KR20230132119A - 반도체 장비용 진공볼트의 무전해 연마 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 장비용 진공볼트의 무전해 연마 방법에 관한 것으로서, 나사부 내에 길이방향으로 원형홀이 천 공된 진공볼트를 강알카리 및 계면 활성제 수용액에 담궈 표면에 강하게 부착되어 있는 유기물을 진공볼트 표면 에서 화학반응으로 용해하고 녹여내는 처리를 하면서 표면에 잔존하는 이물질들을 제거하는 전처리단계와; 물 70.7 중량%, 농도 36%의 염산 10 중량%, 농도 67%의 질산 9.3 중량%, 광택제 10 중량%로 조성된 화학 연마액에 상기 진공볼트를 1~5분간 침지하여 반응시키는 무전해 연마단계와; 상기 무전해 연마단계후의 진공볼트를 물로 씻어 내는 제1 내지 제4 수세단계와; 상기 제1 내지 제4 수세단계 후의 진공볼트를 실온에서 수산화나트륨(NaOH) 20g/L 함유하는 중화액에 1~5분 동안 침지하여 중화 처리하는 중화단계와; 상기 중화단계 후의 진공볼트를 다시 물로 씻어 내는 수세단계와; 상기 수세단계 후의 진공볼트를 고온에서 건조하는 건조단계로 이루어진 것을 특징 으로 한다.
이와 같은 본 발명은 상기 진공볼트와 같이 원형홀 내를 정밀하고 고르게 연마하여 정밀한 치수 제어가 가능 하 고 소구경의 내경연마까지 가능한바, 즉, 전해연마로 가공하기 힘든 틈새인 원형홀 내와 복잡한 구조물의 가공이 가능하고, 또한, 무전해 연마는 연마할 부품을 화학 용액에 넣어 화학 반응시켜 표면을 연마하기 때문에 한 번에 많은 양을 연마할 수 있어 작업의 효율성이 향상될 뿐만 아니라 무전해 연마로 연마된 진공볼트는 광택성과 내 식성 및 볼트의 표면을 매끄럽게 하여 고착현상을 완화하는 효과를 가지고 있다.

Description

반도체 장비용 진공볼트의 무전해 연마 방법{Vacuum bolt for a semi-conductor device and non-electrolysis polishing method thereof}

본 발명은 반도체 장비용 진공볼트의 무전해 연마 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 진공볼트의 원형홀 내 를 가공시 생기는 미세한 버(burr)나 불순물이 없이 정밀하고 고르게 연마하여 정밀한 치수 제어가 가능한바, 즉, 전해연마로 가공하기 힘든 틈새인 원형홀 내와 복잡한 구조물의 가공이 가능하고, 또한, 무전해 연마는 연 마할 부품을 화학 용액에 넣어 화학 반응시켜 표면을 연마하기 때문에 한 번에 많은 양을 연마할 수 있어 작업 의 효율성이 향상될 뿐만 아니라 무전해 연마로 연마된 진공볼트는 광택성과 내식성이 향상되도록 한 반도체 장 비용 진공볼트 및 그 무전해 연마 방법에 관한 것이다.

대한민국 특허출원 제2011-0087309호에 개시된 바와 같이, 일반적으로, 전해연마(Electro polishing)는, 전해액 에 용해되는 금속 제품을 양극(Anode)으로 사용하고, 전해액에 불용성인 금속을 음극(Cathode)으로 사용하여, 상기 양극과 음극 사이에 전압을 인가함으로서, 금속 제품의 표면에서 전기분해를 일으켜, 금속 제품의 표 면을 연마하는 방법이다. 전해연마를 이용하여 금속 제품을 연마하기 위해서는, 전해조에 전해액(電解 液)을 채우고, 연마하고자 하는 금속 제품, 즉 반도체 장비에 소요되는 진공볼트를 양극으로 설치하고, 전해액 에 용해하지 않는 음극을 설치한 다음, 상기 양극과 음극 사이에 직류 전원을 인가한다. 전해연마에 있어서, 금 속제품이 전해액에 쉽게 용해되지 않는 조건에서도, 전류를 인가하면, 금속 제품이 강제적으로 조금씩 용해된다.

전해연마가 진행되면, 양극으로부터 용해된 금속이온을 다량 함유한 고점도 액체층(점성층)이 양극을 둘러싼다. 금속이온으로 포화된 점성층에서는, 더 이상 금속이 용해되지 않고, 높은 양극 전위를 형성하므로, 산소와 활발 히 결합하여, 산화물 피막을 형성한다. 이때, 용해된 금속이온은 금속 표면의 오목한 부분에 주로 축적되며, 오 목한 부분에서는 금속이온의 이동과 확산이 적어, 전기가 잘 통하지 않으므로, 금속이 용해되지 않는다. 반면, 금속 표면의 볼록 부분에서는, 금속 이온층이 얇게 형성되므로, 전류가 집중되어, 금속 표면을 쉽게 용해시켜, 전체적으로 제품 표면이 평활하게 된다.

