KR20120079849A - 디스크 휠을 이용한 유리기판 가공방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

디스크 휠을 이용한 유리기판 가공방법 및 장치가 개시된다. 디스크 휠을 포함하는 황삭 가공부를 통해 유리기판의 함입부를 1차 황삭 가공하고, 지지테이블을 이용하여 회전시킨 후, 그라인더 휠을 포함하는 정삭 가공부를 통해 유리기판의 함입부를 2차 정삭 가공하는 유리기판 가공방법에 의하면, 절삭력이 우수한 디스크 휠을 이용하여 정삭함으로써 휠 수명을 연장시키고 공정의 택타임을 단축시킬 수 있는 효과가 있다

Description

디스크 휠을 이용한 유리기판 가공방법 및 장치{Glass substrate manufacturing method and device using disk wheel}
본 발명은 디스크 휠을 이용한 유리기판 가공방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 액정 디스플레이(LCD) 패널 등 평판 디스플레이에는 평판 형태의 유리기판이 사용되고 있으며, 이를 위해 디스플레이 패널을 제조하는 과정에서 유리기판을 절단하고 유리기판의 에지(edge)를 연마하는 공정이 수행된다.
도 1은 유리기판의 에지를 연마하는 일반적인 구조를 나타낸 도면이다.
유리기판(1)에 대하여 연마 휠(2)을 이용하여 에지의 연마를 수행하며, 연마 휠(2)이 직접 유리기판(1)과 만나는 부분에 워터 젯(water jet)(3)이 구비되어 있어 냉각수가 뿌려질 수 있다.
전술한 일반적인 연마 공정 이외에도 특수 기능의 제품이 생산됨에 따라 유리기판에는 다양한 형상 가공이 수행될 것이 요구된다.
도 2는 특수한 형상 가공을 필요로 하는 유리기판의 평면도이고, 도 3은 유리기판의 형상 가공을 위한 종래 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 특수한 기능을 가지는 유리기판(1)이 도시되어 있다. 예를 들어, 카메라 및 스피커 위치를 가공해야 하는 경우 합착 패널의 카메라 오픈부(5)는 기존에 막혀 있으며, 투과되는 유리기판을 레이저 가공이나 그라인딩 휠을 이용하여 U자형 또는 원형 구멍으로 가공하여 완전히 오픈시킴으로써 카메라 오픈부(5)의 투과도를 높일 필요가 있다.
도 3을 참조하면, 이와 같이 카메라 오픈부와 같은 특수 기능의 함입부를 형상 가공해야 할 때 유리기판(1)의 평면에 대하여 수직 방향으로 회전하는 제1 그라인더 휠(10)을 이용하여 황삭을 수행하여 1차 황삭 가공된 함입부(5a)를 형성하고, 역시 유리기판(1)의 평면에 대하여 수직 방향으로 회전하는 제2 그라인더 휠(20)을 이용하여 정삭을 수행함으로써 2차 정삭 가공된 함입부(5b)를 형성함으로써 형상 가공을 완료한다.
