KR20080042526A

KR20080042526A - 직선이송유니트

Info

Publication number: KR20080042526A
Application number: KR1020060111095A
Authority: KR
Inventors: 장문호
Original assignee: 장문호
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-15

Abstract

본 발명은 직선이송유니트에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 볼스크류의 너트부와 유니트의 결합에 있어서, 너트부와 유니트 사이에 분리형 너트브래킷을 구비함으로써 볼스크류와 유니트를 기계적으로 완전 분리하여 볼스크류 구동시에 발생하는 진동 및 리드에 따른 유니트의 직진도 변형을 흡수하여 안정적인 구동을 가능하게 하는 직선이송유니트에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 직선이송유니트는 베이스부재 및 상기 베이스부재 위에 상호 평행하게 구비되는 한 쌍의 직선안내부재로 이루어지는 직선가이드레일과, 상기 직선가이드레일의 양단에 결합하는 한 쌍의 베어링부재와, 상기 한 쌍의 베어링부재에 양단이 결합하여 회전운동하는 볼스크류축과, 상기 볼스크류축의 일단에 구비되어 볼스크류축을 구동시키는 구동수단과, 상기 볼스크류축에 결합하여 볼스크류축의 회전에 의해 직선운동하는 분리형 너트브래킷부재, 및 상기 분리형 너트브래킷부재의 상단에 결합하여 상기 직선가이드레일 상에서 안내되어 이송되는 직선이송체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

볼스크류, 너트브래킷, 이송체, 가이드레일

Description

직선이송유니트{Straight Movement-Unit}

도 1a는 종래 웨이퍼 커팅장치에 사용되는 수직이송유니트를 보여주는 사시도;

도 1b는 도 1a의 분해사시도;

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직선이송유니트의 결합사시도;

도 3은 도 2의 분해사시도;

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 너트브래킷부재의 분해사시도;

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 직선이송유니트의 결합단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 직선이송유니트 120: 직선가이드레일

130: 베어링부재 140: 볼스크류축

150: 구동수단 160: 직선이송체

170: 너트브래킷부재 171: 상부이송체결합브래킷

172, 173: 측면이송체결합브래킷 174: 너트브래킷

일반적으로, 반도체 제조공정은 크게 반도체 웨이퍼 가공(semiconductor wafer fabrication), 패키지 조립(package assembly) 및 테스트(test)로 구분할 수 있다. 상기 반도체 웨이퍼 가공 공정은 원자재 웨이퍼가 투입되어, 확산·사진·식각·박막공정을 여러 차례 반복하여 진행되면서 전기회로를 구성하여, 웨이퍼 상태에서 전기적으로 완전하게 동작하는 웨이퍼 상태의 반제품이 만들어지는 전 과정이다. 이러한 반도체 웨이퍼 가공 공정을 거쳐 웨이퍼 위에 만들어진 각각의 칩이 양품인지 불량품인지 판정하는 전기적 특성 검사(EDS)를 거쳐 양품만을 선별하고 양품으로 선정된 웨이퍼 상의 수많은 칩을 각각의 칩으로 분리하기 위해 블레이드(Blade)라는 다이아몬드 절삭날을 사용하여 웨이퍼의 절단선(Scribe line)을 따라 절단하는 공정을 수행하게 된다.

특히, 상기 웨이퍼 절삭 공정은 척 테이블(chuck table) 위에 탑재된 웨이퍼를 다이아몬드 절삭날로 절삭하는 방식으로 이루어지는데, 이를 위해 사용되는 기구는 웨이퍼 커팅장치로서, 이는 웨이퍼 커팅장치를 구성하는 수직이송유니트에 구비되는 스핀들(spindle)의 일단에 다이아몬드 절삭날인 블레이드를 장착하여 웨이퍼를 절삭하는 장치이다.

한편, 상기 척 테이블은 X축 방향으로 직선이송을 하는데, 이러한 직선이송을 위해 직선이송유니트가 사용되며, 상기 직선이송유니트의 상부에 척 테이블을 결합하고 일측에 구비되는 구동모터를 이용하여 상기 직선이송유니트를 X축 방향으로 구동함으로써 척 테이블을 직선이동시키게 된다.

특히, 상기 웨이퍼 절삭 공정과 같은 반도체 공정에서는 척 테이블의 직진 정밀도가 정밀하여야 하며, 이를 위해서 정밀하고 미세한 거리 조정이 가능한 볼스크류 구동 방식을 많이 사용하고 있다.

예컨대, 도 1a는 종래 직선이송유니트의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 분해사시도, 및 도 1c는 종래 직선이송유니트의 너트브래킷을 보여주는 분해사시도이다.

