초록 ▼

1. 최종목표
본 과제는 초음파 가공 기술의 핵심 요소 기술인 “초음파 가공 공구의 내구성 향상, 가공 조건 DB 구축, 초음파 정밀 제어 시스템 기술 구축” 을 위하여 다음과 같은 개발 목표를 설정하였음.
○ 초음파 가공용 공구의 모재 초음파 가공 특성평가
○ 초음파 가공용 공구의 내마모성 향상을 위한 표면처리 연구
○ 초음파 가공용 공구 내구성 평가 및 최적 가공 DB 구축
2. 개발내용 및 결과
○ 초음파 가공용 공구의 모재 초음파 가공 특성평가
▶ 가공 공구모재의 경도 및 초음파 내구특성

1. 최종목표
본 과제는 초음파 가공 기술의 핵심 요소 기술인 “초음파 가공 공구의 내구성 향상, 가공 조건 DB 구축, 초음파 정밀 제어 시스템 기술 구축” 을 위하여 다음과 같은 개발 목표를 설정하였음.
○ 초음파 가공용 공구의 모재 초음파 가공 특성평가
○ 초음파 가공용 공구의 내마모성 향상을 위한 표면처리 연구
○ 초음파 가공용 공구 내구성 평가 및 최적 가공 DB 구축
2. 개발내용 및 결과
○ 초음파 가공용 공구의 모재 초음파 가공 특성평가
▶ 가공 공구모재의 경도 및 초음파 내구특성 분석
▶ SEM-EDX, XRD등을 통한 성분, 조직, 구조 분석등
○ 초음파 가공용 공구의 내마모성 향상을 위한 표면처리 연구
▶ 이온질화공정을 통한 공구강의 고경도 표면처리연구
- 모재 대비 표면 경도 5배 향상 (1200 Hv)
- duplex 공정(이온질화 + PVD 고경도 코팅)을 위한 표면 개질공정 적용
▶ PVD법을 이용한 고경도 화합물 코팅을 통한 고경도 코팅연구
- 나노 화합물 합성을 통한 고경도 코팅 기술 개발 ( Ti-Al-N, Ti-Al-Si-N)
: 표면 경도 4100Hv, 마찰계수 0.3 확보
- duplex 공정 (이온질화 + PVD 고경도 코팅) 적용
▶ diamond 코팅 기술 적용
- diamond 융착 기술을 통한 고경도 표면처리 기술 적용
○ 초음파 가공용 공구 내구성 평가 및 최적 가공 DB 구축
▶ 초음파가공 시스템 구축
▶ 초음파 공구 내구성 평가용 공구 설계 및 제작
▶ 초음파가공용 공구의 내구성 평가 :공구 수명 280cycle 확보
▶ 가공 특성 향상을 위한 초음파 가공 공정 개발
: 다듬질면의 거칠기 특성 : 3 ㎛ 이하
▶ 공구 효율성 향상을 위한 Tip 방식의 공구 개발
3. 사업성과
? 경제적 성과
본 “반도체 부품 및 기능성 glass 정밀 절단용 초음파 가공 공구의 내구성향상기 술개발 ”을 통하여 다음과 같은 기술적, 경제적 성과를 기대 할 수 있다.
-. 난삭재료 가공에 획기적인 생산성 향상을 가져올 수 있음.
-. 기존의 가공법으로 가공이 어려웠던 강화 glass 및 세라믹 소재의 재료 손실이약 1/10로 감소될 것이므로 원가절감에 큰 효과를 가져올 것임.
-. 초음파 연삭, 융착, 접합 등의 초음파 관련 기술로의 전이 확대가 기대됨.
-. 재료 소재 가공기술, 금형가공 기술의 정밀화를 통해 타 산업분야로의 파급효과를 기대할 수 있음.
-. 대외 의존도가 극히 높은 초음파 가공 기술의 국산화로 국제 경쟁력의 우위를도모할 수 있음.
? 사회적 성과
- 현재 국내 관련 업체의 대부분은 기술개발의 필요성을 절감하고 있으나, 현실적인 개발 능력의 부족과 현재의 수요상황 등을 이유로 난삭 소재의 초음파가공 개발 연구에 눈을 돌리지 못하고 있음. 따라서 난삭 소재에 대한 초음파가공 분야의 가공 수요가 급증하게 되면 시스템 수입을 통한 공급이 필요하게되고, 이러한 시스템 공급이 본격화 되면 소재 적용 분야의 특성상 국내 후발업체의 시장 진입이 어렵게 되어 새롭게 확대될 수 있는 기술 분야를 외국기술에 의존하게됨. 본 연구를 통하여 난삭 소재의 초음파 가공 분야의 적용 확대 및 Ceramic, Metal Welder, Si wafer 가공 전용 가공기 및 초음파 복합 가공기 등 다른 가공 기술로의 파급 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단됨.
4. 향후추진계획
▶ 본 연구에서 개발된 기술을 윈도우용 강화 glass 가공 양산화 및 시스템 제작에 활용
▶ 휴대용 단말기용 IR-cut filter 및 액정보호 강화 유리의 가공 공정의 단순화를통하여 수율과 생산성 향상
▶ 국내 난삭재 가공 업체로의 기술이전 또는 기술 합작 사업을 바탕으로 정밀 초음파 가공 시스템의 사업화를 통한 국내 정밀 가공 산업의 고부가 가치화 달성.
▶ 기존의 saw를 이용한 dicing 가공 기술 및 etching 가공 기술의 대체 기술로써생산성 향상을 위한 엔지니어링 솔루션 제공 및 상품화를 통한 사업화.

목차 Contents

• 개발결과의견서...1
• 최종보고요약서(초록)...2
• 목차...5
• 제 1 장 서론...6
• 제 1 절 개발대상기술(또는 제품)개발의 개요 및 필요성...6
• 제 2 절 국내?외 관련 기술의 현황...9
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...10
• 제 1 절 기술개발 목표...10
• 제 2 절 개발내용 및 범위...10
• 제 3 절 기술개발(또는 제품)의 평가방법 및 평가항목...11
• 제 4 절 기술개발 추진일정...12
• 제 3 장 사업성과...13
• 제 1 절 이온 질화 공정 개발...13
• 제 2 절 고내구성 피막 합성 공정 개발...24
• 제 3 절 초음파 가공 공구 내구성 평가...45
• 제 4 절 가공 특성 향상을 위한 초음파 가공 공정 개발...58
• 제 5 절 공구 효율성 향상을 위한 Tip 방식 공구 개발...61
• 제 6 절 경제적 성과...63
• 제 7 절 사회적 성과...64
• 제 4 장 결론...65
• 제 1 절 결론...65
• 제 2 절 향후 계획...66