KR101493346B1 - 금극세선 대량 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금극세선을 제조하는 방법에 관한 것으로, 쿼츠봉 내에 길이방향으로 다수의 홀을 형성하는 단계와; 상기 다수의 홀에 다수의 금선을 삽입한 후 쿼츠봉의 하부를 밀봉하는 단계와; 상기 금선이 삽입된 쿼츠봉을 광섬유 제조용 드로타워에 장착하여 고온으로 가열한 후 원하는 직경을 갖는 와이어 시편을 인출하는 단계; 및 인출된 와이어 시편 표면의 유리 성분을 제거하여 금극세선을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금극세선 대량 제조방법을 제공한다.

드로타워(Draw Tower), 광섬유, 금극세선(Micro Gold Wire), 쿼츠봉

Description

금극세선 대량 제조방법{METHOD FOR MASS PRODUCTION OF MICROMETER GRADE GOLD WIRE}

본 발명은 금극세선을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드로타워를 이용한 광섬유 제조기술을 응용하여 마이크로 단위의 금 극세선을 경제적이고 효율적인 방법으로 대량 제조할 수 있도록 개선된 금극세선 대량 제조방법에 관한 것이다.

극세선은 수요가에 의해 요구되는 재질, 선경, 길이 등을 만족하도록 제조되어 반도체, 전자통신, 기계, 건설, 환경분야 등 산업 전반에서 이용되고 있는 것으로, 극세선중에서도 특히 금극세선은 전자통신 분야에서 주로 이용되고 있다.

최근 들어 전자산업은 점점 마이크로화, 나노화를 지향하는 추세로 나아가고 있으며, 이에 따라 전자부품의 제조에 소요되는 금극세선의 수요 역시 나날이 급증해오고 있는 실정이다. 이와 더불어 전자부품의 고품질화에 대한 요구 증대로 인해 균일한 선경을 갖는 금극세선에 대한 요구 또한 증대되고 있다.

기존의 금극세선을 제조하는 방법으로는 신선공정을 통한 방법이나 압출을 이용한 방법이 주로 이용되고 있으나, 어느 것에 의하더라도 공정의 특성상 작은 선경(Wire Diameter)으로 갈수록 제조 도중 끊어짐이 잦아서 생산성이 저하되며, 균일한 선경을 갖는 금극세선을 제조하기 어려운 문제가 발생하고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 길이방향으로 가공 형성된 다수의 홀에 금선이 장입된 쿼츠봉을 광섬유 제조용 드로 타워(Draw Tower)에 장착하고, 고온으로 승온 후 인출(Drawing)함으로서 경제적으로 마이크로미터 단위의 직경을 갖는 금극세선을 대량으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 금극세선 대량 제조방법은 쿼츠봉 내에 길이방향으로 다수의 홀을 형성하는 단계와; 상기 다수의 홀에 다수의 금선을 삽입한 후 쿼츠봉의 하부를 밀봉하거나 쿼츠봉의 하부를 밀봉한 후 상기 다수의 홀에 다수의 금선을 삽입하는 단계와; 상기 금선이 삽입된 쿼츠봉을 광섬유 제조용 드로타워에 장착하여 고온으로 가열한 후 원하는 직경을 갖는 와이어 시편을 인출하는 단계; 및 인출된 와이어 시편 표면의 유리 성분을 제거하여 금극세선을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 와이어 시편을 인출하는 단계의 가열 온도는 1750이상, 2300℃ 미만인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 다수의 홀은 균일한 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 금극세선 대량 제조방법.

본 발명의 금극세선 대량 제조방법에 의하면 수~수십um의 선경을 갖는 수십 Km 이상의 금극세선을 경제적인 방법으로 대량으로 제조할 수 있으며, 균일한 선경을 갖는 금극세선을 끊어짐 없이 연속적으로 제조할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 금극세선 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 금극세선 대량 제조방법을 수행하는 장치의 개략도, 도 2는 쿼츠봉 및 금선의 종단면도 및 횡단면도이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 드로타워(30)를 이용하여 마이크로단위의 금극세선을 대량으로 제조하는 것을 특징으로 한다.

우선, 쿼츠봉(10) 내에 길이방향으로 수십 개의 균일한 직경의 홀(1)을 가공하여 형성한다. 상기 쿼츠봉(10)은 시중에서 쉽게 구할 수 있는 것을 사용할 수 있다.

다음으로 다수의 홀(11)에 쿼츠봉보다 작은 길이를 갖는 다수의 금선(20)을 삽입한 후 쿼츠봉(10)의 하부를 밀봉한다. 이때, 쿼츠봉의 하부를 밀봉한 후 상기 다수의 홀에 다수의 금선을 삽입하는 것도 가능하다. 상기 금선(20)의 선경은 홀(11)의 내경보다 약간 작은 정도이면 충분하다.

다음으로, 금선(20)이 삽입된 쿼츠봉(10)을 통상적으로 광섬유 제조업계에서 사용되는 광섬유 인출용 드로타워(30)에 장착한다.

