KR101196937B1 - 와이어 쏘 장치 - Google Patents

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KR101196937B1
KR101196937B1 KR1020100009196A KR20100009196A KR101196937B1 KR 101196937 B1 KR101196937 B1 KR 101196937B1 KR 1020100009196 A KR1020100009196 A KR 1020100009196A KR 20100009196 A KR20100009196 A KR 20100009196A KR 101196937 B1 KR101196937 B1 KR 101196937B1
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ingot
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정근섭
이주일
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정근섭
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • B23D57/0007Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00 using saw wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work

Abstract

본 발명은 잉곳을 일정 방향으로 이동시키면서 와이어를 잉곳과 교차하는 방향으로 고속 주행시켜 잉곳을 다수의 원판 형태의 웨이퍼로 자르는 와이어 쏘 장치를 제공한다. 본 발명의 와이어 쏘 장치는 하부 스테이지(30), 상기 하부 스테이지 상에 배치된 상부 스테이지(100), 및 상기 잉곳을 이동시키는 잉곳 테이블(38)과 상기 와이어의 드럼 유닛(40)을 지지하도록, 상기 상부 스테이지 상에 배치된 프레임,을 포함한다. 상부 스테이지는 석재 또는 광물 주물로 이루어지고, 상기 프레임은 일부 또는 전체가 광물 주물 또는 석재로 이루어진다. 와이어 쏘 장치를 이와 같이 구성함으로써 진동을 감소시키고 그에 따라 작업 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

와이어 쏘 장치{WIRE SAW APPARATUS}
본 발명은 와이어 쏘 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 상부 스테이지를 석재 또는 광물 주물로 구성하고 잉곳 테이블, 드럼 유닛, 각종 모터 등을 지지하는 프레임을 광물 주물로 구성함으로써 진동을 감쇠시키고 그에 따라 작업 정밀도를 향상시킨 와이어 쏘 장치에 관한 것이다.
근래, 반도체 웨이퍼, 태양전지 웨이퍼, 발광다이오드(LED: light emitting diode) 웨이퍼 등의 웨이퍼의 대형화가 요망되고 있다.
이러한 대형화에 수반한 잉곳 슬라이싱 작업에는 전적으로 와이어 쏘 장치가 사용되고 있다. 즉, 와이어 쏘 장치는 잉곳을 일정 방향으로 이동시키면서 다수의 고장력 와이어(강선)를 잉곳과 교차하는 방향으로 고속 주행시켜 잉곳을 다수의 원판 형태의 웨이퍼로 자르는 장치이다.
도 1은 이와 같은 통상의 와이어 쏘 장치의 개략적으로 나타내는 개념도이다.
와이어 쏘 장치는 삼각형 모양으로 배치된 3개의 메인 롤러(14) 둘레에 와이어(16)가 일정한 간격으로 서로 평행하게 미리 정해진 회수만큼 감겨 있다. 와이어(16)는 일측 와이어 보빈(18)으로부터 풀려 메인 롤러(14) 둘레를 지나 타측 와이어 보빈(20)어 감기게 되어 있다.
이와 같은 형태로 와이어(16)가 고속 주행하는 동안 와이어(16)의 위쪽에 배치된 노즐(22)로부터 슬러리를 공급하여 지그(12)에 지지된 잉곳(10)을 와이어(16)와 교차하는 방향으로 하강시키면 와이어(16)는 잉곳(10)을 메인 롤러(14) 둘레에 감긴 수만큼의 웨이퍼로 절단하게 된다.
메인 롤러(14) 아래에는 사용된 슬러리를 수집하는 슬러리 트레이(24)가 배치되어 있고 수집된 슬러리는 회수관(26)을 통해 슬러리 탱크(도시 생략)로 회수된다.
도 2는 도 1의 구성을 갖는 종래의 와이어 쏘 장치의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 와이어 쏘 장치는 스테이지(30)의 상면에 한 쌍의 지주(32)가 직립하고, 지주(32)로부터 후방으로 각각 측벽(34)이 서로 평행하게 연장되고, 지주(32) 사이의 하단에는 드럼 지지 블록(36)이 설치되어 프레임을 형성한다.
