KR101217504B1 - 서셉터 제조방법 및 이에 의해 제조된 서셉터 - Google Patents

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Abstract

서셉터 제조방법이 개시된다. 서셉터를 제조하기 위하여, 우선 중간 성형체를 준비한다. 이어서, 중간 성형체를 주형내에 배치하고, 중간 성형체의 외표면에 주물용탕을 부어서 서셉터 바디를 성형한다. 이러한 서셉터 제조방법에 따르면, 서셉터의 제작 시간을 크게 단축시킬 수 있고, 제작 작업성을 향상시켜 대량생산을 도모할 수 있다.

Description

서셉터 제조방법 및 이에 의해 제조된 서셉터{METHODS OF MANUFACTURING SUSCEPTOR AND SUSCEPTOR MANUFACTURED BY THE METHODS}
본 발명은 서셉터 제조 방법 및 이에 의해 제조된 서셉터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열저항선을 포함하는 중간 성형체를 미리 성형한 후, 중간 성형체의 외표면에 서셉터 바디를 성형 제작하는 서셉터 제조 방법 및 이에 의해 제조된 서셉터에 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, 알루미늄의 서셉터 바디의 저면부에 히터봉이 내장되도록 매입홈을 형성시킨 후, 이 매입홈을 통해 서셉터 바디내에 히터봉을 매설하고, 알루미늄 소재의 밀봉커버를 히터봉 측의 매입홈에 장착하면서 히터봉을 고정시킨다.
이어서, 서셉터 바디의 매입홈과 밀봉커버의 접촉부위를 따라 개별적으로 라인용접(line welding)을 하여서 히터봉을 밀봉시킨다.
그러나, 종래의 서셉터는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 히터봉을 내장시키기 위해 서셉터 바디에 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 서셉터 바디는 알루미늄 또는 스테인레스로 이루어지며, 이러한 서셉터 바디는 열용량이 크고 열전달 효율이 낮아서 서셉터 바디를 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.
한편, 종래의 서셉터는 알루미늄 소재를 이용하는데, 통상 알루미늄은 철에 비해 인장 강도가 약 40 %정도밖에 되지 않아 서셉터 바디로 사용할 경우 서셉터 바디의 두께가 두꺼워지고, 이는 결국 재료가 과다하게 소요되고, 과다한 재료비를 필요로 하는 문제점이 발생하게 된다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 용접 제작 방식에 비하여 제작 시간을 단축시킬 수 있고, 제작 작업성을 향상시켜 대량생산을 도모할 수 있으며, 경량화된 서셉터 바디를 제작할 수 있도록 한 서셉터 제조방법 및 이에 의해 제조된 서셉터를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터 제조방법은 중간 성형체를 준비하는 단계; 및 상기 중간 성형체를 주형내에 배치하고, 상기 중간 성형체의 외표면에 주물용탕을 부어주는, 서셉터 바디를 성형하는 단계를 포함하며, 상기 중간 성형체를 준비하는 단계는, 세라믹 섬유 소재의 하부 절연물을 준비하는 단계; 상기 하부 절연물의 상부에 열저항선을 다수 배열시키는 단계; 산화마그네슘을 결합제 또는 응고제와 혼합하여 점성을 갖는 상태에서 상기 열저항선들 사이가 메워지도록 상기 하부 절연물 상부로 충진하여 중간 절연물을 형성시키는 단계; 상기 중간 절연물이 건조되기 전에 상기 중간 절연물의 상부로 세라믹 섬유 소재의 상부 절연물을 위치시키는 단계; 상기 상부 절연물의 상면을 가압하여 상기 중간 절연물이 상기 상부 절연물 및 하부 절연물인 세라믹 섬유가 갖는 다수의 기공에 스며들도록 한 후 일정 시간 건조하여 완성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터는, 서셉터 바디; 및 중간 성형체를 포함하고, 상기 중간 성형체는 다수 배열되는 열저항선과, 열저항선을 주변으로부터 전기적으로 격리하는 상부 절연물 및 하부 절연물과, 상부 절연물 및 하부 절연물 사이에 충진되는 전기적인 중간 절연물로 이루어지는 히터코어를 포함하고, 상기 서셉터 바디는 주조공법에 의해 성형될 수 있다.
