KR102412081B1

KR102412081B1 - 인덱스테이블의 미세포켓 및 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법

Info

Publication number: KR102412081B1
Application number: KR1020210086215A
Authority: KR
Inventors: 김기훈
Original assignee: 김기훈
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-06-22

Abstract

본 발명은 MLCC의 검수를 위해 MLCC가 수용 및 배출되는 인덱스테이블의 외측 둘레에 형성된 복수개 미세포켓의 형상과 레이저를 이용하여 미세포켓을 가공하는 인덱스테이블의 미세포켓에 관한 것으로, 상기 미세포켓은 인덱스테이블의 둘레로부터 회전 중심을 향해 소정의 깊이로 형성되되, 상기 인덱스테이블의 둘레와 연결된 상태로 소정 간격 이격되어 폭을 형성하는 한 쌍의 수직편과, 상기 인덱스테이블의 회전 중심을 향하는 한 쌍의 수직편 단부를 연결하여 상기 미세포켓의 깊이를 형성하는 연결편,으로 구성된다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법은, 박막의 두께를 갖는 원형의 인덱스테이블을 X-Y-θ구동부의 스테이지에 안착시키는 단계(S10); 상기 스테이지의 일측 상부로 레이저를 발진할 수 있는 노즐을 정위치로 세팅하고, 직하방으로 레이저빔을 조사하는 단계(S20); 및 상기 X-Y-θ구동부의 구동을 통해 상기 인덱스테이블을 상기 레이저빔 조사위치로 이동시켜 인덱스테이블의 외측 둘레에 소정 깊이를 갖는 복수개의 미세포켓을 가공하는 단계(S30);를 포함한다.

Description

인덱스테이블의 미세포켓 및 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법{Micropocket of index table and micropocket processing method of index table using laser}

본 발명은 인덱스테이블의 미세포켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MLCC의 포장과 검수를 위해 MLCC가 수용 및 배출되는 인덱스테이블의 외측 둘레에 형성된 복수개 미세포켓의 형상과 레이저를 이용하여 미세포켓을 가공하는 인덱스테이블의 미세포켓 및 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법에 관한 것이다.

근래에는, 스마트폰 등의 휴대용 통신 기기, 태블릿 피씨, 노트북, 스마트 TV 등의 소형화 및 전자기기의 고성능을 위해 박막시트의 두께를 초박막인 1.5μm 이하까지 제작하여 적층함으로써 다층 세라믹 캐패시터(Multi-layer ceramic capacitor)를 생산한다.

이러한 다층 세라믹 캐패시터(이하 'MLCC' 라 함)는 박막시트를 테이프 캐스팅으로 형성하고, 형성된 박막시트를 적층, 압착, 절단, 가소, 소성, 연마 등의 가공을 수행한 후, 그 위에 전기회로의 형성을 위한 도금층을 형성하여 제조되며, 제조된 MLCC는 회전하는 인덱스테이블로 공급되어 불량 유,무를 검수받게 된다.

인덱스테이블의 외측 둘레에는 MLCC가 수용될 수 있도록 회전중심 방향으로 향하는 소정의 깊이를 갖는 미세포켓이 형성되어 있으며, MLCC가 호퍼로부터 순차적으로 공급되어 레일을 타고 이동하면서 각 미세포켓에 삽입되어 인덱스테이블이 회전하는 과정에서 별도의 검수장치에 의해 검수를 받게 된다. 이후, MLCC는 검수결과에 따라 합격 또는 불합격으로 판정된 후 합격된 MLCC만 케리어 테이프에 안착시켜 포장되고, 불합격된 MLCC는 각 포지션 위치로 배출된다.

MLCC는 스마트폰, 노트북 및 TV 등과 같이 사양이 점진적으로 슬림해지면서 기능이 업그레이드 되어 한번에 수천개씩 소요되기 때문에 상대적으로 소형화를 이룰수 밖에 없다.

따라서, MLCC는 갈수록 초 소형화로 진행되는 추세이기 때문에 MLCC를 수용하는 인덱스테이블의 미세포켓의 형상도 대응하여 작아질 수 밖에 없다.

그러나, 인덱스테이블은 1분에 6천개의 MLCC를 검사할 수 있도록, 통상 70φ에 100개의 미세포켓을 구비하고 분당 20~60회전을 하면서 MLCC를 검수하여 배출하고 있지만, 미세포켓의 내부 형상이 정확하게 가공되지 못한 경우에는 수용된 MLCC의 파손과 인덱스테이블이 파손되는 치명적인 문제를 갖는다.