이 때, 스테이지(30)는 금속으로 이루어지며, 지주(32), 측벽(34), 및 드럼 지지 블록(36)을 포함하는 프레임은 금속 주물로 이루어진다.
프레임 상단의 지주(32) 사이에는 잉곳 테이블(38)이 배치된다. 잉곳 테이블(38)은 도 1의 잉곳 지그(12)를 지지하여 잉곳(10)을 이동시키기 위한 것으로, 상하로 이동 가능하게 구성된다.
잉곳 테이블(38) 하측의 드럼 지지 블록(36)에는 드럼 유닛(40)이 배치된다. 드럼 유닛(40)은 와이어가 감기는 3개의 메인 롤러(42) 및 슬러리를 공급하는 한 쌍의 노즐(44)을 포함한다. 메인 롤러(42)와 노즐(44)은 도 1의 메인 롤러(14)와 노즐(22)에 대응하는 구성이다.
측벽(34)에 인접한 스테이지(30) 상면에는 와이어 보빈(46)이 배치된다. 와이어 보빈(46)은 도 1의 와이어 보빈(18, 20) 중의 하나에 대응하는 구성이다.
도 1의 와이어(16), 슬러리 트레이(24), 및 회수관(26)은 편의상 도 2에는 도시하지 않았으며, 이들에 대해서는 도 1의 구성을 참조한다.
한편, 도면부호 50은 스테이지(30) 밑면에 부착된 받침대를 나타낸다.
이와 같은 구성의 와이어 쏘 장치에서, 드럼 유닛(40)은 예컨대 15 kW 내지 27 kW의 서보 모터(도시 생략)로 구동되고, 와이어를 주행시키는 와이어 보빈(46)이나 장력을 주는 트래버스(도시 생략) 등은 예컨대 3 kW 내지 5 kW의 서보 모터(도시 생략)에 의해 구동된다.
이 때 대용량의 모터 구동에 따른 진동이 발생하여 초박형 판상 웨이퍼 가공에 지장을 준다. 따라서, 대용량의 모터 구동에 따른 진동을 감쇠하는 것이 초박형 웨이퍼 가공에 관건이 된다.
본 발명의 목적은 와이어 쏘 장치로서, 더 구체적으로는 상부 스테이지를 석재 또는 광물 주물로 구성하고 잉곳 테이블, 드럼 유닛, 각종 모터 등을 지지하는 구성함으로써 진동을 감쇠시키고 그에 따라 작업 정밀도를 향상시킨 와이어 쏘 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 와이어 쏘 장치는 잉곳을 일정 방향으로 이동시키면서 와이어를 잉곳과 교차하는 방향으로 고속 주행시켜 잉곳을 다수의 원판 형태의 웨이퍼로 자르는 와이어 쏘 장치이다. 본 발명의 와이어 쏘 장치는 하부 스테이지; 하부 스테이지 상에 배치된 상부 스테이지; 및 잉곳을 이동시키는 잉곳 테이블과 와이어의 드럼 유닛을 지지하도록, 상부 스테이지 상에 배치된 프레임;을 포함할 수 있다. 상부 스테이지는 석재 또는 광물 주물로 이루어지고, 프레임은 일부 또는 전체가 광물 주물 또는 석재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 프레임은, 상부 스테이지 상에 직립한 지주, 지주로부터 각각 후방으로 연장된 측벽, 및 지주의 하부 측에 상기 드럼 유닛을 지지하도록 연결된 드럼 지지 블록을 포함할 수 있다.
이 경우, 지주와 측벽 및/또는 지주와 드럼 지지 블록은 돌기와 홈에 의한 끼워맞춤에 의해 서로 결합될 수 있다.