그러나 전해연마는 고전류 밀도 부위와 저전류 밀도 부위의 연마상태와 치수변화에 많은 영향을 주기 때문에, LCD 부품, 반도체 부품 즉 반도체 장비용 진공볼트와 같이 정밀가공품을 요하는 분야에서는 사용이 곤란하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정밀가공을 요하는 반도체 장비용 진 공볼트의 고전류 밀도 부위와 저전류 밀도 부위의 연마 상태와 치수변화에 많은 영향을 주지 않고 전해연마로 연마하기 힘든 내경(1~3㎜) 홀의 이물질 제거 및 미세한 버(BURR)의 제거 등 반도체 장비용 진공볼트의 무전해 연마 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 제1 실시예에 의한 반도체 장비용 진공볼트는, 중앙 상면에 육각렌치로 반도체용 진공장비에 체결하 기 위한 육각홈이 형성된 머리부와, 나사부로 이루어진 반도체 장비용 진공볼트에 있어서, 상기 육각홈의 중앙 에서 나사부의 단부에 까지 관통된 원형홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 의한 반도체 장비용 진공볼트의 무전해 연마 방법은, 나사부 내에 길이방향으로 원형홀 이 천공된 진공볼트를 알카리 와 계면활성제 수용액에 담구어 표면에 강하게 부착되어 있는 유기물을 진공볼트 표면에서 화학반응으로 용해하고 녹여내는 처리를 하면서 표면에 잔존하는 이물질들을 제거하는 전처리단계와; 물 70.7 중량%, 염산 10 중량%, 질산 9.3 중량%, 광택제 10 중량%로 조성된 화학 연마액에 상기 진공볼트를 약 1~5분간 침지하여 반응시키는 무전해 연마단계와; 상기 무전해 연마단계후의 진공볼트를 물로 씻어 내는 제1 내 지 제4 수세단계와; 상기 제1 내지 제4 수세단계 후의 진공볼트를 실온에서 수산화나트륨(NaOH) 20g/L 함유하 는 중화액에 1~5분 동안 침지하여 중화 처리하는 중화단계와; 상기 중화단계 후의 진공볼트를 다시 물로 씻어 내는 수세단계와; 상기 수세단계 후의 진공볼트를 고온 탈수 건조단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반도체 장비용 진공볼트의 무전해 연마 방법에 의하면, 상기 진공볼트와 같이 원형홀 내를 정밀하고 고르게 연마 및 가공시 생기는 불순물 과 미세한 버(BURR)를 제거함과 동시에 정밀한 치수 제어가 가능한바, 즉, 전해연마로 가공하기 힘든 소형 틈새인(1~3㎜) 원형홀 내와 복잡한 구조물의 가공이 가능하고, 또한, 무전 해 연마는 연마할 부품을 화학 용액에 넣어 화학 반응시켜 표면을 연마하기 때문에 한 번에 많은 양을 연마할 수 있어 작업의 효율성이 향상될 뿐만 아니라 무전해 연마로 연마된 진공볼트는 광택성과 내식성이 향상 및 볼 트 채결시 반도체 장비와 볼트가 붙어버리는 고착 현상의 완화되는 효과를 가지고 있다.

도 1은 본 발명의 반도체 장비용 진공볼트를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함 에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경 우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

[실시예]

도 1은 본 발명의 반도체 장비용 진공볼트를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 장비용 진공볼트(10)는 머리부(1)와 나사부(2)로 이루어지고, 상기 머리부 (1)의 중앙에는 육각렌치로 반도체용 진공장비에 체결하기 위한 육각홈(1a)이 형성되고, 상기 육각홈(1a)의 중 앙에서 나사부(2)의 단부에 까지 관통된 원형홀(2a)이 형성되어 있다.

상기 원형홀(2a)은 반도체용 진공실 내의 공기를 배출시키기 위한 홀이다.

이와 같은 반도체장비용 진공볼트(10)는 LCD 부품, 반도체 부품 등과 같이 정밀가공을 요하는 분야에 사용되는 바, 그 표면을 무전해 연마하게 된다.

이와 같은 반도체 장비용 진공볼트의 무전해 연마 방법은, 전처리단계와, 무전해 연마단계와, 제1 내지 제4 수세단계와, 중화단계와, 수세단계와, 건조단계로 이루어진다.

상기 전처리단계에서는 진공볼트를 알카리 수용액 및 계면활성제에 담구어 표면에 강하게 부착되어 있는 유기물 을 진공볼트 표면에서 화학반응으로 용해하고 녹여내는 처리를 하면서 표면에 잔존하는 이물질들을 제거한다.

상기 알카리 수용액은 수산화나트륨과 계면활성제가 첨가된 것을 이용하며, 약 5분간 침지한다. 상기 전처리단계 후 무전해 연마단계가 수행된다.

