KR101184257B1 - 냉각수로 어셈블리 및 냉각수로 유닛 - Google Patents

Abstract

냉각액이 흐르도록 관통 홀이 형성되어 있고, 냉각수로 유닛 본체, 위의 본체의 일 측면에 형성된 제1 체결부, 및 위의 본체의 타 측면에 형성된 제2 체결부를 포함하는 냉각수로 유닛이 공개된다. 이 냉각수로 유닛과 동일한 형상을 갖는 제1 냉각수로 유닛 및 제2 냉각수로 유닛을 서로 나란히 결합할 때에 제1 냉각수로 유닛의 제1 체결부는 제2 냉각수로 유닛의 제2 체결부와 결합되도록, 제1 체결부는 제2 체결부의 형상과 상호 대응되는 형상을 갖는다.

Description

냉각수로 어셈블리 및 냉각수로 유닛{Cooling assembly and cooling unit}

본 발명은 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 냉각수로 유닛 및 이 냉각수로 유닛 여러 개가 결합되어 제조되는 냉각수로 어셈블리에 관한 것이다.

LCD 기판과 같은 기판은 가열된 상태로 기판을 처리하기 위한 진공챔버 내로 이송될 수 있다. 이때, 유리판의 온도는 약 400℃ 정도일 수 있는데, 고온의 기판에서 방출되는 복사열에 의해 진공챔버 내에 설치된 다른 처리장치들, 예를 들어 전자장치 등이 오동작할 수 있다. 따라서, 위의 처리장치들을 냉각시키기 위한 냉각부재를 처리장치에 부착하거나 그 주위에 배치할 수 있다.

냉각부재로서 건냉식 또는 수냉식 냉각부재가 사용될 수 있는데, 수냉식 냉각부재는 냉각수로를 포함하는 판형의 부재로 제공될 수 있다. 이때 냉각수로의 입구(이하, 유입구)로부터 냉각수로의 출구(이하, 유출구)까지 냉각수가 이동하기 위해서는 냉각수로의 입구에서의 냉각수가 최소임계압력 이상의 수압을 가져야 한다.

유입냉각수의 압력이 너무 크면 냉각부재에 균열이 발생할 수 있다. 특히, 진공챔버와 같이 그 내부가 진공으로 유지되는 경우에는 냉각부재의 냉각수로와 진공챔버 내부 공간 사이의 압력차가 더 커져 냉각부재의 균열이 더 쉽게 발생할 수 있다. 따라서, 유입냉각수의 압력은 최대임계압력보다 작을 필요가 있다.

또한, 유입냉각수의 압력이 최소임계압력보다 크더라도, 충분히 크지 않은 경우에는 냉각수의 순환 속도가 저하되어 냉각능력이 저하될 수 있다. 따라서, 동일한 유입 압력에 대하여 냉각수의 순환을 더 원활하게 하기 위하여는 최소임계압력이 낮은 냉각부재를 제공할 필요가 있다.

최소임계압력은 냉각수로의 형상에 따라 달라질 수 있다. 냉각해야할 처리장치의 크기가 커서 냉각수로의 길이가 더 길어지거나, 냉각수로가 더 많이 꺾이는 경우에는 최소임계압력이 더 커질 수 있다. 따라서, 낮은 최소임계압력을 갖도록 냉각수로를 설계할 필요가 있다. 그런데, 설계된 냉각수로를 통째로 제조하는 것이 어려울 수 있다. 따라서 냉각수로를 용이하게 제조하기 위한 방법을 제공할 필요가 있다. 본 발명에서는 냉각수로 어셈블리 및 이의 조립에 사용되는 냉각수로 유닛이 제공된다.

또한, 진공챔버 내에 포함되는 장치에 용접된 부위가 포함되어 있는 경우에는 진공챔버를 진공상태로 유지하기 어려울 수 있다. 즉, 용접 과정에서 용접부위에 가스(gas)가 포획되어 있을 수 있는데, 이 가스가 진공챔버 내로 유출될 수 있으므로, 진공챔버를 진공상태로 유지하기 어렵다. 따라서, 본 발명에 따른 냉각수로 유닛 및/또는 냉각수로 어셈블리를 제조할 때에 용접을 사용하지 않거나, 최소한으로 사용할 필요가 있다.

본 발명은 냉각수를 원활히 순환시킬 수 있는 구조를 갖는 냉각수로 어셈블리, 이 냉각수로 어셈블리를 구성하는 냉각수로 유닛 및 이 냉각수로 유닛을 형성하는 방법을 제공하기 위한 것이다. 또한, 진공챔버 내에서 사용될 수 있는 냉각수로 어셈블리 및 냉각수로 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 범위가 상술한 본 발명의 목적에 의해 제한되는 것은 아니다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 냉각수로 어셈블리가 공개된다. 냉각수로 어셈블리는 제1 관통 홀이 형성되어 있으며 제1 체결부를 갖는 제1 냉각수로 유닛, 및 제2 관통 홀이 형성되어 있으며 제2 체결부를 갖는 제2 냉각수로 유닛을 포함한다. 위의 제1 체결부와 위의 제1 관통 홀은 각각 위의 제1 냉각수로 유닛의 길이 방향을 따라 형성되어 있고, 위의 제2 체결부와 위의 제2 관통 홀은 각각 위의 제2 냉각수로 유닛의 길이 방향을 따라 형성되어 있으며, 위의 제1 체결부를 위의 제2 체결부에 맞물림으로써(engaging) 위의 제1 냉각수로 유닛과 위의 제2 냉각수로 유닛이 결합되어 있다.

이때, 위의 제1 관통 홀 및 위의 제2 관통 홀을 통해 냉각액이 흐르도록 되어 있으며, 위의 제1 관통 홀 및 위의 제2 관통 홀은 병렬로 나란히 배치되어 있을 수 있다.

이때, 위의 제1 체결부는 위의 제1 냉각수로 유닛의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 돌출부이고, 위의 제2 체결부는 위의 제2 냉각수로 유닛의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 함몰부이며, 위의 돌출부와 위의 함몰부는 각각 서로 맞물려 상호 고정되는 형상을 가질 수 있다.

이때, 위의 제1 냉각수로 유닛 중 위의 제1 체결부가 형성되어 있는 쪽의 반대쪽에는 위의 제2 체결부와 동일한 형상을 갖는 제3 체결부가 형성되어 있고, 위의 제2 냉각수로 유닛 중 위의 제2 체결부가 형성되어 있는 쪽의 반대쪽에는 위의 제1 체결부와 동일한 형상을 갖는 제4 체결부가 형성되어 있을 수 있다.

이때, 위의 제1 냉각수로 유닛과 위의 제2 냉각수로 유닛은 동일한 형상을 가질 수 있다.

이때, 위의 냉각수로 어셈블리의 일 면의 표면적이 위의 일 면의 반대쪽의 타 면의 표면적보다 크도록 위의 일 면의 표면이 거칠게 되어 있을 수 있다.

이때, 위의 제1 냉각수로 유닛의 일 면은 위의 냉각수로 어셈블리의 일 면의 일부이며, 위의 제1 냉각수로 유닛의 타 면은 위의 냉각수로 어셈블리의 타 면의 일부일 수 있다.

이때, 위의 제1 냉각수로 유닛의 일 면은 위의 냉각수로 어셈블리의 일 면의 일부이며, 위의 제1 냉각수로 유닛의 타 면은 위의 냉각수로 어셈블리의 타 면의 일부이고, 위의 제1 관통 홀의 상기 제1 냉각수로 유닛의 일 면 쪽 단부는 상기 제1 냉각수로 유닛의 타 면 쪽 단부보다 넓을 수 있다.

