KR20200114241A - 기판 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 지석으로 기판의 코너를 라운드형과 챔퍼형으로 가공할 수 있는 기판 연마장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 기판 연마장치는 스핀들; 및 상기 스핀들이 중심에 결합하여 회전하며, 원주면에 기판의 코너를 라운드(round)형으로 가공하는 라운드 가공부가 형성되고, 중심방향으로 기판의 코너를 챔퍼(chamfer)형으로 가공하는 챔퍼 가공부가 연장형성되는 코너용 지석;을 포함한다.

Description

기판 연마장치{SUBSTRATE GRINDING APPARATUS}

본 발명은 기판 연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 지석으로 기판의 코너를 라운드형과 챔퍼형으로 가공할 수 있는 기판 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판 디스플레이 패널이나, TFT기판, 칼라필터 기판, 웨이퍼 등(이하, '기판'이라고 한다)은 원판에서 필요한 크기로 절단하여 사용한다.

이와 같이 절단하게 되면 절단면이 날카롭기 때문에 깨지기 쉬워 모서리를 면취하고 코너를 가공하여 깨짐이나 크랙을 방지한다.

도 1 및 도 2는 종래 연마장치(100)를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 연마장치(100)는 스핀들(110)과, 상기 스핀들이 중심에 연결되어 회전하는 연마휠을 포함한다.

상기 연마휠은 한 쌍의 코너용 지석(122,123)이 대칭으로 형성되고, 그 사이에 복수열로 모서리용 지석(121)이 구비된다.

도 3을 참조하면, 코너용 지석(122,123)은 기판(S)의 코너를 챔퍼(chmfer, 모따기)형으로 가공하기 위한 것으로서, 코너용 지석(122,123)은 가공면의 단면이 소정각도로 경사지게 사선으로 형성되어 있음을 알 수 있다. 따라서 스핀들(110)을 회전시키면서 기판(S) 또는 코너용 지석(122,123)을 X방향으로 이동시키면 코너가 챔퍼형으로 가공되며 4개의 코너를 순차적으로 또는 동시에 챔퍼형으로 가공할 수 있다.

도 1에 도시된 기판 연마장치는 코너를 챔퍼형으로 가공할 수 있을 뿐, 라운드형으로는 가공할 수 없다.

따라서 본 출원인은 도 4 및 도 5를 참조하여 종래 개선된 연마장치(200)를 제안한 바 있다.

도시된 바와 같이, 개선된 연마장치(200)는 스핀들(210)과, 상기 스핀들(210)이 중심에 연결되어 회전하는 연마휠을 포함한다. 상기 연마휠은 모서리용 지석(222,223)과 한 쌍의 코너용 지석(222,223)을 포함하는데, 상기 코너용 지석(222,223)은 원판 형태로 형성되며, 원주면이 둥글게 형성되어 가공면의 단면이 반원형상으로 형성된다.

도 6과 같이, 상기 코너용 지석(222,223)을 X축 및 Y축으로 동시에 이동하면서 기판의 코너를 라운드형으로 가공할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 상기 코너용 지석(222,223)을 X축 및 Y축으로 동시 이동하여 소정 반경을 갖는 경로로 이동하면 기판의 코너를 라운드형으로 가공할 수 있는 것이다.

특히, 개선된 종래 기판 연마장치(200)는 상기 코너용 지석(222,223)을 X축 및 Y축으로 동시 이동하여 소정 각도의 사면을 갖는 경로로 이동하면 기판의 코너를 챔퍼형으로도 가공할 수 있다. 즉, 코너용 지석(222,223)의 이동을 제어하여 기판의 코너를 챔퍼형으로도 가공하고, 라운드형으로도 가공할 수 있는 것이다.

그러나 이러한 개선된 연마장치(200)로 기판의 코너를 챔퍼형으로 가공하기 위해서는 지석을 X축 및 Y축으로 동시에 이동해야 하고, 이동경로도 길기 때문에 도 1에 도시된 연마장치로 챔퍼가공하는 것보다 가공시간이 더 소요되는 문제가 있다.

결국, 도 1의 연마장치(100)로 챔퍼가공을 하고, 도 4의 연마장치(200)로 라운드가공을 하여 가공 시간을 단축할 수 있으나, 이 경우, 설비가 복잡하다는 문제가 있다.

특허출원 제10-2015-0006613호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 지석으로 기판의 코너를 라운드형과 챔퍼형으로 가공할 수 있는 기판 연마장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 코너용 지석이 양측에 대칭되게 구비되어 기판의 4개 코너를 순차적으로 가공할 수 있는 기판 연마장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 기판 연마장치는 스핀들; 및 상기 스핀들이 중심에 결합하여 회전하며, 원주면에 기판의 코너를 라운드(round)형으로 가공하는 라운드 가공부가 형성되고, 중심방향으로 기판의 코너를 챔퍼(chamfer)형으로 가공하는 챔퍼 가공부가 연장형성되는 코너용 지석;을 포함한다.

