KR101258826B1 - 열전소자를 이용한 콜드트랩 - Google Patents
열전소자를 이용한 콜드트랩 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101258826B1 KR101258826B1 KR1020120136572A KR20120136572A KR101258826B1 KR 101258826 B1 KR101258826 B1 KR 101258826B1 KR 1020120136572 A KR1020120136572 A KR 1020120136572A KR 20120136572 A KR20120136572 A KR 20120136572A KR 101258826 B1 KR101258826 B1 KR 101258826B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- housing
- cold
- thermoelectric element
- cooling
- gas
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 61
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- -1 poly (Chloro-Para-Xylylene) Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one thermoelectric or thermomagnetic element covered by groups H10N10/00 - H10N15/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/025—Removal of heat
- F25B2321/0251—Removal of heat by a gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 콜드트랩은 펠티에 효과를 이용하는 열전소자(70)를 통해 콜드하우징(10)의 국지적인 부분을 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 냉각모듈(50)에 의해 냉각된 콜드하우징(10)을 서브열전소자(170)를 통해 가열시킴으로서 가스의 냉각구역을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 열전소자(70) 또는 서브열전소자(170)를 통해 정밀한 온도제어를 실시할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 열전소자를 이용한 콜드트랩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관의 온도를 적정온도로 유지하면서 배기가스가 응축되는 부위를 최소화시킬 수 있는 열전소자를 이용한 콜드트랩에 관한 것이다.
반도체 제조는 여러 단계의 공정을 포함하고 있으며, 특정의 목적을 위하여 가스를 주입하는 공정은 식각공정, 이온 주입공정, 금속공정, 화학 증착공정 등이다.
상기 공정 중에서 금속공정은 불활성 기체인 N, Ar 등이 적용되는 것이어서 그 취급이 까다롭지 않지만, 식각공정, 이온 주입공정, 화학 증착공정은 유독성을 가진 기체가 사용되는 것이므로 공정을 거쳐 나오는 가스의 배기에 유의해야 한다.
일반적으로 상기 반도체 제조 공정 중에 주입되는 기체는 배기될 때에 여러 가지 잔여 가스나 공정 생성물을 포함하게 되며, 특히 화학 증착공정에서 배출되는 가스는 다량의 염화암모늄을 포함한다. 이 염화암모늄은 저온에서 응고되는 성질을 가지고 있어서 화학 증착장비의 내부에서는 기상으로 존재하지만 배관을 경유하게 될 때에 온도 강하로 인해 응고되기 시작하여 배관 내면, 진공펌프 내부 등에 퇴적되어 배기계통에 이상을 일으키는 원인으로 작용하게 된다.
그런데 종래의 콜드트랩은 배기가스 중의 부산물을 수집하기 위해 설치된 냉각장치로 인해 냉각되지 않아야 하는 배관까지 냉각됨으로서 원하지 않는 위치에서 배기가스가 응축되는 문제점이 있다.
본 발명은 배관의 온도를 적정온도로 유지하면서 배기가스가 응축되는 부위를 최소화시킬 수 있는 열전소자를 이용한 콜드트랩을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일측면에 따른 유동되는 가스를 냉각시켜 가스 중의 부산물을 축적시키는 열전소자를 이용한 콜드트랩에 있어서, 가스를 유동시키는 콜드하우징(10); 상기 콜드하우징(10)에 연결되고, 상기 콜드하우징(10) 내부로 가스를 공급하는 공급배관(20); 상기 콜드하우징(10)에 연결되고 상기 콜드하우징(10)에서 토출되는 가스를 배출시키는 토출배관(30); 상기 콜드하우징(10)에 설치되고, 상기 콜드하우징(10)을 거쳐 유동되는 가스 냉각시킴으로서 상기 가스 중의 부산물을 응축시키는 냉각모듈(50)을 포함하고,
상기 냉각모듈(50)은 인가된 전원에 의해 펠티에 효과를 발생시키는 열전소자(70); 상기 열전소자(70)의 냉각면(72)에 설치되고 상기 펠티에 효과에 의한 냉각열을 상기 콜드하우징(10) 내부로 전도시키는 냉각하우징(71); 상기 냉각하우징(71) 내측에 설치되어 상기 콜드하우징(10) 내부로 삽입되게 배치되어 상기 열전소자(70)에 의해 냉각되는 냉각봉(75); 상기 열전소자(70)의 발열면(74)에 배치되어 상기 펠티에 효과에 의한 히팅열이 전도되는 방열하우징(73); 상기 방열하우징(73)에 설치되고, 전도를 통해 상기 방열하우징(73)의 열을 확산시키는 방열핀(76)을 포함하는 열전소자를 이용한 콜드트랩을 제공한다.
