KR20080063588A - 다이아몬드 공구 및 그 제조방법 - Google Patents

다이아몬드 공구 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20080063588A
KR20080063588A KR1020070000170A KR20070000170A KR20080063588A KR 20080063588 A KR20080063588 A KR 20080063588A KR 1020070000170 A KR1020070000170 A KR 1020070000170A KR 20070000170 A KR20070000170 A KR 20070000170A KR 20080063588 A KR20080063588 A KR 20080063588A
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박성일
전정빈
김대영
정 김
정태순
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김진호
김신경
정기정
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신한다이아몬드공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 다이아몬드 공구 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 다이아몬드 지립의 배열되는 위치를 다양하게 변경할 수 있을 뿐만 아니라, 다이아몬드 지립을 정확한 위치에 배열할 수 있으며, 다이아몬드 지립의 결합력을 강화시키고, 제조공정을 보다 간소화할 수 있는 다이아몬드 공구 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법은 샹크의 표면에 다이아몬드 지립이 위치될 부분과 대응하는 홈부를 형성하는 단계와, 상기 홈부에 다이아몬드 지립을 부착하는 단계를 포함한다.
다이아몬드, 샹크, 지립, 본드, 필름, 감광층, 홈부, 에칭

Description

다이아몬드 공구 및 그 제조방법 {DIAMOND TOOL AND METHOD OF THE SAME}
도 1은 종래의 CMP 공정에 사용되는 장비가 도시된 도.
도 2와 도 3은 종래의 CMP 공정에 사용되는 장비의 컨디셔너가 도시된 구성도.
도 4는 종래 기술에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법이 도시된 작업예시도.
도 5는 본 발명에 따른 다이아몬드 공구가 도시된 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 일부를 확대한 단면도.
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 샹크에 형성된 홈부를 확대한 도.
도 9는 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 다이아몬드 지립을 확대한 도.
도 10은 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법을 도시한 작업예시도.
도 11은 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법을 도시한 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 다이아몬드 공구 112 : 샹크
114 : 홈부 116 : 다이아몬드 지립
118 : 본딩부 120 : 감광층
130 : 필름 132 : 이미지
본 발명은 다이아몬드 공구 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이아몬드 지립의 배열 형태를 다양하게 조절할 수 있고, 다이아몬드 지립과 샹크의 결합력이 향상되는 다이아몬드 공구 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 산업의 발전에 따라 반도체 분야에서도 비약적인 발전이 이루어지고 있다. 이러한 비약적인 발전의 일예로 반도체 칩의 회로배선이 고집적화 및 다층화되고 있으며, 단위 면적당 많은 칩을 생산하기 위해 웨이퍼 상태로 칩을 제조하는 방법이 사용되고 있다. 이와 같이, 웨이퍼 상태로 제조되는 칩을 균일하게 제조하기 위해 상기 웨이퍼를 광역 평탄화하기 위한 연마작업의 중요성이 대두되고 있다.
일반적으로 웨이퍼상의 절연막 또는 금속배선 및 회로를 연마하기 위해 연마 패드와 웨이퍼 사이에 기계적인 연마작용을 수행하는 연마제와 에칭 능력을 갖는 슬러리 용액을 개재시킨 채 압력을 가한 상태에서 서로 상대운동시켜 연마하는 화학적-기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing:이하 'CMP'라 칭함) 공정이 사용된다.
도 1은 종래의 CMP 공정에 사용되는 장비가 도시된 도이고, 도 2와 도 3은 종래의 CMP 공정에 사용되는 장비의 컨디셔너가 도시된 구성도로서, 상기 CMP 공정에서 웨이퍼는 기계적인 연마작용을 하는 연마장치(20)와 화학적인 연마작용을 하 는 화학용매인 슬러리(slurry)(15)에 의해 연마되어진다.
