KR930004542B1 - 편향연삭 어셈블리 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

편향연삭 어셈블리

[도면의 간단한 설명]

다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부된 도면 및 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명을 통해서 나타난다.

제1도는 종래의 다중층 인쇄회로기판의 분해투시도이다.

제2도는 도금작업에 있어서의 잠재적인 결함을 보여주는 도면으로서, 제1도의 다중층 회로기판에 있는 노출된 도금 관통구멍의 횡단면도이다.

제3a도는 판넬상에 배치된 종래의 쿠폰 및 회로기판의 개략적인 평면도이다.

제3b도는 제3a도에 도시된 쿠폰중 하나의 쿠폰의 확대도이다.

제4도는 시험구멍의 직경으로 부터 이어진 횡단면의 거리에 대한 도금 두께의 측정중에 생기는 오차를 보여주는 도면이다.

제5a도는 쿠폰에 인쇄된 새로운 편향연삭 어셈블리의 평면도이다.

제5b도는 드릴 천공된 구멍에 의해 정렬되어 이어지는 가장자리를 나타내는 도면으로서, 제5a도에 도시된 조절트랙 일부의 확대된 상세도이다.

제6도는 쿠폰 마운트(mount)에 박힌 제5a도의 쿠폰의 투시도이다.

제7도는 쿠폰상에 있고, 조절트랙으로서 드릴 천공된 도금 구멍을 이용하는 새로운 연삭 가이드의 평면도이다.

제8a도 및 제8b도는 연속적인 연삭단계를 거친 후의 제7도에 도시된 쿠폰의 개략적인 횡단면도이다.

제9도는 가이드의 연속적인 모니터링을 가능하게 하기 위하여 공동의 도금 관통된 구멍에 의해 서로 연결된 두개의 새로운 연삭 가이드의 투시도이다.

제10a도는 구리-땜납 계면이 노출되는 쿠폰을 갖는 본 발명에 따른 평향 연삭 어셈블리의 개략적인 분해투시도이다.

제10b도는 제10a도에 도시된 쿠폰들중 하나의 횡단면도이다.

제11도는 제10a도에 도시된 연삭 어셈블리의 개략적인 정면도이다.

제12도는 제10a도 및 제11도에 도시된 조절판의 내부층을 개략적으로 도시한 정면도이다.

제13도는 제10a도에 도시된 선반부를 위치시키기 위한 두개의 브래킷을 개략적으로 도시한 사시도이다.

제14도는 더 복잡한 브래킷의 사시도이다.

제15도는 조절판이 제거된 본 발명에 따른 또 다른 편향연삭 어셈블리의 부분절개 투시도이다.

제16도는 제15도에 도시된 선반부 및 홈을 형성하기 위한 공구를 나타낸 도면이다.

제17도는 또 다른 선반부 형상의 횡단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 대상물의 편향연삭을 수행하기 위한 어셈블리에 관한 것이며, 특히 선택된 각도와 소정의 안내 깊이로 대상물의 한 부분을 정확하게 노출시키는 평향연삭 어셈블리에 관한 것이다.

[관련된 출원]

본 출원은 도오슨씨 등의 "연삭 가이드와 대상물의 자동연삭을 조절하는 방법"이라는 1985년 9월 3일자로 제출된 미합중국 특허출원 제 772,269호의 일부 연속출원이다.

[발명의 배경]

현재 연삭작업을 연삭되는 대상물에 연마재를 각각 적용시키기 위한 시간 간격의 설정 및 그 연마재가 연삭되는 대상물을 마모시키는 비율의 육안 관찰에 의해 조절되고 있다. 또 하나의 조절절차에 있어서, 연삭작업자는 각각의 연삭 작업에 대해 바람직한 연삭깊이의 해당하는 수준에서 기계적인 작동이 정지되도록 정해놓은 것이다.

그러한 연삭되는 대상물중 하나가 인쇄회로기판 쿠폰(coupon)이다. 인쇄 회로기판은 다이오우드, 저항기 및 콘덴서와 같은 구성요소에 대해 설치표면과 전기적 상호연결 시스템을 제공한다. 원래, 회로기판은 단일면에 인쇄되는 것이었지만, 현재 사용되는 대부분의 회로기판은 양면 또는 다중층으로 되어있다. 다중층 인쇄회로기판, 즉 기판의 몇개의 층에 인쇄된 회로를 갖는 회로기판은 그층들 사이의 균일하고 신뢰할 수 있는 전기적인 연결이 필요하다. 이와같은 중요한 연결은 쌓여진 기판층을 드릴로 관통하여 형성된 플레이트 구멍들에 의해서 이루어진다. 드릴 구멍들은 구리로 도금되고, 다음에는 전기적인 상호연결을 이루도록 납땜된다. 각각의 모든 도금된 관통구멍은 소정의 균일한 두께를 유지해야 한다. 도금에 있어서의 소공, 균열, 작은 마디 및 기타의 결함은 전체의 회로기판을 못쓰게 만든다.

또한, 전체의 인쇄회로 기판의 신뢰도는 구리층에 대한 납땜층의 적절한 부착에 의존한다. 땜납박리는 어떤 상황에서는 심각한 문제가 된다. 특히, 전기 화학 학회지(376-383, 1981년)에 쿠마 케이.(Kumar, K.) 및 모스카르톨로 에이.(Moscaritolo, A.)가 발표한 "인쇄회로기판에 있어서 땜납 접착 실패의 광학적 및 오거 마이크로 분석"에서와 같이 화씨 120 내지 130도의 온도에서 연장하여 사용할 때에 심각한 문제가 된다. 산화물 입자가 땜납층과 구리층의 계면에 축적되어 땜납 접착 실패를 일으키게 된다.

