KR102051569B1 - 진공척부재의 제조방법 및 그에 의해 제조된 진공척부재 - Google Patents

Abstract

진공척부재의 제조방법 및 그에 의해 제조된 진공척부재가 제공된다. 진공척부재의 제조방법은, (a) 수지재로 이루어진, 다공성 재료부재를 준비하는 단계; (b) 상기 재료부재의 적어도 일 면을 절삭하는 단계; (c) 상기 재료부재의 절삭된 면에 열처리하여, 절삭찌꺼기를 열로 변형시킨 변형물을 상기 재료부재 표면에 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 재료부재 표면에서 상기 변형물을 이탈시켜 제거하는 단계를 포함한다.

Description

진공척부재의 제조방법 및 그에 의해 제조된 진공척부재{Method for manufacturing vacuum chuck member and vacuum chuck member manufactured thereby}

본 발명은 피처리물에 음압을 가하여 고정시키는 진공척장치에 사용되는 진공척부재의 제조방법 및 그에 의해 제조된 진공척부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 수지재로 이루어진 다공성 재료부재를 이용하여 진공척부재를 제조하는 진공척부재의 제조방법과, 그에 의해 제조된 진공척부재에 관한 것이다.

제품 생산과정은 생산 라인 상에서 여러 부품을 조립하거나, 조립된 부품을 이송하는 등의 공정을 포함하고 있다. 각 공정에서 개별 부품이나 이들의 조립품 등을 취급하기 위해서는 이들을 붙잡아 고정시키는 장치가 필요하며 이러한 장치 중 하나가 척장치이다. 척은 물체를 고정시켜 두거나 이동시키는 등의 다양한 작업에 사용된다.

척장치는 취급하는 대상에 따라서 다양한 형태를 가질 수 있는데, 예를 들어 피처리물의 중량이 크고 경도가 높은 경우에는 기계적 고정구조를 이용한 대형 척이 사용될 수 있는 반면, 피처리물이 가볍고 보다 섬세한 취급이 필요한 경우에는 또 다른 방식의 척장치가 사용될 수 있다. 음압으로 대상을 흡입하여 고정하는 진공척장치는 가볍고 정밀한 대상을 섬세하게 취급하는데 보다 적합할 수 있다(대한민국등록특허 제10-1736824호 등).

그러나 진공척장치의 경우에도 필요에 따라, 또는 공정에 보다 적합하게 개선이 필요할 수 있다. 예를 들어 표면이 극히 정밀하고, 두께도 매우 얇은 반도체 웨이퍼나 LCD 기판 등의 취급에 있어서는 대상과 밀착되는 부분의 재질 자체가 문제가 되어 종래의 금속이나 세라믹과 같은 재질을 그대로 사용하기는 어려운 문제가 발생할 수 있다. 그러한 경우 적절한 대체물을 찾기도 어려우며 재질이 달라지는 경우에는 종래 방식으로 원활히 가공하기 어려운 문제도 있어 이에 대한 해결책이 필요하였다.

대한민국등록특허공보 제10-1736824호, (2017. 05. 29), 명세서

본 발명의 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 진공척장치에 사용되는 진공척부재를 수지재로 이루어진 다공성 재료부재를 이용하여 제조하는 진공척부재의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 진공척부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 진공척부재의 제조방법은, (a) 수지재로 이루어진, 다공성 재료부재를 준비하는 단계; (b) 상기 재료부재의 적어도 일 면을 절삭하는 단계; (c) 상기 재료부재의 절삭된 면에 열처리하여, 절삭찌꺼기를 열로 변형시킨 변형물을 상기 재료부재 표면에 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 재료부재 표면에서 상기 변형물을 이탈시켜 제거하는 단계를 포함한다.

상기 (c) 단계는, 상기 열로 상기 재료부재의 일부를 함께 변형시켜, 상기 절삭된 면의 적어도 일부를 돌출면으로 형성할 수 있다.

상기 돌출면은 상기 재료부재의 외측으로 볼록하게 돌출된 곡면으로 형성될 수 있다.

상기 (c) 단계의 열처리는, 상기 재료부재의 상기 절삭된 면이 아닌 나머지 표면 중 적어도 일부를 고정시킨 상태로 실시할 수 있다.

상기 나머지 표면 중 적어도 일부는 상기 절삭된 면의 이면과 상기 절삭된 면 사이의 면일 수 있다.

상기 (c) 단계의 열처리는, 처리시간, 및 처리온도 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 돌출면의 돌출정도를 조절할 수 있다.