여기서 상기 콜드하우징(10)은 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 콜드하우징(10)에는 상기 냉각모듈(50)에 의해 냉각된 부분을 가열시키는 서브열전소자(170)가 더 배치되고, 상기 서브열전소자(170)는 상기 냉각봉(75)이 연장된 방향과 30ㅀ 내지 60ㅀ의 사이각을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 콜드트랩은 펠티에 효과를 이용하는 열전소자(70)를 통해 콜드하우징(10)의 국지적인 부분을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 콜드트랩은 냉각모듈(50)에 의해 냉각된 콜드하우징(10)을 서브열전소자(170)를 통해 가열시킴으로서 가스의 냉각구역을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 열전소자(70) 또는 서브열전소자(170)를 통해 정밀한 온도제어를 실시할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜드트랩이 도시된 단면도
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 도 1의 측면도
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 도 1의 측면도
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 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 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 내용을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜드트랩이 도시된 단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이고, 도 3은 도 1의 측면도이다.
도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 열전소자를 이용한 콜드트랩은 콜드하우징(10)과, 상기 콜드하우징(10)에 연결되고, 상기 콜드하우징(10) 내부로 가스를 공급하는 공급배관(20)과, 상기 콜드하우징(10)에 연결되고 상기 콜드하우징(10)에서 토출되는 가스를 배출시키는 토출배관(30)과, 상기 콜드하우징(10)에 설치되어 상기 콜드하우징(10) 내부의 가스를 냉각시킴으로서 상기 가스 중의 부산물을 응축시키는 냉각모듈(50)을 포함한다.
상기 콜드하우징(10)은 본 실시예에서 원통형으로 형성되고, 본 실시예에서는 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 콜드하우징(10)은 닉스코팅을 실시한다.
상기 닉스코팅(NIX Coating)(또는, 다이머(dimer))라 하고, CVD 진공 증착에 의해 실시된다. 여기서 상기 닉스 코팅에 사용되는 다이머는, 패럴린 N(poly(Para-Xylene)), 패럴린 C(poly(Chloro-Para-Xylylene)), 패럴린 D(poly(Di-Chloro-Para-Xylylene)) 및, 패럴린 F(poly(tetrafluoro-[2,2]para-Xylylene)) 등 중에서 적어도 하나의 다이머를 사용할 수 있다. 또한, 상기 닉스 코팅에 의해 형성되는 닉스 코팅층(또는, 닉스 코팅막)의 두께는, 약 1 ㎛ ~ 70 ㎛ 범위일 수 있다.
여기서 고체상 다이머를 증발기(vaporizer)(미도시) 내에 장착하고, 압력을 미리 설정된 레벨(예를 들어, 약 1 Torr)로 조절하고 미리 설정된 온도(예를 들어, 170℃ ~ 200℃)로 가열하면, 상기 고체상 다이머가 기화되어 다이머 가스가 발생한다. 이후, 상기 기화된 다이머 가스는, 650℃ ~ 700℃로 유지되고 압력이 0.5 Torr로 조절된 열분해기(pyrolysis)(미도시)에 통과시켜 모노머(monomer)로 분해한다. 이후, 상기 열분해된 모노머는, 상온에서 10 mTorr ~ 100 mTorr 압력으로 조절된 상기 CVD 챔버에서 대상물의 표면에 고분자 상태로 증착(또는, 적층/축합)하여, 닉스 코팅층(또는, 닉스 코팅/닉스 고분자/닉스 코팅막)을 형성한다.
