KR101910773B1 - Electrolytic polishing apparatus for manufacturing high purity pipe in semiconductor production line - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 생산라인에 적용되는 고순도 배관을 제작하기 위한 배관 연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응시 발생하는 수소가스와 불순물의 배출이 신속하여, 연마면에서의 피팅현상이 없고 연마 효율이 뛰어난 반도체 생산라인용 고순도 배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe polishing apparatus for manufacturing a high purity piping applicable to a semiconductor production line, and more particularly, to a pipe polishing apparatus for producing a high purity piping applicable to a semiconductor production line, To an electrolytic polishing apparatus for manufacturing high purity piping for this excellent semiconductor production line.
대상물의 표면을 매끄럽게 연마하는 방법으로서 기계식 연마와 전기분해연마(이하, 전해연마)가 알려져 있다. 기계식 연마는, 가령 폴리싱 장치를 이용해 대상물의 표면을 연마하는 것이고, 전해연마는, 대상물을 전해액에 침지시킨 후 전류를 인가하여 전기화학적인 반응을 일으켜 진행하는 연마 방식이다. Mechanical polishing and electrolytic polishing (hereinafter referred to as electrolytic polishing) are known as a method of smoothly polishing the surface of an object. The mechanical polishing is a polishing method in which a surface of an object is polished, for example, by using a polishing apparatus, and electrolytic polishing is a polishing method in which an object is immersed in an electrolytic solution and then an electric current is applied to cause an electrochemical reaction.
상기한 기계식 연마는, 미세한 연마재와 연마액을 사용하여 단계적으로 표면을 다듬질하는 방법으로 진행되며 전해연마에 비해 번거롭지 않다. 하지만, 직경이 작은 부품에는 적용하기 어려울 뿐만 아니라, 가공 후 표면에 스크래치와 가공응력 및 불순물을 잔류시키기 때문에, 이를테면 고순도 가스 공급용 등의 청정성을 요구하는 부품의 가공에는 사용하기 곤란하다. The above-mentioned mechanical polishing proceeds by a method of stepwise surface finishing using a fine abrasive and a polishing liquid, and is not troublesome compared with electrolytic polishing. However, it is not only difficult to apply to small-diameter parts, but also makes it difficult to use for machining parts requiring cleanliness such as high-purity gas supply because scratches, work stresses and impurities remain on the surface after machining.
이에 비해, 전해연마는 역학적인 작용 없이, 비접촉 상태에서 전기화학적인 반응을 일으켜, 대상물 표면에 형성된 미세 스크래치를 제거하는 방식으로서, 기계연마에서 나타나는 여러 가지 문제점들을 발생시키지 않고, 보다 평활하고 광택을 가지며 내식성이 좋은 광택 표면을 구현할 수 있다.Electrolytic polishing, on the other hand, is a method for eliminating micro-scratches formed on the surface of an object by causing an electrochemical reaction in a non-contact state without mechanical action. It does not cause various problems in mechanical polishing, And a glossy surface having good corrosion resistance can be realized.
그러나, 전해연마는, 가령, 직경이 작고 길이가 길게 연장된 형태의 튜브 연마시, 가공물의 표면에서 발생되는 기포에 의해, 연마면에 마치 분화구와 같은 불규칙한 홈이 형성되는 이른바 피팅(pitting) 현상을 유발한다는 단점을 갖는다.However, electrolytic polishing is a so-called pitting phenomenon in which irregular grooves such as a crater are formed on the polished surface by bubbles generated on the surface of a workpiece, for example, when polishing a tube having a small diameter and a long length, . ≪ / RTI >
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 기포에 의해 발생하는 피팅현상이 없어 연마 품질이 뛰어나고, 작동 중 환경 오염물질을 거의 배출하지 않으며, 한 번에 많은 양의 전해 연마를 수행할 수 있어 생산성이 좋은, 반도체 생산라인용 고순도배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a polishing pad which is excellent in polishing quality because there is no fitting phenomenon caused by bubbles, hardly discharges environmental pollutants during operation and can perform a large amount of electrolytic polishing at a time An object of the present invention is to provide an electrolytic polishing apparatus for producing a high purity piping for a semiconductor production line with good productivity.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 반도체 생산라인용 고순도배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치는, 파이프형 가공대상물의 표면을 전해 연마하기 위한 것으로서, 전해액을 수용하는 처리조와; 상기 전해액에 잠긴 상태로 상기 가공대상물을 수직으로 지지하는 것으로서, 길이방향으로 연장되며 상기 가공대상물의 내부를 통과한 상태로 처리조 내에서 수직 배치되는 전극봉, 상기 전극봉의 하단부에 고정되어 전극봉을 지지함과 아울러 가공대상물을 수직으로 받치는 하부홀더, 상기 전극봉에 고정되되 하부홀더의 상부에 위치하고 하부홀더와의 사이에 상기 가공대상물을 지지하는 상부홀더가 구비된 다수의 가공대상물지지체와; 상기 처리조 내에 배치되어 있는 다수의 가공대상물지지체를 연결하여 가공대상물의 간격을 유지함과 아울러 각 가공대상물에 양극의 전류를 인가하기 위한 것으로서, 각 가공대상물의 외주면 일부를 커버하고 그 내측에 가공대상물에 접하는 양극전극판을 가지며 밴드연결힌지를 통해 상호 연결되는 다수의 고정밴드, 각 고정밴드에 대해 회동 가능하도록 연결되고 상기 가공대상물을 양극전극판측으로 탄력 가압하는 회동밴드를 구비하는 제1전력유도부와; 상기 제1전력유도부에 지지되어 있는 가공대상물지지체의 전극봉에 음극의 전류를 인가하기 위한 것으로서, 각 전극봉의 상단부에 씌워지는 접속캡, 이웃하는 접속캡을 직렬 연결하는 접속전력선을 갖는 제2전력유도부와; 상기 제1전력유도부와 제2전력유도부에 양극 및 음극전류를 인가하는 전력공급부를 포함한다.An electrolytic polishing apparatus for producing a high purity piping for a semiconductor production line according to the present invention as a means for solving the above object is a electrolytic polishing apparatus for electrolytically polishing the surface of a pipe-shaped object, comprising: a treatment tank for containing an electrolytic solution; An electrode rod vertically supporting the object in a state of being immersed in the electrolyte solution and vertically disposed in the treatment vessel in a state of extending in the longitudinal direction and passing through the inside of the object; A plurality of workpiece supports having a lower holder vertically supporting an object to be processed and an upper holder fixed to the electrode bar and positioned above the lower holder and supporting the object between the lower holder and the lower holder; A plurality of processing object holders disposed in the processing vessel are connected to each other to maintain a space between the objects to be processed and to apply a current of an anode to each object to be processed, And a plurality of fixed bands connected to each other through a band connecting hinge and rotatably connected to the respective fixed bands and having a rotating band elastically pressing the object toward the anode electrode plate, Wow; And a second power induction unit having a connection power line for connecting the neighboring connection caps in series, the second power induction unit having a connection cap covering the upper end of each electrode, Wow; And a power supply unit for applying positive and negative currents to the first power induction unit and the second power induction unit.