상기 (c) 단계의 열처리는, 140~400℃의 처리온도로, 0.2~2초의 처리시간 동안 실시하는 것일 수 있다.

상기 (c) 단계의 열처리는, 화염 및 열풍 중 적어도 어느 하나를 상기 절삭된 면에 가하는 것일 수 있다.

상기 (b) 단계의 절삭은, 상기 재료부재가 절삭되는 면이 외부로 노출된 상태로 케이싱의 수용공간에 삽입되어 고정된 상태에서 실시할 수 있다.

상기 케이싱은, 내측에 상기 수용공간과 연통되는 기체흡입로가 형성된 것일 수 있다.

상기 수지재는 폴리에틸렌 수지 또는 고무 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 (b)단계의 절삭은 상기 재료부재의 적어도 일 면을 평면도공차 2~3㎛인 평면으로 형성하는 것일 수 있다.

상기 (a) 단계의 상기 다공성 재료부재는 상기 다공성 재료부재가 수용되는 수용공간이 형성된 케이싱의 수용공간에 삽입되어 고정된 상태일 수 있다.

상기 (a) 단계의 준비는 상기 케이싱의 수용공간에 상기 다공성 재료부재를 삽입하여 고정하는 단계를 포함하는 다공성 재료부재 준비방법에 의해 실시될 수 있다.

상기 고정은 상기 케이싱의 상기 다공성 재료부재에 대한 가압, 레이저 또는 초음파에 의한 융착, 또는 접착제에 의한 접착 중에서 선택된 하나 이상에 의할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 진공척부재는 본 발명의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼나 LCD 기판과 같이 표면이 극히 정밀하고 두께도 얇은 피처리물을 손상 없이 원활하게 취급 가능한 진공척 부재를 제조할 수 있다. 특히 재료 특성상 그라인딩이나 밀링 등의 작업 시 발생하는 찌꺼기들로 인해 기공이 막혀 척부재로 사용하기 매우 어려웠던 수지재의 다공성 재료를 매우 적절히 가공하여 문제없이 척부재로 사용 가능하게 하는 탁월한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 단순한 평면 형상의 구조에 한정되지 않고 공정에 적합한 형상으로 척부재의 구조를 매우 편리하고 정밀하게 조정할 수도 있어, 용도에 맞는 적합한 형태의 척부재를 원활하게 제공할 수 있다. 또한, 이와 같이 제조된 진공척부재로 상기와 같은 반도체 웨이퍼나 LCD 기판 등 표면이 극히 정밀하고 두께도 얇은 피처리물을 원활하게 취급할 수 있을 뿐만 아니라 공정에 알맞은 구조로 특별한 제조공정도 원활하게 진행할 수 있으므로, 제품 생산성도 크게 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 피처리물을 층상으로 접합하는 등의 공정에서도 본 발명에 의한 수지재로 이루어진 특정 형상의 진공척부재를 사용함으로써 표면 손상을 크게 줄일 수 있고 또한 접합면에서 발생하는 잉여 공기층으로 인한 보이드(VOID) 현상 등의 불량요소도 매우 효과적으로 제거하는 등 여러 가지 탁월한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재를 서로 다른 방향으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재의 제조방법을 순차적으로 도시한 제조도면들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재의 사용례를 도시한 사용상태도이다.
도 9는 도 3의 공정에 해당하는 절삭하기 전 재료부재의 표면사진이다.
도 10은 도 5의 공정에 해당하는 절삭 후 재료부재의 표면사진이다.
도 11은 도 6의 공정에 해당하는 열처리 후 재료부재의 표면사진이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 명세서에서 '피처리물'은 진공척부재를 통해 제공되는 음압(또는 흡입력)에 의해 진공척부재 일 측에 고정되는 처리대상을 말한다. 피처리물은 진공척부재를 이용하여 고정시킬 수 있는 한 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 적어도 일면에 절단면이 형성된 부품 등의 절단품, 반도체 웨이퍼, 유리 기판, 필름과 같은 여러 가지 박막제품을 포함할 수 있다. 또한, '부재'는 진공척 장치의 피처리물과 접촉하는 부위에 장착하여 사용 가능한 물품으로 예를 들어, 피처리물과 접촉하는 부위에 적용되는 패드와 같은 물품을 포함하는 의미일 수 있다. 또한, '진공척장치'는 반도체나 LCD 제조공정에서 사용되는 콜렉터(collector)나 픽앤플레이스(pick & place) 장비 등을 포함하는 의미이다.

