KR200435081Y1 - 인쇄회로기판의 절단을 위한 슬리팅 소오 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 다이싱 장치에서 인쇄회로 기판을 다이싱하기 위한 공구에 관한 것이다.

다이싱 장치에서 종래의 다이싱 블레이드를 사용하여 인쇄회로기판을 절단하는 경우에, 가공능률이 매우 낮고, 다이싱 블레이드에 손상이 발생하여 공구수명이 현저히 짧았으며, 피삭재인 인쇄회로기판에서도 손상 및 균열이 발생하는 경우가 많았다.

본 고안은, 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 인쇄회로기판의 절단을 행함에 있어서, 종래의 다이싱 장치에 별도의 기구를 설치함이 없이, 버의 발생과 기판에 형성된 전극막의 손상이 발생하지 않으며, 고능률로서 절단가공이 가능하고, 공구 수명이 현저히 긴 슬리팅 소오를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안에서는 경도가 높은 재질의 피삭재에도, 또한 경도가 낮은 연한 재질의 피삭재에도 적용할 수 있는 둥근톱의 제공을 목적으로 한다.

본 고안의 슬리팅 소오(100)는 58～62개의 절삭날(132)과 0.9˚～1.1˚의 경사각(+α˚)을 가지는 경사면(133)과, 6～8˚의 여유각(γ˚)을 가지는 제 1 여유면(134)과 제 1 여유면(134)에 대하여 둔각으로 이어지는 제 2 여유면(135)으로 형성되며, 선단폭(L)은 0.9mm～1mm이고, 날깊이(d)를 1.3mm～1.5mm로 하며, 외주측의 두께(t)를 0.09mm～0.11mm로 하고 외주측 모서리(124)로부터 중심(140)을 향하여 측면(121)에 백테이퍼각(a)이 0.9˚～1.1˚인 백테이퍼를 가지며, 여유면(135)과 인근날의 경사면(133)과의 사이에는 칩포켓(137)이 형성되고, 측면(121)에는 두께 0.003mm～0.004mm으로 TiN의 코팅이 행해져 있으며, 경사면과 여유면에는 코팅이 실시되지 않은 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 본 고안의 슬리팅 소오를 사용하여, 다이싱 장치에서 인쇄회로기판의 절단을 행하는 경우에, 가공 능률, 공구수명, 절단면의 거칠기 상태, 절단 정밀도의 관점에서 우수한 성능을 가지며, 불량률을 감소시키고, 다이싱 비용의 삭감을 꾀할 수 있다.

인쇄회로기판, 슬리팅 소오, 절단, 절삭날, 경사면, 다이싱, 수명, 절삭 저항, 절삭칩

Description

인쇄회로기판의 절단을 위한 슬리팅 소오{Slitting saw for cutting-off of the printed circuit board}

도 1은 종래의 다이싱 장치를 나타내는 사시도

도 2(a)는 종래의 다이싱 블레이드의 측면도, 도 2(b)는 종래의 다이싱 블레이드의 정면도

도 3은 종래의 다이싱 블레이드의 손상을 나타내는 설명도

도 4는 종래의 다이싱 블레이드를 사용하여 인쇄회로기판을 절단하는 경우의 인쇄회로기판의 표면측 손상을 나타내는 설명도

도 5는 종래의 다이싱 블레이드로 절단한 때의 상태도

도 6은 종래의 다이싱 블레이드를 사용하여 인쇄회로기판을 절단하는 경우의 인쇄회로기판의 후면측 손상을 나타내는 설명도

도 7(a)는 본 고안의 슬리팅 소오의 측면도, 도 7(b)는 본 고안의 슬리팅 소오의 정면도

도 8은 본 고안의 슬리팅 소오의 절삭날의 일부를 확대하여 나타내는 확대 상세도

도 9는 본 고안의 슬리팅 소오의 일부를 나타내는 확대 단면도

도 10은 본 고안의 슬리팅 소오가 장착된 다이싱 장치의 단면도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 슬리팅 소오 121 : 측면

124 : 외주측 모서리 132 : 절삭날

133 : 경사면 134 : 제 1 여유면

135 : 제 2 여유면 136 : 날하부

137 : 칩포켓 140 : 중심

a : 백테이퍼각 L : 선단폭

t : 외주측 두께 α : 경사각

γ : 여유각

본 고안은, 다이싱 장치에서 인쇄회로 기판을 다이싱하기 위한 공구에 관한 것이다.

종래에는 다이싱 장치에서 반도체 웨이퍼를 다이싱하기 위하여, 다이아몬드 입자가 혼입된 원판형의 다이싱 블레이드가 사용되어 왔다. 인쇄회로기판은 일반적으로 다이싱 장치에서 절단되지 않았고 다른 전용의 공작기계에서 절단 가공이 행해져 왔으나, 최근에는 테이블(4)의 위에 점착 테이프(5)에 의하여 고정된 인쇄회로기판(16)을 회로의 손상 없이 더욱 정밀히 절단하여야 하는 요구가 커짐에 따라 서 다이싱 장치에서 절단이 행해져야 하는 필요성이 높아지게 되었다.