상기 드로타워(30)는 시료를 가열하기 위한 가열로(31)와, 가열된 시료를 인 출하기 위한 인출노즐(32)을 포함하여 이루어진다. 상기 가열로(31)에서는 금과 쿼츠 글래스의 융점 이상 이상의 온도로 시편을 가열하는 것이 바람직하다. 따라서 시료를 약 1750 ~ 2300℃ 로 가열하는 것이 바람직하다. 이와 같이 시료를 가열하면서 시료를 당겨주며, 이에 따라 시료는 점점 가늘어지면서 늘어나게 되어 와이어 시편들(21a,21b,21c)로 제조된다. 드로타워(30)의 일측에는 직경검출기(33)가 구비되어 인출된 와이어 시편들(21a,21b,21c)의 직경을 측정하는 역할을 수행한다. 이와 같이 자동화된 외경 측정 및 인출 시스템을 이용하여 지속적인 인출 작업을 수행함으로서 원하는 직경(통상 수십 um이상)의 쿼츠 글래스/금으로 이루어진 와이어 시편을 수십 Km이상 연속적으로 제조할 수 있다.

제작된 마이크로단위의 와이어 시편의 표면에는 쿼츠 글래스가 잔류되어 감싸고 있다. 이와 같은 잔류된 유리질의 쿼츠 글래스 제거를 위해 드로타워(30)의 후단으로 후처리로(40)가 구비된다. 후처리로(40)에서는 와이어 시편들(21a,21b,21c) 표면의 유리질을 제거하는 단계가 수행되며, 표면의 유리질 제거가 완료됨에 따라 수~수십 um급 선경을 갖는 금극세선들(22a,22b,22c)을 얻을 수 있다.

이와 같이 얻어진 금극세선은 용도에 따라 전자산업 기타 산업용 부자재 등으로 다양하게 사용될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

외경 30mm, 길이 700mm의 규격을 가진 고순도 쿼츠봉을 초음파가공기를 이용하여 길이방향으로 지름 1.5mm의 홀을 대칭적으로 20개를 가공한후, 한쪽 끝을 용융하여 밀봉하였다. 이 쿼츠봉 내에 상용으로 판매되는 직경 1.4mm 길이 450mm 금선(Gold Wire)을 쿼츠봉 내의 20개의 홀에 1개씩, 총 20개를 삽입하여 금선이 쿼츠봉 내부에 장입된 인출용 시편을 제작하였다. 이 인출 시편을 용접한 밀봉부가 아래쪽을 향하도록 광섬유 인출용 드로타워에 장착 후 1950℃까지 승온하여 가열한 후 외경을 100um로 지속적으로 인출하였다. 이때 인출 오차범위는 1um 이내가 되도록 기기를 제어하였다. 인출된 시료는 100±1um의 정밀도를 갖는 선 형태로써 수십 Km이상을 연속적으로 얻을 수 있었다.

제작된 마이크로단위 선경의 와이어 시편은 표면을 쿼츠 글래스가 감싸고 있으므로 이들 유리질을 제거해주기 위하여 인출된 와이어 시편을 소금물에 적신 후 다시 1200℃ 이상으로 1시간 이상 가열한 후 상온으로 냉각하였다. 이와 같이 하여 와이어 시편 표면의 유리질이 손쉽게 제거되어 서로 들러붙지 않는 금극세선을 대량으로 얻을 수 있었으며, 제조된 금극세선은 직경 수 um로 매우 정밀하고 균일함을 확인할 수 있었다.

본 발명의 금극세선 대량 제조방법은 고순도 쿼츠봉 내의 다수의 홀에 다수의 금선을 삽입하여 광섬유 인출용 드로타워를 이용하여 수십개의 금극세선을 동시에 형성하므로 대량으로 고품질의 금극세선을 제조할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 금극세선 대량 제조방법을 수행하는 장치의 개략도.

도 2의 (a)는 쿼츠봉 및 금선의 종단면도.

도 2의 (b)는 쿼츠봉 및 금선의 횡단면도.

♧ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♧

10 : 쿼츠봉 11 : 홀 20 : 금선

21a,21b,21c : 와이어 시편들 22a,22b,22c : 금극세선들 31 : 가열로 32 : 인출노즐 33 : 직경검출기 40 : 후처리로

50 : 권취롤

Claims (3)

1. 쿼츠봉 내에 길이방향으로 다수의 홀을 형성하는 단계와;

   상기 다수의 홀에 다수의 금선을 삽입한 후 쿼츠봉의 하부를 밀봉하거나 쿼츠봉의 하부를 밀봉한 후 상기 다수의 홀에 다수의 금선을 삽입하는 단계와;

   상기 금선이 삽입된 쿼츠봉을 광섬유 제조용 드로타워에 장착하여 고온으로 가열한 후 원하는 직경을 갖는 와이어 시편을 인출하는 단계; 및

   인출된 와이어 시편 표면의 유리 성분을 제거하여 금극세선을 제조하는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금극세선 대량 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 와이어 시편을 인출하는 단계의 가열 온도는 1750이상, 2300℃ 미만인 것을 특징으로 하는 금극세선 대량 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 다수의 홀은

   균일한 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 금극세선 대량 제조방법.

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