이를 위해 연마패드(30) 상에 상기 웨이퍼(10)를 캐리어 헤드(22)에 장착된 상태로 설치한다.
이 상태에서 상기 연마패드(30) 상에는 슬러리(15)를 공급하고, 상기 연마패드(30)는 회전시킨다. 또한, 상기 캐리어 헤드(22)는 회전운동과 요동운동을 동시에 행하며 상기 웨이퍼(10)를 연마패드(30)에 일정한 압력으로 가압하여 연마한다.
전술된 웨이퍼(10)는 표면장력 또는 진공에 의해 상기 캐리어 헤드(22)에 견고하게 장착되고, 상기 캐리어 헤드(22)의 자체 하중과 인가되는 가압력에 의해 웨이퍼(10)의 표면은 연마패드(30)의 표면과 접촉하게 된다.
이와 같이, 상기 웨이퍼(12)와 연마패드(30)가 접촉하면서, 그 접촉면 사이의 미세한 틈으로 슬러리(15)가 유동을 하여 상기 슬러리(15) 내부에 있는 연마입자와 연마패드(30)의 표면에 형성된 (도시되지 않은) 기공(포어 : pore)들에 의해 기계적, 화학적 연마가 동시에 수행된다.
따라서, 상기 웨이퍼(12)의 표면은 기계적 제거작용과 화학적인 제거작용이 동시에 작용하면서 효과적인 가공을 이루게 되는 것이다.
여기서, 상기 연마패드(30)는 웨이퍼(10)의 손상을 방지하기 위해 다공성의 폴리우레탄재질로 이루어지며 표면에 다수의 기공이 형성된다.
상기한 과정에서 연마패드(30)와 웨이퍼(12)간의 가압력에 의해 접촉되는 표면으로 압력이 집중되어 상대적으로 높은 표면제거 속도를 갖게 되기 때문에 상기 연마패드(30)상의 기공으로 연마잔류물들이 유입되어 막히게 되는 표면 눈 막힘 발 생이 발생하게 되며, 이에 따라 상기 웨이퍼(30)의 연마효율이 급속히 저하되게 된다.
결국, 이러한 문제는 상기 연마패드(30)의 성능을 저하시켜 균일한 연마효율, 웨이퍼(12) 전면에서의 광역평탄화, 웨이퍼(12)간의 평탄화 등을 달성할 수 없게 된다.
이러한 연마패드(30)의 미공 막힘을 해결하여 안정된 가공을 지속시키기 위해서 상기 연마패드(30)를 별도의 가공수단에 의하여 재가공을 하여 사용하게 되며, 이에 따라 연마패드(30)의 연마능력이 재활성화된다.
이를 위해 사용되는 공구는 '컨디셔너' 또는 '드레서'라고 하며, 통상 다이아몬드 공구로 이루어지며, 도 2a와 같이 원반형 컨디셔너(50)로 이루어지거나, 도 2b와 같이 막대형 컨디셔너(60)로 이루어지는 것도 가능하다.
이러한 컨디셔너(50)는 상기 연마패드(30)의 표면을 직진왕복운동과 회전운동을 진행하면서 다이아몬드 지립이 고착된 연마플레이트에 의하여 상기 연마패드(30)의 표면을 미소 절삭하여 새로운 기공이 형성되도록 하고 있다.
전술된 원반형 컨디셔너(50)는 샹크(52)와 지석부(55)의 형태가 각각 원형으로써, 상기 샹크(52)에 형성된 고정부(51)가 (도시되지 않은) 연마장치에 고정되어 회전 및 요동되며 연마 패드(30)의 표면을 컨디셔닝한다.
또한, 전술된 막대형 컨디셔너(60)는 샹크(62)와 지석부(65)의 형태가 각각 막대형으로써, 상기 샹크(62)에 형성된 고정부(61)가 (도시되지 않은) 연마장치에 고정되고, 상기 샹크(62) 및 지석부(65)가 상기 연마패드(30)의 전면을 덮는 길이 로 형성되어 상기 연마패드(30)의 표면을 한번에 가공할 수 있고, 연마패드(30)의 크기 또는 상태에 따라 적절한 길이를 갖는 막대형 컨디셔너(60)가 사용된다.
