KR101147998B1 - 고효율 서셉터 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고효율 서셉터 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열선 및 열전달물질을 포함하는 중간성형체를 미리 성형한 후, 이를 주형에 넣어 중간성형체의 외표면에 서셉터 바디가 주조공법에 의하여 성형 제작되도록 한 고효율 서셉터 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 성형용 박판케이스내에 열선 및 열전달물질을 내재시킨 별도의 중간성형체를 미리 구비한 다음, 중간성형체를 주형내에 배치하여 중간성형체의 외표면에 실질적인 서셉터 바디를 주조하는 방식을 채택함으로써, 기존의 용접 제작 방식에 비하여 제작 시간을 단축시킬 수 있고, 제작 작업성을 향상시켜 대량생산을 도모할 수 있으며, 보다 견고한 구조로 제작되어 열선과 서셉터 바디의 열팽창 차이에 의한 균열 및 변형 등을 방지할 수 있도록 한 고효율 서셉터 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

고효율 서셉터 및 이의 제조 방법{High efficiency susceptor and method for manufacturing the same}
본 발명은 고효율 서셉터 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열선 및 열전달물질을 포함하는 중간성형체를 미리 성형한 후, 이를 주형에 넣어 중간성형체의 외표면에 서셉터 바디가 주조공법에 의하여 성형 제작되도록 한 고효율 서셉터 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 공정장비의 공정챔버내에는 전원을 공급받는 상부전극(Cathode)과, 상부 전극과 쌍을 이루면서 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 전기장을 형성하는 동시에 전위차를 발생시키는 하부전극(Susceptor)이 설치되어 있다.
또한, 상기 하부전극으로서의 서셉터는 즉, 디스플레이, 태양광 및 반도체 제조장비에 사용되는 서셉터는 웨이퍼나 유리 등과 같은 기판 등을 공정에 적합한 온도까지 가열하는 히터(Heater) 기능까지도 겸하고 있으며, 디스플레이나 태양광용 플라즈마 공정장비에 사용되는 유리기판이 대형화되는 추세에 따라 그 크기나 무게도 대형화되어 가고 있다.
종래의 서셉터는 다음과 같이 제작 구성된다.
먼저, 알루미늄 또는 스테인레스의 서셉터바디의 저면부에 히터봉이 내장되도록 매입홈을 형성시킨 후, 이 매입홈을 통해 서셉터 바디내에 히터봉을 매설하고, 알루미늄 소재의 밀봉커버를 히터봉 측의 매입홈에 장착하면서 히터봉을 고정시킨다.
이어서, 서셉터바디의 매입홈과 밀봉커버의 접촉부위를 따라 개별적으로 라인용접(line welding)을 하여서 히터봉을 밀봉시킨다.
그러나, 종래의 서셉터는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 히터봉을 내장시키기 위해 서셉터바디에 복잡한 배열의 매입홈을 일일이 형성시켜야 하므로, 그 가공이 매우 어렵고, 작업시간이 많이 소요되었다.
둘째, 밀봉커버가 서셉터 바디에 라인용접되는 과정은 진공상태에서 이루어져 작업이 어렵고, 추후 열변형에 의한 크랙 등 품질문제가 자주 발생하였다.
셋째, 히터봉의 열전달 매체인 서셉터바디는 알루미늄 또는 스테인레스로 이루어지며, 이러한 서셉터바디는 열용량이 크고 열전달 효율이 낮아서 서셉터바디를 일정한 온도까지 가열하는데 비교적 많은 시간이 소요되며 사용전력량이 증대하여 전력 소비가 높다.
넷째, 서셉터는 히터의 집중에 의한 열발생으로 전달이 되므로 히팅플레이트(Heating Plate) 전면에 열전달시 열변형 발생이 쉽다.
이러한 종래의 문제점을 해결하고자, 본원 출원인은 "탄소나노튜브를 이용한 고효율 서셉터 및 그 제조 방법" 을 출원하여 등록받은 바 있다(등록번호 10-0975637(2010,08,06)).