상기 상부 절연물 및 상기 하부 절연물은 세라믹 섬유 또는 세라믹 소재 등의 내열성 있고 주물용탕 속에서 가스가 발생하지 않는 재료가 사용될 수 있다.
상기 중간 절연물은 상기 상부 절연물 및 상기 하부 절연물 사이에 분말형태의 절연물을 봉입하는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 중간 절연물은 강성이 있는 구조체를 사용할 수 있으며, 상기 구조체는 반죽형태를 봉입한 후 건조시키는 형태로 제작될 수 있다.
상기 상부 절연물 및 상기 하부 절연물의 외면에 별도의 구조물을 덧대어 보강할 수 있다.
반죽형태의 상기 중간 절연물이 세라믹 섬유 소재의 상기 상부 절연물 및 상기 하부 절연물인 세라믹 섬유가 갖는 다수의 기공(빈 공간)에 채워지도록 압력을 가하는 과정을 통해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 서셉터 제조방법 및 이에 의해 제조된 서셉터에 의하면, 기존의 서셉터 바디를 용접 방식에 의하여 제작하던 것에 비하여 제작 시간을 단축시킬 수 있고, 제작 작업성을 향상시켜 대량생산을 도모할 수 있다.
또한, 중간 성형체를 구성하는 열저항선을 촘촘히 배열할 수 있어 온도 균일도와 내구성이 향상될 수 있는 장점이 있다.
또한, 인장강도가 향상된 탄소재료의 함량이 0.1wt.%인 알루미늄-탄소 복합재료로 이루어진 바디성형재료를 이용하여 서셉터 바디가 성형되므로 통상의 알루미늄을 이용하여 서셉터 바디를 이용하는 경우보다 경량화된 서셉터 바디를 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 중간 성형체를 준비하는 단계의 구체적인 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 중간 성형체가 성형되는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 서셉터 바디를 성형하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바디성형재료를 준비하는 단계의 구체적인 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 서셉터 바디를 성형하는 과정을 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들에 대해서만 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 중간 성형체를 준비하는 단계의 구체적인 과정을 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 중간 성형체가 성형되는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 서셉터를 제조하기 위하여, 우선, 중간 성형체(110)를 준비한다(S110).
중간 성형체(110)를 준비하는 단계(S110)는, 먼저, 하부 절연물(111)을 준비하는 단계(S110a)를 갖는다. 이때, 하부 절연물(111)은 기공을 갖는 세라믹 섬유 소재로 구성될 수 있다. 또는 세라믹 소재 등 내열성 있고 주물용탕 속에서 가스가 발생하지 않는 재료를 사용할 수도 있다.
하부 절연물(111)이 준비되면 하부 절연물(111)의 상부에 열저항선(112)을 다수 배열시키는 단계(S110b)를 갖는다. 이때, 열저항선(112)은 하부 절연물(111) 및 상부 절연물(114)의 사이에 다수 배열되며 전기공급에 의해 열을 발산하는 것으로, 다수의 열저항선(112)은 1~3mm의 균일한 직경을 갖는 철사 형태로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 열저항선(112)은 절곡이 용이하므로 격자 형태 등 다양한 형태로 촘촘한 배열이 가능하다.
열저항선(112)이 다수 배열되면 산화마그네슘을 결합제 또는 응고제와 혼합하여 점성을 갖는 상태에서 열저항선(112)들 사이가 메워지도록 하부 절연물(111) 상부로 충진하여 중간 절연물(113)을 형성시키는 단계(S110c)를 갖는다. 이때, 산화마그네슘은 분말 형태로 결합제 또는 응고제와 혼합될 수 있다.
