KR101471096B1 - 기판의 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 OLED 등과 같은 플렉시블(Flexible) 디스플레이나 각종 전자제품 등에 적용되는 기판의 두께를 박형(薄型)으로 얇게 연마시켜 주기 위한 장치에 관한 것으로, 롤타입(Roll Type)으로 구비된 기판의 피연마면이 지면과 수직을 유지한 상태로 통과되는 연마영역; 상기 연마영역에는 피연마면에 대해 연마노즐로 연마액을 하향 분사시켜 주기 위해 선단부와 이격(離隔)시켜 상기 선단부의 상부에 피연마면과 수평으로 다수 개의 연마노즐을 배치시킨 연마노즐부를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

Description

기판의 연마장치{APPARATUS FOR ETCHING SUBSTRATE}

본 발명은 오엘이디(OLED ; Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 플렉시블(Flexible) 디스플레이나 각종 전자제품 등에 적용되는 기판의 두께를 박형(薄型)으로 얇게 연마시켜 주기 위한 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 롤타입(Roll Type)으로 구비된 기판을 지면과 수직상태로 연속적인 이송작업에 의해 연마영역을 통과시켜 주는 동안에 피연마면에 연마액을 분사시켜, 상기 피연마면이 소정의 두께로 연속적인 연마가 이루어지도록 한 기술에 관한 것이다.

근래 들어, 전자제품에 대한 다양한 기능의 향상과 함께 소형화, 박형화(薄型化)가 늘어나고 있는 추세이며, 그 중에서도 스마트폰(Smart Phone) 등과 같은 디스플레이용 제품의 발전과 함께 휴대가 편리한 플렉시블 디스플레이(Flexible Display) 제품에 대한 관심이 고조되고 있다.

상기 플렉시블 디스플레이 제품은 주로 오엘이디(이하 "OLED"라 한다.)를 채용하여 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계발광 현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 자체발광형 유기물질로 이를 유기발광다이오드 또는 유기이엘(EL)이라고도 한다.

상기 언급된 OLED의 주요 컬러구현 방식으로 3색(Red, Green, Blue) 독립화소 방식, 색변환 방식(CCM), 컬러필터 방식 등이 있고, 사용하는 발광재료에 포함된 유기물질의 양에 따라 저분자 OLED와 고분자 OLED로 구분된다.

또한, OLED는 그 구동방식에 따라 수동형 구동방식(Ppassive Matrix ; PM)과 능동형 구동방식(Active Matrix; AM)으로 구분되며, 이는 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있는 장점과 함께 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있어서 일반 엘시디(LCD ; Liquid Crystal Display )와는 달리 바로 옆에서 보아도 화질이 변하지 않으며, 화면에 잔상이 남지 않는 등의 우수한 특징을 가지고 있다.

이러한 OLED는 제조공정의 단순화로 유리한 가격 경쟁력을 가지고 있기 때문에 현재는 휴대전화나 카오디오, 디지털카메라 등과 같은 소형기기의 디스플레이 제품에 주로 사용되고 있으나, 향후에는 디스플레이 제품의 대형화 추세에 맞추어 그 크기도 다양하게 개발될 전망이다.

뿐만 아니라, 현재 OLED의 기판 재질로는 주로 딱딱한 유리를 사용하고 있으나, 이는 유연성이 없어서 박형의 필름으로 대체 사용하면 구부려서 휴대가 용이한 디스플레이 제품이나 장치 등을 만들 수 있기 때문에 이에 대응하여 합성수지 필름이나 유리, 금속 등을 기반으로 하는 다양한 플렉시블 기판의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

이에 따라, 각종 전자제품 등에 장착되는 유리기판이나 금속기판, 합성수지 필름 등을 소재로 한 기판의 두께를 박형으로 얇게 가공하는 에칭(Etching)(이를 "연마"라고도 한다.) 기술이 무엇보다 중요시 되고 있다.

상기 언급된 기판의 두께를 얇게 가공하기 위해 사용되는 에칭기술의 사례로는 건식 에칭(Dry Etching)법과 습식 에칭(Wet Etching)법이 있으나, 상기 건식 에칭법의 경우에는 기판의 두께를 얇게 처리함에 있어서 에칭의 균일성 확보에 한계가 따르기에 습식 에칭법이 주로 사용되고 있다.