이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재의 제조방법 및 그에 의해 제조된 진공척부재에 대해 상세히 설명한다. 먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예인 제조방법에 의해 제조 가능한 진공척부재의 일 실시예를 설명하고, 이후 진공척부재의 제조방법을 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재(1)는 전체적으로 방형의 외관을 가질 수 있으나, 이와 같은 형상으로 제한되지 않음은 물론이다. 또한, 진공척부재(1)는 도시된 바와 같이 독립된 상태로 존재함은 물론이고, 후술하는 도 8에 도시된 바와 같이 케이싱에 고정된 상태 등 다양한 상태로 존재할 수 있다. 진공척부재(1)는 수지재로 이루어지며, 아울러 다수의 기공(11)이 형성된 다공성의 구조로 되어 있다. 수지재는 금속이나 세라믹에 비해 부드러운 표면을 갖게 되므로, 피처리물의 표면에 손상을 피할 수 있게 된다. 이와 같은 수지재는 수지를 포함하여 이루어진 것으로, 수지 외의 성분이 포함되는 것을 배제하지 않는다. 또한, '수지를 포함하여 이루어진 것'은 '수지만으로 이루어진 것'을 배제하지 않는 의미이다. 수지는 수지로 지칭될 수 있는 것인 한 제한되지 않으며, 예를 들어, 합성수지 및/또는 천연수지일 수 있다. 이와 같은 수지는 바람직하게는 열가소성수지일 수 있다. 열가소성수지는 열을 가하여 성형한 후에도 다시 열을 가하면 형태를 변형시킬 수 있는 수지를 의미한다. 열가소성수지는 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아세탈수지, 염화비닐수지, 폴리스타이렌, ABS수지, 아크릴수지 등을 포함한다. 또한 수지의 바람직한 예는 폴리에틸렌수지 또는 고무 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 또한, 이와 같은 진공척부재는 본 발명의 제조방법에 의해, 원활한 통기가 가능하도록 형성될 수 있으므로, 기공(11)을 통해 보다 원활하게 흡입력을 전달하여 피처리물을 견고하게 고정시키는 것이 가능하다. 또한, 후술하는 사용례에서 다시 설명하겠지만, 진공척부재(1)는 곡면으로 이루어진 돌출면(10)을 이용하여 피처리물에 대한 각도를 바꿔가며 피처리물을 누르는 방식으로 사용할 수 있어 층상으로 접합되는 피처리물 사이의 접착면에서 발생하는 잔여 공기층으로 인한 보이드(void) 현상 등도 효과적으로 피할 수 있는 특징도 가지고 있다.

도시된 진공척부재(1)는 전체 넓이나, 두께, 곡면으로 이루어진 돌출면(10)의 곡률 등이 다양하게 조정될 수 있는 것으로 도 1은 예시적인 것일 뿐 도면에 의해 본 발명이 한정될 필요는 없으며, 본 실시예에서 피처리물과 접촉하는 접촉면이 곡면으로 이루어진 돌출면(10)으로 형성된 형태가 도시되었으나, 필요에 따라 곡률을 조정하여 이러한 곡면으로 이루어진 돌출면(10)이 없는 형태로 하는 것도 얼마든지 가능하므로 본 발명의 기술사상이 본 실시형태로 한정될 것은 아니다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재의 제조방법에 대해 도 2 내지 도 11을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재의 제조방법을 순차적으로 도시한 제조도면들로, 도 3과 도 4는 각각 재료부재와 재료부재를 케이싱에 수용하여 준비하는 과정을 나타내고, 도 5, 도 6, 도 7은 각각 절삭과정, 열처리과정, 제거과정을 나타낸다. 또한, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 진공척부재의 사용례를 도시한 사용상태도이고, 도 9는 도 3의 공정에 해당하는 절삭하기 전 재료부재의 표면사진이고, 도 10은 도 5의 공정에 해당하는 절삭 후 재료부재의 표면사진이며, 도 11은 도 6의 공정에 해당하는 열처리 후 재료부재의 표면사진이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예인 진공척부재의 제조방법은 (a) 준비 단계, (b) 절삭 단계, (c) 열처리 단계, 및 (d) 변형물 제거 단계를 포함한다.

(a) 준비 단계는 수지재로 이루어진, 다공성 재료부재를 준비하는 단계이고, (b) 절삭단계는 재료부재의 적어도 일 면을 절삭하는 단계이고, (c) 열처리단계는 재료부재의 절삭된 면에 열처리하여, 절삭찌꺼기를 열로 변형시킨 변형물을 재료부재 표면에 형성시키는 단계이며, (d) 변형물 제거단계는 재료부재 표면에서 변형물을 이탈시켜 제거하는 단계이다.

