KR20170030007A

KR20170030007A - 드릴 구조

Info

Publication number: KR20170030007A
Application number: KR1020150160607A
Authority: KR
Inventors: 닉 성-하오 치엔; 리-이 차오; 펭-유 린; 밍-유안 자오; 천-유 첸
Original assignee: 티씨티 글로벌 리미티드
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2017-03-16
Also published as: TWM513078U; JP3203522U; US20170066063A1

Abstract

드릴 구조에 있어서, 생크부; 및 생크부의 일단에 설치되는 플루트부를 포함하고, 플루트부의 최선단에는, 양측에서 뒤로 경사지게 2개의 대칭되는 주요 릴리프면이 형성되는 치즐 에지가 설치되고, 매 하나의 주요 릴리프면은 절삭날, 칼등날 및 바깥날을 포함하며, 바깥날은 2개의 나선형 날 및 2개의 나선형 홈이 형성되도록 플루트부의 외주면을 따라 생크부 방향으로 연장되면서 감돌고, 매 하나의 주요 릴리프면의 절삭날과 다른 하나의 주요 릴리프면의 일부 칼등날은 공동으로 보조 릴리프면을 연장 구비하여 나선형 홈의 벽면까지 연장되도록 하며, 또한 보조 릴리프면과 수평면 사이에는 끼임각이 구비된다. 이러한 드릴 구조는 치즐 에지의 두께를 감소시킬 수 있어, 드릴링할 때의 드릴 저항이 작아 스핀들의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

Description

드릴 구조{DRILL STRUCTURE}

본 발명은 드릴 구조(drill structure)에 관한 것으로, 특히 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)에 적용되는 드릴 구조에 관한 것이다.

과학기술의 발전과 더불어, 인쇄회로기판 상의 도선은 점차 고밀도 및 고정밀의 라인으로 세분화되어 발전하고 있다. 시장에서 요구하는 인쇄회로기판에 대한 고품질, 높은 수요량과 빠른 공급 등 치열한 경쟁환경에 적응하기 위하여, 인쇄회로기판의 드릴링 가공 공정에서 사용되는 마이크로 드릴(micro drill)의 정밀도, 강도와 공급속도, 심지어 홀벽의 품질 등 가공조건에 대한 업계의 요구도 갈수록 높아가고 있다. 게다가, 실무상에서 업계에서는 가공효율을 향상시키고 제조원가를 감소하기 위하여 일반적으로 적층하여 형성된 복수 개의 인쇄회로기판에 대하여 동시에 동일한 드릴링 가공 공정을 진행하므로, 사용되는 드릴의 길이가 상대적으로 길어야 하고, 또 충분한 강도와 칩 제거 능력을 구비해야 한다.

마이크로 드릴은 주로 생크부 및 생크부의 일단에 연결되는 플루트부를 포함하고, 플루트부의 최선단에 릴리프면 구조(10)가 설치되며, 도1에 도시된 바와 같이, 릴리프면 구조(10)는 2개의 주요 릴리프면(12, 12’)(relief surface) 및 칼날 정지점(16)에 대칭되게 설치되는 2개의 보조 릴리프면(14, 14’)을 포함함으로써, 릴리프면 구조(10)로 가공물의 표면을 드릴링한다. 이러한 설계의 릴리프면 구조(10)에서, 보조 릴리프면(14, 14’)은 전체 릴리프면 구조(10)의 강도를 대폭 약화시켜 릴리프면이 쉽게 파손되게 하고 드릴의 사용 수명을 단축시킨다. 이 밖에, 주요 릴리프면(12)의 모서리(121)(sharp edge)와 보조 릴리프면(14)의 모서리(141)로 이루어진 치즐 에지(chisel edge)의 두께(T)가 비교적 크므로, 드릴링할 때 드릴 저항이 비교적 커서 쉽게 드릴의 사용 수명을 단축시킨다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기존의 보조 릴리프면과 같은 설계를 제거하여 릴리프면 구조의 강도를 대폭 강화시키는데 유리하게 하여 드릴의 사용수명을 연장시킬 수 있고, 또한 보조 릴리프면을 경사지게 설계함으로써 치즐 에지의 두께를 감소시켜, 이러한 드릴 구조로 드릴링할 때 드릴 저항이 작게 하여 스핀들의 사용 수명을 증가시킬 수 있는 드릴 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 일시시예의 드릴 구조는 생크부; 및 생크부의 일단에 설치되는 플루트부를 포함하고, 플루트부의 최선단에는, 양측에서 뒤로 경사지게 2개의 대칭되는 주요 릴리프면이 형성되는 치즐 에지가 설치되고, 매 하나의 주요 릴리프면은 절삭날, 칼등날 및 바깥날을 포함하며, 바깥날은 2개의 나선형 날 및 2개의 나선형 홈이 형성되도록 플루트부의 외주면을 따라 생크부 방향으로 연장되면서 감돌고, 매 하나의 주요 릴리프면의 절삭날과 다른 하나의 주요 릴리프면의 일부 칼등날은 공동으로 보조 릴리프면을 연장 구비하여 나선형 홈의 벽면까지 연장되도록 하며, 또한 보조 릴리프면과 수평면 사이에는 끼임각이 구비되고, 일 실시예에서 보조 릴리프면의 너비는 플루트부의 외경의 20% 내지 80%를 차지한다.

여기서, 매 하나의 릴리프면의 일부 바깥날은 나선형 날을 따라 갭 홈을 형성하며, 갭 홈은 칼등날과 인접한다. 일 실시예에서, 플루트부는 헤드부 및 몸체부로 구분되고, 헤드부의 최선단은 치즐 에지이며, 몸체부의 외경은 헤드부의 외경보다 작고, 또한 갭 홈은 헤드부의 나선형 날에 위치한다. 여기서, 몸체부의 외경 및 헤드부의 외경 사이에는 플루트부의 외경의 1% 내지 20%를 차지하는 단차부를 구비한다.

여기서, 매 하나의 주요 릴리프면과 수평면 사이의 끼임각은 5° 내지 30° 사이에 개재되고, 또한 2개의 주요 릴리프면은 100° 내지 170° 사이에 개재되는 드릴 포인트 각도를 이룬다.

일 실시예에서, 플루트부는 치즐 에지에서 생크부 방향으로 순차적으로 전단, 중단 및 후단으로 구분되고, 2개의 나선형 홈은 전단에서 서로 대칭되게 이격되고, 중단에서 점차적으로 가까워지며, 후단에서 일부가 겹쳐진다.

일 실시예에서, 생크부의 재질은 스테인리스강이고, 플루트부의 재질은 텅스텐 카바이드이며, 생크부 및 플루트부는 용접 또는 접착제에 의해 함께 접합된다. 또한 다른 일 실시예에서, 생크부의 단면에는 내부홀이 설치되고, 플루트부의 일단에는 삽입단이 구비되며, 내부홀의 내경은 삽입단의 외경보다 작거나 또는 같고, 또한 생크부와 플루트부를 결합시키도록 삽입단은 내부홀에 끼워 삽입된다.

도1은 기존의 드릴 구조의 릴리프면 구조를 도시한 모식도이다.
도2는 본 발명에 따른 일 실시예의 드릴 구조를 도시한 구조 모식도이다.
도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 제1 실시예의 드릴 구조를 각각 도시한 단면 평면도 및 부분적 측면 모식도이다.
도4a 및 도4b는 본 발명에 따른 제2 실시예의 드릴 구조를 각각 도시한 단면 평면도 및 부분적 측면 모식도이다.
도5는 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 드릴 구조를 도시한 구조 모식도이다.

도2는 본 발명에 따른 일 실시예의 드릴 구조를 도시한 구조 모식도이고, 도2에 도시된 바와 같이, 드릴 구조(20)은 생크부(22); 및 생크부(22)의 일단에 설치되는 플루트부(24)를 포함하고, 플루트부(24)의 최선단에는, 양측에서 뒤로 경사지게 2개의 대칭되는 주요 릴리프면(28, 28’)이 형성되는 치즐 에지(26)가 설치되고, 도3a 및 도3b를 동시에 참조하면, 도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 제1 실시예의 드릴 구조를 각각 도시한 단면 평면도 및 부분적 측면 모식도로서, 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 매 하나의 주요 릴리프면(28, 28’)은 절삭날(281, 281', 칼등날(282, 282’) 및 바깥날(283, 283’)을 포함하고, 2개의 주요 릴리프면(28, 28’)의 2개의 바깥날(283, 283’)은 2개의 나선형 날(30, 30’) 및 2개의 나선형 홈(32, 32’)이 형성되도록 플루트부(24)의 외주면을 따라 생크부(22) 방향으로 연장되면서 감돌고, 매 하나의 주요 릴리프면(28, 28’)의 절삭날(281, 281’)과 다른 하나의 주요 릴리프면(28’, 28)의 일부 칼등날(282’, 282)은 공동으로 보조 릴리프면(34, 34’)을 연장 구비하여 나선형 홈(32’, 32)의 벽면까지 연장되도록 한다.

여기서, 2개의 주요 릴리프면(28, 28’)은 치즐 에지(26)의 양측에서 각각 생크부(22) 방향으로 경사지고, 도3b에 도시된 바와 같이, 이들의 경사각(θ1)은 5° 내지 30° 사이에 개재되며, 또한 2개의 대칭되게 경사진 주요 릴리프면(28, 28’)은 드릴 포인트 각도(θ2)를 이루고, 도2에 도시된 바와 같이, 드릴 포인트 각도(θ2)는 100° 내지 170° 사이에 개재된다.

상기 설명에 계속하여, 도3에 도시된 바와 같이, 주요 릴리프면(28, 28’)의 칼등날(282, 282’)은 약간 이중 호형을 나타내고, 그 중의 주요 릴리프면(28)을 예로 들면, 칼등날(282)은 제1 호형 가장자리(282a) 및 제2 호형 가장자리(282b)를 구비하고, 그 중에서 제1 호형 가장자리(282a)와 다른 하나의 주요 릴리프면(28’)의 절삭날(281’)은 공동으로 보조 릴리프면(34’)을 연장 구비하며, 도3b에 도시된 바와 같이, 보조 릴리프면(34’)과 수평면 사이에는 끼임각(θ3)이 구비되고, 상기 실시예에서, 끼임각(θ3)은 90° 내지 180° 사이에 개재되며, 도3a에 도시된 바와 같이, 즉 보조 릴리프면(34, 34’)의 저부 가장자리(341, 341’)는 주요 릴리프면(28, 28’)의 외측 방향으로 경사되어 상기 보조 릴리프면(34, 34’)이 부의 경사각을 구비하도록 정의한다.

도4a 및 도4b는 본 발명에 따른 제2 실시예의 드릴 구조를 각각 도시한 단면 평면도 및 부분적 측면 모식도이고, 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 치즐 에지(26)의 양측에서 뒤로 경사지게 2개의 대칭되는 주요 릴리프면(28, 28’)을 형성하고, 매 하나의 주요 릴리프면(28, 28’)은 절삭날(281, 281’), 칼등날(282, 282’) 및 바깥날(283, 283’)을 포함하며, 매 하나의 주요 릴리프면(28, 28’)의 절삭날(281, 281’)과 다른 하나의 주요 릴리프면(28’, 28)의 일부 칼등날(282’, 282)은 공동으로 보조 릴리프면(34, 34’)을 연장 구비하여 나선형 홈(32’, 32)의 벽면까지 연장되도록 한다. 제1 실시예와 달리, 상기 제2 실시예에서는, 도4b에 도시된 바와 같이, 보조 릴리프면(34’)과 수평면 사이의 끼임각(θ3)은 0° 내지 90° 사이에 개재되고, 도4a에 도시된 바와 같이, 즉 보조 릴리프면(34, 34’)의 저부 가장자리(341, 341’)는 주요 릴리프면(28, 28’)의 내측 방향으로 경사되어, 보조 릴리프면(34, 34’)이 정의 경사각을 구비하도록 정의한다.

일 실시예에서, 보조 릴리프면(34, 34’)이 정의 경사각을 구비하든 부의 경사각을 구비하든, 보조 릴리프면(34, 34’)의 너비(W)는 플루트부(24)의 외경의 20% 내지 80%를 차지하고, 바람직하게는 플루트부(24)의 외경의 60%를 차지한다. 또한, 도2, 도3a 및 도4a에 도시된 바를 참조하면, 매 하나의 주요 릴리프면(28, 28’)의 일부 바깥날(283, 283’)은 나선형 날(30, 30’)을 따라 갭 홈(36, 36’)을 형성하며, 갭 홈(36, 36’)은 칼등날(282, 282’)과 인접하고, 일 실시예에서, 갭 홈(36, 36’)의 길이는 나선형 홈(32, 32’)의 길이보다 짧다. 또한, 일 실시예에서, 플루트부(24)는 헤드부(241) 및 몸체부(242)로 구분될 수 있고, 헤드부(241)의 최선단이 즉 치즐 에지(26)이며, 헤드부(241)의 길이는 약 0.2mm 내지 1.2mm 사이에 개재되고, 또한 헤드부(241)의 외경은 몸체부(242)의 외경보다 크며, 헤드부(241)의 외경과 몸체부(243)의 외경 사이의 단차부(d)은 약 플루트부(24)의 외경의 1% 내지 20% 차지하며, 그 중에서 갭 홈(36, 36’)은 헤드부(241)의 나선형 날(30, 30’)에 위치한다.

더 설명하자면, 도5에 도시된 바와 같이, 플루트부(24)는 치즐 에지(26)에서 생크부(22) 방향으로 순차적으로 전단(24a), 중단(24b) 및 후단(24c)으로 구분될 수 있는 바, 전단(24a)은 헤드부(241)(도2에 도시됨)의 영역과 동일할 수 있고, 헤드부(241)의 영역보다 길거나 또는 헤드부(241)의 영역보다 짧을 수 있으며, 2개의 나선형 홈(32, 32’)은 전단(24a)에서 대칭되게 이격되고, 중단(24b)에서 점차적으로 가까워지며, 후단(24c)에서 일부가 겹쳐진다. 일 실시예에서, 도5에 도시된 바와 같이, 그 중에서 전단(24a)의 영역은 헤드부(241)(도2에 도시됨)의 영역과 대응되고, 중단(24b) 및 후단(24c)의 영역은 상기 몸체부(242)(도2에 도시됨)의 영역과 대응된다. 즉, 헤드부(241)에서 2개의 나선형 홈(32, 32’)은 대칭되게 이격되는 형상을 나타내고, 몸체부(242)에서 2개의 나선형 홈(32, 32’)은 점차적으로 가까워지면서 부분적으로 완전히 겹쳐진다.

여기서, 드릴 구조의 생크부(22)의 재질은 스테인리스강 재질이고, 플루트부(24)의 재질은 텅스텐 카바이드 재질이며, 일 실시예에서, 생크부(22) 및 플루트부(24)는 용접 또는 접착제에 의해 함께 접합된다. 또 다른 일 실시예에서, 생크부(22)의 단면에는 내부홀(미도시)을 설치할 수 있으며, 플루트부(24)의 일단에는 삽입단(미도시)이 구비되고, 내부홀의 내경은 삽입단의 외경보다 작거나 또는 같고, 삽입단을 내부홀 내에 끼워 삽입시켜 생크부(22)와 플루트부(24)를 결합시킨다. 또는 드릴 구조(20)의 생크부(22) 및 플루트부(24)는 텅스텐 카바이드 봉재로 일체화 성형된 것 일 수 있다.

본 발명에 의하면, 도1 에 도시된 보조 릴리프면과 같은 설계를 제거하면 릴리프면 구조의 강도를 대폭 강화시키는 것에 유리하여 드릴의 사용수명을 증시킬 수 있고, 또한 보조 릴리프면을 경사지게 설계함으로써 치즐 에지의 두께를 감소시켜, 이러한 드릴 구조로 드릴링할 때 드릴 저항이 작게 하여 스핀들의 사용 수명을 증가시킬 수 있다.

상술한 실시예는 단지 본 발명의 기술적 사상 및 특징을 설명하기 위한 것으로, 그 목적은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명의 내용을 이해하고 이에 근거하여 실시할 수 있도록 하는 것이므로, 이로 인해 본 발명의 특허청구범위가 한정되지 말아야 한다. 즉, 대체로 본 발명에서 게시된 사상에 근거하여 실시하는 균등 변화 및 수식은 여전히 본 발명의 특허청구범위 내에 속해야 한다.

10: 릴리프면 구조 12, 12': 주요 릴리프면 121: 모서리
4, 14’: 보조 릴리프면 141: 모서리 16: 칼날 정지점
T: 두께 20: 드릴 구조 22: 생크부
24: 플루트부 241: 헤드부 242: 몸체부
24a: 전단 24b: 중단 24c: 후단
26: 치즐 에지 28, 28’: 주요 릴리프면
281, 281’: 절삭날 282, 282’: 칼등날
282a: 제1 호형 가장자리 282b: 제2 호형 가장자리
283, 283’: 바깥날 30, 30’: 나선형 날
32, 32’: 나선형 홈 34, 34’: 보조 릴리프면
341’: 저부 가장자리 θ1: 경사각
θ2: 드릴 포인트 각도 θ3: 끼임각 W: 너비
36, 36': 갭 홈 d: 단차부

Claims

생크부(shank part); 및
생크부의 일단에 설치되는 플루트부(flute part)를 포함하고,
상기 플루트부의 최선단에는, 양측에서 뒤로 경사지게 2개의 대칭되는 주요 릴리프면(primary relief surface)이 형성되는 치즐 에지(chisel edge)가 설치되고, 매 하나의 주요 릴리프면은 절삭날(cutting edge), 칼등날(knife-back edge) 및 바깥날(outer edge)을 포함하며, 상기 바깥날은 2개의 나선형 날(helical cutting edge) 및 2개의 나선형 홈(helical groove)이 형성되도록 상기 플루트부의 외주면을 따라 상기 생크부 방향으로 연장되면서 감돌고, 매 하나의 상기 주요 릴리프면의 상기 절삭날과 다른 하나의 상기 주요 릴리프면의 일부 상기 칼등날은 공동으로 보조 릴리프면(assist relief surface)을 연장 구비하여 상기 나선형 홈의 벽면까지 연장되도록 하는 드릴 구조(drill structure).
제1항에 있어서, 상기 보조 릴리프면과 수평면 사이에는 끼임각이 구비되는 드릴 구조.
제1항에 있어서, 상기 보조 릴리프면의 너비는 상기 플루트부의 외경의 20% 내지 80%를 차지하는 드릴 구조.
제1항에 있어서, 매 하나의 상기 릴리프면의 일부 상기 바깥날은 상기 나선형 날을 따라 갭 홈(Gap groove)을 형성하며, 상기 갭 홈은 상기 칼등날과 인접하는 드릴 구조.
제4항에 있어서, 상기 플루트부는 헤드부 및 몸체부로 구분되고, 상기 헤드부의 최선단은 상기 치즐 에지이며, 상기 몸체부의 외경은 상기 헤드부의 외경보다 작고, 또한 상기 갭 홈은 상기 헤드부의 상기 나선형 날에 위치하는 드릴 구조.
제5항에 있어서, 상기 몸체부의 외경 및 상기 헤드부의 외경 사이에는 상기 플루트부의 외경의 1% 내지 20%를 차지하는 단차부를 구비하는 드릴 구조.
제1항에 있어서, 매 하나의 상기 주요 릴리프면과 수평면 사이의 끼임각은 5° 내지 30° 사이에 개재되고, 또한 2개의 상기 주요 릴리프면은 100° 내지 170° 사이에 개재되는 드릴 포인트 각도(drill point angle)를 이루는 드릴 구조.
제1항에 있어서, 상기 플루트부는 상기 치즐 에지에서 상기 생크부 방향으로 순차적으로 전단(前段), 중단(中段) 및 후단(後段)으로 구분되고, 2개의 상기 나선형 홈은 상기 전단에서 서로 대칭되게 이격되고, 상기 중단에서 점차적으로 가까워지며, 상기 후단에서 일부가 겹쳐지는 드릴 구조.
제1항에 있어서, 상기 생크부의 재질은 스테인리스강이고, 상기 플루트부의 재질은 텅스텐 카바이드(Tungsten Carbide)이며, 상기 생크부 및 상기 플루트부는 용접 또는 접착제에 의해 함께 접합되는 드릴 구조.
제1항에 있어서, 상기 생크부의 단면에는 내부홀이 설치되고, 상기 플루트부의 일단에는 삽입단이 구비되며, 상기 내부홀의 내경은 상기 삽입단의 외경보다 작거나 또는 같고, 또한 상기 삽입단은 상기 내부홀에 끼워 삽입되는 드릴 구조.