일반적으로 사용되는 습식 에칭법에는 디핑(Dipping)법, 제트플로우(Jet flow)법, 스프레이(Spray)법 등 다양한 기술들이 있다.

먼저, 상기 디핑법은 에칭조(Etching Bath) 안에 에칭액(또는 "연마액"이라고도 한다.)을 담아 두고 상기 에칭액에 기판을 담근 후 에어버블(Air Bubble)을 에칭조 바닥에서 발생시켜 줌으로써, 이때 상기 에어버블로 인하여 기판 표면에서 에칭액의 흐름 현상으로 에칭이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 디핑법은 에칭액이 에칭조(이를 "연마액조"라고도 한다.)에 가득 차있으므로 기판을 카세트에 꽂아 한번에 여러 장을 투입할 수 있어서 생산성이 높은 장점이 있으나, 반면에 에어버블로 인한 반응 생성물이 계속해서 에칭조 안에 남아 있기 때문에 기판 표면에 달라붙어서 표면 품질에 악영향을 미치게 되고, 또한 기판을 에칭하기 위해 사용되는 에칭액의 사용량이 많아지는 단점이 있다.

또한, 상기 제트플로우법은 디핑법과 스프레이법을 혼합시킨 것으로 에칭조에 에칭액을 채우고 기판을 침적시킨 상태에서 한쪽에서 에칭액의 흐름을 강력하게 하여 디핑법에서 에어버블의 발생과 같은 역할을 하게 하는 에칭기술이다.

그러나, 상기 제트플로우법은 에칭조에 에칭액을 계속적으로 공급하여 줌에 따라 에칭조를 넘치는 에칭액은 다시 회수해서 사용 가능하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 반면에 초기 설비투자 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

한편, 가장 많이 사용하는 상기 스프레이법에 대해 살펴보면 특허출원 제10-2010-0073383호(2010년 07월 29일)로 출원된 '직교형 상부 하향 분사식 기판 에칭장치'(이를 '문헌1'이라 한다.)가 이미 널리 알려져 있다.

상기 언급된 문헌1에 대해 첨부된 도 1을 참조하면 노즐(11)로부터 에칭액(12)을 유리기판(13)에 분사시켜 기판 표면에 대한 에칭이 이루어지는 원리를 이용한 것으로, 이는 반응 생성물을 손쉽게 제거 가능하기 때문에 디핑법보다 우수한 표면 품질을 확보할 수 있는 장점이 있다.

하지만, 이와 같은 종래의 기술인 스프레이법은 기판을 한 장씩 수차례에 걸쳐 에칭처리해야 하는 등 번거로운 작업으로 인해 생산성이 현저하게 저하되는 문제점을 가지고 있는 실정이다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 롤타입(Roll Type)으로 구비된 기판을 지면과 수직상태로 연속적인 이송작업에 의해 연마영역과 세정영역, 건조영역을 순차적으로 통과시켜 주되, 상기 연마영역에는 피연마면에 연마액을 분사시켜 주기 위해 선단부의 상부에 일정한 이격간격을 두고 피연마면과 수평으로 배치된 연마노즐부를 구비하여, 상기 피연마면이 소정의 두께로 얇게 연속적인 연마가 이루어질 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 구성수단으로 롤타입으로 구비된 기판을 연속적인 이송작업에 의해 그 두께를 얇게 연마시켜 주기 위해 상기 기판의 피연마면이 지면과 수직을 유지한 상태로 통과되는 연마영역이 구비된 것을 그 특징으로 한다.