따라서, 최근에는 인쇄회로기판(16)의 절단은 일반적으로 도 1에서 보이는 다이싱 장치(10)에서, 도 1과 도 2에서 보이는 다이싱 블레이드(34)를 사용하여 행하고 있다. 도너츠 형상으로 형성된 허브(34b)의 외주부에 다이싱 블레이드(34)가 고착되고, 허브 고정용 너트(36)를 도 10의 프랜지(28)에 부착하고, 플랜지(28)는 스핀들(26)의 선단부에서 플랜지 고정용 너트(30)를 나사 끼움에 의하여 스핀들(26)에 위치 결정시켜서, 다이싱 블레이드(34)는 도 1의 다이싱 장치(10)에 장착된다.

그러나 다이아몬드 입자가 결합제를 통하여 결합됨에 의하여 형성되어진 종래의 다이싱 블레이드는 다이아몬드 입도가 #2,000～#6,000번인 미세 입자로 구성되어 있다. 따라서 이러한 다이싱 블레이드를 사용한 절단 공정에서는, 마찰을 이용하여 절삭하기 때문에 절단면이 고온으로 되어, 연화된 플라스틱의 절삭칩이 다이싱 블레이드 표면에 용착하여, 마찰력이 저하되는 문제가 있었다. 또한, 이러한 다이싱 블레이드(34)는 두께가 0.005mm～0.17mm로서 매우 얇기 때문에 절단 중에 다이싱 블레이드에서 도 3에서 보이는 바와 같은 파손부(5)가 발생되든지 또는 칩핑이 발생되기 쉬웠다. 한편, 절단시의 마찰에 의하여 절삭열이 많이 발생하므로 다이아몬드 입자의 탄화를 방지하기 위하여 절삭유를 사용하여 습식에서 절단하는 것이 필수적이나, 습식에서 절단하더라도 구동모터(24)에 의하여 약 10,000～30,000rpm의 고속으로 회전하는 다이싱 블레이드의 절단부위에 절삭수 분사노즐(20)에 의하여 절삭수가 충분히 공급되기 어려우므로 다이싱 블레이드의 공구 수명 이 매우 짧은 문제가 있었다. 또한 세정수 분사노즐(22)에 의하여 분사되는 물에 의하여 냉각과 세정이 충분하지 않은 문제도 있었다.

따라서, 다이싱 블레이드(34)는 사용 시간이 경과함에 따라 절삭 능력이 떨어지고, 절단면의 표면상태가 저하(절단면에 미세한 균열이 발생하고, 거친 절단면으로 된다)된다든지, 절단할 수 없게 되기까지의 공구 수명이 짧아지는 문제가 있었다. 이것에 대하여는, 다이싱 블레이드의 사용 한도를 제한하여 관리할 수밖에 없었고, 다이싱 블레이드의 수명 연장이 강하게 요청되어 왔었다.

도 4는 종래의 다이싱 블레이드(34)를 사용하여 인쇄회로기판(16)을 절단하여 절단홈(16a)을 생성시킨 때에, 인쇄회로기판의 표면부를 나타내는 것으로 절단홈의 모서리부에서 칩핑(16b)이 발생되어 있음을 보인다. 또한, 도 5는 종래의 다이싱 블레이드(34)를 사용하여 테이블의 상부에 놓인 점착 테이프(5)에 고정된 인쇄회로기판(16)을 절단하여 절단홈(16a)을 생성시키는 때에, 절단홈(16a)의 에지 부근으로부터 균열(g)이 발생하고, 이것은 절단후의 인쇄회로기판(16)의 후면측에서 도 6에서 보이는 바와 같은 손상(h)의 원인이 된다.

또한, 다이싱 블레이드를 사용하여 인쇄회로기판를 절단하는 때에, 전극막에 크랙이 발생하고, 단선 불량이 일어나는 경우가 많다. 이러한 경우에는, 다이싱 절단시의 절입 깊이를 얕게 한다든지 이송속도를 낮추어야 하므로 절단 능률이 현저히 떨어지며, 후공정의 분할 작업성에도 영향을 미치게 된다.

본 고안은, 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 인쇄회로기판의 절단을 행 함에 있어서, 종래의 다이싱 장치에 별도의 기구를 설치함이 없이, 버의 발생과 기판에 형성된 전극막의 손상이 발생하지 않으며, 고능률로서 절단가공이 가능하고, 공구 수명이 현저히 긴 슬리팅 소오를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안에서는 상기의 문제를 해결하기 위하여, 인쇄회로기판의 다이싱 장치에 장착되는 슬리팅 소오의 외주상에 기판을 절단하기 위한 절삭날을 구비하도록 한다.

