KR101800250B1 - 기판 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지석을 고르게 사용할 수 있어 지석 교체 주기를 늘려 교체 비용을 줄이고, 상판과 하판의 접합으로 이루어진 기판을 가공하는 경우에도 상판과 하판의 접합면에서 칩핑(CHIPPING)현상이 발생되지 않는 기판 코너 가공장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 기판 가공장치는 기판이 수평으로 안착되는 테이블; 상기 테이블의 측면에 구비되며, 회전축이 수평하게 배치되는 스핀들; 상기 스핀들의 회전축에 연결되어 회전하는 회전디스크; 상기 회전디스크의 앞면에 원주방향으로 돌출형성되어 상기 기판의 측면을 수직으로 가공하는 링형태의 측면가공용 지석; 및 상기 회전디스크의 중심에 원통형태로 돌출형성되어 상기 기판의 코너를 소정형태로 가공하는 코너가공용 지석;을 포함한다.

Description

기판 가공장치{SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 기판 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지석을 고르게 사용할 수 있어 지석 교체 주기를 늘려 교체 비용을 줄이고, 상판과 하판의 접합으로 이루어진 기판을 가공하는 경우에도 상판과 하판의 접합면에서 칩핑(CHIPPING)현상이 발생되지 않는 기판 코너 가공장치에 관한 것이다.

통상, LCD 또는 OLED 등 평판 디스플레이 패널의 제조에 사용되는 유리 기판을 위해 원판을 필요한 크기로 절단하게 된다.

이하에서는 원판, 유리기판 및 패널 등 가공대상을 모두 기판으로 칭하기로 한다.

이와 같이 절단하게 되면 절단면에 날카로운 에지와 코너가 생긴다. 이렇게 날카로운 에지와 코너는 이송이나 운반 또는 공정 중에 깨지기 쉽기 때문에 에지를 제거하고 코너는 소정의 반경을 갖는 라운드로 가공한다.

한편, 전체 기판을 패널 단위로 잘라서 공정을 진행하는 대신 전체 기판에 대해 상판과 하판 각각 패널 영역별로 공정을 먼저 진행하고, 상판과 하판의 결합을 통해 한꺼번에 복수의 디스플레이 패널 영역을 가지는 원판 패널을 형성한 뒤, 개별 패널 단위로 절단하여 복수의 디스플레이 패널을 형성할 수 있다. 이와 같이 상판과 하판을 합착한 상태에서 개별 패널 단위로 절단하는 경우, 상판의 스크라이브 라인과 하판의 스크라이브 라인이 정확히 일치하지 않을 수 있고, 그에 따라 절단 후 상판과 하판의 측면이 일직선이 되도록 패널의 측면을 지석으로 가공하는 공정이 요구된다.

도 1 및 도 2는 종래 기판 가공장치(1)를 나타낸 것이다. 기판 가공장치(1)는 기판(20)을 안착하는 테이블(10)과, 상기 테이블(10)에 안착된 기판(20)의 측면(L) 또는 코너(C)를 가공하는 연마수단(30)을 포함한다.

상기 기판(20)은 상판(21)과 하판(22)이 합착되어 이루어지며, 상판(21)과 하판(22) 사이에는 액정(23)이 주입되어 있다. 따라서 상판(21)과 하판(22) 사이에는 액정(23) 주입으로 인해 소정의 갭(g)이 형성된다.

또한 상기 연마수단(30)은 원통형으로 형성된 지석(32)과, 상기 지석(32)을 회전시키는 스핀들(31)이 구비된다. 상기 스핀들(31)의 회전축은 수직이 되도록 배치된다.

도 3은 종래 기판 가공장치의 사용상태를 나타낸 것으로서, 스핀들에 의해 원통형의 지석(32)이 회전하면서 기판(20)의 측면(L)을 가공하거나 또는 코너(C)를 소정의 반경을 갖는 라운드로 가공하게 된다.

한편, 상기 지석(32)은 스핀들(31)과 연결되어 회전구동력을 전달받는 원통형의 코어(36)와, 상기 코어(36)의 표면에 소정 두께로 적층된 가공부(34)로 구성된다.