상기 다이아몬드 지석부(55, 65)는 다이아몬드 지립(56, 66)과 상기 다이아몬드 지립(56, 66)을 상기 샹크(52, 62)에 부착시키는 본드(58, 68)를 포함한다.
이와 같이 CMP 공정시 다이아몬드 공구인, 상기 컨디셔너(50, 60)를 사용하여 연마패드(30)를 연마(이하, '드레싱'이라 함)한 상태에 따라 웨이퍼의 산화막 또는 금속배선의 연마율 및 시간에 따른 연마율의 기울기가 결정된다. 또한, 상기 연마패드(30)의 드레싱은 다이아몬드 지립의 배열상태 및 지립간의 거리 등의 요소에 따라 연마율에 크게 영향을 받는다.
한편, 전술된 다이아몬드 공구(50, 60)는 다이아몬드 지립(56, 66)의 배열이 불규칙적으로 이루어진 경우, 연마패드(30)의 드레싱이 불규칙하게 이루어지고, 본드(58, 68)와 약하게 결합된 다이아몬드 지립(56, 66)의 탈락 등으로 인해 웨이퍼(10)에 스크래치를 유발할 가능성이 있다.
따라서, 종래의 다이아몬드 공구(50, 60)는 다공형의 망사스크린을 이용하여 다이아몬드 지립(56, 66)을 균일하게 배열하는 방법에 의해 제조되고 있다.
도 4는 종래 기술에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법이 도시된 작업예시도로서, 이를 참조하면, 종래에는 연마장치와 결합되는 샹크(52, 62)에 나일론 또는 폴리에스터 재질의 망사스크린(70)을 밀착시킨다.
다음으로, 상기 망사스크린(70)의 개구 부위에 다이아몬드 지립(56, 66)을 배열한 후, 본드(58, 68)를 사용하여 다이아몬드 지립(56, 66)을 샹크(52, 62)에 부착한다. 이때, 상기 망사스크린(70)은 개구면적이 약100~300㎛이고, 직경이 50~150㎛ 내외의 다공이 형성되어 있으며, 상기 망사스크린(70)의 개구 부위에 배열되는 다이아몬드 지립(56, 66)은 입도가 60~120 인 것이 사용된다.
그러나, 종래와 같이 망사스크린(70)을 사용하는 경우 망사의 설계변경, 즉 개구면적이나 패턴 형태 등의 변경이 어려우며, 이에 따라 다이아몬드 지립(56, 66)간의 거리를 임의로 조절할 수 없다. 또한, 상기 망사스크린(70)이 상기 샹크(52, 62)의 표면에 완전하게 밀착되지 않은 경우, 상기 다이아몬드 지립(56, 66)이 원하지 않는 부위에 부착되는 문제로 인해 불규칙한 연마 또는 다이아몬드 지립(56, 66)의 탈락 등의 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다이아몬드 지립의 배열되는 위치를 다양하게 변경할 수 있을 뿐만 아니라, 다이아몬드 지립을 정확한 위치에 배열할 수 있으며, 다이아몬드 지립의 결합력을 강화시키고, 제조공정을 보다 간소화할 수 있는 다이아몬드 공구 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법은 샹크의 표면에 다이아몬드 지립이 위치될 부분과 대응하는 홈부를 형성하는 단계와, 상기 홈부에 다이아몬드 지립을 부착하는 단계를 포함한다.
