KR102372291B1 - 반도체장비용 핀부재 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 분야에 사용되는 세라믹 계열의 가늘고 긴 핀부재가 회전척에 물려서 왕복되는 과정에서 연마휠과 접촉되도록 하되 상기 핀부재가 테이퍼지거나 또는 축소경사진 면으로 이뤄지더라도 상기 핀부재와 대응되는 레일을 통하여 상기 연마휠 쪽으로 밀착되게 함으로써, 수작업으로 할 때 보다 작업능률 및 연마정밀도가 향상되는 반도체장비용 핀부재 연마장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 본체에 구비된 한쌍의 가이드축을 통하여 왕복되는 왕복대가 구비되고; 상기 왕복대는 스크류모터로 정역회전되는 리드스크류에 너트부를 통하여 연결되어서 자동으로 왕복되며; 상기 왕복대에는 핀부재를 척에 물어 회전시키는 핀모터가 구비되고, 상기 핀부재와 나란하게 가동레일이 구비되는데, 상기 가동레일에는 상기 핀부재의 경사면과 반대로 경사진 대응면이 구비되어서 상기 핀부재와 대응면 사이가 일정폭으로 유지되며; 상기 핀부재는 연마모터로 회전되는 연마휠에 접촉되고, 상기 핀부재와 대응면 사이에는 상기 연마휠과 나란하게 받이부가 구비되어서 상기 핀부재와 가동레일이 왕복되는 동안 상기 핀부재가 상기 연마휠에 밀착되도록 해주는 특징이 있다.

Description

반도체장비용 핀부재 연마장치{Pin member polishing device for semiconductor equipment}

본 발명은 반도체장비용 핀부재 연마장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 분야에 사용되는 세라믹 계열의 가늘고 긴 핀부재가 회전척에 물려서 왕복되는 과정에서 연마휠과 접촉되도록 하되 상기 핀부재가 테이퍼면 또는 축소경사진 면으로 이뤄지더라도 상기 핀부재와 대응되는 레일을 통하여 상기 연마휠에 밀착되도록 함으로써, 수작업으로 할 때 보다 작업능률 및 연마정밀도가 향상되는 반도체장비용 핀부재 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로 가늘고 긴 핀부재는 센터리스 연삭 방법으로 표면을 연마한다. 공작물을 센터 구멍으로 받치지 않고 외주(外周)를 받이판과 이송바퀴로 받치고 그 표면을 연삭 다듬질한다. 예를 들어 피스톤 핀이나 베어링에 사용되는 롤러와 같은 것의 원통면을 연삭할 때 사용되는데, 공작물을 센터로 받칠 필요가 없으므로 중공축(中空軸) 등의 연삭에 특히 좋다.

종래 실용등록 제435203호는 장구형 조정차에 의한 교정형 센터리스 연마기로써, 지석(blade)은 볼록한 형상을 갖추고, 조정차는 오목한 형상으로 하며, 지지대는 경도가 낮은 벡클라이트(Bakelite)와 베어링을 사용하므로 이 사이를 지나는 가공물은 지석과 조정차의 형상에 의해 지지대에 적은 힘으로 마찰되므로 높은 정밀 조도가공물을 얻을 수 있는 이점이 있다.