이러한 지석(32)은 기판 측면(L) 또는 코너(C)를 가공함에 따라 가공부(34) 중 사용된 부분에 홈(34a,34b)이 형성되게 마련이고, 홈(34a)과 홈(34b) 사이에는 미사용부(34c)가 형성된다. 즉, 첫번째 기판을 가공한 후 지석의 가공부(34)에는 제1홈(34a)이 형성된다. 다음으로 두번째 기판을 가공할 때는 상기 지석(32)을 하강시켜 가공하고, 그에 따라 제1홈(34a)의 상층에 제2홈(34b)이 형성된다. 또한 상기 제1홈(34a)과 제2홈(34b) 사이에는 상기 지석(32)을 하강한 만큼의 미사용부(34c)가 형성된다.

이와 같이, 지석(32)의 가공부(34) 중 미사용부가 형성된다는 것은 지석(32)을 고르게 사용하지 못한다는 것이고, 사용되어 형성된 홈(34a,34b)이 있는 부분 역시 가공부(34c)가 남아 있다는 것은 가공부(34)를 충분히 사용하지 못한다는 것이다.

즉, 종래의 기판 가공장치는 지석(32)을 고르게, 그리고 그 자체의 수명만큼 충분히 사용하지 못하므로 지석(32) 교체 주기를 늘리고 이것은 교체비용의 상승을 초래한다.

또한 종래의 기판 가공장치를 사용하여 상판(21)과 하판(23)의 접합으로 이루어진 기판의 측면(L) 또는 코너(C)를 가공한 경우, 상판(21)과 하판(23)의 접합면(도 11(a)의 '24')에서 칩핑현상이 발생된다. 이것은 연마면에 형성된 가공 결무늬(도 12(a)의 'ℓ1')가 수평방향으로 형성되는 것과 관련 있다.

구체적으로 설명하면, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 기판의 상판(21)은 지석(32)의 제1가공부(e1)와 밀착하여 가공되고, 하판(22)은 제2가공부(e2)와 밀착하여 가공되는데, 액정이 주입되어 형성된 갭(g)에는 지석(32)과 접하지 않게 된다. 따라서 지석(32)의 회전으로 상판(21)과 하판(23)이 가공되면서 제1가공부(e1)와 제2가공부(e2)가 마모될 때, 상기 갭(g)에 대응되는 가공부(34)는 마모되지 않아 결과적으로 돌출부(e3)가 형성되게 된다.

이와 같이 형성된 돌출부(e3)가 스핀들에 의해 회전될 때, 상판(21)의 아래 부분이나 하판(22)의 윗 부분에 접하여 불필요한 연마를 할 수 있다. 이러한 돌출부(e3)의 영향으로 칩핑현상이 발생되는 것이다.

대한민국 특허등록 제10-1362242호 : 기판 연마장치 및 방법 대한민국 특허등록 제10-1260953호 : 기판 연마장치 및 방법 대한민국 특허등록 제10-1075954호 : 기판 연마장치 및 방법

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판의 측면과 코너를 순차적으로 가공할 수 있는 기판 가공장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 지석의 일부만을 사용하는 것이 아니라 전체 면적을 고르게 사용하여 지석 교체 주기를 늘려 교체 비용을 줄일 수 있는 기판 가공장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상판과 하판의 접합으로 이루어진 기판을 가공하는 경우에도 상판과 하판의 접합면에서 칩핑(CHIPPING)현상이 발생되지 않는 기판 가공장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 기판 가공장치는 기판이 수평으로 안착되는 테이블; 상기 테이블의 측면에 구비되며, 회전축이 수평하게 배치되는 스핀들; 상기 스핀들의 회전축에 연결되어 회전하는 회전디스크; 상기 회전디스크의 앞면에 원주방향으로 돌출형성되어 상기 기판의 측면을 수직으로 가공하는 링형태의 측면가공용 지석; 및 상기 회전디스크의 중심에 원통형태로 돌출형성되어 상기 기판의 코너를 소정형태로 가공하는 코너가공용 지석;을 포함한다.

또한 상기 코너가공용 지석이 상기 측면가공용 지석보다 더 돌출형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 측면가공용 지석은, 상기 회전디스크의 가장자리에 돌출형성되는 제1측면가공용 지석과, 상기 제1측면가공용 지석과 동심원을 이루며 반경이 작은 제2측면가공용 지석을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1측면가공용 지석과 제2측면가공용 지석은 거칠기가 다른 것이 바람직하다.