또, 지주와 측벽의 연결 부분 및/또는 지주와 드럼 지지 블록의 연결 부분에 개재된 접착층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 와이어 쏘 장치는 지주, 측벽, 드럼 지지 블록, 및 상부 스테이지 중의 2 이상을 서로 체결시키는 볼트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 프레임은, 상부 스테이지 상에 직립하여 길이 방향으로 오목부가 형성된 지주, 지주의 오목부에 일단이 삽입되어 후방으로 연장된 측벽, 및 지주의 하부 측에 드럼 유닛을 지지하도록 연결된 드럼 지지 블록을 포함할 수 있다. 지주는 금속 주물로 이루어지고, 측벽과 드럼 지지 블록은 광물 주물 또는 석재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 프레임은, 상부 스테이지 상에 직립한 지주와 지주로부터 후방으로 연장된 측벽을 포함하는 지주-측벽 구조체, 및 지주의 하부 측에 드럼 유닛을 지지하도록 연결된 드럼 지지 블록을 포함하며, 지주, 측벽, 및 드럼 지지 블록은 광물 주물 또는 석재로 이루어질 수 있다.
한편, 와이어 쏘 장치는 지주, 측벽, 및 드럼 지지 블록 중의 하나 이상을 상부 스테이지에 체결시키는 볼트를 더 포함할 수 있다.
또, 지주, 측벽 및 드럼 지지 블록 중의 하나 이상은 돌기와 홈에 의한 끼워맞춤에 의해 상부 스테이지에 결합될 수 있다.
또, 지주, 측벽 및 드럼 지지 블록 중의 하나 이상과 상부 스테이지 사이의 연결 부분에는 접착층이 개재될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상부 스테이지는 돌기와 홈에 의한 끼워맞춤에 의해 하부 스테이지에 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 와이어 쏘 장치는 하부 스테이지와 상부 스테이지의 연결 부분에 개재된 접착층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 와이어 쏘 장치는 하부 스테이지와 상부 스테이지의 연결 부분에 개재된 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 탄성 부재는 합성수지로 된 하층, 천연고무 또는 인조고무로 된 중간층, 및 합성수지로 된 상층을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 하부 스테이지와 상부 스테이지 사이에는 모래가 채워지는 모래 수납 공간이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 와이어 쏘 장치는 하부 스테이지를 밑면에 부착된 복수의 받침대를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 와이어 쏘 장치는 하부 스테이지가 안착된 모래통을 더 포함하며, 모래통은 그 내부에 모래가 채워지도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부 스테이지를 석재 또는 광물 주물로 구성하고 잉곳 테이블, 드럼 유닛, 각종 모터 등을 지지하는 구성함으로써 진동을 감쇠시키고 그에 따라 작업 정밀도를 향상시킬 수 있다.
돌기와 홈을 포함하는 연결 구조 및 접착 연결 구조를 단독 또는 조합하여 사용함으로써, 와이어 쏘 장치의 상부 스테이지와 프레임을 안정적으로 연결할 수 있다.
하부 스테이지와 상부 스테이지의 서로 마주보는 영역에는 모래가 채워져 슬라이싱 작업 중에 발생하는 진동을 흡수함으로써, 와이어 쏘 장치의 작업 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
나사 체결 구성을 가짐으로써 상부 및 하부 스테이지, 프레임과 상부 스테이지 사이에 더욱 안정적인 연결을 제공할 수 있다.
모래통 안에 와이어 쏘 장치를 배치하고 작업 중에 발생하는 진동을 흡수하도록 모래를 모래통 안에 채워움으로써 와이어 쏘 장치의 작업 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
금속인 하부 스테이지와 석재 또는 광물 주물인 상부 스테이지가 만나는 부분에 탄성 부재를 배치하여 충격에 의한 파손을 방지하고 슬라이싱 작업 중에 진동을 흡수할 수 있다.
도 1은 통상의 와이어 쏘 장치의 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 종래의 와이어 쏘 장치의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 쏘 장치의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 와이어 쏘 장치의 배면 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A 선을 따라 절단한 단면도로, 연결 구조를 나타낸다.
도 6은 연결 구조의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 추가적인 감쇠 구조를 나타내는 구성도이다.
도 8은 연결 구조의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8의 탄성 부재의 확대 단면도이다.
도 10은 도 8의 변형례이다.
도 11은 메인 롤러와 드럼 지지 블록의 연결 구조를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 쏘 장치의 지주와 측벽의 연결 구조를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 쏘 장치의 일체형 지주-측벽 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 와이어 쏘 장치에 적용된 광물 주물과 통상의 주철 주물 사이의 진동 흡수 특성을 비교한 그래프이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 와이어 쏘 장치에 대해 설명한다.
