KR20020006078A - 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 제조용 금형의 미세홈 가공방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 격벽 제조용 금형의 미세홈 가공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철계 금형강 또는 초경합금 등으로 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; 이하, PDP라 함) 격벽제조용 금형을 제작하여 금형의 수명을 늘리고 제조단가를 낮출 수 있으며, 이 철계금형에 반도체 웨이퍼 초정밀 절단용 다이싱 머신에 설치된 공기정압 스핀들(air spindle)을 이용하여 블레이드를 고속으로 회전시키면서 미세홈을 가공함과 동시에, 다단계로 나누어 가공함으로써 미세홈의 형상 정밀도를 높일 수 있는 방식의 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법에 관한 것이다. 이 PDP 격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법에 있어서, 상기 PDP 격벽제조용 금형은 철계재료로 제작되며, 상기 철계금형에는 공기정압 스핀들에 장착된 초정밀 CBN블레이드를 대략 30,000rpm이상의 고속으로 회전시켜 미세홈을 가공한다. 또한, 상기 가공방법은 철계로 제작된 PDP 격벽제조용 금형에 초정밀 CBN블레이드를 이용하여 직사각형 형상의 미세홈을 1차로 가공하는 단계와, 다른 블레이드를 이용하여 상기 1차로 가공된 미세홈을 2차로 사다리꼴 형상의 홈 또는 깊이가 깊은 직사각형 형상의 미세홈으로 가공하거나, V형 버어를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법{METHOD OF FORMING SLOTS ON A DIE FOR MAKING A PDP}
본 발명은 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 금형강 등을 적용한 철계금형을 이용하여 PDP금형을 제작한 다음, CBN 메탈본드 블레이드를 고속으로 회전시키면서 PDP금형 표면에 미세홈을 다단계로 나누어 가공함으로써, 가공의 정밀도를 높이고 제조단가를 줄일 수 있는 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법에 관한 것이다.
통상적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 격벽제조용으로 이용되는 금형에는 동이나 황동이 있으며, 종래에는 이들 동이나 황동으로 제조된 금속재를 세이핑 가공하여 PDP의 격벽모양과 반대 모양의 홈을 형성하였다. 그러나, 이들 동이나 황동으로 만들어진 금형은 그 수명이 짧기 때문에 PDP화면의 대형화 추세에 비추어 볼 때에 현실적으로는 적용하기가 부적합하고 제조단가가 상승하는 원인이 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 PDP화면의 대형화 추세에 따라 대형화되는 PDP 격벽제조용 금형에 적용할 수 있도록 철제금형을 이용하여 PDP금형을 제작함으로써, 금형의 수명을 연장시키고 제조단가를 줄이며 미세홈 가공의 높은 형상 정밀도를 유지할 수 있는 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a, 도 1b는 각각 본 발명에 따른 PDP금형의 표면에 미세홈을 가공하는 과정을 보인 구성도,
도 2는 PDP금형의 표면에 가공된 미세홈의 형상을 보인 단면도,
도 3은 PDP금형의 표면에 미세홈 가공시에 정밀도 향상을 위한 2단계 가공과정을 보인 단면도,
도 4는 PDP금형의 표면에 미세홈 가공시에 형상의 정밀도를 향상시키기 위한 1단계 직각가공 후의 2단계 모서리 버어 제거 가공과정을 보인 단면도,
도 5는 다단계 직렬 블레이드의 세팅 및 드레싱, 트루잉을 위한 V홈 지그의 구성을 보인 사시도,
도 6은 전해드레싱이 적용된 정삭용 메탈본드 블레이드를 보인 구성도.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
10,10',64,64':CBN블레이드 12,12':에어 스핀들
14,20,30,50:PDP금형 16:척
22,32,34,52:미세홈
40:직사각형 형상의 CBN블레이드
42:사다리꼴 형상의 CBN블레이드
44:버어 제거를 V 형상의 CBN 블레이드
60:지그 62:V홈
70:메탈본드 블레이드 72:전극
74:전해액 노즐 76:전원장치
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법은 PDP 격벽제조용 금형표면에 미세홈을 가공하는 방법에 있어서, 상기 PDP 격벽제조용 금형은 철계재료로 제작되며, 상기 철계금형에는 공기정압 스핀들에 장착된 초정밀 CBN(cubic boron nitride; 이하, CBN이라 함)블레이드를 대략 30,000rpm이상의 고속으로 회전시켜 미세홈을 가공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법은 PDP 격벽제조용 금형표면에 미세홈을 가공하는 방법에 있어서, 철계로 제작된 PDP 격벽제조용 금형에 초정밀 CBN블레이드를 이용하여 직사각형 형상의 미세홈을 1차로 가공하는 단계와, 다른 블레이드를 이용하여 상기 1차로 가공된 미세홈을 2차로 사다리꼴 형상의 홈 또는 깊이가 깊은 직사각형 형상의 미세홈으로 가공하거나, V형 버어를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법에 대하여 상세히 설명한다.