(a) 단계에서 준비되는 다공성 재료부재는 수지재로 이루어지고, 도 3과 같은 다공성 재료부재(1a)일 수 있다. 재료부재(1a)는 본 발명의 제조과정을 거친 후 진공척부재(도 1의 1참조)가 되는 것으로서 실질적으로 진공척부재의 모체와 같다. 재료부재(1a)는 전술한 진공척부재와 같이 수지재로 이루어질 수 있다. 재료부재(1a)는 도시된 바와 같이 복수의 평면을 갖는 방형의 형태로 가공되어 준비될 수 있으며 그 넓이나 두께 또는 전체 형상 등은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

이러한 재료부재(1a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 4와 같이 케이싱(2)에 고정된 상태로 후속하는 제조과정을 진행시킬 수 있다. 즉, 재료부재(1a)는 다공성 재료부재가 수용되는 수용공간이 형성된 케이싱(2)의 수용공간(21)에 삽입되어 고정된 상태일 수 있다. 이 때, (a) 단계의 준비는 케이싱(2)의 수용공간(21)에 재료부재(1a)를 삽입하여 고정하는 단계를 포함하는 다공성 재료부재 준비방법에 의해 실시될 수 있다. 케이싱(2)은 시판되는 것이거나 직접 제조된 것일 수 있다. 케이싱(2)은 공지의 방법(예를 들어 우레탄 수지 판의 절단과 절삭 및 필요에 따른 접착 또는 타공에 의한 가공방법, 사출방법 등)에 의해 도 4와 같은 형태로 제조될 수 있다. 또한, 고정 역시 공지의 방법(예를 들어, 케이싱(2)의 재료부재(1a)에 대한 가압, 레이저 또는 초음파에 의한 융착, 또는 접착제에 의한 접착 등)에 의할 수 있다. 예를 들어, 고정부(23)를 재료부재(1a) 측단부에 압박하여 고정하거나, 고정부(23)를 재료부재(1a) 측단부에 레이저 또는 초음파에 의해 융착시키거나, 고정부(23)를 재료부재(1a) 측단부에 접착제에 의해 접착함으로써, 재료부재(1a)를 케이싱(2)에 보다 견고하게 고정할 수도 있다. 또한, 케이싱(2)의 일 측, 바람직하게는 상면(도 4의 상면)에는 금속판을 형성하여, 내구성을 증가시킬 수도 있다. 이와 같이, 재료부재(1a)가 케이싱에 고정된 상태에서 후속하는 제조과정이 진행됨으로써, 보다 용이하게 진공척 부재를 제조할 수 있다. 또한, 케이싱(2)은 내측에 수용공간(21)과 연통되는 기체흡입로(22)가 형성된 것으로 진공척장치의 일부일 수 있다. 이와 같이 재료부재(1a)를 진공척장치의 일부인 케이싱(2)에 고정시킨 상태로 후속 과정을 진행함으로써, 최종적으로 제조된 진공척부재를 진공척장치에 별도 조립하는 과정이 생략될 수 있는 점에서 장점이 있다. 그러나, 케이싱에 재료부재의 고정은 준비단계에서만 이루어지는 것으로 한정되는 것은 아니며, 절삭단계, 열처리단계, 제거단계 각각에서 이루어질 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 절삭단계에서 케이싱에 준비된 재료부재의 고정이 이루어지고 그 이후 과정이 진행되거나, 열처리단계에서 케이싱에 절삭된 재료부재의 고정이 이루어지고 그 이후 과정이 진행되거나, 제거단계에서 케이싱에 열처리된 재료부재의 고정이 이루어지고 그 이후 과정이 진행되거나, 각각의 단계에서만 고정이 이루어진 상태에서 각각의 단계가 진행될 수도 있는 것이다.

이하에서는 (b) 내지 (d) 단계에 대하여 보다 상세히 설명한다.

(b)단계의 절삭은,도시된 바와 같이, 재료부재(1a)가 절삭되는 면이 외부로 노출된 상태로 케이싱(2)의 수용공간(21)에 삽입되어 고정된 상태에서 실시할 수 있다(도 4, 도 5 참조). 이 때, 재료부재(1a)는 (b) 단계에서 절삭되는 면(도 3의 하면)을 제외한 나머지 부분이 수용공간(21)이 형성된 케이싱(2)에 삽입되어 고정될 수 있다.

