KR20190134466A - 척 테이블 - Google Patents

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다카시 모리
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Abstract

(과제) 핀척 테이블에 있어서, 열변형되기 어려운 재질에, 선삭 가공으로 벗겨지지 않는 도금층을 형성한다.
(해결 수단) 판상 워크 (W) 의 하면 (Wb) 을 흡인 유지하여 상면 (Wa) 을 바이트 공구 (64) 로 선삭 가공하는 가공 장치 (1) 에 사용되고, 판상 워크 하면 (Wb) 의 외주 부분을 환상의 상면 (300a) 에서 지지하는 외주 환상 벽 (300) 과, 외주 환상 벽 (300) 의 내측에 형성되고 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 보다 낮은 바닥면 (301b) 을 갖는 흡인 오목부 (301) 와, 흡인 오목부 (301) 의 바닥면 (301b) 에 형성되고 흡인원 (36) 에 연통되는 흡인구 (301c) 와, 흡인구 (301c) 를 피하여 바닥면 (301b) 에 등간격으로 복수 세워 형성되고 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 과 상면 (304a) 이 동일 높이인 지지 핀 (304) 과, 외주 환상 벽 (300) 의 측면 (300c, 300d) 과 상면 (300a) 및 지지 핀 (304) 의 측면 (304c) 과 상면 (304a) 에 도금층 (M) 이 형성된 척 테이블 (30).

Description

척 테이블{CHUCK TABLE}
본 발명은, 판상 워크를 유지하는 척 테이블에 관한 것이다.
바이트 공구로 판상 워크를 선삭 가공하는 가공 장치에 사용되는 척 테이블은, 예를 들어 외주측에 형성된 외주 환상 유지부와, 그 외주 환상 유지부의 내측에 형성되고 흡인 수단에 연통되는 흡인 오목부와, 그 흡인 오목부 내에 형성된 복수의 지지 핀에 의해 구성되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 구성의 척 테이블은, 복수의 지지 핀에 의해 판상 워크를 지지함으로써, 지지 핀에 의한 지지 면적이 작기 때문에, 먼지 등의 이물질을 판상 워크와의 사이에 끼워넣지 않고, 판상 워크를 평탄하게 유지할 수 있다.
일본 공개특허공보 2005-333067호
척 테이블은 경년 변화에 따라 기계적인 변형이 발생하고, 지지 핀의 상면의 높이가 미묘하게 변위된다. 이 때문에, 척 테이블의 상면 (외주 환상 유지부의 상면 및 각 지지 핀의 상면) 을 바이트 공구에 의해 선삭하여, 지지 핀의 높이를 가지런하게 하고 있다.
여기서, 바이트 공구로 지지 핀의 상면을 선삭하기 쉽게 하기 위해서, 지지 핀의 상면에 두께가 200 ㎛ 정도의 니켈 등의 도금층을 형성하고 있다. 이 도금층을 정기적으로 수 ㎛ 씩 선삭하여 지지 핀의 높이를 가지런하게 하고 있다.
이와 같이 바이트 공구로 도금층을 선삭할 때, 도금층에 힘이 가해져 도금층이 벗겨지는 문제가 있다. 또, 200 ㎛ 라는 두꺼운 도금층을 형성시키기 위해서 전기 도금이 적합하지만, 전기 도금을 가능하게 하는 재질은, 열변형되기 쉽다. 그 때문에, 척 테이블의 각 부를 전기 도금이 가능한 재질로 형성하면, 바이트 선삭시에 발생하는 가공열에 의해, 지지 핀 등이 열변형되어 유지되어 있는 판상 워크가 균일한 두께가 되지 않는다는 문제가 있다.
따라서, 핀척 테이블에 있어서는, 열변형되기 어려운 재질에, 선삭 가공으로 벗겨지지 않는 도금층을 형성한다는 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 판상 워크의 하면을 흡인 유지하여 상면을 바이트 공구로 선삭 가공하는 가공 장치에 사용되는 척 테이블로서, 그 판상 워크의 하면의 외주 부분을 환상의 상면에서 지지하는 외주 환상 벽과, 그 외주 환상 벽의 내측에 형성되고 그 외주 환상 벽의 상면보다 낮은 바닥면을 갖는 흡인 오목부와, 그 흡인 오목부의 그 바닥면에 형성되고 흡인원에 연통되는 흡인구와, 그 흡인구를 피하여 그 바닥면에 등간격으로 복수 세워 형성되고 그 외주 환상 벽의 상면과 상면이 동일 높이인 지지 핀과, 그 외주 환상 벽의 측면과 상면 및 그 지지 핀의 측면과 상면에 도금층이 형성된 척 테이블이다.