그리고 중간 절연물(113)이 건조되기 전에 중간 절연물(113)의 상부로 세라믹 섬유 소재의 상부 절연물(114)을 위치시키는 단계(S110d)를 갖는다. 이때, 상부 절연물(114) 역시 기공을 갖는 세라믹 섬유 소재로 구성될 수 있다. 또는 세라믹 소재 등 내열성 있고 주물용탕 속에서 가스가 발생하지 않는 재료를 사용할 수도 있다.
상부 절연물(114)이 위치된 직후 중간 절연물(113)이 경화되기 전에 상부 절연물(114)의 상면을 가압하여 중간 절연물(113)이 상부 절연물(114)인 세라믹 섬유가 갖는 다수의 기공에 스며들도록 한 후 일정 시간 건조하여 완성하는 단계(S110e)를 갖는다.
여기서 건조 시간은 1시간～24시간 정도 건조하는 것이 바람직하다. 건조 시간이 1시간 미만일 경우, 건조가 제대로 이루어지지 않아서 충분한 강도가 유지되지 못한다. 건조시간이 24시간을 초과할 경우, 건조 시간이 불필요하게 많이 소요되므로 전체 제조 시간이 지연되므로 생산성이 저하된다. 그러므로 건조시간은 1시간에서 24시간 정도 건조하는 것이 바람직하다.
이때, 중간 절연물(113)은 강성이 있는 구조체를 사용할 수 있으며, 구조체는 반죽형태를 봉입한 후 건조시키는 형태일 수 있다. 예를 들면, 중간절연물(113)은 산화마그네슘에 응고제 또는 결합제가 혼합되어 점성을 갖는 형태, 즉 반죽 형태로 충진될 수 있다. 중간 절연물(113)은 시간이 지나면서 건조되면 경화되어 일정 강도를 가질 수 있다. 한편, 중간 절연물(113)은 하부 절연물(111) 및 상부 절연물(114)과의 부착을 위해 상부 절연물(114)의 상면을 프레스 등으로 가압할 수 있고, 그 과정에 의해 하부 절연물(111) 및 상부 절연물(114)을 구성하는 세라믹 섬유 소재의 기공에 스며들 수 있다. 이에 따라, 중간 절연물(113)은 하부 절연물(111) 및 상부 절연물(114)과 용이하게 부착될 수 있다.
이러한 과정으로 중간 성형체(110)가 준비되면, 서셉터 바디(120)를 성형할 수 있다(S120). 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 서셉터 바디를 성형하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 서셉터 바디(120)를 성형하는 단계(S120)에서는, 별도로 구비된 주형(10)의 캐비티(11) 내에 중간 성형체(110)를 일종의 인서트와 같이 배치함으로써, 중간 성형체(110)의 외표면과 주형(10)의 캐비티(11) 내표면 사이에 서셉터 바디(120)를 성형하기 위한 주조공간이 성형되도록 한다.
최종적으로, 주형(10)의 캐비티(11) 내에 주물 용탕을 부어준 후, 냉각과정을 거쳐 주형을 탈형시킴으로써, 중간 성형체(110)의 외표면에 균일한 두께의 서셉터 바디(120)가 일체로 성형된 본 발명의 서셉터(100)가 완성된다.
이러한 과정으로 제조된 서셉터(100)는: 하부 절연물(111), 상부 절연물(114), 상부 절연물(114) 및 하부 절연물(111)의 사이에 격리되며 균일한 직경을 갖는 복수의 열저항선(112), 상부 절연물(114) 및 하부 절연물(111)의 사이에 충진되어 열저항선(112)들의 사이를 메우며 열저항선(112)들에서 발생되는 열을 전도시키기 위한 중간 절연물(113)로 이루어진 중간 성형체(110)와; 중간 성형체(110)의 외표면에 주조공법에 의하여 일정한 두께로 형성된 서셉터 바디(120)로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터(100)는 다음과 같은 장점을 갖는다.