이 경우 제1 그라인더 휠(10)을 이용하여 함입부(5a)의 대략적인 형상을 가공해야 하는데, 그라인더 휠의 특성 상 공정의 택타임이 증가하고 마모가 심하여 툴(tool) 변경을 자주 해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 절삭력이 우수한 디스크 휠을 이용하여 정삭함으로써 휠 수명을 연장시키고 공정의 택타임을 단축시킬 수 있는 유리기판 가공방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 디스크 휠을 포함하는 황삭 가공부를 통해 유리기판의 함입부를 1차 황삭 가공하고, 지지테이블을 이용하여 회전시킨 후, 그라인더 휠을 포함하는 정삭 가공부를 통해 유리기판의 함입부를 2차 정삭 가공하는 유리기판 가공방법이 제공된다.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 디스크 휠을 포함하는 황삭 가공부, 그라인더 휠을 포함하는 정삭 가공부 및 유리기판을 적재하고 회전 가능한 지지테이블을 포함하는 유리기판 가공장치가 제공된다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절삭력이 우수한 디스크 휠을 이용하여 정삭함으로써 휠 수명을 연장시키고 공정의 택타임을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 유리기판의 에지를 연마하는 일반적인 구조를 나타낸 도면,
도 2는 특수한 형상 가공을 필요로 하는 유리기판의 평면도,
도 3은 유리기판의 형상 가공을 위한 종래 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리기판을 적재하는 유리기판 가공장치의 지지테이블의 평면도,
도 5a 및 도 5b는 지지테이블 상에 유리기판이 적재된 모습의 사시도 및 평면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리기판 가공장치의 황삭 가공부를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 황삭 가공부의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 황삭 가공부에 포함되는 디스크 휠의 단면도 및 부분 확대도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리기판 가공장치의 정삭 가공부를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 정삭 가공부의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 정삭 가공부에 포함되는 그라인더 휠의 단면 부분 확대도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 정삭 가공부에 포함되는 그라인더 휠의 다양한 가공방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리기판을 적재하는 유리기판 가공장치의 지지테이블의 평면도이며, 도 5a 및 도 5b는 지지테이블 상에 유리기판이 적재된 모습의 사시도 및 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리기판 가공장치의 황삭 가공부를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 황삭 가공부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 황삭 가공부에 포함되는 디스크 휠의 단면도 및 부분 확대도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리기판 가공장치의 정삭 가공부를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 정삭 가공부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 정삭 가공부에 포함되는 그라인더 휠의 단면 부분 확대도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 정삭 가공부에 포함되는 그라인더 휠의 다양한 가공방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리기판 가공장치는 유리기판(1)이 적재되는 지지테이블(110)과, 함입부(5c)를 황삭 가공하는 황삭 가공부(120)와, 황삭 가공된 함입부(5d)를 정삭 가공하는 정삭 가공부(130)를 포함한다.
황삭 가공부(120)와 정삭 가공부(130)는 서로 맞은 편에 위치하고 있으며, 황삭 가공부(120)에 의해 함입부(5c)가 1차적으로 황삭 가공되면 지지테이블(110)이 회전함으로써 정삭 가공부(130)에 의해 황삭 가공된 함입부(5d)가 정삭 가공될 수 있도록 한다.
본 발명에서 유리기판(1)은 예를 들어 TFT(Thin Film Transistor) 기판과 C/F(Color Filter) 기판의 합착 공정이 수행된 LCD 디스플레이 패널과 같은 평판 디스플레이 패널일 수 있다.
또한, 본 발명에서 유리기판(1)에 가공하고자 하는 함입부(5)는 추후 유리기판(1)을 디바이스(예를 들어, 휴대폰 단말, PMP, PDA, 내비게이션 단말 등 유리기판이 이용되는 장치)에 조립하는 과정에서 카메라, 스피커 등의 위치에 부합되도록 형성되어 유리기판에 의한 신호(광신호 혹은 음성신호)의 진행이 방해받지 않도록 오픈된 부분일 수 있다. 이러한 함입부(5)는 예를 들어 U자형 홈일 수 있다.
도 4를 참조하면, 지지테이블(110)은 적재된 유리기판(1)이 움직이지 않도록 하는 흡착홀(112)이 형성되어 있다. 흡착홀(112)은 진공 라인과 연결되어 지지테이블(110) 상에 적재된 유리기판(1)을 진공 흡착함으로써, 유리기판(1)의 함입부가 황삭 가공 또는 정삭 가공 중에 움직이거나 흔들리지 않도록 하며, 황삭 가공된 이후 정삭 가공을 위해 지지테이블(110)이 회전할 때 유리기판(1)이 지지테이블(110)과 함께 안정적으로 회전되도록 한다.
그리고 지지테이블(110)의 가장자리 중 소정 위치에는 유리기판(1)의 함입부를 가공하기 위한 가공용 홈(114)이 형성되어 있다. 가공용 홈(114)은 가공하고자 하는 함입부의 형상에 상응하는 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 5a 및 5b를 참조하면, 지지테이블(110) 상에 유리기판(1)이 고정되도록 거치된다. 지지테이블(110)은 지그(jig) 역할을 수행하며, 내부에 황삭 가공부(120)의 디스크 휠(122)의 가장자리 일부분 및 정삭 가공부(130)의 그라인더 휠(132)이 수용될 수 있도록 하는 가공용 홈(114)이 형성되어 있다.
