KR20090095722A - Copper clad engraving device and its method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 페놀수지 또는 에폭시수지 등의 소재 상부에 동박이 형성된 동박적층판을 가공하여 회로패턴을 형성하는 PCB 가공 조각기 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것으로서, 상기 동박적층판을 드릴 또는 밀링 비트로 동박적층판의 동박을 가공할 때 두께에 비하여 넓이가 넓은 동박적층판이 휘거나 표면이 평탄하지 못하더라도 가공할 때 동박적층판의 높이 편차를 보정하며 가공함으로써 균일한 두께로 PCB를 가공할 수 있는 PCB 가공 조각기 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a PCB processing engraver for forming a circuit pattern by processing a copper foil laminated plate formed with a copper foil on a material such as a phenol resin or an epoxy resin, and a processing method using the same, the copper foil laminated sheet of the copper foil laminated sheet by a drill or a milling bit PCB processing engraver that can process PCB with uniform thickness by processing height compensation of copper laminates when processing, even if the copper laminates are wider than the thickness when they are processed or the surface is uneven. It relates to a processing method.
일반적으로 PCB(인쇄회로기판)는 페놀수지 또는 에폭시수지 등의 소재 상부에 동박이 형성된 동박적층판에 포토레지스트(Photo resist)를 회로패턴대로 도포하고, 불필요한 동박을 부식성이 강한 약품으로 에칭처리함으로써 PCB가 제조된다.In general, a PCB (Printed Circuit Board) is a PCB by applying a photoresist according to a circuit pattern on a copper foil laminated plate having copper foil formed on a material such as phenol resin or epoxy resin and etching unnecessary copper foil with a highly corrosive chemical. Is prepared.
그러나, 상기와 같은 방법은 대량생산을 위한 방법으로서 실험실 및 연구기관에서 설계한 PCB회로를 테스트하기 위해 실제로 소량 제조하기 위해서 상기와 같 은 방법을 사용하지 않고 일면 또는 양면에 동박이 형성된 동박적층판을 드릴 또는 밀링 비트를 이용하여 설계한 회로패턴대로 가공하는 PCB 가공 조각기를 이용하고 있다.However, the above method is a method for mass production, and the copper foil laminated plate having copper foils formed on one or both sides without using the above method to actually manufacture a small amount to test PCB circuits designed by laboratories and research institutes. It uses PCB processing engraver which processes according to the designed circuit pattern using drill or milling bit.
상기와 같이 일면 또는 양면에 동박이 형성된 동박적층판은 그 동박 두께에 비하여 넓이가 넓기때문에 대부분 볼록한 형태 또는 오목한 형태로 약간 휘어 있거나, 표면이 평탄하지 못한 상태이다. 이러한 상태에서 비트로 볼록한 형태 또는 오목한 형태로 약간 휘어 있거나 표면이 평탄하지 못한 동박적층판의 동박을 설계된 회로패턴으로 가공하면 PCB의 두께가 균일하지 못하여 정밀함을 요구하는 PCB에서는 불량이 많이 발생하는 문제점이 있었다.As described above, the copper-clad laminate in which copper foil is formed on one surface or both surfaces is wider than the thickness of the copper foil, so that the copper foil laminated plate is slightly curved in a convex or concave shape, or the surface is uneven. In this state, if the copper foil of the copper-clad laminate with a slightly curved or concave surface in the convex form or the concave shape with the bit is processed into the designed circuit pattern, the thickness of the PCB is not uniform, which causes a lot of defects in the PCB requiring precision. .