상기 닉스 고분자(또는, 패럴린 고분자)는, 상온 또는 진공 중에서 코팅이 이루어지므로, 열적 스트레스로 인한 모재의 변형을 방지하고, 핀홀 없이 모재의 측면뿐만 아니라 미세한 요철 부분까지 균일하게 코팅할 수 있다. 또한, 상기 닉스 코팅에 의해, 내화학성, 내열성 및, 내수성 등을 향상시킬 수 있다.
여기서 상기 닉스코팅의 대상물은 비금속계 재질 또는 금속계 재질을 사용 살 수 있고, 상기 비금속계 재질은, 유리, 세라믹, 아크릴, 테프론 및, PVC 등일 예로 들 수 있으며, 상기 금속계 재질은, 알루미늄, 스테인리스 스틸을 예로 들 수 있다.
상기 공급배관(20) 및 토출배관(30)은 상기 콜드하우징(10) 내부와 연통되게 설치되고, 부산물이 기화된 상태의 가스를 유동시키고, 상기 가스에 대한 내화학성, 내열성 및, 내수성을 향상시키기 위해 닉스코팅을 수행할 수 있다.
여기서 상기 공급배관(20)에는 터보펌프가 연결되어 50℃ 내지 70℃ 온도의 가스가 공급되고, 상기 토출배관(30)은 상기 콜드하우징(10)을 거치면서 가스의 온도가 10℃ 내외로 낮아진다.
여기서 상기 토출배관(30)에 유입된 가스의 온도가 낮아지는 경우 상기 토출배관(30)의 내측벽에 의도하지 않은 부산물이 응축 또는 부착되는 문제점이 발생할 수 있다. 특히 상기 콜드하우징(10), 공급배관(20), 토출배관(30)은 모두 금속재질이기 때문에 냉각모듈(40)과 연결된 상태에서 열이 전도되어 온도가 하강되는 문제점도 발생된다.
이렇게 원치 않는 부위에서 부산물이 응축되는 것을 방지하기 별도의 가열수단이 배치될 수 있고, 본 실시예에서는 서브열전소자(170)가 배치된다.
먼저 상기 냉각모듈(50)의 구조에 대해 보다 상세하게 설명한다.
상기 냉각모듈(50)은 인가된 전원에 의해 펠티에 효과를 발생시키는 열전소자(70)와, 상기 열전소자(70)의 냉각면(72)에 설치되고 상기 펠티에 효과에 의한 냉각열을 상기 콜드하우징(10) 내부로 전도시키는 냉각하우징(71)과, 상기 냉각하우징(71) 내측에 설치되어 상기 콜드하우징(10) 내부로 삽입되게 배치되어 상기 열전소자(70)에 의해 냉각되는 냉각봉(75)과, 상기 열전소자(70)의 발열면(74)에 배치되어 상기 펠티에 효과에 의한 히팅열이 전도되는 방열하우징(73)과, 상기 방열하우징(73)에 설치되고, 전도를 통해 상기 방열하우징(73)의 열을 확산시키는 방열핀(76)을 포함한다.
상기 열전소자(70, thermoelectric element , 熱電素子)는 크게 전기저항의 온도 변화를 이용한 소자인 서미스터, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에효과를 이용한 소자인 펠티에소자 등이 있다. 서미스터는 온도에 의해 전기저항이 크게 변화하는 일종의 반도체소자로서, 전기저항이 온도의 상승에 의해 감소되는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor), 온도 상승에 의해 저항이 증가하는 정온도계수 서미스터(PTC:positive temperature coefficient thermistor) 등을 사용한다. 서미스터는 몰리브데넘ㅇ니켈ㅇ코발트ㅇ철 등 산화물을 복수 성분으로 배합하여 이것을 소결해서 만들며, 회로의 안정화와 열ㅇ전력ㅇ빛 검출 등에 사용한다.
그리고 제베크효과는 2종류 금속의 양끝을 접속하여, 그 양끝 온도를 다르게 하면 기전력이 생기는 현상으로, 열전기쌍을 이용한 온도 측정에 응용한다.
그리고 펠티에효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트ㅇ텔루륨 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열ㅇ발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다. 이것은 전류 방향에 따라 흡열ㅇ발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열ㅇ발열량이 조절되므로, 용량이 적은 냉동기 또는 상온 부근의 정밀한 항온조(恒溫槽) 제작에 응용한다.