유리기판(1)은 가공하고자 하는 함입부(5)의 위치가 가공용 홈(114)에 대응되어 위치하도록 지지테이블(110) 상에 적재될 수 있으며(가공위치 P 참조), 지지테이블(110)은 회전 동작을 통해 가공용 홈(114)이 황삭 가공부(120) 혹은 정삭 가공부(130)를 향하도록 하여 황삭 가공 혹은 정삭 가공이 이루어지도록 한다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 황삭 가공부(120)는 지지테이블(110)에 평행한 제1 스핀들 유닛(124)을 축으로 회전하는 디스크 휠(122)을 포함한다.
디스크 휠(122)은 X 방향으로 이동하여 그 가장자리(126)가 지지테이블(110)의 가공용 홈(114) 내에 위치되고, 디스크 휠(122)이 제1 스핀들 유닛(124)을 중심으로 회전하여 가공용 홈(114)에 대응되도록 위치한 유리기판(1)의 함입부(5c)를 황삭 가공하게 된다.
이러한 디스크 휠(122)의 가장자리(126)의 폭은 가공하고자 하는 함입부(5c)의 폭에 대응되며, 소정 오차 범위 이내에서 디스크 휠(122)의 가장자리(126)의 폭이 함입부(5c)의 폭보다 작을 수 있다.
디스크 휠(122)의 가장자리(126) 외부면에는 연삭재가 전착되어 있어 유리기판의 황삭 가공이 가능하게 한다.
디스크 휠(122)의 회전 수 및 X 방향으로의 이동 속도 중 하나 이상을 조정하여 함입부(5c) 가공을 위한 최적의 치핑 사이즈(chipping size)와 택타임(tact time)을 얻을 수 있다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 정삭 가공부(130)는 지지테이블(110)을 중심으로 황삭 가공부(120)와 마주보고 있도록 배치되어 있다. 정삭 가공부(130)는 지지테이블(110)에 수직인 제2 스핀들 유닛(134)을 축으로 회전하는 그라인더 휠(132)을 포함한다.
그라인더 휠(132) 역시 X 방향으로 이동하여 휠 자체가 지지테이블(110)의 가공용 홈(114) 내에 위치되고, 그라인더 휠(132)이 제2 스핀들 유닛(134)을 중심으로 회전하여 가공용 홈(114)에 대응되도록 위치한 유리기판(1)의 함입부(5d)를 정삭 가공하게 된다. 여기서, 함입부(5d)는 전술한 것과 같이 황삭 가공부(120)에 의해 1차 황삭 가공이 완료된 함입부이다.
그라인더 휠(132)은 예를 들어 그루브(groove) 휠일 수 있으며, 다양한 사이즈에 대응 가능하도록 서로 다른 직경을 가지는 복수의 그루브 홈(136)이 형성되어 있을 수 있다. 즉, 도 12에 도시된 것과 같이 그라인더 휠(132)의 높이를 조절함으로써 다양한 사이즈의 함입부(5d)를 정삭 가공하는 것이 가능하다.
그라인더 휠(132)의 그루브 홈(136) 외부면에는 연삭재가 전착되어 있어 유리기판의 정삭 가공이 가능하게 한다.
