KR20190000792A

KR20190000792A - 커터 휠 및 다층기판의 절단 방법

Info

Publication number: KR20190000792A
Application number: KR1020180067070A
Authority: KR
Inventors: 요헤이 타키타; 타카시 세키지마; 요헤이 오기소; 신지 키노시타
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2019-01-03
Also published as: CN109109044A

Abstract

[과제] 상이한 기재로 이루어지고, 층간에 접착층을 지니는 다층기판을 절단할 때에, 레이저 광조사에 의한 열영향을 억제하는 동시에, 접착제가 커터 휠에 부착되기 어렵게 되도록 하는 것.
[해결 수단] 다층기판(10)의 한쪽 면으로부터 레이저 광에 의해 제1의 층(11)을 절단해서 홈 형상으로 한다. 또한, 동심원 형상의 연마흔적을 지니는 커터 휠(20)을 전동시켜서 홈 내에 최하층(13)에 달할 때까지 슬릿을 형성하고, 반전시켜서 이면에서부터 최하층을 레이저 광으로 절단한다. 이것에 의해 다층기판(10)을 절단할 때에, 레이저 광조사에 의한 열영향을 억제하면서, 다층기판의 각 층 사이에 제공된 접착제가 커터 휠(20)의 경사면에 부착되기 어렵게 할 수 있다.

Description

커터 휠 및 다층기판의 절단 방법{CUTTER WHEEL AND METHOD FOR CUTTING MULTILAYER SUBSTRATE}

본 발명은 복수의 수지기판을 접착제를 개재해서 적층시킨 다층기판의 절단 방법과 그 절단에 이용하는 커터 휠에 관한 것이다.

종래 내부에 접착제를 갖는 다층기판을 절단할 경우에는, 한쪽 면으로부터 레이저 광을 조사해서 소망의 라인을 따라서 기판을 절단하고, 또한 기판을 반전시켜서 다른 쪽 면으로부터 그 절단 라인을 따라서 레이저 광을 조사함으로써 절단하도록 하고 있었다. 이때 기판의 재질마다 종류가 다른 레이저 광을 조사할 필요가 있으므로, 레이저를 조사하기 위한 헤드의 구조가 복잡해져서, 높은 가격이 된다는 문제점이 있다. 그래서 그 일부의 절단 공정을 커터 휠을 이용해서 절단하는 것이 고려된다. 특허문헌 1은 종래의 원반 형상으로 외주에 칼끝을 가지는 커터 휠을 개시하는 것으로, 그 칼끝부분에 방사선 형상으로 연마 상흔을 지니고 있다.