다수의 인쇄회로기판은 통상적으로 재료의 다일 판넬상에 있다. 만일, 어떠한 결함이 존재하게 되면 대부분의 도금된 관통구멍 또는 인쇄회로기판의 구리납 계면에 도금결합이 나타난다. 그러므로, 하나 이상의 쿠폰이 인쇄될 각각의 회로기판에 대한 판넬상에 있게 된다. 동-납 계면을 검사할 수 있도록 하기 위하여 각각의 쿠폰은 인쇄회로기판과 동시에 도금되는 하나 이상의 연장패드를 갖는다. 쿠폰은 각각의 기판에 대해 특정한 식별코드로 라벨 표시되어 있고, 추후의 검사를 위해서 분리된다.

계면을 더 노출시키기 위해 약간의 각도를 이루어 쿠폰을 연삭하는 것이 바람직하다. 계면의 노출을 크게하는 것은 층들이 아주 얇기 때문에 특별히 중요하다. 구리층 및 납층은 통상적으로 2 내지 3mm정도로 얇고, 그 계면은 더 얇다. 현재는, 하나 이상의 쿠폰이 6도 편향을 갖는 테프론 실린더상에 위치된다. 포팅몰드(potting mold)가 쿠폰 및 실린더 위로 올려지고, 첫번째의 포팅된 표면을 형성하도록 포팅 재료로 채워진다. 몰드가 제거되고, 부분적으로 포팅된 쿠폰은 테프론 실린더로 부터 들어올려져서 뒤집어진다. 두번째의 몰드가 쿠폰의 노출면 위에 올려지고 추가의 포팅재료가 첨가됨으로써, 쿠폰들은 쿠폰에 대한 호울더로서 기능하는 포팅재료에 완전하게 끼워넣어진다.

검사에는 불리하게, 연삭은 현재로서는 상당한 정확도가 요구되므로, 지루하고 시간을 낭비하는 공정이다. 연삭공정에는 적어도 3 또는 4단계가 포함되는데, 이 단계들은 연삭기의 육안검사에 의해 수동 또는 반자동으로 수행된다. 연삭기는 다이아몬드와 같은 경도가 높은 재료를 포함하는 다수개의 조절가능한 기계적 멈춤이 구비된 디스크에 하나 이상의 호울더를 수용하고 있다.

각각의 호울더의 첫번째 포팅된 표면은 수백 rpm으로 회전하는 거친 그릿(grit)에 대해 몇분간 연삭된다. 거친 그릿은 추가의 시간동안 호울더에 대해 회전되는 중간 그릿으로 대체된다. 반자동 기계장치가 사용될때, 작업자는 모든 다이아몬드 멈춤이 그릿에 접촉한 후에 중간 그릿으로 부터 쿠폰을 제거한다. 작업자는 다이아몬드 멈춤을 다시 설치한다. 다음에는, 미세한 그릿이 쿠폰에 적용되는데, 30 내지 50초 동안 또는 모든 다이아몬드 멈춤이 또다시 연마제에 접촉할때까지 적용된다. 연삭기를 위해서 다이아몬드 멈춤은 호울더와 동일평면 상에 설치된다. 끝으로, 편향되어 노출된 구리-납 계면을 갖는 쿠폰을 하나 이상의 연마단계로 처리된다.

회뢰기판마다 하나 이상의 쿠폰을 연삭하는데 드는 비용과 노력은 매년 생산되는 수백만개의 인쇄회로기판의 증가추세로 볼때 중대한 문제를 제시한다. 현재 대부분의 쿠폰은 쿠폰당 15 내지 25달러의 비용으로 수작업으로 연삭된다. 손으로 하는 연삭은 항상 작업자의 주의를 요구하고 현미경을 사용하여 자주 검사를 해야한다. 각각의 시각적인 검사는 연삭작업을 중단시킨다. 작업자의 신뢰도는 변화무쌍하다. 과다연삭 및 과소연삭이 빈번히 발생한다. 쿠폰들은 파괴되기 쉽게 노출되므로, 과다연삭하는 실수는 고치기가 어렵고, 결과적으로 두번째의 쿠폰을 사용해 완전히 재연삭을 하지 않는한 어울리게 인쇄된 와이어 보드가 완전히 무효가 된다. 과소연삭이 탐지되었을때는 작업자가 쿠폰을 회수하여 다시 작업대에 올려놓고 추가의 계획에 없던 연삭을 다시 수행함으로써 고칠 수 있다.

반자동 또는 기계로 보조되는 연삭도 또한 섬세한 작업자의 주위를 요한다. 기계는 손으로 하는 연삭보다 더 믿을 수 있지만, 축적되는 오차때문에 얇은 계면을 노출시켜야 하는 경우에는 신뢰성이 없다. 쿠폰은 포팅재료에 대하여 잘못 놓여질 수 있고, 이에따라 쿠폰이 과다 또는 과소연삭이 초래될 수 있다. 또한, 호울더는 기계적인 멈춤을 정하는 것과 관련하여 디스크에 처음에 잘못 마춰질 수 있고, 멈출부 자체가 마모될 수 있는 것이다. 또한 몇개의 호울더는 서로에 대해 디스크에 잘못 위치될 수 있다.

한 장치에 의해서, 연삭될 기층에 있는 단락 전도체를 갖는 두개의 말단 스트립을 서로 연결하여 연삭을 자동화하기 위한 시도가 이루어졌다. 연삭작업은 단락 전도체를 통과하는 전류흐름의 양에 의해 제어된다. 그러나, 이 기술은 비교적 부정확하며, 손으로 하는 마무리 작업에 의존해야 하는 것이다.

