KR102322314B1 - 미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 등에 미크론 단위의 구멍을 천공하기 위하여 사용하는 전착드릴의 샹크에 형성되는 핀을 가공하는 방법에 관한 것이다. 위 방법은; 선반과 같은 절삭공구를 이용하여 절삭함으로써 샹크와 절삭부로 구성된 드릴소재를 준비하는 제1단계; 준비된 상기 드릴소재를 고정하는 제2단계; 고정 설치된 상기 드릴소재의 상기 절삭부의 주변에 방전가공용 전극부재를 위치하는 제3단계; 상기 전극부재에 전력을 인가하여 방전을 일으킴으로써 상기 절삭부를 가공하여 핀(pin)으로 만드는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법{Method For Producing Micron Scale Pin Of Electrodeposition Drill}

본 발명은 드릴의 가공방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판 등에 미크론 단위의 구멍을 천공하기 위하여 사용하는 전착드릴의 샹크에 형성되는 핀을 가공하는 방법에 관한 것이다.

제품의 경박단소화의 지속화에 따라서 인쇄회로기판 상에 미세한 홀을 가공하여야 할 경우가 있다. 제품에 구멍을 천공하기 위한 방식으로서 일반적인 것은 드릴을 이용하는 것이다. 그러나 미세한 구멍을 빠른 속도로 뚫기 위해서는 레이저 가공과 같은 특수한 가공방법이 사용되기도 한다. 그러나 레이저 가공은 피가공물에 열을 발생시키는 문제가 있으므로 인쇄회로기판과 같이 열적 변형을 일으킬 수 있는 소재에는 적용할 수가 없다. 별 수 없이 인쇄회로기판에 미세한 구멍을 뚫기 위해서는 드릴을 이용하는 것이 바람직한데, 이에 따라 미세한 직경의 드릴날이 필요하게 된다. 예를 들어 0.1 ~ 0.2mm 의 직경을 갖는 드릴날이 필요시되기도 하는데, 이 때 사용할 수 있는 것이 전착드릴이다. 전착드릴은 섬세한 핀의 표면에 다이아몬드를 입힌 것을 말한다.

현재의 기술로 드릴의 핀, 즉 샹크(shank)에 일체형으로 마련되어 있는 핀의 표면에 다이아몬드를 입히는 것은 어렵지 않다. 그러나 핀 자체를 가공하는 방법이 문제이다. 미세가공은 NC 또는 연삭기를 통해 가능하지만 이들은 홈을 내거나 외형을 가공하기 위한 것이며, 이들 기술을 이용하여 미세직경의 핀을 가공할 수는 없다.

0.1 ~ 0.2mm 의 직경을 갖는 드릴날을 가공하여 공급할 수 있다면, 제품의 경박단소화에 한층 더 기여를 할 수 있게 될 것이다.

대한민국 특허출원 특1995-0067447호 대한민국 특허출원 제10-2017-0064940호

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은 전착드릴용 샹크의 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 좀 더 구체적으로는 직경이 예를 들어 0.1 ~ 0.2mm 인 미크론 단위의 전착드릴용 샹크에 형성된 핀의 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 선반과 같은 절삭공구를 이용하여 절삭함으로써 드릴소재를 준비하는 제1단계; 준비된 상기 드릴소재를 고정하는 제2단계; 고정 설치된 상기 드릴소재의 절삭부에 해당하는 핀부위의 주변에 방전가공용 전극부재를 위치하는 제3단계; 상기 전극부재에 전력을 인가하여 방전을 일으킴으로써 상기 절삭부를 가공하여 핀(pin)으로 형상화하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전착드릴용 핀 가공방법에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제4단계가 진행되는 과정에서 상기 전극부재 또는 드릴소재를 회전시킴으로써 상기 절삭부의 원주방향을 따라서 고르게 방전이 일어나도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 전극부재로 하여금 원통형 가공공간을 제공하도록 복수 개의 단위전극부재를 원주방향으로 배열하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 직경이 0.1 ~ 0.2mm 정도의 미크론 단위로 된 전착드릴용 핀을 가공할 수 있게 됨으로써 제품의 경박단소화에 한층 기여할 수 있게 된다. 본 발명에 의하면, 가공하고자 하는 핀의 직경, 소재에 따라서 전류의 세기를 조절하거나 가공시간을 설정함으로써 어렵지 않고도 정확하게 요구하는 드릴용 핀을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명이 적용되는 전착드릴의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법을 도식화한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법을 도식화한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법에 사용되는 전극부재의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법에 사용되는 전극부재의 절개 사시도이다.
도 6은 도 5의 전극부재가 사용된 미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법의 작업상태의 단면 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 동시에 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

본 발명은 미크론(micron) 규모의 전착드릴용 핀 가공방법(이하, '핀 가공방법'이라 함)에 관한 것으로서 핀은 일반 드릴에서 널리 사용되는 초경 재질로 되어 있다. 다만 필요에 따라서 다른 소재가 사용될 수도 있다.

본 발명에 의한 전착드릴(1)은 핀(2)과 샹크(3)로 구성된다. 이들은 일체형으로 구성되어 있으며 핀(2)은 직경이 미크론 단위로서 0.1 ~ 0.2mm 또는 그 이하가 될 수도 있다. 핀(2)의 길이는 구체적 사용대상에 따라 또는 직경에 따라 달라질 수 있다.

제1단계는 원소재(M)를 가지고 가공하고자 하는 드릴의 형상을 따라서 1차적으로 사전 가공하여 드릴소재(1')를 준비한다. 이 단계에서는 선반(5)을 이용하거나 연삭기를 이용할 수 있다.