수명이 짧고 고가인 동이나 황동을 대체함과 동시에 PDP금형의 대형화 추세에 대응하기 위한 방안으로, 본 발명의 바람직한 실시에에서는 PDP 격벽제조용으로 철계금형을 만든 다음, 블레이드 공구가 장착되는 공기정압 스핀들(air spindle)이 설치된 다이싱 머신을 이용하여, PDP 격벽제조용 철계금형에 미세홈을 가공하는 방식을 예시하였다.
이때, 미세홈의 가공은 통상의 연삭과 동일한 원리로 행해지며, 블레이드의 두께가 30∼150㎛정도로 매우 얇기 때문에 300㎛정도의 깊이까지 미세홈을 가공하는 경우에는 별다른 문제없이 가공할 수 있다. 여기에서 PDP 격벽제조용 철계금형의 미세홈 가공시에 사용하는 블레이드로는 웨이퍼 다이싱에 사용되는 전착 다이아몬드 블레이드와는 다른 구조의 CBN 메탈본드 블레이드가 바람직하다.
도 1a, 도 1b는 각각 본 발명에 따른 PDP금형의 표면에 미세홈을 가공하는 과정을 보인 구성도이다. 본 발명에 따른 미세홈의 가공방법을 살펴보면, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 에어 스핀들(12)에 미세홈 가공공구인 CBN 블레이드(10)를 장착한 다음, 에어 스핀들(12)을 고속(약, 30,000rpm 이상)으로 회전시키면서 공작물인 PDP 금형(14)을 이송시켜 절삭해 나가는 방법을 예시하였다.
여기에서, PDP 금형(14)이 고정된 척(16)은 절삭저항을 줄이기 위해서 아주 작은 속도(가령, 1∼2 ㎜/s)로 이송하면서 가공하는 것이 바람직하다. 또한, CBN블레이드(10, 10')는 나란히 직렬로 설치된 2개의 에어 스핀들(12, 12')에 각기 장착되어 있어 2단계의 가공공정으로 나누어 미세홈을 가공하는 것이 가능하며, 그에 대해서는 도 3에서 상세히 설명한다. 도 2는 이러한 과정을 거쳐 PDP 금형(20)에 가공된 미세홈(22)의 형상을 나타낸 단면도이다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 사다리꼴 형태의 홈을 가공하는데 있어서, 절삭저항 등의 문제로 인해 PDP 금형(20)에 형성되는 미세홈이 제대로된 형상을 유지하기가 매우 힘들다. 이를 해결하기 위한 방안으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 PDP 격벽제조용 철계금형의 미세홈 가공시에 미세홈의 형상 정밀도를 높이기 위해 2개 이상의 단계로 나누어 가공을 수행하는 방법을 예시하였다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 직사각형 형태의 단면을 갖는 블레이드(40)를 이용하여 PDP 금형(30)에 직사각형 단면의 홈(32)을 1차 가공한 다음에, 사다리꼴 형태의 단면을 갖는 블레이드(42)로 2차 가공하는 2단계 가공방법을 예시하였다. 이 방법은 1단계 가공에서 직사각형 단면의 블레이드(40)로 황삭을 한 뒤 2단계 가공에서 사다리꼴 단면의 블레이드(42)로 정삭을 하는 것으로, 1단계 가공에서 상당량의 소재가 제거되기 때문에 2단계 가공에선 절삭저항이 현저하게 감소되어 원하는 형상을 정확하게 얻을 수 있다.
이때, 2단계로 나누어 가공할 경우에, 2개의 블레이드가 필요하다. 이를 위해서, 도 1b에서 설명한 바와 같이 2개의 에어 스핀들(12, 12')을 직렬로 설치한 다음, 전방의 스핀들(12)에는 1단계 가공을 위한 직사각형 단면의 블레이드(40)를 장착하고, 후방의 스핀들(12')에는 2단계 가공을 위한 사다리꼴 단면의블레이드(42)를 장착하여 작업하면 된다.
또한, 표면거칠기를 향상시키고 블레이드의 마멸에 따른 형상의 변화를 방지하기 위해서 2단계 이외에도, 3단계나 그 이상의 다단계로 나누어 가공하기 위해서 다수의 에어 스핀들을 나란히 직렬로 설치하여 사용할 수도 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, PDP 금형(50)에 직사각형 형태의 블레이드(도 3의 40)를 이용하여 직사각형 단면의 홈(52)을 1차로 가공한 다음, 2단계로 V형상의 끝단면을 지닌 블레이드(44)를 이용하여 모서리부분의 버어만을 제거하는 것도 가능하다. 도 4의 부호(54)는 버어가 제거된 형상을 나타낸다.