[발명의 개요]

본 발명의 목적은 대상물의 연삭될 표면에 대해 평향된 평면을 따라서 연삭을 정확히 제어하는 평향연삭 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 구리-납 계면을 노출시키도록 인쇄회로기판 쿠폰을 연삭하는데 사용되는 평향 연삭 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 충분히 자동화된 연삭에 적합한 편향연삭 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 쿠폰 연삭단계의 다중성을 정확히 제어할 수 있는 평향연삭 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 쿠폰 과다연삭 또는 과소연삭을 방지하는 편향연삭 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명은 대상물의 연삭을 효과적으로 제거하기 위해 고안된 것이다. 즉, 연삭가이드를 갖춘 소모성 조절판에 대해여 정확히 위치되고 편향되어 있는 선반부상에 쿠폰을 올려놓고, 조절트랙을 갖춘 가이드를 2개의 전도성 리이드를 상호연결시키는 조절판상에 설치하며, 소정각도로 노출된 쿠폰을 바람직한 소정깊이로 연삭함과 동시에 트랙의 파손이 일어나도록 선반부를 위치시킴에 의해서, 자체 표면에 대하여 소정각도를 이루고 있는 인쇄회로기판 쿠폰과 같은 대상물 연삭의 효과적인 제어가 달성될 수 있다.

본 발명은 소정각도에서 미리 정해진 연삭깊이로 대상물을 연삭하기 위한 연삭 어셈블리를 특징으로 하고 있다. 조절판은 적어도 두개의 전도성 리이드 및 이 전도성 리이드를 서로 연결하는 전도성 조절트랙을 갖춘 연삭 가이드를 포함한다. 선반부는 리이드 및 이 전도성 리이드를 서로 연결하는 전도성 조절트랙을 갖춘 연삭 가이드를 포함한다. 선반부는 대상물이 소정의 연삭깊이로 편향된 연삭표면에 따라 연삭하는 경우에 트랙이 연삭되도록, 조절트랙의 후방 가장자리의 일부와 대상물의 소정연삭깊이를 정렬시키도록 위치된다.

하나의 실시예에 있어서, 연삭 어셈블리는 선반부 및 조절판을 서로에 대하여 위치시키기 위한 수단, 즉 조절판에 제공된 적어도 2개의 툴링핀(tooling pin)구멍과 같은 수단을 포함한다. 툴링핀 구멍은 선반부를 조절판에 대하여 정렬하여 결합시키기 위한 툴링핀(tooling pin)을 수용한다. 툴링핀 구멍들은 툴링핀 수단이 선반부의 상부 표면에 결합되는 방향으로 위치된다. 툴링핀 수단은 용이하게 연삭되는 유연한 금속으로 이루어진 금속핀이다. 이와는 달리, 상기 위치시키기 위한 수단은 조절판에 대하여 선반부를 고착시키기 위한 브래킷 수단을 포함한다. 브래킷 수단은 조절판과 미끄러지듯이 결합될 수 있게 하는 수단을 포함하고, 선반부를 미끄러듯이 수용하기 위해 클립 수단을 포함한다.

또 하나의 실시예에서, 조절 트랙은 조절판을 관통하여 형성된 도금-관통 구멍을 포함하고 있으며, 연삭 어셈블리는 선반부에 대상물을 부착시키기 위한 수단을 더 포함한다. 연삭 어셈블리는 포팅재료에 포팅되며, 연삭 가이드는, 전도성 리이드를 상호연결하고 또 다른 조절트랙의 후방 가장자리에 대하여 정확히 위치된 그 후방 가장자리의 적어도 일부를 갖는 제2의 조절트랙을 포함한다. 조절판은 여러층을 가지며, 각각의 조절트랙은 그 층들의 서로다른 하나에 배치된다.

또 다른 실시예에서, 선반부는 연삭 도중에 대상물을 이동시키기 위하여 컵안에 형성된다. 이 선반부는 소정각도로 대상물을 높여주기 위해 하나 이상의 랜드(land)를 포함하고 있으며, 컵은 조절판을 수용하기 위한 슬롯을 더 포함하고 있으며, 이 슬롯은 선반부의 상부표면에 대하여 소정깊이를 갖는다. 연삭될 대상물은 노출되는 도금계면을 갖는 인쇄회로기판 쿠폰이다.

본 발명은 소정각도에서 미리 정해진 연삭깊이로 연삭되는 대상물을 지지하기 위한 선반부, 및 하나 또는 그 이상의 전도성 조절트랙을 갖는 연삭 가이드를 갖춘 조절판을 포함하는 편향연삭 어셈블리이다. 상기 각각의 조절트랙은 한쌍의 전도성 리이드를 서로 연결한다. 선반부는 미리 정해진 각도로 편향된 연삭표면을 설정하고 대상물의 소정의 연삭깊이를 조절트랙의 후방 가장자리 일부와 정렬하도록 조절판에 대하여 위치한다. 이에따라, 대상물이 소정의 연삭깊이로 연삭되는 경우에, 트랙이 연삭된다.

본 발명에 따른 편향연삭 어셈블리는 단일의 또는 양면의 회로기판에 대한 쿠폰과 같은 대상물에 이용될 수 있는 한편, 상당한 양의 시간 및 비용이 각각의 다중층판에 투자되기 때문에, 제1도에 도시된 바와같은 다중층 회로기판에 사용되는 쿠폰의 연삭에 특히 유용하다. 다중층 인쇄회로기판(10)은 층(12, 14, 16, 18, 20)을 포함한다. 회로기판층(12, 16, 20)은 회로를 형성하기 위한 층들에 구리도금을 하기 위해 양면에 인쇄된다. 회로는 절연층(14) 및 (18)에 의하여 각각 서로 절연되어 있다. 회로기판층(12, 16, 20)의 상부면에 인쇄된 회로는 이들 층들의 아래에 있는 인쇄회로가 파단선으로 나타나 있는 반면에, 실선으로 나타나 있다. 서로에 대해 기판층 및 절연층을 조립 및 정렬시킨 후에, 기판들은 회로를 완성하기 위해 도금된 관통구멍을 제공하도록 선택적으로 도금된다. 가상선으로 나타낸 구멍(26), (28)은 도금공에 의해 제공된 전기적 상호연결을 나타낸다. 예를들어, 마운트(mounts)(30)상의 성분들은 각 층의 구멍(40, 41, 42, 43, 44)들이 구멍(26)에 의해 설명되는 바와같은 단일 도금 관통구멍으로써 도금되는 경우, 선(32, 34, 36, 38)에 의해 다른 성분들에 서로 연결된다.

