KR101155586B1 - Diamond tool and method of producing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이아몬드 공구 및 그 제조방법에 관한 것으로, 다이아몬드 막이 코팅되는 다양한 재료의 표면에 레이저를 이용한 가공으로 재료의 표면에 다양한 형태의 홈 및 골을 구성하고 이후 코팅되는 다이아몬드 막과 코팅을 위한 재료 간에 접착력(adhesion strength)을 대폭 향상시키는 방법 및 그 제조방법으로 만들어진 다이아몬드 코팅 공구에 관한 것으로, 특히 다이아몬드 코팅 막의 연삭 및 연마특성과 내마모 특성을 요하는 다양한 분야에 적용 가능한 다이아몬드가 코팅된 소재와 공구를 제공함을 목적으로 한다.The present invention relates to a diamond tool and a method for manufacturing the same, and the diamond film and the coating material to form a variety of grooves and valleys on the surface of the material by a laser processing on the surface of the various materials on which the diamond film is coated and then coated The present invention relates to a diamond coating tool made of a method for greatly improving the adhesion strength of the liver and to a manufacturing method thereof, and particularly to a diamond coated material applicable to various fields requiring grinding and polishing properties and wear resistance of a diamond coating film. To provide a tool.

다이아몬드가 코팅될 재료에 크기, 간격, 깊이 등이 제어 가능한 형상으로 레이저로 가공됨으로 해서 우수한 접착력 구현이 가능하며, 이를 통해 다이아몬드 코팅 막을 이용한 연삭 및 연마작업이 가능하며, 동시에, 이러한 가공 분야에서 다이아몬드 코팅 막의 박리 또는 탈락이 방지되는 효과를 얻을 수 있게 되어 우수한 절삭 및 내마모 특성을 얻을 수 있게 된다.The laser processing is performed on the material to be coated with the diamond in a controllable shape, size, spacing, depth, etc., so that excellent adhesion can be achieved. This enables grinding and polishing operations using a diamond coating film. The effect of preventing peeling or dropping of the coating film can be obtained, thereby obtaining excellent cutting and abrasion resistance properties.

기상화학합성법, 다이아몬드 코팅, 레이저 가공, 접착력, 연삭성능 Meteorological chemical synthesis, diamond coating, laser processing, adhesion, grinding performance

Description

다이아몬드 공구 및 그 제조방법{DIAMOND TOOL AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}DIAMOND TOOL AND METHOD OF PRODUCING THE SAME

본 발명은 수 ㎛에서 수 mm의 두께로 다이아몬드 막이 코팅된 소재가 적용되는 다양한 분야 예컨대, 절삭공구, 내마모 특성을 요하는 특수 공구, 반도체 압착 공구(TAB tool) 또는 표면 연삭성능이 필요한 CMP 패드 컨디셔너 등에서 다이아몬드 코팅 막의 탈락 문제를 해소함과 동시 기계적 특성을 향상시키기 위한 것으로 , 레이저를 이용해 다이아몬드가 코팅될 재료의 표면을 여러 모양으로 패터닝(patterning) 하여 홈 및 굴곡을 구성한 이후 다이아몬드 막을 코팅함으로써 우수한 접착력을 확보하고, 동시에 이러한 형상을 연삭 및 연마 작업에 적용하는 다이아몬드가 코팅된 공구 및 그 제조방법에 관한 것이다. DETAILED DESCRIPTION The present invention provides a variety of applications in which a diamond film-coated material is applied to a thickness of several micrometers to several mm, such as a cutting tool, a special tool requiring wear resistance, a semiconductor crimping tool (TAB tool) or a CMP pad requiring surface grinding performance. This is to solve the problem of dropping the diamond coating film and improve the mechanical properties at the same time.In the conditioner, the surface of the diamond coating material is patterned in various shapes to form grooves and bends, and then the diamond film is coated. The present invention relates to a diamond-coated tool and a method of manufacturing the same, which secures and simultaneously apply this shape to grinding and polishing operations.

다이아몬드는 현존하는 재료 중에 가장 우수한 경도 및 화학적 안정성을 가지고 있어 여러 가지 기계적 특성을 요하는 분야에서 매우 중요한 재료로 이용되고 있다. 특히, 기상화학증착법(CVD: chemical vapor deposition)으로 코팅되는 다이아몬드 막은 기존에 산업적으로 사용되던 ‘금속결합재와 다이아몬드 분말이 혼합되어 만들어진 소결다이아몬드(PCD)’와는 다르게 순수한 다이아몬드 특성을 100% 가지고 있어 절삭공구분야 및 내마모 분야에서 매우 우수한 특성을 발휘할 수 있다. Diamond has the highest hardness and chemical stability among the existing materials and is used as an important material in fields requiring various mechanical properties. Especially, diamond film coated by CVD (Chemical Vapor Deposition) has 100% pure diamond property unlike sintered diamond (PCD) made by mixing metal binder and diamond powder. Very good properties in tooling and wear resistance

이렇게 우수한 특성의 기상화학합성법으로 코팅된 다이아몬드 막을 이용하기 위해서는 무엇보다도 다이아몬드 막이 코팅되는 재료와 다이아몬드 막간에 우수한 접착력(adhesion strength)을 확보하여야 한다. 그런데 근본적으로 Fe, Co, Ni 등과 같이 천이 금속을 기판 재료로 사용해서는 다이아몬드 코팅이 어려우며, 코팅이 이루어지더라도 접착력의 확보는 거의 불가능하다. 왜냐하면 이들 천이 금속은 다이아몬드의 흑연화 촉매로서 다이아몬드가 아닌 흑연이 코팅되기 때문이다.In order to use the diamond film coated by the vapor phase chemical synthesis method having such excellent characteristics, it is necessary to secure excellent adhesion strength between the diamond film coated material and the diamond film. However, using a transition metal such as Fe, Co, Ni, etc. as a substrate material, diamond coating is difficult, and even if the coating is made, it is almost impossible to secure adhesive strength. This is because these transition metals are coated with graphite, not diamond, as a graphitization catalyst for diamond.