본 고안자들은 다이싱 장치에서 각종의 인쇄회로기판에 대한 많은 절단 실험을 행하여 다음과 같은 형상을 가진 슬리팅 소오가 가공 능률, 공구수명, 절단면의 거칠기 상태, 절단 정밀도의 관점에서 가장 적절함을 알게 되었다. 본 고안의 슬리팅 소오의 구성 및 작용에 대하여 도 7～도 10을 참조하여 아래에 설명한다. 도 7(a)는 본 고안의 슬리팅 소오의 측면도이며, 도 7(b)는 본 고안의 슬리팅 소오의 정면도를 보인다. 본 고안의 슬리팅 소오(100)는 58～62개의 절삭날(132)과 0.9˚～1.1˚의 경사각(+α˚)을 가지는 경사면(133)과, 6～8˚의 여유각(γ˚)을 가지는 제 1 여유면(134)과 제 1 여유면(134)에 대하여 둔각으로 이어지는 제 2 여유면(135)으로 형성되며, 선단폭(L)은 0.9mm～1mm이고, 날깊이(d)를 1.3mm～1.5mm로 하며, 외주측의 두께(t)를 0.09mm～0.11mm로 하고 외주측 모서리(124)로부터 중심(140)을 향하여 측면(121)에 백테이퍼각(a)이 0.9˚～1.1˚인 백테이퍼를 가지며, 여유면(135)과 인근날의 경사면(133)과의 사이에는 칩포켓(137)이 형성되고, 측면(121)에는 두께 0.003mm～0.005mm으로 TiN의 코팅이 행해져 있으며, 경사면과 여유면에는 코팅이 실시되지 않도록 한다. 또한, 슬리팅 소오의 가공 순서는, 외주측의 두께(t)를 0.09mm～0.11mm로 하고 외주측 모서리(124)로부터 중심(140)을 향하여 0.9˚～1.1˚의 테이퍼를 가지도록 측면을 가공한 후에, 두께 0.003mm～0.005mm으로 TiN의 코팅을 행하고, 그 후에 절삭날을 형성시키는 연마 가공을 행한다.

이러한 형상을 가진 슬리팅 소오(100)로써 도 9에 보이는 다이싱 장치(10)를 사용하여 인쇄회로기판(16)을 다이싱 한 경우의 성능을 표 1에 나타낸다. 테이블(4)의 위에 점착 테이프(5)에 의하여 고정된 인쇄회로기판(16)을 설치하였으며, 도너츠 형상으로 형성된 허브(34b)의 외주부에 슬리팅 소오(100)를 고착시키고, 허브 고정용 너트(36)를 프랜지(28)에 부착하고, 플랜지(28)는 스핀들(26)의 선단부에서 플랜지 고정용 너트(30)를 나사 끼움에 의하여 스핀들(26)에 위치 결정시켜서, 슬리팅 소오(100)를 다이싱 장치(10)에 장착하였다. 구동모터(24)에 의하여 20,000rpm의 고속으로 회전하는 다이싱 블레이드의 절단부위에 절삭수 분사노즐(20)에 의하여 절삭수를 공급하였으며, 세정수 분사노즐(22)에 의하여 분사되는 물에 의하여 냉각과 세정을 행하였다.

실시예 1과 실시예 2는 본 고안의 슬리팅 소오를 사용한 경우이며, 종래예 1과 종래예 2는 종래의 다이싱 블레이드를 사용하여 다이싱 한 경우의 실험 결과를 나타낸다. 표 1에서 보이는 바와 같이, 본 고안의 슬리팅 소오는 종래의 다이싱 블레이드에 비하여, 절단속도, 공구수명 및 불량률의 관점에서 매우 우수한 성능을 보임을 알 수 있다.

[표 1]

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 슬리팅 소오는, 다이싱 장치에서 인쇄회로기판의 절단을 행하는 경우에, 가공 능률, 공구수명, 절단면의 거칠기 상태, 절단 정밀도의 관점에서 우수한 성능을 가지며, 불량률을 감소시키고, 다이싱 비용의 삭감을 꾀할 수 있다.

Claims (1)

1. 58～62개의 절삭날(132)과 0.9˚～1.1˚의 경사각(+α˚)을 가지는 경사면(133)과, 6～8˚의 여유각(γ˚)을 가지는 제 1 여유면(134)과 제 1 여유면(134)에 대하여 둔각으로 이어지는 제 2 여유면(135)으로 형성되며, 선단폭(L)은 0.9mm～1mm이고, 날깊이(d)를 1.3mm～1.5mm로 하며, 외주측의 두께(t)를 0.09mm～0.11mm로 하고 외주측 모서리(124)로부터 중심(140)을 향하여 측면(121)에 백테이퍼각(a)이 0.9˚～1.1˚인 백테이퍼를 가지며, 여유면(135)과 인근날의 경사면(133)과의 사이에는 칩포켓(137)이 형성되고, 측면(121)에는 두께 0.003mm～0.005mm로 TiN의 코팅이 행해져 있으며, 경사면과 여유면에는 코팅이 실시되지 않은 것을 특징으로 하는 슬리팅 소오(100).

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