KR101381676B1

KR101381676B1 - 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치

Info

Publication number: KR101381676B1
Application number: KR1020120118943A
Authority: KR
Inventors: 김윤호
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-04-17

Abstract

본 발명은 알루미늄 열증착 공정 시에 알루미늄 와이어를 튜브형태의 주입기로 증발원에 알루미늄을 주입하는 알루미늄 와이어 주입 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치는 알루미늄 와이어 저장부,
알루미늄 와이어가 휘어지지 않고 관통하도록 튜브형태로 이루어진 주입기,알루미늄 와이어를 절단해 주는 커팅기, 알루미늄 조각을 증발원 쪽으로 이동해 주는 이송 수단, 주입기와 증발원 사이에 설치되어 개폐동작하는 셔터, 주입기와 상기 셔터가 연동되도록 구성되는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면 알루미늄 와이어를 필요한 양만큼 컷팅하여 증발원에 주입하고, 많은 양의 알루미늄을 저장하여 장시간 동안 공급해 줄 수 있는 효과가 있고, 셔터와 연동되는 실린더 구조로 된 주입기가 주입 시에만 증발원에 노출되기 때문에 주입기에 열이 전도되지 않아 알루미늄이 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치{Aluminum Wire Feeding Apparatus of Thermal Evaporator}

본 발명은 열증발 증착 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 상태에서 알루미늄을 가열하여 기체 상태로 기판에 증착시키는 열증발증착 공정을 할 때, 튜브 형태의 주입기를 구비하여 알루미늄 와이어를 필요한 양만큼 컷팅하여 알루미늄을 장시간 동안 공급해 주고, 증발원으로부터 일정 거리를 두고 알루미늄을 공급하게 되어 증발원에서 전도되는 열로 인해 알루미늄의 변형이 일어나는 취약함을 보완해 주며 파티클(particle)를 감소시켜 고장률을 낮춰주는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치에 관한 것이다.

반도체 증착 공정 가운데 PVD(Physical Vapor Deposition)의 한 방법으로 LED과 같은 광반도체 제조시 열증발증착기(thermal evaporator)를 이용하여 알루미늄 박막을 기판에 증착시킬 때, 종래에는 알루미늄이 공급되는 방식이 파레트 타입(pallet type)으로 공정이 이루어졌다.

도 1은 파레트 타입(pallet type)의 알루미늄 주입기(10)의 평면도를 도시한 것으로, 알루미늄이 구슬형태로 동일한 질량으로 형성되어 각 홀(11)에 하나씩 삽입된 후 주입기가 회전하면서 증발원(12) 위에서 하나씩 주입된다.

이러한 방식은 알루미늄이 구슬형태로 동일한 질량으로 주입되기 때문에 크기가 제한적이고 질량이 모두 같으므로 증착 공정시 필요한 만큼의 알루미늄을 주입하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 알루미늄을 공급하는 주입기가 따로 구비되지 않고 증발원에서 위에서 주입되었기 때문에 증발원에서 발생하는 열이 알루미늄에 전달되어 온도에 따른 영향을 많이 받았으며, 파레트 타입(pallet type)으로 알루미늄을 주입할 때, 파레트가 회전하면서 파티클(particle)이 많이 부착되어 고장률이 높은 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 증착 공정을 할 때 알루미늄이 와이어로 주입되므로 증착에 필요한 양만큼 커팅기로 잘라 알루미늄을 주입할 수 있고, 파레트 타입(pallet type) 대신 알루미늄 와이어를 사용하여 많은 양의 알루미늄을 대기 중에 노출시키지 않고 알루미늄을 증발원에 공급하는데 목적이 있다.

또한, 증발원과 거리를 두고 알루미늄을 주입할 수 있기 때문에 증발원에서 전달되는 열전도를 낮게 하여 온도에 따른 영향을 많이 받아 알루미늄이 열에 의해 변형되는 현상을 방지하는데 그 목적이 있다.

아울러, 파레트 타입(pallet type) 알루미늄 주입기에서 발생하는 파티클(particle)로 인한 고장을 방지하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치에서는 알루미늄 와이어가 감겨 저장되는 알루미늄 와이어 저장부와, 상기 알루미늄 와이어 저장부에서 유입되는 상기 알루미늄 와이어가 휘어지지 않고 관통하도록 튜브형태로 이루어진 주입기와, 상기 주입기 내부에 위치하여 상기 알루미늄 와이어를 절단해 주는 커팅기와, 상기 커팅기에서 절단된 알루미늄 조각을 증발원 쪽으로 이동해 주는 이송 수단과, 상기 주입기와 증발원 사이에 설치되어 개폐동작하는 셔터와, 상기 주입기와 상기 셔터가 연동되도록 구성되는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 주입기는 실린더 구조로 형성되어 상기 알루미늄 조각을 증발원에 주입해 줄 수 있다.

