KR20040031182A

KR20040031182A - 피시비기판의 홀가공 방법

Info

Publication number: KR20040031182A
Application number: KR1020020060559A
Authority: KR
Inventors: 서호웅
Original assignee: 한국전자산업(주)
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-13

Abstract

본 발명은 작업지시서 작성과 프로그램 캐드작업 등의 준비작업과, 또한 피가공물의 재단처리를 거쳐 시엔시드릴머신에 의하여 드릴작업을 행함에 있어서의 드릴의 비트에 다이아몬드상 카본(DLC;Diamond Like Carbon) 박막 코팅처리를 행하여 가혹한 절삭, 마모조건에서도 정밀하고 능률적인 작업을 수행할 수 있도록 함으로써, 일반 드릴에 비하여 사용수명을 연장하여 생산가공원가를 대폭으로 절감할 수 있으며, 또한 가공된 다층의 피시비 기판의 가공된 홀의 상태를 촬영하여 홀의 편심정도를 파악하여 시엔시드릴머신의 스핀들과 드릴 등의 작업조건을 충족할 수 있도록 정비하여 가공정도를 높여 양산할 수 있고, 또한 상기 시엔시드릴머신에서 홀 가공된 피시비기판을 고압수세, 정면기를 거치도록 함으로써, 기판에 홀을 가공할 때 드릴 비트를 이용하여 홀을 뚫어 가공작업할 때와 가공작업이 끝났을 때 드릴 비트에 의하여 발생되는 칩과 분진이 상기 시엔시드릴머신에서 흡인하여 집진기로 분리 제거되도록 하고 있으나, 기판의 가공된 홀 속에 박혀 미쳐 제거되지 않은 이물질을 고압수세에 의하여 미세한 먼지까지 제거하여, 결국 기판의 홀에 이물질이 있는 상태에서 피시비 기판위에 도금처리를 행하는 경우, 홀이 막혀 중대한 불량을 유발할 수 있는 것을 원초적으로 방지할 수 있는 피시비기판의 홀가공 방법에 관한 것으로, 작업지시서 작성과 프로그램 캐드작업 등의 원판수주와; 피가공물의 원판에 재단, 면취, 스텍 및 테이핑에 의하여 재단 및 작업준비와; 피가공물의 피시비기판에 작업지시서에 따라서 천공하는 드릴작업과; 측정 및 검사공정;을 거쳐출하하는 피시비기판의 홀가공 방법에 있어서, 상기 피시비기판에 홀을 시엔시드릴머신에서 작업을 행한 후, 홀의 편심정도를 파악할 수 있는 X-Ray에 통과하도록 하고, 이어서 피시비기판을 고압수세에 통과하여 홀내의 이물질 및 표면의 이물질을 제거하는 고압수세,정면기(100)를 거쳐 측정, 몰딩 및 진공포장되도록 하며, 상기 시엔시드릴머신에는, 다이아몬드 카본 코팅 처리된 비트에 의하여 홀이 가공되도록 되어 있고, 또한 상기 고압수세,정면기(100)에는, 피시비기판이 로울(10)에 안내되어 이동되면서 고압수세노즐(20)이 장착된 수세부(30)와, 브러쉬(41)가 장착된 브러쉬부(40)와, 고압탈수부(50), 에어라이프부(60) 및 건조부(70)를 통과하도록 되어 피시비기판의 홀 및 표면의 이물질을 제거한다.

