KR20080057293A - 랜드 형상체 생성을 위한 절반의 피치 간격의 다이아몬드절삭 팁들을 포함하는 절삭 공구 조립체 - Google Patents

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microreplication
tips
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KR1020087009261A
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제니퍼 엘. 트라이스
찰스 엔. 드보어
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명은 다수의 절삭 팁들을 형성하기 위해 다수의 다이아몬드들을 포함하는 절삭 공구 조립체에 관한 것이다. 미세복제 공구 내에 제1 홈을 생성하기 위해 제1 다이아몬드가 절삭 공구 조립체 내에 위치되고, 미세복제 공구 내에 제2 홈을 생성하기 위해 제2 다이아몬드가 절삭 공구 조립체 내에 위치되며, 제1 및 제2 홈은 미세복제 공구를 사용하여 생성될 미세복제 구조체의 정수배의 피치 간격을 형성한다. 또한, 제3 다이아몬드는 미세복제 공구 내에서 제1 홈과 제2 홈 사이에 랜드 형상체를 생성하기 위해 절삭 공구 조립체 내에서 제1 다이아몬드와 제2 다이아몬드 사이에 위치된다. 본 발명은 랜드 형상체를 가공되지 않은 상태로 두고 또한 미세복제 공구의 본래의 가공되지 않은 표면에 의해 형성되는 상태로 두는 것이 아니라, 제3 다이아몬드 팁을 사용함으로써 랜드 형상체의 생성을 향상시킬 수 있다.
절삭 공구 조립체, 장착 구조체, 공구 섕크, 다이아몬드 팁, 랜드 형상체

Description

랜드 형상체 생성을 위한 절반의 피치 간격의 다이아몬드 절삭 팁들을 포함하는 절삭 공구 조립체{CUTTING TOOL ASSEMBLY INCLUDING DIAMOND CUTTING TIPS AT HALF-PITCH SPACING FOR LAND FEATURE CREATION}
본 발명은 미세복제 구조체(microreplicated structure)를 제조하는 데 사용되는 미세복제 공구(microreplication tool)와 같은 공작물의 다이아몬드 기계 가공에 관한 것이다.
다이아몬드 기계 가공 기술은 미세복제 공구와 같은 아주 다양한 공작물을 생성하는 데 사용될 수 있다. 미세복제 공구는 미세복제 구조체의 생성을 위해 압출 공정, 사출 성형 공정, 엠보싱 공정, 주조 공정 등에 일반적으로 사용된다. 미세복제 구조체는 광학 필름, 연마 필름, 접착 필름, 자기 정합 특성(self-mating profile)을 갖는 기계식 패스너, 또는 대략 1000 미크론 미만의 치수와 같은 비교적 작은 치수의 미세복제 형상체(feature)를 갖는 임의의 성형 또는 압출 부품을 포함할 수 있다.
미세복제 공구는 주조 벨트, 주조 롤러, 사출 금형, 압출 또는 엠보싱 공구 등을 포함한다. 미세복제 공구는 다이아몬드 기계 가공 공정에 의해 생성될 수 있으며, 이 공정 중에 미세복제 공구 내에 홈 또는 다른 형상체를 절삭하기 위해 절 삭 공구 조립체가 사용된다. 절삭 공구 조립체를 사용하여 미세복제 공구를 생성하는 공정은 비용이 많이 들고 시간이 많이 소비될 수 있다.
일반적으로, 본 발명은 다수의 절삭 팁들을 형성하기 위해 다수의 다이아몬드들을 포함하는 절삭 공구 조립체에 관한 것이다. 다수의 다이아몬드들을 갖는 절삭 공구 조립체는 미세복제 공구 또는 다른 공작물을 생성하는 데 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 적어도 2개의 다이아몬드가 절삭 공구 조립체 내에 정밀하게 위치되는데, 그 중 하나는 홈 절삭용이고 다른 하나는 랜드 형상체(land feature) 절삭용이다. 경우에 따라서는, 3개의 다이아몬드가 절삭 공구 조립체 내에, 예컨대 랜드 형상체가 2개의 홈 형상체들 사이에 절삭된 상태로 정밀하게 위치된다.
예를 들어, 다이아몬드의 절삭 팁은 미세복제 공구 내에 홈들을 형성하는 데 사용될 수 있으며, 랜드 형상체는 미세복제 공구 내에서 홈들 사이에 형성된다. 제1 다이아몬드는 미세복제 공구 내에 제1 홈을 생성하기 위해 절삭 공구 조립체 내에 위치되며, 제2 다이아몬드는 미세복제 공구 내에 제2 홈을 생성하기 위해 절삭 공구 조립체 내에 위치된다. 제1 및 제2 홈은 미세복제 공구를 사용하여 생성될 미세복제 구조체의 정수배의 피치 간격(pitch spacing)을 형성한다. 또한, 제3 다이아몬드는 미세복제 공구 내에서 제1 홈과 제2 홈 사이에 랜드 형상체를 생성하기 위해 절삭 공구 조립체 내에서 제1 다이아몬드와 제2 다이아몬드 사이에 위치된다. 이러한 관점에서, 제3 다이아몬드의 절삭 팁은 제1 및 제2 다이아몬드의 절삭 팁에 대해 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격으로 위치된다.
절삭 공구 조립체는 장착 구조체와 그 장착 구조체 내에 장착되는 다수의 공구 섕크(tool shank)들을 포함할 수 있다. 각각의 공구 섕크는 절삭 공구 조립체의 절삭 팁(tip)으로서 사용되는 다이아몬드 팁을 형성할 수 있다. 공구 섕크의 적어도 2개의 다이아몬드 절삭 팁은 미세복제 공구 내에 생성될 홈에 대응하도록 정밀하게 형성되어 위치될 수 있다. 공구 섕크의 적어도 하나의 다이아몬드 절삭 팁은 미세복제 공구 내에서 홈들 사이에 생성될 랜드 형상체에 대응하도록 정밀하게 형성되어 위치될 수 있다.
미세 정렬 방식(microscopic alignment)을 이용하여, 제1 및 제2 공구 섕크는 제1 및 제2 다이아몬드의 팁의 절삭 지점이 서로에 대해 일 피치 간격을 형성하도록 장착 구조체 내에 정밀하게 위치될 수 있다. 따라서, 절삭 공구 조립체의 제1 및 제2 다이아몬드 팁은 다이아몬드 팁들의 절삭 지점들에 의해 정수배의 피치 간격이 형성되도록 미세복제 공구 내에 생성될 서로 다른 홈들에 대응될 수 있다. 제3 공구 섕크는 제3 다이아몬드의 팁의 절삭 지점이 제1 및 제2 다이아몬드의 절삭 지점들 사이에 위치되도록 미세 정렬 방식을 이용하여 장착 구조체 내에 정밀하게 위치될 수 있다. 제3 다이아몬드는 제1 및 제2 다이아몬드에 의해 생성되는 홈들 사이에 랜드 형상체가 생성될 수 있도록 제1 및 제2 다이아몬드보다 얕은 깊이로 절삭하도록 위치된다. 랜드 형상체는 2개의 홈들 사이에 평면형 랜드를 형성하거나, 또는 제1 및 제2 다이아몬드 팁에 의해 형성되는 홈들보다 얕은 깊이를 갖는 더 복잡한 랜드 형상체를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 장착 구조체와, 장착 구조체 내에 장착되고 공작물 내에 생성될 제1 홈에 대응하는 제1 다이아몬드 팁을 형성하는 제1 공구 섕크와, 장착 구조체 내에 장착되고 공작물 내에 생성될 제2 홈에 대응하는 제2 다이아몬드 팁을 형성하는 제2 공구 섕크를 포함하며, 여기서 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 위치는 공작물 내에 생성될 홈들 사이에 정수배의 피치들을 형성하는 절삭 공구 조립체를 제공한다. 또한, 절삭 공구 조립체는 제1 공구 섕크와 제2 공구 섕크 사이에서 장착 구조체 내에 장착되는 제3 공구 섕크를 포함하며, 이러한 제3 공구 섕크는 제1 홈과 제2 홈 사이에서 공작물 내에 랜드 형상체를 생성하는 제3 다이아몬드 팁을 형성한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 미세복제 공구 내에 홈을 생성하는 데 사용되는 다이아몬드 공구 가공 기계를 제공하는데, 이는 절삭 공구 조립체와 절삭 공구 조립체를 수용하고 미세복제 공구에 대한 절삭 공구 조립체의 위치 설정을 제어하는 장치를 포함한다. 절삭 공구 조립체는 장착 구조체와, 장착 구조체 내에 장착되고 미세복제 공구 내에 생성될 제1 홈에 대응하는 제1 다이아몬드 팁을 형성하는 제1 공구 섕크와, 장착 구조체 내에 장착되고 미세복제 공구 내에 생성될 제2 홈에 대응하는 제2 다이아몬드 팁을 형성하는 제2 공구 섕크와, 장착 구조체 내에 장착되고 제1 홈과 제2 홈 사이에서 미세복제 공구 내에 랜드 형상체를 생성하는 제3 다이아몬드 팁을 형성하는 제3 공구 섕크를 포함하는데, 여기서 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 위치가 미세복제 공구 내에 생성될 홈들의 정수배의 피치들을 형성한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 장착 구조체와, 장착 구조체 내에 장착되고 공작물 내에 생성될 제1 홈에 대응하는 제1 다이아몬드 팁을 형성하는 제1 공구 섕크와, 장착 구조체 내에 장착되고 공작물 내에 생성될 제2 홈에 대응하는 제2 다이아몬드 팁을 형성하는 제2 공구 섕크와, 장착 구조체 내에 장착되고 제1 홈과 제2 홈 사이에서 공작물 내에 랜드 형상체를 생성하는 제3 다이아몬드 팁을 형성하는 제3 공구 섕크와, 제2 다이아몬드 팁에 대한 제1 다이아몬드 팁의 절삭 지점이 대략 10 미크론 미만의 허용 오차 내로 피치를 형성하고 제3 다이아몬드 팁의 절삭 지점이 대략 10 미크론 미만의 허용 오차 내로 제1 및 제2 다이아몬드 팁 모두에 대해 절반의 피치 지점을 형성하도록 제1, 제2 및 제3 공구 섕크를 장착 구조체 내에 고정시키는 수단을 포함하는 절삭 공구 조립체를 제공하는데, 여기서 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 위치가 공작물의 인접 홈들 사이에 일 피치를 형성한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 미세복제 공구에 대한 피치 간격을 한정하는 단계와; 제1 공구 섕크에 결합된 제1 다이아몬드 팁의 절삭 지점이 제2 공구 섕크에 결합된 제2 다이아몬드 팁의 절삭 지점으로부터 소정의 거리 - 여기서, 상기 소정의 거리는 정수배의 피치 간격에 해당하고 대략 10 미크론 미만의 허용 오차 내로 정확함 - 를 두고 위치되도록 제1 및 제2 공구 섕크를 장착 구조체 내에 위치시키고, 제3 공구 섕크에 결합된 제3 다이아몬드 팁의 절삭 지점이 미세복제 공구 내에 랜드 형상체를 생성하기 위해 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 절삭 지점들 사이에 위치되도록 제3 공구 섕크를 장착 구조체 내에 위치시킴으로써 미세복제 공구의 생성을 위한 절삭 공구 조립체를 생성하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 장착 구조체와, 장착 구조체 내에 장착되고 공작물 내에 생성될 홈에 대응하는 제1 다이아몬드 팁을 형성하는 제1 공구 섕크와, 장착 구조체 내에 장착되고 공작물 내에 생성될 랜드 형상체에 대응하는 제2 다이아몬드 팁을 형성하는 제2 공구 섕크를 포함하는 절삭 공구 조립체를 포함하며, 여기서 제2 다이아몬드 팁은 제1 다이아몬드 팁에 대해 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격으로 이격되며, 피치는 공작물 내에 생성된 인접 홈들 사이의 거리이다.