드릴소재(1')의 가공시 샹크(3)는 최종 사이즈로 가공하여도 무방하다. 절삭부(2')는 가공하고자 하는 핀 보다 큰 직경(D0)으로 되어 있으며 2 ~ 5mm가 될 수 있다. 이후 준비된 드릴소재(1')는 방전가공장치(9)에 설치된다. 즉 준비된 드릴소재(1)는 방전가공장치의 가공액(11) 내부에 수평으로 고정된다.

제3단계는 고정 설치된 드릴소재(1')의 절삭부(2')의 주변에 방전가공용 전극부재(13)를 위치시킨다. 본 실시예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 전극부재(13)는 가공하고자 하는 절삭부(2')를 중심으로 하여 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치되어 있는 복수 개의 단위전극부재(13a)로 구성된다. 단위전극부재(13a)의 개수는 허용하는 한 많을수록 좋을 것이다. 전원공급장치(15)는 전극부재(13)와 드릴소재(1)에 직류전원을 공급하도록 연결된다.

이후, 제4단계는 전극부재(13)에 전력을 인가하여 절삭부(2')와 전극부재(13) 사이에 방전을 일으킴으로써 절삭부(2')의 형상을 요구되는 핀형상으로 만들어가는 가공단계이다. 어느 정도의 전류로써 어느 정도 시간 동안 가공하여야 할 것인지는 원재(M)의 종류나 가공하고자 하는 핀(2)의 직경 등에 따라 달라질 것이며, 당업자는 수차례의 실험을 통해 어렵지 않게 작업시방서를 만들 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제4단계가 진행되는 과정에서 상기 전극부재(13) 또는 드릴소재(1')를 회전시킴으로써 상기 절삭부의 원주방향을 따라서 고르게 방전이 일어나도록 할 수 있다.

이를 위하여 드릴소재(1')를 지지하는 가공물지지대(17)를 수직축(X)을 중심으로 회전 가능하게 구성할 수 있다. 물론 드릴소재(1')을 대신하여 전극부재(13)를 회전시켜도 무방하다.

가공물지지대(17)를 수직축(X)을 중심으로 회전 가능하게 하는 회전장치의 구성은 당업자에 의해 어렵지 않게 구성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 단위전극부재(13a)로 하여금 드릴소재(1')를 중심으로 하여 도 3에 도시된 바와 같이 반경방향(R)으로 이동 가능하게 구성할 수도 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 전극부재(13)와 절삭부(2') 간의 간격을 조정함으로써 전류의 세기를 더 세밀하게 물리적 방법으로 조정할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 전극부재(13)로 하여금 원통형 가공공간을 제공하도록 복수 개의 단위전극부재(13a)를 원주방향으로 배열하는 단계를 포함할 수 있다. 이 단계는 제3단계의 부속단계라 볼 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예는 방전가공장치(9)의 부속으로서의 전극부재(13')에 관한 것이다.

절연체로 된 전극베이스(21)는 원통형으로 되어 있다. 전극베이스(21)의 내주면에는 원주방향을 따라 일정한 간격으로 복수 개의 전극설치홈(23)이 마련되어 있다. 단위전극부재(13a)는 이 전극설치홈(23)에 끼워져 고정된다. 전극베이스의 상단에는 분리되어 있는 각 전극부재에 전원을 공급하기 위한 연결단자판(25)이 설치된다.

본 실시예에 의하면, 단위전극부재(13a)는 샹크(3)과 절삭부(2') 사이의 경계가 되는 숄더부(7, shoulder portion)를 가공하기 위한 구성을 포함한다. 즉 도 5에 도시된 바와 같이 단위전극부재(13a)는 핀가공부(27)와 숄더가공부(29)를 포함함으로써 "

"와 같이 절곡된 형태를 가진다. 전극베이스(21)는 수직축을 축중심으로 하여 회전 가능하게끔 구성될 수 있다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.

1: 전착드릴 2 : 핀
2' : 절삭부 3 : 샹크(shank)
5 : 선반 9 : 방전가공장치
11 : 가공액 13,13' : 전극부재
13a :단위전극부재 15 : 전원공급장치
17 : 드릴지지대 21 : 전극베이스
23 : 전극설치홈 25 : 연결단자판
27 : 핀가공부 26 : 숄더가공부

Claims (6)

1. 절삭공구를 이용하여 절삭함으로써 샹크와 절삭부로 구성된 드릴소재를 준비하는 제1단계;
   준비된 상기 드릴소재를 고정하는 제2단계;
   고정 설치된 상기 드릴소재의 상기 절삭부의 주변에 방전가공용 전극부재를 위치하는 제3단계;
   상기 전극부재에 전력을 인가하여 방전을 일으킴으로써 상기 절삭부를 가공하여 직경이 0.1 ~ 0.2mm인 핀(pin)으로 만드는 제4단계를 포함하되;
   상기 제4단계가 진행되는 과정에서 상기 전극부재 또는 드릴소재를 회전시킴으로써 상기 절삭부의 원주방향을 따라서 고르게 방전이 일어나도록 하며;
   상기 전극부재는,
   내주면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 복수 개의 전극설치홈(23)이 마련되어 있는 절연체로 된 전극베이스(21); 및
   상기 각 전극설치홈(23)에 끼워져 고정되는 단위전극부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 단위전극부재는,
   상기 샹크와 절삭부 사이의 경계가 되는 숄더(shoulder)부를 가공하기 위하여, 핀가공부(27)와 숄더가공부(29)를 포함함으로써 "

   

   "와 같이 절곡된 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 미크론 규모의 전착드릴용 핀 가공방법.

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