KR102308985B1 - 기판 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 측면을 일방향으로만 연마할 수 있는 기판 연마장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 기판 연마장치는 기판이 수평하게 안착되는 테이블; 상기 기판을 수평방향으로 이송시키는 이송수단; 상기 테이블의 측면에 수직으로 구비되는 회전디스크; 상기 회전디스크를 회전시키는 스핀들; 및 상기 회전디스크의 앞면에 링형태로 구비되며, 측면으로 상기 기판의 측면을 가공하는 연마휠;을 포함하며, 상기 연마휠의 회전축은 수평하면서, 상기 기판에는 직교하지 않고 기울어지게 구비되는 것이 바람직하다.

Description

기판 연마장치{SUBSTRATE GRINDING APPARATUS}

본 발명은 기판 연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 측면을 일방향으로만 연마할 수 있는 기판 연마장치에 관한 것이다.

유리기판이나 디스플레이 패널은 측면을 수직으로 가공하는 경우가 있다.

예를 들어 베젤이 없는 디스플레이 패널은 TFT와 칼라필터를 합착한 후, 이들 사이에 측면 배선전극이 노출되도록 패널의 측면을 수직으로 가공하는 것이다.

이와 같이, 수직으로 가공된 측면에 은 페이스트(Ag paste)를 인쇄하고, COF를 본딩하여 제조된다.

도 1 내지 도 3은 종래 패널의 측면을 수직가공하는 기판 연마장치(100)를 나타낸 것이다.

이를 참조하면, 종래의 기판 연마장치(100)는 기판(S)이 수평하게 안착되는 테이블(T)과, 상기 테이블(T)의 측면에 수직으로 구비되는 회전디스크(120)와, 상기 회전디스크(120)를 회전시키는 스핀들(110)과, 상기 회전디스크(120)의 앞면에 링형태로 구비되는 연마휠(130)을 포함한다.

상기 연마휠은 회전디스크(120)의 앞면에 돌출되도록 구비되어 그 측면이 기판(S)의 측면에 밀착된다. 특히, 상기 연마휠(130)의 회전축은 상기 기판의 일측변과 직교를 하게 된다.

도 4를 참조하여 종래 기판 연마장치의 작동상태를 설명한다.

연마휠(130)의 측면이 상기 기판(S)의 측면에 밀착된 상태로 스핀들(110)이 연마휠(130)을 회전시키면, 기판(S)의 측면이 수직으로 가공되는 것이다.

이 때 상기 테이블(T)을 수평으로 이송시키면 기판(S)의 일측면을 수직으로 가공할 수 있는 것이다.

한편, 도 4의 (a)와 같이, 상기 연마휠(130)은 링형태로 형성되기 때문에 연마휠(130)의 중심에서 서로 대향되는 두 지점(P1, P2)에서 접하게 된다.

또한 상기 연마휠(130)은 위 두 지점에서 기판(S)을 연마하는 방향이 서로 반대방향이다. 즉, 연마휠(S)을 반시계방향으로 회전시킬 때, 기판(S)을 먼저 접하는 제1지점(P1)은 위에서 아래로 향하면서 기판의 측면을 가공하게 되고, 나중에 접하는 제2지점(P2)은 아래에서 위로 향하면서 기판의 측면을 가공하게 된다.

따라서 기판의 측면은 연마휠의 제1지점(P1)에 의해 위에서 아래로 향하는 연마결(도 5의 'L1')이 형성되고, 연마휠의 제2지점(P2)에 의해 아래에서 위로 향하는 연마결(도 5의 'L2')가 형성되는 것이다.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 반대쪽 제2지점(P2)이 기판을 연마할 때는 기판을 들어 올리는 힘이 작용하게 되며, 특히, 제2지점(P2)이 기판의 끝단을 연마할 때는 상방으로 힘을 가하면 연마하기 때문에 기판의 끝단이 테이블로부터 떨어지는 경우가 발생된다. 이와 같이 기판이 테이블에 흡착되지 않고 연마되게 되면 연마량이 달라져 불균일한 연마면이 형성되는 문제가 있다.

도 5는 연마 후 기판의 측면에 형성된 연마결을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 기판의 측면에는 연마휠이 위에서 아래로 향하면서 형성된 연마결과, 연마휠이 아래에서 위로 향하면서 형성된 연마결이 혼재되어 형성된다. 도 5에서 도면부호 'S1'은 칼라필터기판이고, 도면부호 'S2'는 TFT기판이고고, 도면부호 'S3'은 액정층이다.

도 6 및 도 7은 종래 다른 연마장치를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 연마장치는 원통형으로 형성된 연마휠(220)과, 상기 연마휠(220)을 회전시키는 스핀들(210)이 구비된다. 도 1에 도시된 연마장치와 연마휠의 회전축이 수직으로 형성된다.