동일한 절삭 공구 조립체에 다수의 다이아몬드 절삭 팁들을 사용함으로써, 미세복제 공구의 생성이 향상되거나 단순화될 수 있다. 특히, 미세복제 공구 내에 홈 및 랜드 형상체를 절삭하는 데에 더 적은 수의 절삭 공구 조립체의 절삭 패스가 필요할 수 있으며, 이는 공구 가공 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 랜드 형상체를 가공되지 않은 상태로 두고 또한 미세복제 공구의 본래의 가공되지 않은 표면에 의해 형성되는 상태로 두는 것이 아니라, 제3 다이아몬드 팁을 사용함으로써 랜드 형상체의 생성을 향상시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 본 발명은 2개의 홈 절삭 팁들 사이에서 제3 다이아몬드 팁을 사용하여 가공된 랜드를 생성하며, 여기서 제3 다이아몬드 팁은 홈 절삭 팁들보다 얕은 깊이로 절삭한다. 제3 다이아몬드 팁은 제1 및 제2 다이아몬드 팁과 다른 형상체가 미세복제 공구 내에 생성되게 한다. 게다가, 일 예에서, 제3 다이아몬드 팁에 의해 생성될 형상체는 평면형 랜드 형상체를 포함한다. 이러한 경우에, 본 발명은 다이아몬드 절삭 공구에 의해 생성되는 미세복제 공구의 평면도(planarity)를 향상시킬 수 있다. 다른 예에서, 제3 다이아몬드 팁에 의해 생성될 형상체는 제1 및 제2 다이아몬드에 의해 생성된 제1 및 제2 홈보다 얕은 하위 홈(sub-groove)을 포함하는 랜드 형상체를 포함한다. 이러한 경우에, 제1 홈과 제2 홈 사이의 랜드 형상체는 미세복제 구조체에 생성될 광학 형상체를 자체적으로 형성할 수 있다. 랜드 형상체 내에 형성된 하위 홈의 폭은 랜드 형상체의 폭보다 작을 수 있다.
이들 및 다른 실시예의 추가 상세 사항이 첨부 도면 및 이하의 상세한 설명에 설명된다. 다른 특징, 목적 및 이점들은 상세한 설명 및 도면과 청구의 범위로부터 명확하게 될 것이다.
도 1은 플라이 커팅(flycutting)용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체의 개념적인 평면도.
도 2는 플런지 커팅(plunge cutting), 스레드 커팅(thread cutting) 또는 스크라이브 커팅(scribe cutting)용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체의 개념적인 평면도.
도 3은 플라이 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체의 다른 실시예의 개념적인 평면도.
도 4는 플런지 커팅, 스레드 커팅 또는 스크라이브 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체의 다른 실시예의 개념적인 평면도.
도 5는 플라이 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체의 다른 실시예의 개념적인 평면도.
도 6은 플런지 커팅, 스레드 커팅 또는 스크라이브 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체의 다른 실시예의 개념적인 평면도.
도 7은 미세복제 공구의 생성 중에 2개의 홈과 하나의 랜드를 동시에 절삭하는 플라이 커팅용 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체의 개념적인 사시도.
도 8은 미세복제 공구의 생성 중에 2개의 홈과 하나의 랜드를 동시에 절삭하는 플라이 커팅용 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체의 개념적인 사시도.
도 9A 내지 도 9D는 공작물 내에 홈 및 평탄형 랜드 형상체를 절삭하는 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체를 도시한 다양한 평단면도.
도 10A 내지 도 10D는 공작물 내에 홈 및 하위 형상체를 갖는 랜드를 절삭하는 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체를 도시한 다양한 평단면도.
도 11은 피치 간격의 홈 절삭 다이아몬드들 중 하나로서 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체에 사용될 수 있는 하나의 예시적인 다이아몬드의 사시도.
도 12는 절반의 피치 간격의 랜드 절삭 다이아몬드로서 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체에 사용될 수 있는 하나의 예시적인 다이아몬드의 사시도.
도 13은 미세 홈을 구비한 랜드 형상체의 절삭을 위해 절반의 피치 간격의 랜드 절삭 다이아몬드로서 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체에 사용될 수 있는 하나의 예시적인 다이아몬드의 사시도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이 커팅 공구의 다른 사시도.
도 15는 미세 정렬된 플라이 커팅 공구의 사시도.
도 16은 본 발명에 따른 플라이 커팅 공구의 대안적인 실시예의 단부도(tip view).
본 발명은 다수의 다이아몬드들을 포함하는 절삭 공구 조립체에 관한 것이다. 다수의 다이아몬드들을 갖는 절삭 공구 조립체는 미세복제 공구 또는 다른 공작물을 생성하는 데 사용될 수 있다. 미세복제 공구는 광학 필름, 연마 필름, 접착 필름, 자기 정합 특성(self-mating profile)을 갖는 기계식 패스너, 또는 대략 1000 미크론 미만의 치수와 같은 비교적 작은 치수의 미세복제 형상체를 갖는 임의의 성형 또는 압출 부품과 같은 미세복제 구조체를 형성하는 데 사용될 수 있다.
하기의 설명에서, 본 발명의 태양들을 광학 필름의 생성의 관점으로 기재한다. 이러한 경우에, 본 명세서에 기재한 절삭 공구 조립체는 광학 필름의 생성에 사용되는 미세복제 공구를 생성하는 데 사용된다. 하지만, 전술한 절삭 공구 조립체는 다른 여러 가지 공작물들을 생성하는 데 사용될 수도 있다. 따라서, 전술한 절삭 공구 조립체는 미세복제 공구 또는 광학 필름의 생성에 사용되는 것으로 한정되지 않으며, 다른 여러 가지 공구 가공 분야들에 이용될 수 있다.
도 1은 장착 구조체(14) 내에 장착된 3개의 공구 섕크(11, 12, 13)를 구비한 절삭 공구 조립체(10)의 평면도이다. 절삭 공구 조립체(10)는 플라이 커팅용으로 구성되며, 여기서 조립체(10)는 축(15)을 중심으로 회전된다. 예를 들어, 조립체(10)는 구동 샤프트(16)에 장착될 수 있으며, 이 구동 샤프트는 조립체(10)를 회전시키기 위해 공구 가공 기계(tooling machine)(미도시)의 모터에 의해 구동될 수 있다. 장착 구조체(14)는 다이아몬드 팁(17, 18, 19)을 갖는 공구 섕크(11, 12, 13)를 유지시키는 구조체를 포함할 수 있다. 섕크(11, 12, 13)는 금속 재료 또는 복합 재료로 형성될 수 있으며, 다이아몬드는 연납땜, 경납땜 또는 접착제와 같은 실질적인 영구 고정 기구에 의해 섕크(11, 12, 13)에 고정될 수 있다. 대안적으로, 섕크는 플라이휠에 착탈식으로 고정된 카트리지(미도시)에 영구 고정될 수 있다. 도 14는 플라이휠(142)에 착탈식으로 고정된 카트리지(146)에 섕크(147)가 영구 고정되는 플라이 커팅 공구(140)의 사시도이다. 도 14는 아래에서 보다 상세히 설명한다.