JP

2012-71377

A

기판의 재질마다 종류가 다른 레이저 광을 복수회 조사하는 방법에서는, 기판에 대한 열영향이 크기 때문에, 기판의 특성에 악영향을 줄 경우가 있다. 한편, 특허문헌 1과 같은 커터 휠을 전동시키면서 다층기판을 절단하면, 수지기판을 서로 접착하고 있던 접착제가 커터 휠의 칼끝의 경사면에 남아버린다. 그 때문에 커터 휠의 전동에 따라 접착제가 다층기판의 다른 부분에 전사되어 버려, 절단의 품질이 저하된다는 문제점이 있었다. 커터 휠의 칼끝에 부착된 접착제를 청소하는 것은 어렵고, 커터 휠에 접착제가 부착되기 어려운 절단 방법이 요구되고 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점에 착안해서 이루어진 것으로, 다층기판을 절단할 경우에, 레이저 광조사에 의한 열영향을 억제하는 것을 목적으로 한다. 또한, 레이저 광조사에 의한 열영향을 억제하기 위해서, 다층기판을 커터 휠을 이용해서 절단할 경우에, 다층기판의 층 사이에 제공되는 접착제가 외부로 새어나가 칼끝에 부착되지 않도록 해서 절단할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 커터 휠은, 외주부분에 단면 V자형의 경사면을 구비하는 원판 형상의 커터 휠로서, 상기 경사면은 커터 휠의 중심축과 일치하는 동심원 형상의 연마흔적을 지니는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다층기판의 절단 방법은, 적어도 2층의 수지기판이 접착층을 개재해서 적층된 다층기판을 절단하는 절단 방법으로서, 다층기판 중 최하층을 하부면으로 해서 테이블 상에 배치하고, 상부면에서부터 커터 휠을 전동시켜서 절단 라인을 따라서 슬릿을 형성하고, 상기 다층기판을 반전시켜, 상기 절단 라인을 포함하도록 레이저 광을 조사해서 상기 최하층을 절단함으로써 상기 다층기판을 절단하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다층기판의 절단 방법은, 제1층, 제2층 및 제3층의 수지기판이 접착층을 개재해서 순서대로 적층된 다층기판을 절단하는 절단 방법으로서, 다층기판 중 상기 제3층을 하부면으로 해서 테이블 상에 배치하고, 상기 다층기판의 절단 라인을 따라서 상기 제1층에 레이저 광을 조사해서 홈을 형성하고, 커터 휠을 전동시켜서 상기 홈 내에서 절단 라인을 따라서 상기 제2층에 슬릿을 형성하고, 상기 다층기판을 반전시켜, 상기 절단 라인을 포함하도록 레이저 광을 조사해서 상기 제3층을 절단함으로써 상기 다층기판을 절단하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다층기판의 절단 방법은, 상기 다층기판의 절단 방법에 있어서, 커터 휠로서 외주부분에 단면 V자형의 경사면을 구비하는 원판 형상의 커터 휠에 있어서, 상기 경사면은 커터 휠의 중심축과 일치하는 동심원 형상의 연마흔적을 지니는 것을 이용하고, 상기 최하층에 도달할 때까지 상기 커터 휠을 전동시키는 것이다.

이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다층기판의 절단 방법은, 상기 다층기판의 절단 방법에 있어서, 커터 휠로서 외주부분에 단면 V자형의 경사면을 구비하는 원판 형상의 커터 휠에 있어서, 상기 경사면은 커터 휠의 중심축과 일치하는 동심원 형상의 연마흔적을 지니는 것을 이용하고, 상기 제3층에 달할 때까지 상기 커터 휠을 전동시키는 것이다.

이러한 특징을 지니는 본 발명에 따르면, 절단의 공정의 일부에서 커터 휠을 이용하므로, 다층기판에 대한 레이저 광조사에 의한 열영향을 억제할 수 있다. 또한, 이러한 특징을 지니는 본 발명에 따르면, 절단 공정에서 커터 휠을 이용하지만, 커터 휠의 경사면에는 동심원 형상의 연마흔적이 형성되어 있기 때문에, 커터 휠의 전동에 의해서도 칼끝에 접착제가 부착되기 어렵다. 그 때문에 접착제가 다층기판의 다른 부분에 전사되기 어렵고, 절단 품질을 향상시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 분단 방법에 의해 분단하는 다층기판의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시형태에 의한 커터 휠의 측면도 및 정면도이다.
도 3은 본 실시형태에 의한 커터 휠의 사시도이다.
도 4는 본 실시형태에 의한 커터 휠의 연마 상태를 나타낸 측면도이다.
도 5는 동심원 형상의 연마흔적을 지니는 커터 휠의 칼끝부분을 나타낸 확대도이다.
도 6은 본 실시형태에 의한 커터 휠을 이용해서 다층기판을 절단하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예의 커터 휠의 사용 후의 도면이다.
도 8은 실시예 2의 커터 휠의 사용 후의 도면이다.
도 9는 실시예 3의 커터 휠의 사용 후의 도면이다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 절단 방법에 의해서 분단하는 다층기판의 일례를 나타낸 확대 단면도이다. 본 도면에 나타낸 바와 같이 다층기판(10)은 3층의 수지층, 즉, 제1층(11), 제2층(12) 및 제3층(13)이 적층된 가요성 다층기판으로 한다. 제1층(11), 제3층(13)은 PET층, 중간의 제2층은 폴리이미드층으로 한다. 그리고 제1층(11)과 제2층(12) 사이, 제2층(12)과 제3층(13) 사이에는, 각각의 층을 접착하기 위한 접착층(14, 15)이 설치되어 있다. 이러한 다층기판(10)을 절단할 경우에, 이 실시형태에서는 제1층, 제3층(11, 13)의 절단에는 CO₂ 레이저, 제2층(12)의 절단에는 커터 휠(20)을 이용한다.