그리고, 상기 연마영역에는 피연마면에 대해 연마노즐로 연마액을 하향 분사시켜 주기 위해 선단부와 일정한 이격(離隔)간격으로 이격시켜 상기 선단부의 상부에 피연마면과 수평으로 다수 개의 연마노즐을 배치시킨 연마노즐부를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 해결하고자 하는 과제에 대한 구성수단 및 과정들은 첨부한 도면에 나타난 다양한 일실시사례들의 상세한 설명을 통해서 보다 더 명백하여 질 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 기판의 연마장치는 롤타입으로 구비된 기판을 지면과 수직상태로 연속적인 이송작업에 의해 연마액을 피연마면에 분사시켜 연마가 이루어지기 때문에 제품 생산성을 더욱 향상시켜 주는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 기판의 선단부 상부에 상기 선단부와 이격간격을 두고 피연마면과 수평으로 배치된 바타입(Bar Typw)의 연마노즐부를 통해서 연마액을 한층 더 골고루 균등하게 분사시켜 주기 때문에 상기 피연마면에 대한 연마 두께를 균일하게 시켜 주는 또 다른 품질효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 기판의 피연마면에 대한 연속적인 연마가 이루어지는 장치를 개략적으로 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 도 1에 있어서, 기판의 피연마면에 대한 연속적인 연마를 시켜주기 위한 회로구성을 개략적으로 나타낸 일실시사례 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연마노즐을 통해서 기판의 피연마면에 연마액이 분사되는 상태를 상세하게 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 세정노즐을 통해서 기판의 피연마면에 세정액이 분사되는 상태를 상세하게 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 연마노즐부가 기판의 피연마면을 향해 배치된 상태를 나타낸 일실시사례 도면이다.

본 발명의 구체적인 실시사례를 설명함에 있어서, 본 발명의 도면에 의해 도시되어 있고, 이에 따른 구성수단과 동작들은 적어도 하나의 일실시 사례로써 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심적인 구성수단 및 동작들이 제한받지는 않아야 할 것이다.

참고할 사항으로, 본 발명에서 설명되는 각 도면들에 부호를 표기함에 있어서 동일한 구성요소는 비록 다른 도면에 표기되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여하였음에 특히 유의하여야 할 것이고, 이하 첨부된 도 1 내지 도 5에 나타낸 도면들을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 기판의 유연성이 요구되는 박형(薄型)의 오엘이디(OLED ; Organic Light Emitting Diodes)나 엘이디(LED) 등과 같은 플렉시블(Flexible) 디스플레이용 제품이나 각종 전자기기 등에 적용되는 유리기판, 금속기판, 합성수지 등을 소재로 한 기판 등(이하 "기판(Substrate)"이라고 한다.)의 두께를 얇게 처리하기 위해 스프레이(Spray)법으로 피연마면(101, 102)을 에칭(Etching)(이를 "연마"라고도 한다.)시켜 주는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 언급된 바와 같은 기판(100)의 원단(이를 "모재(母材)"라고도 한다.) 종류로는 롤타입(Roll Type)으로 구비된 유리, 합성수지, 금속재질 등을 포함하되, 그 중에서 상기 금속재질의 원단에 대해 살펴보면 마그네슘(Mg), 마그네슘합금, 알루미늄(Al), 알루미늄합금, 동(Cu), 동합금, 니켈(Ni), 니켈합금, 몰리브덴(Mo), 니크롬(Ni-Cr), 티탄(Ti), 탄탈(Ta), 아연(Zn), 철(Fe), 철합금, SUS(Steel special Use Stainless) 등과 같이 다양하게 포함되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기판(100)에 있어서 연마전 기판(100a)의 두께는 0.4 내지 0.6mm 범위를 사용하는 것이 바람직하나, 연마시에 요구되는 원단의 재질이나 화학적, 물리적인 특성 등에 따라 그 두께가 0.2 내지 1.2mm 범위의 좀 더 얇거나 두꺼운 것도 포함될 수 있다.

더불어, 본 발명에 따른 기판(100)에 있어서 연마후 기판(100b)의 두께는 0.04 내지 0.08mm 범위로 연마가 이루어지는 것이 바람직하나, 이 또한 연마시에 요구되는 원단의 재질이나 화학적, 물리적인 특성을 비롯하여 기판(100)을 사용하는 목적이나 용도 등에 따라 그 두께를 0.01 내지 0.4mm 범위로 좀 더 얇거나 두껍게 연마처리가 가능함을 밝혀두고자 한다.

