KR100198887B1 - 정밀 가공용 양면 연마 장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

정밀 가공용 양면 연마 장치

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

종래의 양면 연마 장치에 있어서는, 상정반과 하정반 사이에 디스크 형태의 작업물을 위치시키고, 디스크 형태의 플랜지에 샤프트를 연결하여 상정반을 가압(Press)함으로써, 작업물의 연마가 용이하게 이루어지도록 하는데, 이때 상정반을 포함하여 상정반 윗부분의 가압 장치의 자체 무게와 샤프트를 통해 전달되는 하중으로 인한 압력이 상정반의 중심과 가장자리간의 거리차에 의해 불균일하게 미치게 되므로써 상정반의 변형이 발생할 가능성이 많다는 문제점이 있었음.

3. 발명의 해결방법의 요지

상정반에 역학적으로 작용하는 압력 또는 자체 중력이 상정반의 전체에 균일하게 분포하도록 플랜지를 이중으로 설치하므로써, 상정반의 변형을 방지할 수 있는 양면 연마 장치를 제공하고자 함.

4. 발명의 중요한 용도

반도체 웨이퍼 및 컴퓨터 하드 디스크 제조에 이용됨.

Description

정밀 가공용 양면 연마 장치

제1도는 종래 기술에 따른 양면 연마 장치의 단면도.

제2a도 및 제2b도는 종래 기술에 따른 양면 연마 장치에 작용하는 압력의 분포를 예시하는 도면.

제3a도 및 제3b도는 본 발명에 따른 양면 연마 장치의 평면도 및 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 11 : 샤프트 2, 12, 15 : 플랜지

3, 13 : 상정반 4 : 작업물

5 : 캐리어 6 : 하정반

14 : 폴

본 발명은 일반적으로 정밀 가공에 이용되는 양면 연마 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼, 수정 진동자, 컴퓨터용 하드 디스크 등과 같은 판상 또는 디스크 형태의 작업물의 표면 연마를 위한 양면 연마 장치에 관한 것이다.

종래의 양면 연마 장치(Double Side Lapping Machine)는 일반적으로 제1도에 도시된 바와 같이, 상정반(Top Plate)(3)과 하정반(Bottom Plate)(6) 사이에 반도체 웨이퍼 등과 같은 디스크 형태의 작업물(4)을 캐리어(5)를 이용하여 위치시키고, 샤프트(1)를 이용하여 상정반(3)을 하강시켜 작업물(4)과 접촉시킨 다음, 연마제 공급과 동시에 상, 하정반 및 작업물을 회전시키면서 작업을 진행하도록 구성되어 있으며, 또한 상정반(3)을 지지 및 가압하기 위해 디스크 형태의 플랜지(Flange)(2)를 설치하고 그 중심의 샤프트(1)를 연결하여 가압(Press)함으로써 작업물의 연마가 용이하게 이루어지게 되는데, 이때 자체 중력(상정반(3)을 포함하여 상정반 윗부분의 가압장치까지의 상부 전체의 무게로 자연 상태에서 작업물에 직접 작용할 수 있는 최대 무게를 말함)이상의 압력으로 가압하는 경우에는 제2a도에 도시된 바와 같이, 상정반(3)의 중심과 변형이 발생할 가능성이 많고, 또한 상정반(3)이 상승되어 있을 때와 같이, 자체 중력 이하의 압력하에서는 제2b도에 도시된 바와 같이 중력에 의한 변형이 발생하게 되며, 이와같은 변형으로 인해 작업물의 평탄도가 떨어지고 국부적인 압력으로 인한 스크래치나 분쇄 현상등이 발생할 가능성이 높다는 문제점이 있었다.