다음에, 제2층(12)의 절단에 이용하는 커터 휠(20)에 대해서 설명한다. 이 실시형태의 커터 휠(20)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 원판 형상으로서, 외주부분은 단면이 V자형으로 형성되고, 그 선단이 칼끝부(21)로서 구성되어 있다. 중앙에는 관통 구멍(22)을 지니고, 이 관통 구멍(22)을 따라서 커터 휠(20)이 회전 가능하게 유지된다. 여기서 칼끝부(21)의 꼭지각(α)은 예를 들면 20 내지 50°로 하고, 커터 휠(20)의 직경(D)은 5 내지 15㎜로 한다. 여기서 커터 휠(20)의 좌우의 경사면(23, 24)은, 동심원 형상으로 연마해서 V자형으로 형성하는 것으로 한다. 이렇게 하면 경사면(23, 24)에 동심원 형상의 연마흔적이 남은 커터 휠(20)이 얻어지는 것으로 된다.

도 4는 커터 휠(20)을 연마해서 경사면(23, 24)을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다. 이 방법에서는 연마 시에 원판 형상의 숫돌(砥石)(30)을 이용한다. 숫돌(30)은 원주면에 숫돌이 형성되어 있다. 이 숫돌(30)은 숫돌 회전축(30a)을 따라서 회전 가능한 것으로 한다. 커터 휠(20)의 관통 구멍(22)을 축(31)과 너트(32)에 의해 유지하고, 축(31)을 회전 가능한 것으로 한다. 그리고 도 4에 나타낸 바와 같이 숫돌 회전축(30a)과 커터 휠(20)의 회전축(32a)이 1개의 평면(지면)을 이루고, 회전축 간의 각도를 90°＋α/2가 되도록 설정한다. 다음에 숫돌(30)을 일정 속도로 숫돌 회전축(30a)에 따라 회전시키면서, 숫돌(30)의 외주면에 커터 휠(20)을 압압하고, 커터 휠(20)도 그 회전축(32a)을 따라서 회전시켜, 커터 휠(20)을 연마한다. 이렇게 하면, 커터 휠(20)의 경사면에는 회전축(32a)을 중심으로 해서 경사면(23)에 동심원 형상의 다수의 연마흔적(25)이 형성되는 것이 된다. 한쪽 면의 연마를 마치면, 다른 쪽의 경사면(24)에 대해서도 마찬가지로 연마한다. 이렇게 해서 연마를 마치면, 도 5에 확대도를 나타낸 바와 같이 V자형의 경사면에는 능선에 평행한 다수의 미세한 연마흔적(25)이 형성된 상태가 된다. 또, 도 3에서는 경사면에 형성되는 연마흔적을 과장해서 도시하고 있다. 연마흔적(25)이 형성된 경사면(23, 24)의 산술 표면 조도(Ra)는, 예를 들면 0.04㎛ 내지 0.1㎛로 한다. 여기서 경사면(23, 24)의 전체 면에 미세한 연마흔적(25)이 형성되도록 해도 되지만, 사용 시에 수지에 먹어들어가는 칼끝부(21)의 능선 근방 부분에만 형성해도 된다.