상기 외주 환상 벽과 상기 흡인 오목부와 상기 지지 핀을 파인 세라믹스로 구성하고, 상기 도금층은 무전해 니켈 도금으로 형성하면 바람직하다.
상기 지지 핀은, 상기 상면을 갖는 원뿔대 또는 각뿔대이며 상기 바닥면으로부터 세워 형성되면 바람직하다.
본 발명에 관련된 척 테이블은, 외주 환상 벽의 상면과 지지 핀의 상면이 동일 높이이고, 외주 환상 벽의 측면과 상면 및 지지 핀의 측면과 상면에 도금층을 형성하고 있으므로, 도금층을 바이트 공구로 선삭 가공했을 때에 도금층이 벗겨지기 어렵다.
또, 척 테이블의 외주 환상 벽과 흡인 오목부와 지지 핀을 파인 세라믹스로 구성하고, 도금층은 무전해 니켈 도금으로 형성함으로써, 척 테이블이, 선삭 가공할 때의 가공열로 열변형되기 어려워지므로, 유지한 판상 워크를 균일한 두께로 선삭 가공할 수 있다.
지지 핀이, 상기 상면을 갖는 원뿔대 또는 각뿔대이며 흡인 오목부의 바닥면으로부터 세워 형성됨으로써, 지지 핀의 상면과 측면 (경사면) 사이의 각도가 둔각이 되므로, 도금층을 보다 벗겨지기 어렵게 할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 관련된 척 테이블이 배치 형성된 가공 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 척 테이블 및 Y 축 방향 이동 수단의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 선삭 수단의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4 는 지지 핀이 원주 형상인 척 테이블의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5 는 지지 핀이 원뿔대 형상 또는 각뿔대 형상인 척 테이블의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6 은 무전해 니켈 도금 장치의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 7 은 척 테이블의 도금층을 선삭 가공하여 평탄한 유지면을 형성하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8 은 척 테이블의 평탄한 유지면에서 유지한 판상 워크에 선삭 가공을 실시하고 있는 상태를 설명하는 단면도이다.
도 1 에 나타내는 가공 장치 (1) 는, 본 발명에 관련된 척 테이블 (30) 상에 유지된 판상 워크 (W) 를, 바이트 공구 (64) 를 구비하는 바이트 선삭 수단 (6) 에 의해 선삭 가공하는 장치이다. 가공 장치 (1) 의 베이스 (10) 상의 전방 (-Y 방향측) 은, 척 테이블 (30) 에 대해 판상 워크 (W) 의 착탈이 실시되는 영역으로 되어 있고, 베이스 (10) 상의 후방 (+Y 방향측) 은, 바이트 선삭 수단 (6) 에 의해 척 테이블 (30) 상에 유지된 판상 워크 (W) 의 선삭 가공이 실시되는 영역으로 되어 있다.
도 1 에 나타내는 판상 워크 (W) 는, 예를 들어 실리콘을 모재로 하는 외형이 원형인 반도체 웨이퍼지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 이 선삭 가공되는 피가공면이 된다. 판상 워크 (W) 의 하면 (Wb) 은, 도시되지 않은 보호 테이프가 첩착 (貼着) 되어 보호되어 있다.
가공 장치 (1) 의 베이스 (10) 의 전방측에는, 오퍼레이터가 가공 조건 등을 입력하기 위한 입력 수단 (19) 이 배치 형성되어 있다. 또, 베이스 (10) 상의 전방측에는, 선삭 가공 전의 판상 워크 (W) 를 수용하는 제 1 카세트 (331) 및 선삭 가공이 끝난 판상 워크 (W) 를 수용하는 제 2 카세트 (332) 가 배치 형성되어 있다. 제 1 카세트 (331) 와 제 2 카세트 (332) 사이에는, 제 1 카세트 (331) 로부터 선삭 가공 전의 판상 워크 (W) 를 반출함과 함께, 선삭 가공이 끝난 판상 워크 (W) 를 제 2 카세트 (332) 에 반입하는 로봇 (330) 이 배치 형성되어 있다.
로봇 (330) 의 가동역에는, 가공 전의 판상 워크 (W) 를 임시 재치 (載置) 하는 임시 재치 테이블 (333a) 이 형성되어 있고, 임시 재치 테이블 (333a) 에는 위치 맞춤 수단 (333b) 이 배치 형성되어 있다. 위치 맞춤 수단 (333b) 은, 제 1 카세트 (331) 로부터 반출되고 임시 재치 테이블 (333a) 에 재치된 판상 워크 (W) 를, 축경하는 위치 맞춤 핀으로 소정의 위치에 위치 맞춤 (센터링) 한다.