이때, 위의 제1 체결부와 위의 제2 체결부에는 위의 제1 체결부와 위의 제2 체결부를 상호 고정시키는데 사용되는 체결부재가 결합되도록 되어 있는 결합 홀이 각각 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 냉각수로 유닛이 제공된다. 이 냉각수로 유닛은 상술한 냉각수로 어셈블리에 포함되는 제1 냉각수로 유닛과 동일한 것이다. 이때, 위의 냉각수로 유닛은 압출에 의해 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 냉각수로 유닛이 제공된다. 이 냉각수로 유닛은 일 방향을 따라 냉각액이 흐르도록 관통 홀이 형성되어 있는 냉각수로 유닛으로서, 일 방향으로 길게 형성된 냉각수로 유닛 본체, 위의 본체의 일 측면에 형성된 제1 체결부, 및 위의 본체의 타 측면에 형성된 제2 체결부를 포함한다. 위의 냉각수로 유닛과 동일한 형상을 갖는 제1 냉각수로 유닛 및 제2 냉각수로 유닛을 서로 나란히 결합할 때에 위의 제1 냉각수로 유닛의 위의 제1 체결부는 위의 제2 냉각수로 유닛의 위의 제2 체결부와 결합되도록, 위의 제1 체결부는 위의 제2 체결부의 형상과 상호 대응되는 형상을 갖는다.

이때, 위의 제1 체결부는 위의 일 방향을 따라 위의 본체의 일 측면에 형성된 돌출부이고, 위의 제2 체결부는 위의 일 방향을 따라 위의 본체의 타 측면에 형성된 슬롯으로서 위의 돌출부에 대응되는 형상을 갖는다.

이때, 위의 돌출부와 위의 본체가 접한 부분에서, 위의 돌출부의 단면은 위의 본체로부터 멀어질수록 넓어지는 형상을 할 수 있다.

이때, 위의 제1 체결부는 위의 일 방향을 따라 위의 본체의 일 측면에 형성된 제1 돌출부이고, 위의 제2 체결부는 위의 일 방향을 따라 위의 본체의 타 측면에 형성된 제2 돌출부이며, 위의 제1 돌출부에는 제1 관통 홀이 형성되어 있고, 위의 제2 돌출부에는 제2 관통 홀이 형성되어 있고, 위의 제1 냉각수로 유닛의 위의 제1 관통 홀과 위의 제2 냉각수로 유닛의 위의 제2 관통 홀을 결합부재에 의해 결합함으로써 위의 제1 냉각수로 유닛과 상기 제2 냉각수로 유닛이 상호 결합될 수 있다.

본 발명에 의하면 냉각수를 원활히 순환시킬 수 있는 구조를 갖는 냉각수로 어셈블리, 이 냉각수로 어셈블리를 구성하는 냉각수로 유닛 및 이 냉각수로 유닛을 형성하는 방법이 제공될 수 있다. 또한, 제공된 냉각수로 어셈블리와 냉각수로 유닛은 진공챔버 내에서 사용될 수 있다.

본 발명의 범위가 상술한 본 발명의 효과에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 유닛을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리 및 그 형성 방법을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수로 유닛의 단면을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수로 유닛을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리 및 그 형성 방법을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리를 도시한 것이다.
도 8은 도 1에 도시된 냉각수로 유닛의 다양한 변형 실시예를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재의 사시도이다.
도 10은 도 9에 따른 냉각부재의 투시도이다.
도 11은 도 9에 따른 냉각부재를 분해하여 투시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재에 형성된 수로의 형상을 나타낸 것이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부재에 형성된 수로의 형상을 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 유출부 유동공간에 유체유도 칸막이가 형성된 것을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부재의 수평 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 냉각부재의 수직 단면들을 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명에 따른 실시예들과 다른 구조를 갖는 냉각부재의 구성을 나타낸 것이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부재를 나타낸 것이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 냉각부재가 사용될 수 있는 환경을 도시한 것이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재가 처리장치와 결합된 일 예를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 본 명세서에 첨부된 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 기능을 하며 이미 한번 언급된 참조번호가 가리키는 구성요소에 대한 중복 설명은 생략할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 유닛(101)을 나타낸 도면이다.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 유닛(101)의 사시도이고 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 I-I'를 따라 냉각수로 유닛(101)을 절단한 단면도를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 냉각수로 유닛(101)은 일 방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 냉각수로 유닛(101)의 중앙부에는 상기 일 방향을 따라 수로(10)가 형성되어 있을 수 있다. 이때, 수로(10)를 따라 냉각액이 유동될 수 있다. 냉각수로 유닛(101)은 열전도율이 좋은 재질, 예컨대 금속으로 형성될 수 있다. 또는 금속이 아닌 재질로서 열전도율이 높은 재료로 형성될 수 있다. 냉각수로 유닛(101)은 제1 면(2) 및 제2 면(3)을 가질 수 있다. 제1 면(2)과 제2 면(3)에 접해 있는 매질의 온도가 수로(10)를 통해 흐르는 냉각액의 온도보다 높은 경우에는, 상기 매질로부터의 열은 제1 면(2)과 제2 면(3)을 통해 냉각액으로 전달되어 외부로 방출될 수 있다.

냉각수로 유닛(101)의 일 측면에는 돌출부(111)가 형성되고 타 측면에는 돌출부(111)에 대응되는 단면을 갖는 슬롯(110)이 형성되어 있을 수 있다. 돌출부(111)와 슬롯(110)은 복수 개의 동일한 냉각수로 유닛(101)을 서로 연결하는데에 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리는 냉각수로 유닛(101)이 여러 개 연결되어 형성될 수 있으며, 이를 도 2에 나타내었다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리(100) 및 그 형성 방법을 나타낸 것이다.

도 2의 (a)는 냉각수로 유닛(101)끼리 결합하는 방법의 개념을 도시한 것이다.

냉각수로 유닛(101_1)의 돌출부(111)를 냉각수로 유닛(101_2)의 슬롯(110)에 끼워 냉각수로 유닛(101_1)을 방향(B)으로 밀고 냉각수로 유닛(101_2)을 방향(F)으로 밀면 두 개의 냉각수로 유닛(101)이 서로 끼워 맞추어질 수 있다. 끼움 맞춤에 의해 두 개의 냉각수로 유닛(101_1, 101_2)이 서로 단단히 고정되기 위해서는, 돌출부(111)와 냉각수로 유닛(101)의 본체가 접한 부분(도 3의 A 참조)에서 돌출부(111)의 단면이 냉각수로 유닛(101)의 본체로부터 멀어질수록 넓어지는 형상을 하여야 한다. 이때, 돌출부(111)와 슬롯(110)의 틈이 작은 것이 바람직하다.

도 2의 (b)는 위와 같이 두 개의 냉각수로 유닛(101)이 결합되어 형성된 냉각수로 어셈블리(100)의 사시도이다. 도 2의 (b)의 결합구조를 확장하여 세 개 이상의 냉각수로 유닛(101)이 결합된 냉각수로 어셈블리(100)를 형성할 수 있음이 자명하다.