먼저, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이어 쏘 장치의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 와이어 쏘 장치의 배면 사시도이다.
도 3과 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 와이어 쏘 장치는 금속제 하부 스테이지(30) 상면에 대리석 등의 석재로 된 상부 스테이지(100)가 배치되어 있다. 상부 스테이지(100)의 상면에는 한 쌍의 지주(102)가 직립하고, 지주(102)로부터 후방으로 각각 측벽(104)이 서로 평행하게 연장되고, 지주(102) 사이의 하부 측에는 드럼 지지 블록(106)이 설치된다. 이러한 지주(102), 측벽(104), 및 드럼 지지 블록(106)은 미네랄 캐스팅으로 형성한 광물 주물이며, 와이어 쏘 장치의 프레임을 형성한다.
프레임 상단의 지주(102) 사이에는 잉곳 테이블(38)이 배치된다. 잉곳 테이블(38)은 도 1의 잉곳 지그(12)를 지지하여 잉곳(10)을 이동시키기 위한 것으로, 상하로 이동 가능하게 구성된다.
잉곳 테이블(38) 하측의 드럼 지지 블록(106)은 드럼 유닛(40)을 지지한다. 드럼 유닛(40)은 와이어가 감기는 3개의 메인 롤러(42) 및 슬러리를 공급하는 한 쌍의 노즐(44)을 포함한다. 메인 롤러(42)와 노즐(44)은 도 1의 메인 롤러(14)와 노즐(22)에 대응하는 구성이다.
측벽(104)에 인접한 상부 스테이지(100)의 상면에는 와이어 보빈(46)이 배치된다. 와이어 보빈(46)은 도 1의 와이어 보빈(18, 20) 중의 하나에 대응하는 구성이다.
도 1의 와이어(16), 슬러리 트레이(24), 및 회수관(26)은 편의상 도 3과 도 4에는 도시하지 않았으며, 이들에 대해서는 도 1의 구성을 참조한다.
한편, 도면부호 50은 하부 스테이지(30) 밑면에 부착된 받침대를 나타낸다.
전술한 바와 같이 와이어 쏘 장치에서, 상부 스테이지(104)는 석재로 구성되고, 프레임을 구성하는 지주(102), 측벽(104), 및 드럼 지지 블록(106)은 광물 주물로 구성되어 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 와이어 쏘 장치는 드럼 유닛(40), 와이어 보빈(46), 및 트래버스(도시 생략)를 구동시키는 서보 모터에서 발생하는 진동을 감쇠시킬 수 있다. 구체적으로, 드럼 유닛(40)은 예컨대 15 kW의 서보 모터(도시 생략)로 구동되고, 와이어를 주행시키는 와이어 보빈(46)이나 장력을 주는 트래버스 등은 예컨대 3 kW의 서보 모터(도시 생략)에 의해 구동되는데, 이들 모터에서 발생하는 진동은 석재로 구성된 상부 스테이지 및 광물 주물로 구성된 프레임에 흡수된다. 특히 광물 주물은 금속 주물에 비해 진동을 40% 이상 감쇠시킬 수 있다.
한편, 광물 주물(mineral casting)이란 몇 가지 광물과 에폭시 수지 등을 혼합해서 필요한 기계 부품의 모양으로 주조한 것을 말한다.
광물 주물은 주철 주물에 비해 10배의 진동 감쇠(damping) 효과, 무게에 비해 강도가 높아 Al과 비슷한 비중, 우수한 내부식성, 및 우수한 절연성과 열 안정성이 등의 유리한 특성을 나타낸다. 또한, 철, 화강암 등을 일정 부분 포함하여 주조할 수 있어 원하는 특성을 추가할 수 있다. 아울러, 다른 부품을 높은 정밀도로 광물 주물에 접착할 수 있다는 장점도 있다.
이와 같은 특성에 따라, 광물 주물은 고속 가공인 경우 공구의 수명이 금속 주물에 비해 약 25% 이상 연장되는 것으로 보고되고 있다. 이러한 광물 주물은 공작기계, 레이저 가공기, 반도체 장비, 인쇄회로기판(PCB) 가공기, 태양광 장비, 3차원 측정기, 의료 장비 등의 다양한 분야에 적용 가능하다.