로봇 (330) 의 가동역에는, 선삭 가공이 끝난 판상 워크 (W) 를 세정하는 세정 수단 (334) 이 배치 형성되어 있다. 세정 수단 (334) 은, 예를 들어 매엽식의 스피너 세정 장치이다.
위치 맞춤 수단 (333b) 의 근방에는 제 1 반송 수단 (335) 이 배치 형성되고, 세정 수단 (334) 의 근방에는 제 2 반송 수단 (336) 이 배치 형성되어 있다. 제 1 반송 수단 (335) 은, 임시 재치 테이블 (333a) 에 재치되고 센터링된 선삭 가공 전의 판상 워크 (W) 를 척 테이블 (30) 에 반송하고, 제 2 반송 수단 (336) 은, 척 테이블 (30) 에 유지된 선삭 가공이 끝난 판상 워크 (W) 를 세정 수단 (334) 에 반송한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (30) 은, 척 테이블 (30) 과 함께 이동 가능한 커버 (39) 에 의해 주위가 둘러싸이면서, 척 테이블 (30) 의 하방에 배치 형성된 회전 수단 (34) 에 의해 Z 축 방향의 축심 둘레로 회전 가능하게 되어 있다.
도 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (30), 커버 (39), 및 커버 (39) 에 연결된 주름 상자 커버 (39a) 의 하방에는, 척 테이블 (30) 을 Y 축 방향으로 이동시키는 Y 축 이동 수단 (14) 이 배치 형성되어 있다. 도 2 에 나타내는 Y 축 이동 수단 (14) 은, Y 축 방향의 축심을 갖는 볼 나사 (140) 와, 볼 나사 (140) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (141) 과, 볼 나사 (140) 에 연결하고 볼 나사 (140) 를 회동 (回動) 시키는 모터 (142) 와, 내부에 구비하는 너트가 볼 나사 (140) 에 나사 결합하고 바닥부가 가이드 레일 (141) 상을 슬라이딩하는 가동판 (143) 을 구비하고 있고, 모터 (142) 가 볼 나사 (140) 를 회동시키면, 이것에 수반하여 가동판 (143) 이 가이드 레일 (141) 에 가이드되어 Y 축 방향으로 이동하고, 가동판 (143) 상에 회전 수단 (34) 을 개재하여 배치 형성된 척 테이블 (30) 및 커버 (39) 가 Y 축 방향으로 이동한다. 또, 주름 상자 커버 (39a) 는 척 테이블 (30) 의 이동에 수반하여 Y 축 방향으로 신축한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 베이스 (10) 상의 후부측 (+Y 방향측) 에는 칼럼 (11) 이 세워 형성되어 있고, 칼럼 (11) 의 전면 (前面) 에는 바이트 선삭 수단 (6) 을 척 테이블 (30) 에 대해 이간 또는 접근시키는 Z 축 방향 (연직 방향) 으로 가공 이송하는 가공 이송 수단 (5) 이 배치 형성되어 있다. 도 1, 3 에 나타내는 가공 이송 수단 (5) 은, Z 축 방향의 축심을 갖는 볼 나사 (50) 와, 볼 나사 (50) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (51) 과, 볼 나사 (50) 의 상단에 연결하고 볼 나사 (50) 를 회동시키는 모터 (52) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (50) 에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일 (51) 에 슬라이딩 접촉하는 승강판 (53) 과, 승강판 (53) 에 고정되고 바이트 선삭 수단 (6) 을 유지하는 홀더 (54) 를 구비하고 있고, 모터 (52) 가 볼 나사 (50) 를 회동시키는 것에 수반하여 승강판 (53) 이 가이드 레일 (51) 에 가이드되어 Z 축 방향으로 왕복 이동하고, 홀더 (54) 에 유지된 바이트 선삭 수단 (6) 이 Z 축 방향으로 가공 이송된다.