이러한 연마흔적을 지니는 커터 휠(20)을 이용해서 다층기판을 절단하는 절단 공정에 대해서 설명한다. 우선 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 다층기판(10)을 제1층(11)을 상부면으로 해서 테이블(40) 상에 배치하고, 그 상부에 CO₂ 레이저를 조사할 수 있는 도시하지 않은 가공 헤드를 이동시킨다. 테이블(40)과 가공 헤드는 상대적으로 이동 가능한 것으로 한다. 그리고 다층기판(10)의 제1층(11)의 PET층에 소망의 절단 예정 라인을 따라서 화살표에 나타낸 바와 같이 CO₂ 레이저를 조사하고, 가공 헤드와 테이블(40)을 상대적으로 이동시켜 절삭한다. 이렇게 하면 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 제1층(11)과 그 하부의 접착층(14)은 절단되어, 홈(41)을 형성할 수 있다. 그리고 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 이 홈(41) 내에 전술한 커터 휠(20)을 삽입하고, 칼끝부(21)의 선단부를 소망의 절단 라인에 맞춰서 소정의 하중을 가하여, 접착층(15)을 관통해서 최하층의 제3층(13)의 내부까지 슬릿을 형성할 수 있게 압입시켜 커터 휠(20)을 전동시킨다. 이렇게 하면 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 홈(41) 밑에 제2층을 완전히 분단시키는 슬릿(42)을 형성할 수 있다. 여기서 커터 휠(20)의 경사면(23, 24)에는 동심원 형상의 연마흔적(25)이 형성되어 있으므로, 경사면(23, 24)의 표면에 접착층(15)에 존재하는 접착제가 거의 부착되는 일이 없다. 또한, 연마흔적(25)이 동심원 형상으로 형성되어 있기 때문에, 커터 휠(20)의 경사면(23, 24)에 접착제가 약간 부착되었다고 해도, 연마흔적(25)에 유지됨으로써 다층기판(10)의 표면에는 부착되기 어렵게 된다. 이 때문에 커터 휠(20)을 전동시켜도 부착된 접착제가 다층기판(10)의 다른 부분에 전사되기 어렵게 된다.

이어서, 도 6(c)에 나타낸 바와 같이 다층기판(10)을 반전시킨다. 또 도 6(d)에 나타낸 바와 같이 절단 라인에 맞춰서 홈(41)의 바로 위에서 CO₂ 레이저 광을 조사한다. 그리고 제3층(13)에 일정 폭의 홈(43)을 형성한다. 이렇게 하면 이미 슬릿(42)이 형성되어 있기 때문에 다층기판(10)을 분단시킬 수 있다. 이와 같이 제1층(11) 및 제3층(13)은 CO₂ 레이저 광을 조사해서 절단하지만, 제2층(12)의 절단에 커터 휠(20)을 이용하므로, 다층기판(10)에 대해서 다른 종류의 레이저 광을 조사하는 것에 의한 열영향을 억제할 수 있다.

또, 이 실시형태에서는 제1층, 제3층을 PET층으로 하고, 제2층을 폴리이미드층으로 하고 있지만, 복수의 다른 재질의 수지 기판이 적층되고, 그 사이가 접착제로 접착되어 있는 다층기판이면 이 발명을 적용할 수 있다.

또한 본 실시형태에서는 제1 내지 제3층까지의 3층 구조의 다층기판에 대해서 설명하고 있지만, 2층의 수지기판을 수지층으로 접속한 다층기판에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우에는 도 6(b) 내지 (d)에 나타낸 바와 같이 우선 커터 휠로 최하층에 도달할 때까지 슬릿을 형성한 후, 반전시켜서 레이저 광을 조사함으로써 다층기판을 분단시킬 수 있다. 어느 쪽의 경우에도 다층기판은 1종류의 레이저 광과 커터 휠에 의해 절단될 수 있다.

[ 실시예 ]

다음에, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다. 이 실시예 1에 의한 커터 휠로서 동심원 형상의 연마흔적을 지니고, 직경(D)이 10㎜, 칼끝 각도(α)가 30°인 커터 휠을 이용했다. 또 방사상의 연마흔적을 지니고 직경(D)이 6㎜인 커터 휠을 이용한 경우를 실시예 2로 하고, 방사상의 연마흔적을 지니고, 직경(D)이 10㎜인 커터 휠을 이용한 경우를 실시예 3으로 했다. 그리고 본 발명의 효과를 확인하기 위하여, 절단하는 다층기판은 폴리이미드층(막 두께 20㎛)과 PET층(막 두께 100㎛), 그 사이의 접착층만을 지니는 2층의 기판을 이용하였다. 우선 폴리이미드층을 상부면, PET층을 하부면으로 해서 테이블 상에 배치하고, 상기 3종류의 커터 휠로 PET층의 깊이의 1/2 가까이까지 도달하도록, 압입량을 0.08㎜로 설정하였다. 주사 속도를 300㎜/초, 압압 압력을 0.2㎫로 해서 커터 휠로 PET층까지 도달하도록 슬릿을 형성했다.