두 개의 냉각수로 유닛(101)의 결합경계(160)를 용접과 같은 종래의 접합기술을 사용하여 접합함으로써 냉각수로 유닛(101)들을 더 확고하게 결합시킬 수 있다. 그런데, 용접부위에는 가스가 포획되어 있을 수 있다. 이러한 용접부위가 진공챔버 내에 존재할 경우, 포획되어 있던 가스가 진공챔버 내로 새어 나올 수 있기 때문에 진공챔버의 진공조건을 만족하기 어려울 수 있다. 예를 들어, 내부 기압을 10^-7~-9torr로 유지하여야 하는 고진공챔버의 내부에 용접부위가 존재할 경우 용접부위 내에 포획되어 있는 가스가 새어나올 수 있어 이러한 진공조건을 달성하기 어렵다. 반면, 내부 기압을 10^-2~-3torr로 유지하여야 하는 저진공챔버의 내부에는 용접부위가 존재하여도 이러한 진공조건을 달성할 수 있다. 그러나, 10^-5~-6torr의 내부기압을 유지하여야 하는 중진공챔버의 내부에는 용접부위가 존재할 수는 있으나 매우 정밀하게 용접되어 그 내부에 포획된 공기의 양을 최소화할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 냉각수로 유닛(101)을 저진공챔버 또는 중진공챔버에 사용할 때에는 도 2와 같이 냉각수로 유닛(101)들의 결합경계(160)를 용접에 의해 접합할 수 있다. 이와 달리, 본 발명에 따른 냉각수로 유닛(101)을 중진공챔버 또는 고진공챔버에 사용할 때에는 용접을 하지 않을 수 있다. 만일 용접 부위 내에 최소한의 가스만이 포획되도록 냉각수로 유닛(101)들을 정밀하게 용접하는 경우에는, 냉각수로 유닛(101)들은 중진공챔버 내에서도 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수로 유닛(101)의 단면을 나타낸 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 돌출부의 단면은 사다리꼴의 형상을 하고 있으나, 도 3에 도시한 돌출부(111)의 단면은 오각형의 형상을 하고 있다. 이에 대응하여, 도 3에 도시한 슬롯(110)의 단면은 오각형의 형상을 할 수 있다. 도 3에 도시한 돌출부(111) 중 냉각수로 유닛(101)의 본체에 접한 부분(A)에서, 돌출부(111)의 단면이 냉각수로 유닛(101)의 본체로부터 멀어질수록 넓어지는 형상을 하기 때문에, 도 3의 냉각수로 유닛(101)을 여러 개 연결하는 경우, 냉각수로 유닛들(101)이 끼움 결합에 의해 단단히 서로 고정될 수 있다. 도 1과 도 3에 도시한 돌출부 및 슬롯의 단면은 본 발명에 따라 예시한 실시예들임을 이해하여야 하며, 이 실시예들부터 복수 개의 냉각수로 유닛(101)들을 서로 단단히 끼움 결합하기 위한 여러 가지 돌출부 및 슬롯의 단면 형상을 용이하게 도출해 낼 수 있다. 예컨대, 돌출부 단면의 모양은 육각형, 칠각형, 팔각형 및/또는 여기에 곡선부를 포함한 도형일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리(100)를 도시한 것이다.

도 4의 (a)는 도 1에서 공개한 냉각수로 유닛(101)을 6개 결합하고, 그 말단을 종결부재(103, 104)로 마무리 결합하여 형성한 냉각수로 어셈블리(100)의 단면을 나타낸 것이다. 종결부재(103)에는 냉각수로 유닛(101)과 마찬가지로 돌출부가 형성되어 있으며, 이 돌출부는 냉각수로 유닛(101)의 슬롯과 끼워 맞추어지는 형상을 할 수 있다. 또한, 종결부재(104)에는 냉각수로 유닛(101)과 마찬가지로 슬롯이 형성되어 있으며, 이 슬롯은 냉각수로 유닛(101)의 돌출부와 끼워 맞추어지는 형상을 할 수 있다. 종결부재(103, 104)가 없다면 냉각수로 어셈블리(100)의 일 단에는 슬롯이 노출되어 있고 타 단에는 돌출부가 노출될 수 있다. 즉, 종결부재(103, 104)에 의해 냉각수로 어셈블리(100)의 양 단이 매끄럽게 형성될 수 있다.

도 4의 (b)는 도 1에서 공개한 냉각수로 유닛(101) 4개와, 이를 변형하여 형성한 변형 냉각수로 유닛(101A, 101B)이 결합되어 형성된 냉각수로 어셈블리(100)의 단면을 나타낸다. 변형 냉각수로 유닛(101A)의 일 측은 평평하게 형성되어 있고, 타 측에는 냉각수로 유닛(101)의 슬롯에 결합될 수 있는 돌출부가 형성되어 있을 수 있다. 또한, 변형 냉각수로 유닛(101B)의 일 측은 평평하게 형성되어 있고, 타 측에는 냉각수로 유닛(101)의 돌출부에 결합될 수 있는 슬롯이 형성되어 있을 수 있다. 변형 냉각수로 유닛(101A, 101B)에 의해 냉각수로 어셈블리(100)의 양 단이 매끄럽게 형성될 수 있다.

도 4의 (c)는 도 4의 (b)와 같이 형성된 냉각수로 어셈블리(100)의 사시도이다.

도 4의 (a), (b), (c)에서 냉각수로 유닛(101)의 결합경계(160)를 용접과 같은 종래에 공개된 접합기술을 사용함으로써 냉각수로 유닛(101), 변형 냉각수로 유닛(101A, 101B), 및/또는 종결부재(103, 104)가 서로 단단히 결합될 수 있다. 그러나 상술하였듯이, 용접은 냉각수로 유닛(101)이 저진공챔버에 사용되는 경우 또는 경우에 따라 중진공챔버에 사용되는 경우에 사용하는 것이 바람직하다.

도 4의 냉각수로 어셈블리(100)는 6개의 수로를 포함하는 것으로 되어 있으나, 수로의 개수는 임의로 설정할 수 있음이 자명하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수로 유닛(101)을 나타낸 것이다.

도 5의 (a) 및 도 5의 (b)를 참조하면, 냉각수로 유닛(101)은 일 방향을 따라 길게 연장되어 있고 그 내부에 수로(10)가 상기 일 방향을 따라 길게 형성되어 있다. 수로(10)를 통해 냉각액이 흐를 수 있다. 냉각수로 유닛(101)은 열전도율이 좋은 재질, 예컨대 금속으로 형성될 수 있다. 냉각수로 유닛(101)은 제1 면(2) 및 제2 면(3)을 가질 수 있다. 제1 면(2)과 제2 면(3)에 접해 있는 매질의 온도가 수로(10)를 통해 흐르는 냉각액의 온도보다 높은 경우에는, 상기 매질로부터의 열은 제1 면(2)과 제2 면(3)을 통해 냉각액으로 전달되어 외부로 방출될 수 있다.

냉각수로 유닛(101)의 일 측면에는 제1 돌출부(111T)(점선 부분)가 상기 일 방향을 따라 길게 연장되어 형성되어 있고, 타 측면에는 제2 돌출부(111B)(점선 부분)가 상기 일 방향을 따라 길게 연장되어 형성되어 있다. 제1 돌출부(111T)에는 1개 이상의 결합 홀(120)이 형성되어 있고, 제2 돌출부(111B) 중 이에 대응되는 위치에 1개 이상의 결합 홀(120)이 형성되어 있을 수 있다. 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 두 개의 냉각수로 유닛(101)을 나란히 놓았을 때에, 두 개의 결합 홀(120)에 별도로 마련된 결합부재(121)를 결합함으로써 두 개의 냉각수로 유닛(101)을 상호 결합할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리(100) 및 그 형성 방법을 나타낸 것이다.

도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 도 5에 도시한 냉각수로 유닛(101) 여러 개를 결합함으로써 냉각수로 어셈블리(100)를 제공할 수 있다.