아울러 케이싱(2)은 재료부재의 절삭되는 면이 아닌 나머지 표면 중 적어도 일부, 바람직하게는 절삭되는 면의 이면과 절삭되는 면 사이의 면(도 4의 재료부재의 측면)을 가압하여 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 재료부재(1a) 측단부와 밀착하는 고정부(23) 등으로 재료부재(1a)의 노출된 면(즉, 절삭이 진행되는 면)과 그 이면 사이의 면(예, 재료부재의 측면)을 고정함으로써, 절삭이 보다 안정적인 상태에서 이루어질 수 있다. 또한, 열처리시 노출된 면으로 변형을 집중시켜 곡면을 형성하는 데 유리하게 하는 역할도 할 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 다시 설명한다. 또한, 재료부재의 절삭되는 면의 이면 역시 지지부(24) 등에 의해 지지되어, 수용공간(21)에 보다 견고하게 수용될 수 있다.

이후, 도 5와 같이 재료부재(1a)의 적어도 일 면을 절삭한다. 절삭되는 면은 피처리물과 접촉하는 면 전체를 포함하며 따라서 피처리물에 손상을 가하지 않고 균일한 압력이 전달되도록 정밀하게 가공된다. 절삭은 연삭, 연마 등을 포함하는 의미이며, 그라인더나 밀링머신 등의 절삭장치(A)를 이용하여 진행할 수 있다. 절삭에 의해, 절삭면을 평탄화하는 것이 가능하며, 이와 같은 절삭은 재료부재(1a)의 적어도 일 면을 평탄도공차 2~3㎛의 평면으로 형성하는 것일 수 있다. 즉, 절삭에 의해 표면의 두께 편차가 수 마이크로미터(㎛) 이내인 매우 정밀한 평면으로 가공할 수 있다. 다만, 이와 같이 절삭 가공하는 동안 재료부재(1a)의 표면에서 절삭찌꺼기(12)들이 발생하게 되며 이는 절삭장치(A)와의 마찰, 재료부재(1a)의 특성에 따른 정전기적 인력 등 여러 가지 요인에 의해 재료부재(1a)의 절삭된 면 표면이나 그 내측으로 인입되게 된다. 이러한 절삭찌꺼기(12)들은 매우 미세하므로, 재료부재(1a)에 형성된 기공(11)에 박혀 통기도를 저하시키는 원인이 된다. 이를 사진을 통해 살펴보면 다음과 같다.

도 9는 도 3의 공정에 해당하는 절삭하기 전 재료부재의 표면사진이고, 도 10은 도 5의 공정에 해당하는 절삭 후 재료부재의 표면사진으로, 현미경으로 확대하여 표면을 촬영한 것이다. 도 9의 깨끗한 표면에 비해 도 10의 절삭 후 표면은 기계가공된 흔적 위로 절삭찌꺼기들이 불규칙적으로 분포하고 있음을 보여준다. 이러한 상태에서 기공들은 절삭찌꺼기로 막혀 공기를 통과시키기 어렵게 된다.

이러한 문제는 도 6 및 도 7의 후속하는 제조과정을 통해서 매우 효과적으로 해소된다. 먼저 도 6과 같이, 재료부재(1a)의 절삭된 면에 열처리하여, 절삭찌꺼기를 열로 변형시킨 변형물(12')을 재료부재(1a) 표면에 형성시킨다. 절삭찌꺼기(12)는 크기가 미세하고, 재료부재(1a) 바디에 비해 열에 의해 형상이 쉽게 변형될 수 있으며, 그와 같은 과정에서 기공에 박힌 부분도 외부로 배출되는 것으로 보인다. 절삭찌꺼기가 기공에서 제거되는 원인을 명확히 알 수는 없으나, 미세한 절삭찌꺼기(12)는 열에 의해 용융되어 둥글게 뭉쳐질 수 있고 그와 같은 과정에서 표면장력 등이 작용하여 기공(11)에 박힌 부분도 외부로 배출되는 것으로 보인다. 또는 그 밖에도 다른 복합작용에 의해 절삭찌꺼기(12)들이 뭉친 상태로 재료부재(1a) 표면으로 배출되는 것일 수도 있다. 도 11은 도 6의 공정에 해당하는 열에 의해 절삭찌꺼기가 표면으로 배출된 상태의 재료부재의 표면사진으로 이러한 상태를 확인할 수 있다.