바이트 선삭 수단 (6) 은, 축 방향이 연직 방향 (Z 축 방향) 인 스핀들 (60) 과, 스핀들 (60) 을 회전 가능하게 지지하는 하우징 (61) 과, 스핀들 (60) 을 회전 구동하는 모터 (62) 와, 스핀들 (60) 의 하단에 접속된 원형상의 바이트 휠 (63) 과, 바이트 휠 (63) 에 착탈 가능하게 장착되어 있는 바이트 공구 (64) 를 구비하고 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 바이트 휠 (63) 에는, 바이트 공구 (64) 가 끼워 넣어지는 끼워넣음 구멍 (630) 이 배치 형성되어 있고, 바이트 공구 (64) 는, 끼워넣음 구멍 (630) 에 끼워 넣어지고 고정 볼트 (631) 에 의해 고정되는 직방체상의 섕크 (640) 와, 섕크 (640) 의 하단에 첨형으로 형성된 절단날 (641) 을 구비하고 있다. 절단날 (641) 은, 예를 들어 다이아몬드 등의 지립과 소정의 바인더를 소결한 것이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 베이스 (10) 상에는, 베이스 (10) 상에 세워 형성하는 벽부 (100) 와 칼럼 (11) 으로 둘러싸인 오목상 부분이 형성되어 있고, 이 오목상 부분은, 선삭 가공시에 판상 워크 (W) 와 바이트 공구 (64) 의 가공점에 공급되는 세정수가, 척 테이블 (30) 로부터 유하되는 것을 받아내는 세정수 수용부 (101) 가 된다. 세정수 수용부 (101) 에는, 배수구 (102) 가 형성되어 있고, 선삭 부스러기 등을 포함한 세정수는 배수구 (102) 로부터 도시되지 않은 배수 탱크 등으로 배수된다.
척 테이블 (30) 의 이동 경로의 상방에는, 선삭된 판상 워크 (W) 의 두께를 측정하는 두께 측정 수단 (17) 이 배치 형성되어 있다. 두께 측정 수단 (17) 은, 척 테이블 (30) 에 걸쳐지도록 베이스 (10) 상에 세워 형성된 지지 브리지 (18) 에 의해 지지되어 있다. 두께 측정 수단 (17) 은, Z 축 방향으로 이동 가능한 직동식의 리니어 게이지이지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어 투광부와 수광부를 구비하고 비접촉으로 판상 워크 (W) 의 두께를 측정할 수 있는 반사형의 광 센서여도 된다. 예를 들어, 두께 측정 수단 (17) 은, X 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 되어 있다.
도 2, 4 에 나타내는 본 발명에 관련된 척 테이블 (30) 은, 평면에서 보아 원형의 바닥판 (303) 을 구비하고 있고, 바닥판 (303) 의 상면 외주 영역으로부터는, 외주 환상 벽 (300) 이 일체적으로 +Z 방향으로 세워 형성되어 있다. 도 4 에 나타내는 외주 환상 벽 (300) 의 환상의 상면 (300a) 에는 도금층 (M) 이 소정의 두께로 형성되어 있고, 외주 환상 벽 (300) 은, 판상 워크 (W) 의 하면 (Wb) 의 외주 부분을, 도금층 (M) 을 개재하여 환상의 상면 (300a) 에서 지지한다.
또, 외주 환상 벽 (300) 의 외측면 (300d) 및 내측면 (300c) 도, 도금층 (M) 이 소정의 두께로 형성되어 있다.
외주 환상 벽 (300) 의 내측에 형성된 공간은, 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 보다 낮은 바닥면 (301b) (바닥판 (303) 의 상면) 을 갖는 흡인 오목부 (301) 가 된다. 그 흡인 오목부 (301) 의 바닥면 (301b) 에는, 예를 들어 흡인구 (301c) 가 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 균등하게 배치 형성되어 있다. 흡인구 (301c) 의 배치 형성 수는, 도 4 에 나타내는 예에 있어서는 4 개로 되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
바닥판 (303) 의 내부에는, 흡인로 (303d) 가 형성되어 있고, 흡인로 (303d) 는 각 흡인구 (301c) 에 연통됨과 함께, 버큠 펌프나 이젝터 등의 진공 발생 장치로 이루어지는 흡인원 (36) 에 연통되어 있다.
흡인 오목부 (301) 내에는, 흡인구 (301c) 를 피하여 바닥면 (301b) 에 등간격으로 복수 지지 핀 (302) 이 세워 형성되어 있고, 각 지지 핀 (302) 의 상면 (302a) 과 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 은 동일 높이로 가지런하게 되어 있다. 또, 각 지지 핀 (302) 의 상면 (302a) 에는, 도금층 (M) 이 형성되어 있고, 외주 환상 벽 (300) 의 환상의 상면 (300a) 에 형성된 도금층 (M) 과 각 지지 핀 (302) 의 상면 (302a) 에 형성된 도금층 (M) 은 대략 동일한 두께로 되어 있다.
또, 각 지지 핀 (302) 의 측면 (302c) 도, 도금층 (M) 이 소정의 두께로 형성되어 있다.
