조파우더를 포함하는 복합재료층과; 상기 복합재료층에 결합된 지지재료층과; 및 상기 복합재료층의 표면에 코팅된 윤활층;로 구성되어 인쇄회로기판의 드릴링 공정 동안 드릴이 연마되고 윤활작용이 이루어지며 열의 방출이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재는 보다 간단한 구조이고 제조비용이 저렴하다. 또한 본 발명에 의한 평판부재의 복합재료층은 드릴링공정에서 드릴을 연마하고 윤활하도록 나노구조 파우더를 포함한다. 또한 본 발명에 의한 평판부재는 플라스틱 평판으로, 종래 알루미늄 커버 평판에서 드릴링 공정동안 홀으로 들어가는 금속조각 때문에 발생할 수 있는 단락을 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 의한 지지재료가 금속호일인 경우, 드릴홀은 본 발명에 의한 윤활층으로 설계되고 좋은 윤활성능이 드릴링동안 이루어질 수 있고, 금속조각이 감소될 수 있으며 금속조각의 흩어짐을 효과적으로 예방할 수 있다. 또한 본 발명에 의한 평판부재는 드릴링 공정동안 드릴은 연마되고 윤활작용이 이루어지고 열의 방출이 이루어진다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
도1은 본 발명에 의한 고속드릴링 공정에서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재(1)의 실시예로서 지지재료(13), 복합재료층(11) 및 윤활층(12)으로 구성된 것이다.
상기 복합재료층(11)은 나노구조의 파우더를 포함하고 상기 지지재료(13)로 코팅된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 나노구조파우더는 몰리브덴디설파이드(MoS2), 몰리브덴디세렌나이드(MoSe2), 텅스텐디설파이드(WS2), 텅스텐디세렌나이드((WSe2), 니보늄디설파이드(NbS2), 니보늄디세렌나이드(NbSe2), 탄타륨디설파이드(TaS2), 탄타륨디세렌나이드(TaSe2) 및 티타늄디설파이드(TiS2)의 그룹으로부터 선택된 하나 또는 할로겐이 될 수 있다.
상기 할로겐은 상기 할로겐은 세리늄 플로오라이드(CeF3), 카드미늄 클로라이드(CdCl2), 코발트 클로라이드(CoCl2), 지르코늄 클로라이드(ZrCl2) 또는 리드 클로라이드(PbCl2)가 될 수 있다.
상술한 구성으로 고속드릴링 공정에서 발생된 열이 인쇄회로기판(2)의 재질상에서 드릴링 마찰열의 효과가 감소하도록 방출될 수 있고 드릴의 사용기한을 연장할 수 있다.
상기 윤활층(12)은 상술한 복합재료층(11)에 적용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 윤활층(12)은 지방알코올폴리머(fatty alcohol polymers), 폴리지방산에스테르(poly fatty acid ester) 및 케톤과 산의 코폴리머 또는 케톤과 에스테르의 코폴리머의 그룹으로부터 선택될 수 있고, 계면활성제와 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 지방알코올폴리머는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌 또는 폴리비닐알코올의 그룹으로부터 선택된 하나가 될 수 있다. 상기 폴리지방산에스테르(poly fatty acid ester)는 스테아린산, 글리세롤스테아린산염 또는 폴리에틸렌스테아린산염의 그룹으로부터 선택된 하나가 될 수 있다. 상기 케톤과 산의 코폴리머는 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 소디움 피롤리돈 카르복시산염(sodium pyrrolidone carboxylate), 비닐피롤리돈(vinyl pyrrolidone) 또는 비닐아세테이트코폴리머(vinyl acetate copolymer)의 그룹으로부터 선택된 하나가 될 수 있다. 상기 케톤과 에스테르의 코폴리머는 비닐피롤리 돈(polyvinylpyrrolidone) 또는 메타크릴산염(methacrylate) 코폴리머의 그룹으로부터 선택된 하나가 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 계면활성제(surfactant)는 음이온성(anionic), 양이온(cationic) 또는 비이온(non-ionic)가 될 수 있으며, 예를 들면 술포석시네이트 에스테르(sulfosuccinate ester), 알킬포스페이트(alkyl phosphate), 알킬에테르설페이트(alkyl ether sulfate), 알킬설포네이트(alkyl sulfonate), 알킬라미네스(alkylamines), 알카놀아미드(Alkanolamide), 폴리옥시에틸렌에테르(polyoxyethylene ether) 또는 폴리옥시에틸렌에테르(polyoxyethylene ether)의 그룹으로부터 선택된 하나가 될 수 있다.
상기 지지재료(13)는 플라스틱 평판 또는 금속호일(metal foil)이 될 수 있고, 가장 바람직하게는 상기 지지재료(13)는 금속호일(metal foil)될 수 있다. 상기 지지재료(13)는 상기 복합재료층(11)과 윤활층(12)을 지지하도록 이용된다.
도2에 도시된 바와 같이 고속드릴링 공정에서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재(1)는 드릴링공정을 수행하는 인쇄회로기판(2)에 구비된다.