도 1을 다시 참조하면, 적어도 3개의 다이아몬드 절삭 표면, 예컨대 다이아몬드 팁(17, 18, 19)이 절삭 공구 조립체(10) 내에 정밀하게 위치된다. 이어서, 절삭 공구 조립체(10)는 미세복제 공구를 형성하기 위해 공작물 내에 홈들을 형성하고 그 홈들 사이에서 미세복제 공구 내에 랜드 형상체를 형성하는 데 사용된다. 보다 구체적으로는, 제1 다이아몬드 팁(17)이 미세복제 공구 내에 제1 홈을 생성하도록 제1 다이아몬드가 위치되고, 제2 다이아몬드 팁(18)이 미세복제 공구 내에 제2 홈을 생성하도록 제2 다이아몬드가 위치된다. 제1 및 제2 홈은 미세복제 공구에 정수배의 피치 간격을 형성하며, 미세복제 공구를 사용하여 그 후에 형성되는 광학 필름에 형성되는 피치에 해당한다. 제1 및 제2 팁(17, 18)이 유사한 깊이의 절삭 홈으로서 도시되어 있지만, 본 발명은 반드시 이러한 관점으로 반드시 한정되지는 않는다. 예를 들어, 본 발명은 제1 깊이의 제1 홈 절삭 팁과, 제2 깊이의 제2 홈 절삭 팁과, 제1 및 제2 깊이보다 얕은 제3 깊이의 랜드 형상체를 형성하는 제1 및 제2 홈 절삭 팁 사이의 랜드 절삭 팁을 포함하는 공구를 또한 고려하고 있다.
도 1에서 일 피치 간격을 "P"로 표시하였다. 하지만, "P"는 더 일반적으로 는 정수(integer number) 피치라고 할 수 있다. 간격이 일 피치보다 크면, 공구의 후속 절삭 패스(pass)는 일 피치만큼 절삭 팁을 병진 이동시켜 그 피치에서 형상체 생성을 가능하게 할 수 있다. 하기의 설명에서, 단순화하기 위해, 홈 절삭 다이아몬드 팁(17, 18)들 사이의 피치 간격을 중심으로 본 발명을 설명한다. 하지만, 더 일반적으로는 랜드 절삭 다이아몬드 팁(19)이 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격으로 이격된 상태로 홈 절삭 다이아몬드 팁들이 정수배의 피치 간격으로 이격될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제3 다이아몬드 팁(19)이 제1 홈과 제2 홈 사이에서 미세복제 공구 내에 랜드 형상체를 생성하도록 제3 다이아몬드가 제1 다이아몬드와 제2 다이아몬드 사이에 위치된다. 이러한 관점에서, 제3 다이아몬드의 절삭 팁은 제1 및 제2 다이아몬드의 절삭 팁에 대해 절반의 피치 간격으로 위치된다. 도 1에서 절반의 피치 간격을 "½ P"로 표시하였다. 하지만, 제3 다이아몬드 팁(19)은 보다 일반적으로는 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격으로 이격될 수 있다. 이렇게 하기의 설명을 간단하게 하기 위해서 피치 간격 및 절반의 피치 간격에 대한 표시를 사용하였지만, 본 명세서에서는 홈 절삭 팁이 정수배의 피치 간격을 갖고 랜드 절삭 팁이 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격을 갖는 것으로 파악하는 것이 더 일반적이다.
생성될 미세복제 공구의 치수에 따라서, 피치 간격은 대략 5000 미크론 미만, 대략 1000 미크론 미만, 대략 500 미크론 미만, 대략 200 미크론 미만, 대략 100 미크론 미만, 대략 50 미크론 미만, 대략 10 미크론 미만, 대략 5 미크론 미 만, 또는 대략 1 미크론 미만일 수 있다.
공구 섕크(11, 12, 13)들의 각각은 절삭 공구 조립체(10)의 절삭 팁으로서 사용되는 적어도 하나의 다이아몬드 팁을 형성하지만, 다중팁 다이아몬드들도 하나 이상의 섕크(11, 12, 13)에 사용될 수 있다. 미세복제 공구 내에 생성될 홈에 대응하도록 적어도 2개의 다이아몬드 절삭 팁(예컨대, 팁(17, 18))이 정밀하게 형성되어 위치되며, 홈들 사이에서 미세복제 공구 내에 생성될 랜드 형상체에 대응하도록 적어도 하나의 다이아몬드 절삭 팁(예컨대, 팁(19))이 정밀하게 형성되어 위치된다. 하지만, 홈들이 피치 간격(또는 정수배의 피치 간격)으로 형성되고 랜드들이 절반의 피치 간격(또는 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격)으로 형성되도록 많은 개수의 다이아몬드들을 사용할 수 있다. 절삭 공구 조립체(10)를 사용하여 생성된 미세복제 공구가 광학 필름을 생성하기 위해 사용될 때, 미세복제 공구 내의 홈은 필름의 랜드에 대응되며 미세복제 공구 내의 랜드는 필름의 홈에 대응될 수 있다.
제3 다이아몬드 팁(19)은 랜드 형상체가 미세복제 공구 내에서 홈들 사이에 생성될 수 있도록 제1 및 제2 다이아몬드 팁(17, 18)보다 얕은 깊이로 절삭하게 위치된다. 예를 들어, 다이아몬드 팁(17, 18)으로부터 축(15)까지의 거리가 다이아몬드 팁(19)으로부터 축(15)까지의 거리보다 크도록 높이(H1)는 높이(H2)보다 클 수 있다. 따라서, 다이아몬드 팁(17, 18)이 홈을 생성하고 다이아몬드 팁(19)이 랜드 형상체를 생성하도록, 다이아몬드 팁(19)에 의해 행해지는 절삭보다 다이아몬드 팁(17, 18)에 의해 행해지는 절삭이 미세복제 공구 내로 더 파고 든다.
랜드 형상체는 2개의 홈들 사이에 평면형 랜드를 형성하거나, 또는 제1 및 제2 다이아몬드 팁에 의해 형성되는 홈들보다 얕은 깊이를 갖는 더 복잡한 랜드 형상체를 형성할 수 있다. 어느 경우이든, 특히 랜드 형상체 생성에 대한 공구 가공 공정이 향상될 수 있다. 도 1의 실시예에서, 제3 다이아몬드 팁(19)에 의해 생성될 형상체는 평면형 랜드 형상체를 포함할 수 있으며, 이러한 경우에 본 발명은 절삭 공구 조립체(10)에 의해 생성되는 미세복제 공구의 평면도를 향상시킬 수 있다. 특히, 가공된 랜드 형상체의 평면도는 공작물의 본래 표면에 합치하는 가공되지 않은 랜드 형상체를 구비한 미세복제 공구에 비해 향상될 수 있다. 다른 실시예에서(예컨대, 도 5 및 도 6을 참조하여 이하에서 설명되고 도시된 바와 같이), 제3 다이아몬드(또는 절반의 피치 간격으로 위치된 다른 다이아몬드)에 의해 생성될 랜드 형상체는 제1 및 제2 다이아몬드에 의해 생성된 제1 및 제2 홈에 비해 얕은 홈을 포함하는 랜드 형상체를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 제1 홈과 제2 홈 사이의 랜드 형상체는 미세복제 공구를 통해 미세복제 구조체 내에 형성될 다른 광학 형상체를 자체적으로 형성할 수 있다.
절삭 공구 조립체(10)는 그 절삭 공구 조립체(10)의 단일 절삭 패스로 미세복제 공구에 복수의 홈들과 그 홈들 사이의 적어도 하나의 랜드를 절삭하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 미세복제 공구의 생성에 관련된 절삭 시간이 단일 팁 공구를 사용하는 경우에 비해 단축될 수 있거나, 더 복잡한 형상의 패턴을 주어진 시간 내에 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 미세복제 구조체의 궁극적인 형성에 관련 된 제조 사이클이 감축될 수 있고, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 랜드에 대한 후속 절삭 패스가 회피될 수 있어, 이러한 후속 절삭 패스에 관련된 종래의 정렬 문제점이 회피될 수 있다.
공구 섕크(11, 12, 14) 내의 다이아몬드의 팁(17, 18, 19)은 예컨대 래핑(lapping) 기법, 연삭(grinding) 기법 또는 집속 이온빔 밀링 기법을 이용하여 형성될 수 있다. 여러 가지 형상 및 크기들의 다이아몬드 팁들이 또한 기재되어 있으며, 이들은 서로 다른 미세복제 공구들의 생성에 유용할 수 있다. 특히, 집속 이온빔 밀링 공정은 원하는 형상의 다이아몬드 팁을 극도의 정밀도로 완성 완성하는 데 사용될 수 있다.
절삭 공구 조립체의 서로 다른 공구 섕크들은 미세 위치 설정 기법(microscopic positioning technique)을 이용하여 장착 구조체 내에 장착될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기법은 위치 설정 제어 기능을 갖는 공구 가공 마이크로스코프의 사용을 포함할 수 있다. 이러한 마이크로스코프는 공구 섕크가 장착 구조체 내에 적절히 위치될 수 있도록 다이아몬드 팁들의 서로에 대한 위치를 식별하고 측정하는 데 사용될 수 있다. 다이아몬드 팁의 위치 설정을 정량화하기 위해 위치 설정 피드백(feedback)이 디지털 판독치, 아날로그 판독치, 또는 그래픽 디스플레이 등의 형태로 제공될 수 있다. 이러한 피드백은 서로 다른 공구 섕크들을 장착 구조체 내에 정밀하게 위치시키는 데 사용될 수 있다. 일단 위치되면, 공구 섕크는 임의의 적합한 고정 기구에 의해 장착 구조체 내에 고정될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 다이아몬드 팁의 절삭 지점이 제2 다이아몬드 팁의 절삭 지점으 로부터 일 피치이고 제3 다이아몬드 팁의 절삭 지점이 제1 및 제2 절삭 팁에 대해 절반의 피치 간격으로 위치되도록, 공구 섕크들이 장착 구조체 내에 위치될 수 있다.