또 다른 문제점은 다이아몬드 막 자체가 매우 큰 잔류응력을 가지고 있으며, 화학적으로도 안정하여 화학반응을 통해서는 증착되는 재료와의 접착력을 형성하기 어렵다는 점이다. 아울러, 기판재료와의 열팽창계수의 차이로 인하여 다이아몬드 막의 두께가 수 ㎛ 이상만 되더라도 쉽게 기판재료에서 다이아몬드 막이 박리되어 다이아몬드 막의 특성을 이용하는데 문제가 발생한다. 따라서 현재까지 기상화학합성법으로 다이아몬드가 코팅되는 재료로는 초경재료(WC-Co)와 SiC 및 Si3N4와 같은 극히 소수의 재료 등에 국한되고 있다.Another problem is that the diamond film itself has a very large residual stress and is also chemically stable, making it difficult to form adhesion with the deposited material through chemical reaction. In addition, due to the difference in coefficient of thermal expansion with the substrate material, even if the thickness of the diamond film is only a few μm or more, the diamond film is easily peeled off from the substrate material, thereby causing problems in utilizing the characteristics of the diamond film. Therefore, the materials coated with diamond by the vapor phase chemical synthesis method are limited to very few materials such as cemented carbide (WC-Co) and SiC and Si 3 N 4 .

물론, 이렇게 국한된 재료에서도 다이아몬드 코팅시 접착력에 문제점가 발생하며, 따라서 이러한 문제의 해결을 위해 다양한 방법들이 제안되었다. 예로 초경재료의 경우 미국특허 US,5,585,176호와 US,6,365,230호에서처럼 화학적 에칭방법을 통해 Co를 완전히 제거하고 이후에 고온에서의 열처리를 통해 표면의 입자만을 성장시켜 접착력을 확보하는 것이다. Of course, even in this limited material, a problem occurs in the adhesion of the diamond coating, and therefore, various methods have been proposed to solve this problem. For example, in the case of cemented carbide material, as in US Pat. Nos. 5,585,176 and US 6,365,230, Co is completely removed through a chemical etching method, and then only the particles of the surface are grown by heat treatment at a high temperature to secure adhesion.

또 세라믹 소재의 경우에는 초경재료와는 다르게 다이아몬드의 촉매 역할을 하는 천이금속은 없으나 세라믹 자체의 안정성에 기인하여 코팅되는 다이아몬드 막과 우수한 접착력을 얻는 것이 더욱 어렵다. 따라서 세라믹 재료의 경우 미세조직을 변화시켜 다이아몬드와의 접착력을 향상시키려는 노력이 이루어졌다. 미국특허 US 5,334,453호과 한국특허 제290683호에서처럼 세라믹 소재의 표면에 크고 긴 형태의 입자를 형성시켜 코팅되는 다이아몬드 막과의 기계적 엉킴효과(mechanical interlocking)를 증진시켜 접착력을 얻고자 하였다. 즉, SiC나 Si3N4 등의 세라믹 재료는 소결온도를 변화시키면 침상의 입자를 만들 수 있으며 이들 입자를 표면에 노출시켜 다이아몬드 막과 기계적 결합을 증진시켜 접착력을 확보하는 방법이다.In the case of the ceramic material, unlike the cemented carbide material, there is no transition metal that acts as a catalyst for diamond, but due to the stability of the ceramic itself, it is more difficult to obtain excellent adhesion with the coated diamond film. Therefore, in the case of ceramic materials, efforts have been made to improve adhesion to diamond by changing the microstructure. As in US Pat. No. 5,334,453 and Korean Patent No. 290683, a large and long particle was formed on the surface of the ceramic material to improve mechanical interlocking with the coated diamond film, thereby obtaining adhesion. That is, ceramic materials such as SiC and Si 3 N 4 can make needle-shaped particles by changing the sintering temperature, and are a method of securing adhesion by exposing these particles to the surface to promote mechanical bonding with the diamond film.

그러나 이러한 방법은 모두 소수의 침상형태의 미세조직을 갖는 재료에 국한되는 한계가 있으며, 번거로운 열처리 공정 및 제어하기 어려운 화학적 에칭등과 같은 복잡한 과정을 필수적으로 필요로 한다. 물론, 이렇게 제어된 미세조직에서도 충분한 접착력의 확보에는 문제가 있는 것으로 여겨진다. However, all of these methods are limited to materials having a few needle-like microstructures, and necessitate complicated processes such as cumbersome heat treatment processes and difficult chemical etching. Of course, it is considered that there is a problem in securing sufficient adhesion even in such a controlled microstructure.

본 발명은 소수의 재료에서 보이는 미세조직의 변화를 이용한 접착력 향상의 한계를 극복하여 일반적인 재료에서도 우수한 접착력을 얻고자 하는데 있으며, 수 ㎛에서 수 mm의 두께를 가지는 두꺼운 다이아몬드 막이 코팅된 소재에서도 기계적 충격을 견디는 충분한 접착력을 가진 다이아몬드 코팅 복합체를 제공하는 것을 목적으로 하며, 동시에 우수한 기계적 특성을 구현하는 공구를 제조하는데 있다. 특히, 다이아몬드가 증착될 재료의 표면을 레이저로 가공하여 원하는 깊이, 길이와 모양을 만들어 이를 통해 우수한 접착력을 얻으며, 아울러, 이러한 가공형상에 의한 코팅된 다이아몬드 막을 피삭재를 연삭하거나 연마하는데 적용하는 공구에 이용함을 목적으로 한다.The present invention seeks to obtain excellent adhesion even in general materials by overcoming the limitation of the improvement of adhesion by changing the microstructure seen in a few materials, and mechanical impact even in a thick diamond film-coated material having a thickness of several μm to several mm. It is an object of the present invention to provide a diamond coating composite having sufficient adhesion to withstand, and at the same time to produce a tool that realizes excellent mechanical properties. In particular, the surface of the material on which the diamond is to be deposited is laser processed to achieve the desired depth, length and shape, thereby obtaining excellent adhesion. In addition, a tool for applying a coated diamond film by such a shape to grinding or polishing the workpiece It is for the purpose of use.

기상화학합성법으로 코팅되는 다이아몬드 막에서 우수한 접착력을 얻기 위한 가장 효과적인 방법은, 코팅되는 재료기판의 표면에서 코팅되는 막이 기계적으로 서로 엉켜 떨어질 수 없는 모습의 구조를 형성하게 하는데 있다. 즉, 기계적 엉킴 효과(mechanical interlocking)를 극대화하는 구조를 만들어 주는 것이다. 앞서 언급하였듯이 다이아몬드 코팅 막의 접착력 향상을 위한 선행문헌들에서 제공되는 방법들은 모두 이러한 기계적 엉킴 효과를 최대화하는 방법들이었다.The most effective method for obtaining good adhesion in the diamond film coated by the vapor chemical synthesis method is to form a structure in which the coated films on the surface of the material substrate to be coated cannot be mechanically intertwined with each other. In other words, to create a structure that maximizes the mechanical interlocking effect (mechanical interlocking). As mentioned above, the methods provided in the literature for improving the adhesion of the diamond coating film were all methods of maximizing such mechanical entanglement effects.