화학 연마액은 물 70.7 중량%, 염산 10 중량%, 질산 9.3 중량%, 광택제 10 중량%로 조성된다. 상기와 같이 조성 된 화학 연마액에 진공볼트를 1~5분간 침지하여 반응시킨다. 화학 반응을 촉진하도록 화학 연마액에 대한 교반

이 수반된다.

여기서 염산 및 질산은 그 농도가 각각 36%와 67% 인 것을 사용한다. 이는 시중에서 통상적으로 판매되는 것이 다.

다음, 무전해 연마단계 후, 제1 내지 제4 수세단계가 수행된다.

제1 내지 제4 수세단계는 진공볼트를 여러 차례 물로 씻어 내는 단계이다. 이 제1 내지 제4 수세단계 후, 중화 단계를 수행한다.

실온에서 수산화나트륨(NaOH) 20g/L 중화액에 진공볼트를 1~5분 동안 침지하여 중화 처리하였다. 이 중화 처리 는 실온에서 행한다.

상기 중화단계 후, 다시 수세단계를 수행한다.

이 수세단계 후, 진공볼트를 건조하게 된다(건조단계).

[비교예]

이와 같이 건조단계까지 마친 진공볼트는 하기의 [그림 1] 및 [그림 2]와 같이, 광택이 나고, 정밀하게 가공되 어 있다. 특히 진공볼트(10)의 원형홀(2a) 내부가 정밀하게 가공된 것을 볼 수 있다.

[그림 1]

[그림 2]

본 발명의 무전해 연마는 제품에 광택을 요하거나 표면 및 홀 내경의 이물질과 미세한 버를 제거하기 위하여 행하는 공정으로, 고광택을 요하는 외장재 쪽에 많이 이용되며, 장비부품에서도 전체적인 흐름에 따라 변화하는 추세에 있기 때문에 두꺼운 제품이나 얇은 제품, 큰 제품과 작은 제품에 있어 연마시 항상 주의를 요하며, 적정 한 온도를 유지하고 농도관리를 재질에 따라 잘 해 주어야 고품질을 보장할 수 있다.

즉, 무전해 연마라 함은 외부 전류를 사용하지 않고 연마를 행하는 방법으로, 금속표면이 화학적 반응에 의해 양극적으로 용해하여 평활화되고 동시에 부동태 피막이 생겨 내식성이 증대되는 연마과정을 말하는 것이다.

상기 진공볼트와 같이 원형홀 내를 정밀하고 고르게 연마하여 정밀한 치수 제어가 가능하다. 즉, 전해연마로 가 공하기 힘든 틈새인 원형홀 내와 복잡한 구조물의 가공이 가능하다.

또한, 무전해 연마는 연마할 부품을 화학 용액에 넣어 화학반응시켜 표면을 연마하기 때문에 한 번에 많은 양을 연마할 수 있는 반면, 전해연마는 작업대인 지그에 부품을 하나하나 걸어서 작업을 하게 되므로 작업 장치가 복 잡하여 작업의 효율성이 저하된다.

한편, 상기 그림 1 및 2에서 보는 바와 같이, 무전해 연마로 연마된 진공볼트는 광택성과 내식성이 향상되는 것을 볼 수 있다.

무전해 연마 처리후 진공볼트의 표면에 부동태 피막이 형성되어 내식성이 현저히 향상되고, 전해연마로는 맞추 기 힘든 3/1000㎜ 까지 공차를 맞출 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자 에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재 된 기술사상에 포함된다할 것이다.

10 : 진공볼트
1a : 육각홈
2a : 원형홀
1 : 머리부
2 : 나사부

Claims (1)

1. 나사부 내에 길이방향으로 원형홀이 천공된 진공볼트를 알카리 및 계면 활성제 수용액에 담구어 표면에 강하게 부착되어 있는 유기물을 진공볼트 표면에서 화학반응으로 용해하고 녹여내는 처리를 하면서 표면에 잔존하는 이 물질들을 제거하는 전처리단계와;
   물 70.7 중량%, 농도 36%의 염산 10 중량%, 농도 67%의 질산 9.3 중량%, 광택제 10 중량%로 조성된 화학 연마액 에 상기 진공볼트를 1~5분간 침지하여 반응시키는 무전해 연마단계와;
   상기 무전해 연마단계후의 진공볼트를 물로 씻어 내는 제1 내지 제4 수세단계와;
   상기 제1 내지 제4 수세단계 후의 진공볼트를 실온에서 수산화나트륨(NaOH) 20g/L 함유하는 중화액에 1~5분 동 안 침지하여 중화 처리하는 중화단계와;
   상기 중화단계 후의 진공볼트를 다시 물로 씻어 내는 수세단계와;
   상기 수세단계 후의 진공볼트를 상온에서 건조하는 건조단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장비용 진 공볼트의 무전해 연마 방법.