도 6의 (a)는 냉각수로 유닛(101)끼리 결합하는 방법의 개념을 도시한 것이다. 냉각수로 유닛(101_1)의 왼쪽에 형성된 결합 홀(120)과 냉각수로 유닛(101_2)의 오른쪽에 형성된 결합홀(120)에 결합부재(121)를 결합함으로써 두 개의 냉각수로 유닛(101)을 상호 결합할 수 있다.

냉각수로 유닛(101)들의 결합체 사이의 결합경계(160)를 용접 등의 공지된 방법을 이용하여 접합할 수 있다. 단, 상술한 바와 같이 냉각수로 유닛(101)들을 고진공챔버 또는 중진공챔버에 사용하는 경우에는 용접하지 않는 것이 바람직할 수 있다.

도 6의 (b)에서 볼 수 있듯이, 완성된 냉각수로 어셈블리(100)의 양 측면은 냉각수로 유닛(101)의 돌출부(111T, 111B)에 의해 돌출될 수 있다. 완성된 냉각수로 어셈블리(100)의 양 측에 돌출부가 존재하지 않도록, 냉각수로 어셈블리(100)에 변형된 냉각수로 유닛 또는 종결부를 포함시킬 수 있다. 이에 대하여 도 7에 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리(100)를 도시한 것이다.

도 7의 (a)는 도 5에서 공개한 냉각수로 유닛(101)을 6개 결합하고, 그 말단을 종결부재(103, 104)로 마무리 결합하여 형성한 냉각수로 어셈블리(100)의 단면을 나타낸 것이다. 종결부재(103, 104)에는 결합 홀(120T)이 형성되어 있으며, 결합 홀(120T)과 결합 홀(120)은 결합부재(121)를 통해 결합 될 수 있다. 종결부재(103, 104)에 의해 냉각수로 어셈블리(100)의 양 단이 매끄럽게 형성될 수 있다.

도 7의 (b)는 도 5에서 공개한 냉각수로 유닛(101) 4개와, 이를 변형하여 형성한 변형 냉각수로 유닛(101A, 101B)이 결합되어 형성된 냉각수로 어셈블리(100)의 단면을 나타낸다. 변형 냉각수로 유닛(101A, 101B)은 각각 도 5에 공개한 냉각수로 유닛(101)에 형성되어 있는 돌출부(111T, 111B) 중 어느 하나가 제거된 형태이다. 변형 냉각수로 유닛(101A, 101B)에 의해 냉각수로 어셈블리(100)의 양 단이 매끄럽게 형성될 수 있다.

도 7의 (c)는 도 7의 (b)와 같이 형성된 냉각수로 어셈블리(100)의 사시도이다.

도 7의 (a), (b), (c)에서 냉각수로 유닛(101)의 결합경계(160)를 용접과 같은 종래에 공개된 결합기술을 사용함으로써 냉각수로 유닛(101), 변형 냉각수로 유닛(101A, 101B), 및/또는 종결부재(103, 104)가 서로 단단히 결합될 수 있다. 단, 상술하였듯이, 냉각수로 유닛(101)이 고진공챔버 또는 중진공챔버에 사용되는 경우에는 용접하지 않는 것이 좋을 수 있다.

도 7의 냉각수로 어셈블리(100)는 6개의 수로를 포함하는 것으로 되어 있으나, 수로의 개수는 임의로 설정할 수 있음이 자명하다.

도 8은 도 1에 도시된 냉각수로 유닛(101)의 다양한 변형 실시예를 나타낸 것이다.

도 8의 (a)에 도시된 냉각수로 유닛(101)은 도 1에 나타낸 냉각수로 유닛(101)과 동일한 단면을 갖는다.

도 8의 (b)에 도시된 냉각수로 유닛(101)에 형성된 수로(10)는 제2 면(3) 쪽보다 제1 면(2) 쪽으로 더 많은 양의 냉각액이 흐를 수 있는 형상을 갖는다. 도 8의 (b)에서는 수로(10)의 단면이 삼각형인 것으로 도시하였으나, 도 8의 (e)에 도시한 것과 같은 사다리꼴일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 이에 의해 제2 면(3) 쪽보다 제1 면(2) 쪽에 냉각액이 치우쳐서 흐르게 되므로, 제2 면(3) 쪽보다 제1 면(2) 쪽에 더 큰 냉각효과를 나타낼 수 있다.

도 8의 (c)에 도시된 냉각수로 유닛(101)의 제1 면(2)은 표면이 거칠게 처리되어 있다. 따라서 제1 면(2)의 표면적인 제2 면(3)의 표면적 보다 크다. 이러한 구성에 의해 제1 면(2)을 통한 열 교환량이 제2 면(3)을 통한 열 교환량보다 크도록 할 수 있어, 제1 면(2) 측에 더 큰 냉각효과를 나타낼 수 있다.

도 8의 (d)에 도시된 냉각수로 유닛(101)의 제1 면(2)은 (c)에 도시된 바와 같이 거칠게 되어 있고, 수로(10)는 (b) 도시한 바와 같이 제1 면(2) 쪽으로 더 많은 양의 냉각액이 흐를 수 있는 형상을 갖는다. 이러한 형상에 의해 제1 면(2)을 통한 열 교환량이 제2 면(3)을 통한 열 교환량보다 크도록 할 수 있어, 제1 면(2) 측에 더 큰 냉각효과를 나타낼 수 있다.

도 8의 (e)는 도 8의 (d)의 변형예이고, 도 8의 (f)는 도 8의 (c)의 변형예이다. 도 8의 (f)에 도시된 냉각수로 유닛(101)에 형성된 수로(10)의 단면은 비원형이지만 제1 면(2) 및 제2 면(3) 측으로 실질적으로 동일한 양의 냉각액이 흐를 수 있는 형상을 갖는다.

도 8의 (c)~(f) 등에서는 제1 면(2)만이 거칠게 된 것으로 표시하였으나, 실시예에 따라 제1 면(2) 및/또는 제2 면(3)이 거칠게 될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 유닛(101)의 내부에 형성된 수로(10)의 단면 모양은 원형, 다각형, 정사각형, 직사각형 등 다양한 모양을 할 수 있다.

비록 도 8에서는 도 1에 도시된 냉각수로 유닛(101)의 변형예만을 도시하였으나, 도 5에 도시된 냉각수로 유닛(101)에도 동일한 방식의 변형예가 존재할 수 있음은 본 발명의 기술분야에 속하는 자에게는 자명하다.

본 발명은 도 1 및/또는 도 5에 도시한 형태의 냉각수로 유닛(101)을 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은 압출 공정을 포함할 수 있다. 압출 공정에 필요한 거푸집은 도 8에 도시한 단면을 가질 수 있다. 압출 공정을 이용하여 냉각수로 유닛(101)을 제조하면, 도 8의 (c)~(f) 등에 도시한 제1 면(2)의 거친 부분은 냉각수로 유닛(101)의 일 방향을 따라 균일하게 길게 연장되어 형성될 수 있다. 이와 달리, 압출 공정에 필요한 거푸집에 있어서, 냉각수로 유닛(101)의 제1 면(2)에 대응되는 부분을 평면으로 처리하여 제1 면(2)을 평평하게 형성한 후에, 공지된 다른 방법에 의해 불규칙적으로 제1 면(2)을 거칠게 가공할 수도 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수로 유닛(101)을 결합하여 제공되는 냉각수로 어셈블리(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재(1, 1')를 구성하는데에 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재(1, 1')를 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재(1)의 사시도이다.