다수의 공구 섕크들을 장착 구조체 내에 정밀하게 위치시키기 위해 마이크로스코프와 위치 설정 피드백 기능을 사용하게 되면, 다이아몬드 팁들이 미세복제 공구의 효율적인 공구 가공에 필요한 허용 오차로 서로에 대해 위치됨을 보장할 수 있게 된다. 특히, 10 미크론 미만, 보다 바람직하게는 1 미크론 미만의 허용 오차 내에서 여러 지점들로의 위치 설정이 달성될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 기재한 바와 같은 공구 가공 마이크로스코프를 사용하여, 0.5 미크론 정도의 허용 오차 내에서 다이아몬드 팁들을 서로에 대한 지점들로 위치시킬 수 있다. 이러한 정밀 위치 설정은, 예컨대 미세복제 광학 필름, 미세복제 기계식 패스너, 미세복제 연마 필름, 또는 미세복제 접착 필름 등과 같은 아주 다양한 미세복제 구조체들을 생성하는 데 사용될 수 있는 미세복제 공구의 효율적인 생성에 바람직하다.
다이아몬드를 공구 섕크(11, 12, 13)에 고정시켜 다이아몬드 팁(17, 18, 19)을 형성시키기 위해서, 경납땜, 연납땜, 또는 에폭시와 같은 접착제 등과 같은 실질적인 영구 고정 기구가 사용될 수 있다. 이어서, 다이아몬드 팁(17, 18, 19)을 구비한 공구 섕크(11, 12, 13)는 하나 이상의 볼트, 클램프 또는 세트 스크류(미도시)와 같은 임시 고정 기구를 통해 장착 구조체(14) 내에 장착될 수 있다. 대안적으로, 경납땜, 연납땜, 에폭시와 같은 접착제, 또는 다른 더 영구적인 고정 기구가 공구 섕크(11, 12, 13)를 장착 구조체(14) 내에 고정시키기 위해 사용될 수 있다. 어느 경우든, 위치 제어 및 위치 피드백 기능을 구비한 공구 가공 마이크로스코프의 사용에 의해서, 다이아몬드 팁(17, 18, 19)이 미세복제 공구의 효율적인 제조에 필요한 정밀도를 갖고서 서로에 대해 위치되도록 공구 섕크(11, 12, 13)가 장착 구조체(14) 내에 위치되는 것이 보장될 수 있다. 장착 구조체(14)는 절삭 공구 조립체(10)가 다이아몬드 공구 가공 기계 내로 삽입될 수 있게 하는 형상을 가질 수 있다.
도 2는 스크라이브 커팅, 플런지 커팅, 또는 스레드 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체(20)의 개념적인 평면도이다. 도 2로부터 파악할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 절삭 공구 조립체는 플라이 커팅용으로 형성되는지 또는 다른 유형의 절삭용으로 형성되는지에 따라서 서로 다른 구성을 가질 수 있다. 플라이 커팅이 아닌 다른 절삭 예로는 스크라이브 커팅, 플런지 커팅 또는 스레드 커팅이 있다. 플런지 커팅시, 절삭 공구 조립체(20)는 소정의 위치에서 일정 시간 동안 이동 공작물 내로 밀어 넣어진 후에, 여러 홈 또는 다른 형상부들의 절삭을 위해 다른 위치들로 이동된다. 스레드 커팅은 플런지 커팅과 유사하다. 하지만, 스레드 커팅시, 절삭 공구 조립체(20)는 긴 나사 홈의 절삭을 위해 보다 장시간 동안 이동 공작물 내로 이동된다. 스크라이브 커팅 또는 룰링(ruling)은 스레드 커팅과 유사하지만, 스크라이브 커팅시에는 절삭 공구 조립체(20)가 아주 느리게 공작물을 통해 변위된다.
도 1의 조립체(10)와 마찬가지로, 도 2의 절삭 공구 조립체(20)는 장착 구조체(24) 내에 고정된 다수의 공구 섕크(21, 22, 23)들을 포함한다. 다이아몬드를 공구 섕크(21, 22, 23)에 고정시켜 다이아몬드 팁(27, 28, 29)을 형성시키기 위해서, 경납땜, 연납땜, 또는 에폭시와 같은 접착제 등과 같은 실질적인 영구 고정 기구가 사용될 수 있다. 이어서, 다이아몬드 팁(27, 28, 29)을 구비한 공구 섕크(21, 22, 23)는 하나 이상의 볼트, 클램프 또는 세트 스크류와 같은 임시 고정 기구를 통해 장착 구조체(24) 내에 장착될 수 있다. 대안적으로, 경납땜, 연납땜, 에폭시와 같은 접착제, 또는 다른 더 영구적인 고정 기구가 공구 섕크(21, 22, 23)를 장착 구조체(24) 내에 고정시키기 위해 사용될 수 있다.
위치 피드백 기능을 갖는 공구 가공 마이크로스코프의 사용에 의해서, 공구 섕크(21, 22, 23)의 다이아몬드 팁(27, 28, 29)이 미세복제 공구의 효율적인 공구 가공에 필요한 정밀도를 갖고서 장착 구조체(24) 내에 위치되는 것이 보장될 수 있다. 장착 구조체(24)는 플런지 커팅, 스레드 커팅, 스크라이빙 또는 룰링용으로 구성된 다이아몬드 공구 가공 기계 내로 절삭 공구 조립체(20)가 삽입될 수 있게 하는 형상을 가질 수 있다.
도 1에서와 마찬가지로, 도 2의 절삭 공구 조립체(20)는 공작물 내에 홈을 형성하기 위해 일 피치(P)만큼 이격된 2개의 다이아몬드 팁(27, 28)을 포함한다. 제3 다이아몬드 팁(29)은 공작물 내에 랜드 형상체를 형성하기 위해 팁(27, 28)에 대해 절반의 피치(½ P)로 이격된다. 게다가, 본 명세서에 기재된 실시예들의 간단한 설명을 위해서 이러한 피치 간격 및 절반의 피치 간격에 대한 표시를 사용한다. 더 일반적으로는, 본 명세서에서는 홈 절삭 팁이 정수배의 피치 간격을 갖고 랜드 절삭 팁이 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격을 갖는 것으 로 고려된다. 팁의 간격이 일 피치보다 크면(즉, 1 초과의 정수배의 피치들에서의 간격), 공구의 후속 절삭 패스에 의해 원하는 피치에서 홈이 생성된다. 하기의 설명에서, 다이아몬드 팁들의 피치 간격에 대한 모든 언급은 또한 그러한 팁들의 정수배의 피치 간격을 의도하고, 다이아몬드 팁들의 절반의 피치 간격에 대한 모든 언급은 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격을 의도한다.
도 3은 플라이 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체(30)의 다른 실시예를 도시한 개념적인 평면도이다. 본 예에서는, 더 많은 공구 섕크들과 더 많은 다이아몬드 팁들이 사용된다. 실제로, 많은 개수의 공구 섕크들 및 다이아몬드 팁들이 사용될 수 있다. 도 3의 절삭 공구 조립체(30)에는, 4개의 공구 섕크(31A, 31B, 31C, 31D)(전체적으로, 섕크(31)하 함)가 홈 형상체 생성용 다이아몬드 팁(32A, 32B, 32C, 32D)(전체적으로, 다이아몬드 팁(32)이라 함)을 형성한다. 다이아몬드 팁(32)은 서로로부터 일 피치(P) 만큼 이격된다. 더욱이, 팁(32)은 미세복제 공구 내에 일정 깊이의 홈을 형성하기 위해서 높이(H1)에 위치된다.
절삭 공구 조립체(30)는 또한 랜드 형상체 생성용 다이아몬드 팁(34A, 34B, 34C, 34D)(전체적으로, 다이아몬드 팁(34)이라 함)을 형성하는 4개의 추가 공구 섕크(33A, 33B, 33C, 33D)(전체적으로, 섕크(33)라 함)를 포함한다. 다이아몬드 팁(34)도 또한 서로로부터 일 피치(P) 만큼 이격되지만, 홈을 생성하기 위해 사용되는 팁(32)에 대해서는 절반의 피치만큼 이격된다. 팁(34)은 팁(32)의 높이(H1)보다 낮은 높이(H2)에 위치된다. 이러한 방식으로, 미세복제 구조체를 생성하기 위해 사용되는 미세복제 공구의 공구 가공시 랜드 형상체의 평면도가 향상될 수 있다.
도 4는 스크라이브 커팅, 플런지 커팅 또는 스레드 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체(40)의 다른 실시예의 개념적인 평면도이다. 도 4에서, 도 3의 예와 마찬가지로, 수개의 공구 섕크들 및 수개의 다이아몬드 팁들이 사용된다. 게다가, 많은 개수의 공구 섕크들 및 다이아몬드 팁들이 사용될 수 있다. 도 4의 절삭 공구 조립체(40)에는, 4개의 공구 섕크(41A, 41B, 41C, 41D)(전체적으로, 섕크(41)라 함)가 홈 형상체 생성용 다이아몬드 팁(42A, 42B, 42C, 42D)(전체적으로, 다이아몬드 팁(42)이라 함)을 형성한다. 다이아몬드 팁(42)은 서로로부터 일 피치(P) 만큼 이격된다. 더욱이, 팁(42)은 미세복제 공구 내에 일정 깊이의 홈을 형성하기 위해서 일정 높이에 위치된다.