특히, 본 발명의 와이어 쏘 장치에 적용된 광물 주물과 통상의 주철 주물 사이의 진동 흡수 특성을 비교한 그래프인 도 14의 표를 참조하면, 광물 주물과 주철 주물 사이의 진동 흡수 특성의 차이를 명확히 알 수 있다.
주철 주물은 진동 발생후 1초가 되어도 최초 진동의 거의 50% 수준의 진동이 지속된다. 하지만, 본 발명의 와이어 쏘 장치에 적용된 광물 주물은 최초 진동이 주철 주물의 대략 50% 수준이고 진동 발생후 0.4 초의 시간에서 진동이 거의 소멸하는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 와이어 쏘 장치의 프레임의 주요 부분인 지주(102), 측벽(104), 및 드럼 지지 블록(106)을 광물 주물로 구성함으로써 진동을 감쇠시키고 그에 따라 작업 정밀도를 향상시키게 된다.
또, 상부 스테이지(100)는 석재로 구성됨으로써 광물 주물과 유사한 우수한 특성을 나타낸다. 물론, 상부 스테이지(100)도 역시 광물 주물로 구성할 수 있다. 한편, 지주(102), 측벽(104), 및 드럼 지지 블록(106)을 석재로 구성하는 것도 가능할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 와이어 쏘 장치의 연결 구조의 실시예에 대해 설명한다.
도 5는 도 4의 A-A 선을 따라 절단한 단면도로, 연결 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상부 스테이지(100)의 밑면에 돌기(1002)가 형성되어 있고 이에 대응하는 하부 스테이지(30)의 상면에 홈이 형성되어 상부 스테이지(100)와 하부 스테이지(30)가 서로 연결된다. 또, 지주(102)의 밑면에 돌기(1022)가 형성되고 이에 대응하는 상부 스테이지(100)의 상면에 홈이 형성되어 지주(102)와 상부 스테이지(100)가 서로 연결된다. 한편, 비록 도시하지는 않았지만, 지주(102)와 측벽(104), 그리고 지주(102)와 드럼 지지 블록(106)도 이와 유사한 방식으로 연결될 수 있다.
이와 달리, 하부 스테이지(30)의 상면에 돌기를 형성하고 이에 대응하는 상부 스테이지(100)의 밑면에 홈을 형성한 연결 구조와, 상부 스테이지(100)의 상면에 돌기를 형성하고 이에 대응하는 지주(102)의 밑면에 홈을 형성한 연결 구조도 가능하다.
비록 도시하지는 않았지만, 전술한 구성은 측벽(104)과 드럼 지지 블록(106)을 다른 구성요소에 연결하는 데에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 다른 예로서, 상부 스테이지(100), 지주(102), 측벽(104), 및 드럼 지지 블록(106)은 서로 접착되어 결합될 수도 있다. 물론, 전술한 돌기와 홈을 포함하는 연결 구조 및 접착 연결 구조를 조합하여 사용하는 것도 가능하다.
이러한 구성에 의해, 와이어 쏘 장치의 상부 스테이지와 프레임은 안정적으로 연결될 수 있다.
한편, 하부 스테이지(30)와 상부 스테이지(100)의 서로 마주보는 영역에는 수납공간(302, 1004)이 형성되어, 모래(110)가 채워질 수 있다. 모래(110)는 슬라이싱 작업 중에 발생하는 진동을 흡수함으로써 와이어 쏘 장치의 작업 정밀도를 더욱 향상시킨다.
도 6은 연결 구조의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 6에 도시한 연결 구조는 볼트(120)로 상부 및 하부 스테이지(100, 30)를 서로 체결시킨 점을 제외하고는 도 5의 연결 구조와 동일하다.
구체적으로, 상부 스테이지(100)의 밑면에 형성된 돌기(1002)가 하부 스테이지(30)의 상면에 형성된 대응하는 홈에 끼워져 있고, 볼트(120)가 하부 스테이지(30)를 관통해 상부 스테이지(100)의 돌기(1002)에 나사 결합됨으로써, 상부 스테이지(100)와 하부 스테이지(30)가 서로 단단히 체결된다.