이는, MLCC를 크기 별로 수용하는 미세포켓이 3mm~0.10mm의 미세한 폭을 갖는 다이아몬드휠(이하 '휠' 이라함)의 그라인딩 연삭을 통해 가공되기 때문에, 휠의 계속적인 연삭에 따라 휠의 폭방향 양 코너의 마모가 비대칭으로 진행되기 때문이고, 더하여 인덱스테이블의 재질이 내마모성과 내열성을 갖는 세라믹 계열의 지르코늄으로 제작됨에 따라 마모를 더욱 촉진시키기 때문이다.

이렇게 되면, 도 1에 도시된 바와 같이 미세포켓(11)의 코너b가 코너a 보다 큰 비대칭으로 형성될 수도 있으며, 이 상태에서 MLCC가 수용되면 도면상 MLCC의 하단 우측이 코너b에 걸쳐지면서 실선과 같이 기울어져 미스얼라인(Miss Alignment)되거나 또는 기울어진 MLCC(M)가 인덱스테이블(10)의 외측방향으로 노출(T)되기 때문에 인덱스테이블(10)의 회전시 일점쇄선과 같이 미세포켓(11) 내벽과 충돌하면서 크랙이 발생하거나 또는 회전시 주변기기들과 간섭되어 파손된다. 더하여, 인덱스테이블이 고속으로 회전하기 때문에 얇은 미세포켓에 작은 충격이 가해지더라도 미세포켓의 파손이 발생하게 된다.

또한, MLCC가 미스얼라인(Miss Alignment)이 되는 경우, MLCC가 배출될 때 포켓의 후방에 형성된 섹션홀로부터 토출되는 에어가 MLCC 후방으로 균일하게 전달되지 못하면서 MLCC를 튕겨내기 때문에 MLCC가 파손되는 문제를 야기시킨다.

국내등록특허 제10-1291456호

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 인덱스테이블의 미세포켓들이 레이저 가공을 통해 일률적인 형상을 이루도록 하여 함으로써 MLCC의 파손을 방지하고, 미세포켓으로의 MLCC의 삽입과 배출이 안정적으로 이루어지도록 하는 인덱스테이블의 미세포켓 및 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인덱스테이블의 미세포켓은, 인덱스테이블의 둘레를 따라 형성되며, 미세전기부품이 수용되는 복수개의 미세포켓에 있어서, 상기 미세포켓은 인덱스테이블의 둘레로부터 회전 중심을 향해 소정의 깊이로 형성되되, 상기 인덱스테이블의 둘레와 연결된 상태로 소정 간격 이격되어 폭을 형성하는 한 쌍의 수직편과, 상기 인덱스테이블의 회전 중심을 향하는 한 쌍의 수직편 단부를 연결하여 상기 미세포켓의 깊이를 형성하는 연결편,으로 구성되며, 상기 미세포켓 하나를 기준으로 보았을 때 상기 인덱스테이블 회전방향과 반대 방향에 있는 상기 수직편과 인덱스테이블 둘레가 연결되는 코너에는 상기 미세전기부품이 미세포켓으로 수용될 때 간섭을 방지하는 가이드곡면부가 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가이드곡면부와 마주하는 코너에는 미세포켓으로부터 미세전기부품이 배출될 때 미세전기부품과의 충돌을 방지하기 위해 상기 수직편과 인덱스테이블의 둘레 사이로 비접촉영역을 형성하는 소정 각도를 갖는 아웃사이드경사면이 형성된 것이 바람직하다.

더하여, 상기 아웃사이드경사면의 외측 단부와 인덱스테이블의 둘레가 연결되는 부위에는 연결부위의 엣지를 커버하는 아웃곡면부가 더 형성된 것이 바람직하다.

이때, 상기 아웃사이드경사면은 13도~17도 범위로 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 한 쌍의 수직편과 연결편이 연결되는 상기 미세포켓 내측의 양 코너에는 응력집중현상을 완화시키기 위한 응력분산곡면부가 적어도 어느 한쪽에 형성된 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법은, 인덱스테이블의 미세포켓을 가공하는 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법에 있어서, 박막의 두께를 갖는 원형의 인덱스테이블을 X-Y-θ구동부의 스테이지에 안착시키는 단계(S10); 상기 스테이지의 일측 상부로 레이저를 발진할 수 있는 노즐을 정위치로 세팅하고, 직하방으로 레이저빔을 조사하는 단계(S20); 및 및 상기 X-Y-θ구동부의 구동을 통해 상기 인덱스테이블을 상기 레이저빔 조사위치로 이동시켜 인덱스테이블의 외측 둘레에 소정 깊이를 갖는 복수개의 미세포켓을 가공하는 단계(S30);를 포함한다.