이러한 기계적 엉킴 효과를 극대화하기 위해 다이아몬드 연삭 휠이나 드릴 등의 기계적인 가공 방법을 이용하여 소재 표면에 여러 모양의 가공 패턴 등을 만 들어 줄 수 있으나, 이러한 기계적인 연삭이나 가공방법으로는 수 ㎛의 크기로 자유롭게 원하는 형태로의 홈이나 요철 등으로 구성된 패터닝(patterning)을 한다는 것은 거의 불가능하며, 경제적으로도 전혀 타당성이 없는 접근방법이다.In order to maximize the mechanical entanglement effect, various machining patterns can be made on the surface of the material by using mechanical processing methods such as diamond grinding wheels or drills. Patterning consisting of grooves and irregularities in desired shape freely in size is almost impossible and economically unappropriate approach.

본 발명에서는 이러한 기계적 엉킴 효과(mechanical interlocking)를 얻기 위한 방법 및 형상가공을 레이저를 통해 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method and shape processing for obtaining such mechanical interlocking through a laser.

또한, 다이아몬드가 코팅된 공구를 연삭공구 혹은 연마공구로 이용하기 위해 다이아몬드가 코팅될 소재 표면을 레이저로 가공하여 그 형상을 공구에 적용함을 목적으로 한다.In addition, in order to use a diamond-coated tool as a grinding tool or an abrasive tool, it is intended to apply the shape to the tool by laser processing the surface of the material to be coated with diamond.

레이저 가공의 특징은 기존 방식과는 다르게 미세조직이나 성분에 관계없이 다양한 재료위에 원하는 깊이, 길이 및 형태로 표면에 가공 형상을 만들어 줄 수 있다는 점이며, 이를 통해 최적의 접착력을 구현할 수 있으며, 공구의 성능을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.The unique feature of laser processing is that unlike conventional methods, it is possible to create a processing shape on a surface with a desired depth, length, and shape on various materials regardless of microstructures or components. The advantage is that you can optimize the performance.

기존의 레이저 가공은 절단이나 제품의 마킹(marking) 등에 국한되어 적용되었다. 그러나 본 발명에서는 이러한 레이저의 국한된 용도에서 발상의 전환을 통해 이종물질 간의 접착력 확보를 위한 표면 미세가공의 방법 및 연삭 그리고 연마공구의 성능향상을 위한 형상 제작에 적용하고 자 한다. Conventional laser processing has been applied to cutting and marking of products. However, the present invention intends to apply to the method of surface micromachining to secure adhesion between dissimilar materials through the conversion of the concept in the limited use of the laser and to the shape fabrication for improving the performance of the grinding tool.

표면가공에 적용되는 레이저는 섬유 레이저(fiber laser), CO2 레이저, 엔디야그(Nd-YAG) 레이저, 엑시머(excimer) 레이저, 피코(pico) 레이저, 펨토(femto)초 레이저 등 대부분의 레이저 방식이 적용 가능하나, 다이아몬드가 코팅될 재료에서 원하는 작은 크기와 깊이(예로 수 ㎛ ~ 수백 ㎛)를 가공하는 것에는 경제성 측면 등을 고려하여 주로 제품의 마킹(marking)에 사용되는 fiber laser가 바람직하다. 이 레이저를 이용한 표면가공 방식을 살펴보면 제 1 단계는 선택된 재료위에 원하는 형상을 레이저를 이용하여 홈 및 골을 형성(패터닝)하는 것이고, 제 2 단계에서는 레이저 가공으로 형성된 홈 주위의 불순물을 제거하기 위해 에칭공정을 거치며, 제 3 단계로는 기상화학합성법을 통해 수 ㎛에서 수 mm 두께의 다이아몬드 막을 코팅하여 다이아몬드 막이 코팅된 복합체 또는 연삭 및 연마공구를 얻는다. The lasers applied to the surface processing are most laser methods such as fiber laser, CO 2 laser, Nd-YAG laser, excimer laser, pico laser and femtosecond laser. Although this is applicable, in order to process the desired small size and depth (for example, several micrometers to several hundred micrometers) in the material to be coated with diamond, a fiber laser mainly used for marking products is preferable in consideration of economical aspects. . Looking at the surface processing method using this laser, the first step is to form (pattern) grooves and valleys using a laser on a selected shape on a selected material, and in the second step to remove impurities around the grooves formed by laser processing. After the etching process, the third step is to coat a diamond film having a thickness of several micrometers to several mm through vapor chemical synthesis to obtain a diamond film-coated composite or a grinding and polishing tool.

물론 이런 방식을 통해 다이아몬드가 코팅된 소재는 그 표면을 경면 연마하여 내마모 특성을 요하는 소재로 적용되며, 다른 한편으로는 레이저로 가공된 패턴에 의해 형성된 거칠 굴곡의 표면 형상을 그대로 적용하여 CMP 패드 컨디서너 등과 같은 연삭공구 혹은 연마공구에 적용된다.Of course, the diamond-coated material through this method is applied as a material requiring abrasion resistance by mirror polishing the surface, and on the other hand, CMP by applying the surface shape of the rough bend formed by the laser processed pattern as it is. Applied to grinding or grinding tools such as pad conditioners.

이 때, 다이아몬드의 코팅은 알려진 모든 방식으로 가능한데, 예로, hot filament CVD, microwave PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), DC-PECVD(Direct Current-Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등이 가능하다. 다이아몬드 코팅을 위한 원료 가스는 메탄을 기본으로 수소 및 아르곤 등이 첨가될 수 있으며, 입자 제어를 위해서는 질소 및 산소와 같은 제 3의 원소 가스가 첨가될 수 있다.At this time, the coating of diamond is possible in all known ways, for example, hot filament CVD, microwave PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), DC-PECVD (Direct Current-Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) is possible. The source gas for the diamond coating may be hydrogen, argon and the like added based on methane, and a third elemental gas such as nitrogen and oxygen may be added for particle control.

본 발명에 따르는 다이아몬드 공구 제조방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 표면을 레이저로 가공하여 홈을 형성하는 단계; 및 상기 홈이 형성된 기판 표면에 다이아몬드 막을 증착하는 단계를 포함하여, 접착력이 우수한 두꺼운 다이아몬드 증착막의 적용이 가능한 것을 특징으로 한다.Diamond tool manufacturing method according to the invention comprises the steps of preparing a substrate; Laser processing the surface of the substrate to form grooves; And depositing a diamond film on the surface of the substrate on which the groove is formed, wherein a thick diamond deposition film having excellent adhesion is possible.