첫째, 중간 성형체(110)를 구성하는 열저항선이 1~3mm의 균일한 직경을 가지므로 절곡이 쉬워 원하는 수준까지 열저항선을 촘촘히 배열할 수 있어 온도 균일도와 내구성이 향상될 수 있는 장점이 있다.
둘째, 중간 성형체(110)를 구성하는 상부 절연물(114) 및 하부 절연물(111)이 기공을 갖는 세라믹 섬유 소재로 구성되므로 반죽 형태의 중간 절연물(113)이 충진된 후 상부 절연물(114)을 가압하면 중간 절연물(113)이 상부 절연물(114) 및 하부 절연물(111)을 구성하는 세라믹 섬유 소재가 갖는 기공에 스며들어 상부 절연물(114), 하부 절연물(111), 중간 절연물(113)이 용이하게 부착될 수 있으며, 열전도 효과가 상승되는 장점이 있다.
셋째, 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.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 중간 성형체를 준비하는 단계(S110)에서 중간절연물(113)이 건조된 이후에, 상부 절연물(114) 및 하부 절연물(111)의 외측에 별도의 구조물을 부착할 수도 있다. 이때, 별도의 구조물은 알루미늄 재질의 다수의 플레이트가 사용될 수 있다. 이러한 경우, 중간 성형체(110)의 강도가 보강될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바디성형재료를 준비하는 단계의 구체적인 과정을 나타낸 순서도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 서셉터 바디를 성형하는 과정을 나타낸 단면도이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 제조방법은, 중간 성형체를 준비하는 단계(S210); 및 서셉터 바디를 성형하기 위한 바디성형재료를 준비하는 단계(S220); 상기 바디성형재료를 상기 중간 성형체의 둘레에 부착하여 서셉터 바디를 성형하는 단계(S230)를 포함하며, 상기 중간 성형체를 준비하는 단계(S210)는, 세라믹 섬유 소재의 하부 절연물(211)을 준비하는 단계; 상기 하부 절연물(211)의 상부에 열저항선(212)을 다수 배열시키는 단계; 산화마그네슘을 결합제 또는 응고제와 혼합하여 점성을 갖는 상태에서 상기 열저항선(212)들 사이가 메워지도록 상기 하부 절연물(211) 상부로 충진하여 중간 절연물을 형성시키는 단계; 상기 중간 절연물(213)이 건조되기 전에 상기 중간 절연물(213)의 상부로 세라믹 섬유 소재의 상부 절연물(214)을 위치시키는 단계; 상기 상부 절연물(214)의 상면을 가압하여 상기 중간 절연물(213)이 상기 상부 절연물(214) 및 하부 절연물(211)인 세라믹 섬유가 갖는 다수의 기공에 스며들도록 한 후 일정 시간 건조하여 완성하는 단계를 포함할 수 있다.
중간 성형체(210)를 준비하는 단계(S210)에 대한 구체적인 설명은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 중간 성형체(110)를 준비하는 단계(S110)와 실질적으로 동일하므로 생략하기로 한다.
중간 성형체(210)가 준비되면, 서셉터 바디(220)를 성형하기 위하여, 바디성형재료를 준비한다(S220). 구체적으로, 바디성형재료를 준비하는 단계(S220)는, 알루미늄 분말들에 탄소재료를 결합시켜 알루미늄-탄소 혼합 분말을 제조하는 단계(S221); 및 알루미늄-탄소 혼합분말들을 소결성형하는 단계(S222)를 포함할 수 있다. 또한, 알루미늄-탄소 혼합 분말을 제조하는 단계(S221)는, 용매에 탄소 재료를 혼합한 후 초음파 처리하는 단계(S221a); 및 초음파 처리된 혼합용액에 알루미늄 분말을 첨가한 후 초음파 처리하는 단계(S221b)를 포함할 수 있다.