이때 재료부재(1a)의 절삭된 면에 가해지는 열처리는 (가열)처리온도 및 (가열)처리시간 중 적어도 어느 하나의 조건이 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 (c) 단계의 열처리는 140~400℃의 처리온도로, 0.2~2초의 처리시간 동안 실시하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 특히 변형물을 용이하게 형성할 수 있으며, 후술하는 돌출면도 변형물과 함께 용이하게 형성할 수도 있다. 또한, (c) 단계의 열처리는, 화염 및 열풍 중 적어도 어느 하나를 상기 절삭된 면, 바람직하게는 절삭된 면의 일부분에 국소적으로 가하는 것일 수 있다. 화염은 토치 등에 의하고, 열풍은 열풍기 등에 의해 발생할 수 있다. 이와 같이, 국소적으로 처리온도나 처리시간 등을 조절하여 열을 제공할 수 있는 가열장치(B)를 사용하여 조건을 정밀하게 설정함으로써 절삭된 면에 적합한 정도의 열을 가할 수 있다. 특히 절삭찌꺼기(12)는 매우 미세하게 분쇄된 상태이므로, 재료부재(1a) 자체가 녹지 않는 온도에서 절삭찌꺼기(12)만을 용융시켜 뭉치도록 할 수 있다. 이와 같이 열을 가하여 절삭찌꺼기(12)를 변형시키는 방식으로 재료부재(1a) 표면에 고착되어 기공(11)을 막고 있는 절삭찌꺼기(12)들을 재료부재(1a) 표면으로 원활하게 배출시키는 것이 가능하다.

한편, (c)단계는 도 6과 같이 열로 재료부재(1a)의 일부를 함께 변형시켜, 절삭된 면의 적어도 일부를 돌출면으로 형성하는 과정도 동시에 진행하는 것일 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같은 변형물(12')을 열로 형성하는 동안 가해지는 열로 함께 돌출면(10)을 함께 형성할 수 있다. 따라서 서로 다른 목적을 갖는 두 공정을 하나의 공정으로 통합하여 진행할 수 있으므로 제조 효율도 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 이하, 돌출면(10)을 형성하는 과정에 대해 좀더 상세히 설명한다.

돌출면(10)은 도시된 바와 같이 재료부재(1a)의 외측으로 볼록하게 돌출된 곡면으로 형성될 수 있다. (c) 단계의 열처리는 처리시간, 및 처리온도 중 적어도 어느 하나를 제어하여 이러한 돌출면(10)의 돌출정도를 조절할 수 있다. 특히 피처리물의 처리에 적합하도록 돌출정도(돌출면이 곡면으로 형성된 경우 곡률)를 바꿈으로써 예를 들어, 단차(예, 곡면의 높이 차; 도 6에서 곡면 중앙부의 최고점과 양단의 최저점 사이의 수직거리로 곡면이 돌출된 정도를 의미)가 바람직하게는 10㎛~50㎛, 보다 바람직하게는 10㎛~20㎛로 형성되도록 조정할 수 있다. 즉, 열을 가하는 온도, 시간을 조절하여 재료부재(1a)의 변형량을 조절하고 원하는 단차(예, 곡률)를 갖도록 재료부재(1a)를 변형할 수도 있다. 이러한 가공은 일반적인 그라인더나 고속 밀링가공 등으로는 불가능할 뿐만 아니라, 전술한 바와 같이 본 발명은 이러한 재료부재(1a)의 변형과정을 절삭찌꺼기(12)의 배출과정과 통합하여 함께 진행할 수 있으므로 제조공정의 경제성과 효과성 모두에서 매우 탁월함을 알 수 있다.

이와 같이 열처리하는 (c) 단계는, 재료부재(1a)의 절삭된 면이 아닌 나머지 표면 중 적어도 일부, 바람직하게는 절삭된 면의 이면과 절삭된 면 사이의 면을 가압하여 고정시킨 상태로 진행할 수 있다. 즉, 열을 가하는 면과 인접한 면에 대해서는 가압하여 변형을 억제시킨 상태를 유지함으로써, 열을 가하는 표면이 보다 손쉽게 외측으로 볼록하게 돌출되도록 유도할 수 있다. 이는 예를 들어, 전술한 바와 같이 재료부재(1a)의 절삭된 일 면 만을 노출시키고 나머지 부분은 케이싱(2) 내부에 수용하는 방식으로 구현할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 케이싱(2) 측면의 고정부(23) 등의 구조로 재료부재(1a)의 절삭된 면과 인접한 면을 가압하여 고정함으로써 변형을 억제하고 노출되어 있는 절삭된 면이 보다 손쉽게 변형되도록 유도할 수 있다. 그에 따라 재료부재(1a)의 절삭된 면은 열에 의해 외측으로 돌출되며 곡면(10)으로 변형될 수 있다. 전술한 바와 같이 처리시간, 처리온도 중 적어도 어느 하나를 제어하여 변형량을 조절하고 돌출면(10)의 돌출정도(곡면의 경우 곡률)를 원하는 대로 맞출 수 있다. 이와 같은 방식으로 열을 가하여 절삭찌꺼기(12)를 재료부재(1a) 표면으로 배출하면서 재료부재(1a)의 절삭된 면 자체도 곡면으로 이루어진 돌출면(10)이 되도록 변형시킬 수 있다.

