KR100730376B1 - 히팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히팅플레이트의 변형을 방지한 구조를 가지는 히팅 장치에 관한 것으로서, 상면에 놓여지는 피가공물을 가열하는 히팅플레이트와, 그 히팅플레이트의 저면 중앙부를 지지하는 수직포스트로 이루어지는 히팅 장치에 있어서, 상기 히팅플레이트는 판 형상으로 이루어지는 몸체의 하면에 안착홈을 형성하고 히터모듈을 삽입하여 고정하되 상기 히터모듈의 단면적은 상기 안착홈의 단면적에 비해 작게 형성하여 완충부를 형성하고, 상기 히터모듈이 삽입된 안착홈을 마감부재로 밀폐시킨 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 히팅 장치는 히팅플레이트를 제조시 그 하면에 직사각 형상인 안착홈을 형성하고 히터모듈을 삽입고정하되 여분의 완충부가 형성되도록 하여 히터모듈이 가열되어 팽창되더라도 히팅플레이트에 영향을 주지 않게 되어 히팅플레이트의 변형을 방지하고, 그 히팅플레이트의 상부에 놓여지는 피가공물을 가공시에 발생되는 불량율을 줄이는 효과가 있다.
히터, 완충부, 보강리브

Description

히팅 장치 { Heating apparatus }
도 1은 종래 일반적인 히팅 장치의 단면을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 히팅 장치의 단면을 확대 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 히팅 장치를 상부 일측에서 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 히팅 장치를 하부 일측에서 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 히팅 장치의 저면을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 히팅 장치의 설치예를 도시한 단면도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
10: 히팅 장치 20: 히팅플레이트
21: 몸체 21a: 안착홈
21b: 완충부 22: 히터모듈
22a: 히트파이프 30: 지지부재
40: 수직포스트 100: 피가공물
본 발명은 히팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히팅플레이트의 변형을 방지함은 물론 그 상부에 놓여지는 피가공물의 불량율을 줄여줄 수 있는 구조를 가지는 히팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 히팅 장치는 열을 발생하여 전달시켜주는 것으로 다양한 용도로 사용이 가능하며, 그 일예로 반도체 웨이퍼를 제조하거나 또는 LCD 모듈을 제조시에는 진공(Vacuum)상태의 챔버(chamber)내에 설치되어 반도체 웨이퍼나 LCD 모듈에 일정한 열을 전하는데 사용된다.
이와 같은 종래 히팅 장치의 일예가 도 1에 도시되어 있는데, 이를 참고하면, 수직포스트(1)의 상부에 균일한 두께를 가지며 그 상부에 피가공물(100)이 놓여지는 판상의 히팅플레이트(2)가 고정설치 된다.
특히, 상기 히팅플레이트(2)는 알루미늄 재질의 몸체(2a) 사이에 스테인레스 스틸 재질의 히트파이프(2b)이 일정간격을 유지하며 배치된 구조를 채택하고 있으다.
여기서 상기 히트파이프(2b)는 단면이 원형의 구조이며, 상기 히팅플레이트(2)의 몸체(2a)에 일정한 깊이의 안착홈(2c)을 라운드를 형성하도록 가공하고 단면이 원형인 히트파이프(2b)를 삽입한 후 상기 몸체(2c)와 동일한 재질의 마감부재(2d)를 안착홈(2c)에 끼워 밀착시킨 용접을 하여 마감처리하여 후 고정 시켜 줌으로서 히팅 장치가 완성된다.
이와 같은 종래의 히팅 장치는 예를 들어 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 한 종류 이상의 화합물 가스를 반응 챔버내로 투입하여 고온으로 가열된 반도체 웨이퍼와 기상으로 화학반응을 일으키면서 반도체 웨이퍼상에 박막을 형성시키는 공정을 수행하는 경우 통상적으로 LCD를 가공시에는 약 380℃ 내외로 가열시켜 주게 된다.
