KR100729221B1 - 수평이동가능한 윈도우 모듈을 가지는 레이저 열처리 장치 - Google Patents

수평이동가능한 윈도우 모듈을 가지는 레이저 열처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수평이동가능한 윈도우 모듈을 가지는 레이저 열처리 챔버에 관한 것으로서, 윈도우에 오염이 어느정도 이루어지면 상기 윈도우의 한쪽을 들어 옆으로 끌어당겨서 오염되지 않은 나머지 부분이 레이저 조사창의 역할을 하도록 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 윈도우의 여백을 모두 활용할 수 있기 때문에 윈도우의 사용수명을 늘릴 수 있다.
레이저 열처리, 윈도우, 오염, 포지셔너, 클램프, 포지셔너

Description

수평이동가능한 윈도우 모듈을 가지는 레이저 열처리 장치{Laser annealing chamber having window module which can move in horizontal direction}
도 1은 본 발명에 따른 레이저 열처리 챔버의 윈도우 모듈을 설명하기 위한 도면;
도 2 내지 도 4는 도 1의 윈도우 포지션 스테이지(100)를 설명하기 위한 도면들;
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 윈도우 모듈의 이송과정을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>
10: 윈도우 20: 윈도우 틀
20a: 오링 30a, 30b, 30c, 30d: Y축변 클램프
40a, 40b: X축변 클램프 100: 윈도우 포지션 스테이지
110: 포지셔너 112: 수평 가이드 핀
112a: 측면 관통홀 112b: 수직장공
112c: 수평장공 113, 113': 측면 돌출부
114: 저면 돌출부 114a: 스프링 고정홀
114b: 스프링 고정홈 115: 이송대
116: 나사결합 116a, 118a: 나사홈
117: 스테이지 120: 포지셔너 지지대
122: 이송 다이얼 130: 스프링
200: 윈도우 모듈 설치공간 300: 챔버의 윗벽
310: 개방부
본 발명은 레이저 열처리 챔버에 관한 것으로서, 특히 수평이동가능한 윈도우 모듈을 가지는 레이저 열처리 챔버에 관한 것이다.
레이저 열처리는 투과율이 상당히 높은 쿼츠(quartz) 재질의 윈도우를 통하여 레이저를 챔버 안으로 조사함으로써 이루어진다. 상기 윈도우는 투과율이 상당히 높기 때문에 조그마한 오염에 의해서도 투과율이 많이 달라지게 되고, 이는 레이저 열처리 공정에 나쁜 영향을 미친다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 레이저가 조사되는 윈도우 부위를 옆으로 약간씩 이동하여 윈도우의 여백을 모두 활용할 수 있도록 함으로써 윈도우의 사용수명을 늘릴 수 있는 레이저 열처리 챔버를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 열처리 챔버는, 챔버 윗벽의 소정부위가 개방되고 상기 개방부에 윈도우 모듈이 설치되는 레이저 열처리 챔버로서, 상기 윈도우 모듈은, 상기 개방부를 덮도록 설치되는 투명한 윈도우와, 상기 윈도우와 결합되어 상기 윈도우를 둘러싸도록 설치되며 상기 개방부의 테두리에 올려 놓여지는 윈도우 틀과, 상기 윈도우 틀이 챔버에 붙도록 상기 윈도우 틀을 위에서 밑으로 누르는 클램프와, 일단은 상기 윈도우 틀에 고정되고 타단에는 양측이 돌출되어 이루어진 측면 돌출부가 형성되며 상기 측면 돌출부의 양쪽에는 측면 관통홀이 형성되는 포지셔너과, 일단은 상기 포지셔너의 측면 돌출부 사이에 삽입되며 상기 삽입부의 측면에는 상기 측면 돌출부의 양쪽에 형성되는 측면 관통홀과 측방향으로 연통되는 상하로 긴 수직장공이 형성되며 상기 삽입부의 밑부분에는 상기 포지셔너의 아래로 돌출하여 들어가는 저면 돌출부가 형성되며 타단은 스테이지에 전후진 가능하게 결합되는 포지셔너 지지대와, 상기 포지셔너 지지대의 수직장공과 상기 포지셔너의 관통홀에 끼워지는 수평 가이드 핀과, 상기 포지셔너 지지대의 저면 돌출부에 밑단이 결합되고 상기 포지셔너에 윗단이 결합되는 탄성체를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 윈도우는 직사각형 형태를 하는 것이 바람직하며, 이 때 상기 포지셔너는 상기 윈도우의 긴 변 쪽에 설치되는 것이 바람직하다. 여기서 직사각형 형태라는 것은 한쪽 폭이 다른 쪽 폭보다 더 커서 실질적으로 길쭉한 형태를 가지면 된다는 것을 의미한다. 즉, 길죽한 타원형태 등도 여기서 말하는 직사각형 형태에 포함된다.