이하 상기 열전소자의 작동원리는 당업자에게 일반적인 기술인 바 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서는 상기 콜드하우징(10) 내부의 온도를 낮추기 위해 상기 열전소자(70)가 사용된다.
상기 냉각하우징(71)은 일부가 상기 콜드하우징(10) 내부에 삽입되어 설치되며, 상기 냉각봉(75)은 상기 냉각하우징(71)에 고정된 상태에서 끝단이 상기 콜드하우징(10) 내부로 삽입된다.
그래서 상기 열전소자(70)의 냉각면(72)에서 발생된 냉기는 전도를 통해 상기 냉각하우징(71) 및 냉각봉(75)에 전달되고, 상기 콜드하우징(10) 내부를 통과하는 가스는 상기 냉각봉(75)에 의해 냉각된 후 응축 및 포집된다.
또한 상기 방열하우징(73)은 상기 열전소자(70)의 발열면(74)에 밀착 고정되고, 상기 발열면(74)에서 발생된 열은 전도를 통해 상기 방열하우징(73)에 전달되며, 상기 방열하우징(73)에 설치된 방열핀(76)을 통해 전달된 열이 공기 중으로 방출된다.
그래서 상기 열전소자(70)는 상기 냉각봉(75)을 냉각시킬 뿐만 아니라 상기 콜드하우징(10) 내부의 온도를 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있고, 상기 열전소자(70)를 통해 발생된 열은 상기 방열핀(76)을 통해 신속히 방출되어 상기 냉각면(72)의 온도를 효과적으로 유지시킬 수 있다. 특히 도시되진 않았으나 상기 방열핀(76)에 팬을 부착하여 열확산을 효과적으로 수행하여도 무방하다.
상기 냉각봉(75)은 상기 콜드하우징(10) 내부에 다수개가 배치되고, 본 실시예에는 원판형태의 냉각하우징(71)에 다수개가 수직하게 배치되며, 상기 가스는 냉각봉(75) 사이를 통과하면서 냉각되어 상기 콜드하우징(10) 하측에 부산물들이 축적된다.
상기 냉각봉(75)은 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 재질과 같은 열전도도가 높은 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 콜드하우징(10)은 금속재질로 형성되어 열전도도가 높기 때문에, 상기 열전소자(70)의 냉각열에 의해 쉽게 냉각되고, 상기 콜드하우징(10)이 적정온도 이하로 냉각될 경우 상기 냉각봉(75) 주변이 아닌 곳에서 가스의 응축이 발생될 수 있다.
본 실시예에서는 상기와 같이 의도치 않은 곳에서 가스가 냉각되는 것을 방지하기 위해 상기 콜드하우징(10)에 별도의 서브열전소자(170)가 배치된다.
상기 서브열전소자(170)는 상기 열전소자(70)와 동일한 구성이고, 발열면(174)이 상기 콜드하우징(10)에 접하게 배치된다.
즉 상기 서브열전소자(170)는 발열면(174)에서 발생된 열을 통해 상기 콜드하우징(10)을 가열시킨다.
특히 상기 서브열전소자(170)는 한 쌍으로 구성되어 상기 콜드하우징(10)에 설치되고, 상기 서브열전소자(170) 중 적어도 하나는 상기 냉각봉(75) 측에 가깝게 배치된다.
여기서 상기 서브열전소자(170) 중 적어도 하나는 상기 냉각봉(75)이 돌출되어 연장된 방향(도면에서 상측으로 수직한 방향)과 30도 내지 60도의 사이각을 형성하도록 배치된다.