그런데, 이와 같은 히팅(heating) 과정을 수행하게 되는 경우, 히팅플레이트(2)는 그 중앙 하부가 수직포스트(1)의 상단에 고정되어 있어, 히팅플레이트(2)의 가장자리 부분은 허공에 떠있는 형상을 이루게 된다. 따라서, 고온으로 히팅플레이트(2)가 가열되는 경우 그 전달열에 그 히팅플레이트(2)의 가장자리 부분에 일정높이(t1)의 처짐이 발생하게 되어, 장기간 사용하는 경우에는 중앙부분이 상부로 돌출되는 돔형상으로 휘게 되어 그 상면에 놓여져 가공되는 피가공물(100)의 불량을 초래하게 되는 문제점을 가지고 있다.
아울러, 히트파이프(2b)가 고온으로 가열시에 히팅플레이트(2)의 몸체(2a)와 히트파이프(2b)의 재질 차이로 인한 연신율(延伸率)이 달라 히트파이프(2c)의 원형단면이 팽창(膨脹)되고 그에 따라 몸체(2a)에 압력을 가하게 되어 전체적으로 히팅플레이트(2)의 변형을 일으키는 원인이 되고 있다.
따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 장시간 사용하더라도 히팅플레이트의 변형을 방지할 수 있는 구조를 가지는 히팅 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 히팅플레이트 상면에 놓여지는 피가공물을 가공시 불량율을 최소화 할 수 있는 구조를 가지는 히팅 장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 본 발명은 히팅 장치에 관한 것으로; 상면에 놓여지는 피가공물을 가열하는 히팅플레이트와, 그 히팅플레이트의 저면 중앙부를 지지하는 수직포스트로 이루어지는 히팅 장치에 있어서, 상기 히팅플레이트는 판 형상으로 이루어지는 몸체의 하면에 안착홈을 형성하고 히터모듈을 삽입하여 고정하되 상기 히터모듈의 단면적은 상기 안착홈의 단면적에 비해 작게 형성하여 완충부를 형성하고, 상기 히터모듈이 삽입된 안착홈을 마감부재로 밀폐시킨 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 히팅 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 히팅 장치의 단면을 확대 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 히팅 장치를 상부 일측에서 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 히팅 장치를 하부 일측에서 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 히팅 장치의 저면을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 히팅 장치의 설치예를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 5에 의하면, 본 발명에 따른 히팅 장치(10)는 히터모듈(22)이 일정간격을 유지하며 배치된 구조를 가지며 그 상부에는 피가공물(100)이 놓여지는 히팅플레이트(20)와, 그 히팅플레이트(20)의 저면을 지지하는 지지부재(30)와, 그 지지부재(30)의 중앙하부에 상단부가 고정되며 내부에 중공부가 형성되는 수직포스트(40)로 이루어진다.
이때, 상기 히팅플레이트(20)는 그 몸체(21)의 상면에 고르게 열이 전달될 수 있도록 하기 위해 상기 히터모듈(22)을 일정간격을 유지하며 고르게 배치된 구조를 채택하고 있으며, 중앙부분과 가장자리부분의 두께가 균일한 상태를 유지시켜 주게 된다.
좀더 구체적 설명하면, 상기 히팅플레이트(20)는 그 몸체(21)가 알루미늄 재질로 이루어지며 판 형상으로서 그 하면에는 단면이 직사각 형상인 안착홈(21a)을 형성하게 된다.
이와 같은 몸체(21)의 안착홈(21a)에는 히터모듈(22)이 삽입되어 고정되는데, 상기 히터모듈(22)은 스테인리스 스틸(STAINLESS STEEL; SUS)로 이루어지며 그 단면이 원형인 히트파이프(22a)의 외측부를 감싸도록 알루미늄 재질의 커버체(22b,22b')가 부착되어서 이루어진다.