이와 같은 나사 체결 구성을 가짐으로써 도 6의 연결 구조는 안정적인 연결을 제공할 수 있다.
비록 도시하지는 않았지만, 이와 같은 나사 체결 구성을 상부 스테이지(100)와 프레임 사이, 및/또는 프레임의 각 부분 사이에 적용함으로써, 더욱 안정적인 연결을 제공할 수 있다.
도 7은 추가적인 감쇠 구조를 나타내는 구성도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 모래통(130) 안에 와이어 쏘 장치를 배치하고 받침대(50)를 덮으면서 하부 스테이지(30)의 일부를 둘러싸도록 모래(110)를 모래통(130) 내에 채운다.
이와 같이 구성하면, 모래(110)는 슬라이싱 작업 중에 와이어 쏘 장치 전체에서 발생하는 진동을 흡수함으로써 와이어 쏘 장치의 작업 정밀도를 더욱 향상시킨다.
도 8은 연결 구조의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이며, 도 9는 도 8의 탄성 부재의 확대 단면도이다.
도 8을 참조하면, 하부 스테이지(30)의 상단에는 오목부(304)가 형성되고 이에 대응하는 상부 스테이지(100)의 상단에는 오목부(1006)가 형성되고, 이들 오목부(304, 1006)가 형성하는 공간에는 탄성 부재(140)가 삽입된다.
탄성 부재(140)는 도 9에 도시한 바와 같이 하부 우레탄층(142), 천연고무 또는 인조고무로 된 고무층(144), 및 상부 우레탄층(146)으로 구성됨으로써, 금속인 하부 스테이지(30)와 석재 또는 광물 주물인 상부 스테이지(100)가 만나는 부분에 위치하여 충격에 의한 파손을 방지하고 슬라이싱 작업 중에 진동을 흡수할 수 있다.
도 10은 도 8의 변형례이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 탄성 부재(140)를 하부 스테이지(30)의 상면과 상부 스테이지(100)의 밑면에 배치함으로써, 상부 스테이지(100)와 하부 스테이지(30)가 탄성 부재(150)를 개재하여 상하로 배치되는 것도 가능하다.
도 10의 예도 도 8에서와 마찬가지로 충격에 의한 파손을 방지하고 슬라이싱 작업 중에 진동을 흡수할 수 있다.
도 11은 메인 롤러(42)와 드럼 지지 블록(106)의 연결 구조를 나타내는 단면도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 메인 롤러(42)의 일부를 드럼 지지 블록(106)에 삽입하여 지지하며, 메인 롤러(42)와 드럼 지지 블록(106) 사이에는 탄성 부재(160)가 개재되어 있다.
탄성 부재(160)는 전술한 탄성 부재(140, 150)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 이와 같이 구성하면, 탄성 부재(160)는 메인 롤러(42)와 드럼 지지 블록(106) 사이에서 전달되는 충격과 진동을 흡수하고 완충하여 손상을 방지하며, 진동을 줄임으로써 슬라이싱 작업의 정밀도 개선에 기여할 수 있다. 또, 서로 다른 재질로 구성된 메인 롤러(42)와 드럼 지지 블록(106)은 서로 다른 열팽창 계수를 가지므로 열팽창에 의해 이들 사이에 간극(유격)이 발생할 수 있는데, 탄성 부재(160)가 이들 사이에 개재되면 탄성에 의해 간극을 방지할 수 있다.
한편, 탄성 부재(160)는 전술한 탄성 부재(140, 150)와 달리 단일 탄성체로 구성될 수 있다. 탄성 부재(160)로는 적절한 탄성을 갖는 천연 또는 합성 탄성체를 이용할 수 있으며, 예컨대, 천연 또는 인조 고무나, 우레탄과 같은 합성수지를 이용할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이어 쏘 장치의 지주와 측벽의 연결 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 와이어 쏘 장치에서, 측벽(104)은 일단이 지주(202)에 끼워져 결합된다. 이를 위해 지주(202)는 길이 방향으로 오목부가 형성되어, ㄷ자 형태의 단면을 갖는다. 한편, 본 실시예의 나머지 구성은 전술한 실시예의 와이어 쏘 장치와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 설명은 생략한다.