냉각부재(1)는 냉각수로 어셈블리(100), 유입버퍼부(200) 및 유출버퍼부(300)를 포함할 수 있다. 1점 쇄선(90)은 냉각수로 어셈블리(100)와 유입버퍼부(200)의 경계를 대략적으로 나타내기 위한 가상의 선이고, 1점 쇄선(91)은 냉각수로 어셈블리(100)와 유출버퍼부(300)의 경계를 대략적으로 나타내기 위한 가상의 선이다. 냉각부재(1)는 제1 면(2) 및 제2 면(3)을 가질 수 있다. 유입버퍼부(200)와 유출버퍼부(300)는 냉각수로 어셈블리(100)와 따로 제조되어 냉각수로 어셈블리(100)에 결합될 수 있다.

유입버퍼부(200)와 유출버퍼부(300)는 각각 1점 쇄선(90, 91)을 따라 냉각수로 어셈블리(100)에 용접에 의해 결합될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각부재를 저진공챔버 또는 중진공챔버에 사용할 때에는, 도 9와 같이 유입버퍼부(200)와 유출버퍼부(300)를 각각 용접에 의하여 냉각수로 어셈블리(100)에 결합할 수 있다. 이와 달리, 본 발명에 따른 냉각부재를 중진공챔버 또는 고진공챔버에 사용할 때에는 도 20과 같이 유입버퍼부(200)와 유출버퍼부(300)를 각각 연결부재(700)를 사용하여 냉각수로 어셈블리(100)에 결합할 수 있다. 이때 연결부재(700)는 O-ring 볼트와 같은 연결부재일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 연결부재(700)에는 고무(rubber)가 포함되어 있어 냉각수가 유출되지 않도록 할 수 있다.

냉각수로 어셈블리(100)의 내부에는 수로(10)들이 형성되어 있고, 냉각수로 어셈블리(100)의 주변의 온도를 낮추는 기능을 할 수 있다.

유입버퍼부(200) 및 유출버퍼부(300) 내부에는 각각 냉각수가 유동할 수 있는 유입부 유동공간과 유출부 유동공간이 형성될 수 있다. 유입부 유동공간과 유출부 유동공간은 냉각수로 어셈블리(100)에 형성된 수로들을 통해 서로 연결될 수 있다.

유입버퍼부(200)에는 하나 이상의 유입구(40)가 형성될 수 있다. 도 9에는 한 개의 유입구(40)만이 도시되었으나, 유입구(40)는 복수 개일 수 있다. 또한, 비록 도시하지는 않았지만, 유출버퍼부(300)에는 하나 이상의 유출구가 형성될 수 있다. 냉각수는 유입구(40)를 통해 냉각부재(1) 내로 유입되고 유출구를 통해 냉각부재(1) 바깥으로 빠져나갈 수 있다.

도 10은 도 9에 따른 냉각부재(1)의 투시도이고, 도 11은 분해 사시 및 투시도이다.

도 10을 살펴보면, 냉각수로 어셈블리(100)는 그 내부에 형성된 복수 개의 수로들(10)을 포함할 수 있다.

유입버퍼부(200)의 내부에는 냉각수가 유동할 수 있는 유입부 유동공간(20)이 형성되어 있을 수 있다. 또한, 유입버퍼부(200)의 외부로부터 유입부 유동공간(20)까지 냉각수를 유입시키도록 되어 있는 하나 이상의 유입구들(40)이 유입버퍼부(200)에 결합되어 있을 수 있다.

유출버퍼부(300)의 내부에는 냉각수가 유동할 수 있는 유출부 유동공간(30)이 형성되어 있을 수 있다. 또한, 유출부 유동공간(30)으로부터 유출버퍼부(300)의 외부까지 냉각수를 유출시키도록 되어 있는 하나 이상의 유출구들(50)이 유출부 유동공간(30)에 결합되어 있을 수 있다.

하나 이상의 유입구들(40) 및 하나 이상의 유출구들(50)은 각각 유입버퍼부(200) 및 유출버퍼부(300)에 형성된 관통 홀이거나, 또는 각각 유입버퍼부(200) 및 유출버퍼부(300)에 관통 삽입된 통형 부재일 수 있다.

이하, 수로(10) 중 유입부 유동공간(20) 쪽에 위치한 일 단부는 수로 유입구(10_1)라고 지칭하고, 유출부 유동공간(30) 쪽에 위치한 타 단부는 수로 유출구(10_2)라고 지칭할 수 있다.

냉각부재(1)를 이루는 재료는 금속일 수 있다. 또는 금속이 아닌 물질로서 열절도율이 높은 물질일 수 있다.

냉각수로 어셈블리(100)에는 복수 개의 수로가 형성되어 있기 때문에 여러 개의 냉각수 연결 포트를 필요로 할 수 있다. 그러나, 냉각수로 어셈블리(1)가 사용되는 진공챔버의 냉각수 연결 포트가 제한적으로 제공되는 경우에는 유입버퍼부(200) 및/또는 유출버퍼부(300)를 냉각부재(1)에 포함시킴으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다. 즉, 유입버퍼부(200) 및/또는 유출버퍼부(300)는 본 발명의 실시예에 따라 냉각부재(1)에 포함되거나 또는 포함되지 않을 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재(1)에 형성된 수로를 나타낸 것으로서, 도 9의 A-A' 선을 따라 절단한 수평 단면도이다.

유입구(40)를 통해 유입된 냉각수는 유입부 유동공간(20)에서 유동하여 수로(10) 내부로 유입될 수 있다. 수로(10) 내부로 유입된 냉각수는 유출부 유동공간(30)으로 흘러나와 유동한 후 유출구(50)를 통해 냉각부재(1) 바깥으로 흘러나갈 수 있다. 이때, 냉각수의 원활한 흐름을 위해 유입구(40)의 수직 단면의 크기는 수로들(11) 각각의 수직 단면의 크기보다 클 수 있다.

도 12에서 수로들(10)의 수직 단면의 크기 및 모양은 모두 동일하다. 이때, 수로(13, 14)가 다른 수로들(11, 12, 15, 16)에 비하여 유입구(40)의 연장선 상에 더 가까이 있기 때문에 수로(13, 14)를 통과하는 냉각수의 양이 다른 수로들(11, 12, 15, 16)을 통과하는 냉각수의 양보다 더 많을 수 있다.

냉각부재(1)의 주위를 균일하게 냉각시키기 위해서는 내부의 각 수로(10)에 의한 냉각효과가 균등한 것이 바람직하다. 이하, 냉각부재(1)가 균일한 냉각성능을 제공하기 위한 변형된 실시예들을 살펴본다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부재(1)에 형성된 수로를 나타낸 것이다.

도 13의 (a)를 참조하면, 유입부 유동공간(20)에 유체유도 칸막이(baffle)(250)가 형성되어 있다. 유입구(40)를 통해 유입버퍼부(200) 내로 유입된 냉각수는 유체유도 칸막이(250)의 좌우로 유도된 후 각 수로(10)로 들어갈 수 있다. 도 13의 (a)에서는 유체유도 칸막이(250)의 수평 단면이 직사각형인 것으로 도시되어 있으나, 이 수평 단면의 모양을 조절함으로써 유입부 유동공간(20) 내에서의 냉각수의 유동 경로를 조절할 수 있고, 이에 따라 각 수로(10)에 유입되는 냉각수의 양을 조절할 수 있다. 예를 들어, 유체유도 칸막이(250)의 수평 단면은 유입구(40) 쪽으로 갈수록 좁아지는 형상을 하는 사다리꼴 또는 삼각형의 형상을 할 수 있다.