먼저, 본 발명에 따른 과제를 해결하기 위한 구성수단에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

첨부된 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 일정한 공정거리를 두고 회전 구동용 제1풀리(Pulley)(111)와 공회전용 제2풀리(Pulley)(112)를 설치하고, 여기에 롤타입(Roll Type)으로 구비된 기판(100)의 피연마면(101, 102)이 제1가이드롤러(Guide Roller)(121)와 제2가이드롤러(Guide Roller)(122)를 통해서 가이드되어 균일한 텐션(Tension)이 유지되도록 상기 제1풀리(111)와 제2풀리(112)에 제1기판롤(Roll)(100-1)과 제2기판롤(Roll)(100-2)을 각각 장착 구성시켜 주게 된다.

이때, 상기 제1풀리(111)는 전동모터(Motor) 등과 같은 동력수단이 포함된 구동부(620)로부터 발생된 구동력을 전달받아 기판(100)을 제1기판롤(100-1)에 와인딩(Winding)시켜 주는 동작을 하게 된다.

이와 같이 구성된 상태에서 롤타입(Roll Type)으로 구비된 기판(100)의 피연마면(101, 102)이 지면과 수직을 유지한 상태로 연속적인 이송작업에 의해 화살표 (가)방향으로 연마영역(Etching Area)(200), 세정영역(Cleaning Area)(300), 건조영역(Drying Area)(400)을 순차적으로 통과시켜 주는 공정으로 이루어지게 된다.

물론, 본 발명은 상기 연마영역(200) 이전에 기판(100)의 피연마면(101, 102)에 부착된 이물질을 깨끗하게 제거시켜 주기 위한 수단으로 탈지공정(Degreasing), 세정공정 등을 추가시켜 주는 것도 가능할 것이다.

이어서, 상기 연마영역(200)에는 첨부된 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이 연마면(101, 102)에 대해 연마노즐(223)로 연마액(231)을 하향 분사시켜 주기 위해 선단부(103)와 일정한 이격(離隔)간격(D1)을 두고 이격시켜 상기 선단부(103)의 상부에 피연마면(101, 102)과 수평으로 다수 개의 연마노즐(223)을 배치시킨 연마노즐(Etching Nozzle)부(221)를 포함하여 연마공정이 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

이때, 상기 연마노즐(223)은 선단부(103)와 너무 가깝지 않게 적어도 50mm 이상의 이격간격(D1)을 두고 피연마면(101, 102)의 중심축(Y1)을 기준하여 양쪽으로 서로 대칭되게 균등한 간격(A11)으로 바타입(Bar Type)의 연마노즐부(221)에 배치시켜, 이로 인해 상기 기판(100)의 피연마면(101, 102)에 대해 연마액(231)의 입자가 한층 더 골고루 균등하게 분사되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

더불어, 상기 연마노즐(223)은 피연마면(101, 102)의 중심축(Y1)을 기준하여 경사각(K11)을 15 내지 45도 범위로 하향 경사시켜 설치하는 것이 바람직하나, 더 나아가서 피연마면(101, 102)의 면적이나 세로 폭 등을 고려하여 10 내지 60도의 범위로 좀 더 작거나 큰 경사각(K11)으로 하향 경사시켜 설치하는 것이 연마작용에 더 유용할 것이다.

또한, 본 발명은 첨부된 도 3에 나타낸 바와 같이 연마노즐부(221)에 배치된 연마노즐(223)을 통해서 피연마면(101, 102)에 대해 분사되는 연마액(231)의 분사각(K1)은 기판(100)의 선단부(103) 상부에서 하향으로 30 내지 90도 범위로 하는 것이 바람직하나, 더 나아가서 피연마면(101, 102)의 면적이나 세로 폭 등을 고려하여 20 내지 120도의 범위로 좀 더 작거나 큰 분사각(K1)으로 연마노즐(223)을 조절하는 것이 피연마면(101, 102)에 대해 연마액(231)을 골고루 균등하게 분사시켜 주는데 더 유리한 연마작용을 하게 된다.

따라서, 본 발명은 연마노즐(223)을 배치시키는 경사각(K11) 및 분사각(K1)에 의해 선단부(103) 상부에도 연마액(231)의 입자가 골고루 뿌려지는 중첩부(104)를 형성시켜, 결국 피연마면(101, 102)에 대한 균등한 연마작용을 하게 된다.