또한, 상기 제1전력유도부의 고정밴드는; 만곡된 띠의 형태를 취하고 그 내측부에 상기 양극전극판을 갖는 지지부와, 상기 지지부의 단부에 일체를 이루며 수평 연장되고 상기 밴드연결힌지를 매개로 이웃 고정밴드와 연결되는 연장부를 구비하고, 상기 고정밴드와 회동밴드의 사이에는, 고정밴드에 대해 회동밴드를 지지하는 밴드힌지가 구비되고, 상기 밴드힌지의 측부에는 회동밴드를 고정밴드측으로 탄력 지지하는 스프링이 구비된다.The fixing band of the first power induction unit may include: A supporting portion having a curved band shape and having the anode electrode plate at its inner side and an extension portion extending horizontally integrally and integrally with the end portion of the supporting portion and connected to the adjacent fixing band via the band connecting hinge, Between the band and the rotating band, a band hinge for supporting the rotating band with respect to the fixed band is provided, and a spring for elastically supporting the rotating band to the fixed band side is provided on the side of the band hinge.
아울러, 상기 하부홀더는; 원통의 형태를 취하며 그 내부로 상기 전극봉을 통과시키고, 내주면에는 상기 가공대상물의 하단부를 받쳐 지지하는 지지턱부가 형성되며, 상기 지지턱의 상부 또는 하부에는 측방향으로 개방되어 전해액을 통과시키는 다수의 전해액구멍이 형성된 바디와, 상기 바디의 내부에 삽입된 전극봉을 바디에 고정시키는 고정수단을 포함한다.In addition, the lower holder includes: A supporting jaw portion for supporting the lower end portion of the object to be processed is formed on an inner peripheral surface thereof and a lower portion of the upper portion or lower portion of the supporting jaw is opened laterally to allow the electrolyte to pass therethrough And a fixing means for fixing the electrode rod inserted into the body to the body.
또한, 상기 전극봉은; 가공대상물의 길이에 대응하여 그 길이를 조절할 수 있도록 다수의 단위봉으로 구성된 텔레스코픽 구조를 이룬다.The electrode may further include: And has a telescopic structure composed of a plurality of unit rods so that the length thereof can be adjusted corresponding to the length of the object to be processed.
또한, 상기 전극봉의 상단부에는 다수의 걸림홈이 형성되어 있고, 상기 가공대상물지지체를 운반하기 위해 사용되는 것으로서, 작업자가 손으로 잡는 한 쌍의 파지부, 각 파지부에 연결되며 상호 교차하고 회동핀을 통해 회동 가능하도록 연결된 교차아암부, 각 교차아암부의 단부에 구비되며 상기 결합홈에 끼워지는 홈삽입부를 갖는 손잡이를 더 구비한다.In addition, a plurality of latching grooves are formed at the upper end of the electrode rod. The electrode rod is used to carry the object to be processed. The electrode rod includes a pair of gripper portions held by a worker, And a knob having a groove insertion portion provided at an end of each cross arm portion and fitted in the coupling groove.
아울러, 상기 각 가공대상물지지체의 상단부에는, 전해 과정시 가공대상물의 내부에서 발생하여 상향 유동한 가스와 이물질을 그 내부에 받아 수용하는 것으로서, 이물질를 걸러내어 처리조로 돌려보내는 필터를 구비한 챔버가 더 포함된다.In addition, a chamber provided with an upper end of each of the object to be processed has a filter for receiving therein gas and foreign substances flowing upward from the inside of the object to be processed during the electrolytic process and filtering the foreign matter and returning it to the treatment tank .
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 반도체 생산라인용 고순도배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치는, 연마 과정시 배관의 내부에서 발생하는 가스와 불순물을 바로 바로 신속 배출하므로, 기포에 의해 발생하는 피팅현상이 없어 연마 품질이 뛰어나다.The electrolytic polishing apparatus for manufacturing a high-purity piping for a semiconductor production line according to the present invention as described above quickly discharges gas and impurities generated in the piping at the time of polishing, so that a fitting phenomenon caused by bubbles No abrasive quality is excellent.
또한, 포집챔버를 구비하여 발생 가스와 불순물을 포집 후 처리하므로, 작동 중 환경 오염물질을 거의 배출하지 않는다.In addition, since a collecting chamber is provided to collect the generated gas and the impurities, the polluted matter is hardly discharged during the operation.
아울러 전해연마가 이루어지는 가공대상물지지체를, 직렬의 전력공급부로 연결하므로 한 번에 많은 양의 전해 연마를 수행할 수 있어 생산성이 좋다.In addition, since the object to be processed, in which the electrolytic polishing is performed, is connected to the electric power supply unit in series, a large amount of electrolytic polishing can be performed at one time, and productivity is good.