Description

피시비기판의 홀가공 방법{Hole manufacter method of PCB basis plate}

본 발명은 피시비 기판에 홀을 가공하기 위한 홀가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업지시서 작성과 프로그램 캐드작업 등의 준비작업과, 또한 피가공물의 재단처리를 거쳐 시엔시드릴머신에 의하여 드릴작업을 행함에 있어서의드릴의 비트에 다이아몬드상 카본(DLC;Diamond Like Carbon) 박막 코팅처리를 행하여 가혹한 절삭, 마모조건에서도 정밀하고 능률적인 작업을 수행할 수 있도록 함으로써, 일반 드릴에 비하여 사용수명을 연장하여 생산가공원가를 대폭으로 절감할 수 있으며, 또한 가공된 다층의 피시비 기판의 가공된 홀의 상태를 촬영하여 홀의 편심정도를 파악하여 시엔시드릴머신의 스핀들과 드릴 등의 작업조건을 충족할 수 있도록 정비하여 가공정도를 높여 양산할 수 있고, 또한 상기 시엔시드릴머신에서 홀 가공된 피시비기판을 고압수세, 정면기를 거치도록 함으로써, 기판에 홀을 가공할 때 드릴 비트를 이용하여 홀을 뚫어 가공작업할 때와 가공작업이 끝났을 때 드릴 비트에 의하여 발생되는 칩과 분진이 상기 시엔시드릴머신에서 흡인하여 집진기로 분리 제거되도록 하고 있으나, 기판의 가공된 홀 속에 박혀 미쳐 제거되지 않은 이물질을 고압수세에 의하여 미세한 먼지까지 제거하여, 결국 기판의 홀에 이물질이 있는 상태에서 피시비 기판위에 도금처리를 행하는 경우, 홀이 막혀 중대한 불량을 유발할 수 있는 것을 원초적으로 방지할 수 있는 피시비기판의 홀가공 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 일반 PC 및 노트북 등의 전자기기 등의 각종 전자 제품이 소형화의 추세에 있으며, 또한 이들 기기의 핵심부품인 피시비 기판의 경박단소화 기술은 첨단산업 기술의 하나가 되고 있다. 이에 따라 피시비 기판의 홀과 외관에 대한 정밀가공 기술은 가공오차가 ±0.05 mm 이내가 되도록 요구되고 있다.

상기 피시비 기판은 단면이나 양면 또는 다층기판에 홀을 가공하게 되며, 예를들어 다층기판을 가공할 때에는 업체에서 드릴데이터(DRILL DATA)와 홀필름(HOLE FILM)및 프로그램 카드(PROGRAM CARD)를 접수한 다음 원판과 알루미늄박판(AL-FOIL)및 백업보드(BACK UP BOARD)를 재단하고, 이 상태에서 홀가공기기의 테이블에 10mm의 백업보드를 설치한 다음 다시 백업보드에 핀을 설치하고 그 상부에 제품을 놓고 홀을 가공하거나 제품이 단면이나 양면일 경우 제품의 측면에 면취를 행한 다음 제품을 테이블에 정확하게 고정할 수 있도록 스태킹 작업을 하고, 이 상태에서 시엔시드릴머신에 투입되어 기판에 홀을 가공하게 된다.

통상, 일반 수입되어 사용하고 있는 드릴은 1, 2차에서 3,000∼4,000홀을 가공할 수 있고, 또한 3, 4차에서 2,500∼3,500홀 사용할 수 있으며 5차 이후에는 폐기처분하여야 한다.

또한, 최근에 들어서는 BGA(Ball Grid Array)나 μBGA, 또는 FBGA(Flexible BGA) 등의 등장으로 단위면적당의 천공수를 더 필요로 하게 되었고 이에 따라 단위 시간에 기존의 공구로서 더 많은 천공이 이루어질 수 있는 초경공구의 필요성이 제기되고 있다.

그리고, 시엔시드릴머신에서는 기판에 홀을 천공하는 작업을 행하면서 발생하는 칩이나 분진을 흡인하여 집진기로 집진하여 수거하도록 되어, 한결 쾌적한 분위기에서 작업을 행할 수 있고, 또한 기판에 드릴에 의하여 천공시 발생하는 칩이 새로운 홀의 천공시 방해가 된다거나 피가공물의 정도에 중대한 악영향을 주는 일이 없이 작업을 행할 수 있다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이 기판에 홀의 천공 가공오차가 ±0.05 mm 이내로 요구하고 있기 때문에 정도를 높여야 함에 따라서, 미세한 먼지 등이 기판의가공된 홀 속에 박혀 미쳐 제거되지 않은 경우가 있다.