알루미늄-탄소 혼합 분말을 제조하는 단계(S221)에서, 알루미늄 분말들에 탄소 재료를 결합시키기 위하여, 우선 용매 내에 탄소 재료를 분산시킨 후, 분산용액을 초음파 처리할 수 있다. 탄소 재료로는 흑연판, 흑연섬유, 탄소섬유, 탄소나노섬유 및 탄소나노튜브로 이루어진 그룹 중 적어도 하나 이상이 사용될 수 있다. 용매로는 물, 헥산, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 에틸렌글라이콜, 아민 및 페놀 중 적어도 하나 이상이 사용될 수 있다. 초음파 처리는 약 0.5분 내지 60분 동안 수행될 수 있다. 이러한 초음파 처리는 탄소 재료를 균일하게 분산시킬 뿐만 아니라 탄소 재료에 산소를 포함하는 작용기, 예를 들면, 하이드록실기 등을 만들 수 있다. 이어서, 초음파 처리된 분산용액 내에 알루미늄 분말들을 첨가하고 다시 초음파 처리하여 알루미늄-탄소 혼합 분말들을 침전시킬 수 있다. 알루미늄 분말들은 약 100 nm 내지 1 mm의 직경을 가질 수 있다. 알루미늄 분말들은 탄소재료가 알루미늄 분말들의 중량에 대해 약 0.1wt.% 정도가 되도록 첨가될 수 있다. 알루미늄-탄소 혼합 분말들을 침전시키기 위한 초음파 처리는 약 0.5분 내지 60분 동안 수행될 수 있다. 이러한 초음파 처리는 탄소 재료에 형성된 산소를 포함하는 작용기와 알루미늄 사이에 결합을 유도할 수 있다. 그 후, 침전된 알루미늄-탄소 혼합 분말들을 분리하여 건조시킬 수 있다.
여기서, 탄소재료는 흑연판, 흑연섬유, 탄소섬유, 탄소나노섬유 및 탄소나노튜브로 이루어진 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
알루미늄-탄소 혼합분말들을 소결성형하는 단계(S222)에서, 알루미늄-탄소 혼합 분말들을 소결성형하기 위하여, 우선 알루미늄-탄소 혼합 분말들을 금형에 충진할 수 있다. 이어서, 진공 분위기 하에서 상하에서 약 10MPa 내지 100MPa의 압력을 인가한 상태에서 금형에 충진된 알루미늄-탄소 혼합 분말들을 약 1 분 내지 약 1시간 동안 약 400 내지 600℃의 온도로 소결하여 금형에 충진된 알루미늄-탄소 혼합 분말들을 소성변형시킬 수 있다. 그 후, 최종 알루미늄-탄소 복합재료를 금형으로부터 분리할 수 있다.
표 1은 통상의 알루미늄 재료의 샘플(RAW), 바디성형재료를 준비하는 단계(S220)를 통해 제조된 바디성형재료, 즉 탄소재료의 함량이 0.1wt.%인 알루미늄-탄소 복합재료 샘플의 인장강도를 측정한 결과를 나타낸다.
Sample Tensile
Stress(MPa)		 인장강도 증가율(%) Elongation(%) 연신률 증가율(%)
Raw(600℃, 0.5h) 140.68 - 7.56 -
Al-0.1wt%C(600℃,0.5h) 162.30 153.07 10.71 42.44
표 1를 참조하면, 600℃의 온도에서 30분간 성형소결하여 탄소 재료의 함량이 0.1wt.%인 알루미늄-탄소 복합재료의 경우 통상의 알루미늄 재료(RAW)에 비해 인장강도 약 15% 및 연신률 45%가 증가되는 것을 확인할 수 있었다.
도 7을 참조하면, 서셉터 바디(220)를 성형하는 단계(S230)에서는, 바디성형재료를 준비하는 단계(S220)를 통해 준비된 바디성형재료(220a)인 판상의 알루미늄-탄소 복합재료를 중간 성형체(210)의 둘레 전체에 부착하고, 각 단부들을 접합 및 밀봉하여 중간 성형체(210)를 수용하는 서셉터 바디(220)를 제작할 수 있다.