기 등록된 서셉터의 구성을 첨부한 도 3 및 4를 참조로 간략하게 살펴보면, 상부면에 기판이 탑재되고 탑재된 기판을 가열 및 지지하며, 테두리 부분을 제외한 내부 전체에 하나로 연결된 일체형공간(11)이 형성되어 있고, 그 일체형공간(11)이 일부 개방되어 있으며, 일체형공간(11)의 둘레에 결합단 턱(12)이 형성되어 있는 서셉터바디(10); 서셉터바디(10)의 일체형공간(11)에 내장되는 절곡된 형태의 열선(20); 열선(20)이 내장된 서셉터바디(10)의 일체형공간(11)에 충전되고 열선(20)에서 발생된 열을 서셉터바디(10)에 전달하는 열전달물질(30)인 탄소나노튜브; 둘레의 플랜지부(41)가 서셉터바디(10)의 결합단턱(12)에 결합되어서 열선(20) 및 탄소나노튜브(30)를 일체형공간(11) 내부에 밀봉하는 밀봉커버(40)로 이루어지며; 서셉터바디(10)에는 서셉터바디(10)의 에지부분 처짐이 방지되도록 서셉터의 하부에 서셉터지지바(60)가 설치되고, 이 서셉터지지바(60)는 서셉터의 양측에 설치된 가이드(61)에 승하강 가능하게 결합된 것을 특징으로 한다.
그러나, 기 등록된 서셉터는 다음과 같은 단점이 있었다.
첫째, 기존의 서셉터바디는 열선 배열 및 탄소나노튜브 충진을 위하여 일면이 개방된 형태이고, 이 개방부를 밀봉커버로 용접하여 밀봉시킨 구조로서, 밀봉커버를 용접하는 공정과 용접부에 대한 마무리 가공 공정 등을 진행할 때 서셉터바디에 충격이 가해지면, 서셉터 바디가 쉽게 찌그러지는 등의 변형이 발생하는 단점이 있었다.
둘째, 서셉터바디의 개방부를 밀봉커버로 밀봉시키기 위하여 일일이 용접 작업을 하고, 연이어 용접부에 대한 마무리 가공 작업을 진행함에 따라, 서셉터의 제작 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 제작시간이 오래 걸리는 단점이 있으며, 이에 원하는 만큼의 대량생산이 어려운 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 성형용 박판케이스내에 열선 및 열전달물질을 내재시킨 별도의 중간성형체를 미리 구비한 다음, 중간성형체를 주형내에 배치하여 중간성형체의 외표면에 실질적인 서셉터 바디를 주조하는 방식을 채택함으로써, 기존의 용접 제작 방식에 비하여 제작 시간을 단축시킬 수 있고, 제작 작업성을 향상시켜 대량생산을 도모할 수 있으며, 보다 견고한 구조로 제작되어 열선과 서셉터 바디의 열팽창 차이에 의한 균열 및 변형 등을 방지할 수 있도록 한 고효율 서셉터 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예로서, 일면이 개방되고, 내부에 일정한 충진공간이 형성된 성형용 박판케이스와; 상기 성형용 박판케이스의 충진공간내에 절곡된 형태로 배열되는 열선과; 상기 열선이 배열된 성형용 박판케이스의 충진공간내에 충진되는 열전달 물질과; 성형용 박판케이스의 개방부에 안착되는 박판커버; 로 구성된 중간성형체를 구비하고, 상기 중간성형체를 주형내에 배치하여, 성형용 박판케이스 및 박판커버의 외표면에 균일한 두께의 서셉터 바디가 주조공법에 의하여 성형되도록 한 것을 특징으로 하는 고효율 서셉터를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 성형용 박판케이스 및 박판커버는 서셉터 바디와 동일한 열팽창 특성을 갖는 동시에 열전달 효과가 우수한 알루미늄 재질로 제작된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 열전달 물질은 서셉터 바디보다 열전달 효과가 빠른 탄소나노튜브로 채택되고, 이 탄소나노튜브는 분말 형태로 충진되는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예로서, 일면이 개방된 성형용 박판케이스의 충진공간내에 열선을 배열하는 과정과, 열선이 배열된 성형용 박판케이스의 충진공간내에 열전달 물질을 충진하는 과정과, 성형용 박판케이스의 개방부에 박판커버를 안착시켜 충진공간을 밀폐시키는 과정을 포함하는 중간성형체 제작 단계와; 상기 중간성형체를 주형내의 캐비티내에 배치한 후, 주형내에 주물용탕을 부어주는 단계; 를 차례로 진행함으로써, 성형용 박판케이스 및 박판커버의 외표면에 주물용탕에 의한 균일한 두께의 서셉터 바디가 일체로 성형되도록 한 것을 특징으로 하는 고효율 서셉터 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예의 중간성형체 제작 단계에서, 성형용 박판케이스 및 박판커버는 알루미늄 재질로 제작되고, 상기 서셉터 바디를 위한 주물용탕도 알루미늄 재질로 채택되어, 성형용 박판케이스 및 박판커버와 서셉터 바디가 서로 동일한 열팽창 특성을 갖도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예의 중간성형체 제작 단계에서, 성형용 박판케이스내에 충진되는 열전달 물질은 서셉터 바디보다 열전달 효과가 빠른 탄소나노튜브가 분말 형태로 충진된 것임을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 성형용 박판케이스내에 열선 및 열전달물질을 내재시킨 별도의 중간성형체를 미리 구비한 다음, 중간성형체의 외표면에 실질적인 서셉터 바디를 주조공법에 의하여 일체로 성형 제작함으로써, 기존의 서셉터 바디를 용접 방식에 의하여 제작하던 것에 비하여 제작 시간을 단축시킬 수 있고, 제작 작업성을 향상시켜 대량생산을 도모할 수 있다.