상기 도면을 참조하면, 종래의 직선이송유니트(10)는 척 테이블(20)의 직선 방향 이송을 안내하는 직선가이드레일(11)과, 상기 직선가이드레일(11) 내에 구비되어 상기 척 테이블(20)을 직선가이드레일(11) 상에서 이송시키는 볼스크류축(12)과, 상기 볼스크류축(12)에 결합함과 동시에 상부에 결합하는 척 테이블(20)에 결합하는 너트브래킷부재(13), 및 상기 볼스크류축(12)의 일단에 결합하여 볼스크류축(12)을 구동하는 구동모터(14)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 너트브래킷부재(13)는 너트브래킷(13a) 및 테이블결합브래킷(13b)로 구성되며, 상기 너트브래킷(13a)과 테이블결합브래킷(13b)은 볼트(13c)로 고정결합된다.

상기와 같이 구성된 직선이송유니트(10)는 상기 구동모터(14)의 구동에 의해 볼스크류축(12)이 회전을 하게 되고, 상기 볼스크류축(12)과 결합한 너트브래 킷(13a)이 좌/우 직선이송을 함으로써, 상기 트브래킷(13)의 상부에 결합한 척 테이블(20)이 직선이송을 하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 직선이송유니트는 너트브래킷이 상부에 결합하는 척 테이블과 직접 나사 결합하는 구조이기 때문에, 직선이송유니트의 구동시 볼스크류와 너트브래킷에서 발생된 진동과 직진간섭이 척 테이블에 직접 작용해 직진 정밀도 저하의 요인이 되는 문제점이 있었다. 특히, 상기 너트브래킷의 상부에 결합하는 척 테이블에 의해 부하가 증가할 경우에는 직진 정밀도에 더욱 크게 영향을 미치게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 직진이송유니트의 구동시 볼스크류 및 너트브래킷에서 발생한 진동과 직진 간섭이 상부에 구비되는 직선이송체에 직접 전달되지 않도록 볼스크류의 너트브래킷과 직선이송체 사이에 분리형 너트브래킷을 구비하여, 볼스크류 구동시 발생하는 진동 및 이송에 따른 직선이송체의 직진도 변형을 흡수하여 안정적인 구동을 가능하게 하는 직선이송유니트를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직선이송유니트는 베이스부재 및 상기 베이스부재 위에 상호 평행하게 구비되는 한 쌍의 직선안내부재로 이루어지는 직선가이드레일; 상기 직선가이드레일의 양단에 결합하는 한 쌍의 베어링부재; 상기 한 쌍의 베어링부재에 양단이 결합하여 회전운동하는 볼스크류축; 상기 볼스크류축의 일단에 구비되어 볼스크류축을 구동시키는 구동수단; 상기 볼스크류축에 결합하여 볼스크류축의 회전에 의해 직선운동하는 분리형 너트브래킷부재; 및 상기 분리형 너트브래킷부재의 상단에 결합하여 상기 직선가이드레일 상에서 안내되어 이송되는 직선이송체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 너트브래킷부재는 상기 직선이송체의 하단에 결합하는 상부이송체결합브래킷과 상기 상부이송체결합브래킷의 하단 양측에 결합하는 한 쌍의 측면이송체결합브래킷으로 이루어진 이송체결합브래킷; 상기 측면이송체결합브래킷의 일측에 형성되는 안착홈에 삽입/결합되는 결합부와 상기 볼스크류축에 결합하는 너트부로 이루어진 너트브래킷; 및 상기 측면이송체결합브래킷과 측면이송체결합브래킷 사이에 결합하되, 상기 너트브래킷과 고정결합되는 지지브래킷을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 직선이송유니트는 상기 이송체결합브래킷 및 상기 직선이송체가 고정결합하고, 상기 지지브래킷에 고정결합하는 너트브래킷 및 상기 볼스크류축이 볼스크류 결합하되, 상기 볼스크류축의 회전에 의해 상기 너트브래킷의 직선운동이 이루어지고 상기 너트브래킷의 직선운동으로 인해 상기 이송체결합브래킷이 직선이송함과 동시에 상기 직선이송체가 직선이송할 수 있는 결합구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하고자 한다. 첨부 도면 중, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직선이송유니트의 결합사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 너트브래 킷부재의 분해사시도, 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 직선이송유니트의 결합단면도이다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 직선이송유니트(100)는 직선가이드레일(120)과, 베어링부재(130)와, 볼스크류축(140)과, 구동수단(150)과, 직선이송체(160) 및 너트브래킷부재(170)를 포함하여 구성된다.