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 도 1에 도시한 바와 같이 PCB 가공 조각기의 드릴헤드(1)를 가공위치로 이동하여 하강하면 탐촉자(4)의 둥근 하단부가 PB에 접촉하고, 드릴헤드(1)가 계속 하강하면 탐촉자(4)는 정지된 상태에서 드릴헤드(1)가 하강하게 됨으로 탄성부재(10)는 베어링(7)과 스냅링(11) 사이에서 압축되며, 센서(5)가 돌출물(9)에 도달하게 된다.In order to solve the above problems, conventionally, as shown in FIG. 1, when the drill head 1 of the PCB processing engraver moves to the processing position and descends, the rounded lower end of the
이렇게 센서(5)에 의하여 탐촉자(4)가 감지되면 마이콤에 의하여 드릴헤드(1)는 하강동작이 중지되고, 그 위치가 가공 기준 위치로 결정되어 마이콤에 입력되면, 이후 자동조각기에서 비트(2)의 가공깊이를 지정하여 명령을 수행함으로서 PCB 표면으로부터 일정한 깊이의 드릴링 작업이 진행된다. 상기와 같은 과정을 반복 수행함으로서 불규칙한 PCB의 표면을 일정한 깊이로 가공하도록 구성된 것이다.When the
그러나, 상기와 같은 종래의 PCB 가공 조각기는 탐촉자(4)와 비트(2) 사이에 일정한 간격이 존재하게 되고, 상기 탐촉자(4) 지점의 동박적층판의 높이와 비트(2) 지점의 동박적층판의 높이가 틀릴 경우에는 동박이 덜 가공되어 쇼트가 발생하거나 규정된 가공깊이보다 더 깊게 가공함으로써 불량이 발생하고, 정밀한 PCB를 제조하지 못하는 문제점이 있었다.However, the conventional PCB processing engraver as described above has a constant gap between the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 오목 또는 볼록한 형태로 휘거나, 표면이 평탄하지 못한 상태의 동박적층판을 사용자가 설계한 회로패턴대로 두께가 일정하게 정밀 가공할 수 있는 PCB 가공 조각기를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.The present invention has been made in order to solve the above problems, PCB that can be precisely processed with a constant thickness according to the circuit pattern designed by the user of the copper laminate board in a concave or convex shape, or the surface is not flat state It is an object of the present invention to provide a processed engraver.
또한, 동박적층판의 높이를 측정하는 측정부를 별도로 구성하지 않고, 동박적층판을 가공하는 비트가 직접 상기 동박적층판의 높이를 측정하도록 구성함으로써 더욱 정확하고 정밀하게 PCB를 가공할 수 있는 PCB 가공 조각기를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.In addition, by separately configuring the measuring unit for measuring the height of the copper-clad laminate, the bit for processing the copper-laminated laminate is configured to directly measure the height of the copper-laminated laminate to provide a PCB processing engraver that can process the PCB more accurately and precisely It is an object of the present invention.
동박적층판을 고정하는 테이블, 상기 테이블 상부를 이동하며 비트로 동박적층판을 가공하는 헤드부, 상기 헤드부를 이동하기 위한 구동부로 구성된 PCB 가공 조각기에 있어서, 상기 헤드부에 설치된 비트가 하강하여 동박적층판의 표면에 접촉하였을 때의 동박적층판의 높이를 측정하는 측정부와, 상기 측정부에서 측정한 높이를 저장하는 메모리와, 상기 구동부, 측정부 및 메모리부를 제어하는 컨트롤러로 구성된다.In a PCB processing engraver consisting of a table for fixing a copper clad laminate, a head portion moving the table top and processing the copper laminated sheet with bits, and a driving portion for moving the head portion, a bit installed in the head portion is lowered to the surface of the copper laminated sheet. And a measuring unit for measuring the height of the copper-clad laminate when it is in contact with, a memory for storing the height measured by the measuring unit, and a controller for controlling the driving unit, the measuring unit, and the memory unit.
이때, 상기 구동부는 스테핑모터 또는 서보모터인 것이 바람직하다.In this case, the driving unit is preferably a stepping motor or a servo motor.
또한, 상기 헤드부에는 분진흡입구가 형성된다.In addition, the head portion is formed with a dust suction port.
또한, 상기 헤드부를 수직방향으로 구동하는 구동부에 조정다이얼을 더 포함하여 구성된다.In addition, the driving unit for driving the head in the vertical direction is configured to further include an adjustment dial.
테이블에 고정된 동박적층판의 상부에서 비트가 회전하지 않는 상태로 헤드부가 동박적층판의 일정 간격으로 승강하고, 상기 하강하는 헤드부의 비트가 동박적층판의 표면에 접촉하면 그 각각의 좌표와 높이 데이타를 메모리에 저장하며, 상기 동박적층판을 가공할 때 컨트롤러는 상기 메모리에 저장된 각 좌표의 높이 데이타를 로딩하여 PCB의 높이가 균일하도록 비트의 높이를 조정하며 가공하도록 PCB 가공 조각기의 가공방법이 구성된다.When the head is raised and lowered at a predetermined interval of the copper-clad laminate in a state where the bit does not rotate on the upper part of the copper-clad laminate fixed to the table, and the bit of the descending head part contacts the surface of the copper-clad laminate, the respective coordinates and height data are stored in the memory. When processing the copper clad laminate, the controller loads the height data of each coordinate stored in the memory to adjust the height of the bit so that the height of the PCB is uniform, the processing method of the PCB processing engraver is configured.