도 1은 반도체 생산라인용 고순도배관의 일반적 생산 방식을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 생산라인용 고순도배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 가공대상물지지체의 세팅 구조를 나타내 보인 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 가공대상물지지체를 분해하여 도시한 일부 절제 사시도이다.
도 5는 도 4의 바디를 별도로 도시한 절제 사시도이다.
도 6a, 6b, 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 생산라인용 고순도배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치에 적용할 수 있는 여러 가지 홀더용 바디의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 2에 도시한 가공대상물지지체에 포집챔버가 적용된 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 도 2의 제1전력유도부의 평면도이다.
도 9는 도 2에 도시한 제2전력유도부의 일부 절제 사시도이다.
도 10은 도 4에 도시한 전극봉의 다른 예를 도시한 도면이다.1 is a block diagram showing a general production method of high purity piping for semiconductor production lines.
2 is a diagram showing the overall configuration of an electrolytic polishing apparatus for manufacturing a high purity piping for a semiconductor production line according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a perspective view showing the setting structure of the object to be processed shown in Fig. 2. Fig.
Fig. 4 is a partially cutaway perspective view showing the object to be processed shown in Fig. 3 in an exploded state; Fig.
5 is a cutaway perspective view showing the body of FIG. 4 separately.
6A, 6B, and 6C are cross-sectional views illustrating various structures of a holder body applicable to an electrolytic polishing apparatus for manufacturing a high-purity piping for a semiconductor production line according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a state in which a collecting chamber is applied to the object to be processed shown in Fig.
8 is a plan view of the first power induction unit of FIG.
FIG. 9 is a partially cutaway perspective view of the second power induction unit shown in FIG. 2. FIG.
Fig. 10 is a view showing another example of the electrode shown in Fig. 4. Fig.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 반도체 생산라인용 고순도 배관의 일반적 생산 방식을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a general production method of high purity piping for semiconductor production lines.
도시한 바와 같이, 전기분해 연마장치(20)를 이용한 연마공정 전에 전처리장치(11) 및 폴리싱장치(13)를 통한 전처리와 폴리싱 공정이 선행된다. 전처리장치(11)는 입고된 자재를 원하는 칫수와 성질로 가공하는 것으로서, 커팅장치, 포밍장치, 열처리장치, 기계가공장치, 어닐링장치 등이 포함될 수 있다. 전처리장치(11)를 통해 제품의 사이즈나 형상이 정해진다.As shown in the figure, before the polishing process using the
폴리싱장치(13)는 전처리장치를 마친 대상물의 표면을 기계식으로 연마하는 장치로서, 대상물 표면의 미세한 돌기를 제거하여 평활하고 매끈한 가공면을 형성하는 장치이다. 하지만 폴리싱장치(13)는 대상물 표면에 물리력을 가하는 것이므로, 가공면에 변질층을 남긴다는 문제가 있다. 변질층에 남아 있는 응력은 대상물 본래의 금속적 특징을 약화시키며 내식성 저하의 원인이 된다. 하지만 정밀성이나 청정성이 그다지 문제 되지 않을 경우에는 폴리싱만으로 표면 가공을 마치기도 한다.The
전기분해연마장치(20)는, 대상물을 전해액에 침지시킨 상태로 전기화학적 반응을 일으켜 연마를 진행하는 장치이다. 이는, 폴리싱장치에 비해 높은 가공정밀성을 가지고 가공에 따른 변질층을 야기하지도 않으며 뛰어난 내식성을 부여한다. The
반도체나 LCD 생산라인의 경우, 제품의 수율을 향상시키고 가스의 오염을 방지하기 위하여, 매우 청정하고 내부식성이 뛰어난 가스 공급용 배관을 요구하는데, 이러한 요구를 충족시키기 위해 전기분해연마장치(20)를 통해 연마된 고순도배관이 사용된다.In the case of a semiconductor or LCD production line, an
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 생산라인용 고순도배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시한 가공대상물지지체의 세팅 구조를 나타내 보인 사시도이다. 또한, 도 4는 상기 가공대상물지지체를 분해하여 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 바디를 별도로 도시한 절제 사시도이다.FIG. 2 is a view showing the overall configuration of an electrolytic polishing apparatus for manufacturing a high-purity piping for a semiconductor production line according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a setting structure of a workpiece support shown in FIG. This is a perspective view. FIG. 4 is an exploded perspective view of the object to be processed, and FIG. 5 is a cutaway perspective view showing the body of FIG. 4 separately.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 전기분해 연마장치(20)는, 처리조(21), 가공대상물지지체(22), 제1전력유도부(40), 제2전력유도부(50), 전력공급부(25), 제어부(27), 포집챔버(70), 가스처리부(29)를 포함한다.As shown in the figure, the
상기 처리조(21)는 전기분해에 사용할 전해액(23)을 수용한다. 상기 전해액으로서 인산을 사용할 수 있다. 아울러, 처리조(21)의 용적은 필요에 따라 얼마든지 달라진다.The
가공대상물지지체(22)는 가공대상물(15)을 수직으로 세워 지지하는 하나의 조립체로서 처리조(21) 내부에 다수가 수직 배치된다. 가공대상물지지체(22)의 간격은 후술할 제2전력유도부(40)에 의해 조절가능 하다. The object to be processed 22 is vertically disposed in the
도 3 내지 도 5에 가공대상물지지체(22)를 따로 도시하였다.3 to 5, the object to be processed 22 is shown separately.