예를 들어, 외주 환상 벽 (300) 과 흡인 오목부 (301) 의 바닥면 (301b) (즉, 바닥판 (303)) 과 지지 핀 (302) 은, 파인 세라믹스로 구성되어 있다. 파인 세라믹스는, 예를 들어 열팽창 계수가 매우 낮고, 또, 내열 충격성 및 기계적 강도가 우수한 코어디어라이트 (2MgO·2Al2O3·5SiO2) 이다.
각 지지 핀 (302) 은, 도 4 에 나타내는 예에 있어서는, 그 외형이 원주로 되어 있지만, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 외형이 원뿔대 또는 각뿔대로 되어 있는 지지 핀 (304) 이 보다 바람직하다. 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 과 측면 (경사면) (304c) 사이의 각도는 둔각으로 되어 있다.
이하에, 도 5 에 나타내는 척 테이블 (30) 의 외주 환상 벽 (300) 의 내측면 (300c) 과 외측면 (300d) 과 상면 (300a) 및 지지 핀 (304) 의 측면 (304c) 과 상면 (304a) 에 대한 도금층 (M) 의 형성의 일례를 설명한다. 본 실시형태에 있어서는, 도금층 (M) 은, 예를 들어 도 6 에 나타내는 무전해 니켈 도금 장치 (2) 를 사용하여 형성된다. 또한, 도금층 (M) 의 형성은, 도 6 에 나타내는 무전해 니켈 도금 장치 (2) 를 사용하여 실시하는 예로 한정되는 것은 아니고, 형성되는 도금층 (M) 도 니켈 이외의 금속으로 구성되는 것으로 해도 된다.
도 6 에 나타내는 무전해 니켈 도금 장치 (2) 의 도금조 (20) 는, 환원제 및 pH 조정액이 포함된 황산 니켈, 질산 니켈, 또는 술팜산 니켈 등의 니켈 도금액을 비축하고 있다. 도금조 (20) 는, 항온 수조 (21) 중에 배치 형성되어 있고, 니켈 도금액의 온도 조정이 가능하게 되어 있다.
도금조 (20) 에는, 탱크 (A) 로부터 금속 니켈이, 탱크 (B) 로부터 환원제가, 탱크 (C) 로부터 pH 조정액이, 각 정량 펌프 (A1, B1, 및 C1) 에 의해 보충 가능하게 되어 있다.
도금조 (20) 내의 니켈 도금액은, 무전해 도금 반응이 일어나면, 액 중에서 환원제의 전자에 의한 금속 이온의 환원 석출이 일어나고, 액 중의 니켈 농도, 환원제 농도, 및 pH 값이 변화된다. 척 테이블 (30) 에 균일한 두께의 도금층 (M) 을 형성하기 위해서는, 이들의 파라미터를 장시간 일정 범위 내로 유지할 필요가 있고, 무전해 니켈 도금 장치 (2) 는 그를 위한 검지부 (27) 를 구비하고 있다.
검지부 (27) 는, 예를 들어 도금 컨트롤러 (270) 와 도금조 (20) 내에서 빼낸 검사액을 소정 온도 (검사 온도) 까지 식히는 수조 (271) 를 구비하고 있다.
도시되지 않은 펌프에 의해, 도금조 (20) 내에서 빼낸 검사액은, 유로 (272) 를 통과하고, 수조 (271) 내에서 소정 온도까지 낮춰진 후, 도금 컨트롤러 (270) 에 이송된다.
도금 컨트롤러 (270) 는, 검사액의 니켈 농도를 비색계로, pH 값을 pH 계로 연속 측정하여, 각 값이 설정값을 벗어나면 각 정량 펌프 (A1, B1, 및 C1) 에 배선 (274) 을 통하여 신호를 보낸다. 그리고, 각 정량 펌프 (A1, B1, 및 C1) 가 작동하여, 금속 니켈, 환원제, 또는 pH 조정액을 소정량씩 도금조 (20) 에 보급하여, 도금조 (20) 내의 니켈 도금액의 파라미터 조정을 실시한다. 또, 도금조 (20) 내의 니켈 도금액의 각 수치가 설정값으로 돌아오면, 도금 컨트롤러 (270) 로부터 각 정량 펌프 (A1, B1, 및 C1) 에 정지 신호가 보내지고, 자동적으로 보급이 정지된다.
도금조 (20) 내의 니켈 도금액은, 모터 등의 회전 구동원 (220) 이 팬 (221) 을 회전시켜 교반됨으로써, 전체의 농도가 균일화된다.