한편, 전술한 실시예에서는 프레임의 지주(102)와 측벽(104)이 모두 광물 주물로 구성되었다.
이와 달리, 본 실시예에서 프레임의 지주(202)는 금속 주물로 구성하고 측벽(104)과 드럼 지지 블록(106, 도 3 참조)은 광물 주물로 구성할 수 있다.
이 경우, 지주(202)와 측벽(104) 사이에 도 11의 탄성 부재(160)를 개재하는 것이 가능하고, 지주(202)를 상부 스테이지(100, 도 3 참조)에 연결할 때는 도 5에 도시한 것과 같은 돌기-홈 끼워맞춤 및/또는 도 6의 볼트(120) 체결 방식을 이용할 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 지주(202)는 위와 동일한 방식으로 드럼 지지 블록(106, 도 3 참조)과 연결될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이어 쏘 장치의 일체형 지주-측벽 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 와이어 쏘 장치에서, 광물 주물 또는 석재로 구성된 지주-측벽 구조체(302)는 전술한 실시예의 지주(102, 202)에 해당하는 지주(3020)와 전술한 실시예의 측벽(104)에 해당하는 측벽(3022)이 일체로 연결되어 형성된다. 이를 제외한 본 실시예의 나머지 구성은 전술한 실시예의 와이어 쏘 장치와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 설명은 생략한다.
지주-측벽 구조체(302)는 일체로 형성되므로 지주와 측벽을 따로 제작하여 조립하는 번거로움을 없앨 수 있고 조립된 구조에 비해 더 견고하다.
이러한 지주-측벽 구조체(302)를 드럼 지지 블록(106, 도 3 참조)과 상부 스테이지(100, 도 3 참조)에 연결할 때는 도 5에 도시한 것과 같은 돌기-홈 끼워맞춤 및/또는 도 6의 볼트(120) 체결 방식을 이용할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 당업자라면 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있다. 물론, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속한다.
30: 하부 스테이지, 38: 잉곳 테이블
40: 드럼 유닛 42: 메인 롤러
44: (슬러리 공급용) 노즐 100: 상부 스테이지
102, 202, 3020: 지주 104, 3022: 측벽
106: 드럼 지지 블록 302: 지주-측벽 구조체

Claims (17)

  1. 잉곳을 일정 방향으로 이동시키면서 와이어를 잉곳과 교차하는 방향으로 고속 주행시켜 잉곳을 다수의 원판 형태의 웨이퍼로 자르는 와이어 쏘 장치에 있어서,
    하부 스테이지(30);
    상기 하부 스테이지 상에 배치된 상부 스테이지(100); 및
    상기 잉곳을 이동시키는 잉곳 테이블(38)과 상기 와이어의 드럼 유닛(40)을 지지하도록, 상기 상부 스테이지 상에 배치된 프레임;
    을 포함하며,
    상기 상부 스테이지는 석재 또는 광물 주물로 이루어지고,
    상기 프레임은 일부 또는 전체가 광물 주물 또는 석재로 이루어지고,
    상기 프레임은,
    상기 상부 스테이지 상에 직립한 지주(102),
    상기 지주로부터 후방으로 연장된 측벽(104), 및
    상기 지주의 하부 측에 상기 드럼 유닛을 지지하도록 연결된 드럼 지지 블록(106)
    을 포함하며,
    상기 지주, 측벽, 및 드럼 지지 블록은 광물 주물 또는 석재로 이루어진 것인 와이어 쏘 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 지주는 돌기와 홈에 의한 끼워맞춤에 의해 상기 측벽과 드럼 지지 블록 중의 하나 이상과 결합된 것인 와이어 쏘 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지주와 측벽의 연결 부분과 상기 지주와 드럼 지지 블록의 요소들의 연결 부분 중의 하나 이상에는 접착층이 개재된 것인 와이어 쏘 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지주, 측벽, 드럼 지지 블록, 및 상부 스테이지 중의 2 이상을 서로 체결시키는 볼트(120)를 더 포함하는 것인 와이어 쏘 장치.