더불어, 상기 홈부는 기계적 가공 또는 에칭에 의해 형성할 수 있다. 또한, 상기 홈부는 상기 샹크의 표면에 감광층을 형성하는 단계와, 상기 감광층을 소정의 패턴으로 노광하는 단계와, 상기 감광층 중 노광되지 않은 부분을 제거하는 단계와, 감광층이 제거된 부분의 샹크를 에칭하여 홈부를 형성하는 단계와, 상기 샹크의 표면에 형성된 감광층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 노광하는 단계는 패턴의 역상 이미지가 형성된 필름을 이용하여 상기 감광층에 패턴 이미지를 노광할 수 있다. 또한, 상기 홈부를 형성하는 단계 후, 상기 홈부를 도금하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 감광층은 상기 샹크의 표면에 5 내지 150㎛의 두께로 코팅 형성될 수 있다. 더불어, 상기 다이아몬드 지립을 부착하는 단계는 페이스트를 도포한 후 소결 또는 전착, 융착하여 상기 다이아몬드 지립과 샹크를 부착시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 샹크의 직경은 1인치 내지 15인치로 형성될 수 있다. 한편, 상기 홈부는 상측이 개방된 반원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 중 어느 하나의 형상 또는 이들의 조합된 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 홈부는 10 내지 200㎛의 깊이로 형성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이마몬드 공구는 샹크와, 상기 샹크의 표면에 다이아몬드 지립이 위치될 부분과 대응하게 형성된 홈부와, 상기 홈부에 삽입되는 다이아몬드 지립과, 상기 홈부와 상기 다이아몬드 지립 사이에 형성되어 상기 다이아몬드 지립을 상기 샹크에 부착시키는 본딩부를 포함한다.
여기서, 상기 홈부는 기계적 가공 또는 에칭에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 홈부의 표면에 도금되어 이루어진 도금층을 포함할 수 있다. 더불어, 상기 본딩부는 페이스트 형태로 공급된 후 소결 또는 전착, 융착되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 샹크는 1인치 내지 15인치의 직경으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 홈부는 상측이 개방된 반원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 중 어느 하나의 형상 또는 이들의 조합된 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 홈부는 10 내지 200㎛의 깊이로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 다이아몬드 공구가 도시된 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 일부를 확대한 단면도이다.
본 발명에 따른 다이아몬드 공구(110)는, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 샹크(112)의 표면에 다수의 다이아몬드 지립(116)을 포함하는 세그먼트가 부착된다. 상기 샹크(112)는 원판형 또는 길이방향으로 긴 막대형으로 형성될 수 있고, 연마장치에 회전가능하게 결합된다.
전술된 바와 같이 구성된 다이아몬드 공구(110)는 연마부재의 표면을 연마하여 기공 사이에 잔류된 이물질을 제거하고, 기공을 형성하는 역할로 사용하며, 이에 따라 연마`효율이 저하된 연마부재의 연마능력이 재활성화된다.
여기서, 상기 샹크(112)는 스테인리스 강 또는 탄소강과 같은 금속 재료로 이루어지고, 상기 다이아몬드 지립(116)은 입방정질화붕소(cubic Boron Nitride, c-BN) 또는 탄화규소(SiC, Silicon Carbide)를 포함하는 연마입자를 포괄적으로 포함한다. 또한, 상기 샹크(112)는 그 크기의 제한은 없으나, 1인치 내지 15인치의 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 다이아몬드 공구(110)는 다이아몬드 지립(116)이 상기 샹크(112) 의 표면에 직접 부착된 형태로 이루어지거나, 별도의 세그먼트에 다이아몬드 지립(116)을 부착한 후, 이를 상기 샹크(112)의 표면에 부착하는 형태로 제조할 수 있다.
이를 위해, 상기 샹크(112)의 표면에는 다이아몬드 지립(116)이 부착될 위치에 대응하는 부분에 소정의 크기와, 깊이를 갖는 홈부(114)가 형성된다.