도금조 (20) 내에는, 막두께 모니터 (25) 에 전기적으로 접속되는 측정 센서 (250) 가 잠겨 있다. 막두께 모니터 (25) 는, 측정 센서 (250) 에 의해, 피도금물의 도금층의 두께 및 도금 속도를 측정 가능하고, 예를 들어 그 원리는 측정 센서 (250) 의 센서 헤드에 장착된 수정 진동자의 발신 주파수가, 진동자 상에 도금층이 석출됨에 따라 감쇠해 가는 것을 이용한 것이다. 막두께 모니터 (25) 는, 이 발신 주파수의 감쇠 속도로부터 도금 속도 및 피도금물의 도금층의 두께를 환산하여 표시하도록 되어 있다.
상기와 같이 구성되는 무전해 니켈 도금 장치 (2) 를 사용하여, 도 5 에 나타내는 척 테이블 (30) 의 외주 환상 벽 (300) 의 내측면 (300c) 과 외측면 (300d) 과 상면 (300a) 및 지지 핀 (304) 의 측면 (304c) 과 상면 (304a) 에 대한 도금층 (M) 을 형성하는 경우에는, 예를 들어 도 5 에 나타내는 척 테이블 (30) 의 각 흡인구 (301c) 에, 흡인로 (303d) 내에 대한 니켈 도금액의 진입을 방지하는 마스크를 한다.
그리고, 도 5 에 나타내는 척 테이블 (30) 을 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 측으로부터 도 6 에 나타내는 도금조 (20) 내의 니켈 도금액에 침지시킨다. 또한, 적어도 척 테이블 (30) 의 하면 (305) 은, 니켈 도금액으로부터 나와 있는 상태가 된다. 또, 예를 들어 도 5 에 나타내는 척 테이블 (30) 의 가상선 (L1) 보다 상측의 부분 (바닥면 (301b) 보다 상측의 부분) 만을 니켈 도금액에 침지시켜도 된다. 이 경우에는, 흡인구 (301c) 의 마스크는 불필요하고, 외주 환상 벽 (300) 의 외측면 (300d) 은 가상선 (L1) 보다 상측의 부분에만 도금층 (M) 이 형성된다.
니켈 도금액 중의 환원제로부터의 전자에 의해, 도 5 에 나타내는 척 테이블 (30) 의 외주 환상 벽 (300) 의 내측면 (300c) 과 외측면 (300d) 과 상면 (300a) 및 지지 핀 (304) 의 측면 (304c) 과 상면 (304a) 에, 니켈 이온이 균일한 두께로 환원 석출된다. 그리고, 먼저 설명한 바와 같이, 도 6 에 나타내는 검지부 (27) 에 의한 니켈 도금액의 각 파라미터의 조정, 니켈 도금액의 온도 조정 (예를 들어, 약 70 ℃ 로 유지한다), 및 막두께 모니터 (25) 에 의한 도금층 (M) 의 두께 감시가 실시되면서, 소정 시간 (예를 들어, 2 일간) 무전해 니켈 도금을 실시하고, 도 5 에 나타내는 소정의 두께 (예를 들어, 200 ㎛) 의 도금층 (M) 을 형성한다.
또한, 니켈 도금액의 온도를 종래와 같이 예를 들어 90 도로 유지하면서 도금층 (M) 의 형성을 실시하면, 척 테이블 (30) 의 열변형이 일어날 수 있기 때문에, 본 실시형태와 같이 니켈 도금액의 온도를 약 70 ℃ 로 유지하면 바람직하다.
이하에, 도 1, 도 2, 및 도 7 을 사용하여, 도 7 에 나타내는 척 테이블 (30) (예를 들어, 무전해 니켈 도금 장치 (2) 로부터 반출된 척 테이블 (30)) 의 도금층 (M) 을 선삭하여, 척 테이블 (30) 에 평탄한 유지면을 형성하는 경우에 대해 설명한다.
예를 들어, 도 2 에 나타내는 Y 축 이동 수단 (14) 이, 가공 장치 (1) 에 세트된 척 테이블 (30) 을 도 1 에 나타내는 바이트 선삭 수단 (6) 의 바로 아래에서 약간 +Y 방향의 위치까지 이동시킴으로써, 척 테이블 (30) 이 선삭 이송의 개시 위치에 위치 부여된다.