특히, 미리 구비되는 중간성형체내에 충진되는 열전달 물질을 서셉터 바디보다 열전달이 빠른 탄소나노튜브를 사용하여, 서셉터 바디 표면에서의 온도분포를 보다 균일하게 만들 수 있을 뿐만 아니라, 탄소나노튜브를 분말 형태로 충진하여 열선의 열팽창에 따른 열응력을 흡수할 수 있고, 열선과 서셉터 바디의 열팽창 차이에 의한 균열 및 변형 등도 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 서셉터 바디가 주조공법에 의하여 형성됨에 따라, 기존과 같은 용접부위가 없어지므로 보다 견고하면서도 고른 표면을 갖는 구조로 제작되어, 외부 충격과 열응력에 의한 균열 및 변형을 방지할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 고효율 서셉터 및 그 제조 방법을 순서대로 나타낸 사시도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 고효율 서셉터 및 그 제조 방법을 순서대로 설명하는 단면도,
도 3 및 도 4는 종래의 서셉터를 나타내는 단면도,
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
기존의 서셉터를 그 내부에 열선 및 열전달물질을 충진한 후, 밀봉커버를 서셉터 바디에 용접하는 방식으로 제작하는 것과 달리, 본 발명은 성형용 박판케이스내에 열선 및 열전달물질을 내재시킨 별도의 중간성형체를 미리 구비한 다음, 중간성형체를 주형내에 배치하여 중간성형체의 외표면에 실질적인 서셉터 바디가 주조공법에 의하여 일체로 성형 제작되도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 서셉터(100) 제작을 위하여 중간성형체(40)를 구비하는 단계가 선행된다.
즉, 일면이 개방된 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 열선(20)을 배열하는 과정과, 열선(20)이 배열된 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 열전달 물질(30)을 충진하는 과정과, 성형용 박판케이스(42)의 개방부에 박판커버(46)를 안착시켜 충진공간(44)을 밀폐시키는 과정을 통하여 중간성형체(40)를 제작하는 과정이 선행되어야 한다.
상기 성형용 박판케이스(42)는 일면이 개방된 직육면체 형상으로서, 그 내부에는 열선(20)이 배열되는 동시에 열전달 물질(30)이 충진되는 일정한 크기의 충진공간(44)이 형성된다.
이렇게 구비된 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 지그재그 형태로 굴곡된 열선(20)을 배열하고, 열선(20)이 배열된 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 열전달 물질(30)을 충진시키게 된다.
바람직하게는, 상기 열선(20)이 열전달 물질(30)의 두께방향의 중간 부분에 놓여서, 열전달 물질(30)에 의하여 감싸여지도록 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 열전달 물질(30)을 절반정도 먼저 충진한 후, 그 위에 열선(20)을 배열하고, 다시 열선(20) 위에 나머지 절반을 충진시키도록 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 열전달 물질(30)로서 알루미늄 재질로 만들어지는 성형용 박판케이스(42) 및 서셉터 바디(10)에 비하여 열전달 효과가 보다 우수한 탄소나노튜브가 사용되고, 특히 열전달 물질(30)로 채택된 탄소나노튜브는 분말 형태로 충진되도록 한다.
다음으로, 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 열선(20) 및 열전달 물질(30)이 내재된 상태에서, 성형용 박판케이스(42)의 일면이 계속 개방된 상태이므로, 성형용 박판케이스(42)의 개방부에 박판커버(46)를 안착시켜 밀봉시킴으로써, 본 발명의 중간성형체(40)가 구비 완료된다.
한편, 상기 중간성형체(40)의 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)는 하기와 같은 주조공법에 의하여 형성되는 서셉터 바디(10)와 동일한 열팽창 특성을 갖는 동시에 열전달 효과가 우수한 알루미늄 재질로 제작된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이어서, 별도로 구비된 주형(50)의 캐비티(52)내에 중간성형체(40)를 일종의 인서트와 같이 배치함으로써, 중간성형체(40)의 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)의 외표면과 주형(50)의 캐비티(52) 내표면 사이에 서셉터 바디(10)를 성형하기 위한 주조공간이 형성되도록 한다.