여기서, 상기 샹크(112)는 그 직경의 크기가 5인치 내지 15인치인 것으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 홈부(114)는 기계적 가공에 의해 형성되거나 에칭에 의해 형성될 수 있으며, 상기 홈부(114)의 깊이는 부착될 다이아몬드 지립(116)의 크기 등을 고려하여 약 10~200㎛의 깊이로 형성된다.
상기 홈부(114)에는 다이아몬드 지립(116)이 안착된다. 또한, 상기 홈부(114)와 상기 다이아몬드 지립(116) 사이에는 페이스트가 공급된 후, 소결 또는 전착, 융착되어 본딩부(118)를 이루게 된다. 따라서, 상기 다이아몬드 지립(116)은 상기 샹크(112)의 홈부(114)에 고정된 상태를 유지하게 된다.
한편, 상기 홈부(114)가 형성되는 패턴은 다이아몬드 지립(116)이 배열될 위치에 따라 수치제어장치 등에 미리 프로그래밍된 패턴의 형태로 이루어지며, 수치제어장치 등의 프로그래밍된 패턴의 형태를 바꿀 경우, 상기 홈부(114)가 형성되는 패턴의 형태를 바꿀 수 있다. 이와 같이, 프로그래밍된 패턴의 형태를 바꿔 홈부(114)의 패턴을 변경함에 따라 원하는 형태로 다이아몬드 지립(116)을 배열할 수 있다.
아울러, 상기 홈부(114)에는 필요에 따라 도금층을 형성하는 것이 바람직하 다. 상기 도금층은 상기 페이스트와 결합력을 향상시키며, 이에 따라 상기 다이아몬드 지립이 상기 샹크에 더욱 견고하게 결합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다이아몬드 공구(110)의 샹크(112)에 형성된 홈부(114)를 확대한 도인 도 7 및 도 8과 같이, 상기 홈부(114)는 규칙적인 격자형태의 배열로 형성될 수 있으나, 그 형태는 본 발명의 실시예에 한정되지 않으며, 상기 프로그래밍된 패턴의 형태에 따라 소정의 굴곡을 갖는 형태 또는 홈부(114) 사이의 간격이 점진적으로 넓어지거나 좁아지는 형태 등으로 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 상기 홈부(114)는 하단 측면에서 상측이 개방된 반원형으로 형성되는 것뿐만 아니라 상측이 개방된 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴형과 같이 다이아몬드 지립(116)의 안착을 용이하게 하는 다양한 형태로 형성되는 것도 가능하며, 이들의 조합된 형상으로 이루어지는 것도 물론 가능하다.
또한, 상기 다이아몬드 지립(116)은 일반적인 형태의 다이아몬드 지립(116)이 사용될 수 있으며, 상기 샹크(112)의 형태에 따라 도 9와 같이 제조된 전용의 다이아몬드 지립(116)이 사용되는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법을 도시한 작업예시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법을 도시한 순서도이다. 도 10과 도 11을 참고하여 본 발명에 따른 다이아몬드 공구의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 원판 또는 막대형으로 이루어진 샹크(112)를 마련하고, 샹크(112)의 표면에 묻은 이물질을 제거한다(S11 참조). 상기 샹크(112)의 직경은 한정되지 않 으나, 본 발명의 실시예에서는 상기 샹크(112)는 직경이 1인치 내지 15인치로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 샹크(112)의 표면에 감광층(120)을 형성한다(S12 참조). 이때 상기 감광층(120)은 광원에 노출될 경우 경화되는 경화성 수지로서, 상기 감광층(120)은 액상 또는 필름형태로 이루어져 상기 샹크(112)의 표면에 코팅된다. 이때, 상기 감광층(120)은 상기 샹크(112)의 표면에 약 5~150㎛의 두께로 코팅 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 감광층(120)의 상부에 다이아몬드 지립(116)이 위치될 부분과 대응하는 패턴과 역상의 이미지(132)를 갖는 필름(130)을 놓고, 광원에 노출시킨다(S13 참조). 이와 같이, 상기 감광층(120)은 광원(L)에 노출되면 광원에 노출된 부분의 감광층(122)이 경화된다. 또한, 광원에 노출되지 않은 부분의 감광층(124)은 무른 상태로 남게 된다. 이때, 상기 광원으로는 백색광원, 자외선(UV), X-선 또는 레이저와 같은 광원이 사용되며, 상기 광원은 산란광, 반평행광 또는 평행광 형태로 상기 필름(130)에 입사된다.