이때, 단계 S30에서, X-Y-θ구동부는 조사되는 레이저빔이 평면에서 보았을 때 인덱스테이블의 외측 둘레로부터 회전중심을 향하도록 1차이동하면서 어느 수직편을 가공하고, 1차이동이 끝나는 지점에서 직교하는 방향으로 2차이동하면서 연결편을 가공하며, 2차이동이 끝나는 지점에서 외측 둘레를 향하도록 3차이동하여 다른 수직편을 가공하여 미세포켓을 가공하도록 인덱스테이블을 이동시키는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 인덱스테이블의 1차이동 내지 3차이동을 통해 미세포켓이 가공될 때, 상기 인덱스테이블 회전방향과 반대 방향에 있는 수직편과 인덱스테이블의 둘레가 연결되는 코너에 상기 미세전기부품이 미세포켓으로 수용될 때 간섭을 방지하는 소정 곡률을 갖는 가이드곡면부가 가공되고, 한 쌍의 수직편과 연결되는 상기 연결편의 양 코너 중 적어도 어느 한쪽에 응력집중현상을 완화시키기 위한 응력분산곡면부가 가공되며, 가이드곡면부와 마주하는 외측 코너에는 미세포켓으로부터 미세전기부품이 배출될 때 미세전기부품과의 충돌을 방지하기 위해 상기 수직편과 인덱스테이블의 둘레 사이로 비접촉영역을 형성하는 아웃사이드경사면이 가공되고, 상기 아웃사이드경사면의 외측 단부와 인덱스테이블의 둘레가 연결되는 부위에는 연결부위의 엣지를 커버하는 아웃곡면부가 가공되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 아웃사이드경사면은 13도~17도 범위로 가공되는 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 인덱스테이블은 외측 둘레에 미세포켓이 가공되면 상기 X-Y-θ구동부의 구동에 의해 레이저빔 조사 위치를 벗어나고, 이후 다음 미세포켓 위치로 회전되어 레이저빔 조사위치로 재 진입하는 과정을 반복적으로 수행하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 인덱스테이블의 미세포켓 및 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법에 의하면, 미세한 폭을 갖는 인덱스테이블의 미세포켓이 레이저빔 조사를 통해 가공되고, 가공된 미세포켓들의 내측 양 코너의 형상이 설정된 최소한의 사이즈로 일률적인 형상을 이루도록 함으로써, 미세포켓에 안착된 MLCC가 인덱스테이블의 고속회전에도 안정을 유지할 수 있도록 하여 파손을 방지하는 탁월한 효과가 있다.

또한, 미세포켓의 입구 양측으로 가이드곡면부와 아웃사이드경사면을 형성함으로써 MLCC의 삽입과 배출이 안정적으로 이루어지도록 하는 구조적인 효과 또한 탁월하다.

또한, 인덱스테이블의 미세한 사이즈를 갖는 미세포켓들을 레이저빔을 통해 정밀하게 가공하기 때문에 미세포켓 형상의 신뢰성이 담보되고, 더하여 레이저빔 단일 공정을 통해 이루어지기 때문에 종래와 같이 연삭가공 이후 진행되는 여러 후 공정들이 생략되는 효과가 있다.

도 1은 종래에 따른 인덱스테이블을 보여주는 평면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 인덱스테이블을 보여주는 평면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 인덱스테이블의 미세포켓으로 MLCC가 공급되고 배출되는 상태를 보여주는 참고도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 인덱스테이블의 미세포켓이 레이저빔에 의해 가공되는 상태를 보여주는 참고도이며,
도 6은 레이저빔을 이용하여 인덱스테이블의 미세포켓을 가공되는 과정을 보여주는 플로우챠트이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 인덱스테이블을 보여주는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 인덱스테이블의 미세포켓으로 MLCC가 공급되고 배출되는 상태를 보여주는 참고도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 인덱스테이블의 미세포켓이 레이저빔에 의해 가공되는 상태를 보여주는 참고도이며, 도 6은 레이저빔을 이용하여 인덱스테이블의 미세포켓을 가공되는 과정을 보여주는 플로우챠트이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명의 인덱스테이블(100)의 미세포켓(110)은, 미세포켓(110)은 인덱스테이블(100)의 둘레로부터 회전 중심을 향해 소정의 깊이로 형성되되, 상기 인덱스테이블(100)의 둘레와 연결된 상태로 소정 간격 이격되어 폭을 형성하는 한 쌍의 수직편(111)과, 상기 인덱스테이블(100)의 회전 중심을 향하는 한 쌍의 수직편(111) 단부를 연결하여 상기 미세포켓(110)의 깊이를 형성하는 연결편(112),을 포함한다.