또한 상기 연마휠(220)의 원주면을 이용하여 기판의 측면을 가공한다는 점도 도 1에 도시된 연마장치와 다르다.

그러나 위와 같이 구비된 종래의 연마장치는 기판(Sa)의 측면 가공시 연주면이 소모되어 원주면을 따라 연마홈(221a)이 형성된다. 따라서 다른 기판(Sb)을 연마할 때는 연마휠을 Z방향으로 이동하여 연마휠의 다른 원주면을 사용해야 한다.

이로 인해 연마휠의 가공면을 충분히 활용하지 못하고, 연마휠의 잦은 교체가 요구된다.

특허출원 제10-2015-0006613호 특허출원 제10-2015-01696283호 특허출원 제10-2016-0069494호 특허출원 제10-2016-0031772호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판의 측면을 일방향으로만 연마할 수 있는 기판 연마장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기판이 테이블에서 떨어지지 않도록 연마휠이 기판의 측면에 대하여 위에서 아래로 향하면서 연마하는 기판 연마장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기판의 측면에 대하여 황삭과 정삭을 거의 동시에 수행하는 기판 연마장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 기판 연마장치는 기판이 수평하게 안착되는 테이블; 상기 기판을 수평방향으로 이송시키는 이송수단; 상기 테이블의 측면에 수직으로 구비되는 회전디스크; 상기 회전디스크를 회전시키는 스핀들; 및 상기 회전디스크의 앞면에 링형태로 구비되며, 측면으로 상기 기판의 측면을 가공하는 연마휠;을 포함하며, 상기 연마휠의 회전축은 수평하면서, 상기 기판에는 직교하지 않고 기울어지게 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 연마휠은 외측벽이 내측벽보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 연마휠은, 상기 회전디스크의 원주를 따라 돌출형성되는 링형태의 황삭용 연마팁; 및 상기 회전디스크의 원주를 따라 돌출형성되는 링형태의 정삭용 연마팁;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 황삭용 연마팁과 정삭용 연마팁은 동심을 이루며, 상기 황삭용 연마팁의 내경이 상기 정삭용 연마팁의 외경보다 큰 것이 바람직하다.

또한 상기 연마휠은 하향구간에서 상기 기판의 측면을 연마하도록 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 기판의 측면을 일방향으로만 연마하여 연마품질이 향상된다.

따라서, 기판의 측면 연마 후 형성되는 연마결이 한 방향으로만 형성되는 것이다.

또한 연마휠이 기판의 측면에 대하여 위에서 아래로 향하면서 연마하기 때문에 기판이 테이블에서 떨어지는 일이 발생되지 않아 균일하게 연마된다.

특히, 기판의 측면에 대하여 황삭과 정삭을 거의 동시에 수행함으로써 가공속도 및 품질이 향상된다.

도 1 내지 도 3은 종래 기판 연마장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 종래 기판 연마장치의 작동상태를 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 종래 기판 연마장치를 이용하여 기판의 측면을 수직으로 가공한 후의 모습을 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 8은 종래 다른 기판 연마장치를 나타낸 것이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 실시예를 나타낸 것이다.
도 12는 도 9에 도시된 실시예의 작동상태를 나타낸 것이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 의한 다른 실시예를 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

먼저, 원판, 유리기판 및 패널 등 가공대상을 모두 기판으로 칭하기로 한다.

도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 의한 실시예(1)는 기판(S)을 수평으로 안착시키는 테이블(T)과, 상기 테이블을 수평방향으로 이송시키는 이송수단(미도시)을 포함한다.

또한 상기 테이블(T)의 측면에는 원형의 회전디스크(20)가 수직으로 설치된다. 즉, 상기 회전디스크(20)의 회전축(SH)은 수평한 것이다.

또한 상기 회전디스크(20)를 회전시키는 스핀들(10)이 구비된다.

상기 회전디스크(20)의 앞면에는 테이블(T) 방향으로 돌출된 링형태의 연마휠(30)이 부착되어 있음을 알 수 있다.

본 실시예(1)에서 상기 연마휠(30)은 동심을 이루며 연마입자의 굵기가 서로 다른 한 쌍으로 구성되는데, 구체적으로는 황삭용 연마팁(31)과 정삭용 연마팁(32)으로 구성된다.

즉, 회전디스크(20)의 원주면을 따라 황삭용 연마팁(31)이 형성되고, 상기 황삭용 연마팁(31)의 내측에 정삭용 연마팁(32)이 형성되는 것이다.

상기 황삭용 연마팁(31)과 정삭용 연마팁(32) 사이 공간으로 연마수를 공급할 수 있다.

특히, 상기 연마휠(30)의 회전축(SH)은 수평하게 설치됨에도 불구하고, 기판에 직교하지 않고 소정각도로 기울어지게 구비된다는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 연마휠(30)의 회전축(SH)은 기판의 일변과 직교하지 않는 것이다.