또한 상기 제1측면가공용 지석이 제2측면가공용 지석보다 더 거칠게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1측면가공용 지석과 제2측면가공용 지석 사이 공간에는 연마수가 공급되는 것이 바람직하다.

또한 상기 회전디스크의 중심에는 상기 측면가공용 지석보다 더 돌출되는 원통형태의 돌기가 형성되고, 상기 코너가공용 지석은 상기 돌기의 앞면에 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 스핀들을 상기 기판에 대하여 이격 또는 접근시키는 X방향으로 이동시키는 X방향이동수단과, 상기 스핀들을 Z방향으로 이동시키는 Z방향이동수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 테이블을 Y방향으로 이동시키는 Y방향이동수단과, 상기 테이블을 회전시키는 회전수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 기판의 측면뿐 아니라 코너를 모두 가공할 수 있고, 특히, 지석을 고르게 사용하여 전체적으로 균일하게 닳게 함으로써 지석 교체 주기를 늘려 교체 비용을 줄일 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 가공장치를 사용하여 가공한 후 기판의 측면이나 코너 등 연마면에 형성된 가공 결무늬는 수평방향이 아닌 사선방향으로 형성된다. 이로 인해, 특히, 상판과 하판이 소정 간극을 두고 접합된 기판(예를 들어 액정패널)을 가공하는 경우에도 지석의 면적 전체에 걸쳐 고루 사용된다. 즉, 본 발명에 의한 가공장치는 지석에 도 3의 돌출부(e3)가 형성되지 않게 되는 것이다.

따라서 종래 상판과 하판의 접합면에서 발생되던 칩핑현상이 일어나지 않는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 기판 가공장치를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 기판 가공장치의 구성을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명에 의한 기판 가공장치의 사용상태를 도시한 것이다.
도 11 및 도 12는 종래 가공장치와 본 발명에 의한 가공장치로 가공한 후 가공면의 이미지를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예(1)의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 기판 가공장치(100)는 테이블(T)과, 연마수단(100)을 포함한다.

상기 테이블(T)은 상기 기판(S)을 하부에서 지지하는 한 쌍의 지지부와, 상기 지지부 사이의 이격거리를 조절하는 가변수단(미도시)을 포함한다. 상기 가변수단은 상기 한 쌍의 지지부를 동기구동하여 상호 접근 또는 이격되도록 구동하는 공지의 수단이다. 또한 상기 지지부는 상기 기판(S)을 흡착할 수 있도록 진공홀(미도시)이 형성되어 있다.

또한 상기 연마수단(100)은 스핀들(110)과, 회전디스크(120)와, 측면가공용 지석(130)과, 코너가공용 지석(140)을 포함한다.

상기 스핀들(110)은 테이블(T)의 측면에 구비되며, 회전구동력을 발생시킨다. 특히, 본 발명에서는 상기 스핀들(110)의 회전축이 기판(S)과 동일하게 수평방향으로 설치된다는 것을 알 수 있다.

상기 회전디스크(120)는 상기 스핀들(110)의 앞단에 구비되고 회전축에 연결되어 회전하는 원판이다.

상기 측면가공용 지석(130)은 상기 기판(S)의 측면(도 8의 'L1')을 가공하기 위한 구성요소로서, 상기 회전디스크(120)의 앞면에 원주방향으로 돌출형성되어 링형태로 형성된다.

또한 상기 회전디스크(120)의 중심에는 기판(S)의 코너(C)를 라운드 또는 챔퍼형상(모따기)으로 가공하는 코너가공용 지석(140)이 구비되어 있다.

상기 코너가공용 지석(140)은 회전디스크(120)의 중심에 원통형태로 돌출형성되는데, 측면에서 봤을 때, 상기 코너가공용 지석(140)이 상기 측면가공용 지석(130)보다 기판방향으로 더 돌출되도록 형성된다.