설명에 앞서, 본 발명의 가장 큰 특징은 미세전기부품(이하 'MLCC(M)'라 함)의 검수를 위한 인덱스테이블(100)의 미세포켓(110) 형상을 통해 MLCC의 삽입과 배출이 안정적으로 이루어지도록 함으로써 MLCC의 파손을 방지하고, 미세포켓(110)들이 레이저빔 가공을 통해 정밀하게 가공됨으로써 일률적인 형상을 갖도록 하는 것에 있다.

또한, 인덱스테이블(100)에 적용되는 MLCC는 다양한 크기와 사용처별로 구분되지만, 본 실시예에서는 초미세 크기로 절단된 MLCC(M)가 적용된 것을 예를 들어 설명하기로 한다.

인덱스테이블(100)은 얇은 판상의 형태로 평면에서 보았을 때 원형을 유지하고 있으며, 초미세 크기의 MLCC(M)의 검수를 위해 MLCC(M)를 수용한 상태로 회전하면서 검수가 이루어지도록 한다.

이를 위해, 인덱스테이블(100)의 외측 둘레에는 도 2 및 도 3과 같이 둘레를 따라 MLCC(M)가 수용되는 복수개의 미세포켓(110)이 형성되어 있으며, 이 미세포켓(110)들은 인덱스테이블(100)의 둘레로부터 회전 중심방향을 향하여 MLCC(M)가 안착될 수 있도록 소정의 깊이로 형성되어 있다.

참고로 미세포켓(110)의 설명에 앞서, 미세포켓의 좌측, 우측, 내측 및 외측의 방향성은 인덱스테이블(100)의 회전에 따라 변화되기 때문에 명확한 설명을 위해 도 2의 확대도에 도시된 도면상 미세포켓 상태를 기준으로 좌측, 우측 내측 및 외측으로 설명하기로 한다.

미세포켓(110)은 도 2의 확대도와 같이 인덱스테이블(100)의 둘레와 연결된 상태로 MLCC(M)가 안정적으로 안착될 수 있는 폭으로 이격되어 인덱스테이블(100)의 회전중심을 향하도록 연장된 한 쌍의 수직편(111)과, 회전중심을 향하는 둘레 내측방향에서 한 쌍의 수직편(111) 단부와 일측과 타측이 각각 연결됨으로써 미세포켓(110)의 깊이를 형성하는 연결편(112)으로 구성된다.

즉, 미세포켓(110)은 도면상 좌측과 우측에 각각 형성된 수직편(111)과 내측에서 수직편(111)들과 연결되는 연결편(112)에 의해 형성된 것이며, 도시된 바와 같이 MLCC(M)와 대응하는 형상으로 MLCC(M)의 전체적인 형상보다 약간 크게 형성된다.

한편, 미세포켓(110) 하나를 기준으로 보았을 때, 한 쌍의 수직편(111)과 인덱스테이블(100)의 외측 둘레가 연결되는 양 코너 중 인덱스테이블(100)의 회전방향과 반대하는 방향의 도면상 좌측의 외측 코너에는 레일(미 도시)을 통해 공급되는 MLCC(M)가 미세포켓(110)으로 수용될 때, 예를 들어 충격 또는 흔들림 등과 같은 예상치 못한 상황에 대비하여 공급되는 MLCC(M)의 엣지(모서리)가 도 3의(a)와 같이 좌측 코너와 간섭되는 것을 방지하기 위한 가이드곡면부(113)가 형성되고, 가이드곡면부(113)와 마주하는 도면상 우측의 외측 코너에는 미세포켓(110)으로부터 MLCC(M)가 배출될 때 도 3의(b)와 같이 MLCC(M)와 우측 코너와의 충돌을 방지하기 위해 우측의 수직편(111)과 인덱스테이블(100)의 둘레 사이로 비접촉영역(114)의 공간을 형성하는 소정 각도를 갖는 아웃사이드경사면(115)이 형성된다.

이때, 좌측 코너에 형성된 가이드곡면부(113)는 MLCC(M) 엣지와 접촉이 발생하더라도 MLCC(M)를 신속하게 미세포켓(110)으로 내측으로 안내할 수 있는 다양한 형태의 곡면으로 형성됨은 물론이다.

더하여, 비접촉영역(114)은 MLCC(M)가 미세포켓(110)으로부터 배출될 때 MLCC(M)의 하측이 충돌되는 것을 방지하는 영역으로 아웃사이드경사면(115)의 13~17도 범위내에서 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 아웃사이드경사면(115)이 13도 이하이면 형성되는 비접촉영역(114)의 폭이 상대적으로 좁게 형성되기 때문에 미세포켓(110)으로부터 MLCC(M)가 배출될 때 MLCC(M)의 하측과 수직편(111)과의 충돌소지가 다분하며, 반면 아웃사이드경사면(115)이 17도 이상이면 형성되는 비접촉영역(114)의 폭이 상대적으로 넓어지기 때문에 MLCC(M)의 배출이 안정적으로 이루어질 수는 있지만 상대적으로 미세포켓(110)의 입구가 넓어질 수 밖에 없어 인덱스테이블(100)의 고속회전시 MLCC(M)가 튕겨 나가는 문제가 발생하게 된다.