이로 인해 연마휠(30)의 측면 중 도입부측(P3)에서는 기판(S)의 측면에 접하면서 가공하지만, 배출부측(P4)에서는 기판의 측면에 접하지 않기 때문에 가공되지 않는다.

도 12를 참조하면, (a)와 같이 연마휠(30)은 반시계방향으로 회전하고, 기판(S)은 테이블(T)에 진공흡착된 채 좌에서 우로 수평이동한다.

앞서 설명한 바와 같이, 기판(S)은 연마휠(30)의 측면 중 도입부측(P3)에서는 접하고, 배출부측(P4)에서는 접하지 않기 때문에 기판의 특정 부위는 도입부측(P1)에 의해서만 1회 연마된다.

특히, 연마휠의 도입부측(P3)에도 황삭용 연마팁(31)에 의해 황삭된 후, 정삭용 연마팁(32)에 의해 정삭되는 순서로 진행된다.

이러한 동작으로 인해 기판의 측면에 형성되는 연마결은 도 5와 달리 위에서 아래로 향하는 연마결(L1)만이 형성된다.

또한 (b)와 같이 기판의 끝단이 배출부측(P4)에서는 단순히 통과만 할 뿐, 가공되지 않기 때문에 테이블에 흡착된 기판의 끝단이 테이블(T)에서 떨어지지 않는다.

도 13은 본 발명에 의한 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 회전디스크(20)의 앞면에는 한 쌍의 황삭용 연마팁(31a,31b)과, 1개의 정삭용 연마팁(32)이 구비된 것을 알 수 있다. 즉, 연마입자의 굵기가 서로 다른 연마팁(31a,31b,32)이 3개 구비되는 것이다. 이와 같이 연마팁(31a,31b,32)이 3개 이상으로 구비됨으로써 부하없이 연마되어 연마품질이 향상된다.

특히, 연마휠의 외측벽(30b)은 내측벽(30a)보다 높이가 낮은 것을 알 수 있다(d2>d1). 다시 말해, 연마휠의 단면은 내측에서 외측으로 갈수록 낮아지는 테이퍼면이 형성되는 것이다.

이것은 연마휠(30)의 회전축(SH)이 기판에 직교하지 않고 기울어지게 구비되면서도 연마휠의 측면이 기판의 측면에 점접촉이 아니라 면접촉 할 수 있도록 하기 위함이다(도 14 참조).

도 14에 도시된 바와 같이, 기판의 일측면을 연마휠의 측면에 면접시킨 상태에서 이송수단은 기판을 수평방향으로 이송시키면서 측면을 가공하는 것이다.

1: 실시예
10: 스핀들
20: 회전디스크
30: 연마휠
31,31a,31b: 황삭용 연마팁
32: 정삭용 연마팁

Claims (6)

1. 상면에 기판이 수평으로 안착되는 테이블;
   상기 테이블을 수평방향으로 이송시키는 이송수단;
   상기 테이블의 측면에 수직으로 구비되는 회전디스크;
   상기 회전디스크를 회전시키는 스핀들; 및
   상기 회전디스크의 앞면에 링형태로 구비되며, 측면으로 기판의 측면을 가공하는 연마휠;을 포함하며,
   상기 연마휠의 회전축은 수평으로 구비되며, 기판에는 직교하지 않고 기울어지게 구비되고,
   상기 연마휠은 기판의 측면을 수직으로 연마하되, 연마 중 상기 기판의 측면에 접촉하는 연마휠에 의해 상기 기판이 상기 테이블 방향으로 힘을 받도록, 회전되는 연마휠의 하향구간에서만 연마하고, 상향구간에서는 상기 연마휠이 기판의 측면으로부터 이격되어 연마하지 않고,
   상기 연마휠은 상기 회전디스크의 원주를 따라 돌출형성되는 링형태의 황삭용 연마팁; 및 상기 회전디스크의 원주를 따라 돌출형성되는 링형태의 정삭용 연마팁;을 포함하고,
   상기 황삭용 연마팁과 정삭용 연마팁은 동심을 이루되, 상기 황삭용 연마팁의 내경이 상기 정삭용 연마팁의 외경보다 크며,
   상기 연마휠의 단면은 내측에서 외측으로 갈수록 낮아지는 경사면이 형성되어 상기 연마휠의 측면이 기판의 측면에 면접촉할 수 있도록, 상기 정삭용 연마팁에서 황삭용 연마팁까지 상기 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 연마장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 황삭용 연마팁의 내주면과 정삭용 연마팁의 외주면이 밀착되게 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 연마장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 황삭용 연마팁은 연마입자의 굵기가 서로 다르고, 서로 밀착되는 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 연마장치.
   

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