제1도의 조립된 다중층 회로기판(10)의 도금된 관통구멍(26)은 제조중의 최종 도금단계에서 야기되는 결함을 설명하기 위해 제2도에 횡단면으로 도시되어 있다. 이러한 결함들은 수반되는 쿠폰에 제공된 시험구멍을 검사하여 발견될 수 있을 것이다. 인쇄회로기판(12, 16, 20)은 각각 상하로 구리피복(30, 32, 34, 36, 38, 39)되어 있는 것을 알 수 있다. 이 회로는 구멍(26)과 같은 도금된 관통구멍이 이들 회로를 전기적으로 연결하지 않는 한 절연층(14, 18)에 의하여 내부적으로 분리된다. 이 층들이 함께 조립된 후에, 추가의 도금단계에 따라 구멍(26)을 통하여 구리피복(90)이 도금된다. 제품(91)은 잘 제거되지 않는 피복(36) 및 도금(90)사이의 전기적 연결을 감소시키는 합성수지 도포를 나타낸다. 얇은 박판의 위킹(wicking)(92)은 약화된 구조 및 구리피복 회로들 사이의 단락 전위를 가리킨다. 채널(93)은 도금(90)에 존재하는 머리카락 같은 균열이다.

땜납도금(94)은 구리도금(90)위에 도금된다. 결함(96)은 불연속 도금을 나타내는 반면에, 공극(98)은 구리도금(90) 및 땜납도금(94)을 관통하는 도금에서의 공극을 나타낸다. 채널(99)은 구리도금(90)을 관통하는 큰 균열을 나타낸다. 노듈(nodule)(100)과 같은 결합은 허용되는 반면에, 구리도금(90)에 생긴 노듈(102)은 허용되지 않는다. 또한, 도금포켓(pocket) 및 원주상의 균열(106, 108)도 허용되지 않는다.

끝으로, 도금 자체는 특정한 두께를 가진다. 간격을 표시하는 화살표(110)는 통상적으로 0.0025 내지 0.005cm의 땜납도금(94)에 대한 바람직한 도금 두께범위를 가리킨다. 화살표(112)는 구리도금(90)에 대한 허용폭의 범위가 0.0025 내지 0.005cm라는 것을 나타낸다.

도금의 질을 결정하는데 필요한 사항은 쉽게 드러난다. 또한, 각각의 모든 도금된 관통구멍의 개별적인 전기시험이 비용이 많이 들고, 많은 시간이 소비된다는 것도 분명해진다. 또한, 파괴시험은 인쇄회로기판상에서 수행될 수 없는 결함을 가장 잘 노출시킨다. 수많은 시험구멍을 갖는 분리된 쿠폰은 도금품질을 확인하기 위한 실제적인 메카니즘을 제공한다.

통상적으로, 다수의 회로기판은 제3a도의 판넬(46)과 같은 단일 판넬상에 인쇄된다. 인쇄된 와이어 기판(48, 50, 52, 54)은 그 각각의 인쇄된 와이어 기판에 대해 판넬(46)상에서 아주 가깝게 위치되는 쿠폰쌍(56, 58, 60, 62)을 갖는다. 인쇄의 품질을 시험하기 위해, 쿠폰(69)상의 선(68)은 적절한 도금을 확실히 보장해주기 위해 이후에 강조된다. 인쇄된 와이어 기판(48)에 있는 구멍(64)과 같은 도금된 관통구멍의 품질을 시험하기 위해 쿠폰쌍(56)의 쿠폰(66)에 제공된 시험구멍들이 횡단면에서 연달아 검사된다.

쿠폰(66)은 제3b도에서 보다 상세히 나타나 있다. 통상적으로, 시험구멍(70, 72)은 구멍(64)이 드릴 천공되기 전에 드릴 천공되고, 또 시험구멍(74, 76)은 기판(48)상에서 작업을 시작하고 마치는 드릴비트(bit)의 질을 모니터하기 위해 다음에 드릴 천공된다. 시험공(70, 72, 74, 76)은 구멍(64)과 동시에 도금된다.

또한 쿠폰을 지니는 호울더를 형성하기 위해 포팅재료가 첨가되기 전에 몰드에 쿠폰을 통상적으로 정렬시키는데 사용되는 정렬용 구멍(80, 82)들이 나타나 있다. 쿠폰(66)은 가위 또는 펀치를 사용하여 판넬(46)로 부터 제거된다.

쿠폰의 시험공이 횡단면으로 노출될때, 그 노출의 깊이는 도금 두께의 측정에 영향을 준다. 제4도는 제3b도의 도금된 관통구멍(72)의 직경으로 부터 이어지는 횡단면의 거리에 대하여 구리도금(113)의 두께의 측정도중에 생기는 오차를 보여준다. 선(116, 118, 120, 122)이 지름을 나타내는 선(114)으로 부터 증가하여 변위되는 노출 횡단면을 나타내는 반면에, 선(114)은 직경에 해당하는 횡단면에 나타낸다. 구멍(72)이 16밀(mil)이고, 도금(113)이 1밀인 경우에, 직경을 표시한 선(114)으로부터의 변위에 대한 측정오차는 표 I로 표시된다.