그러나 종래 실용등록은 핀의 외경에 단차가 있거나 또는 테이퍼 형태로 축소경사진 가공물에는 적용할 수 없으며, 또한 가늘고 긴 핀부재 가공물은 센터리스 방식으로 연마할 수 없는 기술적인 문제점이 있었다. 따라서 핀부재 가공물을 핸드드릴 같은 회전공구의 척에 물린 상태에서 연마휠에 접촉시키고 받이부로 밀착시키면서 연마가 이뤄지도록 수작업으로 해야 되므로 작업 숙련도가 필요하고 또한 작업 피로도가 증가되어 많은 량을 연마하는데 한계가 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체 분야에 사용되는 세라믹 계열의 가늘고 긴 핀부재가 회전척에 물려서 왕복되는 과정에서 연마휠과 접촉되도록 하되 상기 핀부재가 테이퍼지거나 또는 축소경사진 면으로 이뤄지더라도 상기 핀부재와 대응되는 레일을 통하여 상기 연마휠 쪽으로 밀착되게 함으로써, 수작업으로 할 때 보다 작업능률 및 연마정밀도가 향상되는 반도체장비용 핀부재 연마장치를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 본체에 구비된 한쌍의 가이드축을 통하여 왕복되는 왕복대가 구비되고; 상기 왕복대는 스크류모터로 정역회전되는 리드스크류에 너트부를 통하여 연결되어서 자동으로 왕복되며; 상기 왕복대에는 핀부재를 척에 물어 회전시키는 핀모터가 구비되고, 상기 핀부재와 나란하게 가동레일이 구비되는데, 상기 가동레일에는 상기 핀부재의 경사면과 반대로 경사진 대응면이 구비되어서 상기 핀부재와 대응면 사이가 일정폭으로 유지되며; 상기 핀부재는 연마모터로 회전되는 연마휠에 접촉되고, 상기 핀부재와 대응면 사이에는 상기 연마휠과 나란하게 받이부가 구비되어서 상기 핀부재와 가동레일이 왕복되는 동안 상기 핀부재가 상기 연마휠에 밀착되도록 해주는 특징이 있다.

본 발명에 따르면 외경이 동일한 가늘고 긴 핀부재는 센터리스 방식으로 연마할 수 있으나, 상기 핀부재의 외경이 테이퍼지거나 축소 경사진 경사면으로 이뤄진 경우 수작업 이외의 다른 연마방법이 없었다. 본 발명 한 실시예는 상기 핀부재의 외경 형태와 동일한 대응면이 반대로 형성된 레일이 상기 핀부재와 나란히 놓인 상태에서 상기 핀부재와 레일 사이에 받이부가 구비되도록 한 특징이 있다.

따라서 상기 핀부재가 회전척에 물려서 연마휠 쪽으로 왕복되는 동안 상기 레일도 함께 왕복되는데, 이때 상기 받이부는 핀부재와 반대로 형성된 레일의 대응면과 접촉되어서 핀부재를 연마휠에 밀착시키는 역할을 하기 때문에 종래 수작업으로 받이부를 잡고 핀부재를 연마휠 쪽으로 눌러줄 필요가 없으므로 작업능률이 향상된다. 그리고 핀부재가 회전척에 물려서 자동으로 왕복 회전되므로 핸드드릴을 직접 잡고 작업할 때 보다 작업피로도가 감소되는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 연마장치의 사시도
도 2는 본 발명 한 실시예의 연마장치의 일부 측면도
도 3은 본 발명 한 실시예의 연마장치의 작동상태 평면도

도 1 내지 도 3에서 본 발명 한 실시예의 연마장치는 판형 본체(10) 한쪽으로 한쌍의 가이드축(11)이 나란히 구비되고, 상기 가이드축(11) 사이로 리드스크류(31)가 구비된다. 그리고 상기 리드스크류(31)는 스크류모터(30)를 통하여 정역회전되며, 상기 본체(10) 위쪽에는 상기 리드스크류(31)와 너트부(22)를 통하여 연결된 왕복대(20)가 구비된다. 상기 왕복대(20)는 각 상기 가이드축(11)과 가이드링(21)을 통하여 연결되어서 상기 리드스크류(31)가 정역회전되는 동안 상기 왕복대(20)는 너트부(22)를 통하여 왕복되며, 이때 가이드링(21)이 가이드축(11)을 따라 왕복되므로 왕복대(20)는 전복되지 않고 왕복가능하게 된다.