한편, 상기 감광층(120) 중 광원에 노출되지 않는 부분의 감광층(124)은 현상작업에 의해 제거된다(S14 참조). 즉, 상기 샹크(112)의 감광층(120)은 현상작업시 약 30℃로 유지되는 1~2%의 Na2CO3와 같은 현상액에 담겨진 상태에서 진행하고, 이에 따라 광원에 노출되지 않은 무른 부위가 제거된다.
다음으로 상기 샹크(112)를 세척하여 현상액과, 제거된 감광층(124)의 찌꺼 기를 제거하고 에칭작업을 실시한다(S15 참조). 상기 에칭작업은 약50℃의 온도에서 FeCl3와 같은 에칭용액이 노즐(N)에 의해 분사되어 이루어지고, 상기 샹크(112)가 상기 노즐(N)에 의해 분사되는 에칭 용액에 통과하는 과정에서 상기 에칭용액에 노출된 부분에 위치한 샹크(112)의 표면이 에칭(etching)되어 홈부(114)가 형성된다. 상기 홈부(114)는 상기 필름(130)에 형성된 이미지(132)의 크기에 따라 그 크기가 제어될 수 있다. 또한, 상기 홈부(114)는 에칭작업시 상기 노즐(N)로부터 분사되는 에칭용액의 압력과 분사시간, 분사각도 등을 조절하여 그 크기 및 깊이를 제어할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서 전술된 바와 같이, 에칭에 의해 형성되는 홈부(114)는 상기 노즐(N)에서 분사되는 에칭용액의 분사특성에 따라 상측이 개방된 형태의 반원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴형과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이들의 형태를 조합한 형상으로 형성되는 것도 가능하다. 또한, 상기 홈부(114)의 깊이는 다이아몬드 지립(116)의 크기 등을 고려하여 약 10~200㎛의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 홈부(114)를 형성하는 단계 후, 상기 홈부(114)의 표면에 도금하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 홈부(114)에 도금층이 형성될 경우 상기 페이스트와의 결합시 더욱 결합강도가 증가할 수 있다. 또한, 상기 도금은 전기적 또는 화학적 처리에 의한 도금이 모두 가능하다. 따라서, 상기 샹크(112)가 전기가 잘 통하지 않는 물질로 이루어진 경우라도 쉽게 도금층이 형성할 수 있고, 이에 따라 전착, 융착에 의한 다이아몬드 지립을 더욱 견고하게 부착할 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에서, 상기 홈부(114)는 에칭에 의해 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 상기 홈부(114)는 기계적 가공에 의해 형성되는 것도 가능하다. 일례로, 상기 홈부(114)는 상기 샹크(112)의 표면에 미세 드릴 등의 가공공구를 사용하여 형성하는 것도 가능하다.
이와 같이, 상기 샹크(112)의 표면에 홈부(114)가 형성되면, 표면에 경화되어 남아 있는 감광층(120)을 제거한다(S16 참조).
한편, 전술된 과정을 거쳐 샹크(112)의 표면에 형성된 홈부(114)에는 다이아몬드 지립(116)이 삽입되어 안착된다. 그리고, 상기 홈부(114)와 상기 다이아몬드 지립(116) 사이에는 페이스트가 공급되며, 이를 고온에서 가열함에 따라 상기 페이스트가 상기 홈부(114) 및 샹크(112)와 함께 소결 또는 전착, 융착되며 본딩부(118)를 이루게 된다(S17 참조).