바이트 선삭 수단 (6) 이 가공 이송 수단 (5) 에 의해 -Z 방향으로 보내지고, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 바이트 공구 (64) 의 최하단이 되는 절단날 (641) 이 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 에 형성된 도금층 (M) 및 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 에 형성된 도금층 (M) 에 소정량 (예를 들어, 수 ㎛) 절입하는 높이 위치에 바이트 선삭 수단 (6) 이 위치 부여된다. 또한, 모터 (62) 가 +Z 방향에서 보아 시계 방향으로 스핀들 (60) 을 소정의 회전 속도로 회전시키고, 이것에 수반하여, 바이트 공구 (64) 가 스핀들 (60) 을 축으로 시계 방향으로 소정의 회전 속도로 주회한다.
도 2 에 나타내는 Y 축 이동 수단 (14) 이, 척 테이블 (30) 을 -Y 방향으로 이동시킴으로써, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 바이트 공구 (64) 가 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 에 형성된 도금층 (M), 이어서, 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 에 형성된 도금층 (M) 을 선삭하여 평탄화해 가고, 각 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 에 형성된 도금층 (M) 의 높이와 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 에 형성된 도금층 (M) 의 높이가 가지런해져 간다. 그리고, 척 테이블 (30) 에 각 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 과 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 으로 이루어지는 면일 (面一) 이며 평탄한 유지면 (306) (도 8 참조) 이 형성된다.
본 발명에 관련된 척 테이블 (30) 은, 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 과 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 이 동일 높이이며, 외주 환상 벽 (300) 의 내측면 (300c) 및 외측면 (300d) 과 상면 (300a) 및 지지 핀 (304) 의 측면 (304c) 과 상면 (304a) 에 도금층 (M) 을 형성하고 있으므로, 도금층 (M) 을 바이트 공구 (64) 로 선삭 가공했을 때에, 상면 (300a) 과 상면 (304a) 에 형성된 도금층 (M) 이, 내측면 (300c) 및 외측면 (300d) 과 측면 (304c) 에 일체적으로 형성된 도금층 (M) 에 의해 보강되어 있음으로써 벗겨지기 어렵게 되어 있다.
또, 도 5, 7 에 나타내는 바와 같이, 지지 핀 (304) 이, 상면 (304a) 을 갖는 원뿔대 또는 각뿔대이며 흡인 오목부 (301) 의 바닥면 (301b) 으로부터 세워 형성됨으로써, 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 과 측면 (경사면) (304c) 사이의 각도가 둔각이 되므로, 도금층 (M) 을 보다 벗겨지기 어렵게 할 수 있다.
이하에, 도 1 에 나타내는 가공 장치 (1) 와 도 8 에 나타내는 평탄한 유지 면 (306) 을 구비한 척 테이블 (30) 을 사용하여 판상 워크 (W) 를 선삭하는 경우에 대해 설명한다.
먼저, 도 1 에 나타내는 판상 워크 (W) 가 재치되어 있지 않은 상태의 척 테이블 (30) 이, 제 1 반송 수단 (335) 의 근방까지 이동한다. 로봇 (330) 이 제 1 카세트 (331) 로부터 1 장의 판상 워크 (W) 를 인출하고, 판상 워크 (W) 를 임시 재치 테이블 (333a) 에 이동시킨다.
위치 맞춤 수단 (333b) 에 의해 판상 워크 (W) 가 임시 재치 테이블 (333a) 상에서 센터링된 후, 제 1 반송 수단 (335) 이, 센터링된 판상 워크 (W) 를 척 테이블 (30) 상에 이동시킨다. 그리고, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (30) 의 중심과 판상 워크 (W) 의 중심이 대략 합치하도록, 판상 워크 (W) 가 평탄한 유지면 (306) 상에 재치된다. 이와 같이 판상 워크 (W) 가 척 테이블 (30) 상에 재치되면, 판상 워크 (W) 의 하면 (Wb) 은 각 지지 핀 (304) 에 의해 도금층 (M) 을 개재하여 지지됨과 함께, 판상 워크 (W) 의 하면 (Wb) 의 외주 부분이, 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a) 상에서 도금층 (M) 을 개재하여 지지된 상태가 된다.
그리고, 흡인원 (36) 이 작동하여 만들어진 흡인력이, 흡인로 (303d) 및 흡인구 (301c) 를 통과하고 흡인 오목부 (301) 에 전달됨으로써, 척 테이블 (30) 이 유지면 (306) 상에서 판상 워크 (W) 를 흡인 유지한다. 또한, 유지면 (306) 은, 앞의 도금층 (M) 의 선삭에 의해 평탄면으로 되어 있기 때문에, 척 테이블 (30) 은 버큠 리크를 발생시키지 않는다.