도시한 바와 같이, 가공대상물지지체(22)는, 전극봉(37)과 하부홀더(30a)와 상부홀더(30b)를 갖는다. 하부홀더(30a)와 상부홀더(30b)는 그 구조가 동일하며, 단지 하부홀더(30a)는 전극봉(37)의 하단부에, 상부홀더(30b)는 전극봉(37)의 상단부 근처에 고정된다. As shown in the figure, the object to be processed 22 has an
따라서, 하부홀더(30a)와 상부홀더(30b)와 관련된 반복된 설명은 하지 않고, 편의상, 하부홀더(30a)에 대한 설명만 하기로 한다.Therefore, the
상기 하부홀더(30a)는, 원기둥의 형태를 취하며 그 내부로 전극봉(37)을 통과시키는 바디(31), 바디(31)에 대해 나사 결합하며 전극봉(37)을 가압하여 바디(31)에 대한 전극봉(37)의 결합상태를 유지시키는 고정수단으로서의 고정볼트(35)를 포함한다. 하부홀더(30a)와 상부홀더(30b)는 합성수지로 성형 제작될 수 있다.The
상기 바디(31)의 내부에는 제1공간부(31a)와 제2공간부(31g)와 지지턱부(31d)가 형성되어 있다. The
제1공간부(31a)는 전극봉(37)과 바디(31)가 고정되는 부분으로서 주연부에 다수의 암나사구멍(31c)을 갖는다. 암나사구멍(31c)은, 바디(31)의 중심축선을 기준으로 등각 배치되며 반지름 방향으로 연장된 구멍으로서, 상기한 고정볼트(35)와 나사 결합한다. The
상기 암나사구멍(31c)에 고정볼트(35)를 나사 결합시킨 상태로 고정볼트(35)를 회전시킴으로써, 고정볼트(35)가 전극봉(37)에 도달하여 전극봉을 가압 고정하게 할 수 있다. The fixing
상기 지지턱부(31d)은 가공대상물(15)의 하단부가 얹히는 걸림턱이다. 즉, 가공대상물(15)을 제2공간부(31g)에 끼워 넣으면 가공대상물(15)의 하단부가 지지턱부(31d)에 걸려 지지되는 것이다. 특히 지지턱부(31d)에 걸려 있는 상태의 가공대상물(15)의 통로(15a)는 제1공간부(31a)로 개방되어 있다. 따라서, 전해액(23)이, 제1공간부(31a)의 내주면(31b)과 전극봉(37) 외주면 사이의 통로를 통해 통로(15a)로 유입할 수 있다.The supporting
상기 상부홀더(30b)의 경우 지지턱부(31d)이 가공대상물(15)의 상단부에 접할 수 있다. 작업의 목적상, 도 2에 도시한 것처럼, 가공대상물(15)의 상단부와 지지턱부(31d)을 어느 정도 이격시킬 수도 있다.In the case of the
제2공간부(31g)는 가공대상물(15)의 하단부를 수용 지지하는 공간으로서 그 내주면(31e)은 가공대상물(15)의 외주면으로부터 이격된다. 이격거리는 내주면(31e)과 가공대상물(15)의 사이로 전해액이 통과할 수 있을 정도이다.The
아울러 제2공간부(31g)는 다수의 전해액통로(31f)를 통해 측방향으로 개방된다. 전해액통로(31f)는 전해액(23)이 출입하는 구멍으로서 다수 개가 등각 배치된다. 전해액(23)은, 전기분해 반응이 진행되는 동안 전해액통로(31f)를 통해 출입한다. 즉, 하부홀더(30a)의 경우 전해액통로(31f)를 통해 바디(31) 내측으로 유입하고, 상부홀더(30b)의 경우 전해액통로(31f)를 통해 바디(31)로부터 외부로 유출되는 것이다.In addition, the
이를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 전기분해 반응시, 전극봉(37)의 주변에는 다량의 수소가스가 발생하고 가공대상물(15) 내외주면에는 산소가 발생하게 되는데, 이와 같이 발생한 가스는, 전극봉(37)과 가공대상물(15)에 가이드 되며 상향류의 흐름을 가지게 된다. This will be described in more detail as follows. During the electrolysis reaction, a large amount of hydrogen gas is generated around the
특히, 본 실시예의 경우 전극봉(37)과 가공대상물(15)이 수직으로 배치되어 있으므로, 발생가스가 전극봉(37) 및 가공대상물(15)에 가이드 되며 집중된 상향류의 흐름을 가진다. 특히 수소가스와 산소가 갇혀 있는 가공대상물(15)의 통로(15a) 내부에는 매우 강한 상향류가 형성된다. Particularly, in this embodiment, since the
참고로, 전극봉(37)이나 가공대상물(15)이 가령 수평으로 위치한다면 발생가스는 이리 저리 분산된 상태로 액면 상부로 상승할 것이다.For reference, if the
하부홀더(30a)에 형성되어 있는 전해액통로(31f)는 하부홀더(30a) 외부의 전해액을 통로(15a)로 유도하는 구멍이고, 상부홀더(30b)에 형성되어 있는 전해액통로(31f)는 통로(15a)를 통과한 전해액과 가스 혼합체를 바디(31) 외부로 배출하는 구멍이다. 도 4에 도시한 타입의 하부홀더(30a)는 가공대상물(15)의 하단부가 지지턱부(31d)에 걸려 있긴 하지만, 하단부와 지지턱부(31d) 사이의 틈새로 전해액이 흘러들어갈 수 있다.The
상기 하부홀더(30a)와 상부홀더(30b)를 구성하는 바디(31)의 모양은 다양하게 변경 가능하며, 가령 도 6a,6b,6c와 같은 형태로 제작할 수도 있다.The shape of the
이를테면, 도 6a에 도시한 바와 같이, 상기 지지턱부(31d)의 상부에 다른 지지턱부(31h)을 추가 적용할 수 있는 것이다. 특히 추가되는 지지턱부(31h)는 전해액통로(31f)의 상부에 위치하며 가공대상물(15)의 하단부를 지지한다. 이와 같이 전해액통로(31f)를 가공대상물(15)의 하단부 아래쪽에 위치시킴으로써, 전기분해 반응시, 바디(31) 주변의 전해액이 전해액통로(31f)를 통해 더욱 신속히 출입할 수 있게 된다.For example, as shown in FIG. 6A, another
이를테면, 단위시간 동안, 전해액통로(31f)를 통해 바디(31) 내부로 유입하거나, 바디(31)로부터 외부로 유출되는 전해액의 유량이 최대화 되는 것이다. 전해액통로(31f)를 통한 전해액의 유출입 유량이 많다는 의미는, 가공대상물(15)의 통로(15a)를 상향 통과하는 유량이 많고, 이는 결국 통로(15a)를 상향 통과하는 전해액의 유속이 증가한다는 의미이다.For example, the flow rate of the electrolytic solution flowing into the
이러한 전해액의 유속증가는 통로(15a) 내부의 기포를 최대한 신속히 배출한다는 매우 큰 의미를 갖는다. 위에 언급한 바와 같이, 전기분해 반응시 전극봉(37)의 표면에서는 다량의 수소가스가, 가공대상물(15)의 내외면에는 산소가 발생하며, 수소와 산소는 전해액 내에 기포로서 존재하면서 통로(15a)의 내주면에 흠집을 남길 수 있기 때문이다.Such an increase in the flow rate of the electrolytic solution has a very significant meaning that the air bubbles in the
알려진 바와 같이 유체 내부에 형성된 기포는 캐비테이션 현상을 유발하여 소음을 아울러 주변에 충격을 준다. As it is known, the bubbles formed inside the fluid induce cavitation phenomenon and give a shock to the surroundings in addition to the noise.