그래서 상기 서브열전소자(170)에 의해 상기 콜드하우징(10)이 국지적으로 가열되고, 이를 통해 상기 냉각봉(75) 주변의 온도만 낮게 형성시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 콜드하우징 20 : 공급배관
30 : 토출배관 50 : 냉각모듈
70 : 열전소자 71 : 냉각하우징
72 : 냉각면 73 : 방열하우징
74 : 발열면 75 : 냉각봉
76 : 방열핀 170 : 서브열전소자
30 : 토출배관 50 : 냉각모듈
70 : 열전소자 71 : 냉각하우징
72 : 냉각면 73 : 방열하우징
74 : 발열면 75 : 냉각봉
76 : 방열핀 170 : 서브열전소자
Claims (3)
- 유동되는 가스를 냉각시켜 가스 중의 부산물을 축적시키는 열전소자를 이용한 콜드트랩에 있어서,
가스를 유동시키는 콜드하우징(10); 상기 콜드하우징(10)에 연결되고, 상기 콜드하우징(10) 내부로 가스를 공급하는 공급배관(20); 상기 콜드하우징(10)에 연결되고 상기 콜드하우징(10)에서 토출되는 가스를 배출시키는 토출배관(30); 상기 콜드하우징(10)에 설치되고, 상기 콜드하우징(10)을 거쳐 유동되는 가스 냉각시킴으로서 상기 가스 중의 부산물을 응축시키는 냉각모듈(50)을 포함하고,
상기 냉각모듈(50)은
인가된 전원에 의해 펠티에 효과를 발생시키는 열전소자(70);
상기 열전소자(70)의 냉각면(72)에 설치되고 상기 펠티에 효과에 의한 냉각열을 상기 콜드하우징(10) 내부로 전도시키는 냉각하우징(71);
상기 냉각하우징(71) 내측에 설치되어 상기 콜드하우징(10) 내부로 삽입되게 배치되어 상기 열전소자(70)에 의해 냉각되는 냉각봉(75);
상기 열전소자(70)의 발열면(74)에 배치되어 상기 펠티에 효과에 의한 히팅열이 전도되는 방열하우징(73);
상기 방열하우징(73)에 설치되고, 전도를 통해 상기 방열하우징(73)의 열을 확산시키는 방열핀(76)을 포함하되,
상기 콜드하우징(10)에는 상기 냉각모듈(50)에 의해 냉각된 부분을 가열시키는 서브열전소자(170)가 더 배치되고, 상기 서브열전소자(170)는 상기 냉각봉(75)이 연장된 방향과 30도 내지 60도의 사이각을 형성하는 열전소자를 이용한 콜드트랩.
- 청구항 1에 있어서,
상기 콜드하우징(10)은 알루미늄 재질로 형성된 열전소자를 이용한 콜드트랩.
- 삭제
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120136572A KR101258826B1 (ko) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 열전소자를 이용한 콜드트랩 |
| PCT/KR2013/009300 WO2014084501A1 (ko) | 2012-11-28 | 2013-10-17 | 열전소자를 이용한 콜드트랩 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120136572A KR101258826B1 (ko) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 열전소자를 이용한 콜드트랩 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101258826B1 true KR101258826B1 (ko) | 2013-05-06 |
Family
ID=48665223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120136572A KR101258826B1 (ko) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 열전소자를 이용한 콜드트랩 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101258826B1 (ko) |
| WO (1) | WO2014084501A1 (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101390981B1 (ko) * | 2013-10-25 | 2014-05-02 | 주식회사 썬닉스 | 리무버가 설치된 번타입 스크러버 장치 |
| KR101416238B1 (ko) * | 2013-10-23 | 2014-07-09 | 주식회사 썬닉스 | 스크러버장치 |
| KR101469726B1 (ko) * | 2014-05-15 | 2014-12-05 | 주식회사 썬닉스 | 스크러버용 제습장치 |
| KR101485420B1 (ko) * | 2014-01-20 | 2015-01-26 | (주) 티에스코퍼레이션 | 산업시설용 콜드트랩 |
| KR20160029976A (ko) * | 2014-09-05 | 2016-03-16 | 씨에스케이(주) | 제습 장치 |
| KR20200046459A (ko) | 2018-10-24 | 2020-05-07 | 주식회사 티엠아이 | 멀티 파우더 트랩 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101117098B1 (ko) * | 2011-06-07 | 2012-03-06 | (주)아이프라즈마 | 반도체 제조 장비의 반응 부산물 포집장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100642528B1 (ko) * | 2006-07-13 | 2006-11-10 | 주식회사 미래보 | 반도체 생산장비에서의 자동교체식 부산물 포집장치 및그의 제어 방법 |
| KR100937160B1 (ko) * | 2009-05-15 | 2010-01-15 | 우주쎄미텍 주식회사 | 반도체 부산물 트랩 장치 |
| KR101207815B1 (ko) * | 2010-06-03 | 2012-12-05 | 한라공조주식회사 | 열전 발전 시스템 및 그 제어 방법 |
-
2012
- 2012-11-28 KR KR1020120136572A patent/KR101258826B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-10-17 WO PCT/KR2013/009300 patent/WO2014084501A1/ko active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101117098B1 (ko) * | 2011-06-07 | 2012-03-06 | (주)아이프라즈마 | 반도체 제조 장비의 반응 부산물 포집장치 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416238B1 (ko) * | 2013-10-23 | 2014-07-09 | 주식회사 썬닉스 | 스크러버장치 |
