KR100485192B1 - 오링 씰링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오링의 상단면에 웨이브를 형성하고 하단면에 반 사각형의 구조를 형성한 후 플레이트로 가압시켜 씰링하여 진공을 극대화하는 오링 씰링 방법에 관한 것이다.

본 발명에 적용되는 오링 씰링 방법은 오링의 상단면에 웨이브를 주고 하단면을 반 사각형의 구조를 주어 씰링하고, 고진공시 홈이 형성된 플레이트에 의해 오링과 플레이트 사이에 반발탄성력이 발생하여 완전한 씰링형태를 유지시키며, 웨이브를 다양하게 줄 수 있다.

Description

오링 씰링 방법{o-ring sealing method}

본 발명은 반도체 장비 등에서의 씰링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오링의 상단면에 웨이브를 형성하고 하단면에 반 사각형의 구조를 형성한 후 플레이트로 가압시켜 씰링하여 진공을 극대화하는 오링 씰링 방법에 관한 것이다.

기존의 오링(o-ring) 씰링(sealing) 방법중에서 먼저, 직각인 홈에 원형인 오링(O-RING)형태를 도 1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

일반장비및 반도체장비에서 사용하는 전형적인 씰(SEAL)을 하기위한 것으로 오링형태와 홈형태를 사용하고 있으나 고진공이 걸렸을때 플레이트(PLATE)에 접촉되는 오링(O-RING)의 면적에 의해 씰링의 효과 및 사용주기가 매우 단축되는 현상이 발생되고 있다.

또한, ① 번 방향으로 플레이트(PLATE) 에 의해 오링이 힘을 받게 되면 밀려나가려는 역학적 힘이 걸리게 되어 복원력에도 많은 악영향을 초래한다.

다음, 삼각형인 홈에 원형인 오링(O-RING)형태에 대하여 도 2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

삼각형인 홈 형태에서는 직각인 홈의 형태를 사용하는 것보다 씰링의 효과 및 사용주기가 향상되는 효과를 얻을수 있으나 보다 효율적인 방법이 아니다.

또한, ① 번 방향으로 플레이트(PLATE) 에 의해 오링이 힘을 받게 되면 밀려나가려는 역학적 힘이 직각인 홈형태보다는 양호한다.

현재, 반도체 장비 및 고진공(HIGH VACUUM)을 이용하는 장비(즉 의료기기, 선박, HARD BAKE(오븐) 등)는 그 고진공을 요구되는 장비를 씰링(SEALING) 하는 방법으로 고무(RUBBER) 재질을 이용하는 방법이 일반적으로 통용되고 있다.

따라서, 고무재질(RUBBER MATERIAL)은 특정한 첨가제를 집어넣은, 즉 컴파운딩(compounding) 된 원료(TIO2 , BASO4 , SIO2 등)를 일정한 온도로 가황(vulcanized) 및 가류(cure) 시켜 탄성특성을 결정한다.

또한, 각각의 장비의 고진공(high vacuum)을 유지하기 위한 씰링(sealing) 하는 방법으로 그장비의 특성에 맞게 원형(O-RING)모양의 링으로 고무재료에 고무의 재질을 향상 하기위하여 일정한 첨가제( TIO2,BASO4,SIO2 등)를 첨가하여 가류성형을 통한 제품으로 만들어 지는데, 보다 고집적화를 요구하고 있는 반도체 장비및 일반장비에서는 고진공화를 유지시키는 오링(o-ring) 의 씰링(sealing) 방법이 많은 문제점으로 나타나게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 오링의 상단면에 웨이브를 형성하고 하단면에 반 사각형의 구조를 형성한 후 플레이트로 가압시켜 씰링하는데 그 목적이 있다.

도 3 은 본 발명에 있어서의 오링 씰링하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명에 있어서의 반도체 장비의 씰링부분을 나타낸 도면으로서, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

기존의 오링 씰링 방법에서 원형 형태의 씰링 방법을 도 3 과 같이 1번 부분과 같이 하단면의 측면 모서리가 형으로 라운딩처리되어 매끄럽게 형성된 반 사각형 구조와 2번 부분 형태의 웨이브를 줌으로써 고진공이 걸렸을때 1번 부분이 홈이 파인 플레이트(하판 즉, 오링을 삽입하는 플레이트를 말함)에 접촉면적을 좋게 함으로써 오링과 플레이트 사이에 반발 탄성력에 의한 효과와 상단의 2번 형태의 3웨이브를 통하여 완벽한 씰링 형태를 유지시켜줌으로써 진공의 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 오링의 상단부의 3웨이브 부분을 플레이트가 강한 고진공 펌핑(PUMPING) 에 의해 밀착되게 하는데, 이는 플레이트와 3웨이브의 접촉면부분을 이용하여 보다 강한 씰링효과를 얻기위한 것이다.