도 13의 (b)는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 유입부 유동공간(20)에 다수개의 유체유도 칸막이들(250)이 형성된 것이다. 각 유체유도 칸막이(250)는 유입구(40)를 통해 냉각부재(1) 내로 유입된 냉각수를 각 수로(10) 쪽으로 유도함으로써 각 수로(10)를 통과하는 냉각수의 양을 조절할 수 있다.

도 14의 (a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수로의 수평 단면을 나타낸 것이다. 도 12에서는 동일한 모양과 크기의 수로들(10)이 균일한 간격을 가지고 병렬로 나란히 배치되어 있다. 이에 비하여, 도 14의 (a)에서는 각 수로(11~16)의 단면의 크기가 서로 다르며, 유입부 유동공간(20) 내에 유체유도 칸막이가 형성되어 있지 않다. 도 12에 도시한 바와 같이 유입부 유동공간(20) 내에 유체유도 칸막이(250)가 형성되어 있지 않은 경우에는 수로(11, 16)를 향하는 냉각수의 운동 에너지는 수로(12, 15)를 향하는 냉각수의 운동에너지에 비해 작을 수 있다. 그러나, 도 14의 (a)와 같이 수로(11, 16)의 단면의 크기가 수로(12, 15)에 유입되는 단면의 크기보다 크게 형성된 경우 수로(11, 16) 부분에서의 유체 흐름 저항이 상대적으로 작게 되어 수로(11, 16)를 통과하는 냉각수의 양이 증가할 수 있다. 이는 수로(13, 14)에 대하여도 마찬가지로 적용될 수 있다. 따라서, 각 수로(11~16)의 단면의 크기를 조절함으로써 각 수로(11~16)를 통과하는 냉각수의 양을 조절할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 냉각수의 양을 조절함으로써 냉각부재(1)의 각 표면부에서의 냉각능력을 균일화할 수 있다.

도 14의 (b)에 도시한 냉각부재(1)에서는 유입부 유동공간(20) 내에 유체유도 칸막이(250)가 형성되어 있지 않으며 각 수로(11~16)의 수직 단면의 크기가 서로 동일하지만, 각 수로(11~16) 간의 간격이 동일하지 않다. 상술한 바와 같이, 도 12와 같이 유입부 유동공간(20) 내에 유체유도 칸막이(250)가 형성되어 있지 않은 경우에는 수로(11, 16)를 향하는 냉각수의 운동에너지가 수로(12, 15)를 향하는 냉각수의 운동에너지에 비해 작을 수 있다. 그러나, 도 14의 (b)와 같이 수로(11)와 수로(12) 사이의 간격이 수로(12)와 수로(13) 사이의 간격에 비해 좁은 경우에는, 냉각수로 어셈블리(100)의 외곽부(71)의 유체 흐름 저항이 냉각수로 어셈블리(100) 중앙부(72)의 유체 흐름 저항보다 작게되므로 수로(11)에도 냉각수가 잘 흐를 수 있게 된다. 이는 수로(14, 15, 16)에 대하여도 마찬가지이다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 유출부 유동공간에 유체유도 칸막이가 형성된 예를 나타낸다.

도 15에 도시한 바와 같이, 유출부 유동공간(30) 내에도 유체유도 칸막이(251)가 형성될 수 있다. 유체유도 칸막이(251)에 의해 수로들(11~16)로부터 나온 냉각수가 유출구(50) 쪽으로 유도될 수 있다. 유출부 유동공간(30) 내에 유체유도 칸막이(251)가 없는 경우 수로 유출구들(10_2) 중 일부에서의 유체 흐름 저항이 증가할 수 있고, 따라서 이 일부의 수로 유출구(10_2)에 대응하는 수로 유입구(10_1)에서의 냉각수의 흐름에 유체 저항이 작용할 수 있다. 이때, 유출부 유동공간(30) 내에 형성되는 유체유도 칸막이(251)의 형상은 유입부 유동공간(20) 내에 형성되는 유체유도 칸막이(250)와 동일하거나 대칭의 구조를 가질 수 있다. 또한, 도 15에는 유체유도 칸막이(251)가 여러 개의 피스(piece)로 구성된 것으로 도시하였으나, 도 13의 (a)에 도시한 것과 같이 하나의 피스(piece)로 구성될 수도 있다.

추가적으로, 도 15의 유입부 유동공간(20)에는 도 13에서 설명한 유체유도 칸막이(250)가 형성될 수 있다. 또한, 도 15의 냉각수로 어셈블리(100)의 내부구조는 도 14에 도시한 것과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 13 및 도 15에는 유입구(40) 및 유출구(50)가 각각 1개씩만 형성된 것으로 도시하였으나, 각각 복수 개가 형성될 수도 있다. 유입구(40) 및 유출구(50)의 개수 및 그 위치에 따라 유체유도 칸막이(250, 251)의 형상이나 위치가 달라질 수 있음은 자명하다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부재(1)의 수평 단면도이다.

도 16을 참조하면, 유입버퍼부(20)의 수평 단면은 유입구(40)로부터 냉각수로 어셈블리(100) 쪽으로 갈수록 점점 넓어진다. 이러한 형상에 의해 유입구(40)를 통해 유입된 냉각수가 냉각수로 어셈블리(100)의 수로까지 잘 유도될 수 있다. 또한, 이러한 형상은 도 12의 유입버퍼부(20)에 삼각형의 수평 단면을 갖는 유체유도 칸막이(253)를 결합한 것으로 간주할 수도 있다. 또한, 유출버퍼부(30)의 수평 단면은 냉각수로 어셈블리(100)로부터 유출구(50) 쪽으로 갈수록 점점 좁아지는 형상을 할 수 있다. 이러한 형상에 의해 냉각수로 어셈블리(100)의 수로로부터 나온 냉각수가 유출구(50)로 잘 유도될 수 있다.

도 17은 본 발명에 실시예에 따른 냉각부재(1)의 수직 단면을 나타낸 것이다.

냉각부재(1)가 사용되는 실제 환경에서, 냉각부재(1) 외부의 온도는 보통 냉각부재(1)의 온도보다 높기 때문에 냉각부재(1) 외부의 열이 제1 면(2)과 제2 면(3)을 통해 냉각부재(1) 내부로 전달된다. 냉각부재(1) 내부로 전달된 열은 냉각수에 의해 외부로 빠져나가게 된다. 이때, 제1 면(2)이 제2 면(3)에 비해 넓은 표면적을 갖는 경우에는 제1 면(2) 쪽에 존재하는 물체가 제2 면(3) 쪽에 존재하는 물체에 비해 더 잘 냉각될 수 있다.

도 17의 (a)는 도 11의 B-B'를 따라 절단한 단면도이고, 도 17의 (b) 내지 도 17의 (d)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부재(1)의 단면도로서 도 17의 (a)에 대응하는 것을 나타낸 것이다.

도 17의 (a)의 경우, 제1 면(2)과 제2 면(3)의 표면적이 동일하기 때문에 제1 면(2)과 제2 면(3)에 대해 동일한 냉각성능을 가질 수 있다.

도 17의 (b)의 경우, 제1 면(2)의 표면적이 제2 면(3)의 표면적에 비해 넓기 때문에 제1 면(2)의 냉각성능이 제2 면(3)의 냉각성능에 비해 더 우수할 수 있다.

도 17의 (c)의 경우 수로(10)의 수직 단면 형상이 비-원형이다. 수로(10)의 수직 단면이 제1 면(2) 쪽으로 갈수록 넓어지기 때문에 제1 면(2)의 냉각성능이 제2 면(3)의 냉각성능에 비해 더 우수할 수 있다.