다시 말해서, 상기 선단부(103)의 상부에는 적어도 어느 하나의 경사각(K11)이나 분사각(K1) 또는 두 개 모두를 조절하여 줌으로써, 연마노즐(223)을 통해 분사되는 연마액(231)의 입자가 중첩되는 중첩부(104)를 형성시켜 주게 된다.

또한, 상기 연마영역(200)에는 도시하지는 않았지만 롤타입(Roll Type)으로 구비되어 연속적으로 동시에 이송되는 또 다른 기판을 상기 기판(100)의 좌측 또는 우측에 하나 또는 다수 개를 추가로 배치하여 주되, 이때 추가로 배치된 기판의 피연마면과 상기 기판(100)의 피연마면(101, 102)이 서로 평행되게 배치시켜 줌으로써, 이로 인해 대량 생산시에 연마 효율을 높여줄 수 있도록 한 것을 그 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 피연마면(101, 102)을 지면과 수직상태로 유지시켜 주게 되면, 이때 피연마면(101, 102)에 분사되는 연마액(231)이 하부로 흘러내리는 운동에너지를 가장 크게 할 수 있기 때문에 이로 인해 연마액(231)에 포함된 반응 생성물을 피연마면(101, 102)으로부터 신속하게 제거 가능한 장점이 있다.

한편, 본 발명은 상기 연마영역(200)의 통과에 이어 세정영역(300)을 통과한 피연마면(101, 102)에 대해 건조영역(400)에서 건조를 시켜 주게 되는데, 이때 바람을 이용한 상온건조를 비롯하여 20 내지 60℃ 범위에서 적외선 건조, 열풍건조, 초음파건조 중에서 어느 하나로 건조시켜 주는 공정을 포함하여 구성된다.

이어서, 상기 건조영역(400) 공정을 통과하여 앞에서 언급된 바와 같이 소정의 두께로 얇게 연마가 이루어진 피연마면(101, 102)은 제1풀리(111)에 설치된 제1기판롤(100-1)에 와인딩(Winding) 작업이 이루어지게 된다.

다음은 본 발명에 포함된 다양한 구성수단들에 의해 기판(100)의 피연마면(101, 102)에 연마가 이루어지는 일실시사례들에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명에 있어서 상기 기판(100)의 원단 종류별로 피연마면(101, 102)을 연마시켜 주기 위해 사용되는 연마액(231)은 원단의 종류 예컨데, 유리, 합성수지, 금속재질 등에 따라서 다르나 그 중에서 상기 금속재질의 원단에 사용되는 연마액(231)에 대해 살펴보면, 마그네슘(Mg)이나 마그네슘합금은 농도 1.5 내지 10%의 질산용액을 사용하고, 알루미늄(Al) 및 알루미늄합금은 농도 5-20%의 수산화나트륨을 온도 50 내지 90℃에서 침적시간 3분 내외로 사용하고, 동(Cu) 및 동합금은 염화제2철용액을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 니켈(Ni) 및 니켈합금은 38-42Be 염화제2철용액을 사용하고, 몰리브덴(Mo)은 진한질산 : 진한황산 : 물의 비율이 1 : 1 : 3으로 혼합하여 사용하고, 니크롬(Ni-Cr)은 염화제2철용액 또는 진한질산 : 진한황산 : 물의 비율이 1 : 1 : 3으로 혼합하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 티탄(Ti)은 농도 40%의 불산 : 물의 비율이 1 : 9로 혼합하여 온도 30 내지 32℃에서 사용하거나 또는 과황산염과 불화물을 혼합하여 사용하고, 탄탈(Ta)은 농도 30 내지 40%의 수산화나트륨 또는 불화수소산을 사용하고, 아연(Zn)은 질산용액을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 철(Fe) 및 철합금과 SUS(Steel special Use Stainless)는 38-42Be 염화제2철용액 또는 염화제2철용액과 질산용액을 혼합하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명은 첨부된 도 5에 나타낸 바와 같이 연마노즐부(221)에는 다수 개의 연마노즐(223)을 균등한 간격(A11)으로 배치시켜 줌으로써, 이로 인해 연마액조(210)로부터 공급되는 연마액(231)을 연속적으로 이송되는 기판(100)의 피연마면(101, 102)에 골고루 균등하게 분사시켜 주도록 하는 것이 바람직할 것이다.