도 6b에 도시한 바디(31)는 전해액통로(31f)에 돌출부(31k)를 갖는다. 돌출부(31k)의 상면은 지지턱부(31h)로서 가공대상물(15)의 하단부를 받쳐 지지한다.The
또한 도 6c에 도시한 바와 같이, 전해액통로(31f)와 지지턱부(31h)의 사이에 경사면부(31m)를 적용할 수도 있다. 경사면부(31m)는 상부로 갈수록 오므라진 형상을 취하며, 전해액통로(31f)를 통해 유입한 전해액을 중앙으로 모으며 통로(15a) 내측으로 유도한다. Further, as shown in Fig. 6C, the
한편, 상기 전극봉(37)은 일정직경을 갖는 환봉으로서, 가공대상물(15)의 통로(15a)를 통과하여 수직으로 세워진다. 상기 전극봉(37)의 재질은 가공대상물(15)의 종류에 따라 달라진다. 전극봉으로서 구리나 아연 또는 납이나 알루미늄을 사용할 수 있다.On the other hand, the
상기 하부홀더(30a)와 상부홀더(30b)는 전극봉(37)을 그 중심으로 통과시킨 상태로 전극봉(37)의 길이방향으로 이동하여 원하는 지점에 고정될 수 있다. 가공대상물(15)의 길이에 따라 하부홀더(30a)와 상부홀더(30b)의 간격이나 위치를 조절할 수 있음은 물론이다.The
가령, 도 2에 도시한 바와 같이, 하부홀더(30a)를 전극봉(37)의 하단부로부터 약간 상승한 지점에 고정시키거나, 아니면, 최대한 하강시켜, 처리조(21)의 바닥과 접하게 할 수도 있다. 상부홀더(30b)의 위치는 하부홀더(30a)의 위치와 가공대상물(15)의 길이에 따라 적절히 결정된다. 2, the
상기 전극봉(37)의 상단부는 상부홀더(30b)의 상부로 연장되고 다수의 걸림홈(37a)을 갖는다. 걸림홈(37a)은 전극봉(37)의 원주방향을 따라 연장된 환형 홈으로서 가공대상물지지체(22)를 옮길 때 사용한다. 즉, 손잡이(60)에 의해 잡히는 부분이다.The upper end of the
상기 손잡이(60)는, 필요시, 가공대상물지지체(22)를 집어 들어 운반하는 도구로서, 한 쌍의 파지부(61), 각 파지부에 연결되는 교차아암부(63), 각 교차아암부의 하단부에 고정되는 홈삽입부(67)를 갖는다. The
파지부(61)는 작업자가 손으로 잡는 부분이다. 파지부(61)를 움켜쥐면, (마치 집게처럼) 하단의 홈삽입부(67)가 모아진다. 또한 교차아암부(63)는, 양측 파지부(61)에 고정되며 상호 교차하고 회동핀(65)을 통해 회동 가능하도록 연결된 부재이다. 회동핀(65)은 교차아암부(63)의 교차부위에 끼워진다. The
홈삽입부(67)는 부분 원호의 형태를 취하며, 파지부(61)를 화살표 k방향으로 가압할 때 좁아지며 걸림홈(37a)에 끼워진다. 양측의 홈삽입부(67)를 걸림홈(37a)에 맞춘 상태로 파지부(61)를 죄어, 홈삽입부(67)가 걸림홈(37a)의 내부에 삽입되게 한 상태로, 파지부(61)를 들어 올리면 가공대상물지지체(22)를 운반할 수 있다.The
한편, 상기 전극봉(37)을 도 4에 도시한 바와 같이 일정길이를 갖도록 적용할 수도 있고, 도 10에 도시한 바와 같이, 텔테스코픽 구조로 적용할 수도 있다. Meanwhile, the
즉, 도 10에 도시한 바와 같이, 전극봉(37)을 다수의 단위봉(37b)으로 구성할 수 있는 것이다. 각 단위봉(37b)은 상호 다른 직경을 가지며 서로에 대해 슬라이딩 가능하게 결합되어 있다. 이와 같이 전극봉(37)을 텔레스코픽 구조로 제작할 경우, 길이가 짧은 가공대상물의 연마를 더욱 편리하게 진행할 수 있다.That is, as shown in Fig. 10, the
다시 도 2를 참조하면, 상기 각 가공대상물지지체(22)에 제1전력유도부(40) 및 제2전력유도부(50)가 채워져 있음을 알 수 있다. 제1전력유도부(40)는 가공대상물지지체(22)를 상호 연결하여 지지함과 동시에 각 가공대상물(15)에 양극의 전류를 인가하는 역할을 한다. 또한 제2전력유도부(50)는 각 가공대상물지지체(22)의 전극봉(37)에 음극의 전류를 인가하는 것이다.Referring again to FIG. 2, it can be seen that the first
제1,2전력유도부(40,50)는 전력공급부(25)의 전력케이블(25a,25b)에 각각 접속되어 있다. 상기 전력공급부(25)는 제어부(27)에 의해 제어되는 일반적인 직류전력 공급수단이다.The first and second
제1전력유도부(40)의 구조는 도 8에 도시한 바와 같다.The structure of the first
도 8에 도시한 것처럼, 제1전력유도부(40)는, 고정밴드(41), 이웃하는 고정밴드(41)를 상호 연결하는 밴드연결힌지(49), 각 고정밴드(41)에 일대일 대응하며 스프링(47)의 탄력을 받아 화살표 s방향으로 탄력 지지되는 회동밴드(45)로 구성된다. 상기 고정밴드(41), 밴드연결힌지(49), 회동밴드(45)는 합성수지로 성형 제작될 수 있다.8, the first
상기 고정밴드(41)는 그 내측에 접속공간(41c)을 제공한다. 접속공간(41c)은 가공대상물(15)이 부분적으로 수용되는 공간이다. 아울러 각 고정밴드(41)의 내측부에는 양극전극판(43)이 고정된다. 양극전극판(43)은 이웃 양극전극판(43)과 접속전력선(48)으로 연결된다. 도면상 가장 우측에 배치된 양극전극판(43)에 연결된 접속전력선(48)은 전력케이블(25a)과 연결된다.The fixing
상기 고정밴드(41)는 둥글게 밴딩된 원호형 지지부(41a)와, 지지부(41a)의 양단에 일체를 이루며 좌우로 연장된 연장부(41b)로 이루어진다. 지지부(41a)는 가공대상물을 수용하여 가공대상물(15)의 외주면이 양극전극판(43)에 접하도록 한다.The fixing
또한 연장부(41b)는 직선으로 연장된 부분으로서, 그 단부는, 밴드연결힌지(49)를 통해, 이웃하는 고정밴드(41)의 연장부(41b)와 회동 가능하도록 연결된다. 상기 밴드연결힌지(49)로 연결핀(49a)이 적용될 수 있다. 연결핀(49a)은, 각 연장부(41b)의 폭방향으로 끼워져 연장부를 링크시키는 부품이다. 이와 같이 연장부(41b)가 밴드연결힌지(49)로 연결되므로, 가령 임의의 고정밴드(41)를 화살표 t방향 또는 그 반대방향으로 회동운동 시킬 수 있다. 네 개의 고정밴드(41)를 일직선상으로 펼칠 수도 있고, 예를 들어 지그재그 식으로 구부릴 수도 있다. 더 나아가 V자로 배치할 수도 있다.The
상기 회동밴드(45)는, 고정밴드(41)의 일측 연장부(41b)에 밴드힌지(46)을 통해 링크된다. 회동밴드(45)는 밴드힌지(46)를 회동축으로 삼아 화살표 s방향이나 그 반대 방향으로 회동운동 가능하다.The pivoting