또한 상기 라운드 가공부는 기판의 코너를 라운드형으로 가공할 수 있도록 가공면의 단면이 1/4원호 형상인 것이 바람직하다.

또한 상기 챔퍼 가공부는 기판의 코너를 모따기 할 수 있도록 가공면의 단면이 사선으로 형성된 것이 바람직하다.

또한 상기 라운드 가공부와 챔퍼 가공부 사이에는 코너 안착부가 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 코너 안착부는 상기 라운드 가공부의 반경 이상의 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 코너용 지석은 한 쌍이 대칭되게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 한 쌍의 코너용 지석 사이에는 적어도 1 이상의 모서리를 가공하는 모서리용 지석이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 하나의 지석으로 기판의 코너를 라운드형과 챔퍼형으로 가공할 수 있는 효과가 있다.

또한 코너용 지석이 양측에 대칭되게 구비되어 기판의 4개 코너를 순차적으로 가공할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 기판 연마장치를 나타낸 것이다.
도 4 내지 6은 종래 개선된 기판 연마장치를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 기판 연마장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 기판 연마장치의 작동상태를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 설명한다.

도 7 및 도 8을 참조하면 본 발명에 의한 기판 연마장치는 스핀들과, 연마휠을 포함한다.

상기 스핀들은 상기 연마휠의 중심에 결합되어 회전력을 전달한다.

상기 연마휠은 기판의 모서리를 가공하는 복수의 모서리용 지석이 구비되고, 상기 모서리용 지석의 양측에는 각각 코너용 지석이 구비된다.

상기 코너용 지석은 기판의 코너를 라운드형으로 가공하는 라운드 가공부와, 챔퍼형으로 가공하는 챔퍼 가공부가 일체로 형성되어 있다.

다시 말해, 상기 코너용 지석은 상기 스핀들에 의해 회전하는 원판 형태로 형성되며, 원주면에는 라운드 가공부가 형성되고, 원주면의 내측으로는 챔퍼 가공부가 연장형성되는 것이다.

특히, 상기 라운드 가공부는 기판의 코너를 라운드형으로 가공할 수 있도록 가공면의 단면이 1/4원호로 형성된다. 다시 말해, 라운드 가공부는 1/4원으로 형성되는 것이다. 이 점이 도 6에 도시된 코너용 지석과 상이하다. 즉, 도 6에 도시된 코너용 지석은 가공면의 단면이 반원으로 형성되어 있다.

그러나 도 6의 (c)에서 알 수 있는 바와 같이, 코너용 지석의 일측에 기판의 코너가 접하면서 라운드로 가공을 하고, 코너용 지석의 정점을 지나서는 기판에 접하지 않기 때문에 가공에 활용되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 코너용 지석의 정점을 지나서까지 반원형태로 형성하는 것이 원료의 낭비를 초래할 뿐만 아니라, 그 부분에 연마 파우더 등 이물질이 부착되기 쉬워 가공시 기판에 재부착되는 등의 문제점이 있어 왔다.

본 발명에 의한 실시예는 라운드 가공부의 단면이 반원이 아니라 1/4원호로 형성함으로써 실질적으로 가공에 관여하지 못하는 내측부분에 지석을 형성하지 않기 때문에 제조가 용이할 뿐만 아니라, 그 부분이 마찰력이 적은 매끈한 금속재가 노출되어 있어 이물질이 잘 부착되지 않아 여러가지로 장점이 있다.

또한 상기 코너용 지석에는 라운드 가공부에서 중심방향으로 연장되어 챔퍼 가공부가 형성되는데, 상기 챔퍼 가공부는 기판의 코너를 사선으로 모따기할 수 있도록 가공면의 단면이 사선으로 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 상기 챔퍼 가공부는 단면이 사다리꼴로 형성된다.

특히, 상기 코너용 지석은 라운드 가공부와 챔퍼 가공부 사이에 코너 안착부가 형성되어 있음을 알 수 있다.

다시 말해, 코너용 지석은 원주면에 라운드 가공부가 형성되고, 라운드 가공부의 안쪽 끝단부터 중심방향으로 도 8과 같이 수평한 코너 안착부가 형성되며, 코너 안착부의 안쪽 끝단부터 중심방향으로 돌출되는 방향으로 경사진 단면을 갖는 챔퍼 가공부가 연장형성되는 것이다. 상기 코너 안착부의 단면은 상기 라운드 가공부의 반경을 1변으로 하는 직사각으로 형성된다. 상기 코너 안착부에서 기판과 밀착되는 면은 상기 연마휠의 회전축과 직교한다.