  6. 잉곳을 일정 방향으로 이동시키면서 와이어를 잉곳과 교차하는 방향으로 고속 주행시켜 잉곳을 다수의 원판 형태의 웨이퍼로 자르는 와이어 쏘 장치에 있어서,
    하부 스테이지(30);
    상기 하부 스테이지 상에 배치된 상부 스테이지(100); 및
    상기 잉곳을 이동시키는 잉곳 테이블(38)과 상기 와이어의 드럼 유닛(40)을 지지하도록, 상기 상부 스테이지 상에 배치된 프레임;
    을 포함하며,
    상기 상부 스테이지는 석재 또는 광물 주물로 이루어지고,
    상기 프레임은 일부 또는 전체가 광물 주물 또는 석재로 이루어지고
    상기 상부 스테이지 상에 직립하여 길이 방향으로 오목부가 형성된 지주(202),
    상기 지주의 오목부에 일단이 삽입되어 후방으로 연장된 측벽(104), 및
    상기 지주의 하부 측에 상기 드럼 유닛을 지지하도록 연결된 드럼 지지 블록(106)
    을 포함하며,
    상기 지주는 금속 주물로 이루어지고, 상기 측벽과 드럼 지지 블록은 광물 주물 또는 석재로 이루어진 것인 와이어 쏘 장치.
  7. 잉곳을 일정 방향으로 이동시키면서 와이어를 잉곳과 교차하는 방향으로 고속 주행시켜 잉곳을 다수의 원판 형태의 웨이퍼로 자르는 와이어 쏘 장치에 있어서,
    하부 스테이지(30);
    상기 하부 스테이지 상에 배치된 상부 스테이지(100); 및
    상기 잉곳을 이동시키는 잉곳 테이블(38)과 상기 와이어의 드럼 유닛(40)을 지지하도록, 상기 상부 스테이지 상에 배치된 프레임;
    을 포함하며,
    상기 상부 스테이지는 석재 또는 광물 주물로 이루어지고,
    상기 프레임은 일부 또는 전체가 광물 주물 또는 석재로 이루어지고
    상기 상부 스테이지 상에 직립한 지주(3020)와 상기 지주로부터 후방으로 연장된 측벽(3022)을 포함하는 지주-측벽 구조체(302), 및
    상기 지주의 하부 측에 상기 드럼 유닛을 지지하도록 연결된 드럼 지지 블록(106)
    을 포함하며,
    상기 지주, 측벽, 및 드럼 지지 블록은 광물 주물 또는 석재로 이루어진 것인 와이어 쏘 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 지주, 측벽 및 드럼 지지 블록 중의 하나 이상을 상기 상부 스테이지에 체결시키는 볼트를 더 포함하는 것인 와이어 쏘 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 지주, 측벽 및 드럼 지지 블록 중의 하나 이상과 상부 스테이지 사이의 연결 부분에는 접착층이 개재된 것인 와이어 쏘 장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 지주, 측벽 및 드럼 지지 블록 중의 하나 이상은 돌기(1022)와 홈에 의한 끼워맞춤에 의해 상부 스테이지에 결합된 것인 와이어 쏘 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 상부 스테이지(100)는 돌기(1002)와 홈에 의한 끼워맞춤에 의해 상기 하부 스테이지에 결합된 것인 와이어 쏘 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 하부 스테이지(30)와 상기 상부 스테이지(100)의 연결 부분에는 접착층이 개재된 것인 와이어 쏘 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 하부 스테이지(30)와 상기 상부 스테이지(100)의 연결 부분에는 탄성 부재(140, 150)가 개재된 것인 와이어 쏘 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 탄성 부재(140, 150)는 합성수지로 된 하층, 천연고무 또는 인조고무로 된 중간층, 및 합성수지로 된 상층을 포함하는 것인 와이어 쏘 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 하부 스테이지(30)와 상기 상부 스테이지(100) 사이에는 모래가 채워지는 모래 수납 공간이 형성된 것인 와이어 쏘 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 하부 스테이지(30)를 밑면에 부착된 복수의 받침대(50)를 더 포함하는 것인 와이어 쏘 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 하부 스테이지(30)가 안착된 모래통(130)을 더 포함하며, 상기 모래통은 그 내부에 모래가 채워지도록 구성된 것인 와이어 쏘 장치.
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