본 발명에 의한 PCB 가공 조각기 및 이를 이용한 가공방법은 오목 또는 볼록한 형태로 휘거나, 표면이 평탄하지 못한 상태의 동박적층판을 사용자가 설계한 회로패턴대로 두께가 일정하게 정밀 가공할 수 있다.PCB processing engraver and a processing method using the same according to the present invention can be precisely processed to a constant thickness according to the circuit pattern designed by the user of the copper laminate board in a concave or convex shape, or the surface is not flat.
또한, 동박적층판의 높이를 측정하는 측정부를 별도로 구성하지 않고, 동박적층판을 가공하는 비트가 직접 상기 동박적층판의 높이를 측정하도록 구성함으로써 상기 동박적층판의 높이 편차를 더욱 정확하게 측정하고 이를 반영하여 가공함으로써 PCB를 정밀하게 가공할 수 있다.In addition, by separately configuring a measuring unit for measuring the height of the copper-clad laminate, the bit processing the copper-laminated laminate is configured to directly measure the height of the copper-laminated laminate to more accurately measure the height deviation of the copper-laminated laminate and reflect and process it PCB can be processed precisely.
이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기 및 이를 이용한 가공방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a PCB processing engraver and a processing method using the same according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 평면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 측면도이고, 도 5는 동박적층판의 사시도이며, 도 6은 가공하기 위해 동박적층판의 높이를 측정한 포인트를 도시한 도면이고, 도 7은 가공된 상태의 PCB 단면도이며, 도 8은 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 가공 방법을 도시한 단계도이고, 도 9는 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 신호 흐름도이다.2 is a perspective view of a PCB processing engraver according to the present invention, Figure 3 is a plan view of a PCB processing engraver according to the present invention, Figure 4 is a side view of a PCB processing engraver according to the present invention, Figure 5 is a perspective view of a copper clad laminate. 6 is a view showing a point measuring the height of the copper-clad laminate for processing, Figure 7 is a cross-sectional view of the PCB in the processed state, Figure 8 is a step diagram showing a machining method of a PCB processing engraver according to the present invention. 9 is a signal flowchart of a PCB processing engraver according to the present invention.
이후, 도 2에 도시한 바와 같이 PCB 가공 조각기의 상하방향을 Z축, PCB 가공 조각기의 정면방향을 X축 및 PCB 가공 조각기의 측면방향을 Y축이라 정의하고 설명한다.Hereinafter, as shown in FIG. 2, the vertical direction of the PCB processing engraver is defined as Z axis, the front direction of the PCB processing engraver is defined as X axis, and the side direction of the PCB processing engraver is described as Y axis.
도 2 내지 도 4에 도시한 도면에서와 같이 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기는 크게 동박적층판(120)을 고정하기 위한 테이블(101)과, 상기 테이블(101)의 양측에 형성된 가이드 홈(102)을 따라 슬라이드 이동하는 프레임(103)과, 상기 프레임(103)에 설치되어 비트(115)를 장착하도록 구성된 헤드부(110)로 구성된다.PCB processing engraver according to the present invention as shown in Figures 2 to 4 largely table 101 for fixing the copper
상기 테이블(101)의 배면에는 프레임(103)의 X축 방향으로 이송하기 위하여 프레임 구동모터(105)가 설치되고, 상기 프레임(103)의 일측에는 프레임(103) 정면에 설치된 헤드부(110)를 Y축 방향으로 이송하기 위한 Y축 구동모터(104)가 설치되며, 상기 헤드부(110)의 상부에는 상기 헤드부(110)를 Z축 방향으로 이송하기 위한 Z축 구동모터(111)가 구성된다.A
상기 프레임 구동모터(105), Y축 구동모터(104) 및 Z축 구동모터(111)는 제 어가 용이한 스테핑모터(Stepping motor) 또는 서보모터(Servo motor)를 사용하는 것이 바람직하다.The
상기 테이블(101) 내부에 설치된 LM가이드(Linear Motion Guide)(미도시)에 의해 프레임(103)이 테이블(101)에 설치되고, 프레임 구동모터(105)에 의해 상기 프레임(103)이 테이블(101) 양측에 형성된 가이드홈(102)을 따라 X축으로 슬라이드 이동할 수 있도록 구성되고, 상기 프레임(103)의 내부의 LM가이드(미도시)에 의해 프레임(103)에 설치되고, Y축 구동모터(104)에 의해 헤드부(110)가 상기 프레임(103)을 따라 Y축으로 슬라이드 이동할 수 있도록 구성되며, 상기 헤드부(110) 상부에 형성된 Z축 구동모터(111)에 의해 헤드부(110)가 Z축으로 승강할 수 있도록 구성된다.The
상기 구동모터에 의해 직선운동하는 LM가이드는 공지의 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.Since the LM guide linearly moving by the drive motor is a well-known technique, detailed description thereof will be omitted.