절삭 공구 조립체(40)는 또한 섕크(41)들 사이에 위치되는 4개의 추가 공구 섕크(43A, 43B, 43C, 43D)(전체적으로, 섕크(43)라 함)를 포함한다. 공구 섕크(43)는 랜드 형상체 생성용 다이아몬드 팁(44A, 44B, 44C, 44D)(전체적으로, 다이아몬드 팁(44)이라 함)을 형성한다. 다이아몬드 팁(44)도 또한 서로로부터 일 피치(P) 만큼 이격되지만, 홈을 생성하기 위해 사용되는 팁(42)에 대해서는 절반의 피치만큼 이격된다. 팁(44)은 팁(42)의 높이보다 낮은 높이에 위치된다. 이러한 방식으로, 미세복제 구조체를 생성하기 위해 사용되는 미세복제 공구의 공구 가공시 랜드 형상체의 평면도가 향상될 수 있다.
도 5는 플라이 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체(50)의 다른 실시예의 개념적인 평면도이다. 도 5의 절삭 공구 조립체(50)에는, 4개의 공 구 섕크(53A, 53B, 53C, 53D)(전체적으로, 섕크(53)라 함)가 홈 형상체 생성용 다이아몬드 팁(54A, 54B, 54C, 54D)(전체적으로, 다이아몬드 팁(54)이라 함)을 형성한다. 다이아몬드 팁(54)은 서로로부터 일 피치(P) 만큼 이격된다. 더욱이, 팁(54)은 미세복제 공구 내에 일정 깊이의 홈을 형성하기 위해서 높이(H1)에 위치된다.
절삭 공구 조립체(50)는 또한 랜드 형상체 생성용 다이아몬드 팁(52A, 52B, 52C, 52D)(전체적으로, 다이아몬드 팁(52)이라 함)을 형성하는 4개의 추가 공구 섕크(51A, 51B, 51C, 51D)(전체적으로, 섕크(51)라 함)를 포함한다. 다이아몬드 팁(52)도 또한 서로로부터 일 피치(P) 만큼 이격되지만, 홈을 생성하기 위해 사용되는 팁(54)에 대해서는 절반의 피치만큼 이격된다. 팁(52)은 팁(54)의 높이(H1)보다 낮은 높이(H2)에 위치된다. 이러한 방식으로, 미세복제 구조체를 생성하기 위해 사용되는 미세복제 공구의 공구 가공시 랜드 형상체의 평면도가 향상될 수 있다. 더욱이, 도 3의 절삭 공구 조립체(30)와는 대조적으로, 랜드 형상체 생성에 사용되는 다이아몬드 팁(52)은 랜드 형상체 내에 미세 홈 하위 형상체(subfeature)를 형성하는 하위 팁(subtip)을 포함한다. 이러한 방식으로, 더 복잡한 랜드 형상체가 예컨대 더 복잡한 광학 필름의 생성을 가능하게 하도록 생성될 수 있다.
도 6은 스크라이브 커팅, 플런지 커팅 또는 스레드 커팅용으로 구성된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체(60)의 다른 실시예의 개념적인 평면도이다. 도 6에서, 도 4의 실시예와 마찬가지로, 수개의 공구 섕크들 및 수개의 다이아몬드 팁들 이 사용된다. 게다가, 많은 개수의 공구 섕크들 및 다이아몬드 팁들이 사용될 수 있다. 도 6의 절삭 공구 조립체(60)에는, 4개의 공구 섕크(61A, 61B, 61C, 61D)(전체적으로, 섕크(61)라 함)가 홈 형상체 생성용 다이아몬드 팁(62A, 62B, 62C, 62D)(전체적으로, 다이아몬드 팁(62)이라 함)을 형성한다. 다이아몬드 팁(62)은 서로로부터 일 피치(P) 만큼 이격된다. 더욱이, 팁(62)은 미세복제 공구 내에 일정 깊이의 홈을 형성하기 위해서 일정 높이에 위치된다.
절삭 공구 조립체(60)는 또한 섕크(61)들 사이에 위치되는 4개의 추가 공구 섕크(63A, 63B, 63C, 63D)(전체적으로, 섕크(63)라 함)를 포함한다. 공구 섕크(63)는 랜드 형상체 생성용 다이아몬드 팁(64A, 64B, 64C, 64D)(전체적으로, 다이아몬드 팁(64)이라 함)을 형성한다. 다이아몬드 팁(64)도 또한 서로로부터 일 피치(P) 만큼 이격되지만, 홈을 생성하기 위해 사용되는 팁(62)에 대해서는 절반의 피치만큼 이격된다. 팁(64)은 팁(62)의 높이보다 낮은 높이에 위치된다. 이러한 방식으로, 미세복제 구조체를 생성하기 위해 사용되는 미세복제 공구의 공구 가공시 랜드 형상체의 평면도가 향상될 수 있다. 도 5의 절삭 공구 조립체(50)와 마찬가지로, 도 6의 절삭 공구 조립체(60)는 랜드 형상체 내에 미세 홈 하위 형상체를 형성하는 하위 팁을 포함하는 랜드 절삭 다이아몬드 팁(64)을 사용한다. 이러한 방식으로, 더 복잡한 랜드 형상체가 예컨대 더 복잡한 광학 필름의 생성을 가능하게 하도록 생성될 수 있다.
도 7 및 도 8은 (도 7의) 미세복제 공구(72) 또는 (도 8의) 미세복제 공구(82)의 생성 중에 2개의 홈을 동시에 절삭하기 위해 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체(10, 20)를 이용하는 시스템(70, 80)의 개념적인 사시도이다. 도 7 및 도 8의 예에서, 각각의 미세복제 공구(72 또는 82)는 주조 롤을 포함하지만, 주조 벨트, 사출 금형, 압출 또는 엠보싱 공구, 또는 다른 공작물들과 같은 다른 미세복제 공구들도 또한 절삭 공구 조립체(10) 또는 절삭 공구 조립체(20)를 이용하여 생성될 수 있다. 일부 예에서, 공작물은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 롤이라기보다는 평면형일 수 있다. 도 7에서, 절삭 공구 조립체(10)는 축을 중심으로 회전될 수 있다. 절삭 공구 조립체(10)는 또한 미세복제 공구(72)에 대해 (화살표로 도시된 바와 같이) 측방향으로 이동될 수 있다. 이와 동시에, 미세복제 공구(72)는 축을 중심으로 회전될 수 있다. 절삭 공구 조립체(10)가 회전됨에 따라, 2개의 다이아몬드 팁이 미세복제 공구(72) 내에 홈을 절삭하면서 제3 다이아몬드 팁은 이 홈들 사이에서 랜드를 절삭한다. 이러한 방식으로, 절삭 공구 조립체(10)의 단일 절삭 패스로 2개의 홈들이 형성되며, 그 홈들 사이에 고품질의 랜드가 형성된다. 예컨대 랜드 형상체를 생성하는 팁에 대하여 더 복잡한 다이아몬드 팁 형상을 이용함으로써 더 복잡한 랜드 형상체를 또한 형성시킬 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 절삭 공구 조립체(20)는 다이아몬드 공구 가공 기계(84) 내에 고정될 수 있는데, 이 다이아몬드 공구 가공 기계는 미세복제 공구(82)에 대해 절삭 공구 조립체(20)를 위치시키고 예컨대 (화살표로 도시된 바와 같이) 측방향으로 미세복제 공구(82)에 대해 절삭 공구 조립체(20)를 이동시킨다. 이와 동시에, 미세복제 공구(82)는 축을 중심으로 회전될 수 있다. 다이아몬드 공구 가공 기계(84)는 미세복제 공구(82) 내에 홈을 절삭하기 위해 플런지 커팅 또는 스레드 커팅 기법을 통해 절삭 공구 조립체(20)를 회전 미세복제 공구(82)로 이동시키도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 다이아몬드 공구 가공 기계(84)는 스크라이빙 또는 룰링용으로 구성될 수 있으며, 여기서 절삭 공구 조립체(20)는 아주 느리게 미세복제 공구(82)를 통해 변위된다. 어느 경우든, 홈과 고품질의 랜드가 미세복제 공구(82)에 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 홈과 랜드는 예컨대 압출 공정 중에 (도 7의) 미세복제 공구(72) 또는 (도 8의) 미세복제 공구(82)를 사용하여 형성되는 미세복제 구조체의 궁극적인 형태를 형성할 수 있다.
원한다면, 시스템(70, 80)은 고속 공구 서보(servo)(미도시)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 절삭 공구 조립체(20)와 이 절삭 공구 조립체(20)를 수용하는 공구 가공 기계(84) 사이에 고속 공구 서보가 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 고속 공구 서보는 특정 미세구조체를 미세복제 공구(82)에 생성하기 위해 절삭 공구 조립체(20)를 진동시킬 수 있다.
절삭 공구 조립체(10, 20)가 다수의 공구 섕크들을 구비하여 다수의 다이아몬드 절삭 팁들을 구비하기 때문에, 미세복제 공구에 홈을 절삭하는 데 필요한 절삭 공구 조립체의 패스가 더 적어지게 된다. 이는 제조 비용을 절감시킬 수 있으며, 미세복제 공구의 생성에 관련된 제조 사이클을 촉진시킬 수 있다. 더욱이, 시스템(70, 80)은 랜드 형상체를 가공되지 않은 상태로 두고 또한 미세복제 공구(72 또는 82)의 본래의 가공되지 않은 표면에 의해 형성되는 상태로 두는 것이 아니라 제3 다이아몬드 팁을 사용함으로써 랜드 형상체의 생성을 향상시킬 수 있다. 도시한 도 7 및 도 8의 예에서, 제3 다이아몬드 팁에 의해 생성될 형상체는 평면형 랜 드 형상체를 포함한다. 이러한 경우에, 본 발명은 다이아몬드 절삭 공구(10, 20)에 의해 생성되는 미세복제 공구(72, 82)의 평면도를 향상시킬 수 있다. 하지만, 다른 예에서는, 제3 다이아몬드 팁에 의해 생성될 형상체는 작고 얕은 홈(또는 다른 하위 형상체)을 포함하는 랜드 형상체를 포함한다. 이러한 경우에, 제1 홈과 제2 홈 사이의 랜드 형상체는 미세복제 구조체에 생성될 광학 형상체를 자체적으로 형성할 수 있다. 랜드 형상체 내에 형성된 하위 형상체의 폭은 랜드 형상체의 폭보다 작을 수 있다.