더불어, 본 발명의 연마노즐부(221)는 연마영역(200)의 크기나 세로 폭 등에 따라 상기 연마노즐부(221)와 인접하여 균등한 간격을 두고 하나 또는 다수 개를 추가로 배치시켜 줌으로써, 이로 인해 연마액조(210)로부터 공급되는 연마액(231)을 연속적으로 이송되는 기판(100)의 피연마면(101, 102)에 더 많은 연마노즐(223)을 통해서 균등한 분사를 할 수 있는 유리한 작용을 하게 된다.

물론, 본 발명의 연마노즐부(221)는 연마영역(200)의 크기나 세로 폭 등에 따라 또 다른 방법으로 상기 연마노즐부(221)를 더 길게 구비한 다음 연마노즐(223)을 균등한 간격(A11)으로 더 많이 배치하여 주는 것도 가능할 것이다.

한편, 본 발명은 제1풀리(111)의 회전구동에 의해 피연마면(101, 102)이 화살표 (가)방향으로 연마영역(200)을 통과하는 속도는 3.0m/분 내외로 조절시켜 주는 것이 바람직하나, 이는 기판(100)의 원단 종류에 따라 텐션(Tension)이 유지될 수 있도록 0.5 내지 6.0m/분 범위로 제어부(610)에서 적절하게 조절시켜, 상기 피연마면(101, 102)에 분사되는 연마액(231)의 분사량에 따른 연마 두께를 균일하게 시켜 주는 작용을 하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

이를 위해서 상기 기판(100)을 연마영역(200), 세정영역(300), 건조영역(400)으로 이송시켜 주기 위한 제1풀리(111)의 회전속도를 제어부(610)를 통해 구동부(620)을 제어하여 일정하게 유지시켜 주는 것이 바람직할 것이다.

이때, 상기 피연마면(101, 102)이 연마영역(200)을 통과하는 속도를 0.5m/분 이하로 너무 짧게 할 조절할 경우에는 상기 피연마면(101, 102)에 대한 연마가 제대로 이루어지지 않을 우려가 있고, 반면에 상기 통과하는 시간을 6.0m/분 이상으로 너무 길게 조절할 경우에는 상기 피연마면(101, 102)이 너무 얇게 연마되어 훼손될 우려가 있음으로 에 유의하여야 할 것이다.

또한, 본 발명은 연마노즐부(221)에 배치된 연마노즐(223) 하나를 통해서 피연마면(101, 102)에 분사되는 연마액(231)의 분사량을 기판(100)의 원단 종류에 따라 0.02 내지 4.0리터/분 범위로 제어부(610)에서 연마액제어밸브(240)를 적절하게 제어시켜 줌으로써, 이로 인해 상기 피연마면(101, 102)의 연마 두께를 균일하게 시켜 주는 작용을 하게 된다.

예컨데, 상기 분사량을 0.02리터/분 이하로 너무 적게 할 경우에는 상기 피연마면(101, 102)에 대한 연마가 제대로 이루어지지 않을 우려가 있고, 반면에 상기 분사량을 4.0리터/분 이상으로 너무 많게 할 경우에는 오히려 상기 피연마면(101, 102)이 너무 얇게 연마되어 훼손될 우려가 있음에 유의하여야 할 것이다.

또한, 본 발명은 연마노즐부(221)에 배치된 연마노즐(223) 하나를 통해서 피연마면(101, 102)에 분사되는 연마액(231)의 분사압력은 기판(100)의 원단 종류에 따라 0.1 내지 3.0Kgf/㎠ 범위로 제어부(610)에서 에어생성부(이를 "콤프레셔"라고도 한다.)(500)와 연마액제어밸브(240)를 적절하게 제어시켜 줌으로써, 이로 인해 연마액(231)의 단위 시간당(1분) 분사량 조절이 가능할 뿐만 아니라, 상기 피연마면(101, 102)의 연마 두께를 균일하게 시켜 주는 작용을 하게 된다.