또한, 아웃사이드경사면(115)은 도면상 우측의 수직편(111)의 길이 1/3 지점에서 시작되는 것이 바람직한데, 아웃사이드경사면(115)의 시작이 1/3을 초과하면 상대적으로 MLCC(M) 우측을 지지하는 면적이 감소되기 때문에 MLCC(M)의 지지가 안정적이지 못하여 고속으로 회전하는 인덱스테이블(100)의 원심력에 의해 미세포켓(110)으로부터 이탈하는 문제가 발생하고, 반대로 아웃사이드경사면(115)의 시작이 1/3 이하에서 시작되면 MLCC(M)의 지지는 안정적으로 이루어잘 수 있지만 상대적으로 비접촉영역(114)의 중심방향으로의 깊이가 작아지기 때문에 MLCC(M)가 에어에 의해 미세포켓(110)으로부터 배출될 MLCC(M)의 하측이 완전하게 빠져나갈수 있는 영역을 확보하기가 어렵다.

한편, 아웃사이드경사면(115)의 외측 단부와 인덱스테이블(100)의 외측 둘레가 연결되는 부위에는 연결부위의 엣지를 커버하는 아웃곡면부(116)가 더 형성되는 것이 바람직한데, 이는 연결부위를 곡면으로 형성함으로써 미세포켓(110)으로부터 배출되는 MLCC(M)가 비접촉영역(114)을 지날때 혹시모를 최소한의 엣지 접촉 마저도 방지될 수 있도록 하기 위함이다.

더하여, 한 쌍의 수직편(111)과 연결편(112)이 연결되는 미세포켓(110)의 내측의 양 코너에는 응력집중현상을 완화시키기 위한 응력분산곡면부(117)가 적어도 어느 한쪽에 형성될 수도 있다.

즉, 응력분산곡면부(117)는 인덱스테이블(100)이 고속으로 회전하기 때문에 계속적으로 미세포켓으로 수용된 MLCC(M)들이 유동에 의해 수직편(111)과 충돌하여 수직편(111)으로 반복하중이 가해짐으로써 수직편(111)과 연결편(112)의 내측 코너 부위에 응력집중(stress concentration)현상이 발생되는 것을 방지하게 된다.

이때, 응력분산곡면부(117)는 코너로 가해지는 충격을 분산시킬수 있는 최소한의 곡면(반지름 0.255)으로 형성되는 것이 바람직하다.

위와 같은 형상을 갖는 인덱스테이블(100)의 미세포켓(110)은 형상 자체가 MLCC(M)만을 수용하기 때문에 미세하게 형성될 수밖에 없고, 특히 미세포켓(110)에 형성되는 가이드곡면부(113), 비접촉영역(114)을 형성하는 아웃사이드경사면(115), 아웃곡면부(116) 및 응력분산곡면부(117)들은 도 3의(a)(b)와 같이 MLCC(M)의 수용과 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 하며, 제시된 곡면부들은 다양한 형상의 곡면으로 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인덱스테이블(100)의 미세포켓(110)을 레이저빔을 이용하여 가공하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

레이저빔을 이용한 미세포켓(110)의 가공은, 박막의 두께를 갖는 원형의 인덱스테이블(100)을 X-Y-θ구동부(120)의 스테이지(121)에 안착시키는 단계(S10); 상기 스테이지(121)의 일측 상부로 레이저를 발진할 수 있는 노즐을 정위치로 세팅하고, 직하방으로 레이저빔을 조사하는 단계(S20); 및 상기 X-Y-θ구동부(120)의 구동을 통해 상기 인덱스테이블(100)을 상기 레이저빔 조사위치로 이동시켜 인덱스테이블(100)의 외측 둘레에 소정 깊이를 갖는 복수개의 미세포켓(110)을 가공하는 단계(S30);를 포함한다.

설명에 앞서, 레이저빔 조사와 X-Y-θ구동부(120)의 설정된 이동은 콘트롤러를 통해 제어됨은 물론이며, X-Y-θ구동부(120)는 가공정보에 관련된 데이터를 프로그램화하여 콘트롤러에 기 입력된 좌표를 따라 구동하면서 조사되는 레이저빔에 의해 미세포켓(110)의 가공이 이루어지도록 하는 것이다.