나아가 상기 기판에 레이저 가공으로 홈을 형성하는 단계 이후, 상기 기판을 NaOH 용액으로 에칭하여 상기 홈 주위의 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, after the step of forming a groove in the substrate by laser processing, it is preferable to further include the step of removing impurities around the groove by etching the substrate with a NaOH solution.

또한 상기 다이아몬드 막을 증착하는 단계는, hot filament CVD, microwave PECVD, DC-PECVD 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 다이아몬드 막을 증착하는 단계는, 메탄, 수소 또는 아르곤을 원료 가스로 하는 것이 바람직하다.In addition, the step of depositing the diamond film, may be made of any one of hot filament CVD, microwave PECVD, DC-PECVD, the step of depositing the diamond film, it is preferable to use methane, hydrogen or argon as the source gas.

나아가 상기 다이아몬드 막을 증착하는 단계는, 메탄 3 vol%가 포함된 수소가스를 원료로 필라멘트 온도 2100 oC에서 기판의 온도는 900 oC로 하여 60 torr의 압력 하에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, the step of depositing the diamond film, characterized in that the temperature of the substrate at a filament temperature of 2100 ° C and a substrate temperature of 900 ° C as a raw material of hydrogen gas containing 3 vol% methane is made under a pressure of 60 torr.

상기 기판의 표면을 레이저로 가공하는 단계는 6 내지 20 W, 20 Hz, 2 ms의 노출 조건에서 single mode fiber laser를 이용할 수 있고, 상기 레이저는 섬유 레이저(fiber laser), CO2 레이저, 엔디야그(Nd-YAG) 레이저, 엑시머(excimer) 레이저, 피코(pico) 레이저, 펨토(femto)초 레이저 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The step of laser processing the surface of the substrate may use a single mode fiber laser in the exposure conditions of 6 to 20 W, 20 Hz, 2 ms, the laser is a fiber laser (COber laser), CO 2 laser, Endiyag (Nd-YAG) laser, excimer (excimer) laser, pico (pico) laser, femto (femto) is characterized in that any one of the laser.

나아가 상기 다이아몬드 막은 3㎛ 내지 500㎛, 더 바람직하게는 30㎛ 내지 100 ㎛의 두께로 증착되는 것이 바람직하고, 상기 기판은 SiC, Si3N4 또는 WC-Co(초경재료) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.Further, the diamond film is preferably deposited to a thickness of 3㎛ 500㎛, more preferably 30㎛ 100㎛, the substrate is SiC, Si 3 N 4 Or WC-Co (carbide material).

또한 상기 기판을 준비하는 단계는: 상압 소결법을 적용하여 소결체를 얻는 단계; 상기 SiC 분말에 부피비 1%의 B4C를 소결조제로 첨가한 후 볼 밀링 방식으로 혼합하는 단계; 상기 혼합된 분말을 건조하는 단계; 및 상기 건조된 분말을 성형한 뒤, 흑연 발열체의 소결로에서 아르곤 1기압으로 유지하며 2100oC에서 2시간 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the preparing of the substrate may include: obtaining a sintered body by applying atmospheric pressure sintering; Adding 1% B 4 C by volume to the SiC powder as a sintering aid and then mixing in a ball milling method; Drying the mixed powder; And after molding the dried powder, it is characterized in that it comprises a step of sintering at 2100 o C for 2 hours while maintaining at 1 atm argon in the sintering furnace of the graphite heating element.

본 발명에 의해 기상화학합성법으로 코팅되는 다이아몬드 막의 응용에 있어서, 그동안 접착력의 문제로 사용에 제약을 받았던 두꺼운 다이아몬드 막의 응용 분야에서 다이아몬드 막의 폭 넓은 적용이 가능하며, 무엇보다도 그동안 각진 형상으로 긴 입자 형태의 미세조직을 가지는 재료에서만 적용이 가능하였던 다이아몬드 코팅 막이 이러한 국한된 제약조건을 해소하여 폭 넓은 영역으로의 응용이 가능해진다.In the application of the diamond film coated by the gas phase chemical synthesis method according to the present invention, it is possible to apply a wide range of diamond film in the application field of the thick diamond film, which has been limited to use due to the problem of adhesion, and above all, the long particle shape in the angular shape Diamond coating membranes, which were only applicable to materials with microstructures, solve these limited constraints and enable wider applications.

특히 다이아몬드 입자 자체의 각진 형상을 이용한 연삭 및 절삭공정에 이들 접착력이 우수한 두꺼운 다이아몬드 증착막의 적용이 가능하며, 동시에 열악한 환경조건에서도 적용될 수 있다. 아울러 복잡한 열처리 공정이나 까다로운 에칭공정 없이 일반적인 재료에서도 다이아몬드 막의 사용이 가능해져 기존에 응용이 힘들었던 새로운 분야로의 다이아몬드 코팅 막의 적용 영역을 확대할 수 있다. In particular, it is possible to apply a thick diamond deposition film having excellent adhesion to the grinding and cutting process using the angular shape of the diamond particles themselves, and at the same time can be applied even in harsh environmental conditions. In addition, diamond films can be used in common materials without complicated heat treatment processes or difficult etching processes, thereby expanding the application of diamond coating films to new fields that were previously difficult to apply.

아울러, 기존과는 다르게 다이아몬드 막의 코팅이 이루어질 재료의 표면을 레이저를 통한 자유로운 형상 가공하는 것과 이렇게 형성된 형상을 그대로 이용하여 연삭 및 연마공구에 그대로 적용하는 것에 의해 연마 및 연삭공구의 성능향상 뿐만 아니라 레이저의 응용영역을 확대하는 계기가 된다.In addition, unlike conventional, the surface of the material on which the diamond film is to be coated is freely processed by a laser and the shape of the diamond is applied to the grinding and polishing tool as it is. It is an opportunity to expand the application area of the system.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다이아몬드 공구 및 그 제조방법의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a diamond tool and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 우수한 접착력을 보이는 다이아몬드 막이 코팅된 다이아몬드 복합재료 및 공구를 얻는데 그 목적이 있다. 레이저 가공법을 이용하여 재료의 표면에 홈 또는 굴곡(요철)을 형성하며 이를 통해 다이아몬드 막의 기계적 결합력을 극대화하고, 아울러 레이저의 출력조절을 통해 표면의 거칠기와 형상 및 깊이 등을 자유롭게 구현할 수 있다.It is an object of the present invention to obtain a diamond composite coated diamond composite material and a tool exhibiting excellent adhesion. Using laser processing, grooves or bends are formed on the surface of the material, thereby maximizing the mechanical bonding force of the diamond film, and freely realizing the roughness, shape, and depth of the surface by controlling the output of the laser.