본 실시예에서는 상기 회전디스크(120)의 중심에 상기 측면가공용 지석(130)보다 더 돌출되는 원통형태의 돌기(141)를 형성하고, 상기 돌기(141)의 앞면에 높이가 낮은 원통형태의 측면가공용 지석(140)을 결합한 것이다. 상기 돌기(141)는 상기 측면가공용 지석(140)보다 기판방향으로 더 돌출형성된다. 본 실시예에서 상기 측면가공용 지석(140)의 밑면(원)은 반지름이 0.1~20mm인 것이 바람직하다.

그러나 이와 달리 돌기(141)를 배제하고 높이가 큰 원통형태의 측면가공용 지석을 회전디스크(120)의 중심에 결합하여 구성하는 것도 가능하다.

또한 상기 스핀들(110)을 기판방향으로 접근시키거나 바깥쪽으로 이격시키는 X방향 이동수단(미도시)이 구비되고, 상기 스핀들(110)을 Z방향으로 상승 또는 하강하는 Z방향 이동수단(미도시)이 구비된다.

또한 상기 측면가공용 지석(130)은 회전디스크(120)의 가장자리에 돌출형성되는 제1측면가공용 지석(131)과, 상기 제1측면가공용 지석(131)의 내측에 이격된 공간(133)을 사이에 두고 형성되는 제2측면가공용 지석(132)을 포함한다. 즉, 측면가공용 지석(130)은 동심원을 이루는 2열로 구성되는 것이다. 이와 같이 2열로 구성함으로써 한번에 두번 연마하는 효과가 발생된다. 또한 상기 제1측면가공용 지석(131)과 제2측면가공용 지석(132) 사이에 형성된 공간(133)에 연마수를 공급함으로써 마찰열을 회수하고 파티클이 배출되어 연마품질이 현저히 상승된다. 이와 대비하여 제1측면가공용 지석(131)과 제2측면가공용 지석(132)을 합한 폭을 갖는 하나의 측면가공용 지석으로 구성한 실시예는 연마 중 연마수 공급이 차단되어 연마품질이 저하된다.

이에 더하여 본 발명의 다른 실시예는 상기 제1측면가공용 지석(131)은 거칠기가 거친 황삭용 지석으로 구성하고, 제2측면가공용 지석(132)은 거칠기가 상대적으로 고운 정삭용 지석으로 구성하는 것도 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 한번 연마로 황삭과 정삭을 할 수 있기 때문에 연마품질이 향상되면서 가공속도를 높일 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 기판 가공장치의 작동상태를 설명한다.

도 5 및 도 6은 기판의 측면을 가공하는 과정을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 X방향 이동수단을 이용하여 상기 스핀들(110)을 기판 방향으로 이동시켜 측면 가공용 지석(130)이 상기 기판(S)의 측면에 밀착되도록 하고, 이 상태에서 상기 스핀들(110)을 회전시켜 기판(S)의 측면을 수직으로 가공하는 것이다. 이 때 기판(S)은 Y방향 이동수단에 의해 Y방향으로 이동하면서 가공된다.

다음으로, 기판의 코너를 가공하는 과정을 설명한다.

기판의 코너를 가공하기 위해서는 먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, Z방향 이동수단을 이용하여 상기 스핀들(110)을 하강하여 코너가공용 지석(140)이 기판의 코너에 밀착되도록 한다. 이 상태에서 스핀들(110)을 회전시켜 코너가공용 지석(140)을 이용하여 기판의 코너(도 9의 'C1')를 가공하는 것이다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 스핀들(110)을 기판방향으로 이동하면서 스핀들(110)을 회전시켜 코너가공용 지석(140)을 회전시킨다(도 8 참조).

이 때, 기판을 Y방향 이동수단과 회전수단(미도시)을 이용하여 Y방향으로 이동하면서 회전을 하게 되면 기판의 코너(C1)는 소정의 곡률을 갖는 라운드로 가공된다(도 9 참조).

다음으로, 상기 스핀들을 다시 상승시켜 측면가공용 지석(130)을 이용하여 기판의 다른 측면(L2)을 수직으로 가공하는 것이다.