박막의 두께를 갖는 원형의 인덱스테이블(100)을 X-Y-θ구동부(120)의 스테이지(121)에 안착시키는 단계(S10)를 보면,

먼저, 상부에 스테이지(121)가 구비된 X-Y-θ구동부(120)를 설정된 위치에 유동이 방지되게 고정시킨다.

X-Y-θ구동부(120)는 상측으로 배치된 스테이지(121)가 X축, Y축 및 θ축 방향으로 이동할 수 있도록 구동력을 부여한다.

이때, X-Y-θ구동부(120)는 이동이 ㎛ 단위로 이루어지기 때문에 미세한 이동과 정밀도가 높은 리니어모터들을 적용하는 것이 바람직하다.

더하여, X-Y-θ구동부(120)는 이미 공지되어 산업의 여러 분야에서 적용되고 있는바 자세한 설명은 생략하기로 한다.

X-Y-θ구동부(120)의 설치가 완료되면, 도 4와 같이 스테이지(121)의 상면으로 인덱스테이블(100)을 안착시킨다.

이때, 스테이지(121)에는 안착된 인덱스테이블(100)을 고정하기 위한 도시되지 않은 장치들이 구비되고, 이 장치들을 통해 인덱스테이블(100)을 유동이 방지된 상태로 고정시킨다.

다음으로, 스테이지(121)의 일측 상부로 레이저를 발진할 수 있는 노즐(123)을 정위치로 세팅하고, 직하방으로 레이저빔을 조사하는 단계(S20)를 보면,

도 4 및 도 5와 같이 도면상 스테이지(121)의 우측방향 상측으로 노즐(123)을 설치한다. 이때, 노즐(123)로부터 조사되는 레이저빔이 직하방으로 정확하게 조사될 수 있도록 노즐(123)을 정위치로 세팅하여 위치를 고정시킨다.

노즐(123)의 세팅이 완료되면, 도면과 같이 직하방으로 레이저빔을 조사한다.

이때, 조사되는 레이저빔의 조건은 파워 300와트, 프리퀀시 100, Duty값 3, 가공속도 20mm/min 및 사용가스/압력 질소 10bar로 준비된다.

마지막으로, X-Y-θ구동부(120)의 구동을 통해 인덱스테이블(100)을 레이저빔 조사위치로 이동시키고, 인덱스테이블(100)을 회전시키면서 외측 둘레에 소정 깊이를 갖는 복수개의 미세포켓(110)을 가공하는 단계(S30)를 보면,

조사되는 레이저빔의 위치에서 인덱스테이블(100)을 X-Y-θ 방향으로 이동시키면서 외측 둘레에 미세포켓(110)들을 가공하는 단계이다.

먼저, X-Y-θ구동부(120)는 도 5와 같이 인덱스테이블(100)이 레이저빔이 조사되는 위치를 향할 수 있도록 스테이지(121)를 구동시킨다.

이때, X-Y-θ구동부(120)는 조사되는 레이저빔이 평면에서 보았을 때 인덱스테이블(100)의 외측 둘레로부터 회전중심을 향하도록 1차이동하면서 도 2의 확대도와 같이 도면상 좌측의 수직편(111)을 가공할 수 있도록 인덱스테이블(100)을 이동시킨다.

이후, 1차이동이 끝나는 지점에서 레이저빔이 직교하는 방향으로 2차이동하면서 미세포켓(110) 내측의 연결편(112)이 가공될 수 있도록 인덱스테이블(100)을 수직편(111)의 직교방향으로 이동시킨다.

마지막으로, 2차이동이 끝나는 지점에서 레이저빔이 외측 둘레를 향하도록 3차이동하여 도면상 우측의 수직편(111)을 가공하여 미세포켓(110)의 형상을 가공하도록 인덱스테이블(100)을 이동시킨다.

이때, X-Y-θ구동부(120)에 의해 인덱스테이블(100)에 형성되는 미세포켓(110)의 폭은 MLCC(M)의 사이즈에 따라 다르게 형성될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 인덱스테이블(100)은, 미세포켓(110)이 둘레를 따라 가공되기 때문에 최초 미세포켓(110)의 가공이 완료되면 X-Y-θ구동부(120)의 구동에 의해 레이저빔 조사위치를 벗어나고, 이후 X-Y-θ구동부(120)의 구동에 의해 다음 미세포켓(110)의 가공위치로 회전되어 레이저빔 조사위치로 재 진입되면서 미세포켓(110)들을 가공한다.

즉, 인덱스테이블(100)이 순차적인 회전과 진,퇴를 통해 레이저 조사위치로 이동하면서 외측 둘레에 미세포켓(110)들을 가공하는 것이다.