이때, 상기 분사압력을 0.1Kgf/㎠ 이하로 조절할 경우에는 낮은 분사압력에 의해 피연마면(101, 102)에 연마액(231)의 단위 시간당(1분) 분사량(리터)이 너무 적게 되어, 상기 피연마면(101, 102)에 대한 연마가 제대로 이루어지지 않을 우려가 있고, 반면에 상기 분사압력을 3.0Kgf/㎠ 이상으로 조절할 경우에는 높은 분사압력에 의해 피연마면(101, 102)에 연마액(231)의 단위 시간당(1분) 분사량(리터)이 너무 많게 되어, 오히려 상기 피연마면(101, 102)이 너무 얇게 연마되거나 찢어져서 훼손될 우려가 있음에 유의하여야 할 것이다.

한편, 본 발명은 연마영역(200)을 통과한 피연마면(101, 102)에 대해 세정영역(Cleaning Area)(300)에서 세정노즐(323)로 세정액(331)을 세정액조(310)으로부터 공급받아 하향 분사시켜 주기 위해 연마노즐(223)과 동일한 이격간격(D2)으로 선단부(103)와 이격(離隔)시켜 상기 선단부(103)의 상부에 피연마면(101, 102)과 수평으로 다수 개의 세정노즐(323)을 균등한 간격으로 배치시킨 세정노즐(Cleaning Nozzle)부(321)가 포함된 세정공정이 구성된다.

이때, 상기 세정노즐(323)은 첨부된 도 4에 나타낸 바와 같이 선단부(103)와 너무 가깝지 않게 적어도 50mm 이상의 이격간격(D2)을 두고 피연마면(101, 102)의 중심축(Y1)을 기준하여 양쪽으로 서로 대칭되게 균등한 간격으로 바타입(Bar Type)의 세정노즐부(321)에 배치시켜, 이로 인해 상기 기판(100)의 피연마면(101, 102)에 대해 세정액(331)의 입자가 한층 더 골고루 균등하게 분사시켜 세정되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

더불어, 상기 세정노즐(323)은 피연마면(101, 102)의 중심축(Y1)을 기준하여 경사각(K12)을 15 내지 45도 범위로 하향 경사시켜 설치하는 것이 바람직하나, 더 나아가서 피연마면(101, 102)의 면적이나 세로 폭 등을 고려하여 10 내지 60도의 범위로 좀 더 작거나 큰 경사각(K12)으로 하향 경사시켜 설치하는 것이 세정작용에 더 유용할 것이다.

또한, 본 발명은 세정노즐부(321)에 배치된 세정노즐(323)을 통해서 피연마면(101, 102)에 대해 분사되는 세정액(331)의 분사각(K2)은 기판(100)의 선단부(103) 상부에서 하향으로 30 내지 90도 범위로 하는 것이 바람직하나, 더 나아가서 피연마면(101, 102)의 면적이나 세로 폭 등을 고려하여 20 내지 120도의 범위로 좀 더 작거나 큰 분사각(K2)으로 세정노즐(323)을 조절해 주는 것이 연마액(231)에 의해 연마공정을 거친 피연마면(101, 102)에 부착된 반응 생성물을 비롯한 이물질을 깨끗하게 제거하는데 더 유리한 세정작용을 하게 된다.

이와 같이 본 발명은 세정노즐(323)을 배치시키는 경사각(K12) 및 분사각(K2)에 의해 선단부(103) 상부에도 세정액(331)의 입자가 골고루 뿌려지는 중첩부(105)를 형성시켜, 이로 인해 피연마면(101, 102)에 대한 균등한 세정작용을 하게 된다.

다시 말해서, 상기 선단부(103)의 상부에는 적어도 어느 하나의 경사각(K12)이나 분사각(K2) 또는 두 개 모두를 조절하여 줌으로써, 세정노즐(323)을 통해 분사되는 세정액(331)의 입자가 중첩되는 중첩부(105)를 형성시켜 주게 된다.

한편, 본 발명에 있어서 세정영역(300) 즉, 세정공정에서 사용되는 세정액(331)은 증류수를 사용하는 것이 바람직하고, 세정노즐(323)을 통해서 피연마면(101, 102)에 분사되는 세정액(331)의 분사압력은 제어부(610)에서 에어생성부(이를 "콤프레셔"라고도 한다.)(500)와 세정액제어밸브(340)를 제어시켜 적절하게 조절하되, 이때 피연마면(101, 102)에 분사되는 연마액(231)의 분사압력과 동일하게 하여도 가능할 것이다.