또한 상기 왕복대(20)에는 핀부재(60)가 물리는 척(41)을 갖는 핀모터(40)가 구비되어서 핀부재(60)가 척(41)에 물린 상태에서 핀모터(40)의 작동으로 핀부재(60)가 고속으로 회전된다. 그리고 왕복대(20)의 왕복움직임에 따라 핀부재(60)는 고속으로 회전되면서 좌우측으로 왕복된다.

상기 왕복대(20)에는 상기 척(41)과 떨어져서 가동레일(50)이 구비된다. 상기 가동레일(50)은 상기 척(41)에 물린 핀부재(60)의 외주면과 동일한 형태의 대응면(51)이 구비되는데, 상기 대응면(51)은 핀부재(60)의 외주면과 반대쪽으로 형성되어서 상기 핀부재(60)와 대응면(51)이 일정한 폭을 유지한다. 그리고 이들 사이에 받이부(52)가 구비된다. 상기 받이부(52)는 상기 핀부재(60)를 연마휠(12)로 밀착시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 연마휠(12)은 연마모터(13)를 통하여 회전되는 것으로서, 상기 연마모터(13)는 본체(10)에 구비된 LM베어링(13b)과 스프링(13a)을 통하여 탄성적으로 움직이여서 상기 연마휠(12)이 상기 핀부재(60)에 탄성적으로 접촉되게 해준다. 이때 상기 연마휠(12)은 상기 핀부재(60)의 회전과 반대방향으로 회전되어서 핀부재(60) 표면을 연마시킨다.

상기 받이부(52)는 본체(10)에 구비된 LM베어링(53)을 통하여 상기 핀부재(60)에 직각방향으로 움직인다. 상기 LM베어링(Linear Motion bearing)은 직선운동을 가능하게 해주는 것이며, 상기 핀부재(60)가 길이방향을 따라 지름이 변하는 경사면으로 형성되더라도 이와 반대로 대응되는 가동레일(50)의 대응면(51)과 밀착되는 상기 받이부(52)는 상기 핀부재(60) 외주면과 항상 밀착되므로 핀부재(60)는 연마휠(12)을 통하여 표면이 연마된다. 또한 상기 대응면(51)이 없는 가동레일(50) 측면에 롤러부(54)가 구비되는데 상기 롤러부(54)는 상기 받이부(52)와 일직선상에 놓인다. 따라서 상기 가동레일(50)이 핀부재(60)에 대하여 직각방향으로 밀리지 않고 길이방향을 따라 항상 일직선으로 움직인다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 연마장치는 길이방향을 따라 지름이 변하는 경사면으로 이뤄진 핀부재(60)를 자동으로 연마할 수 있다.

연마과정은 다음과 같다. 먼저 척(41)에 핀부재(60)를 물린다. 상기 왕복대(20)에는 상기 핀부재(60)의 경사면과 반대로 대응되는 대응면(51)을 갖는 가동레일(50)이 구비된 상태이므로 상기 핀부재(60)를 척(41)에 물릴때 상기 대응면(51)과 반대쪽으로 경사면이 향하게 물려서 핀부재(60)와 대응면(51) 사이 간격이 일정하게 유지되도록 한다. 그리고 상기 핀부재(60)와 대응면(51) 사이에 받이부(52)가 놓이도록 상기 핀부재(60)를 척(41)에 물린다.

상기와같이 핀부재(60)를 척(41)에 물린 상태에서 받이부(52)는 핀부재(60)의 외주면과 접촉되고 이때 핀부재(60) 한쪽은 연마휠(12)과 밀착된다. 이후 스크류모터(30), 핀모터(40) 및 연마모터(13)를 가동시키면 리드스크류(31)가 정역회전되므로 왕복대(20)는 본체(10) 상부에서 좌우측으로 왕복된다. 이때 핀모터(40)에 의해 핀부재(60)는 고속으로 회전되고, 연마휠(12)은 핀부재(60)와 반대쪽으로 고속회전되기 때문에 핀부재(60)의 외주면이 연마된다.