[표 I]

선(116)에 의해 표시되는 노출 횡단면은 25.0m(1밀)만큼 변위된다. 구리도금(90) 및 횡단면(116)안의 반경선(124)사이의 길이차는 0.025밀이다. 횡단면(122)은 17.5 퍼센트 측정오차인 0.175밀만큼 선(126)에 의하여 나타난 실제 두께를 과장 표시하고 있다.

과다연삭 및 과소연삭에서의 오차는 제5a도에 나타낸 바와같은 새로운 연삭 가이드(130)를 사용하여 방지될 수 있다. 연삭 가이드(130)는 쿠폰(132)상에 장착된다. 가상선으로 나타낸 툴링구멍(134, 136)은 연삭 가이드(130)의 일부가 아니라, 통상적인 취급과 쿠폰(132)의 정렬 도중에 이용된다. 연삭 가이드(130)는 전도성리이드(138, 140, 142, 144)를 포함한다. 전도성 리이드(138, 140)는 전도성 조절트랙에 의해 서로 연결되고, 리이드(142, 144)는 트랙(148)에 의해 연결되며, 리이드(140, 142)는 트랙(150)에 의해 연결된다. 조절구멍(152, 154, 156)은 거친 연삭, 중간 연삭, 및 고온 연삭과 같은 세가지 연삭단계 도중에 연속적으로 파괴되는 트랙으로써 트랙(146, 148, 150)을 정의한다. 조절구멍은 드릴 천공된 구멍과 같이 도시되어 있다. 예를들어, 구멍(152)에 의해 둘러싸여지는 트랙재료는 레이저 에칭 또는 다른 제거방법에 의해 제거될 수 있다.

전도성 리이드(138, 140, 142, 144)는 도금된 관통시험구멍(160, 162, 164, 166)과 함께 연관되어 나타나 있다. 쿠폰(132)의 표면(168)이 횡단면에 제공된 시험구멍들을 노출시키기 위해 연삭됨에 따라서, 연삭작업이 노절구멍(152)에 까지 재료를 부식함에 따라 파손이 트랙(146)에서 먼저 발생한다. 회로는 리이드(140) 또는 트랙(150)에 대응하는 또 하나의 리이드에 전력이 공급되고, 리이드(138)의 전류 또는 전압을 감지하여 형성된다. 그 회로는 표면(168)이 트랙(146)을 통하여 조절구멍(152)에 가지 연삭될 때 차단된다. 소정의 연삭깊이는 조절트랙에 의해 설정된다.

트랙(146)이 부서진 후에, 트랙(148)이 파괴될 때까지 보다 적은 연마제가 연삭표면(168)에 적용된다. 마지막으로 트랙(150)이 파괴될 때까지 고온 연마제를 쓰는 연삭이 계속된다. 연속적인 트랙이 모니터됨에 따라 연속적인 리이드에 전력을 전달하기 보다는 단일 리이드에 실제의 전력을 유지하는 것이 바람직한 경우, 트랙은 전력 리이드로서 선정될 수 있고, 나머지 세개의 트랙은 파괴된 트랙을 전력의 갑작스런 강하에 대해 모니터될 수 있다. 이와는 달리, 트랙이 접지됨에 따라 생기는 유도펄스를 감지할 수 있다.

전도성 리이드(140, 142) 및 조절트랙(150)은 제5b도에서 확대되어 나타나 있다. 조절구멍(156)은 시험구멍(162, 164)의 중심을 통과하는 직경(170)에 관련되어 나타나 있다. 치수(172)는 연삭작업을 수행하는 연삭기가 연마재로부터 쿠폰(132)을 회수하고 표면(168)의 어떤 부분이 연마중에 부식되기에 충분한 시간을 갖도록 조절구멍(158)이 작은 크기로 직경(170)윗쪽에 위치된 것을 나타낸다. 통상적인 쿠폰 연삭작업을 위해 도면부호(172)로 나타낸 예상거리는 1 내지 2밀이다. 제5a도의 조절트랙에 있는 시험구멍(154)의 직경은 3밀로 예상되며, 거친 조절구멍(152)의 직경은 6밀로 예상된다.

연삭을 위해 쿠폰(132)을 준비하기 위해서, 제6도에 도시된 쿠폰 마운트(mount)(174)를 형성하도록 경화되는 뷜러(buehler)사 제품 에포-퀵(Epo-Kwik)에폭시와 같은 포팅재료로 "포팅"된다. 쿠폰(132)은 선(176)에 까지 포팅재료에 의해 둘러싸인다. 연삭하는 동안에 쿠폰(132)의 표면(168)은 가상선으로 나타낸 표면(168a)에 까지 연삭된다.

전도성 리이드(138, 140, 142, 144)는 쿠폰(132)의 표면으로 부터 어느정도 돌출하도록 약간 증가된 두께를 갖는 것으로 나타나 있다. 이 돌출부는 연삭기의 가장자리 연결부와의 맞춤을 용이하게 한다.

쿠폰마다의 개별적인 연삭조절이 한번에 단일개의 쿠폰을 연삭함으로써 가장 정확히 얻어지는 반면에, 가상선으로 보여지는 쿠폰(178)에 의해 나타낸 바와같이 두개 이상의 쿠폰들이 같은 마운트에 장착될 수 있다. 추가의 쿠폰들이 예를들어, 쿠폰(132)에 대하여 포팅하는 동안에 정렬된다. 각각의 모니터되지 않은 쿠폰(178)의 상부가 윗쪽의 포팅재료 한계(176)를 넣어 연장되지 않도록 하기 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이와같이 함에 따라 모니터되는 쿠폰(132) 및 연삭기의 상호연결에 대한 물리적 간섭을 피할 수 있기 때문이다. 쿠폰(132)은 마운트(174)에서 모든 쿠폰의 연삭을 조절하기 위해 연삭도중에 모니터된다.