위와 같이 홀에 미세한 먼지 등의 이물질이 박혀 있는 것을 일일이 육안으로 확인하여 에어 등으로 불어내어 제거할 수도 있으나, 합성수지의 기판에 미세한 이물질은 정전기 작용에 의하여 점착력이 강화되어 에어를 불어 제거하는 작업이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 결과적으로 생산성이 크게 떨어지는 문제가 있다.

더욱이, 기판의 홀에 미세한 이물질이 있는 상태에서 피시비 기판위에 도금처리를 행하는 경우, 홀이 막혀 결국은 중대한 치명적인 불량을 유발하게 된다.

본 발명은 상기 문제를 해소하기 위한 것으로, 시엔시드릴머신에 채택되는 드릴에 다이아몬드상 카본(DLC;Diamond Like Carbon) 코팅 처리를 한 드릴에 의하여 홀을 가공할 수 있도록 하며, 이 코팅은 일반 코팅과 비교하여 마찰계수가 훨씬 낮고 필름의 경도는 2배 이상 강하므로 더욱 가혹한 절삭, 마모조건에서도 정밀하고 능률적인 작업의 수행이 가능하며, 또한 PCB용 드릴 비트 및 로터 비트(Router Bit) 등의 60,000 R.P.M 이상의 초고속 회전에 채택할 수 있고, 시엔시드링머신에 적용시에 있어서의 1, 2차에서 8,000∼10,000홀을 가공할 수 있고, 또한 3, 4차에서 6,000∼8,000홀을 가공할 수 있으며, 40% 5, 6차에서 5,000∼6,000홀 이상 사용할 수 있어 일반 드릴에 비해 단위 시간내에 더 많은 천공을 행할 수 있으며, 또한 내마모성 향상으로 원가를 절감하고 능률적인 작업의 수행이 가능한 피시비기판의 홀가공 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상기 시엔시드릴머신에서 가공된 기판을 X-Ray촬영으로 기판에 가공된 홀의 가공상태 등을 파악하여 시엔시드릴머신의 스핀들 및 드릴의 정도를 확인하여 불량품 없는 홀가공을 양산할 수 있고, 또한 시엔시드릴머신에서 홀가공이 행하여지면서 칩과 분진은 에어의 흡인 작용에 의하여 제거되고, 상기 시엔시드릴머신에서 가공된 기판은 고압,수세 정면기를 통과하도록 함으로써, 기판의 홀내벽에 붙어있는 미세한 먼지 등의 이물질이 고압수세에 의하여 제거되어, 기판 표면에의 도금시에 구멍이 막혀 불량품을 유발하는 문제를 근원적으로 해소할 수 있는 피시비기판의 홀가공 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 작업지시서 작성과 프로그램 캐드작업 등의 원판수주와; 피가공물의 원판에 재단, 면취, 스텍 및 테이핑에 의하여 재단 및 작업준비와; 피가공물의 피시비기판에 작업지시서에 따라서 천공하는 드릴작업과; 측정 및 검사공정;을 거쳐 출하하는 피시비기판의 홀가공 방법에 있어서, 상기 피시비기판에 홀을 시엔시드릴머신에서 작업을 행한 후, 홀의 편심정도를 파악할 수 있는 X-Ray에 통과하도록 하고, 이어서 피시비기판을 고압수세에 통과하여 홀내의 이물질 및 표면의 이물질을 제거하는 고압수세,정면기를 거쳐 측정, 몰딩 및 진공포장되도록 함을 기본특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 시엔시드릴머신에는, 다이아몬드 카본 코팅 처리된 비트에 의하여 홀이 가공되도록 되고, 또한 상기 고압수세,정면기에는, 피시비기판이 로울에 안내되어 이동되면서 고압수세노즐이 장착된 수세부와, 브러쉬가 장착된 브러쉬부와, 고압탈수부, 에어라이프부 및 건조부를 통과하도록 되어 피시비기판의 홀 및 표면의 이물질을 제거하도록 되어 있다.