도 4 는 반도체 장비의 씰링부분을 나타낸 것으로 전체적으로 하나의 큰 콘솔이라고 생각하고 펌핑 라인(PUMPING LINE)을 통하여 콘솔(CHAMBER)이 진공이 걸리게 되면 상판플레이트는 진공의 힘에 의해 오링이 삽입된 부분으로 더욱더 밀착하게 되면서 오링을 누르게 되면 이로 인한 콘솔(CHAMBER)은 강한 진공 상태를 유지하게 된다.

따라서, 이러한 구조를 가진 장비에서는 오링의 역할이 보다 고진공을 유지하기 위한 중요한 부분으로 원형모양으로된 오링모양을 3웨이브 형태의 모양으로 변경함으로써 콘솔(CHAMBER)의 고진공을 유지하기 위한 것이다.

표 1

표 1-1

표 1 의 테스트 조건은 200시간 동안 상온에서 체크하는 것으로 한다.

즉, 표 1 과 같이 압축 초기시 기존의 원형오링의 씰링이 150 lbs 일때 본 발명에 적용되는 오링의 씰링은 246 lbs 가 된다. 또한, 시간이 증가하여 압축 시간이 200HRS 일때 기존의 원형오링의 씰링이 131 lbs 이면 본 발명에 적용되는 오링의 씰링은 228 lbs 가 된다.

또한, 표 1 및 표 1-1 에 나타난 바와 같이 원형 오링의 진공도와 본 발명에 적용된 오링 형태의 방법이 개선된 진공도와는 많은 차이를 보이며, 이로인해 본 발명에 적용되는 오링 형태의 진공 방법 개선의 효과는 고진공을 요구하는 실링 방법에 많은 적용이 예상된다.

또한, 실리콘, 천연고무, 바이톤, NBR(Acrylonitrile butadiene rubber),Perfluoro 등 고무재료를 이용하여 고진공을 요구하는 장비의 씰링 방법에 이용한다.

반도체 장비중 고진공을 요구하는 부분의 씰링 방법에 바이톤, 실리콘, Perfluoro 등 고무재료를 사용한다.

또한, 여러 가지의 고무재료(NBR, EPDM, 바이톤(VITON), 실리콘, PERFLUORO)를 이용하여 각각의 장비의 특성에 맞게 고무재료를 선택하여 그 고무재료를 금형(MOLD)에 일정한 온도와 압력을 가하여 오링을 만들게 되는데, 이러한 오링을 이용하여 씰링의 한 방법으로 사용한다.

이와같이, 고진공(high vacuum)을 유지하기 위한 장비의 오링(o-ring)의 씰링(sealing) 방법을 적용하게 된다.

[실시예]

오링의 상단면에 웨이브를 형성하고 하단면의 측면 모서리가 형으로 라운딩처리되어 매끄럽게 형성된 반 사각형의 구조로 형성한 후 고진공시, 플레이트의 가압에 의해 오링의 하단면의 접촉면적이 양호하게 되어 오링과 플레이트 사이에 반발 탄성력을 발생시키고 웨이브를 통해 씰링 형태를 유지시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 오링의 상단면에 형성된 웨이브와 하단면에 형성된 반 사각형 구조를 플레이트에 의해 가압시킴으로서 완벽한 씰링 형태를 유지하여 진공을 극대화시키게 된다.

도 1 은 종래에 있어서의 직각인 홈에 원형인 오링 형태를 나타낸 도면.

도 2 는 종래에 있어서의 삼각형인 홈에 원형인 오링 형태를 나타낸 도면.

도 3 은 본 발명에 있어서의 오링 씰링하는 방법을 나타낸 도면.

도 4 는 본 발명에 있어서의 반도체 장비의 씰링부분을 나타낸 도면.

Claims (3)

1. 오링의 상단면에 웨이브를 주고 하단면을 반 사각형 형태의 구조로 이루어진 씰링에 있어서,

   반도체장비의 콘솔이 펌핑 라인을 통하여 진공이 걸리게 되면, 진공의 힘에 의해 상판플레이트는 오링의 삽입된 부분으로 더욱 더 밀착하여, 콘솔이 강한 진공상태를 유지하게 됨을 특징으로 하는 오링 씰링 방법
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