이러한 과정으로 제조된 서셉터(200)는: 하부 절연물(211), 상부 절연물(214), 상부 절연물(214) 및 하부 절연물(211)의 사이에 격리되며 균일한 직경을 갖는 복수의 열저항선(212), 상부 절연물(214) 및 하부 절연물(211)의 사이에 충진되어 열저항선(212)들의 사이를 메우며 열저항선(212)들에서 발생되는 열을 전도시키기 위한 중간 절연물(213)로 이루어진 중간 성형체(210)와; 탄소재료의 함량이 0.1wt.%인 알루미늄-탄소 복합재료로 이루어진 바디성형재료(220a)가 중간 성형체(210)의 둘레 전체에 부착되어 성형된 서셉터 바디(220)로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터(200)는 인장강도가 향상된 탄소재료의 함량이 0.1wt.%인 알루미늄-탄소 복합재료로 이루어진 바디성형재료(220a)를 이용하여 서셉터 바디(220)가 성형되므로 통상의 알루미늄을 이용하여 서셉터 바디를 이용하는 경우보다 경량화된 서셉터 바디(220)를 제작할 수 있다.
110, 210 : 중간 성형체 111, 211 : 하부 절연물
112, 222 : 열저항선 113, 213 : 중간 절연물
114, 214 : 상부 절연물 120, 220 : 서셉터 바디
220a : 바디성형재료

Claims (7)

  1. 서셉터 바디(120); 및 중간 성형체(110)를 포함하고;
    상기 중간 성형체(110)는, 다수 배열되는 열저항선(112)과, 열저항선(112)을 주변으로부터 전기적으로 격리하는 상부 절연물(114) 및 하부 절연물(111)과, 상부 절연물(114) 및 하부 절연물(111) 사이에 충진되는 전기적인 중간 절연물(113)로 이루어지는 히터코어를 포함하며;
    상기 서셉터 바디(120)는 주조공법에 의해 성형되고;
    상기 중간 절연물(113)은 강성이 있는 구조체를 사용할 수 있으며, 상기 구조체는 반죽형태를 봉입한 후 건조시키는 형태로 제작될 수 있으며;
    반죽형태의 상기 중간 절연물(113)이 세라믹 섬유 소재의 상기 상부 절연물(114) 및 상기 하부 절연물(111)인 세라믹 섬유가 갖는 다수의 기공에 채워지도록 압력을 가하는 과정을 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 중간 성형체를 준비하는 단계(S110); 및
    상기 중간 성형체(110)를 주형(10)내에 배치하고, 상기 중간 성형체(110)의 외표면에 주물용탕을 부어주는, 서셉터 바디(120)를 성형하는 단계(S120)를 포함하며,
    상기 중간 성형체(110)를 준비하는 단계(S110)는,
    세라믹 섬유 소재의 하부 절연물(111)을 준비하는 단계(S110a);
    상기 하부 절연물(111)의 상부에 열저항선(112)을 다수 배열시키는 단계(S110b);
    산화마그네슘을 결합제 또는 응고제와 혼합하여 점성을 갖는 상태에서 상기 열저항선(112)들 사이가 메워지도록 상기 하부 절연물(111) 상부로 충진하여 중간 절연물(113)을 형성시키는 단계(S110c);
    상기 중간 절연물(113)이 건조되기 전에 상기 중간 절연물(113)의 상부로 세라믹 섬유 소재의 상부 절연물(114)을 위치시키는 단계(S110d);
    상기 상부 절연물(114)의 상면을 가압하여 상기 중간 절연물(113)이 상기 상부 절연물(114) 및 하부 절연물(111)인 세라믹 섬유가 갖는 다수의 기공에 스며들도록 한 후 건조하여 완성하는 단계(S110e)를 포함하는,
    서셉터 제조방법.
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