아울러, 레이저로 가공된 재료 표면형상에 그대로 다이아몬드를 증착하여 연삭 및 연마공구로 적용하게 된다.In addition, the diamond is deposited on the surface of the laser processed material as it is to be applied as a grinding and polishing tool.

이하에서는, 재료의 표면 가공 및 다이아몬드 막의 코팅에 대한 구체적인 방법을 실시 예를 통해 살펴보기로 한다. Hereinafter, the specific method for the surface processing of the material and the coating of the diamond film will be described through an embodiment.

실시예Example 1 One

다이아몬드 코팅을 위해 SiC 기판을 제작하였다. 상압 소결법을 적용하여 통상의 SiC 소결체를 얻었는데, SiC 분말에 부피비로 약 1%의 B4C를 소결조제로 첨가하고, 볼 밀링 방식으로 24시간 혼합하였다. 혼합된 분말은 건조 후, 직경이 20 mm 금속몰드를 이용하여 성형하고, 흑연발열체의 소결로에서 불활성 기체인 아르곤(Ar)을 1기압으로 유지하며 2100oC에서 2시간 소결하여 상대밀도 99%의 소결체를 얻었다. 이렇게 얻어진 SiC 기판을 표면 평탄화를 위해 다이아몬드 연삭 휠을 이용하여 연삭하였다.SiC substrates were fabricated for diamond coating. A normal SiC sintered body was obtained by applying atmospheric pressure sintering. About 1% of B 4 C was added to the SiC powder in a volume ratio as a sintering aid and mixed for 24 hours by a ball milling method. The mixed powder is dried and molded using a metal mold having a diameter of 20 mm, and then sintered at 2100 o C for 2 hours while argon (Ar), which is an inert gas, is kept at 1 atm in a sintering furnace of a graphite heating element. The sintered compact of was obtained. The SiC substrate thus obtained was ground using a diamond grinding wheel for surface planarization.

이렇게 얻어진 평면의 SiC 기판의 표면에 20 W급 single mode fiber laser를 이용하여 6 W, 20 Hz, 2 ms의 노출 조건으로 0.2 mm의 간격으로 균일한 홈을 형성하였다. 도 1a는 이렇게 레이저로 가공된 SiC 시편에 NaOH 용액으로 에칭을 실시하여 불순물을 제거한 후 관찰한 홈의 미세조직사진이다. SiC 재료의 표면에 규칙적인 조건으로 일정 크기의 홈이 가공조건인 0.2 mm 간격으로 형성된 것을 볼 수 있다. 도 1b는 이들 중 하나의 가공홈을 확대하여 관찰한 것인데, 약 25 ㎛의 크기에 약 20 ㎛ 깊이로 형성된 것을 알 수 있으며, 레이저의 조건에 의해 홈의 깊이방향으로 폭이 줄어들며 원뿔 형태로 가공된 것을 알 수 있다. 물론, 레이저의 출력 변화를 통해 형성되는 홈의 크기와 모양 및 그 깊이를 변화시킬 수 있으며, 이를 통해 코팅되는 다이아몬드 막의 두께에 따른 적절한 결합력 및 가공 형상을 구현할 수 있게 된다. A uniform groove was formed on the surface of the planar SiC substrate obtained by using a 20 W class single mode fiber laser at intervals of 0.2 mm at an exposure condition of 6 W, 20 Hz, and 2 ms. Figure 1a is a microstructure photograph of the grooves observed after the removal of impurities by etching with a NaOH solution to the laser-processed SiC specimens. On the surface of the SiC material, it can be seen that grooves of a certain size are formed at intervals of 0.2 mm which are processing conditions under regular conditions. Figure 1b is an enlarged observation of one of these processing grooves, it can be seen that formed to a depth of about 20 ㎛ in a size of about 25 ㎛, the width decreases in the depth direction of the groove by the laser conditions and processed into a cone shape You can see that. Of course, it is possible to change the size and shape and depth of the grooves formed by changing the output of the laser, it is possible to implement the appropriate bonding force and processing shape according to the thickness of the diamond film to be coated.

레이저의 가공 상태를 확인하고 다이아몬드 코팅에 의한 접착력 확인을 위해 평면의 SiC에 도 1과 같은 조건으로 레이저로 가공하였는데, 이 때는 각 가공홈의 간격을 0.1 mm로 줄여 제작하였다. 레이저로 가공되고 에칭이 완료된 SiC 시편은 다이아몬드의 핵생성 밀도를 높이기 위해 다이아몬드 분말이 포함된 에탄올 용액에서 초음파 진동장치에서 10분간 전처리되었다. 전처리 이후 SiC 시편을 세척하고 다이아몬드 코팅을 위해 열필라멘트 CVD 합성장치에 장입하여, 다이아몬드 코팅을 실시하였다. 열필라멘트 CVD 장치에서의 다이아몬드 코팅속도는 약 1 ㎛/h 으로 느리다는 단점이 있으나, 대용량의 시편을 동시에 합성할 수 있는 장점을 가지고 있다. 다이아몬드 코팅 조건은 메탄 3 vol%가 포함된 수소가스를 원료로 필라멘트 온도 2100 oC에서 기판의 온도는 900 oC로 하여 60 torr의 압력 하에서 실시하였다.In order to confirm the processing state of the laser and to check the adhesion by diamond coating, the surface was processed with a laser under the same conditions as in FIG. 1 in SiC. Laser-etched and etched SiC specimens were pretreated for 10 minutes in an ultrasonic vibrator in an ethanol solution containing diamond powder to increase the nucleation density of the diamond. After the pretreatment, the SiC specimens were washed and loaded into a hot filament CVD synthesis apparatus for diamond coating, followed by diamond coating. The diamond coating speed in the hot filament CVD apparatus is about 1 μm / h, but has a disadvantage of being able to synthesize a large amount of specimens at the same time. Diamond coating conditions were carried out under a pressure of 60 torr with hydrogen gas containing 3 vol% of methane as a raw material at a filament temperature of 2100 ° C and a substrate temperature of 900 ° C.