상기 클램프는 상기 윈도우의 사방에 설치되는데, 이 때, 상기 윈도우의 긴 변 쪽에 설치되는 클램프는 상기 윈도우 틀에서 멀어지게 후진하여 상기 윈도우 틀에서부터 이격될 수 있도록 이격방향으로 길이가 긴 수평장공을 가지며, 상기 수평장공에는 상기 챔버의 윗벽에 결합되는 가이드핀이 수직하게 삽입되는 것이 바람직하다.
상기 윈도우의 짧은 변에 의한 폭이 상기 챔버의 개방부의 폭보다 더 큰 것이 바람직하다.
상기 포지셔너의 측면 돌출부에 형성되는 측면 관통홀은 양쪽에 각각 적어도 두 군데 설치되는 것이 바람직하다.
삭제
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 열처리 챔버의 윈도우 모듈을 설명하기 위한 도면이다. 우선 도 5a에 도시된 바와 같이 레이저 열처리 챔버의 윗벽(300)에는 소정부위가 밑으로 함몰되어 윈도우 모듈 설치공간(200)이 형성되어 있으며, 윈도우 모듈 설치공간(200)에는 개방부(310)가 형성된다.
도 1을 참조하면, 윈도우(10)는 투명한 쿼츠(quartz) 재질로 이루어지며 개방부(310)를 덮도록 설치된다. 윈도우 틀(20)은 윈도우(10)와 결합되어 윈도우(10)를 둘러싸도록 설치되며 개방부(310)의 테두리에 올려 놓여진다. 레이저 열처리는 통상 라인 빔 형태의 레이저를 사용하므로 윈도우(10)는 Y축방향으로 길이가 긴 형태를 한다. 윈도우(10)의 둘레에는 윈도우 틀(20)을 위에서 밑으로 누르는 Y축변 클램프(30a, 30b, 30c, 30d)와 X축변 클램프(40a, 40b)가 설치된다. Y축변 클램프(30a, 30b, 30c, 30d)에는 X축 방향으로 이송이 가능하도록 X축방향으로 긴 수평장공(112c)이 형성되어 수평장공(112c)에는 챔버의 윗벽(300)에 수직하게 결합되는 수직 가이드핀(미도시)이 삽입된다.
개방부(310)의 X축 방향의 폭은 W1이고 윈도우(10)의 X축 방향의 폭은 W1보다 큰 W2 이다. 따라서 개방부(310)에 위치하는 윈도우(10)에 오염물이 묻어서 더 이상 사용하기 곤란할 때에는 윈도우 포지션 스테이지(100)로 윈도우(10)의 한쪽을 들어올려 X축 방향으로 후진하여서 윈도우(10)의 다른 부분이 개방부(310) 상에 놓이도록 하면 된다. 그러기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 개방부(310)의 테두리에 여유 폭(W3)이 존재하여야 한다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 윈도우 포지션 스테이지(100)를 설명하기 위한 도면들로서, 도 2는 포지셔너(110)를 설명하기 위한 것이고, 도 3은 포지셔너 지지대(120)를 설명하기 위한 것이며, 도 4는 이들의 결합관계를 설명하기 위한 것이다. 도 4에서는 도면의 명확성을 부여하기 위하여 Y축변 클램프 중에 참조번호 30b의 도시를 생략하였다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 포지셔너(110)의 일단은 나사홈(116a)을 통하여 윈도우 틀(20)의 Y축변에 나사결합(116)되며, 타단에는 양측이 돌출되어 이루어진 측면 돌출부(113, 113')가 형성된다. 측면 돌출부(113, 113')의 양쪽에는 측면 관 통홀(112a)이 각각 형성된다. 포지셔너 지지대(120)의 일단은 포지셔너(110)의 측면 돌출부(113, 113') 사이에 삽입되며 상기 삽입부에는 측면 돌출부(113, 113')의 양쪽에 형성되는 측면 관통홀(112a)과 측방향으로 연통되는 상하로 긴 수직장공(112b)이 형성된다. 포지셔너(110)의 측면 돌출부(113, 113') 사이에 삽입되는 포지셔너 지지대(120)의 삽입부의 밑부분에는 포지셔너(110)의 아래로 돌출하여 들어가는 저면 돌출부(114)가 형성된다.