그라인더 휠(132)의 회전 수 및 X 방향으로의 이동 속도 중 하나 이상을 조정하여 함입부(5d) 가공을 위한 최적의 치핑 사이즈와 택타임을 얻을 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 유리기판 110: 지지테이블
112: 흡착홀 114: 가공용 홈
120: 황삭 가공부 122: 디스크 휠
124: 제1 스핀들 유닛 126: 가장자리
130: 정삭 가공부 132: 그라인더 휠
134: 제2 스핀들 유닛 136: 그루브 홈
5, 5a, 5b, 5c, 5d: 함입부

Claims (13)

  1. 지지테이블 상에 적재된 유리기판을 가공하는 방법으로서,
    디스크 휠을 포함하는 황삭 가공부를 이용하여 상기 유리기판의 함입부를 1차 황삭 가공하는 단계;
    상기 지지테이블을 소정 각도만큼 회전시키는 단계; 및
    그라인더 휠을 포함하는 정삭 가공부를 이용하여 상기 유리기판의 함입부를 2차 정삭 가공하는 단계를 포함하는 유리기판 가공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리기판의 함입부는 디바이스에의 조립 과정에서 소정 신호의 진행이 방해되지 않도록 오픈된 부분인 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지테이블의 가장자리 중 소정 위치에는 상기 유리기판의 함입부를 가공하기 위한 가공용 홈이 형성되어 있으며,
    가공하고자 하는 함입부의 위치가 상기 가공용 홈에 대응되어 위치하도록 상기 유리기판을 상기 지지테이블 상에 적재하는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1차 황삭 가공 단계는, 상기 디스크 휠의 회전 수 및 상기 지지테이블로 향하는 수직 방향으로의 이동 속도 중 하나 이상을 조정하여 상기 함입부의 가공을 위한 치핑 사이즈(chipping size) 및 택타임(tact time)을 획득하는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그라인더 휠은 서로 다른 직경을 가지는 복수의 그루브 홈이 형성되어 있으며,
    상기 2차 정삭 가공 단계는, 상기 그라인더 휠의 높이를 조절하여 상기 함입부의 사이즈에 맞는 그루브 홈으로 정삭 가공을 수행하는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2차 정삭 가공 단계는, 상기 그라인더 휠의 회전 수 및 상기 지지테이블로 향하는 수직 방향으로의 이동 속도 중 하나 이상을 조정하여 상기 함입부의 가공을 위한 치핑 사이즈 및 택타임을 획득하는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
  7. 유리기판을 적재하고, 소정 각도만큼 회전 가능한 지지테이블;
    상기 지지테이블에 평행한 제1 스핀들 유닛을 축으로 회전하는 디스크 휠을 포함하며, 상기 유리기판의 함입부를 1차 황삭 가공하는 황삭 가공부; 및
    상기 지지테이블에 평행한 제2 스핀들 유닛을 축으로 회전하는 그라인더 휠을 포함하며, 상기 유리기판의 함입부를 2차 정삭 가공하는 정삭 가공부를 포함하는 유리기판 가공장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유리기판의 함입부는 디바이스에의 조립 과정에서 소정 신호의 진행이 방해되지 않도록 오픈된 부분인 것을 특징으로 하는 유리기판 가공장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 지지테이블의 가장자리 중 소정 위치에는 상기 유리기판의 함입부를 가공하기 위한 가공용 홈이 형성되어 있으며,
    상기 유리기판은 가공하고자 하는 함입부의 위치가 상기 가공용 홈에 대응되어 위치하도록 상기 지지테이블 상에 적재되는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 황삭 가공부는 상기 디스크 휠의 회전 수 및 상기 지지테이블로 향하는 수직 방향으로의 이동 속도 중 하나 이상을 조정하여 상기 함입부의 가공을 위한 치핑 사이즈(chipping size) 및 택타임(tact time)을 획득하는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 그라인더 휠은 서로 다른 직경을 가지는 복수의 그루브 홈이 형성되어 있는 그루브 휠이며,
    상기 정삭 가공부는 상기 그라인더 휠의 높이를 조절하여 상기 함입부의 사이즈에 맞는 그루브 홈으로 정삭 가공을 수행하는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 정삭 가공부는 상기 그라인더 휠의 회전 수 및 상기 지지테이블로 향하는 수직 방향으로의 이동 속도 중 하나 이상을 조정하여 상기 함입부의 가공을 위한 치핑 사이즈 및 택타임을 획득하는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 정삭 가공부와 상기 황삭 가공부는 상기 지지테이블을 중심으로 서로 마주보고 있도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공장치.
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