상기 직선가이드레일(120)은 상부에 결합하는 직선이송체(160)가 직선운동을 할 수 있도록 안내하는 부재로서, 이는 베이스부재(110) 위에 두 개의 직선안내부재(120a, 120b)가 상호 일정간격 이격된 상태로 평행하게 고정결합함으로써 구성된다. 따라서, 상기 직선가이드레일(120)의 직선안내부재(120a, 120b) 및 상기 직선이송체(160)의 하단에 구비되는 레일결합부(161)가 상호 결합함으로써, 상기 직선가이드레일(120) 상에서 상기 직선이송체(160)가 구동수단인 구동모터(150)의 구동에 의해 움직이게 되는 것이다.

또한, 상기 베어링부재(130)는 상기 직선가이드레일(120)의 양단에 고정결합하는 부재로서, 여기에는 하술할 볼스크류축(140)의 양단이 삽입/결합하여 상기 볼스크류축(140)이 원활하게 회전할 수 있도록 한다.

또한, 상기 볼스크류축(140)은 볼스크류축(140)과 내부에 강구(미도시)가 구비된 너트부로 구성되는 볼스크류에 있어서 구동모터(150)에 의해 회전하는 부재로서, 볼스크류축(140)의 회전운동은 너트부인 너트브래킷(174)의 직선운동으로 변환시킨다. 보통, 이러한 볼스크류는 정밀한 위치결정이 필요한 경우나 가볍고 일정한 회전력이 필요한 경우에 많이 사용되는 것으로서, 상기 볼스크류 구동 방식을 통해 상기 볼스크류축(140)에 결합하는 너트브래킷(174) 및 상기 너트브래킷(174)에 의해 이송되는 직선이송체(160)의 정밀한 위치결정이 가능하게 된다.

또한, 상기 구동수단(150)은 상기 볼스크류축(140)의 일단에 구비되어 볼스크류축(140)을 회전시키는 것으로, 통상적으로 이는 구동수단(150)에 별도로 감속장치(미도시)가 연결되고, 상기 볼스크류축(140)의 일단에 감속장치가 결합하여 구동수단(150)의 고속회전을 감속시켜 볼스크류축(140)에 전달하게 된다. 이러한 구동수단(150)으로 서보모터(servo-motor)를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 구동장치에 대한 구성은 널리 알려진 기술적 사항으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하고자 한다.

또한, 상기 직선이송체(160)는 하술할 직선이송유니트(100)의 이송체결합브래킷(171,172,173)의 상단에 결합하는 장치로서, 이 직선이송체(160)의 상부에는 웨이퍼 커팅장치의 척 테이블(chuck table)과 같은 정밀 거리 이송이 필요한 요소가 결합하게 된다. 이러한 직선이송체(160)의 정밀한 거리의 직선 이송을 위해 볼스크류가 사용되며, 상기 볼스크류와 직선이송체(160)를 연결하여 주기 위해 연결브래킷이 필요하게 된다.

-너트브래킷부재(170)

한편, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 너트브래킷부재(170)는 상기 볼스크류축(140)에 결합하여 볼스크류축(140)의 회전에 의해 직선운동하는 부재로서, 상기 너트브래킷부재(170)의 상부에 는 직선이송체(160)가 결합하여 X축 방향 이송을 하게 된다. 이러한 너트브래킷부재(170)는 이송체결합브래킷(171,172,173)과, 너트브 래킷(174), 및 지지브래킷(175)으로 이루어진다.

상기 이송체결합브래킷(171,172,173)은 상기 직선이송체(160)의 하단에 결합하는 상부이송체결합브래킷(171)과, 상기 상부이송체결합브래킷(171)의 하단 양측에 결합하는 한 쌍의 측면이송체결합브래킷(172, 173)으로 이루어진다. 상기 측면이송체결합브래킷(172, 173)의 하부는 '

'자형으로 관통 형성되어 있어, 이 부분에 상기 볼스크류축(140)이 삽입된다. 그리고, 상기 이송체결합브래킷(171,172,173)은 하술할 너트브래킷(174)과는 분리된 상태가 되며, 다만 상기 직선이송체(160)와 고정결합하게 된다. 한편, 상기 측면이송체결합브래킷(172)의 일측에는 하술할 너트브래킷(174)의 결합부(174a)가 안착되는 안착홈(172a)이 형성되어 있어, 너트브래킷(174)이 볼스크류축(140)과 결합한 후에 볼스크류축(140)의 회전에 의해 상기 너트브래킷(174)이 회전하지 않도록 고정하는 역할을 하게 된다.