도 17의 (d)는 도 17의 (b)와 도 17의 (c)의 특징을 결합한 것으로서 제1 면(2)의 냉각성능이 제2 면(3)의 냉각성능에 비해 더 우수할 수 있다.

도 17의 (d)에는 수로(10)의 수직 단면이 삼각형으로 되어 있으나, 이와 달리 실시예에 따라 도 17의 (e)와 같이 제1 면(2) 쪽으로 갈수록 넓어지는 사다리꼴일 수 있다.

다르게는, 도 17의 (f)와 같이 수로(10)의 수직 단면의 중심부는 좁되 제1 면(2)과 제2 면(3) 쪽으로 갈수록 넓어지는 형태를 가질 수 있다.

또한, 도시하지는 않았지만, 수로(10)를 전체적으로 제2 면(3)보다 제1 면(2)에 더 가깝게 형성할 수 있는데, 이때에도 제1 면(2)의 냉각성능이 제2 면(3)의 냉각성능에 비해 더 우수할 수 있다.

또한, 도시하지는 않았지만, 제1 면(2)과 제2 면(3)의 표면적을 모두 증가시키기 위해 제1 면(2)과 제2 면(3)의 표면을 모두 거칠게 가공할 수 있다.

도 17에서 설명한 (i) 냉각부재(1) 표면을 거칠게 가공하는 개념과 (ii) 수로(10)의 단면 모양을 변형시키는 개념은 독립적으로 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.

도 18은 본 발명에 따른 실시예들과 다른 구조를 갖는 냉각부재의 구성을 나타낸 것이다.

도 18의 (a)를 참조하면, 냉각부재(1')는 유입구(1040)와 유출구(1050)를 가지고 있으며, 이 사이를 수로(1010)가 연결한다. 본 발명의 실시예들에 따르면 복수 개의 수로(10)가 병렬로 나란히 배치되어 있지만, 도 18의 비교예에서는 한 개의 수로(1010)가 지그재그 형태로 길게 연장되어 있다. 또는, 도 18의 비교예의 수로(1010)는 여러 개의 짧은 수로들이 직렬로 연결된 것으로 간주할 수도 있다. 수로(1010)는 지그재그 형태이기 때문에 여러 개의 코너부가 존재하게 되는데 코너부에 의해 유체 저항이 상승되어 유입구(1040)로부터 유입된 액체가 유출구(1050)로 빠져나오기 위해서는 유입구(1040)에 상당히 큰 유체 압력을 가하여야 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재(1)와 도 18의 냉각부재(1')가 동일한 크기를 가지며 동일한 냉각효과를 제공한다고 가정할 때에, 냉각부재(1')의 유입구(1040)에 가해지는 유체 압력은 냉각부재(1)의 유입구(40)에 가해지는 유체 압력에 비해 수 배 내지 수 백배까지 더 클 수 있다.

도 18의 (a)에 따른 냉각부재(1')는 도 18의 (b)와 같이 드릴에 의해 구멍이 뚫린 플레이트(1100) 중 유입구(1040), 유출구(1050) 및 수로(1010)를 제외한 부분에 피팅부(fitting)를 끼워 넣어 막음으로써 형성할 수 있다.

도 19의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각부재(1)를 나타낸 것이다.

도 19의 (a)의 냉각부재(1)는 도 9 내지 도 11에 도시한 냉각부재의 냉각수로 어셈블리(100) 부분에 대응된다. 도 19의 (a)의 냉각부재(1)에도 복수 개의 수로(10)가 형성되어 있는데, 수로 유입구(10_1) 및 수로 유출구(10_2)에는 각각 도 11 내지 도 17에서 설명한 유입버퍼부(200)와 유출버퍼부(300)가 결합될 수 있다. 또는 이와 달리 수로 유입구(10_1) 및 수로 유출구(10_2)는, 도 11 내지 도 17에서 설명한 유입버퍼부(200)와 유출버퍼부(300)가 아닌 다른 공지된 구조에 의해 냉각수 소스(source)에 직접 연결될 수도 있다. 도 19의 (a)의 냉각부재(1)는 압출 공정에 의하여 형성될 수 있다. 따라서 냉각부재(1)에는 용접부위가 존재하지 않을 수 있다. 또는 도 19의 (a)의 수로(10)는 드릴에 의해 형성될 수도 있다. 그러나, 오차 없이 가공할 수 있는 드릴의 길이에는 한계가 있기 때문에, 드릴로 수로(10)를 형성하는 경우에는 가공되는 수로의 깊이에 한계가 있다.

도 20의 (b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각수로 어셈블리(100)이다. 그런데, 냉각수로 어셈블리(100)는 상판(100T) 및 하판(100B)으로 이루어지며, 상판(100T)과 하판(100B)의 경계면(100A)은 용접에 의해 결합될 수 있다. 이러한 구성은 냉각수로 어셈블리(100)가 상술한 저진공챔버에 또는 중진공챔버에 사용될 때에 이용될 수 있으며 고진공챔버에 사용되는 것은 적절하지 않을 수 있다. 중진공챔버에 사용되기 위해서는 용접부위 내에 포획된 가스가 최소화되어야 한다.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각부재(1)를 나타낸 것이다. 도 9 내지 도 17에의 냉각부재에서는 유입버퍼부(200)와 유출버퍼부(300)가 냉각수로 어셈블리(100)에 일체로 결합되어 있었으나, 도 20과 같이 유입버퍼부(200)와 유출버퍼부(300)가 별도의 연결부재(700)에 의해 냉각수로 어셈블리(100)에 결합될 수도 있다.

도 21의 (b)는 연결부재(700)의 일 실시예를 나타낸 것이다. 연결부재(700)는 몸체(701) 및 나사부(702)를 포함하여 구성될 수 있다. 나사부(702)는 유입버퍼부(200), 유출버퍼부(300) 및/또는 냉각수로 어셈블리(100)에 삽입될 수 있다. 나사부(702)와 몸체(701)의 경계에는 고무링(703)이 끼워짐으로써 냉각액의 유출을 막을 수 있다. 도 21의 (b)는 연결부재(700)의 실시예를 도시한 것일 뿐 본 발명이 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.

유입버퍼부(200), 유출버퍼부(300) 및 냉각수로 어셈블리(100)에는 나사부(702)와 결합하기 위한 나사산이 형성되어 있을 수 있다. 이 나사산은 유입버퍼부(200), 유출버퍼부(300) 및 냉각수로 어셈블리(100)를 압출에 의해 가공한 다음에 필요한 위치에 별도의 공작기계를 이용하여 형성할 수 있다.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 냉각부재가 사용될 수 있는 환경을 도시한 것이다.

도 21의 (a) 및 도 21의 (b)는 각각 LCD 기판과 같은 기판이 처리될 수 있는 기판 처리장치의 평면도 및 정면도를 나타낸 것이다. 챔버(501)에는 LCD 기판을 이송하는 이송로봇이 설치되어 있을 수 있다. 가열된 기판이 상기 이송로봇에 의해 진공챔버(500) 안으로 이송될 수 있다.

도 21의 (c)는 진공챔버(500)의 구성을 나타낸 것이다. 진공챔버(500)는 챔버외벽(501)과, 진공챔버(500) 내부에 워크피스(work piece)(600)를 고정하거나 전자장치와 같은 처리장치(601)를 고정하기 위한 고정대(502)를 포함할 수 있다. 워크피스(600)는 LCD 기판과 같은 기판일 수 있으며, 이 기판은 섭씨 수백도로 가열된 상태로 이송로봇에 의해 진공챔버(500) 안으로 이송될 수 있다.