최종적으로, 주형(50)의 캐비티(52)내에 주물 용탕을 부어준 후, 냉각과정을 거쳐 주형을 탈형시킴으로써, 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)의 외표면에 균일한 두께의 서셉터 바디(10)가 일체로 성형된 본 발명의 서셉터(100)가 완성된다.
한편, 상기 중간성형체(40) 제작 단계에서, 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)가 알루미늄 재질로 제작되고, 또한 주조 단계에서 서셉터 바디(10)를 위한 주물용탕도 알루미늄 재질로 채택되어, 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)와 서셉터 바디(10)가 서로 동일한 열팽창 특성을 갖게 된다.
여기서, 본 발명에 따른 고효율 서셉터의 작동 흐름 및 그에 따른 특징적 효과를 살펴보면 다음과 같다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 서셉터(100)는: 알루미늄 박판으로 된 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 열선(20) 및 열전달 물질(30)인 탄소나노튜브가 분말 상태로 내재되어 박판커버(46)에 의하여 밀봉된 중간성형체(40)와; 중간성형체(40)의 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)의 표면에 주조공법에 의하여 일정한 두께로 형성된 서셉터 바디(10)로 구성된다.
따라서, 기존의 서셉터 바디를 용접 방식에 의하여 제작하던 것에 비하여 본 발명은 서셉터 바디를 주조공법을 이용하여 제작함에 따라, 그 제작 시간을 크게 단축시킬 수 있고, 제작 작업성을 향상시켜 대량생산을 도모할 수 있다.
이때, 상기 열선(20)에 전원이 공급되어 열선(20)이 가열되면, 가열됨에 따른 열이 열전달 물질(30)인 탄소나노튜브로 전달되는 바, 탄소나노튜브가 분말 상태이기 때문에 열선(20)의 열팽창계수에 따른 열응력을 흡수할 수 있어, 열선(20)과 서셉터 바디(10)의 열팽창계수 차이에 의하여 서셉터 바디 등에 균열 및 변형 등이 생기는 현상을 용이하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 중간성형체(40)의 열전달 물질(30) 즉, 탄소나노튜브는 알루미늄 재질인 성형용 박판케이스(42) 및 서셉터 바디(10)에 비하여 열전달이 빠른 물질이기 때문에 열선(20)에서 발생된 열을 신속하게 서셉터 바디(10)로 전달할 수 있고, 그에 따라 서셉터 바디(10)의 표면에 대한 온도분포를 보다 균일하게 만들어 줄 수 있다.
한편, 주형(50)의 내주면에는 산화크롬(Cr2O3) 96～98% 및 이산화티타늄(TiO2) 2～4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr2O3) 분말, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 이산화티타늄(TiO2) 분말, 산화이트륨(Y2O3) 분말, 지르코니아(ZrO2) 분말, 크롬니켈(Cr3C2 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중, 어느 한 종류의 분말이 10～44㎛의 분말입도를 갖도록 구비되며, 상기의 분말입도를 갖는 분말이 주형(50)의 내주면에 용사되어 이루어진 코팅층이 구비된다.
이러한 코팅층은 주형(50)의 내주면에 50～600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900～1000HV를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이 코팅층은, 상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 주형(50)의 내주면에 제트분사하여서 이루어지며, 가열된 주형(50)의 변형이 방지되도록 주형(50)이 냉각장치로 냉각되어서 150～200℃의 온도를 유지하도록 된다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 코팅층이 주형(50)의 내주면 둘레에 확실하게 피복되도록 하며, 주형(50)에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 주형(50)의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96～98%에 이산화티타늄(TiO2) 2～4%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96～98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 주형(50)의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2～4%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 주형(50)의 내주면 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 주형(50)가 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2～4%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
산화알루미늄(Al2O3)은, 주형(50)의 내주면 둘레에 코팅층으로 형성될 경우, 그 피막이 고르고 빈틈이 없어 주형(50)의 내주면 둘레를 확실하게 보호한다. 이러한 산화알루미늄(Al2O3)의 녹는점은 2050℃로 매우 높아서 고온에서 주형(50)을 보호하며, 산화방지에 큰 효과가 있다. 따라서 주형(50)에 코팅된 산화알루미늄(Al2O3)은, 해수나 공기가 주형(50)의 둘레에 접촉되는 것을 차단하여서 주형(50)이 산화되지 않도록 방지한다.
산화이트륨(Y2O3)은, 내열성이나 내고온 산화성, 내식성이 우수하며 플라즈마 에칭 분위기 속에 있더라도 내플라즈마 부식성을 발휘하는 점에서 용사 코팅에 적합하다.