본 발명의 특징을 응용하여 직사각형 형태의 홈을 가공할 때에, 홈의 깊이가 깊은 경우에도 다단계로 나누어 가공하는 것이 좋다.
이러한 가공예를 들어보면,
(1) 도 3에서 설명한 바와 같이, PDP 금형(30)에 1단계로 직사각형 단면의 홈(32)을 가공한 후에, 2단계로 사다리꼴 단면의 홈(34)을 가공하는 방법.
(2) 도 3에서 설명한 1단계 직사각형 홈(32)의 가공 후에, 동일한 단면을 갖는 직사각형 형태의 블레이드(40)를 이용하여 2단계로 동일한 직사각형 형상의 홈을 가공하는 방법.
(3) 가령, 400㎛ 깊이의 홈을 가공하는 경우에, 하나의 블레이드를 이용하여 한번에 100㎛정도의 깊이로 여러번(가령, 4회)에 걸쳐서 절삭해 들어가는 방법.
(4) 도 4에서 설명한 바와 같이, 직사각형 단면의 블레이드(40)를 이용하여 PDP 금형(50)에 1단계로 직사각형 홈(52)을 가공한 후에, 2단계로 블레이드(44)를이용하여 모서리부분의 버어 만을 제거하는 가공방법.
(5) 도 3에서 설명한 바와 같이, 1단계로 직사각형 홈(32)을 가공을 하고, 2단계로 사다리꼴 홈(34)을 가공한 다음, 3단계로 도 6에서 설명할 전해드레싱을 적용한 가공으로 가공표면의 정밀도를 높이고 경면 가공하는 방법.
다음에, 도 5는 다단계 직렬 블레이드의 세팅 및 드레싱, 트루잉을 위한 V홈 지그의 구성을 보인 사시도로, 2개의 블레이드를 장착하고 배열하는데 있어서는 2개의 블레이드가 일직선상으로 정확히 정렬되어야 한다. 이를 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 V홈(62)이 구비된 지그(60)를 이용하여 2개 또는 그 이상의 CBN 블레이드(64, 64')를 배열하는 방법을 예시하였다.
또한, 도 6은 전해드레싱이 적용된 정삭용 메탈본드 블레이드를 보인 구성도로, 홈 가공면의 경면 품질을 얻기 위해서 전해 연속 드레싱 장치를 적용하여 가공품질을 높이는 방안을 예시하였다. 이 방법은 일반 연삭 작업에 있어서의 전해 연속 드레싱 방법과 같은 것으로, 정삭용 메탈본드 블레이드(70)에 전극(72)을 설치한 다음, 전해액 노즐(74)을 통해서 분사되는 전해액에 의해 미세홈을 전해 드레싱함으로써, 경면 연삭작업을 가능케 한다.
이상으로 설명한 본 발명에 의하면, PDP 격벽제조용 금형의 재료를 STD-11등의 철계재료로 사용함으로써, 금형의 수명을 연장할 수 있고 제조단가를 현저히 낮출 수 있으며, PDP금형 표면에 미세홈을 가공하는 과정에서 2단계 이상의 다단계공정을 거쳐 가공함으로써 미세홈의 형상 정밀도를 높은 수준으로 유지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. PDP 격벽제조용 금형표면에 미세홈을 가공하는 방법에 있어서,
    상기 PDP 격벽제조용 금형은 철계재료로 제작되며,
    상기 PDP 금형에는 스핀들에 장착된 초정밀 CBN블레이드를 대략 30,000rpm이상의 고속으로 회전시켜 미세홈을 가공하는 것을 특징으로 하는 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 초정밀 CBN블레이드는 나란히 직렬로 설치된 2개 이상의 공기정압 스핀들에 각기 장착되어 있어, 2단계 이상의 연속공정을 거쳐 미세홈을 가공하는 것을 특징으로 하는 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 초정밀 CBN블레이드는 V홈이 구비된 지그를 이용하여 직렬 설치하는 것을 특징으로 하는 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법.
  4. PDP 격벽제조용 금형표면에 미세홈을 가공하는 방법에 있어서,
    철계로 제작된 PDP 격벽제조용 금형에 초정밀 CBN블레이드를 이용하여 직사각형 형상의 미세홈을 1차로 가공하는 단계와,
    다른 블레이드를 이용하여 상기 1차로 가공된 미세홈을 2차로 사다리꼴 형상의 홈 또는 깊이가 깊은 직사각형 형상의 미세홈으로 가공하거나, V형 버어를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 PDP 격벽제조용 금형에 형성된 미세홈을 경면 가공하기 위하여 메탈본도 블레이드의 연속 전해드레싱 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 PDP격벽제조용 금형의 미세홈 가공방법.
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