상기 코너 안착부는 기판의 코너에서 제거될 부분이 안착되도록 공간을 제공하기 위한 것이다(도 11의 (a) 참조).

만약, 코너 안착부가 형성되지 않고, 라운드 가공부의 끝단에서 챔퍼 가공부의 일단이 바로 연장형성된다면, 기판의 코너의 직각부분이 도피될 공간이 형성되지 않게 된다. 이러한 구성으로는 기판의 코너를 챔퍼형으로 가공할 수는 있지만, 라운드형으로는 가공이 불가능하게 되는 것이다.

따라서 상기 코너 안착부의 길이(모서리와의 접촉길이)는 라운드 가공부의 반경과 같거나 그 보다 더 길어야 한다.

코너 안착부의 길이가 라운드 가공부의 반경보다 작다면, 코너의 최대 가공반경은 라운드 가공부의 반경보다 짧은 코너 안착부의 길이가 최대 가공반경이 된다.

반대로, 코너 안착부의 길이가 라운드 가공부의 반경보다 크면, 코너의 최대 가공반경은 라운드 가공부의 반경보다 긴 코너 안착부의 길이가 최대 가공반경이 되는 것이다.

또한 상기 한 쌍의 코너용 지석은 서로 대칭되게 형성되어 있다. 이와 같이 한 쌍의 구성함으로써 기판의 4개의 코너를 순차적으로 모두 가공할 수 있는 것이다. 만약, 코너용 지석이 모서리용 지석의 일측에만 구비된다면, 기판의 4개의 코너 중 2개만 가공할 수 밖에 없다.

또한 본 실시예는 상기 한 쌍의 코너용 지석과 복수의 모서리용 지석 등 연마휠을 일체로 형성하였으나, 이와 달리, 코너용 지석과 복수의 모서리용 지석들을 각각 원판 형태로 형성한 다음, 스핀들에 순차적으로 결합시키는 것도 가능하다.

이하에서는 본 발명에 의한 실시예의 사용상태를 설명한다.

도 9는 본 실시예를 이용하여 기판의 모서리를 가공하는 상태를 도시한 것이다. 즉, 스핀들을 이용하여 연마휠을 회전시키면서 복수의 모서리용 지석으로 기판의 모서리를 가공하는 것이다. 통상, 기판의 모서리는 수직으로 가공된다.

도 10은 본 실시예를 이용하여 기판의 코너를 챔퍼형으로 가공하는 것을 나타낸 것이다.

기판의 코너를 챔퍼 가공부에 밀착한 상태에서 Y방향으로 이동하게 되면, 챔퍼 가공부와 대응되는 형상으로 기판의 코너가 가공된다.

도 11은 본 실시예를 이용하여 기판의 코너를 라운드형으로 가공하는 것을 나타낸 것이다.

먼저, 기판의 코너를 코너 안착부에 밀착시킨다(도 11의 (a) 참조).

참고로, 도 11의 (a)는 기판의 코너가 코너 안착부의 끝까지 밀착되지 않은 상태임을 알 수 있다. 이와 같은 방법으로 가공반경을 설정한다.

즉, 코너 안착부에 밀착되는 기판의 모서리의 길이가 가공반경이 된다. 그러므로 코너 안착부의 길이가 짧으면 라운드 가공에서 최대 가공반경이 작게 되는 것이다.

따라서 작업자가 원하는 가공반경의 길이만큼 모서리를 코너 안착부에 밀착시키는 것이다.

이와 같이, 가공반경을 설정한 상태에서 연마휠을 X 및 Y방향으로 이동하게 되면, 설정된 가공반경으로 코너를 라운드형으로 가공할 수 있다(도 11의 (b) 및 (c) 참조).

1: 기판 연마장치(실시예)
10: 스핀들
20: 연마휠
21: 결합홈
22: 모서리용 지석
23,24: 코너용 지석
23a,24a: 챔퍼 가공부
23b,24b: 라운드 가공부
23c,24c: 코너 안착부

Claims (5)

1. 스핀들; 및
   상기 스핀들이 중심에 결합하여 회전하며, 원주면에 기판의 코너를 라운드(round)형으로 가공하는 라운드 가공부가 형성되고, 중심방향으로 기판의 코너를 챔퍼(chamfer)형으로 가공하는 챔퍼 가공부가 연장형성되는 코너용 지석;을 포함하는 기판 연마장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 라운드 가공부는 기판의 코너를 라운드형으로 가공할 수 있도록 가공면의 단면이 1/4원호 형상인 것을 특징으로 하는 기판 연마장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 챔퍼 가공부는 기판의 코너를 모따기 할 수 있도록 가공면의 단면이 사선으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 연마장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 코너용 지석은 한 쌍이 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 연마장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 한 쌍의 코너용 지석 사이에는 적어도 1 이상의 모서리를 가공하는 모서리용 지석이 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 연마장치.
   

Images