한편, 인덱스테이블(100)의 1차이동 내지 3차이동을 통해 미세포켓(110)이 가공될 때, 상기 인덱스테이블(100) 회전방향과 반대 방향에 있는 수직편(111)과 인덱스테이블(100)의 둘레가 연결되는 양 코너 중 도 2와 같이 도면상 좌측의 외측 코너에는 MLCC(M)가 미세포켓(110)으로 수용될 때 간섭을 방지하는 소정 곡률을 갖는 가이드곡면부(113)가 가공되고, 한 쌍의 수직편(111)과 연결되는 도면상 내측의 연결편(112) 양 코너 중 적어도 어느 한 쪽의 코너에 응력집중현상을 완화시키기 위한 응력분산곡면부(117)가 가공되며, 가이드곡면부(113)와 마주하는 도면상 우측의 외측 코너에는 미세포켓(110)으로부터 MLCC(M)가 배출될 때 MLCC(M)와의 충돌을 방지하기 위해 우측 수직편(111)과 인덱스테이블(100)의 둘레 사이로 비접촉영역(114)을 형성하는 아웃사이드경사면(115)이 가공되고, 상기 아웃사이드경사면(115)의 외측 단부와 인덱스테이블(100)의 둘레가 연결되는 부위에는 연결부위의 엣지를 커버하는 아웃곡면부(116)가 가공된다.

이때, 응력분산곡면부(117)는 인덱스테이블(100)의 회전방향에 따라 선택되어 가공될 수 있다. 즉, 인덱스테이블(100)의 회전방향이 일정할 경우에는 해당 위치에 가공되거나 또는 회전방향이 가변되는 경우에는 양쪽에도 가공될 수 있는 것이다.

특히, 응력분산곡면부(117)는 레이저에 의해 가공되기 때문에 응력분산곡면부(117)의 크기 조절 또는 가공 위치를 레이저의 설정에 달리할 수 있다.

그러나, 종래의 휠을 통한 기계적인 가공인 경우에는 양측 코너에 곡면부가 동시에 형성되기 때문에 본 발명과 같이 응력분산곡면부를 원하는 위치에 선택적으로 형성할 수 없다.

더하여, 아웃사이드경사면(115)의 가공은 MLCC(M)의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 13도~17도 범위 내에서 이루어진다.

본 실시예에서 미세포켓(110)은 단일 직경의 레이저빔 조사에 의해 가공되며, 특히 가이드곡면부(113), 응력분산곡면부(117) 및 아웃곡면부(116)는 해당 곡면부의 크기에 따라 가공될 수 있다.

예를 들어, 최소한의 곡면을 갖는 미세포켓(110)의 응력분산곡면부(117)의 r값이 20㎛이면 레이저빔 사이즈는 φ40㎛의 빔을 조사하면 된다. 그러나 통상 조사되는 레이저빔은 번짐현상이 있기 때문에 정밀한 20㎛의 r값을 얻을수 있도록 최소한 φ40㎛ 보다 작은 레이저빔을 조사하면 된다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 인덱스테이블의 미세포켓 및 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법은, 미세한 폭을 갖는 인덱스테이블의 미세포켓이 레이저빔 조사를 통해 가공되고, 가공된 미세포켓들의 내측 양 코너의 형상이 설정된 최소한의 사이즈로 일률적인 형상을 이루도록 함으로써, 미세포켓에 안착된 MLCC가 인덱스테이블의 고속회전에도 안정을 유지할 수 있도록 하여 파손을 방지하는 탁월한 효과가 있다.

이상, 본 발명의 인덱스테이블의 미세포켓 및 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법을 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

100 : 인덱스테이블 110 : 미세포켓
111 : 수직편 112 : 연결편
113 : 가이드곡면부 114 : 비접촉영역
115 : 아웃사이드경사면 116 : 아웃곡면부
117 : 응력분산곡면부 120 : X-Y-θ구동부
121 : 스테이지 123 : 노즐
M : MLCC