이와 같은 구성에 의해 본 발명은 기판(100)의 피연마면(101, 102)에 세정액조(310)로부터 공급되는 세정액(331)을 한층 더 골고루 균등하게 분사시켜 주기 때문에 상기 피연마면(101, 102)에 대한 세정을 깨끗하고 균일하게 시켜 주는 작용을 하게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변경과 수정 등이 가능함을 자명하게 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 언급된 바와 같은 다양한 실시사례들에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 특허청구 범위에 의하여 정해져야 함이 바람직할 것이다.

100 : 기판(Substrate)
100a : 연마전 기판
100b : 연마후 기판
100-1 : 제1기판롤(Roll)
100-2 : 제2기판롤(Roll)
101, 102 : 피연마면
103 : 선단부
104, 105 : 중첩부
111 : 제1풀리(Pulley)
112 : 제2풀리(Pulley)
121 : 제1가이드롤러(Guide Roller)
122 : 제2가이드롤러(Guide Roller)
200 : 연마영역(Etching Area)
210 : 연마액조
221 : 연마노즐(Etching Nozzle)부
223 : 연마노즐
231 : 연마액
240 : 연마액제어밸브
300 : 세정영역(Cleaning Area)
310 : 세정액조
321 : 세정노즐(Cleaning Nozzle)부
323 : 세정노즐
331 : 세정액
340 : 세정액제어밸브
400 : 건조영역(Drying Area)
500 : 에어생성부
610 : 제어부
620 : 구동부

Claims (13)

1. 마그네슘, 마그네슘합금, 알루미늄, 알루미늄합금 중에서 어느 하나로 선택되어 롤타입(Roll Type)으로 구비된 두께 0.2 내지 1.2mm 범위의 기판(100)을 포함하는 기판의 연마장치에 있어서,
   상기 기판(100)의 피연마면(101, 102)이 지면과 수직을 유지한 상태로 연속적인 이송작업에 의해 연마영역(200)을 0.5 내지 6.0m/분 범위의 속도로 통과하고;
   상기 연마영역(200)에는 피연마면(101, 102)에 대해 연마노즐(223)로 연마액(231)을 하향 분사시켜 주기 위해 선단부(103)와 이격시켜 상기 선단부(103)의 상부에 피연마면(101, 102)과 수평으로 다수 개의 연마노즐(223)을 배치시킨 연마노즐부(221)를 구비하되, 상기 선단부(103)의 상부에는 적어도 어느 하나의 경사각(K11)이나 분사각(K1) 또는 두 개 모두를 조절하여 연마노즐(223)을 통해 분사되는 연마액(231)의 입자가 중첩되는 중첩부(104)를 형성시킨 것을 특징으로 하는 기판의 연마장치.
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7. 제1항에 있어서, 상기 연마노즐(223) 하나에 대한 연마액(231)의 분사량은 0.02 내지 4.0리터/분 범위인 것을 특징으로 하는 기판의 연마장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 연마노즐(223) 하나에 대한 연마액(231)의 분사압력은 0.1 내지 3.0Kgf/㎠ 범위인 것을 특징으로 하는 기판의 연마장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 연마영역(200)을 통과한 피연마면(101, 102)에 대해 세정영역(300)에서 세정노즐(323)로 세정액(331)을 하향 분사시켜 주기 위해 연마노즐(223)의 이격간격(D1)과 동일한 이격간격(D2)으로 선단부(103)와 이격시켜 주고, 상기 선단부(103)의 상부에 피연마면(101, 102)과 수평으로 다수 개의 세정노즐(323)을 배치시킨 세정노즐부(321)를 구비하되, 상기 선단부(103)의 상부에는 적어도 어느 하나의 경사각(K12)이나 분사각(K2) 또는 두 개 모두를 조절하여 세정노즐(323)을 통해 분사되는 세정액(331)의 입자가 중첩되는 중첩부(105)를 형시킨 것을 특징으로 하는 기판의 연마장치.
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