이와 같은 히터모듈(22)의 단면적은 상기 안착홈(21a)의 단면적에 비해 상대적으로 작게 형성하여, 상기 안착홈(21a)에 상기 히터모듈(22)을 안착시 안착홈(21a)의 좌우측에 일정한 완충부(21b)가 형성된다.
이때, 상기 완충부(21b)는 에어(air)층으로도 형성이 가능하고, 또는 공지(公知)의 충진재(미도시됨)를 구비하여서 형성할 수 있다.
이와 같은 구조를 채택함에 따라 히터모듈(22)이 가열되어 그 단면이 팽창하는 경우 완충부(21b)의 공간내에서 팽창되도록 하여 히터모듈(22)이 가열되어 부피팽창되더라도 히팅플레이트(20)의 몸체(21)에 직접적으로 물리적인 힘이 전달되지 않아 히팅플레이트(20)가 휘어지는 등의 변형을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 히터모듈(22)을 몸체(21)의 안착홈(21a)에 안착시키고 상기 몸체(21)와 동일한 알루미늄 재질의 마감부재(24)를 안착홈(21a)에 끼워 밀착시킨 용접을 하여 마감처리하여 고정시켜 주게 된다.
한편, 상기 히팅플레이트(20)의 하부에는 2차적으로 상기 히팅플레이트(20)가 휘어지는 것을 방지하기 위해 히팅플레이트(20)의 하면(下面) 전체를 받쳐주도록 상부는 판형상으로 이루어지며 중앙부에는 중앙관통홀(32)이 형성되어 수직포스트(40)의 상단부가 끼움결합되는 지지부재(30)가 구비된다.
이때, 상기 중앙관통홀(32)에는 수직포스트(40)를 끼운상태에서 용접을 하여 일체로 고정시켜주게 된다. 물론 상기 중앙관통홀(32)에는 암나사산(미도시됨)을 형성하고, 수직포스트(40)의 상단부 외주면에는 수나사산(미도시됨)을 형성하여 나사결합시켜 고정함도 바람직하다.
여기서, 상기 지지부재(30)는 중앙부 특히 중앙관통홀(32)을 중심으로 외측 가장자리 방향으로 다수의 보강리브(34)가 방사상으로 배치된 구조를 이루게 된다. 그리고, 중앙부는 가장자리에 비해 상대적으로 두껍게 형성하여 가장자리 쪽으로 상향하도록 경사진 형상으로 이루어지게 된다.
따라서, 히트파이프(22a)가 가열됨에 따라 히팅플레이트(20)의 몸체(21) 가장자리의 처짐이 발생하더라도 그 하부에서 지지하는 지지부재(30)가 지탱해 주게 되어 히팅플레이트(20)가 평평한 상태를 유지할 수 있게 된다.
이때, 상기 히팅플레이트(20)가 직사각형태의 것인 경우에는 상기 지지부재(30) 역시 동일하게 직사각형태로 이루어지며, 상기 히팅플레이트(20)가 원형태의 것인 경우에는 상기 지지부재(30) 역시 동일하게 원형태로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 상기 지지부재(30)는 다양한 재질을 이용함이 가능하나, 상기 히팅플레이트(20)의 몸체(21)와 동일하게 알루미늄 재질로 구성함이 바람직하다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참고로 본 발명에 따른 히팅 장치의 사용예를 설명한다.
예를 들어 LCD제조공정을 수행하기 위해 챔버(200)의 일측면에 구비된 배출공(210)을 통해 외부에 구비된 펌프(P)를 구동시켜 챔버(200) 내부의 공기를 빼내 진공상태로 유지시킨 상태에서, 외부의 전원을 투입하여 히트파이프(22a)를 가열시키면 그 열은 히팅플레이트(20)의 상면에 전달되어 LCD와 같은 피가공물(100)를 가열시켜 주게 된다. 이때, 약 380℃를 유지하며 가열시켜 주면서 반응가스용기(220)의 반응가스가 가스유입구(230)를 통해 챔버(200) 내부로 투입되면서 진공증착하여 박막을 코팅시키게 된다.