도 2는 레이저 가공된 SiC 시편에 대하여 100 시간동안 다이아몬드를 증착하고 단면을 연마가공하여 얻은 단면 미세조직이다. SiC 소재(10) 위에 약 100 ㎛로 코팅된 다이아몬드 막(30)이 관찰되며, 다이아몬드 막(30)과 세라믹(SiC) 소재(10)의 경계면에 레이저에 의해 형성된 홈(20)들이 확인된다. 이들 홈(20)은 약 20 ㎛의 깊이를 보이는데, 모두 다이아몬드 막(30)이 충진되어 코팅된 것을 확인할 수 있다.FIG. 2 is a cross-sectional microstructure obtained by depositing diamond and polishing a cross section for 100 hours on a laser processed SiC specimen. A diamond film 30 coated on the SiC material 10 with a thickness of about 100 μm is observed, and grooves 20 formed by a laser are identified at the interface between the diamond film 30 and the ceramic (SiC) material 10. These grooves 20 have a depth of about 20 ㎛, all can be seen that the diamond film 30 is filled and coated.

이후 이들 증착 막은 다이아몬드 연삭 휠로 연마공정에 의해 하중이 직접적으로 두꺼운 다이아몬드 증착막에 가해졌음에도 불구하고 그대로 유지된 것으로부터 매우 우수한 접착력이 구현된 것을 알 수 있다. 반면 레이저 가공되지 않은 SiC를 기판으로 100 시간동안 다이아몬드막이 증착된 시편의 경우 연마를 시도할 경우, 다이아몬드 휠의 연석 하중에 의해 다이아몬드 증착 막이 쉽게 기판으로부터 박리되어 매우 약한 접착력을 보였다.Since these deposited films were retained as they were, even though the load was directly applied to the thick diamond deposited film by a grinding process with a diamond grinding wheel, it can be seen that very good adhesion was achieved. On the other hand, when the diamond film was deposited for 100 hours on a SiC substrate without laser processing, the diamond deposition film was easily peeled off from the substrate due to the curb load of the diamond wheel, and thus showed very weak adhesion.

한편, 정량적 접착력 평가를 위해 동일한 조건으로 레이저 가공된 SiC 기판위에 약 30 ㎛ 두께로 다이아몬드 막을 증착하고 증착된 이들 막에 대해 로크웰 경도기를 이용하여 60 kg의 하중으로 접착력을 평가해 보았다. 도 3은 그 미세조직으로, 압흔된 주위에 로크웰 다이아몬드 콘에 의해 압흔된 콘 끝부분의 흔적(40)만 관찰될 뿐 다이아몬드 증착막의 박리가 억제된 것을 확인할 수 있다.On the other hand, for quantitative adhesion evaluation, a diamond film was deposited to a thickness of about 30 μm on a laser-processed SiC substrate under the same conditions, and the adhesion was evaluated using a Rockwell hardness tester with a load of 60 kg. 3 shows that the microstructure, only the trace 40 of the tip of the cone indented by the Rockwell diamond cone around the indentation is observed, the peeling of the diamond deposition film is suppressed.

반면, 레이저로 가공되지 않은 SiC 시편에 15 시간동안 다이아몬드 막을 증 착하여 약 15 ㎛의 얇은 다이아몬드 막이 증착된 시편의 경우에는 도 4에 나타난 바와 같이 60 kg의 하중에 의해 압흔된 지점(40) 주위의 모든 다이아몬드 막이 쉽게 박리된 것을 확인할 수 있었다. 이로부터, 세라믹 재료의 표면 레이저 가공에 의해 접착력 효과가 매우 큰 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of a specimen in which a thin diamond film of about 15 μm was deposited by depositing a diamond film for 15 hours on a non-laser SiC specimen, as shown in FIG. 4, around the indentation point 40 by a 60 kg load, as shown in FIG. 4. It was confirmed that all the diamond films of were easily peeled off. From this, it can be confirmed that the adhesive force effect is very large by surface laser processing of the ceramic material.

실시예2Example 2 ..

실시예 2는 레이저로 가공된 기판의 형상을 그대로 이용하여 연삭 및 연마 공구로 작용하는 예이다. 실시예 2는 실시예 1과 전과정이 동일하다. 즉, 준비된 SiC 기판을 레이저로 가공하고, 전처리 후 30 ㎛의 두께로 다이아몬드를 코팅한다.Example 2 is an example which acts as a grinding and polishing tool using the shape of the board | substrate processed with the laser as it is. Example 2 is the same as the whole process of Example 1. That is, the prepared SiC substrate is processed with a laser and coated with diamond to a thickness of 30 μm after pretreatment.

도 5a 는 이렇게 하여 얻어진 미세조직을 보여준다. 레이저로 가공된 홈 주위에 일정 높이의 균일한 다이아몬드 막이 가공홈의 크기에 맞추어 돌출(50)된 것을 확인할 수 있다. 도 5b는 이러한 가공홈의 하나를 확대한 미세조직인데, 점선의 원으로 표시한 것과 같이 레이저 가공 홈 크기에 맞추어 약 3-5 ㎛의 높이로 홈 주위에 다이아몬드 막이 돌출되었다. 이러한 현상은 레이저 가공시 레이저 빔을 맞은 홈의 주위에 순간적으로 돌출되어 용해되는 가공 현상에 의한 것도 1b에서 가공홈 주위의 밝은 영역으로, 이러한 현상을 이용하면 균일하게 돌출된 입자들에 의해서 피삭재의 평면을 연삭하고 가공하는 공정에서 이들 미세조직이 매우 효율적이며 유용하게 적용될 수 있다. 즉, 홈의 주위를 따라 돌출되어 성장된 다이아몬드 입자가 가지는 날카로운 결정면에 따른 거칠기로 다른 재료의 연삭 및 연마 공정에 적용되는 공구로서 우수한 기계적 물성을 보여주게 되며, 돌출된 홈 주위의 공간과 홈 내부의 공간을 통해서는 연삭된 피삭재의 찌꺼기들이 손쉽게 밖으로 배출되는 효과를 얻을 수 있게 된다.5A shows the microstructure obtained in this way. It can be seen that a uniform diamond film of a certain height protrudes 50 in accordance with the size of the processing groove around the laser processing groove. FIG. 5B is an enlarged microstructure of one of these processing grooves, and a diamond film protrudes around the grooves at a height of about 3-5 μm in accordance with the size of the laser processing grooves as indicated by the dotted circle. This phenomenon is also a bright area around the processing groove in 1b due to a processing phenomenon in which the laser beam is momentarily protruded and dissolved around the groove hit by the laser beam. These microstructures can be applied very efficiently and usefully in the grinding and processing of planes. That is, it is a tool that is applied to the grinding and polishing process of other materials with the roughness according to the sharp crystal surface of diamond grains protruded along the groove, and shows excellent mechanical properties. Through the space of the grinding can be obtained the effect that the residue of the workpiece is easily discharged out.