본 명세서에 기술된 기법들을 이용하여 생성되는 미세복제 공구(72, 82) 또는 임의의 공작물은 구리, 니켈, 알루미늄, 아크릴과 같은 플라스틱, 또는 기계 가공 가능한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 일반적으로, 본 명세서에 기술된 기계 가공 기법은 단지 다이아몬드 절삭 팁만을 이동시킴으로써, 다이아몬드 절삭 팁에 대해 단지 공작물만을 이동시킴으로써, 또는 공작물과 다이아몬드 절삭 팁 모두를 이동시킴으로써 행해질 수 있다.
본 명세서에 기술된 다이아몬드 팁의 크기는 절삭 높이(HCUTTING), 절삭 폭(WCUTTING) 및 위에서 정의한 피치 변수(P, ½ P)로 정의될 수 있다. 절삭 높이(HCUTTING)는 다이아몬드가 공작물 내로 절삭할 수 있는 최대 깊이로 정의되며, 또한 절삭 깊이로도 불릴 수 있다. 절삭 폭(WCUTTING)은 팁의 최대 절삭 폭 또는 평균 절삭 폭으로 정의될 수 있다. 절삭 팁의 크기를 정의하는 데 사용될 수 있는 또 다른 양은 종횡비(aspect ratio)로 불린다. 이러한 종횡비는 높이(HCUTTING) 대 폭 (WCUTTING)의 비이다. 집속 이온빔 밀링 공정에 의해 생성된 다이아몬드 팁은 여러 가지 높이, 폭, 피치 및 종횡비를 가질 수 있다.
예를 들어, 높이(HCUTTING) 및/또는 폭(WCUTTING)은 대략 500 미크론 미만, 대략 200 미크론 미만, 대략 100 미크론 미만, 대략 50 미크론 미만, 대략 10 미크론 미만, 대략 1.0 미크론 미만, 또는 대략 0.1 미크론 미만으로 형성될 수 있다. 추가적으로, 피치 변수(P)는 대략 5000 미크론 미만, 대략 1000 미크론 미만, 대략 500 미크론 미만, 대략 200 미크론 미만, 대략 100 미크론 미만, 대략 50 미크론 미만, 대략 10 미크론 미만, 대략 5 미크론 미만, 대략 1.0 미크론 미만으로 정의될 수 있으며, 0.5 미크론에 근접할 수 있다. 어떤 경우에는, 공구 섕크들의 편의 위치 설정을 이용하여, 피치(P)가 공구 섕크의 폭보다 작을 수 있다.
종횡비(HCUTTING : WCUTTING)는 대략 1:5 초과, 대략 1:2 초과, 대략 1:1 초과, 대략 2:1 초과, 또는 대략 5:1 초과로 정의될 수 있다. 이보다 더 크거나 작은 종횡비도 또한 집속 이온빔 밀링에 의해 달성될 수 있다. 이러한 서로 다른 형상들 및 크기들은 여러 적용 분야에서 효과적일 수 있다.
집속 이온빔 밀링은 다이아몬드의 원자들을 연마 제거(mill away)(때로 어블레이션(ablation)으로 불림)하기 위해 갈륨 이온과 같은 이온을 다이아몬드 쪽으로 가속시키는 공정을 말한다. 갈륨 이온의 가속은 다이아몬드로부터 원자들을 원자별로(atom by atom basis) 제거시킬 수 있다. 수증기를 사용한 증기 강화 기 법(Vapor enhancing technique)이 집속 이온빔 밀링 공정을 향상시키기 위해 또한 사용될 수 있다. 한가지 적합한 집속 이온빔 밀링 기계는 미국 오리건주 포틀랜드 소재의 에프이아이 인크.(FEI Inc.)로부터 구매 가능한 미크리온(Micrion) 모델 9500이다. 일반적으로, 집속 이온빔 밀링은 생성될 형상에 해당하는 정밀 팁 가공된 다이아몬드를 생성하도록 수행될 수 있다. 하나 이상의 이온빔 밀링 가공된 다이아몬드를 생성하는 데 사용할 수 있는 하나의 예시적인 집속 이온빔 밀링 가공 서비스 제공업체는 미국 노스캐롤라이나주 롤리 소재의 머티어리얼즈 어낼리티컬 서비시즈(Materials Analytical Services)이다.
집속 이온빔 밀링은 일반적으로 아주 고가이다. 따라서, 다중 팁 다이아몬드의 생성에 관련된 비용을 절감시키기 위해서, 다이아몬드 팁에 집속 이온빔 밀링 공정을 행하기 전에 이온빔 밀링 가동될 다이아몬드 팁을 처음으로 처리하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 래핑 또는 연삭과 같은 저가의 기법이 다이아몬드 팁의 상당한 부분들을 제거하는 데 이용될 수 있다. 집속 이온빔 밀링 공정은 전술한 하나 이상의 치수 또는 형상을 달성할 수 있다는 것을 보장할 수 있다. 여전히, 집속 이온빔 밀링 전에 처음으로 다이아몬드 팁을 처리함으로써, 최종 이온 빔 밀링 가공된 다이아몬드 팁을 생성하는 데에 필요한 집속 이온빔 밀링 가공 시간량을 단축할 수 있다. 래핑은 유리 연마재(loose abrasive)를 사용하여 다이아몬드로부터 재료를 제거하는 공정을 말하며, 반면에 연삭은 매체(medium) 또는 기판에 고정된 연마재를 사용하여 다이아몬드로부터 재료를 제거하는 공정을 말한다.
도 9A 내지 도 9D는 공작물(92) 내에 홈을 절삭하는 절삭 공구 조립체(90)를 도시한 평단면도이다. 특히, 도 9A는 공작물(92) 내에 제1 세트의 홈 및 랜드를 절삭하는 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체(90)를 도시한 평단면도이다. 도 9B는 공작물(92) 내에 제2 세트의 홈 및 랜드를 절삭하는 절삭 공구 조립체(90)를 도시한 평단면도이며, 도 9C는 공작물(92) 내에 제3 세트의 홈 및 랜드를 절삭하는 절삭 공구 조립체(90)를 도시한 평단면도이다. 도 9D는 절삭 공구 조립체(90)의 4번의 패스 후에 생성된 공작물(92)을 도시한 평면도이다. 공작물(92)은 전술한 바와 같이 미세복제 공구에 해당할 수 있지만, 본 발명은 반드시 이러한 관점으로 한정되지는 않는다. 도시된 바와 같이, 랜드 형상체들은 홈 절삭 다이아몬드 팁에 대해 절반의 피치 간격으로 이격된 랜드 절삭 다이아몬드 팁에 의해 형성되는 바와 같이 평평하며 동일 평면에 놓인다.
도 10A 내지 도 10D는 공작물(102) 내에 홈을 절삭하는 절삭 공구 조립체(100)를 도시한 평단면도이다. 특히, 도 10A는 공작물(102) 내에 제1 세트의 홈 및 랜드를 절삭하는 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체(100)를 도시한 평단면도이다. 도 10B는 공작물(102) 내에 제2 세트의 홈 및 랜드를 절삭하는 절삭 공구 조립체(100)를 도시한 평단면도이며, 도 10C는 공작물(102) 내에 제3 세트의 홈 및 랜드를 절삭하는 절삭 공구 조립체(100)를 도시한 평단면도이다. 도 10D는 절삭 공구 조립체(100)의 4번의 패스 후에 생성된 공작물(102)을 도시한 평면도이다. 도 9D에서와 마찬가지로, 도 10D의 생성된 공작물(102)은 전술한 바와 같이 미세복제 공구에 해당할 수 있지만, 본 발명은 반드시 이러한 관점으로 한정되지는 않는다. 도시된 바와 같이, 랜드 형상체(106)들은 평평하며 동일 평면에 놓이지만, 본 예에서는 홈 형상체(105)보다 얕은 미세 홈의 형태를 갖는 하위 형상체(107)를 포함한다.
도 11은 공구 섕크 내에 고정되고 이어서 절삭 공구 조립체에 사용될 수 있는 다이아몬드(110)의 사시도이다. 다이아몬드(110)는 전술한 임의의 다이아몬드 팁(17, 18, 27 또는 28)에 해당할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 다이아몬드(110)는 적어도 3개의 표면(S1 내지 S3)에 의해 형성되는 절삭 팁(112)을 형성할 수 있다. 표면(S1, S2, S3)은 연삭 또는 래핑 기법에 의해 생성될 수 있으며, 집속 이온빔 밀링 기법에 의해 완성될 수 있다.
도 12는 공구 섕크 내에 고정되고 이어서 절삭 공구 조립체에 사용될 수 있는 다이아몬드(120)의 사시도이다. 다이아몬드(120)는 전술한 다이아몬드 팁(19, 29)들 중 어느 하나에 해당할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 다이아몬드(120)는 평탄형 랜드 형상체를 생성할 수 있는 평탄형 절삭 팁(122)을 형성할 수 있다.