이후, 도 7에 도시된 바와 같이, 재료부재(1a) 표면에서 변형물(12')을 이탈시켜 제거한다. 전술한 도 6의 과정에서 변형물(12')은 재료부재(1a) 표면 상에 부착되어 남아있으므로 이를 재료부재(1a) 표면에서 이탈시켜 제거함으로써 최종적으로 재료부재(1a)를 표면이 매끈하게 가공된 진공척부재로 형성할 수 있다. 특히 재료부재(1a) 표면에 뭉쳐진 변형물(12')은 커터(C)를 이용하여 덩어리 형태로 제거하는 것이 보다 바람직하다. 즉 절삭과 같은 가공과정이 다시 진행되면 분쇄된 찌꺼기들이 다시 기공(11)을 메울 염려가 있으므로, 재료부재(1a) 표면에 형성된 변형물(12')을 이탈시킬 때에는 커터(C)를 이용하는 방식과 같이 이를 분쇄하지 않고 절단하여 제거하는 방식에 의할 수 있다. 이러한 과정을 통해 변형물(12')이 모두 제거되면, 기공(11)을 통해 원활하게 흡입력을 제공할 수 있고, 또한 수지재로 이루어진 다공성 진공척부재가 완성되며, 아울러 이러한 진공척부재에 볼록하게 곡면으로 돌출된 돌출면도 원활하게 형성할 수 있다.

이와 같이 제조된 진공척부재(1)는 도 8에 도시된 바와 같은 방식으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 진공척부재(1)는 전술한 제조과정에 따라 케이싱(2)에 결합되어 있을 수 있다. 따라서 케이싱(2) 내측의 기체흡입로(22)를 통해 공기를 흡입함으로써(화살표 참조) 진공척부재(1)의 기공(11)들을 통해 음압을 형성하고 피처리물을 고정할 수 있다. 이때 진공척부재(1)는 예를 들어, 도 8의 (a)와 같이 수평 방향으로 정렬시켜 피처리물(D1)에 접촉시킬 수도 있고, 도 8의 (b)나 (c)와 같이 각도를 바꾸면서 피처리물(D1)의 일 측에서 타 측으로 움직이며 피처리물(D1)을 문지르는 것과 같은 효과를 줄 수도 있다. 그러한 경우, 접합층(D3)을 사이에 두고 하부에 위치한 다른 피처리물(D2)과의 사이에서 미쳐 빠져나가지 못한 공기 등이 만드는 잉여 공기층으로 인한 보이드(void) 현상도 효과적으로 피할 수 있다. 또한 그에 따라 종래 이러한 공기층의 발생을 억제하기 위해 과도하게 형성하였던 중간 접합층(D3)(예를 들어, 접착제나 실리콘 등이 도포된 것일 수 있다)의 두께도 현저하게 줄일 수 있는 바 공정이 보다 효율적으로 진행될 뿐만 아니라 최종 제품의 불량률도 크게 감소시킬 수 있다. 이와 같이 본 발명의 진공척부재(1)를 이용하여 섬세한 피처리물을 원활하게 취급하고 관련 공정도 용이하게 진행할 수 있다.

이하, 실험례를 통해서 본 발명의 효과를 좀더 상세히 설명한다. 이하 실험례의 설명에서 각 구성부는 전술한 구성부와 동일하므로 부호는 병기하지 않고 설명한다.

<실험례> 흡착력 실험

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 실시예 1의 진공척부재에 대한 흡착력 확인 실험을 실시하였다. 비교를 위해, 참고예 1과 2를 준비하였다. 참고예 1은 도 4에 도시된 상태로 케이싱에 다공성 재료부재(폴리에틸렌 수지재)를 고정한 상태로 준비하였다. 참고예 2는 도 4에 도시된 상태로 케이싱에 다공성 재료부재(폴리에틸렌 수지재)를 고정한 상태에서 밀링기로 평면도공차 2~3㎛인 평면이 되도록 평탄화 작업을 수행하여, 준비하였다. 실시예 1은 도 4에 도시된 상태로 케이싱에 다공성 재료부재(폴리에틸렌 수지재)를 고정한 상태에서 밀링기로 평면도공차 2~3㎛인 평면이 되도록 평탄화한 후, 토치로 열처리(처리온도 140℃, 처리시간 0.5초)하여 표면에 변형물을 형성하고, 커터로 표면에 형성된 변형물을 제거하는 과정을 거쳐 준비하였다.