| KR101390981B1 (ko) * | 2013-10-25 | 2014-05-02 | 주식회사 썬닉스 | 리무버가 설치된 번타입 스크러버 장치 |
| KR101485420B1 (ko) * | 2014-01-20 | 2015-01-26 | (주) 티에스코퍼레이션 | 산업시설용 콜드트랩 |
| KR101469726B1 (ko) * | 2014-05-15 | 2014-12-05 | 주식회사 썬닉스 | 스크러버용 제습장치 |
| KR20160029976A (ko) * | 2014-09-05 | 2016-03-16 | 씨에스케이(주) | 제습 장치 |
| KR101629248B1 (ko) | 2014-09-05 | 2016-06-13 | 씨에스케이(주) | 제습 장치 |
| KR20200046459A (ko) | 2018-10-24 | 2020-05-07 | 주식회사 티엠아이 | 멀티 파우더 트랩 |
| KR102227543B1 (ko) * | 2018-10-24 | 2021-03-12 | 주식회사 티엠아이 | 멀티 파우더 트랩 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014084501A1 (ko) | 2014-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101258826B1 (ko) | 열전소자를 이용한 콜드트랩 | |
| Ding et al. | Advanced thermoelectric materials for flexible cooling application | |
| Kraemer et al. | High thermoelectric conversion efficiency of MgAgSb-based material with hot-pressed contacts | |
| Deng et al. | Experimental investigations on flow boiling performance of reentrant and rectangular microchannels–a comparative study | |
| Thiagarajan et al. | Bubble dynamics and nucleate pool boiling heat transfer on microporous copper surfaces | |
| Lee et al. | Design and experimental investigation of thermoelectric generators for wearable applications | |
| Gonçalves et al. | Thermoelectric properties of Bi2Te3/Sb2Te3 thin films | |
| Kim et al. | Efficient heat spreader using supersonically sprayed graphene and silver nanowire | |
| Shi et al. | Performance test of an ultra-thin flat heat pipe with a 0.2 mm thick vapor chamber | |
| Qi et al. | An ultra-thick all-diamond microchannel heat sink for single-phase heat transmission efficiency enhancement | |
| KR101390981B1 (ko) | 리무버가 설치된 번타입 스크러버 장치 | |
| Duan et al. | Interfacial thermal resistance and thermal rectification in carbon nanotube film-copper systems | |
| Machin et al. | A comparison of the ITS-90 among NPL, NIM, and CEM, above the silver point using high-temperature fixed points | |
| US11417816B2 (en) | Thermoelectric element and manufacturing method thereof | |
| Hwang et al. | Micro thermoelectric cooler: Planar multistage | |
| Lim et al. | Extraordinary enhancement of nucleate pool boiling on intrinsically biphilic graphene nanostructured surfaces | |
| Kim et al. | Thermal performance of carbon nanotube enhanced vapor chamber wicks | |
| EP3796405B1 (en) | Thermoelectric element | |
| KR101441067B1 (ko) | 드랍링이 설치된 스크러버 장치 | |
| Hirayanagi et al. | Micro thermal diode with glass thermal insulation structure embedded in vapor chamber | |
| Kim et al. | Planar-radial structured thermoelectric cooler for local hot spot cooling in mobile electronics | |
| WO2017164104A1 (ja) | 熱電モジュール発電評価装置 | |
| Dang et al. | Thermoelectric micro-refrigerator based on bismuth/antimony telluride | |
| WO2011110369A1 (en) | Apparatus for thermally treating semiconductor substrates | |
| He et al. | Visualized study and performance evaluation on a micro-grooved vapor chamber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160425 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |