KR100378374B1

KR100378374B1 - 모재 제조 공법 중 클로즈 공정 및 그 장치

Info

Publication number: KR100378374B1
Application number: KR10-2001-0004813A
Authority: KR
Inventors: 장윤근; 양진성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2003-03-29
Also published as: KR20020064399A

Abstract

본 발명은 광섬유 모재 제조 공법 중 클로즈 공정 수행 장치에 있어서, 클로즈 공정시 증착 튜브 내의 가스를 배기하는 블리드 밸브와, 블리드 밸브를 통해 상기 증착 튜브 내로 미리 설정된 레벨의 음압을 제공하는 음압 제공부를 구비한다.

Description

모재 제조 공법 중 클로즈 공정 및 그 장치{CLOSE PROCESS IN PREFORM CONDUCTING WORK AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 광섬유 모재 제조에 관한 기술로서, 특히 MCVD(Modified Chemical Vapor-phase Deposition) 공법 중 클로즈(close) 공정 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적인 광섬유 제조 과정은 크게 모재 제조(Preform Manufacture), 인출(Drawing), 피복 코팅(Sheath Coating) 및 와인딩(Winding) 과정으로 이루어진다. 특히, 상기 모재 제조 과정은 광섬유를 인출하기 위한 기본 모재를 형성하는과정이다. 상기 모재를 형성하는 공법에는 VAD(Vapor-phase Axial Deposition), OCVD(Outer Chemical Vapor-phase Deposition), PCVD(Plasma Chemical Vapor-phase Deposition) 및 MCVD(Modified Chemical Vapor-phase Deposition) 공법 등이 있으며, 이 중에서도 MCVD 공법이 널리 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 MCVD 공법에 의한 광섬유 모재 제조 방식을 나타낸 개략도이다. 상기 MCVD 공법에 의한 모재 제조 과정을 도 1을 참조하여 간단히 설명하면, 일정 속도로 회전하도록 설치된 증착 튜브(102) 내부에 SiCl₄, GeCl₄와 같은 원료 가스를 주입하고, 좌우로 이동 가능한 버너(104)를 이용하여 상기 증착 튜브(102) 외주면을 가열한다.

상기 증착 튜브(102) 내벽에는 원료가스 산화물의 미립자가 증착되고, 상기 증착된 산화물은 버너(104)의 높은 열에 의해 소결(Sintering)된다. 이어, 응축(Collapse) 및 클로즈(Close) 공정을 거치면, 코아 및 클래드층이 형성된 광섬유 모재가 완성된다. 실시예에 따라서는 상기 모재에 오버자켓팅 튜브를 오버 클래딩(Over Cladding)하여 대구경 모재를 제조하기도 한다. 이때, 상기 코아 및 클래드의 굴절률 차이는 증착 튜브 내부로 공급되는 원료 가스의 구성 성분을 조절함으로써 이루어진다. 이러한 MCVD 방법에 의한 모재 제조 과정은 미국특허번호 제4,389,230호 및 제5,397,372호 등에 개시되어 있는 바를 예로 들 수 있다.

이하 상기 MCVD 공법 중 마지막 공정인 클로즈 공정을 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 도 2는 일반적인 MCVD 공법 중 클로즈 공정을 설명하기 위한 도면이다. 클로즈 공정은 도 1에 도시된 바와 같은 소결 및 응축이 완료된 증착 튜브(102)의 일단을 버너(104)를 이용하여 가열하여 내부 공간을 없애므로, 증착 튜브(102)를 모재로서 생성해내는 최종 공정이다.

도 2에 도시된 바와 같이 증착, 응축 공정 중에 증착 튜브(102)의 내부로 제공되는 Cl₂가스 등은 상기와 같은 클로즈 공정시에 블리드 밸브(bleed valve)(106)을 통해 배기된다. 상기 블리드 밸브(106)는 증착, 응축 공정 중에는 닫혀 있다가, 클로즈 공정시에는 열리게 된다. 이러한 블리드 밸브(106)의 배기에 의한 비교적 낮은 압력에 의하여 상기 증착 튜브(102)의 상기 버너(104)에 의해 가열되는 부분이 서서히 협착된다.

이와 같이 MCVD 공법에서 클로즈 공정은 높은 열량과 낮은 배출 압으로 진행하여 공정시간이 많이 소요되었다.

따라서 본 발명의 목적은 공정시간이 단축되어, 결과적으로 제품의 생산성 향상 및 제조 비용의 감소를 가져올 수 있는 모재 제조 공법 중 클로즈 공정 및 그 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 보다 정밀한 작업을 수행할 수 있는 모재 제조 공법 중 클로즈 공정 및 그 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광섬유 모재 제조 공법 중 클로즈공정 수행 장치에 있어서, 클로즈 공정시 증착 튜브 내의 가스를 배기하는 블리드 밸브와, 블리드 밸브를 통해 상기 증착 튜브 내로 미리 설정된 레벨의 음압을 제공하는 음압 제공부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 모재 제조 방식 중 MCVD(Modified Chemical Vapor-phase Deposition) 공법을 설명하기 위한 도면

도 2는 일반적인 MCVD 공법 중 클로즈 공정을 설명하기 위한 도면

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MCVD 공법 중 클로즈 공정을 설명하기 위한 도면

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MCVD 공법 중 클로즈 공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 종래와 마찬가지로 본 발명에 따른 클로즈 공정은 소결 및 응축이 완료된 증착 튜브(102)의 일단을 버너(104)를 이용하여 가열하여 내부 공간을 협착시키게 된다. 또한 종래와 마찬가지로 블리드 밸브(106)는 증착, 응축 공정 중에는 닫혀 있다가, 클로즈 공정시에는 열림으로 증착 튜브(102)내의 가스를 배기하게 된다.

그런데, 이러한 블리드 밸브(106)가 열릴 경우에 본 발명의 특징에 따라 제공되는 음압 제공부(300)에 의해 상기 증착 튜브(102)의 내부에는 적절한 음압이 제공된다. 이러한 음압 제공부(300)에 의해 제공되는 음압에 의해 상기 증착 튜브(102)의 상기 버너(104)에 의해 가열되는 부분이 보다 빠르게 협착되며, 이에따라 전체 공정시간이 단축된다.

음압 제공부(300)의 구성을 보다 상세히 살펴보면, 미리 설정된 가스, 예를 들어 질소(N₂) 가스의 유입에 따라 밴추리관(venturi tube) 원리에 의해 상기 블리드 밸브(106)를 통해 증착 튜브(102)의 내부에 음압을 발생하는 음압 발생기(310)와, 상기 질소 가스가 음압 발생기(310)에 유입되는 량을 조절하는 유량 조절기(MFC: Mass Flow Controller)(320) 등을 포함하여 구성된다.

또한 상기 음압 제공부(300)에는 상기 블리드 밸브(106)의 배출단에 위치하여 증착 튜브(102) 내의 음압을 측정하는 압력계(36)와, 상기 질소 가스의 유입을 차단 또는 허용하는 가스차단밸브(330)와, 상기 유량 조절기(320)를 바이 패스하여 질소 가스를 제공하도록 구성된 바이 패스 밸브(340)와, 상기 음압 발생기(310)로부터 역방향으로 가스가 유입되는 것을 방지하기 위한 역유입 방지 밸브(350) 등이 구비될 수 있다.

이러한 구성에 의해 클로즈 공정시 상기 질소 가스가 가스차단밸브(330)를 거쳐 MFC(320) 및/또는 바이 패스 밸브(340)를 지나 역유입 방지 밸브(350)를 통해 음압 발생기(310)에 유입되므로, 증착 튜브(102)의 내부에 적절한 압력의 음압이 발생하게 된다.

이때 상기 바이 패스 밸브(340)는 수동 조작 밸브로 구성될 수 있으며, 조작자가 수동으로 적절히 조작한 량에 따라 상기 음압 발생기(310)에 제공되는 질소 가스 량이 최소한의 정도를 수동으로 설정할 수 있도록 한다. 이러한 바이 패스 밸브(340)는 상기 유량 조절기(320)의 동작 불량 및 유량 조절기(320)의 동작 상태 검사 시에 이용될 수도 있다.

또한 상기 압력계(360)에 의해 측정된 압력은 상기 유량 조절기(320)에 제공되며, 유량 조절기(320)는 상기 압력계(360)를 통해 증착 튜브(102)의 내부 압력을 파악하여 미리 설정된 프로그램에 따라 질소 가스의 유량을 조절하게 되어 상기 증착 튜브(102)에 제공되는 음압을 조절하게 된다. 이러한 압력계(360) 및 유량 조절기(320)의 동작에 따라 증착 튜브(102)의 내부 압력이 정밀하게 조절된다.

한편, 이 경우에 상기 증착 튜브(102)로 제공되는 음압의 레벨 설정은 상당한 주의를 기울여야 한다. 예를 들어 진공 상태와 같은 상당히 강한 압력이 형성될 경우에 모재 상태의 광 특성에 역효과를 줄 수 있다.

상기와 같은 구성 및 동작에 의해 본 발명의 특징에 따른 클로즈 공정 및 그 장치가 제공될 수 있다.

한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 클로즈 공적은 공정시간이 단축되어, 결과적으로 제품의 생산성 향상 및 제조 비용의 감소를 가져올 수 있으며, 또한 보다 정밀한 작업을 수행할 수 있게 되어, 양품 생산율을 높일 수 있다.

Claims

광섬유 모재 제조 공법 중 클로즈 공정 수행 장치에 있어서,

상기 클로즈 공정시 증착 튜브 내의 가스를 배기하는 블리드 밸브와,

상기 블리드 밸브를 통해 상기 증착 튜브 내로 미리 설정된 레벨의 음압을 제공하는 음압 제공부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 클로즈 공정 수행 장치.
제1항에 있어서, 상기 음압 제공부는 미리 설정된 가스 유입에 따라 밴추리관(venturi tube) 원리에 의해 상기 블리드 밸브를 통해 상기 증착 튜브의 내부에 음압을 발생하는 음압 발생기와, 가스가 상기 음압 발생기에 유입되는 량을 조절하는 유량 조절기를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 클로즈 공정 수행 장치.
제2항에 있어서, 상기 음압 제공부는 상기 증착 튜브 내의 음압을 측정하는 압력계와, 상기 유량 조절기를 바이 패스하여 상기 가스를 제공하도록 구성된 바이 패스 밸브와, 상기 음압 발생기로부터 역방향으로 가스가 유입되는 것을 방지하기 위한 역유입 방지 밸브를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 클로즈 공정 수행 장치.
광섬유 모재 제조 공법 중 클로즈 공정에 있어서,

상기 클로즈 공정시 증착 튜브 내의 압력을 측정하는 과정과,

상기 측정한 압력이 미리 설정된 압력에 이르도록 상기 증착 튜브의 음압을 조절하는 과정을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 클로즈 공정.