제7도의 연삭 가이드(180)는 조절트랙 구멍(184, 204, 206)에 의해 서로 연결되는 쿠폰(182)의 두개의 서로 다른 면상에 장착된다. 조절트랙구멍(184, 204, 206)은 시험구멍(208, 186, 188)이 형성되는 동일한 과정도중에 드릴 천공되어 도금된다. 조절트랙구멍(204)은 위쪽의 전도성 리이드(210)를 가상선으로 나타낸 아래쪽의 전도성 리이드(212)에 상호연결시킨다. 마찬가지로, 조절트랙구멍(206)은 위쪽의 전도성 리이드(214)를 아래쪽의 전도성 리이드(216)에 상호연결시키고, 조절트랙구멍(184)은 리이드(189)를 리이드(190)에 연결시킨다.

이러한 구조에 있어서, 연삭 가이드(180)는 모두 같은 평면상에 있는 단지 네개의 접촉부를 갖는 가장자리 연결부와 짝을 이룬다. 이러한 편리한 장치는 공동의 리이드(192) 및 도금된 관통구멍(194)을 통하여 전력공급 리이드(196)에 아래쪽의 전도성 리이드(190, 216, 212)를 연결하여 이루어진다.

조절트랙구멍(184, 204, 206)의 후방 가장자리는 점선(218)으로 나타낸 시험구멍(186, 188, 208)의 중심선에 대해 정확히 위치되어 있다. 연삭하는 동안에, 연마제는 각각의 조절트랙구멍(184, 204, 206)의 후방 가장자리가 연속적으로 연삭될때까지 연삭표면(220)에 적용된다. 예를들면, 조절트랙구멍(204)은 제8a도에 도시된 바와같이 연삭된다. 시험구멍(208)은 부분적으로 노출되며, 시험구멍(206)은 부분적으로 연삭된다. 그러나, 후방 가장자리(207)는 이 단계에서 그대로 남아있다.

조절트랙 구멍(204)의 후방 가장자리가 연삭된 후에는, 조절트랙구멍(206)의 후방 가장자리(207)가 연삭될때까지 보다 적은 연마제가 적용된다. 이는 시험구멍(208)의 실제 횡단면 직경의 노출과 동시에 진행된다.

조절트랙구멍(184, 204, 206)은 구리, 구리땜납 또는 다른 전도성 재료로 도금된다. 또한, 조절트랙은 도금된 관통구멍에 제한되지는 않는다. 예를들어, 단단한 와이어 또는 로드가, 조절트랙을 설정하도록 쿠폰에 먼저 드릴 천공된 구멍을 통과할 수 있다.

쿠폰의 두께를 관통하는 조절트랙을 조성하는 데에는 많은 잇점이 있다. 특히, 노출되는 제품의 쿠폰의 두께를 관통하여 뻗어있는 경우에 그러하다. 회로기판 쿠폰에 있는 시험구멍을 노출시키기 위해서 시험구멍에 평행하게 조절트랙 구멍의 후방 가장자리를 위치시키게 되면, 시험구멍이 과다연삭되지 않는다. 제8b도에서 가상선으로 나타낸 바와같은 조절트랙구멍(206)의 후방 가장자리(207)는 단지 부분적으로만 이루어지는 연삭작업을 멈추게 한다. 그러므로, 시험구멍(208)은 연마제의 평면이 조절트랙구멍(206)에 대해 평행하지 않을지라도 과다연산 또는 과소연삭이 되지 않는다.

제9도의 연삭조절 시스템은 연삭 가이드(130) 및 (180)의 조합을 나타낸다. 조절시스템(28)은 도금구멍(234)에 의해 연결되는 연삭 가이드(230, 232)를 포함한다. 조절시스템(228)은 표준의 네개의 핀으로 된 가장자리 연결부와 짝을 이루지만, 여섯가지 연삭작업을 제어한다. 리이드(238)은 연삭 가이드(232)에 대해 공통의 리이드로서 기능하는 반면에, 리이드(236)은 연삭 가이드(230)에 대한 공통의 리이드로서 기능한다. 공통의 도금된 관통구멍(234)의 후방 가장자리는 조절트랙(244)의 후방 가장가지를 연삭함과 동시에 연삭된다. 연삭가이드(230)는 모니터 시스템이 연삭 가이드(232)의 모니터링을 시작할때에 모니터 시스템(도시하지 않음)으로 부터 연결해제된다. 조절트랙(246, 248, 250)은 마지막의 세가지 연삭작업을 조절하도록 모니터된다.

제10a도에 있어서, 본 발명에 따른 연삭 어셈블리(260)은 쿠폰(268) 및 (268)의 연삭을 조절하기 위하여 조절판(264)상의 연삭 가이드(262)를 이용한다. 쿠폰(266, 268)은 쿠폰(266) 및 (268)의 각각의 패드(pad)(272, 274, 276, 278)의 구리-땜납 계면이 소정각도 및 소정의 연삭깊이로 연삭되도록 연삭가이드(262)에 대해 위치되는 선반부(270)상에 장착된다. 일점쇄선(328)은 연삭가이드(262) 및 쿠폰(266, 268)의 정렬을 나타낸다.

쿠폰(266)의 일부 및 연장패드(272)가 제10b도에 횡단면으로 나타나 있다. 패드(272)는 땜납층(280), 구리층(282), 그리고 이 층들 사이의 계면(284)을 포함한다. 조절판(264)에 대한 선반부(270)의 방향은 점선(286)으로 표시되는 각도 에이(A), 바람직하게는 패드(272)의 상부표면(286)에 대하여 계면을 노출시키기 위해 6도로 편향연삭 표면을 설정하는 것이다. 패드(272) 및 계면(284)의 표면에 대하여 연삭표면을 편향시키게 되면, 화살표(290)에 의해 나타난 거리에 따라서 계면(284)이 노출된다. 거리(290)는 계면(284)의 실제의 두께보다 몇배크며, 이부분이 검사를 향상시킨다.

제10a도의 선반부(270)에는 조절판(264)을 수용하는 슬롯(292)이 형성되어 있다. 가상선으로 나타낸 툴링핀(294, 296)들은 쿠폰(266, 268)이 상부표면에 맞도록 각각 툴링구멍(298, 300)을 관통한다. 툴링구멍(298, 300)은 각도 A로 서로 오프셋(offset)된다.

연삭 가이드(262)는 거친 조절트랙, 중간의 조절트랙, 그리고 고운 조절 트랙이 점선(302)과 정렬되도록 조절판(264)의 서로 다른층 위에 놓여진다. 중간 조절트랙 및 거친 조절트랙이 각각의 층(308, 310)상에 위치되는 반면에, 고운 조절트랙(304)은 조절판(264)의 외부층(306)에 나타나 있다. 중간의 전도성 리이드(316)의 하부 및 거친 전도성 리이드(318)는 층(306)에 인쇄되는 반면에, 공통의 리이드(312) 및 고운 리이드(314)가 고운 조절트랙(304)과 직접 연결하기 위해 층(306)에 인쇄된다. 도금된 관통구멍(320, 322, 324)은 연삭 가이드(262)의 나머지에 대해 각각 공통의 리이드(312), 중간의 리이드(306) 및 거친 리이드(318)를 갖는다.

조립되는 경우에, 연삭 어셈블리(260)는 제11도에 나타낸 바와같이 일점쇄선(328)에 따라 선반부(270)가 놓여있도록 위치한다. 툴링핀(294, 2906)(도시하지 않음)은 각도 A로 선반부(270)를 정렬시키기 위해 툴링구멍(298, 300)을 통해 위치된다. 툴링핀(294, 296)은 플라스틱으로 제조되거나 또는 구리와 같이 용이하게 연삭되는 연한 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 연삭 어셈블리(260)는 선반부(270)가 툴링핀(294, 296)에 의해 지지되도록 포팅몰드 안에서 거꾸로 위치시킴에 의해 포팅된다. 포팅후에 연삭 어셈블리(260)는 화살표(33)에 의해 나타낸 방향으로 연삭된다. 각각 거친 조절트랙 및 중간 조절트랙의 가상선으로 표시된 가장자리(332, 334)들은 제거될 재료의 대부분을 연삭해 없애기 위해 연속적으로 연삭된다. 최종의 연삭깊이는 고운 조절트랙(304)의 후방 가장자리(336)에 의해 조절된다.

조절판(264)의 내부층(308)은 제12도에 나타나 있다. 전도성 리이드(338, 340)는 중간의 조절트랙(342)에 대해 공통의 도금된 관통구멍(320)과 중간의 도금된 관통구멍(322) 사이에 연장된다. 또다른 구조에 있어서, 후방 가장자리(332, 334, 336)들은 선반부(270)위에 서로 오프셋(offset)된 세개의 도금된 관통구멍에 의해 설정될 수 있다.

선반부(270)는 많은 다른 기술을 사용하여 조절판(264)에 대해 위치될 수 있다. 예를들어 선반부(270)는 조절판(264)의 툴링핀 구멍(346, 348) 아래에 연장되어 있는 플랜지를 포함한다. 이 플랜지는 툴링핀을 수용하도록 구멍(346, 348)과 정렬되는 구멍으로 정의된다. 이와는 달리, 선반부(270)는 조절판(264)위에 걸쳐있고 편향된 다리(354, 356) 상에서 선반부를 지지하는 브래킷(350, 352)과 같은 것에 의해 지지될 수 있다. 제14도에 도시된 브래킷(358)은 선반부(270)를 제 위치에 있게 하기 위하여 돌출부(358, 360) 및 (359, 361) 사이에 선반부(270)를 미끄러지듯이 수용한다. 브래킷(358)은 탄성재료로 구성되어, 브래킷의 하부가 함께 압축될 수 있고, 스롯(262)을 통해 미끄러지며, 돌출부(358, 360, 359, 261)를 선반부(270)와 결합시키도록 해체될 수 있다.

쿠폰(266)과 같은 연삭될 대상물은 선반부(270)상에 간단히 위치되거나, 또는 접착제를 사용하여 선반부에 부착될 수 있다. 이와는 달리, 쿠폰(266)은 제15도에서와 같은 미리 형성된 포팅컵(potting cup)에 설치될 수 있다. 조절판이 제거되어 나타나 있는 편향연삭 어셈블리(370)는 조정판을 수용하기 위한 슬롯(374)이 형성되어 있는 포팅컵(372)을 포함한다. 포팅컵(372)은 6도 각도로 기울어지고 쿠폰(378, 380)이 위치되어 있는 선반부(376)를 포함하고 있다. 슬롯(374) 및 선반부(376)는 제16도의 공구(382)에 의해 6도의 기울기(384)와 돌출부(386)를 포함하는 하나의 구성부로 설정되어 있다. 포팅몰드는 공구(382) 둘레에 위치되어 있고, 포팅재료는 뒤집어진 컵(372)을 형성하도록 경화되어 첨가된다. 컵(372)의 선반부(376)는 쿠폰(378, 380) 및 조절판 사이의 관계를 조성한다. 슬롯(374)의 깊이는 조절판 상에서 쿠폰(378, 380)을 조절트랙과 정렬시키기 위해 미리 선정된다.

랜드(390, 392, 394)를 포함하는 포팅컵(372a)에 대하여 또다른 선반부 장치가 제17도에 나타나 있다. 쿠폰(380a)은 하나의 단부가 랜드(390)의 측부에 놓여있고 또다른 단부가 랜드(392)에 의해 높혀져 있는 것으로 나타나 있다. 공간(396)은 포팅재료가 쿠폰(380a)의 아래에 설정되어 있다. 이와는 달리 쿠폰 아래에 포팅재료를 수용하기 위해 선반부에 공동이 설정된다.