그리고, 상기 헤드부(110)에는 비트(115)를 장착하도록 콜렛(미도시)이 형성되고, 상기 비트(115) 외측에는 비트(115)가 동박적층판(120)을 가공할 때 발생하는 분진이 분산되는 것을 방지하기 위해 커버(114)가 형성되며, 상기 커버에는 상기 분진을 흡입하기 위한 분진흡입구(미도시)가 형성된다.In addition, a collet (not shown) is formed in the
그리고, 상기 테이블(101)의 내부에는 프레임 구동모터(105), Y축 구동모터(104) 및 Z축 구동모터(111)로 구성되는 구동부를 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)와 사용자가 설계한 회로패턴 및 이후 설명하는 측정좌표에 해당하는 각 동박적층판(120)의 높이를 저장하는 메모리(미도시)가 구성된다.The inside of the table 101 includes a controller (not shown) and a user designed to control a driving unit including a
상기와 같이 구성된 본 발명은 사용자가 설계한 회로패턴을 가공하기 위해 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 비트(115)가 장착된 헤드부(110)가 X축, Y축 및 Z축으로 자유롭게 이동하며 동박적층판(120)을 가공한다.The present invention configured as described above is free to the X-axis, Y-axis and Z-
이후, 상기와 같이 구성된 본 발명의 PCB 가공 조각기의 동박적층판(120) 가공방법을 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the copper foil laminated
일반적으로 동박적층판(120)은 페놀수지 또는 에폭시수지 등의 베이스(121) 상부에 얇은 두께의 동박(122)이 적층된 것으로서, 상기 동박적층판(120)은 그 두께에 비해 넓이가 넓기때문에 대부분의 동박적층판(120)은 볼록한 형태 또는 오목한 형태로 휘어 있는 상태이거나, 표면이 평편하지 못한 상태이다.In general, the copper-
상기와 같은 동박적층판(120)을 가공하기 위하여 가공 조각기의 테이블(101)에 고정하면 동박적층판(120)의 표면 높이가 일정하기 못하기 때문에 PCB를 정밀하게 가공하기 매우 힘든 문제점이 있다.In order to process the copper-
본 발명은 사용자가 설계한 회로패턴대로 동박적층판(120)을 가공하기 전에 헤드부(110)에 장착된 비트(115)가 회전하지 않는 상태에서 도 5에 도시한 바와 같이 컨트롤러는 동박적층판(120)의 가공범위 내를 일정 간격으로 측정좌표를 설정하고, 도8에 도시한 바와 같이 상기 설정된 측정좌표로 헤드부(110)를 이송한 후 Z축 구동모터(111)를 구동하여 헤드부(110)를 하강시킨다. 상기와 같이 헤드부(110)가 하강하면서 헤드부(110)에 장착된 회전하지 않는 상태의 비트(115)가 동박적층판(120)의 표면에 접촉하게 되고, 컨트롤러는 Z축 구동모터(111)의 작동을 중지시켜 헤드부(110)의 하강을 중지하고 그 상태의 동박적층판(120)의 높이를 측정하여 측정값을 메모리에 저장한다. According to the present invention, as shown in FIG. 5 in a state in which the
이때, 상기 Z축 구동모터(111)가 동박적층판(120)의 높이를 측정할 때 헤드부(110)는 Z축의 원점(Origin)으로부터 하강을 시작하여 비트(115)가 동박적층판(120)의 표면에 닿았을 때 까지의 거리를 측정하여 높이 데이터로 메모리에 저장하는 것이다. 상기 원점은 하드웨어적으로 설정된 좌표이거나, 소프트웨어 상에서 결정되는 좌표이다.At this time, when the Z-
그리고, 서보모터로 상기 Z축 구동모터(111)를 구성하였다면, 서보모터의 엔코더 또는 홀센서로 상기 높이데이터를 측정하도록 구성되고, 스테핑모터로 상기 Z축 구동모터(111)를 구성하였다면, 헤드부(110)의 원점부터 비트(115)가 동박적층판(120)의 표면에 접촉하였을 때까지의 스테핑모터의 구동 펄스를 카운트하여 이를 변위로 환산하여 높이 데이터를 측정하도록 구성되는 것이다.If the Z-
상기와 같이 특정 측정좌표의 높이데이터 측정이 완료되면, 다시 헤드부(110)를 상승시켜 다음 측정좌표로 헤드부(110)를 이송함으로써 각 측정좌표에 해당하는 동박적층판(120)의 높이를 측정 기록하는 작업을 반복 수행한다.When the measurement of the height data of the specific measurement coordinate is completed as described above, the
상기와 같이 각 측정좌표에 해당하는 동박적층판(120)의 높이를 측정 기록한 컨트롤러는 스핀들모터(113)를 구동하여 사용자가 설계한 회로패턴대로 동박적층판(120)을 가공한다. 이때, 상기 비트(115)가 동박적층판(120)을 가공할 때 각 측정좌표에 해당하는 지점에 비트(115)가 도달하면 컨트롤러는 메모리에 저장된 해당 측정좌표에 해당하는 동박적층판(120)의 높이 데이터를 로딩하고 Z축 구 동모터(111)를 작동하여 비트(115)의 동박적층판(120) 가공깊이를 조정함으로써 동박적층판(120)을 균일한 깊이로 정밀하게 가공한다.The controller that measures and records the height of the copper-