한편, 도 5를 다시 살펴보면, 기판(도 2 참조)이 상판과 하판으로 구성되고, 상판과 하판 사이에 액정 주입 등의 이유로 소정의 갭(g)이 형성된 경우에도, 기판의 측면을 가공할 때 본 발명의 측면가공용 지석(130)은 전체적으로 균일하게 고루 마모되게 된다. 또한 도 7을 다시 살펴보아도 기판의 코너(C)를 가공할 때 본 발명에 의한 원통형태의 코너가공용 지석은 전체적으로 균일하게 고루 마모되게 된다.

따라서 도 3에 도시된 종래 기술의 지석과 같이 돌출부(e3)가 형성되지도 않고, 특히, 미사용부(34c)가 형성되지도 않는다. 따라서 상판(21)과 하판(22)의 접합면에서 돌출부(e3)에 의한 영향으로 발생하는 칩핑현상이 발생되지 않는다.

이것은 도 11을 통해서도 육안으로 확인된다. 도 11의 (a)는 종래기술에 의해 상판과 하판으로 구성된 기판의 코너를 가공한 후의 이미지이고, (b)는 본 발명에 의해 기판의 코너를 가공한 후의 이미지이다. 도 11의 (a)에는 접합면(24)에 칩핑현상이 발생되어 있는 것을 알 수 있고, 도 11의 (b)는 칩핑현상이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있다.

이것은 또한 기판의 가공 후 형성된 가공 결무늬와도 관계가 있는데, 종래기술에 의해 기판을 가공하게 되면 도 12의 (a)와 같이 수평방향으로 결무늬(f1)가 형성되고, 본 발명에 의해 기판을 가공하게 되면 도 12의 (b)와 같이 사선방향으로 결무늬(f2)가 형성된다. 도 12의 (b)와 같이 사선방향으로 결무늬(f2)가 형성되는 것은 도 6을 통해 명백히 확인할 수 있다.

이와 같이 결무늬가 수평방향으로 형성되면, 상판과 하판 사이의 갭에 대응되는 지석의 부위가 마모되지 않아 돌출부(도 3의 'e3' 참조)가 필연적으로 형성되는 것이고, 본 발명과 같이 결무늬가 사선방향으로 형성되면, 상판과 하판 사이의 갭이 형성된 기판을 가공하더라도 지석의 가공부가 고루 사용되면서 마모되기 때문에 돌출부가 형성되지 않는 것이다. 따라서 상판과 하판의 접합면에서 칩핑현상이 일어나지 않고 지석을 전체적으로 고르게, 그리고 충분히 사용할 수 있는 것이다.

100: 연마수단
110: 스핀들
120: 회전디스크
130: 측면가공용 지석
131: 제1측면가공용 지석
132: 제2측면가공용 지석
133: 공간
140: 코너가공용 지석
141: 돌기

Claims (9)

1. 기판이 수평으로 안착되는 테이블;
   상기 테이블의 측면에 구비되며, 회전축이 수평하게 배치되는 스핀들;
   상기 스핀들의 회전축에 연결되어 회전하는 회전디스크;
   상기 회전디스크의 앞면에 원주방향으로 돌출형성되어 상기 기판의 측면을 수직으로 가공하는 링형태의 측면가공용 지석; 및
   상기 회전디스크의 중심에 원통형태로 돌출형성되어 상기 기판의 코너를 소정형태로 가공하는 코너가공용 지석;을 포함하고,
   상기 측면가공용 지석은,
   상기 회전디스크의 가장자리에 돌출형성되는 제1측면가공용 지석과,
   상기 제1측면가공용 지석과 동심원을 이루며 반경이 작은 제2측면가공용 지석을 포함하며,
   상기 제1측면가공용 지석이 제2측면가공용 지석보다 더 거칠게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 코너가공용 지석이 상기 측면가공용 지석보다 더 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
   
   
   
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1측면가공용 지석과 제2측면가공용 지석 사이 공간에는 연마수가 공급되는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 회전디스크의 중심에는 상기 측면가공용 지석보다 더 돌출되는 원통형태의 돌기가 형성되고, 상기 코너가공용 지석은 상기 돌기의 앞면에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 스핀들을 상기 기판에 대하여 이격 또는 접근시키는 X방향으로 이동시키는 X방향이동수단과,
   상기 스핀들을 Z방향으로 이동시키는 Z방향이동수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 테이블을 Y방향으로 이동시키는 Y방향이동수단과,
   상기 테이블을 회전시키는 회전수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.

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