회동밴드(45)는, 원호의 형태를 취하며 지지부(41a)에 대응하는 가압면부(45a)와, 가압면부(45a)에 일체를 이루며 스프링(47)에 의해 화살표 p방향으로 탄력 지지되는 탄력지지부(45b)를 갖는다. 상기 밴드힌지(46)는 가압면부(45a)와 탄력지지부(45b)의 사이에 위치한다. The
특히, 가압면부(45a)의 원주방향 길이는, 지지부(41a)의 원주방향 길이보다 짧다. 가압면부(45a)가 화살표 s방향으로 최대한 회동하면 가압면부(45a)의 단부가 양극전극판(43)에 닿을 수 있다. 이와 같이 가압면부(45a)의 단부가 접속공간(16c) 내측으로 들어가도록 함으로써, 보다 작은 직경의 가공대상물(15)도 안정적으로 수용 지지할 수 있다.In particular, the circumferential length of the
제2전력유도부(50)의 구성은 도 9에 도시한 바와 같이 이루어진다. The configuration of the second
한편, 제2전력유도부(50)는, 제1전력유도부(40)에 지지되어 있는 다수의 가공대상물지지체(22)의 전극봉에 음극의 전류를 인가하기 위한 것으로서, 도 9에 도시한 바와 같이, 각 전극봉의 상단부에 씌워지는 접속캡(51)과, 이웃하는 접속캡(51)을 직렬 연결하는 접속전력선(53)으로 구성된다. 상기 접속전력선(53)은 플렉시블한 전력선이다.On the other hand, the second electric
또한 접속캡(51)은, 전극봉(37)과 전기적으로 접속하는 음극전극(51b)과, 음극전극(51b)을 커버하는 케이싱(51c)으로 이루어진다. 케이싱(51c)은 합성수지로 제작될 수 있다.The
상기 구성을 갖는 제2전력유도부(50)의 각 접속캡(51)을 각각의 전극봉(37)의 상단부에 끼워 접속시킴으로써, 모든 가공대상물지지체(22)의 전극봉에 음극의 전류를 공급할 수 있게 된다.The currents of the cathodes can be supplied to the electrode bars of all the
도 7은 도 2에 도시한 가공대상물지지체에 포집챔버(70)가 적용된 모습을 도시한 도면이다.Fig. 7 is a view showing a state in which the collecting
도시한 바와 같이, 가공대상물지지체(22)의 상단부에 포집챔버(70)가 장착될 수 있다. 포집챔버(70)는 가공대상물(15)의 통로(15a)를 타고 상부로 올라온 가스와 오염물질을 일단 받아들여, 가스는 가스처리부(29)로 보내고 오염물질은 필터링하는 케이스이다.As shown in the figure, the collecting
이를 위하여 포집챔버(70)의 하측부에는 필터(73)가 설치된다. 필터(73)는 전해액통로(31f)를 통해 배출된 전해액을 통과시켜 전해액 내부의 오염물질을 걸러내는 역할을 한다. 필터(73)에 의해 걸러진 오염물질은 연마가 완료된 후 별도로 수거된다. 필터(73)를 통과한 전해액은 정화된 상태로 처리조(21)로 돌아간다.For this purpose, a
아울러 상기 전해액통로(31f)의 하부에는 센서(77)가 배치된다. 센서(77)는 회수되는 전해액의 오염도를 판단하는 기능을 한다. 가령 전해액의 사용이 오래되어 순도가 낮아질 경우 신호를 발생하여 작업자에게 알려준다. 작업자는 센서(77)로부터 전달받은 정보를 기초로 전해액을 교체할 수 있다.A
포집챔버(70) 내에 포집된 가스는 배기통로(75)를 거쳐 가스처리부(29)로 보내진다. 가스처리부(29)는 가스 내부의 악취나 오염성분을 다양한 방식으로 제거한다. 가스는 가스처리부(29)를 통과하며 정화된 후 배기되거나 재활용 될 수 있다.The gas collected in the collecting
상기 구성을 갖는 본 실시예에 따른 전기분해 연마장치(20)를 이용해 가공대상물(15)을 전해연마하는 방법은 다음과 같다.A method of electrolytically polishing the
먼저, 폴리싱이 완료된 가공대상물(15)의 통로(15a) 내부로 전극봉(37)을 통과시키고, 가공대상물(15)의 하단부에는 하부홀더(30a)를 상단부에는 상부홀더(30b)를 끼운다. 이 상태로, 상기 고정볼트(35)를 이용해 하부홀더(30a)와 상부홀더(30b)를 전극봉(37)에 고정시킨다. First, the
상기 과정을 통해 다수의 가공대상물지지체(22)가 준비되었다면, 각 가공대상물지지체(22)를 제1전력유도부(40)와 제2전력유도부(50)로 연결 하고, 전해액이 수용되어 있는 처리조(21) 내부에 수직으로 배치한다. When the plurality of
이어서 제1,2전력유도부(40,50)에 전력공급부(25)를 연결하고, 제1전력유도부(40)에는 양극의 전류를 공급하고, 제2전력유도부(50)에는 음극의 전류를 인가한다. 전력공급부(25)는 제어부(27)를 통해 제어한다.Next, the
상기 과정을 통해 전력이 인가되면, 가공대상물(15)의 내주면과 외주면에 대한 연마가 진행된다. 특히 가공대상물(15)의 통로(15a) 내에서 발생하는 다량의 수소가스와 산소는 전해액과 함께 상향 이동하여, 상부홀더(30b)를 통과한 후 포집챔버(70)로 들어간다.When electric power is applied through the above process, the inner and outer circumferential surfaces of the
포집챔버(70)로 유입한 전해액은 필터(73)에 의해 필터링된 후 처리조(21)로 되돌아가고, 가스는 가스처리부(29)로 이동하여 정화처리된다.The electrolytic solution flowing into the collecting
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
11:전처리장치 13:폴리싱장치 15:가공대상물
15a:통로 20:전기분해 연마장치 21:처리조
22:가공대상물지지체 23:전해액 25:전력공급부
25a,25b:전력케이블 27:제어부 29:가스처리부
30a:하부홀더 30b:상부홀더 31:바디
31a:제1공간부 31b:내주면 31c:암나사구멍
31d:지지턱부 31e:내주면 31f:전해액통로
31g:제2공간부 31h:지지턱부 31k:돌출부
31m:경사면부 35:고정볼트 37:전극봉
37a:걸림홈 37b:단위봉 40:제1전력유도부
41:고정밴드 41a:지지부 41b:연장부
41c:접속공간 43:양극전극판 45:회동밴드