전술된 바와 같이 제조된 다이아몬드 공구(110)는 다이아몬드 지립(116)이 부착되는 간격 및 그 배열 형태를 임의로 조절할 수 있고, 부착되는 위치를 정확하게 설정할 수 있고, 상기 다이아몬드 지립(116)이 상기 샹크(112)에 견고하게 고정되므로 다이아몬드 지립(116)의 탈락을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 다이아몬드 공구 및 그 제조방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 다이아몬드 공구는 필름에 형성되는 패턴 이미지를 다양하게 형성할 수 있고, 이로 인해 샹크의 표면에 형성되는 홈부의 형태 및 다이아몬드 지립의 배열 형태를 임의로 조절하여 연마성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 다이아몬드 지립 사이에 형성된 공간을 통해 연마된 절분이 배출될 수 있고, 연마시 발생하는 열을 쉽게 배출할 수 있어 제품의 열적 손상을 방지하며, 내구성의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 상기 다이아몬드 지립이 홈부에 일부 삽입된 상태로 고정되므로, 샹크와 다이아몬드 지립의 결합력을 강화시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 다이아몬드 지립과 샹크의 결합력이 증가함에 따라 다이아몬드 지립의 이탈로 인한 연마패드의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 다이아몬드 지립의 배열을 위한 홈부가 샹크에 직접 형성되므로 제품의 정밀성이 향상될 뿐만 아니라, 제조공정이 간소화되어 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래에 스크린을 이용한 다이아몬드 공구 제조방법에서 발생할 수 있었던 스크린의 자국에 의해 제품의 불량을 방지할 수 있다.

Claims (17)

  1. 샹크의 표면에 다이아몬드 지립이 위치될 부분과 대응하는 홈부를 형성하는 단계와,
    상기 홈부에 다이아몬드 지립을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈부는 기계적 가공 또는 에칭에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 홈부는
    상기 샹크의 표면에 감광층을 형성하는 단계와,
    상기 감광층을 소정의 패턴으로 노광하는 단계와,
    상기 감광층 중 노광되지 않은 부분을 제거하는 단계와,
    감광층이 제거된 부분의 샹크를 에칭하여 홈부를 형성하는 단계와
    상기 샹크의 표면에 형성된 감광층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 노광하는 단계는 패턴의 역상 이미지가 형성된 필름을 이용하여 상기 감광층에 패턴 이미지를 노광하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 홈부를 형성하는 단계 후, 상기 홈부를 도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 감광층은 상기 샹크의 표면에 5 내지 150㎛의 두께로 코팅 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 지립을 부착하는 단계는 페이스트를 도포한 후 소결 또는 전착, 융착하여 상기 다이아몬드 지립과 샹크를 부착시키는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샹크의 직경은 1인치 내지 15인치로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이 아몬드 공구의 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈부는 상측이 개방된 반원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 중 어느 하나의 형상 또는 이들의 조합된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈부는 10 내지 200㎛의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구의 제조방법.
  11. 샹크와,
    상기 샹크의 표면에 다이아몬드 지립이 위치될 부분과 대응하게 형성된 홈부와,
    상기 홈부에 삽입되는 다이아몬드 지립과,
    상기 홈부와 상기 다이아몬드 지립 사이에 형성되어 상기 다이아몬드 지립을 상기 샹크에 부착시키는 본딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 홈부는 기계적 가공 또는 에칭에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 다이 아몬드 공구.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 홈부의 표면에 도금되어 이루어진 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
  14. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 본딩부는 페이스트 형태로 공급된 후 소결 또는 전착, 융착되어 형성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
  15. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 샹크는 1인치 내지 15인치의 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
  16. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 홈부는 상측이 개방된 반원형, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 중 어느 하나의 형상 또는 이들의 조합된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
  17. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 홈부는 10 내지 200㎛의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구.
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