이와 같이 본 발명에 의해 레이저로 가공된 형상에 그대로 다이아몬드 막을 증착하여 연삭 및 연마공구로 제작하여 적용 가능하게 된다. 특히, 이러한 공구의 형상은 반도체 웨이퍼의 평탄화 공정에 적용되는 CMP 패드 컨디셔너 공구로 활용되는 매우 큰 장점을 가진다.As described above, the diamond film is deposited on the laser processed shape as it is, and thus, the grinding and polishing tools can be manufactured and applied. In particular, the shape of such a tool has the great advantage of being utilized as a CMP pad conditioner tool applied to the planarization process of semiconductor wafers.

도 6a 및 6b는 실시예 2의 결과를 좀더 자세히 설명하기 위해 그 과정을 도식적으로 표현한 것이다. 도 6a는 SiC 기판(10)에 레이저 가공으로 인해 홈(60)이 형성되며, 동시에 홈(60) 주위에는 레이저 가공에 의한 부산물로 돌출부(70) 영역이 형성된다. 이후 도 6b와 같이 다이아몬드 코팅에 의해 SiC 기판(10)에는 균일한 다이아몬드 코팅막(80)이 형성되지만, 레이저 가공에 의한 돌출부(70)에도 균일한 다이아몬드 코팅막이 형성되면서, 결과적으로는 SiC 기판에 균일한 크기와 균일한 모양의 도출되는 다이아몬드 막(90)이 형성된다. 이들 돌출된 다이아몬드 영역(90)은 연삭 및 연마공정에 적용된다. 결론적으로 레이저 홈(60)에 의해 형성된 기판상의 형상이 코팅된 다이아몬드 막의 접착력을 대폭 향상시킬 뿐만 아니라, 다이아몬드 코팅막의 돌출된 형상(90)에 의해 연삭 및 연마 공정을 위한 공구로 매우 효과적이며 독특한 특징을 갖게 된다.6A and 6B are schematic representations of the process to explain the results of Example 2 in more detail. In FIG. 6A, grooves 60 are formed in the SiC substrate 10 due to laser processing, and at the same time, protrusion 70 regions are formed around the grooves 60 by-products by laser processing. Thereafter, as shown in FIG. 6B, a uniform diamond coating film 80 is formed on the SiC substrate 10 by diamond coating, but a uniform diamond coating film is formed on the protrusion 70 by laser processing. The resulting diamond film 90 of one size and uniform shape is formed. These protruding diamond regions 90 are subjected to grinding and polishing processes. In conclusion, the shape on the substrate formed by the laser groove 60 not only greatly improves the adhesion of the coated diamond film, but also the protruding shape 90 of the diamond coating film is very effective and unique as a tool for grinding and polishing processes. Will have

실시예 3.Example 3.

소결하여 얻어진 SiC 기판에 20 W급 single mode fiber laser를 이용하여 20 W, 20 Hz, 2 ms의 노출 조건으로 0.1 mm의 간격으로 가공을 실시하였다. 도 7은 이렇게 가공된 SiC 기판재료 표면의 미세조직이다. 도 1에서와는 다르게 홈(dimple)의 크기가 매우 깊고 큰 것을 알 수 있다. 이로부터 레이저 출력의 변화를 통해 크기 및 형태 변화가 용이함을 알 수 있다.The SiC substrate obtained by sintering was processed at intervals of 0.1 mm using a 20 W class single mode fiber laser at 20 W, 20 Hz, and 2 ms exposure conditions. 7 is a microstructure of the surface of the SiC substrate material thus processed. Unlike in Figure 1 it can be seen that the size of the groove (dimple) is very deep and large. From this, it can be seen that the size and shape change is easy through the change of the laser output.

이렇게 가공된 시편을 NaOH 용액에서 10분간 에칭을 실시하여 불순물을 제거하고, 다이아몬드 분말이 포함된 에탄올 용액에서 초음파 진동장치에서 10분간 전처리를 실시하였다. 전처리 후 세척하고 다이아몬드 코팅을 위해 열필라멘트 CVD 합성장치에 장입하여, 15시간 동안 다이아몬드 코팅을 실시하였다. 다이아몬드 코팅 조건은 메탄 3 vol%가 포함된 수소가스를 원료로 필라멘트 온도 2100 oC에서 기판의 온도는 900 °C로 하여 60 torr의 압력 하에서 실시하였다.The processed specimen was etched in a NaOH solution for 10 minutes to remove impurities, and pretreated with an ultrasonic vibrator for 10 minutes in an ethanol solution containing diamond powder. After pretreatment it was washed and loaded into a hot filament CVD synthesizer for diamond coating, followed by diamond coating for 15 hours. Diamond coating conditions were carried out under a pressure of 60 torr with a hydrogen gas containing 3 vol% of methane as a raw material at a filament temperature of 2100 ° C at a temperature of 900 ° C.

도 8은 다이아몬드 막이 코팅된 미세조직을 보여주는데, 많은 균일한 가공 홈 중의 하나를 확대 관찰한 것으로 레이저에 의해 형성된 가공 홈을 따라 다이아몬드 막이 균일하게 코팅되어 있으며, 이렇게 형성된 홈에 의해 기계적 엉킴 효과로 인하여 우수한 접착력을 보일 뿐만 아니라 형성된 홈에 의해 연삭 및 연마 공정시 연삭 찌꺼기의 배출 및 제거가 용이해져 이들 미세조직은 연삭 효율을 대폭 향상시키게 된다. 즉, 이러한 가공 및 코팅 현상을 이용하여 다양한 형상으로 레이저 가공모양을 만들어 연삭 및 연마 공정에 이들 두꺼운 다이아몬드 코팅 막을 적용할 수 있게 된다.8 shows a microstructure coated with a diamond film, which is an enlarged observation of one of many uniform processing grooves. The diamond film is uniformly coated along the processing grooves formed by the laser. In addition to showing excellent adhesion, the grooves formed facilitate the discharge and removal of the grinding residue during the grinding and polishing process, and these microstructures greatly improve the grinding efficiency. In other words, by using the processing and coating phenomena, it is possible to apply laser beams to various shapes and apply these thick diamond coating films to the grinding and polishing process.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예에서는 레이저에 의해 가공된 홈이 (평면도 상에서 보았을 때) 서로 독립된 여러 개의 원형 홈으로만 기술되었으나, 이 원형 홈이 서로 라인(line) 형상으로 연속된 패턴 즉, 골(valley) 형상의 패턴으로 형성하는 것도 가능하다.In the embodiment of the present invention described so far, the grooves processed by the laser are described as only a plurality of circular grooves independent of each other (as viewed in plan view), but the circular grooves are formed in a continuous pattern, that is, in a line shape with each other. It is also possible to form in a (valley) pattern.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Of the present invention.