상기 너트브래킷(174)은 상기 볼스크류축(140)의 회전운동을 직선운동으로 전환하는 부재로서, 이는 상기 측면이송체결합브래킷(172)의 일측에 형성되는 안착홈(172a)에 삽입/결합되는 결합부(174a)와 상기 볼스크류축(140)에 결합하는 너트부(174b)로 이루어진다. 즉, 상기 너트브래킷(174)의 중심부는 관통형성되어 있으며, 이 부분에 너트가 형성되어 상기 볼스크류축(140)의 나사산과 맞물리게 되는 것이다. 이 너트브래킷(174)의 직선운동에 의해 너트브래킷(174)과 결합하는 이송체결합브래킷(171,172,173)이 직선운동하게 하며, 상기 이송체결합브래킷(171,172,173)의 직선운동은 직선이송체(160)의 직선이송을 하게 하는 것이다.

다시 말하면, 상기 너트브래킷(174)은 볼스크류축(140)과 직접 결합하며, 상 기 이송체결합브래킷(171,172,173)은 직선이송체(160)와 직접 결합하여, 상기 볼스크류축(140)의 회전운동에 의해 상기 너트브래킷(174)이 직선운동하게 되고, 상기 너트브래킷(174)의 직선운동은 상기 이송체결합브래킷(171,172,173)을 직선운동하게 하고, 상기 이송체결합브래킷(171,172,173)은 상부에 결합하는 직선이송체(160)를 직선운동하게 하는 구조를 갖는 것이다.

한편, 상기 지지브래킷(175)은 상기 측면이송체결합브래킷(172, 173)과 측면이송체결합브래킷(172, 173) 사이에 결합함과 동시에 상기 너트브래킷(174)의 너트부(174b)가 중심부에 형성된 관통공(175a)에 삽입 결합한 후, 상기 너트브래킷(174)의 결합부(174)와 지지브래킷(175)이 볼트(176)로 고정결합하게 된다. 그리고, 상기 지지브래킷(175)이 상기 측면이송체결합브래킷(172, 173)과 측면이송체결합브래킷(172, 173) 사이에 결합하면, 상기 지지브래킷(175)의 전후 양 측면은 상기 측면이송체결합브래킷(172, 173)의 일측면과 각각 면 접촉에 의해 고정된다. 또한, 상기 너트브래킷(174)의 좌우 양 측면은 상기 측면이송체결합브래킷(172, 173)의 안착홈(172a)의 좌우 양 측면에 면 접촉하게 되어, 상기 볼스크류축(140)이 회전함에 따른 상기 너트브래킷(174)의 축 방향회전을 방지하게 된다.

상기와 같은 본 발명인 직진이송유니트에 의하면, 너트브래킷과 직선이송체를 분리함으로써, 이송시에 볼스크류에서 발생하는 진동과 간섭이 측면이송체결합브래킷에서 상쇄될 수 있는 구조를 통해 직선이송체의 직진도 변형을 흡수하여 정밀도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

베이스부재 및 상기 베이스부재 위에 상호 평행하게 구비되는 한 쌍의 직선안내부재로 이루어지는 직선가이드레일;

상기 직선가이드레일의 양단에 결합하는 한 쌍의 베어링부재;

상기 한 쌍의 베어링부재에 양단이 결합하여 회전운동하는 볼스크류축;

상기 볼스크류축의 일단에 구비되어 볼스크류축을 구동시키는 구동수단;

상기 볼스크류축에 결합하여 볼스크류축의 회전에 의해 직선운동하는 분리형 너트브래킷부재; 및

상기 분리형 너트브래킷부재의 상단에 결합하여 상기 직선가이드레일 상에서 안내되어 이송되는 직선이송체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직선이송유니트.
제 1항에 있어서,

상기 너트브래킷부재는 상기 직선이송체의 하단에 결합하는 상부이송체결합브래킷과 상기 상부이송체결합브래킷의 하단 양측에 결합하는 한 쌍의 측면이송체결합브래킷으로 이루어진 이송체결합브래킷; 상기 측면이송체결합브래킷의 일측에 형성되는 안착홈에 삽입/결합되는 결합부와 상기 볼스크류축에 결합하는 너트부로 이루어진 너트브래킷; 및 상기 측면이송체결합브래킷과 측면이송체결합브래킷 사이 에 결합하되, 상기 너트브래킷과 고정결합되는 지지브래킷을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직선이송유니트.
제 2항에 있어서,

상기 직선이송유니트는 상기 이송체결합브래킷 및 상기 직선이송체가 고정결합하고, 상기 지지브래킷에 고정결합하는 너트브래킷 및 상기 볼스크류축이 볼스크류 결합하되, 상기 볼스크류축의 회전에 의해 상기 너트브래킷의 직선운동이 이루어지고 상기 너트브래킷의 직선운동으로 인해 상기 이송체결합브래킷이 직선이송함과 동시에 상기 직선이송체가 직선이송할 수 있는 결합구조를 갖는 것을 특징으로 하는 직선이송유니트.