Claims

인덱스테이블(100)의 둘레를 따라 형성되며, 미세전기부품이 수용되는 복수개의 미세포켓(110)에 있어서,
상기 미세포켓(110)은 인덱스테이블(100)의 둘레로부터 회전 중심을 향해 소정의 깊이로 형성되되,
상기 인덱스테이블(100)의 둘레와 연결된 상태로 소정 간격 이격되어 폭을 형성하는 한 쌍의 수직편(111)과, 상기 인덱스테이블(100)의 회전 중심을 향하는 한 쌍의 수직편(111) 단부를 연결하여 상기 미세포켓(110)의 깊이를 형성하는 연결편(112)으로 구성되며,
상기 미세포켓(110) 하나를 기준으로 보았을 때, 상기 인덱스테이블(100) 회전방향과 반대하는 상기 수직편(111)과 인덱스테이블(100) 둘레가 연결되는 코너에는 상기 미세전기부품이 미세포켓(110)으로 수용될 때 간섭을 방지하기 위해 일정한 곡률을 가진 가이드곡면부(113)가 레이저가공에 의해 형성되고,
상기 가이드곡면부(113)와 마주하는 타측의 코너에는 미세포켓(110)으로부터 미세전기부품이 배출될 때 미세전기부품과의 충돌을 방지하기 위해 상기 수직편(111)과 인덱스테이블(100)의 둘레 사이로 비접촉영역(114)을 형성하는 소정 각도를 갖는 아웃사이드경사면(115)이 레이저가공에 의해 형성되며,
상기 아웃사이드경사면(115)의 상측 단부와 인덱스테이블(100)의 둘레가 연결되는 코너부위에 일정한 곡률을 갖는 아웃곡면부(116)가 레이저가공에 의해 더 형성된 것을 특징으로 하는 인덱스테이블의 미세포켓.
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제1항에 있어서,
상기 아웃사이드경사면(115)은 상기 수직편에 대하여 13도 내지 17도 범위로 형성된 것을 특징으로 하는 인덱스테이블의 미세포켓.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 수직편(111)과 연결편(112)이 연결되는 상기 미세포켓(110) 내측의 양 코너에는 응력집중현상을 완화시키기 위한 응력분산곡면부(117)가 적어도 어느 한쪽에 형성된 것을 특징으로 하는 인덱스테이블의 미세포켓.
인덱스테이블(100)의 미세포켓(110)을 가공하는 레이저를 이용한 인덱스테이블(100)의 미세포켓(110) 가공방법에 있어서,
박막의 두께를 갖는 원형의 인덱스테이블(100)을 X-Y-θ구동부(120)의 스테이지(121)에 안착시키는 단계(S10);
상기 스테이지(121)의 일측 상부로 레이저를 발진할 수 있는 노즐을 정위치로 세팅하고, 직하방으로 레이저빔을 조사하는 단계(S20); 및
상기 X-Y-θ구동부(120)의 구동을 통해 상기 인덱스테이블(100)을 상기 레이저빔 조사위치로 이동시켜 인덱스테이블(100)의 외측 둘레에 소정 깊이를 갖는 복수개의 미세포켓(110)을 가공하는 단계(S30);를 포함하며,
단계 S30에서, X-Y-θ구동부(120)는 조사되는 레이저빔이 평면에서 보았을 때 인덱스테이블(100)의 외측 둘레로부터 회전중심을 향하도록 1차이동하면서 어느 수직편(111)을 가공하고, 1차이동이 끝나는 지점에서 직교하는 방향으로 2차이동하면서 연결편(112)을 가공하며, 2차이동이 끝나는 지점에서 외측 둘레를 향하도록 3차이동하여 다른 수직편(111)을 가공하여 미세포켓(110)을 가공하도록 인덱스테이블(100)을 이동시키고,
상기 미세포켓(110)이 가공될 때, 상기 인덱스테이블(100) 회전방향과 반대 방향에 있는 수직편(111)과 인덱스테이블(100)의 둘레가 연결되는 코너에 미세포켓(110)으로 미세전기부품이 수용될 때 간섭을 방지하는 소정 곡률을 갖는 가이드곡면부(113)가 가공되고, 한 쌍의 수직편(111)과 연결되는 상기 연결편(112)의 양 코너 중 적어도 어느 한쪽에 응력집중현상을 완화시키기 위한 응력분산곡면부(117)가 가공되며, 가이드곡면부(113)와 마주하는 외측 코너에는 미세포켓(110)으로부터 미세전기부품이 배출될 때 미세전기부품과의 충돌을 방지하기 위해 상기 수직편(111)과 인덱스테이블(100)의 둘레 사이로 비접촉영역(114)을 형성하는 아웃사이드경사면(115)이 가공되고, 상기 아웃사이드경사면(115)의 외측 단부와 인덱스테이블(100)의 둘레가 연결되는 부위에는 연결부위의 엣지를 커버하는 아웃곡면부(116)가 가공되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법.
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제6항에 있어서,
상기 아웃사이드경사면(115)을 상기 수직편에 대하여 13도 내지 17도 범위로 가공하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법.
제6항에 있어서,
상기 인덱스테이블(100)은 외측 둘레에 미세포켓(110)이 가공되면 상기 X-Y-θ구동부(120)의 구동에 의해 레이저빔 조사 위치를 벗어나고, 이후 다음 미세포켓(110) 위치로 회전되어 레이저빔 조사위치로 재 진입하는 과정을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 인덱스테이블의 미세포켓 가공방법.