45a:가압면부 45b:탄력지지부 46:밴드힌지
47:스프링 48:접속전력선 49:밴드연결힌지
49a:연결핀 50:제2전력유도부 51:접속캡
51b:음극전극 51c:케이싱 53:접속전력선
60:손잡이 61:파지부 63:교차아암부
65:회동핀 67:홈삽입부 70:포집챔버
73:필터 75:배기통로 77:센서11: preprocessing device 13: polishing device 15: object to be processed
15a: passage 20: electrolytic polishing apparatus 21: treating tank
22: object to be processed Support body 23: electrolytic solution 25: electric power supply part
25a, 25b: power cable 27: control section 29: gas processing section
30a:
31a:
31d: Supporting
31g:
31m: inclined surface portion 35: fixing bolt 37:
37a: engaging
41: fixing
41c: connection space 43: anode electrode plate 45: rotating band
45a: pressing
47: spring 48: connecting power line 49: band connecting hinge
49a: connection pin 50: second power induction part 51: connection cap
51b:
60: handle 61: grip portion 63: cross arm portion
65: Pivot pin 67: Groove insertion part 70: Collection chamber
73: filter 75: exhaust passage 77: sensor
Claims (5)
전해액을 수용하는 처리조와;
상기 전해액에 잠긴 상태로 상기 가공대상물을 수직으로 지지하는 것으로서, 길이방향으로 연장되며 상기 가공대상물의 내부를 통과한 상태로 처리조 내에서 수직 배치되는 전극봉, 상기 전극봉의 하단부에 고정되어 전극봉을 지지함과 아울러 가공대상물을 수직으로 받치는 하부홀더, 상기 전극봉에 고정되되 하부홀더의 상부에 위치하고 하부홀더와의 사이에 상기 가공대상물을 지지하는 상부홀더가 구비된 다수의 가공대상물지지체와;
상기 처리조 내에 배치되어 있는 다수의 가공대상물지지체를 연결하여 가공대상물의 간격을 유지함과 아울러 각 가공대상물에 양극의 전류를 인가하기 위한 것으로서, 각 가공대상물의 외주면 일부를 커버하고 그 내측에 가공대상물에 접하는 양극전극판을 가지며 밴드연결힌지를 통해 상호 연결되는 다수의 고정밴드, 각 고정밴드에 대해 회동 가능하도록 연결되고 상기 가공대상물을 양극전극판측으로 탄력 가압하는 회동밴드를 구비하는 제1전력유도부와;
상기 제1전력유도부에 지지되어 있는 가공대상물지지체의 전극봉에 음극의 전류를 인가하기 위한 것으로서, 각 전극봉의 상단부에 씌워지는 접속캡, 이웃하는 접속캡을 직렬 연결하는 접속전력선을 갖는 제2전력유도부와;
상기 제1전력유도부와 제2전력유도부에 양극 및 음극전류를 인가하는 전력공급부를 포함하는 반도체 생산라인용 고순도 배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치.An object of the present invention is to electrolytically polish the surface of a pipe-
A treatment tank for containing an electrolytic solution;
An electrode rod vertically supporting the object in a state of being immersed in the electrolyte solution and vertically disposed in the treatment vessel in a state of extending in the longitudinal direction and passing through the inside of the object; A plurality of workpiece supports having a lower holder vertically supporting an object to be processed and an upper holder fixed to the electrode bar and positioned above the lower holder and supporting the object between the lower holder and the lower holder;
A plurality of processing object holders disposed in the processing vessel are connected to each other to maintain a space between the objects to be processed and to apply a current of an anode to each object to be processed, And a plurality of fixed bands connected to each other through a band connecting hinge and rotatably connected to the respective fixed bands and having a rotating band elastically pressing the object toward the anode electrode plate, Wow;
And a second power induction unit having a connection power line for connecting the neighboring connection caps in series, the second power induction unit having a connection cap covering the upper end of each electrode, Wow;
And a power supply unit for applying positive and negative currents to the first power induction unit and the second power induction unit.
상기 제1전력유도부의 고정밴드는;