본 발명에 따른 냉각부재(1)는 처리장치(601)의 표면에 부착되거나 또는 처리장치(601)로부터 얼마간 떨어진 상태로 고정되어 있을 수 있다. 냉각부재(1)는 워크피스(600)로부터 복사되거나 대류되어 전달되는 열 에너지를 흡수하여 진공챔버(500) 외부로 방출할 수 있다.(단, 대류는 진공챔버 내에 가스가 존재하는 경우). 이를 위해 냉각부재(1)에는 냉각수가 사용될 수 있다. 이때, 도 17의 (b) 및 도 17의 (d)에서 설명한 제1 면(2)은 워크피스(600) 쪽을 향할 수 있다.

도 21의 (c)를 살펴보면, 워크피스(600)로부터 방출되는 열 에너지가 챔버외벽(501)을 통해 진공챔버(500)의 바닥면으로부터 처리장치(601)로 전달되거나, 진공챔버(500) 내에 존재하는 미량의 기체에 의해 대류되어 처리장치(601)의 아래쪽으로 전달될 수 있다. 따라서, 냉각부재(1)는 처리장치(601)의 상면뿐만 아니라 하면을 감쌀 수도 있다. 마찬가지로 처리장치(601)의 측면을 감쌀 수도 있다.

본 발명에 따른 냉각부재의 용도가 기판 제조를 위한 진공챔버에서만 사용되는 것으로 한정되지 않는다는 것을 이해할 수 있다.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부재가 처리장치와 결합된 일 예를 나타낸 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1, 1': 냉각부재 2: 제1 면
3: 제2 면 10 ~ 16, 1010: 수로
10_1: 수로 유입구 10_2: 수로 유출구
20: 유입부 유동공간 30: 유출부 유동공간
40, 1040: 유입구 50, 1050: 유출구
100: 냉각수로 어셈블리 101, 101_1, 101_2: 냉각수로 유닛
101A, 101B: 변형 냉각수로 유닛
103, 104: 종결부재 110: 슬롯
111, 111T, 111B: 돌출부
120, 120T: 결합홀 121: 결합부재
160: 결합경계 200: 유입버퍼부
250, 251: 유체유도 칸막이
300: 유출버퍼부 500: 진공챔버
501: 챔버 502: 고정대
600: 워크피스 601: 처리장치
700: 연결부재

Claims (17)

1. 진공챔버 내에 설치되는 냉각부재로서,
   각각 관통 홀이 형성되어 있는 N개의 냉각수로 유닛을 포함하는 냉각수로 어셈블리(단, N은 2 이상의 자연수);
   유입부 유동공간이 내부에 형성되어 있고 하나 이상의 유입구가 결합되어 있으며, 상기 유입구의 반대편에는 상기 N개의 냉각수로 유닛의 일측의 상기 관통 홀에 결합하기 위한 N개의 유입부-연결통로가 형성되어 있는 유입버퍼부;
   유출부 유동공간이 내부에 형성되어 있고 하나 이상의 유출구가 결합되어 있으며, 상기 유출구의 반대편에는 상기 N개의 냉각수로 유닛의 타측의 상기 관통 홀에 결합하기 위한 N개의 유출부-연결통로가 형성되어 있는 유출버퍼부;
   상기 N개의 유입부-연결통로와 상기 N개의 냉각수로 유닛의 일측의 상기 관통 홀을 결합하는 N개의 제1 연결부재; 및
   상기 N개의 유출부-연결통로와 상기 N개의 냉각수로 유닛의 타측의 상기 관통 홀을 결합하는 N개의 제2 연결부재;
   를 포함하고,
   상기 하나 이상의 유입구의 개수와 상기 하나 이상의 유출구의 개수는 각각 상기 N보다 작으며,
   상기 관통 홀이 상기 유입버퍼부로부터 상기 유출버퍼부를 향하는 방향을 따라 직선으로 연장되도록, 상기 유입버퍼부와 상기 유출버퍼부는 각각 상기 냉각수로 어셈블리의 일단부 쪽과 타단부 쪽에 결합되어 있고,
   상기 N개의 냉각수로 유닛 중 k번째 냉각수로 유닛은 상기 k번째 냉각수로 유닛의 길이방향을 따라 형성된 제1 체결부를 포함하고, 상기 N개의 냉각수로 유닛 중 k+1번째 냉각수로 유닛은 상기 k+1번째 냉각수로 유닛의 길이방향을 따라 형성된 제2 체결부를 포함하며(단, k는 N 미만의 자연수),
   상기 제1 체결부를 상기 제2 체결부에 맞물림으로써 상기 k번째 냉각수로 유닛과 상기 k+1번째 냉각수로 유닛이 서로 결합되어 있고,
   상기 N개의 제1 연결부재와 상기 N개의 제2 연결부재 각각은 몸체, 나사부, 및 냉각액의 유출을 막는 고무링을 포함하며,
   상기 냉각수로 어셈블리, 상기 유입버퍼부, 및 상기 유출버퍼부에는 각각 상기 나사부와 결합하기 위한 나사산이 형성되어 있는,
   냉각부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 k번째 냉각수로 유닛의 관통 홀 및 상기 k+1번째 냉각수로 유닛의 관통 홀을 통해 냉각액이 흐르도록 되어 있으며, 상기 k번째 냉각수로 유닛의 관통 홀 및 상기 k+1번째 냉각수로 유닛의 관통 홀은 병렬로 나란히 배치되어 있는, 냉각부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 체결부는 상기 k번째 냉각수로 유닛의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 돌출부이고, 상기 제2 체결부는 상기 k+1번째 냉각수로 유닛의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 함몰부이며, 상기 돌출부와 상기 함몰부는 각각 서로 맞물려 상호 고정되는 형상을 갖는, 냉각부재.
4. 제1항에 있어서, 상기 k번째 냉각수로 유닛 중 상기 제1 체결부가 형성되어 있는 쪽의 반대쪽에는 상기 제2 체결부와 동일한 형상을 갖는 제3 체결부가 형성되어 있고, 상기 k+1번째 냉각수로 유닛 중 상기 제2 체결부가 형성되어 있는 쪽의 반대쪽에는 상기 제1 체결부와 동일한 형상을 갖는 제4 체결부가 형성되어 있는, 냉각부재.
5. 제1항에 있어서, 상기 k번째 냉각수로 유닛과 상기 k+1번째 냉각수로 유닛은 동일한 형상을 갖는, 냉각부재.
6. 제1항에 있어서, 상기 냉각부재의 일 면의 표면적이 상기 일 면의 반대쪽의 타 면의 표면적보다 크도록 상기 일 면의 표면이 거칠게 되어 있는, 냉각부재.
7. 제6항에 있어서, 상기 k번째 냉각수로 유닛의 일 면은 상기 냉각부재의 일 면의 일부이며, 상기 k번째 냉각수로 유닛의 타 면은 상기 냉각부재의 타 면의 일부인, 냉각부재.
8. 제1항에 있어서,
   상기 k번째 냉각수로 유닛의 일 면은 상기 냉각부재의 일 면의 일부이며,
   상기 k번째 냉각수로 유닛의 타 면은 상기 냉각부재의 타 면의 일부이고,
   상기 k번째 냉각수로 유닛의 관통 홀의 상기 k번째 냉각수로 유닛의 일 면 쪽 단부는, 상기 k번째 냉각수로 유닛의 관통 홀의 상기 k번째 냉각수로 유닛의 타 면 쪽 단부보다 넓은,
   냉각부재.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부에는 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부를 상호 고정시키는데 사용되는 체결부재가 결합되도록 되어 있는 결합 홀이 각각 형성되어 있는, 냉각부재.
   
   
   
   
   
   
   
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

Images