도 1 은 본 발명의 피시비기판의 홀가공 방법의 공정도,

도 2 는 본 발명의 피시비기판의 홀가공 수세 및 정면의 공정도,

도 3 은 본 발명의 피시비기판의 홀가공의 수세 및 정면기의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 로울 20 : 고압수세노즐

30 : 수세부 40 : 브러쉬부

50 : 고압탈수부 60 : 에어라이프부

70 : 건조부

본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 에 나타낸 바와 같이 본 발명의 원판수주, 재단, 드릴작업, X-Ray, 고압수세정면, 측정, 몰딩 및 진공포장에 의하여 피시비기판에 홀을 가공하게 된다.

상기 원판수주에서는 작업지시서를 작성하게 되고, 또한 프로그램의 캐드작업(모든CNC M/C가 컴퓨터 전송방식)으로 시엔시드릴머신에 입력한다.

그리고, 재단공정에서는 반자동수직재단기에 의하여 한번에 10매씩 재단할 수 있으며, 또한 재단된 피시비기판의 4면을 자동으로 면취작업을 해한다.

또한 스텍마스터에 의하여 제품의 특성 및 재질에 맞게 1∼5장까지 작업할 수 있게 피시비기판을 고정하며, 또한 테이핑기에서 핀이 고정된 피시비기판이 움직이지 않게 테이프로 고정하여 피시비기판을 시엔시드릴머신에서 홀가공을 위한 준비가 완료되게 된다.

상기 시엔시드릴머신에는 장착되는 드릴의 비트에는 다이아몬드상카본코팅 처리되어 있다. 이 코팅처리는 1, 2차에서 8,000∼10,000홀을 가공할 수 있고, 또한 3, 4차에서 6,000∼8,000홀을 가공할 수 있으며, 40% 5, 6차에서 5,000∼6,000홀 이상 사용할 수 있어 일반 드릴에 비해 단위 시간내에 더 많은 천공을 행할 수 있으며, 또한 내마모성 향상으로 원가를 절감하고 능률적인 작업의 수행 가능하다.

그리고, 상기 시엔시드릴머신에는 에어흡인기, 콤프레샤 및 집진기가 연결되어 피시비기판에서 홀가공으로 발생되는 칩 및 분진을 집진기로 집진하여 수거하게 되어, 한결 쾌적한 분위기에서 작업을 행할 수 있고, 또한 기판에 드릴에 의하여천공시 발생하는 칩이 새로운 홀의 천공시 방해가 된다거나 피가공물의 정도에 중대한 악영향을 주는 일이 없이 작업을 행할 수 있다.

또한, 시엔시드릴머신에 작업이 완료된 피시비기판은 X-Ray촬영으로 기판에 가공된 홀의 가공상태 등을 파악하여 시엔시드릴머신의 스핀들 및 드릴의 정도를 확인하여 불량품 없는 홀가공을 양산할 수 있다.

상기 X-Ray측정머신은 PCB HOLE RESISTRATION INSPECTION APPLICATION으로 다층기판(MLB) 제품의 홀 상태를 측정하는 머신이며, LAND 와 DRILLING 가공된 홀의 편심정도 등을 파악하여 실측된 데이터를 컴퓨터 모니터에서 확인 후 지정한 포인트를 촬영하여 INSPECTION REPORT를 프린트하는 FLOW으로 다층기판(MLB)의 DRILLING 가공된 홀이 정확한 포인트에 들어오는지 여부를 파악할 수 있다.