본 발명에 따른 연삭 어셈블리는 서로다른 연삭표면이 요구되는 각을 이루고 있는 표면을 갖춘 대상물과 같은 쿠폰 이외의 대상물을 연삭하기 위해 사용될 수 있다. 예를들어, 상부 표면에 대하여 6도의 편향각도를 이루는 하부 표면을 갖는 6도 각도의 쐐기부분과 같은 대상물은 6도의 각도로 본 발명에 따른 선반부상에 놓여질 때 연삭표면의 평면에 대해 평행한 상부표면을 갖게 된다.

또한, 연삭깊이는 개방회로의 발생 이외의 전기적 매개변수를 모니터하여 조절될 수 있다. 조절트랙의 저항은 소정 수준을 넘는 증가에 대해 모니터될 수 있다. 절연체에 의해 분리되는 두개의 평행트랙에 대해서는, 이 트랙의 용량은 소정수준 이하의 감소에 대하여 모니터될 수 있다. 이들 매개변수는 연삭속도와 압력을 조절하는데 이용될 수 있다.

비록, 본 발명의 특징이 어떤 도면에는 나타나 있고 또다른 도면에는 나타나 있지 않지만, 각각의 특징이 본 발명에 따른 다른 특징의 어느 하나나 또는 전부와 조합될 수도 있으므로, 이는 편의상 그렇게 나타낸 것이다.

해당기술 분야에서 숙련된 당업자에 의해 다른 실시예의 수행이 가능하며, 이것은 다음의 청구범위내에 있게 된다.

Claims (10)

1. 소정의 연삭깊이로 대상물을 연삭하기 위한 편향연삭 어셈블리로서, 적어도 두개의 전도성 리이드 및 이 전도성 리이드를 서로 연결시키는 전도성 조절트랙을 가지는 연삭 가이드를 갖춘 조절판과, 그리고 대상물을 지지하기 위한 상부표면을 갖추고 있으며, 상기 조절판에 대하여 소정의 각도로 편향된 연삭 표면을 대상물에 설정하고 상기 조절트랙의 후방 가장자리중 일부와 대상물의 소정의 연삭깊이를 정렬시키도록 상기 조절판에 대하여 위치되는 선반부로서, 대상물이 소정의 편향된 연삭표면을 따라 소정의 연삭깊이로 연삭되는 경우에, 상기 조절트랙이 연삭되는 선단부를 포함하는 편향연삭 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 소정의 각도로 편향된 연삭표면을 대상물에 설정하고 상기 조절트랙의 후방 가장자리중 일부와 대상물의 소정의 연삭깊이를 정렬시키도록 상기 선반부를 상기 조절판에 대하여 위치시키기 위한 수단을 더 포함하는 편향연삭 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 상기 위치시키기 위한 수단이, 상기 선반부를 상기 조절판과 정렬되도록 결합시키기 위한 툴링(tooling)핀 수단을 수용할 수 있게 상기 조절판에 제공된 적어도 두개의 툴링핀 구멍을 포함하는 편향연삭 어셈블리.
4. 제2항에 있어서, 상기 위치시키기 위한 수단이 상기 조절판에 대하여 상기 선반부를 고착시키기 위한 브래킷 수단을 포함하는 편향연삭 어셈블리.
5. 제1항에 있어서, 상기 조절트랙이 상기 조절판을 관통하는 도금된 관통구멍을 포함하는 편향연삭 어셈블리.
6. 제1항에 있어서, 대상물을 상기 선반부에 부착시키기 위한 수단을 더 포함하는 편향연삭 어셈블리.
7. 제1항에 있어서, 상기 연삭 가이드가, 상기 전도성 리이드를 서로 연결시키고 또다른 조절트랙의 후방 가장자리에 대하여 정확하게 위치된 자체의 후방 가장자리중 적어도 일부를 갖는 제2조절트랙을 포함하는 편향연삭 어셈블리.
8. 소정의 연삭깊이로 미리 정해진 각도에서 인쇄회로기판 쿠폰(coupon)을 연삭하기 위한 편향연삭 어셈블리로서, 상기 쿠폰을 지지하기 위한 상부표면을 갖춘 선반부와, 적어도 두개의 전도성 리이드를 갖는 연삭 가이드 및 상기 전도성 리이드를 서로 연결시키는 전도성 조절트랙을 갖춘 조절판과, 그리고 상기 쿠폰에 대하여 소정의 각도로 편향된 평면을 설정하고, 상기 조절트랙의 후방 가장자리중 일부와 상기 쿠폰의 연삭깊이를 정렬시키도록 상기 조절판에 대하여 상기 선반부를 위치시켜서 상기 쿠폰이 편향된 연삭평면을 따라서 소정의 연삭깊이로 노출되도록 소정의 연삭깊이로 연삭되는 경우에, 상기 조절트랙이 연삭되게 하는 수단을 포함하는 편향연삭 어셈블리.
9. 제8항에 있어서, 연삭하는 동안에 소정각도로 상기 쿠폰을 이동시키기 위한 컵의 내부에 상기 선반부가 형성되어 있으며, 상기 컵이 상기 조절판을 수용하도록 상기 선반부의 상부 표면에 대하여 소정의 깊이를 갖는 슬롯을 포함하고 있고, 소정의 각도로 편향되는 상기 선반부를 포함하고 있는 편향연삭 어셈블리.
10. 제8항에 있어서, 상기 조절판이 다수의 층들을 가지고 있으며, 각각의 상기 조절트랙이 서로다른 층들중 하나에 배치되어 있는 편향연삭 어셈블리.

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