도 1a 및 도 1b는 레이저 가공 후 SiC 소재의 표면을 촬영한 미세조직사진;1a and 1b is a microstructure photograph of the surface of the SiC material after laser processing;

도 2는 도 1a 및 1b의 소재에 다이아몬드 막을 100㎛ 증착 후 촬영한 사진;Figure 2 is a photograph taken after the deposition of a diamond film on the material of Figures 1a and 1b 100㎛;

도 3은 도 2의 소재에 압흔이 가해진 후 촬영한 사진;3 is a photograph taken after the indentation is applied to the material of FIG.

도 4는 레이저 가공이 되지 않은 채 다이아몬드 막이 증착된 SiC 소재에 압흔이 가해진 후 촬영한 사진;4 is a photograph taken after the indentation is applied to the SiC material on which the diamond film is deposited without laser processing;

도 5a 및 5b는 도 1의 소재에 다이아몬드 막을 30㎛ 증착 후 촬영한 사진;Figures 5a and 5b is a photograph taken after the deposition of a diamond film on the material of Figure 1;

도 6a 및 6b는 SiC 소재 표면에 형성된 홈을 개략적으로 도시한 도면;6A and 6B schematically illustrate grooves formed in the SiC material surface;

도 7은 SiC 소재 표면을 레이저로 가공한 후 촬영한 사진; 그리고,7 is a photograph taken after processing the surface of the SiC material with a laser; And,

도 8은 도 7의 소재에 다이아몬드 막을 15㎛ 증착 후 촬영한 사진이다.FIG. 8 is a photograph taken after deposition of a diamond film on the material of FIG. 7.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : SiC 소재 20 : 홈10: SiC material 20: groove

30 : 다이아몬드 막 60 : 홈30: diamond film 60: groove

70 : 돌출부 80 : 다이아몬드 막70: protrusion 80: diamond film

Claims (13)

SiC, Si3N4 또는 WC-Co 중 어느 하나를 포함하는 기판을 준비하는 단계;Preparing a substrate comprising any one of SiC, Si 3 N 4, or WC-Co; 상기 기판의 표면을 6 내지 20 W, 20 Hz, 2 ms의 노출 조건에서 싱글 모드 섬유 레이저(single mode fiber laser)로 가공하여 홈을 형성하는 단계; 및Forming a groove by processing the surface of the substrate with a single mode fiber laser at an exposure condition of 6 to 20 W, 20 Hz, and 2 ms; And 상기 홈이 형성된 기판 표면에 다이아몬드 막을 증착하여 상기 홈에 대응되는 위치가 돌출된 다이아몬드 막을 형성하는 단계Depositing a diamond film on a surface of the substrate on which the groove is formed to form a diamond film protruding from the groove; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 및 연삭공구용 다이아몬드 공구 제조방법.Diamond tool manufacturing method for polishing and grinding tools comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기판에 레이저 가공으로 홈을 형성하는 단계 이후,After forming a groove in the substrate by laser processing, 상기 기판을 NaOH 용액으로 에칭하여 상기 홈 주위의 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구 제조방법.And etching the substrate with NaOH solution to remove impurities around the grooves. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 다이아몬드 막을 증착하는 단계는, 열필라멘트 기상화학증착법(hot filament CVD), 마이크로웨이브 플라즈마 기상화학증착법(microwave PECVD), 직류 플라즈마 기상화학증착법(DC-PECVD) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구 제조방법.The step of depositing the diamond film is a diamond tool, characterized in that made of any one of hot filament CVD, microwave PECVD, DC-PECVD. Manufacturing method. 청구항 3에 있어서,The method of claim 3, 상기 다이아몬드 막을 증착하는 단계는, 원료가스인 메탄에, 수소 또는 아르곤이 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구 제조방법.The depositing of the diamond film, the diamond tool manufacturing method, characterized in that hydrogen or argon is further added to the raw gas methane. 청구항 4에 있어서,The method of claim 4, 상기 다이아몬드 막을 증착하는 단계는, 메탄 3 vol%가 포함된 수소가스를 원료로 필라멘트 온도 2100 oC에서 기판의 온도는 900 oC로 하여 60 torr의 압력 하에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구 제조방법.The step of depositing the diamond film, the diamond tool manufacturing method, characterized in that made of a hydrogen gas containing 3 vol% of methane as a raw material under a pressure of 60 torr at a filament temperature of 2100 o C at a substrate temperature of 900 o C. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 다이아몬드 막은 3㎛ 내지 500 ㎛의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구 제조방법.The diamond film is a diamond tool manufacturing method, characterized in that deposited to a thickness of 3 ㎛ to 500 ㎛. 청구항 8에 있어서,The method of claim 8, 상기 다이아몬드 막은 30㎛ 내지 100 ㎛의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구 제조방법.The diamond film is a diamond tool manufacturing method, characterized in that deposited to a thickness of 30 ㎛ to 100 ㎛. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기판을 준비하는 단계는:Preparing the substrate is: 상압 소결법을 적용하여 SiC 소결체 분말을 얻는 단계;Obtaining an SiC sintered powder by applying an atmospheric pressure sintering method; 상기 SiC 소결체 분말에 부피비 1%의 B4C를 소결조제로 첨가한 후 볼 밀링 방식으로 혼합하는 단계;Adding 1% B 4 C by volume to the SiC sintered powder as a sintering aid and then mixing in a ball milling method; 상기 혼합된 분말을 건조하는 단계; 및Drying the mixed powder; And 상기 건조된 분말을 성형한 뒤, 흑연 발열체의 소결로에서 아르곤 1기압으로 유지하며 2100oC에서 2시간 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구 제조방법.After molding the dried powder, the diamond tool manufacturing method comprising the step of sintering at 2100 o C for 2 hours while maintaining at 1 atm of argon in the sintering furnace of the graphite heating element. 청구항 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9 및 11 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 다이아몬드 공구.A diamond tool made according to the method of any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9 and 11. 삭제delete
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