피시비기판은 시엔시드릴머신에서 홀가공이 행하여지면서 칩과 분진이 에어의 흡인 작용에 의하여 제거되고, 상기 시엔시드릴머신에서 가공된 기판은 고압,수세 정면기를 통과하도록 함으로써, 기판의 홀내벽에 붙어있는 미세한 먼지 등의 이물질이 고압수세에 의하여 제거되어, 기판 표면에의 도금시에 구멍이 막혀 불량품을 유발하는 문제를 근원적으로 해소할 수 있다.

즉, 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이 상기 고압수세,정면기(100)에는, 피시비기판이 등간격으로 평면적으로 배열된 로울(10)에 안내되어 이동되면서 고압수세노즐(20)이 장착된 수세부(30)들과, 브러쉬(41)가 장착된 브러쉬부(40)와, 고압탈수부(50), 에어라이프부(60) 및 건조부(70)를 통과 주행하면서 피시비기판의 홀 및 표면의 이물질이 제거되게 된다.

상기 고압수세노즐(20)이 장착된 수세부(30)들과, 브러쉬(41)가 장착된 브러쉬부(40)들에는 모터 및 펌프(번호생략) 등이 연결되며, 또한 고압탈수부(50), 에어라이프부(60) 및 건조부(70)들에는 히터 및 에어장치 등의 부속품(번호생략)들이 연결된다.

상기 고압수세,정면기를 거친 피시비기판은 측정공정에 투입되게 되며, 이 측정기에 대하여 예를들면 다음과 같다.

측정기는 피시비기판의 홀속의 내벽면을 관찰, 측정할 수 있는 머신으로 홀의 크기에 제약을 받지 않으며, 아무리 작은 홀 속이라도 홀 내벽을 정확하게 관측하여 발생될 수 있는 홀의 불량사항을 미연에 방지할 수 있으며, 또한 본 장비의 접안경에서 관찰된 데이터를 Digital Microscope Camera로 촬영 및 컴퓨터의 모니터에 송신하여 데이터를 확인하고 자료를 출력할 수 있는 시스템으로 구성되며, LENS의 배율을 조정하여 시야가 넓은 저배율에서, 정확한 관찰 및 측정을 진행하는 고배율까지도 데이터의 깨짐 현상이 없이 확실한 자료를 컬러프린터 출력이 가능한 홀 내벽을 검사할 수 있다.

또한, Micro Scope Machine에서는 Drilling이 진행된 Product의 홀 상태를 관찰하여 홀 내부의 칩 또는 동박면손상, 홀 막힘 등을 Lens의 배율로 조정하여 최상의 Focus를 맞추어 현상을 파악하고, Process 상의 홀 내부상태로 인한 부적합품을 예방할 수 있다.

또한, Micro Scope Machine의 스핀들 샤프트에 의해서 상,하 높낮이가 조절 가능하며 홀 내부 상태를 정확하게 관찰할 수 있도록 테이블의 각도가 조절되어 측정하고자 하는 포인트를 정확하고 정밀하게 관찰할 수 있다.

측정공정을 거쳐 몰딩공정에서는 Cutting Machine과 Mounting Machine 및 Polishing Machine이 제공된다.

Cutting Machine은 시편을 절취하기 위한 작업으로 고정밀도와 가급적 절단과정에서 열의 영향을 가하지 않고 행하는 것이 절단의 핵심이다.

Diamond Cutting으로 정밀성을 요하는 제품의 절단면을 후작업시 영향을 주지 않도록 섬세하게, 정확하게 절단하는 머신이다.

또한, Mounting Machine은 Polishing의 원활한 작업과 시간의 save 그리고 업무의 효율과 시험의 신뢰성을 높이기 위한 작업으로 Polishing 시편을 준비하는 사전단계이며, Mounting에서 Cold Mounting은 두가지 화학물질의 반응에 의해서 얻어지는 몰드이며, Hot Mounting은 Press에 의한 고온.고압의 조건을 주어서 얻어지는 몰드이다.