지르코니아(ZrO2)는, 높은 용융온도(약 2,700℃)를 갖는 내열성 재료로서 이외에도 낮은 열전도도, 산성에서 알카리성 영역까지의 넓은 내화학안정성을 가지며 낮은 열팽창성, 고강도 및 고경도(7.0이상의 모오스 경도)의 내마찰성 등 우수한 재료적 특성을 가지고 있다.
크롬니켈(Cr3C2 25 NiCr) 분말은, 크롬 카바이드(chromium carbide) 75%, 니켈(nickel) 20%, 크롬(chromium) 5%가 혼합되어서 이루어진다.
이러한 재료들 중 선택된 하나의 종류로 이루어진 코팅층은, 주형(50)의 둘레에 50～600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900～1000HV를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이러한 코팅층은, 상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 주형(50)의 둘레에 제트분사하여서 이루어진다.
코팅층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 코팅층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 코팅층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
주형(50)에 코팅층이 코팅되는 동안 주형(50)의 온도는 상승되는데, 가열된 주형(50)의 변형이 방지되도록 주형(50)이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150～200℃의 온도를 유지하도록 된다.
주형(50)의 둘레에 코팅층을 형성시키기 위한 용사법은 금속, 세라믹스 및 이들의 혼합물을 고온의 가스 불꽃(gas-flame) 또는 플라즈마(plasma) 내에 투입하여 용융 또는 반용융 상태로 고속으로 분사시켜서 모재의 표면에 피막을 형성시켜 나가는 표면 처리 기술이다.
이러한 본 발명은 주형(50)의 내주면 둘레에 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 주형(50)이 산화되는 것이 방지되고, 주형(50)의 산화 방지에 의해 제품의 정밀도가 향상된다.
10 : 서셉터 바디
20 : 열선
30 : 열전달 물질
40 : 중간성형체
42 : 성형용 박판케이스
44 : 충진공간
46 : 박판커버
50 : 주형
52 : 캐비티

Claims (6)

  1. 일면이 개방되고, 내부에 일정한 충진공간(44)이 형성된 성형용 박판케이스(42)와;
    상기 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 절곡된 형태로 배열되는 열선(20)과;
    상기 열선(20)이 배열된 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 충진되는 열전달 물질(30)과;
    성형용 박판케이스(42)의 개방부에 안착되는 박판커버(46);
    로 구성된 중간성형체(40)를 구비하고,
    상기 중간성형체(40)를 주형(50)내에 배치하여, 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)의 외표면에 서셉터 바디(10)가 주조공법에 의하여 성형되도록 한 것을 특징으로 하는 고효율 서셉터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)는 서셉터 바디(10)와 동일한 열팽창 특성을 갖는 동시에 열전달 효과가 우수한 알루미늄 재질로 제작된 것임을 특징으로 하는 고효율 서셉터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전달 물질(30)은 서셉터 바디보다 열전달 효과가 빠른 탄소나노튜브로 채택되고, 이 탄소나노튜브는 분말 형태로 충진되는 것을 특징으로 하는 고효율 서셉터.
  4. 일면이 개방된 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 열선(20)을 배열하는 과정과;
    열선(20)이 배열된 성형용 박판케이스(42)의 충진공간(44)내에 열전달 물질(30)을 충진하는 과정과;
    성형용 박판케이스(42)의 개방부에 박판커버(46)를 안착시켜 충진공간(44)을 밀폐시키는 과정을 포함하는 중간성형체(40) 제작 단계와;
    상기 중간성형체(40)를 주형(50)내의 캐비티(52)내에 배치한 후, 주형(50)내에 주물용탕을 부어주는 단계;
    를 차례로 진행함으로써,
    성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)의 외표면에 주물용탕에 의하여 서셉터 바디(10)가 일체로 성형되도록 한 것을 특징으로 하는 고효율 서셉터 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 중간성형체(40) 제작 단계에서, 성형용 박판케이스(42) 및 박판커버(46)는 알루미늄 재질로 제작되고, 상기 서셉터 바디(10)를 위한 주물용탕도 알루미늄 재질로 채택되어, 성형용 박판케이스(42)박판커버(46)와 서셉터 바디(10)가 서로 동일한 열팽창 특성을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 고효율 서셉터 제조 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 중간성형체(40) 제작 단계에서, 성형용 박판케이스(42)내에 충진되는 열전달 물질(30)은 서셉터 바디(10)보다 열전달 효과가 빠른 탄소나노튜브가 분말 형태로 충진된 것임을 특징으로 하는 고효율 서셉터 제조 방법.
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