참고예 1, 2 및 실시예 1에 대하여 진공발생기로 기체흡입로를 통하여 진공을 형성한 후, 압력을 진공게이지로 측정하는 방법으로 흡착력 실험을 실시하였다.

그 결과를 표 1에 나타내었다.

	부압(mmHg)	정압(mmHg)
참고예 1	73.8	94.5
참고예 2	81.4	94.9
실시예 1	73.8	94.7

표 1의 결과에서 보는 바와 같이, 폴리에틸렌 수지로 이루어진 다공성 재료부재에 대하여 절삭(평탄화)작업을 수행한 참고예 2는 절삭(평탄화)작업 이전의 다공성 재료부재인 참고예 1에 비해 부압이 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 절삭(평탄화)작업 중 발생한 절삭찌꺼기에 의해 기공이 막히는 현상에 의한 것으로 볼 수 있다. 반면, 절삭(평탄화)작업 이후 열처리와 제거까지 진행한 실시예 1의 경우는 절삭(평탄화)작업 이전 수준의 부압을 나타내는 것을 알 수 있다. 정압 대비 낮은 부압은 흡착력이 우수한 것을 나타내므로, 참고예 2에 비해 실시예 1의 흡착력이 우수함을 알 수 있다. 즉, 실시예 1의 경우 참고예 2와 같이 절삭(평탄화)작업을 수행하였음에도 절삭작업 이전 수준의 흡착력을 나타냄을 알 수 있다.

이와 같은 실험결과로부터도, 본 발명에 의해 흡착력이 우수한 진공척부재를 제조할 수 있으며, 그와 같은 방법에 의해 제조된 진공척부재의 흡착력 역시 우수함을 알 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 진공척부재 1a: 재료부재
2: 케이싱 10: 돌출면
11: 기공 12: 절삭찌꺼기
12': 변형물 21: 수용공간
22: 기체흡입로 23: 고정부
24: 지지부 A: 절삭장치
B: 가열장치 C: 커터
D1, D2: 피처리물 D3: 접합층

Claims (12)

1. (a) 수지재로 이루어진, 다공성 재료부재를 준비하는 단계;
   (b) 상기 재료부재의 적어도 일 면을 절삭하는 단계;
   (c) 상기 재료부재의 절삭된 면에 열처리하여, 절삭찌꺼기를 열로 변형시킨 변형물을 상기 재료부재 표면에 형성시키는 단계; 및
   (d) 상기 재료부재 표면에서 상기 변형물을 이탈시켜 제거하는 단계를 포함하는 진공척부재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 (c) 단계는,
   상기 열로 상기 재료부재의 일부를 함께 변형시켜, 상기 절삭된 면의 적어도 일부를 돌출면으로 형성하는 진공척부재의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 돌출면은 상기 재료부재의 외측으로 볼록하게 돌출된 곡면으로 형성되는 진공척부재의 제조방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 (c) 단계의 열처리는, 상기 재료부재의 상기 절삭된 면이 아닌 나머지 표면 중 적어도 일부를 고정시킨 상태로 실시하는 진공척부재의 제조방법.
5. 제2항에 있어서,
   상기 (c) 단계의 열처리는, 처리시간, 및 처리온도 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 돌출면의 돌출정도를 조절하는 진공척부재의 제조방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 (c) 단계의 열처리는, 140~400℃의 처리온도로, 0.2~2초의 처리시간 동안 실시하는 것인 진공척부재의 제조방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 (c) 단계의 열처리는, 화염 및 열풍 중 적어도 어느 하나를 상기 절삭된 면에 가하는 것인 진공척부재의 제조방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 (b) 단계의 절삭은, 상기 재료부재가 절삭되는 면이 외부로 노출된 상태로 케이싱의 수용공간에 삽입되어 고정된 상태에서 실시하는 진공척부재의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 케이싱은, 내측에 상기 수용공간과 연통되는 기체흡입로가 형성된 것인 진공척부재의 제조방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 수지재는 폴리에틸렌 수지 또는 고무 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 진공척부재의 제조방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 절삭은 상기 재료부재의 적어도 일 면을 평면도공차 2~3㎛인 평면으로 형성하는 것인 진공척부재의 제조방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 진공척부재.

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