또한 Polishing Machine은 결과적으로 상기 두 과정은 Polishing 단계 작업을 하기 위해서 존재하며, 이 과정은 현미경의 관찰작업 또는 경도 Check 등을 하기 위하여 Preparing을 하는 작업으로서 작업자의 숙달된 노하우와 정밀성을 요하는 작업이다.

위와 같이 측정 및 몰딩이 끝나면, 생산된 제품을 필름과 대조하여 검사하는 공정을 거쳐 진공포장되어 출하하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 시엔시드릴머신에 채택되는 드릴에 다이아몬드상 카본(DLC;Diamond Like Carbon) 코팅 처리를 한 드릴에 의하여 홀을 가공할 수 있도록 하며, 이 코팅은 일반 코팅과 비교하여 마찰계수가 훨씬 낮고 필름의 경도는 2배 이상 강하므로 더욱 가혹한 절삭, 마모조건에서도 정밀하고 능률적인 작업의 수행이 가능하며, 또한 PCB용 드릴 비트 및 로터 비트(Router Bit) 등의 60,000 R.P.M 이상의 초고속 회전에 채택할 수 있고, 시엔시드링머신에 적용시에 있어서의 1, 2차에서 8,000∼10,000홀을 가공할 수 있고, 또한 3, 4차에서 6,000∼8,000홀을 가공할 수 있으며, 40% 5, 6차에서 5,000∼6,000홀 이상 사용할 수 있어 일반 드릴에 비해 단위 시간내에 더 많은 천공을 행할 수 있으며, 또한 내마모성 향상으로 원가를 절감하고 능률적인 작업의 수행이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 시엔시드릴머신에서 가공된 기판을 X-Ray촬영으로 기판에 가공된 홀의 가공상태 등을 파악하여 시엔시드릴머신의 스핀들 및 드릴의 정도를 확인하여 불량품 없는 홀가공을 양산할 수 있고, 또한 시엔시드릴머신에서 홀가공이 행하여지면서 칩과 분진은 에어의 흡인 작용에 의하여 제거되고, 상기 시엔시드릴머신에서 가공된 기판은 고압,수세 정면기를 통과하도록 함으로써, 기판의 홀내벽에 붙어있는 미세한 먼지 등의 이물질이 고압수세에 의하여 제거되어, 기판 표면에의 도금시에 구멍이 막혀 불량품을 유발하는 문제를 근원적으로 해소할 수 있는 효과가 있다.

Claims

작업지시서 작성과 프로그램 캐드작업 등의 원판수주와; 피가공물의 원판에 재단, 면취, 스텍 및 테이핑에 의하여 재단 및 작업준비와; 피가공물의 피시비기판에 작업지시서에 따라서 천공하는 드릴작업과; 측정 및 검사공정;을 거쳐 출하하는 피시비기판의 홀가공 방법에 있어서,

상기 피시비기판에 홀을 시엔시드릴머신에서 작업을 행한 후, 홀의 편심정도를 파악할 수 있는 X-Ray에 통과하도록 하고, 이어서 피시비기판을 고압수세에 통과하여 홀내의 이물질 및 표면의 이물질을 제거하는 고압수세,정면기(100)를 거쳐 측정, 몰딩 및 진공포장되도록 함을 특징으로 하는 피시비기판의 홀가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 시엔시드릴머신에는, 다이아몬드 카본 코팅 처리된 비트에 의하여 홀이 가공됨을 특징으로 하는 피시비기판의 홀가공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 고압수세,정면기(100)에는, 피시비기판이 로울(10)에 안내되어 이동되면서 고압수세노즐(20)이 장착된 수세부(30)와, 브러쉬(41)가 장착된 브러쉬부(40)와, 고압탈수부(50), 에어라이프부(60) 및 건조부(70)를 통과하도록 되어 피시비기판의 홀 및 표면의 이물질을 제거함을 특징으로 하는 피시비기판의 홀가공 방법.