도 13은 공구 섕크 내에 고정되고 이어서 절삭 공구 조립체에 사용될 수 있는 다이아몬드(130)의 사시도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 다이아몬드(130)는 랜드 형상체 내에 미세 홈 하위 형상체를 형성하기 위해 작은 하위 팁(134)을 포함하는 평탄형 절삭 팁(132)을 형성할 수 있다. 하위 팁(134)은 도 11의 다이아몬드(110)의 형상과 유사한 형상을 가질 수 있지만, 더 큰 다이아몬드(130) 상의 더 작은 돌출 형상체이다. 평탄형 절삭 팁(132)과 하위 팁(134)을 구비한 다이아몬드(130)는 미세 홈을 포함하는 랜드 형상체를 형성하는 데 사용될 수 있다. 게다 가, 본 명세서에 기재된 다이아몬드 형상을 형성하기 위해 집속 이온빔 밀링 기법이 이용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이 커팅 공구의 다른 사시도이다. 도 14의 공구(140)에서, 플라이휠(142)은 플라이 커팅기(144)의 구동 샤프트 상에서 회전된다. 카트리지(146A 내지 146G)(전체적으로, 카트리지(146)라 함)가 플라이휠(142) 내에 착탈가능하게 고정된다. 플라이휠(142)은 예컨대 착탈가능한 카트리지(146) 내에 고정된 공구 섕크(147A 내지 147G)를 수용할 수 있는 장착 구조체의 하나의 예이다. 카트리지(146)의 각각은 공작물 내에 형상체를 절삭하는 적어도 하나의 다이아몬드 팁을 포함하는 적어도 하나의 공구 섕크(147)를 포함한다. 본 예에서, 카트리지(146A, 146C, 146E)는 플라이휠의 회전축에 대해 측방향으로 이격된 홈 절삭 팁을 형성한다. 유사하게는, 카트리지(146B, 146D, 146F)는 플라이휠의 회전축에 대해 측방향으로 이격된 랜드 절삭 팁을 형성한다.
카트리지(146A, 146C, 146E)의 홈 절삭 팁은 공작물 내에 3개의 피치 간격의 홈을 형성하도록 증분식으로(incrementally) 이격될 수 있으며, 카트리지(146B, 146D, 146F)의 랜드 절삭 팁은 공작물 내에 3개의 랜드 간격의 홈을 형성하도록 절반의 피치 간격을 두고 위치된다. 교번하는 구성으로서 도시되어 있지만, 홈 절삭 팁과 랜드 절삭 팁은 플라이휠의 다른 카트리지 내에 위치될 수도 있다. 또한, 카트리지(146B, 146D, 146F)의 랜드 절삭 팁이 평탄형 팁으로서 도시되어 있지만, 이러한 평탄형 팁은 또한 예컨대 도 13의 다이아몬드(130)에 도시된 바와 같이 랜드 형상체 내에 미세 홈 하위 형상체를 형성하도록 작은 하위 팁을 포함할 수 있다.
도 15는 미세 정렬된 플라이 커팅 공구의 사시도이다. 특히, 본 명세서에 기재된 허용 오차 내로 다이아몬드 팁을 정렬시키기 위해서, 마이크로스코프(152)가 사용될 수 있다. 마이크로스코프(152) 하에서, 여러 절삭 팁들의 정밀한 피치 및 절반의 피치 간격을 형성하도록 공구(150)의 다이아몬드 팁의 위치가 조절될 수 있다. 플라이휠(156)의 적절한 각방향 위치 설정을 보장하기 위해서 측각기(goniometer) 조절이 행해질 수 있다. 또한, 플라이휠(156) 내에 고정된 여러 카트리지들 내에서의 절삭 팁의 적절한 공간적 위치 설정을 보장하기 위해서 X-Y 만곡(flexure) 장치(158)가 사용될 수 있다. 마이크로스코프(152)는 본 명세서에 기재된 허용 오차 내로의 절삭 팁의 각방향 및 평면 위치 설정을 보장하는 데 사용된다.
플라이 커팅 공구의 회전 중심은 플라이 커팅 공구에 부착된 위치 설정 구체(sphere)와 플라이 커팅 공구의 스핀들 내에 구비된 수용체 보어(bore)에 의해 유지될 수 있다. 수용체 보어는 스핀들의 회전축으로 정렬될 수 있다. 플라이 커팅 공구 파일럿 볼(pilot ball)도 또한 플라이 커팅 공구의 회전 중심을 형성하기 위해 플라이 커팅 공구의 정합면(mating face)과 함께 위치될 수 있다. 마이크로스코프 스테이지 상의 초점 조절 장치를 이동시키지 않고서 플라이 커팅 공구의 초점을 맞추기 위해 미세 운동 회전 조절 장치가 사용될 수 있다. 이는 마이크로스코프의 초점 스테이지로부터 임의의 정밀 정렬 및 운동 요건들을 배제시키는데, 왜냐하면 그 자유도(degree of freedom)가 고정될 수 있기 때문이다. 플라이휠(156)의 적절한 각방향 위치 설정을 보장하기 위해서 측각기 조절이 행해질 수 있다. 플라이 커팅 공구의 팁은 회전 중심에 배치되어 그렇지 않은 경우에 존재할 수 있는 병진 운동을 제거할 수 있다. 정밀 X-Y 만곡 장치(158)는 절삭 공구를 백래시(backlash) 없이 로터 본체에 대해 2 자유도로 병진 운동시키는 데 사용될 수 있다.
일부 절삭 공구의 경우, 전체 마스터링 공정(mastering process)은 마이크로스코프 스테이지의 이동없이 달성될 수 있다. 모든 공구 섕크들이 적소에 장착되면, 완성된 절삭기가 완전히 검사될 수 있도록 마이크로스코프 대물렌즈(objective)를 경로 외부로 그리고 다시 적소로 이동시키기 위해 마이크로스코프 스테이지가 사용될 수 있다. 절삭 팁이 소망하는 지점 및 회전 상태로 조절되면, 이러한 위치는 접착제에 의해 고정된다. 후속 절삭 작업 중에 접착제가 제 기능을 못하게 되는 경우에 안전핀이 제공될 수 있다. 후속 검사에 의해 하나 이상의 팁이 적절하게 위치되지 않았음이 발견되면, 이러한 규격외 카트리지 및 공구를 제거하고 다른 공구들을 방해하지 않고서 빈 카트리지로 교체할 수 있다.
평형추(balance weight)의 부착을 위해 나사가공된 구멍(tapped hole)이 구비될 수 있다. 또한, 나사가공된 반경 방향 구멍이 미세 평형 조절 세트 스크류를 구비하도록 사용될 수 있다. 총 6개 미만의 공구가 장착되는 경우에는, 평형추(counter weight)로서 더미 카트리지(dummy cartridge)가 사용될 수 있다. 이러한 더미 카트리지는 개략 평형 조절 스크류를 포함할 수 있다. 디스크형 디자인으로 인해, 동적 평형은 필요하지 않을 수 있다. 직선형 에지들 간의 간단한 정적 평형은 우수한 평형 결과를 제공한다. 평형 샤프트(balance shaft)로서 관통 구멍 이 사용될 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 플라이 커팅 공구(160)의 대안적인 실시예의 단부도이다. 도 1의 절삭 공구 조립체(10)와 유사하게, 도 16의 절삭 공구 조립체(160)는 적어도 3개의 다이아몬드 절삭 표면, 예컨대 다이아몬드 팁(167, 168, 169)을 포함한다. 더욱이, 다이아몬드 팁(167, 168)은 일 피치를 형성하도록 이격될 수 있으며, 다이아몬드 팁(169)은 다이아몬드 팁(167, 168)에 대해 절반의 피치 간격으로 위치된다.
하지만, 도 1의 공구(10)와는 달리, 플라이 커팅 공구(160)는 다이아몬드 팁(167, 168, 169)의 절삭 지점이 플라이 커팅 공구(160)의 회전축(165)에 평행하도록 구성된다. 이러한 경우에, 다이아몬드 팁(167, 168, 169)은 공작물 내에 원형 홈 및 랜드 형상체를 형성할 수 있다.
다수의 실시예들을 설명하였다. 특히, 미세복제 공구 내에 생성될 홈들에 대응하는 적어도 2개의 다이아몬드 절삭 팁과 그 홈들 사이에서 미세복제 공구 내에 생성될 랜드 형상체에 대응하는 적어도 하나의 다이아몬드 절삭 팁을 구비하는 절삭 공구 조립체에 대해서 설명하였다. 본 발명은 랜드 형상체를 가공되지 않은 상태로 두고 또한 미세복제 공구의 본래의 가공되지 않은 표면에 의해 형성되는 상태로 두는 것이 아니라, 제3 다이아몬드 팁을 사용함으로써 랜드 형상체의 생성을 향상시키는 데에 특히 유용하다.
그럼에도 불구하고, 본 명세서에 기재된 구조 및 기법들에 대해 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 여러 가지 변형이 가해질 수 있다. 예를 들 어, 다른 유형의 공작물에, 예컨대 미세복제 공구와는 다른 공작물에 홈 또는 랜드를 절삭하기 위해 절삭 공구 조립체가 사용될 수 있다. 또한, 다른 용도에 있어서, 2개 이상의 홈 절삭 다이아몬드가 본 명세서에 기재된 바와 같이 공구 섕크 내에 고정될 수 있지만 절삭 팁들이 서로 다른 깊이에 있도록 고정될 수 있다. 이러한 경우에, 홈 절삭 다이아몬드들은 정수배의 피치 간격으로 이격될 수 있고 동일한 홈을 절삭하는 데 사용될 수 있어서, 예컨대 공구의 후속 패스 중에 서로 다른 다이아몬드들에 의해 더욱 깊은 절삭부가 형성된다. 이러한 경우에, 랜드 절삭 다이아몬드는 본 명세서에 기재된 바와 같이 동일 평면의 평탄형 랜드들 또는 하위 형상체를 갖는 랜드들을 생성하는 데 여전히 사용될 수 있다.