만곡된 띠의 형태를 취하고 그 내측부에 상기 양극전극판을 갖는 지지부와, 상기 지지부의 단부에 일체를 이루며 수평 연장되고 상기 밴드연결힌지를 매개로 이웃 고정밴드와 연결되는 연장부를 구비하고,
상기 고정밴드와 회동밴드의 사이에는, 고정밴드에 대해 회동밴드를 지지하는 밴드힌지가 구비되고, 상기 밴드힌지의 측부에는 회동밴드를 고정밴드측으로 탄력 지지하는 스프링이 구비된 반도체 생산라인용 고순도 배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치.The method according to claim 1,
Wherein the fixing band of the first power induction unit comprises:
A support portion having a curved band shape and having the anode electrode plate at its inner side and an extension portion extending horizontally integrally with the end portion of the support portion and connected to a neighboring fixed band via the band connection hinge,
A band hinge for supporting a rotating band with respect to the fixed band is provided between the fixed band and the rotating band and a high purity piping for semiconductor production line having a spring for elastically supporting the rotating band to the fixed band side is provided on the side of the band hinge And an electrolytic polishing apparatus.
상기 하부홀더는;
원통의 형태를 취하며 그 내부로 상기 전극봉을 통과시키고, 내주면에는 상기 가공대상물의 하단부를 받쳐 지지하는 지지턱부가 형성되며, 상기 지지턱의 상부 또는 하부에는 측방향으로 개방되어 전해액을 통과시키는 다수의 전해액구멍이 형성된 바디와,
상기 바디의 내부에 삽입된 전극봉을 바디에 고정시키는 고정수단을 포함하는 반도체 생산라인용 고순도 배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치.The method according to claim 1,
The lower holder comprising:
A supporting jaw portion for supporting the lower end portion of the object to be processed is formed on an inner peripheral surface thereof and a lower portion of the upper portion or lower portion of the supporting jaw is opened laterally to allow the electrolyte to pass therethrough A body having an electrolyte hole formed therein,
And fixing means for fixing the electrode rod inserted in the body to the body. The electrolytic polishing apparatus for manufacturing a high purity piping for a semiconductor production line, comprising:
상기 전극봉은;
가공대상물의 길이에 대응하여 그 길이를 조절할 수 있도록 다수의 단위봉으로 구성된 텔레스코픽 구조를 이루는 반도체 생산라인용 고순도 배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치.The method according to claim 1,
Wherein the electrode rod comprises:
An electrolytic polishing apparatus for manufacturing a high purity piping for a semiconductor production line having a telescopic structure composed of a plurality of unit rods so that the length thereof can be adjusted corresponding to the length of an object to be processed.
상기 전극봉의 상단부에는 다수의 걸림홈이 형성되어 있고,
상기 가공대상물지지체를 운반하기 위해 사용되는 것으로서,
작업자가 손으로 잡는 한 쌍의 파지부, 각 파지부에 연결되며 상호 교차하고 회동핀을 통해 회동 가능하도록 연결된 교차아암부, 각 교차아암부의 단부에 구비되며 상기 걸림홈에 끼워지는 홈삽입부를 구비하는 손잡이가 더 포함되는 반도체 생산라인용 고순도 배관을 제작하기 위한 전기분해 연마장치.The method according to claim 1,
A plurality of latching grooves are formed in the upper end of the electrode rod,
And is used for transporting the object to be processed,
A crossing arm portion connected to each grip portion and crossing each other and rotatably connected via a pivot pin, a groove insertion portion provided at an end of each crossing arm and fitted in the engagement groove, Wherein the handle of the electrolytic polishing apparatus further comprises:
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2018
- 2018-08-13 KR KR1020180094283A patent/KR101910773B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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