이어서 기판을 반전시켜서 슬릿이 형성된 라인을 따라서 CO₂ 레이저를 조사하고, PET층을 절단했다.

상기 실시예 1 내지 3의 절단 방법에 있어서는, 모두 커터 휠을 이용해서 폴리이미드층을 절단하고 있다. 이것에 의해, PET층의 절단에 이용하는 CO₂ 레이저와는 다른 종류의 레이저 광을 조사할 경우와 비교해서, 폴리이미드층 및 PET층에의 열영향을 억제하고, 기판의 품질의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예 1의 커터 휠을 이용했을 경우에는, 도 7에 나타낸 바와 같이 거의 경사면에 접착제가 부착되어 있지 않고, 커터 휠을 전동시켜도 기판의 표면에 접착제의 부착이 보이지 않았다. 한편, 실시예 2 및 3의 커터 휠을 이용했을 경우에는, 각각 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 경사면의 기판에 먹어들어간 부분 및 그 상부에는 접착제가 부착되었다.

이와 같이 커터 휠의 경사면에 형성되는 연마흔적을 동심원 형상으로 함으로써, 커터 휠에 접착제가 부착되기 어렵고, 기판의 상부면에 접착제가 노출되거나, 다른 부분으로 전사되어 버리는 일이 없어진다. 따라서, 실시예 1의 커터 휠은, 접착층까지 커터 휠을 관통시킴으로써 다층기판을 확실히 절단할 경우에, 절단 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명은 중간층에 접착제층을 갖는 다층기판을 커터 휠을 이용해서 절단할 경우에 유용하게 사용할 수 있다.

10: 다층기판 11: 제1층(PET층)
12: 제2층(폴리이미드층) 13: 제3층(PET층)
14, 15: 접착층 20: 커터 휠
21: 칼끝부 22: 관통 구멍
23, 24: 경사면 25: 연마흔적
40: 테이블 41, 43: 홈
42: 슬릿

Claims

외주부분에 단면 V자형의 경사면을 구비하는 원판 형상의 커터 휠로서,
상기 경사면은 커터 휠의 중심축과 일치하는 동심원 형상의 연마흔적을 지니는, 커터 휠.
적어도 2층의 수지기판이 접착층을 개재해서 적층된 다층기판을 절단하는 절단 방법으로서,
다층기판 중 최하층을 하부면으로 해서 테이블 상에 배치하는 단계,
상부면에서부터 커터 휠을 전동시켜서 절단 라인을 따라서 슬릿을 형성하는 단계,
상기 다층기판을 반전시키는 단계, 및
상기 절단 라인을 포함하도록 레이저 광을 조사해서 상기 최하층을 절단함으로써 상기 다층기판을 절단하는 단계를 포함하는, 다층기판의 절단 방법.
제1층, 제2층 및 제3층의 수지기판이 접착층을 개재해서 순서대로 적층된 다층기판을 절단하는 절단 방법으로서,
다층기판 중 상기 제3층을 하부면으로 해서 테이블 상에 배치하는 단계,
상기 다층기판의 절단 라인을 따라서 상기 제1층에 레이저 광을 조사해서 홈을 형성하는 단계,
커터 휠을 전동시켜서 상기 홈 내에서 절단 라인을 따라서 상기 제2층에 슬릿을 형성하는 단계,
상기 다층기판을 반전시키는 단계, 및
상기 절단 라인을 포함하도록 레이저 광을 조사해서 상기 제3층을 절단함으로써 상기 다층기판을 절단하는 단계를 포함하는, 다층기판의 절단 방법.
제2항에 있어서, 상기 커터 휠로서 제1항에 기재된 커터 휠을 이용하고, 상기 최하층에 도달할 때까지 상기 커터 휠을 전동시키는, 다층기판의 절단 방법.
제3항에 있어서, 상기 커터 휠로서 제1항에 기재된 커터 휠을 이용하고, 상기 제3층에 도달할 때까지 상기 커터 휠을 전동시키는, 다층기판의 절단 방법.