상기 연마휠(12)은 연마재가 도포된 양모로 구성되며, 연마재는 1 ∼ 3㎛의 다이아몬드 파우더 1g과 4 ∼ 8㎛의 다이아몬드 파우더 1g 및 윤활재(온도유지용 크림) 75㎖를 혼합한 것이다. 그리고 핀부재(60)는 알루미나, 사파이어, 쿼츠, 실리콘카바이드, 질화알루미늄 및 이트리아 중 어느 하나로 구성된다.

상기 핀부재(60)가 왕복되는 동안 상기 가동레일(50)도 함께 왕복되는데, 상기 가동레일(50)의 대응면(51)은 상기 핀부재(60)의 경사면과 반대로 형성되어서 이들 핀부재(60)와 대응면(51) 사이가 일정하게 유지된다. 그리고 상기 받이부(52)는 LM베어링(53)을 통하여 상기 핀부재(60)에 직각방향으로 움직이기 때문에 상기 대응면(51)을 통하여 상기 받이부(52)는 상기 핀부재(60)의 외주면에 항상 밀착된다. 또한 상기 연마모터(13)는 LM베어링(13b) 및 스프링(13a)을 통하여 상기 핀부재() 쪽으로 당겨지기 때문에 상기 핀부재(60)와 상기 연마휠(12)은 떨어지지 않고 일정한 압력으로 밀착되면서 연마된다.

또한 상기 가동레일(50)은 상기 본체(10)에 위치고정된 롤러부(54)와 밀착되기 때문에 상기 핀부재(60)의 직각방향으로 밀리지 않고 왕복되므로 받이부(52)가 대응면(51)과 항상 밀착된다. 따라서 핀부재(60)가 회전되면서 왕복되고 상기 받이부(52)는 핀부재(60)를 연마휠(12)에 밀착시키므로 경사진 핀부재(60)를 자동으로 연마할 수 있다.

10 : 본체 11 : 가이드축
12 : 연마휠 20 : 왕복대
21 : 가이드링 22 : 너트부
30 : 스크류모터 31 : 리드스크류
40 : 핀모터 41 : 척
50 : 가동레일 51 : 대응면
52 : 받이부 53 : LM베어링
54 : 롤러부 60 : 핀부재

Claims (2)

1. 본체에 구비된 한쌍의 가이드축을 통하여 왕복되는 왕복대가 구비되고;
   상기 왕복대는 스크류모터로 정역회전되는 리드스크류에 너트부를 통하여 연결되어서 자동으로 왕복되며;
   상기 왕복대에는 핀부재를 척에 물어 회전시키는 핀모터가 구비되고, 상기 핀부재와 나란하게 가동레일이 구비되는데, 상기 가동레일에는 상기 핀부재의 경사면과 반대로 경사진 대응면이 구비되어서 상기 핀부재와 대응면 사이가 일정폭으로 유지되며;
   상기 핀부재는 연마모터로 회전되는 연마휠에 접촉되고, 상기 핀부재와 대응면 사이에는 상기 연마휠과 나란하게 받이부가 구비되어서 상기 핀부재와 가동레일이 왕복되는 동안 상기 핀부재가 상기 연마휠에 밀착되도록 해주는 것을 특징으로 하는 반도체장비용 핀부재 연마장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체에는 LM베어링이 상기 연마휠 쪽으로 향하게 구비되고;
   상기 받이부는 상기 LM베어링에 연결되어서 상기 대응면의 경사에 따라 상기 연마휠 쪽으로 움직이면서 상기 핀부재를 연마휠에 밀착시키며;
   상기 가동레일에는 상기 대응면이 없는 반대쪽면에 롤러부가 구비되어서 상기 가동레일이 일직선으로 왕복되게 안내함을 특징으로 하는 반도체장비용 핀부재 연마장치.

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