예를 들어, 도 2 에 나타내는 Y 축 이동 수단 (14) 이, 판상 워크 (W) 를 흡인 유지한 척 테이블 (30) 을 바이트 선삭 수단 (6) 의 바로 아래에서 약간 +Y 방향의 위치까지 이동시킴으로써, 척 테이블 (30) 이 선삭 이송의 개시 위치에 위치 부여된다.
바이트 선삭 수단 (6) 이 가공 이송 수단 (5) 에 의해 -Z 방향으로 보내지고, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 바이트 공구 (64) 의 최하단이 되는 절단날 (641) 이 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 에 소정량 절입하는 높이 위치에 바이트 선삭 수단 (6) 이 위치 부여된다. 또한, 모터 (62) 가 +Z 방향에서 보아 시계 방향으로 스핀들 (60) 을 소정의 회전 속도로 회전시키고, 이것에 수반하여, 바이트 공구 (64) 가 스핀들 (60) 을 축으로 시계 방향으로 소정의 회전 속도로 주회한다.
판상 워크 (W) 를 흡인 유지한 척 테이블 (30) 이 소정의 이송 속도로 -Y 방향으로 이동해 가고, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 바이트 공구 (64) 가 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 을 선삭하여 평탄화해 간다. 또, 도 1 에 나타내는 두께 측정 수단 (17) 이 하강하여, 판상 워크 (W) 의 선삭된 상면 (Wa) 에 접촉하여 판상 워크 (W) 의 두께를 측정한다.
그리고, Y 축 방향의 소정의 위치까지 척 테이블 (30) 이 -Y 방향으로 이동하고, 주회하는 바이트 공구 (64) 에 의해 판상 워크 (W) 의 상면 (Wa) 전체면이 평탄면이 되도록 선삭된다.
본 발명에 관련된 척 테이블 (30) 은, 척 테이블 (30) 의 외주 환상 벽 (300) 과 흡인 오목부 (301) 와 각 지지 핀 (304) 을 파인 세라믹스로 구성하고, 도금층 (M) 은 무전해 니켈 도금으로 형성함으로써, 척 테이블 (30) 은, 선삭 가공할 때의 가공열에 의한 열변형이 거의 일어나지 않게 되므로, 유지한 판상 워크 (W) 를 평탄한 유지면 (306) (각 지지 핀 (304) 의 상면 (304a) 과 외주 환상 벽 (300) 의 상면 (300a)) 에서 유지하면서 균일한 두께로 선삭 가공할 수 있다.
W : 판상 워크
Wa : 판상 워크의 상면
Wb : 판상 워크의 하면
1 : 가공 장치
10 : 베이스
11 : 칼럼
19 : 입력 수단
14 : Y 축 이동 수단
17 : 두께 측정 수단
18 : 지지 브리지
330 : 로봇
331 : 제 1 카세트
332 : 제 2 카세트
333a : 임시 재치 테이블
333b : 위치 맞춤 수단
334 : 세정 수단
335 : 제 1 반송 수단
336 : 제 2 반송 수단
30 : 척 테이블
300 : 외주 환상 벽
301 : 흡인 오목부
301c : 흡인구
302 : 원주상의 지지 핀
304 : 원뿔대 또는 각뿔대의 지지 핀
34 : 회전 수단
36 : 흡인원
5 : 가공 이송 수단
6 : 바이트 선삭 수단
64 : 바이트 공구

Claims (3)

  1. 판상 워크의 하면을 흡인 유지하여 상면을 바이트 공구로 선삭 가공하는 가공 장치에 사용되는 척 테이블로서,
    그 판상 워크의 하면의 외주 부분을 환상의 상면에서 지지하는 외주 환상 벽과, 그 외주 환상 벽의 내측에 형성되고 그 외주 환상 벽의 상면보다 낮은 바닥면을 갖는 흡인 오목부와, 그 흡인 오목부의 그 바닥면에 형성되고 흡인원에 연통되는 흡인구와, 그 흡인구를 피하여 그 바닥면에 등간격으로 복수 세워 형성되고 그 외주 환상 벽의 상면과 상면이 동일 높이인 지지 핀과, 그 외주 환상 벽의 측면과 상면 및 그 지지 핀의 측면과 상면에 도금층이 형성된, 척 테이블.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외주 환상 벽과 상기 흡인 오목부와 상기 지지 핀을 파인 세라믹스로 구성하고, 상기 도금층은 무전해 니켈 도금으로 형성한, 척 테이블.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 핀은, 상기 상면을 갖는 원뿔대 또는 각뿔대이며 상기 바닥면으로부터 세워 형성되는, 척 테이블.
KR1020190045988A 2018-05-25 2019-04-19 척 테이블 KR102644407B1 (ko)

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