이때, 상기 히터모듈(22)의 히트파이프(22a)가 가열되더라도 완충부(21b)에서 팽창되어 히팅플레이트(20)의 몸체(21)에 물리적인 압력이 가해지지 않게 되어 히팅플레이트(20)의 몸체(21)가 휘어지는 등의 변형을 방지할 수 있게 된다.
아울러, 히터모듈(22)의 열을 전달받는 히팅플레이트(20) 자체의 처짐 현상으로 인한 변형은 그 하부에 구비되어 지지하는 지지부재(30)가 견고히 지지해 주게 되어 히팅플레이트(20)의 변형을 2차적으로 방지해 주게 된다.
이때, 지지부재(30)는 중앙부가 두껍고 가장자리가 얇아 가장자리의 자중(自重)이 적고 그 가장자리부분의 상부에 위치하는 히팅플레이트(20)의 하중은 지지부재(30)의 보강리브(34)에 의해 중앙부 쪽으로 치우치게 되어 히팅플레이트(20)의 처짐 또는 휘어짐 등을 방지할 수 있게 된다.
여기서, 상기 예는 LCD제조공정에 적용된 것만을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 반도체 웨이퍼 증착공정이나 다양한 장치의 제조공정에 적용하여 사용이 가능하다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 히팅 장치는 히팅플레이트(20)를 제조시 그 몸체(21)의 하면에 직사각 형상인 안착홈(21a)을 형성하고 히터모듈(22)을 삽입고정하되 여분의 완충부(21b)가 형성되도록 하여 히터모듈(22)이 가열되어 팽창되더라도 히팅플레이트(20)에 영향을 주지 않게 되어 히팅플레이트(20)의 변형을 방지하고, 그 히팅플레이트(20)의 상부에 놓여지는 피가공물(100)을 가공시에 발생되는 불량율을 줄이는 효과가 있다.
아울러, 그와 같은 히팅플레이트(20)의 하부에 지지부재(30)가 구비되어 히팅플레이트(20)가 가열됨으로 인해 가장자리부분의 처짐과 같은 변형을 2차적으로 방지되어 되어 그 상부에 놓여져 가공되는 제품의 불량율을 줄이는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 상면에 놓여지는 피가공물을 가열하는 히팅플레이트(20)와, 그 히팅플레이트(20)의 저면 중앙부를 지지하는 수직포스트(40)로 이루어지는 히팅 장치에 있어서;
    상기 히팅플레이트(20)는;
    판 형상으로 이루어지는 몸체(21)의 하면에 안착홈(21a)을 형성하고 히터모듈(22)을 삽입하여 고정하되 상기 히터모듈(22)의 단면적은 상기 안착홈(21a)의 단면적에 비해 작게 형성하여 상기 히터모듈(22)을 삽입시 완충부(21b)를 형성하고, 상기 히터모듈(22)이 삽입된 안착홈(21a)을 마감부재(24)로 밀폐시킨 것을 특징으로 하는 히팅장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 히터모듈(22)은 스테인리스 스틸(STAINLESS STEEL; SUS)로 이루어지며 그 단면이 원형인 히트파이프(22a)와, 상기 히트파이프(22a)의 외측에 구비되는 알루미늄 재질의 커버체(22b,22b')로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히팅 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 완충부(21b)는 에어(air) 또는 충진재 중에 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 히팅장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 히팅플레이트(20)의 하부를 받쳐주며 상기 수직포스트(40)의 상단부에 그 하부가 고정되는 지지부재(30)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 히팅 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 지지부재(30)는 중앙부가 외측 가장자리 부분에 비해 상대적으로 두껍게 형성하여 가장자리 쪽으로 상향하도록 경사진 형상으로 이루어지며, 그 하부에는 다수의 보강리브(34)가 중앙부에서 가장자리쪽으로 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히팅 장치.
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