드릴링장치가 드릴링위치에 도달했을 때 드릴(4)은 낮추어진다. 상기 드릴(4)이 낮추어졌을 때 드릴은 본 발명에 의해 제공되는 윤활층(12)을 통해 통과하고 드릴(4)은 윤활되고 관통력은 드릴링홀의 기형 또는 드릴의 깨짐을 방지하도록 완충된다. 드릴(4)이 계속 낮추어지면 드릴은 본 발명에 의해 제공되는 복합재료층(11)을 관통하고 복합재료층(11)은 나노구조파우더를 포함하고, 나노구조파우더의 특별한 구조로 인해 일정크기효과, 가시적 일정터널효과, 표면효과 및 용적효과의 네 가지 효과를 갖으며 윤활성과 내구성이 향상되며 드릴(4)은 윤활되고 연마될 수 있고 상기 드릴(4)은 날카로움이 유지되고 고속드릴링 공정에서 발생된 열은 방출될 수 있다.
드릴이 낮추어짐에 따라 드릴은 본 발명에 의해 제공되는 지지재료(13)를 통해 관통할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 지지재료(13)는 상기 드릴이 상기 지지재료(13)를 관통할 때 금속조각의 흩어짐을 최소화할 수 있는 금속호일이다.
참고로 본 발명의 구체적인 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도1은 본 발명에 의한 고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재의 전개도이고,
도2는 인쇄회로기판의 드릴링에 있어서 본 발명에 의한 고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재의 전개도이고,
도3은 종래 기술에 의한 커버용 평판의 전개도이다.

Claims (11)

  1. 고속드릴링에 있어서 열방출을 용이하게 하기 위한 평판부재에 있어서,
    몰리브덴디설파이드(MoS2), 몰리브덴디세렌나이드(MoSe2), 텅스텐디설파이드(WS2), 텅스텐디세렌나이드((WSe2), 니보늄디설파이드(NbS2), 니보늄디세렌나이드(NbSe2), 탄타륨디설파이드(TaS2), 탄타륨디세렌나이드(TaSe2) 및 티타늄디설파이드(TiS2)의 그룹으로부터 선택된 하나 또는 할로겐을 포함하는 나노구조파우더를 포함하는 복합재료층과;
    상기 복합재료층에 결합된 지지재료층과; 및
    상기 복합재료층의 표면에 코팅된 윤활층;으로 구성되어 인쇄회로기판의 드릴링 공정 동안 드릴이 연마되고 윤활작용이 이루어지며 열의 방출이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 평판부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지재료층을 구성하는 재료는 플라스틱재료인 것을 특징으로 하는 평판부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지재료층을 구성하는 재료는 금속호일(metal foil)인 것을 특징으로 하는 평판부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 윤활층을 구성하는 재료는 지방알코올폴리머(fatty alcohol polymers), 폴리지방산에스테르(poly fatty acid ester) 및 케톤과 산의 코폴리머, 및 케톤과 에스테르의 코폴리머의 그룹으로부터 선택되고 계면활성제(surfactant)와 혼합되는 것을 특징으로 하는 평판부재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지방알코올폴리머는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌 또는 폴리비닐알코올의 그룹으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 평판부재.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 폴리지방산에스테르(poly fatty acid ester)는 스테아린산, 글리세롤스테아린산염 또는 폴리에틸렌스테아린산염의 그룹으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 평판부재.
  7. 제4항에 있어서,
    케톤과 산의 코폴리머는 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 소디움 피롤리돈 카르복시산염(sodium pyrrolidone carboxylate), 비닐피롤리돈(vinyl pyrrolidone) 또는 비닐아세테이트코폴리머(vinyl acetate copolymer)의 그룹으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 평판부재.
  8. 제4항에 있어서,
    케톤과 에스테르의 코폴리머는 비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) 및 메타크릴산염(methacrylate) 코폴리머의 그룹으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 평판부재.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 계면활성제(surfactant)는 술포석시네이트 에스테르(sulfosuccinate ester), 알킬포스페이트(alkyl phosphate), 알킬에테르설페이트(alkyl ether sulfate), 알킬설포네이트(alkyl sulfonate), 알킬라미네스(alkylamines), 알카놀아미드(Alkanolamide), 폴리옥시에틸렌에테르(polyoxyethylene ether) 또는 폴리옥시에틸렌에테르(polyoxyethylene ether)의 그룹으로부터 선택된 음이온성(anionic), 양이온(cationic) 또는 비이온(non-ionic) 계면활성제(surfactant)가 될 수 있는 것을 특징으로 하는 평판부재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복합재료층은 코팅에 의해 지지재료층에 결합되는 것을 특징으로 하는 평판부재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐은 세리늄 플로오라이드(CeF3), 카드미늄 클로라이드(CdCl2), 코발트 클로라이드(CoCl2), 지르코늄 클로라이드(ZrCl2) 또는 리드 클로라이드(PbCl2)의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 평판부재.
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