포지셔너 지지대(120)의 타단은 나사홈(118a)을 통하여 이송대(115)에 나사결합된다. 이송대(115)는 스테이지(117)에 전후진 가능하게 설치된다. 이송대(115)의 전후진은 이송 다이얼(122)을 회전시킴으로써 이루어진다. 포지셔너 지지대(120)의 수직장공(112b)과 포지셔너(110)의 측면 관통홀(112a)에는 수평 가이드 핀(112)이 끼워진다. 수평 가이드 핀(112)은 두 개 이상인 것이 바람직하다. 포지셔너 지지대(120)의 저면 돌출부(114)와 포지셔너(120) 사이에는 탄성체로서 스프링(130)이 수직하게 설치된다. 스프링(130)이 고정되도록 포지셔너 지지대(120)의 저면 돌출부(114)에는 스프링 고정홈(114b)을 형성하여 여기에 스프링(130)의 밑단을 삽입하고, 포지셔너(110)에는 스프링 고정홀(114a)을 설치하여 스프링(130)의 윗단을 고정한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 윈도우 모듈의 이송과정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 5a와 같은 상태에서 도 4와 같이 설치되어 있던 X축변 클램프(40a, 40b) 및 Y축변 클램프(30a, 30b, 30c, 30d)를 윈도우 틀(20)에서 이격시킨다. 그러면, 도 5b와 같이 스프링(130)의 탄성력에 의하여 포지셔너(110)는 스프링(130)이 있는 쪽이 위로 올라가게 되며, 이 때 포지셔너 지지대(120)는 움직이지 않으며, 단지 수평 가이드핀(112)이 수직장공(112a)을 따라 위로 가이딩되어 올라간다. 그러면 윈도우 틀(20)의 오른쪽 부분(A)이 위로 들어올려지고 이러한 상태에서 이송대(115)를 후진하여 윈도우(10)를 오른쪽으로 이송시킨다. 그 다음에는 X축변 클램프(40a, 40b) 및 Y축변 클램프(30a, 30b, 30c, 30d)를 다시 설치하여 윈도우 틀(20)을 누른다.
상기와 같이 윈도우 틀(20)의 한 쪽을 들어올려서 이동시키는 이유는 윈도우 틀(20)과 챔버의 윗벽(300) 사이에 밀폐를 위해서 오링(20a)이 설치되는데 이와 같이 들어올린 상태에서 이송하지 않으면 오링(20a)에 의해서 이송이 방해를 받거나 오링(20a)의 위치가 뒤틀릴 수 있기 때문이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 레이저가 조사되는 윈도우 부위를 옆으로 약간씩 이동하여 윈도우의 여백을 모두 활용할 수 있게 되므로 윈도우의 사용수명을 늘릴 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 챔버 윗벽의 소정부위가 개방되고 상기 개방부에 윈도우 모듈이 설치되는 레이저 열처리 챔버에 있어서,
    상기 윈도우 모듈은,
    상기 개방부를 덮도록 설치되는 투명한 윈도우와,
    상기 윈도우와 결합되어 상기 윈도우를 둘러싸도록 설치되며 상기 개방부의 테두리에 올려 놓여지는 윈도우 틀과,
    상기 윈도우 틀이 챔버에 붙도록 상기 윈도우 틀을 위에서 밑으로 누르는 클램프와,
    일단은 상기 윈도우 틀에 고정되고 타단에는 양측이 돌출되어 이루어진 측면 돌출부가 형성되며 상기 측면 돌출부의 양쪽에는 측면 관통홀이 형성되는 포지셔너과,
    일단은 상기 포지셔너의 측면 돌출부 사이에 삽입되며 상기 삽입부의 측면에는 상기 측면 돌출부의 양쪽에 형성되는 측면 관통홀과 측방향으로 연통되는 상하로 긴 수직장공이 형성되며 상기 삽입부의 밑부분에는 상기 포지셔너의 아래로 돌출하여 들어가는 저면 돌출부가 형성되며 타단은 스테이지에 전후진 가능하게 결합되는 포지셔너 지지대와,
    상기 포지셔너 지지대의 수직장공과 상기 포지셔너의 관통홀에 끼워지는 수평 가이드핀과,
    상기 포지셔너 지지대의 저면 돌출부에 밑단이 결합되고 상기 포지셔너에 윗단이 결합되는 탄성체를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 챔버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 윈도우는 직사각형 형태를 하며, 상기 포지셔너는 상기 윈도우의 긴 변 쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 클램프는 상기 윈도우의 사방에 설치되는데, 상기 윈도우의 긴 변 쪽에 설치되는 클램프는 상기 윈도우 틀에서 멀어지게 후진하여 상기 윈도우 틀에서부터 이격될 수 있도록 이격방향으로 길이가 긴 수평장공을 가지며, 상기 수평장공에는 상기 챔버의 윗벽에 결합되는 가이드핀이 수직하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 챔버.
  4. 제2항에 있어서, 상기 윈도우의 짧은 변에 의한 폭이 상기 챔버의 개방부의 폭보다 더 큰 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 챔버.
  5. 제1항에 있어서, 상기 포지셔너의 측면 돌출부에 형성되는 측면 관통홀은 양쪽에 각각 적어도 두 군데 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 챔버.
  6. 삭제
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