즉, 도 9에 도시한 바와 같이 사용자가 입력부를 통해 동박적층판(120)의 가공범위와, 가공범위 내의 측정좌표 간 거리 및 회로패턴의 형상 데이터를 입력하면 컨트롤러는 구동부를 작동하여 헤드부(110)를 사용자가 입력한 각 측정좌표로 이송하고, Z축 구동모터(111)를 구동하여 비트(115)를 하강시켜 측정좌표의 동박적층판(120) 높이를 측정하고 기록하며, 동박적층판(120) 가공시 저장된 각 측정좌표의 데이터를 로딩하여 가공깊이를 일정하게 유지하도록 하는 것이다.That is, as shown in FIG. 9, when the user inputs the machining range of the copper
상기와 같이 동박적층판(120)을 가공하면 도 7에 도시한 바와 같이 동박적층판(120)의 베이스(121) 상부 동박(122)을 가공하여 회로패턴 대로 PCB가 가공되는 것이다.When the copper foil laminated
이때, 상기 구동부의 프레임 구동모터(105), Y축 구동모터(104) 및 Z축 구동모터(111)는 제어하기가 용이한 스테핑모터 또는 서보모터를 사용하는 것이 바람직하다.In this case, the
또한, 상기 헤드부(110)를 Z축으로 구동하는 Z축 구동모터(111)에는 사용자가 손으로 모터축을 회전시킬 수 있도록, 모터축과 연결된 조정다이얼(112)을 더 포함하여 구성함으로써, 사용자가 손으로 직접 헤드부(110)의 Z축 높이를 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the Z-
이상, 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기 및 이를 이용한 가공방법에 대해 설명하였다. 상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The PCB processing engraver and the processing method using the same according to the present invention have been described above. The technical configuration of the present invention will be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, and the meanings of the claims and All changes or modifications derived from the scope and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 종래 PCB 가공 조각기의 헤드부를 도시한 정면도.1 is a front view showing a head portion of a conventional PCB processing engraver.
도 2는 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 사시도.2 is a perspective view of a PCB processing engraver according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 평면도.3 is a plan view of a PCB processing engraver according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 측면도.4 is a side view of a PCB processing engraver according to the present invention.
도 5는 동박적층판의 사시도.5 is a perspective view of a copper clad laminate.
도 6은 가공하기 위해 동박적층판의 높이를 측정한 포인트를 도시한 도면.FIG. 6 is a view showing points of measuring a height of a copper clad laminate to be processed; FIG.
도 7은 가공된 상태의 PCB 단면도.7 is a cross-sectional view of the PCB in the processed state.
도 8은 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 가공 방법을 도시한 단계도.Figure 8 is a step showing a machining method of a PCB processing engraver according to the present invention.
도 9는 본 발명에 의한 PCB 가공 조각기의 신호 흐름도.9 is a signal flow diagram of a PCB processing engraver according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101 : 테이블101: table
102 : 가이드홈102: Guide groove
103 : 프레임103: frame
104 : Y축 구동모터104: Y axis drive motor
105 : 프레임 구동모터105: frame drive motor
110 : 헤드부110: head
111 : Z축 구동모터111: Z axis drive motor
112 : 조정다이얼112: adjustment dial
113 : 스핀들모터113: spindle motor
114 : 커버114: cover
115 : 비트115: bits
120 : 동박적층판120: copper clad laminate
121 : 베이스121: base
122 : 동박122: copper foil
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