따라서 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 상정반에 역학적으로 작용하는 압력 또는 자체 중력이 정반의 전체에 균일하게 분포하도록 플랜지를 이중으로 설치하므로써, 상정반의 변형을 방지할 수 있는 양면 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 양면 연마 장치는, 상기 상부 정반과 거의 동일한 크기를 갖고 있고, 상기 상부 정반에 부착되어 상기 상부 정반을 지지하기 위한 제 1플랜지 수단과, 상기 제 1플랜지 수단의 중심부를 따라 균일하게 형성된 다수의 폴 수단과, 상기 다수의 폴 수단위에 부착되어 상기 상부 정반을 지지하기 위한 원반형태의 제 2플랜지 수단 및 상기 제 2 플랜지 수단의 중심부에 형성되어 상기 상부 정반의 이동을 위한 힘을 전달하기 위한 샤프트 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이제 본 발명의 한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명되게 된다. 본 발명에 따른 양면 연마 장치에 있어서는, 제3a도 및 제3b도에 도시된 바와 같이, 상정반(13)에 전달되는 압력이 균일하게 분포되도록 하기 위해, 1차적으로 압력을 분산시킨 다음, 다시 2차적으로 압력을 분산시키 위해 2개의 플랜지가 설치되어 있다. 제 1플랜지(15)는 상정반(13)의 전면을 커버할 수 있도록 상정반(13)과 거의 동일한 크기와 모양을 갖는 도우넛 형태로 이루어지고, 압력 분포를 고려하여 그 종단면의 모양을 꼭지 부분이 잘린 3각형 모양으로 구성한다. 그리고 재질은 약 250내지 300HB의 강도를 갖는 그래파이트 주철(Graphite cast iron)로 이루어지고, 그 두께는 약 30mm이상이 되도록 한다. 그리고 제 1플랜지(15)의 무게 중심선을 따라 약 20내지 30mm의 직경을 갖는 약 6개 내지 12개의 폴(14)이 균일한 간격으로 형성되어 있으며, 이들 폴(14)위에 스틸(steel)재질의 원방형 제 1 플랜지(12)가 연결된다. 이 제 2 플랜지(12)는 약 40mm 이상의 두께로 형성되며, 그 중심부에는 가압을 위한 샤프트(11)가 연결된다. 따라서 샤프트(11)를 통해 전달되는 힘 또는 압력이 제3b도에 화살표로 도시된 바와 같이, 2개의 플랜지를 거치면서 상정반(13)에 균일하게 분포되게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따라 정밀 가공용 양면 연마 장치를 구성함으로써, 작업물에 직접 힘을 미치게 되는 상정반의 변형이 방지되고, 따라서 제품의 정밀도 및 평탄도가 향상 될 수 있다는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 원반 모양의 작업물의 양면에 직접 접촉하여 연마 기능을 수행하는 상부 정반 및 하부 정반을 포함하는 양면 연마 장치에 있어서, 상기 상부 정반과 동일한 크기를 갖고 있고, 상기 상부 정반에 부착되어 상기 상부 정반을 지지하기 위한 제 1플랜지 수단과, 상기 제 1플랜지 수단의 중심부를 따라 균일하게 형성된 다수의 폴 수단과, 상기 다수의 폴 수단위에 부착되어 상기 상부 정반을 지지하기 위한 원반형태의 제 2플랜지 수단, 및 상기 제 2플랜지 수단의 중심부에 형성되어 상기 상부 정반의 이동을 위한 힘을 전달하기 위한 샤프트 수단을 포함해서 이루어진 양면 연마 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제 1플랜지 수단은 그 종단면이 꼭지가 잘린 형태의 3각형 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
3. 제1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1플랜지 수단은 약 30mm이상의 두께와 약 250HB내지 약 300HB의 강도를 가진 그래파이트 주철로 형성된 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2플랜지 수단은 약 40mm 이상의 두께를 가진 스틸로 형성된 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.
5. 제1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 다수의 폴 수단은 약 6개 내지 12개로 이루어지고, 각각의 폴의 직경은 약 20mm내지 약 80mm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 양면 연마 장치.