또 다른 경우에, 2개의 랜드 절삭 다이아몬드가 하나의 홈 절삭 다이아몬드와 함께 절삭 공구에 사용될 수 있다. 또한, 훨씬 더 복잡한 형상체의 형성을 위해서, 공구의 단일 절삭 패스에 의해 서로 다른 깊이들의 랜드들이 생성되도록 랜드 절삭 다이아몬드는 비평면형일 수 있다. 그러므로, 다른 구현예들과 실시예들도 하기의 청구의 범위의 범주 내에 속한다.

Claims (22)

  1. 장착 구조체와;
    장착 구조체 내에 장착되고, 공작물 내에 생성될 제1 홈에 대응하는 제1 다이아몬드 팁을 형성하는 제1 공구 섕크와;
    장착 구조체 내에 장착되고, 공작물 내에 생성될 제2 홈에 대응하는 제2 다이아몬드 팁을 형성하는 제2 공구 섕크 - 여기서, 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 위치가 공작물 내에 생성될 홈들 사이에서 정수배의 피치들을 형성함 - 와;
    제1 공구 섕크와 제2 공구 섕크 사이에서 장착 구조체 내에 장착되고, 제1 홈과 제2 홈 사이에서 공작물 내에 랜드 형상체를 생성하는 제3 다이아몬드 팁을 형성하는 제3 공구 섕크를 포함하는 절삭 공구 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 제3 다이아몬드 팁의 절삭 지점은 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 절삭 지점에 대해 정수배의 피치에 절반의 피치를 합한 간격으로 위치되는 절삭 공구 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 제1 팁과 제2 팁 사이의 간격은 대략 100 미크론 미만이고, 제3 다이아몬드 팁의 절삭 지점은 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 절삭 지점으로부터 50 미크론 미만에 위치되는 절삭 공구 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 제3 다이아몬드 팁은 실질적으로 평탄한 절삭 표면을 형성하여 공작물 내에 평탄형 랜드 형상체를 형성하는 절삭 공구 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 실질적으로 평탄한 절삭 표면을 형성하는 제4 다이아몬드 팁을 추가로 포함하며, 제3 및 제4 다이아몬드 팁은 공작물 내에 동일 평면의 랜드들을 형성하는 절삭 공구 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 제3 다이아몬드 팁은 비평탄형 절삭 표면을 형성하여 공작물 내에 비평탄형 랜드 형상체를 형성하는 절삭 공구 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 제3 다이아몬드 팁은 평탄부와 하위 팁을 구비하여 랜드 형상체 내에 미세 홈 하위 형상체를 포함하는 랜드 형상체를 공작물 내에 형성하는 절삭 공구 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 다이아몬드 팁들의 절삭 방향에 수직한 축을 중심으로 회전되도록 구성되는 플라이 커팅 조립체인 절삭 공구 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 공작물은 광학 필름의 생성에 사용되는 미세복제 공구를 포함하며, 제1 및 제2 다이아몬드 팁은 광학 필름에 생성될 형상체에 대응하는 홈을 미세복제 공구 내에 생성하도록 형상화되며, 제3 다이아몬드 팁은 미세복제 공구 내에 평탄형 랜드 형상체를 생성하도록 형상화되는 절삭 공구 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 공작물은 광학 필름 생성에 사용되는 미세복제 공구를 포함하며, 제1 및 제2 다이아몬드 팁은 광학 필름에 생성될 형상체에 대응하는 홈을 미세복제 공구 내에 생성하도록 형상화되며, 제3 다이아몬드 팁은 광학 필름에 생성될 다른 형상체에 대응하는 비평탄형 랜드 형상체를 미세복제 공구 내에 생성하도록 형상화되는 절삭 공구 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 형상은 실질적으로 유사하며, 제3 다이아몬드 팁의 형상은 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 형상과 실질적으로 다른 절삭 공구 조립체.
  12. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 공구 섕크는 대략 10 미크론 미만의 허용 오차 내에서 정수배의 피치들을 형성하도록 장착되는 절삭 공구 조립체.
  13. 장착 구조체;
    장착 구조체 내에 장착되고, 미세복제 공구 내에 생성될 제1 홈에 대응하는 제1 다이아몬드 팁을 형성하는 제1 공구 섕크;
    장착 구조체 내에 장착되고, 미세복제 공구 내에 생성될 제2 홈에 대응하는 제2 다이아몬드 팁을 형성하는 제2 공구 섕크 - 여기서, 제1 및 제2 다이아몬드 팁 의 위치가 미세복제 공구 내에 생성될 홈들의 정수배의 피치들을 형성함 - ; 및
    장착 구조체 내에 장착되고, 제1 홈과 제2 홈 사이에서 미세복제 공구 내에 랜드 형상체를 생성하는 제3 다이아몬드 팁을 형성하는 제3 공구 섕크를 포함하는 절삭 공구 조립체와;
    절삭 공구 조립체를 수용하고 미세복제 공구에 대한 절삭 공구 조립체의 위치 설정을 제어하는 장치를 포함하는, 미세복제 공구 내에 홈을 생성하기 위해 사용되는 다이아몬드 공구 가공 기계.
  14. 제13항에 있어서, 다이아몬드 공구 가공 기계는 축을 중심으로 절삭 공구 조립체를 회전시키는 플라이 커팅기이며, 상기 장치는 장착 구조체를 모터에 결합시키는 구동 트레인을 포함하는 다이아몬드 공구 가공 기계.
  15. 제13항에 있어서, 제1 및 제2 다이아몬드 팁은 광학 필름에 생성될 형상체에 대응하는 홈을 미세복제 공구 내에 생성하도록 형상화되며, 제3 다이아몬드 팁은 미세복제 공구 내에 평탄형 랜드 형상체를 생성하도록 형상화되는 다이아몬드 공구 가공 기계.
  16. 제13항에 있어서, 제1 및 제2 다이아몬드 팁은 광학 필름에 생성될 형상체에 대응하는 홈을 미세복제 공구 내에 생성하도록 형상화되며, 제3 다이아몬드 팁은 광학 필름에 생성될 다른 형상체에 대응하는 비평탄형 랜드 형상체를 미세복제 공 구 내에 생성하도록 형상화되는 다이아몬드 공구 가공 기계.
  17. 미세복제 공구에 대한 피치 간격을 한정하는 단계와;
    제1 공구 섕크에 결합된 제1 다이아몬드 팁의 절삭 지점이 제2 공구 섕크에 결합된 제2 다이아몬드 팁의 절삭 지점으로부터 소정의 거리 - 여기서, 소정의 거리는 정수배의 피치 간격에 해당하고 대략 10 미크론 미만의 허용 오차 내로 정확함 - 를 두고 위치되도록 제1 및 제2 공구 섕크를 장착 구조체 내에 위치시키고,
    제3 공구 섕크에 결합된 제3 다이아몬드 팁의 절삭 지점이 미세복제 공구 내에 랜드 형상체를 생성하기 위해 제1 및 제2 다이아몬드 팁의 절삭 지점들 사이에 위치되도록 제3 공구 섕크를 장착 구조체 내에 위치시킴으로써, 미세복제 공구의 생성을 위해 절삭 공구 조립체를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 제3 공구 섕크를 위치시키는 것은 대략 10 미크론 미만의 허용 오차 내에서 제1 및 제2 다이아몬드 팁에 대해 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격으로 제3 다이아몬드 팁을 위치시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    절삭 공구 조립체를 사용하여 미세복제 공구를 생성하는 단계와,
    미세복제 공구를 사용하여 미세복제 구조체를 생성하는 단계를 추가로 포함 하는 방법.
  20. 장착 구조체와;
    장착 구조체 내에 장착되고, 공작물 내에 생성될 홈에 대응하는 제1 다이아몬드 팁을 형성하는 제1 공구 섕크와;
    장착 구조체 내에 장착되고, 공작물 내에 생성될 랜드 형상체에 대응하는 제2 다이아몬드 팁을 형성하는 제2 공구 섕크 - 여기서, 제2 다이아몬드 팁은 제1 다이아몬드 팁에 대해 정수배의 피치 간격에 절반의 피치 간격을 합한 간격으로 이격되며, 피치는 공작물 내에 생성된 인접 홈들 사이의 거리임 - 를 포함하는 절삭 공구 조립체.
  21. 제20항에 있어서, 장착 구조체 내에 장착되고 공작물 내에 생성될 제2 홈에 대응하는 제3 다이아몬드 팁을 형성하는 제3 공구 섕크를 추가로 포함하며, 제3 다이아몬드 팁은 제1 다이아몬드 팁에 대해 정수배의 피치로 이격되고 제2 다이아몬드 팁에 대해 정수배의 피치에 절반의 피치를 합한 피치로 이격되는 절삭 공구 조립체.
  22. 제20항에 있어서, 장착 구조체 내에 장착되고 공작물 내에 생성될 제2 랜드에 대응하는 제3 다이아몬드 팁을 형성하는 제3 공구 섕크를 추가로 포함하며, 제3 다이아몬드 팁은 제2 다이아몬드 팁에 대해 정수배의 피치로 이격되고 제1 다이아 몬드 팁에 대해 정수배의 피치에 절반의 피치를 합한 피치로 이격되는 절삭 공구 조립체.
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