또한, 상기 주입기는 상기 알루미늄 와이어 저장부와 연결되는 부분이 상기 알루미늄 와이어로 긁히지 않도록 입구의 직경이 넓어질 수 있다.

아울러, 상기 주입기는 열전도율이 60~170Kcal/℃인 재질로 형성될 수 있다.

본 발명에서, 상기 이송 수단은 별도의 구동수단에 의해 회전하는 한 쌍의 기어로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 기어는 상기 알루미늄 조각이 삽입 가능한 홈이 형성되어 한 쌍의 기어가 맞물려 회전하면서 상기 알루미늄 조각을 상기 주입기 하단으로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 커팅기는 상기 알루미늄 와이어를 질량이나 길이 단위로 절단할 수 있다.

아울러, 상기 셔터는 실린더 구조로 설치되어 수직방향으로 승강동작하여 개폐할 수 있다.

그리고, 상기 셔터는 증발원으로부터 열이 상기 주입기로 전도되는 것을 차단하기 위해 차폐되고, 알루미늄 와이어를 주입할 때에는 개방될 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 주입기의 하단이 하방향으로 이동될 때 상기 셔터는 개방되고, 상기 주입기의 하단이 상방향으로 이동될 때에는 상기 셔터가 차폐되도록 제어할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 알루미늄을 진공 상태에서 가열 증발시켜 기판에 알루미늄 박막을 형성하는 알루미늄 증착 공정을 할 때 알루미늄 와이어를 사용하여 많은 양의 알루미늄을 공기 중에 노출시키지 않고 장기간 주입할 수 있고, 알루미늄 주입기에 컷팅기가 설치되어 알루미늄 와이어를 증착 공정에 필요한 양만큼 조절하여 절단하여 주입할 수 있다. 또한, 튜브형태의 주입기가 구비되어 알루미늄을 주입할 때 열전도율이 높아 온도에 따른 영향을 많이 받는 알루미늄을 증발원으로부터 일정 간격을 두고 공급할 수 있게 되어 알루미늄이 변형되는 것을 방지해 주며, 파레트 타입으로 알루미늄을 주입하는 과정에서 발생하는 파티클(particle)로 인해 발생하는 고장을 방지해 주는 효과가 있다.

도 1은 종래 파레트 타입(pallet type)의 알루미늄 주입기를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예로 알루미늄 와이어 주입 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예로 알루미늄 와이어 주입 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 알루미늄 와이어 주입 장치 중 주입기와 셔터의 동작을 나타내는 측면도이다.

이하, 본 발명의 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예로 알루미늄 와이어 주입 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예로 알루미늄 와이어 주입 장치를 나타내는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치는 증착 공정에 필요한 질량만큼 증발원(160)에 알루미늄을 주입할 수 있도록 알루미늄 와이어(a)를 커팅하여 주입하는 장치로 알루미늄 와이어 저장부(110), 커팅기(120), 이송 수단(130), 주입기(140), 셔터(150), 제어부를 포함한다.

도 2는 본 발명의 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치를 도시한 것으로, 상기 알루미늄 와이어 저장부(110)에 상기 알루미늄 와이어(a)가 감겨 저장되고 상기 주입기(140)를 따라 이동되어 증발원(160)에 주입된다.

더욱 상세하게는, 상기 알루미늄 와이어 저장부(110)에는 많은 양의 상기 알루미늄 와이어(a)가 감겨 저장되기 때문에 알루미늄이 대기에 노출되지 않고 장시간 동안 알루미늄을 주입할 수 있다. 상기 알루미늄 와이어(a)는 상기 알루미늄 와이어 저장부(110)에서 상기 주입기(140)로 주입되는데 이때 상기 주입기(140)에 상기 알루미늄 와이어(a)가 긁히지 않도록 상기 주입기(140)의 입구가 넓게 형성된다.

또한, 상기 주입기(140)는 튜브형태로 구비되어 상기 알루미늄 와이어(a)가 휘어지지 않고 주입될 수 있다.

도 3은 상기 알루미늄 와이어(a)가 상기 커팅기(120)에서 절단되어 상기 이송 수단(130)에 의해 상기 알루미늄 조각(b)이 상기 주입기(140) 하단으로 이동되는 과정을 보여준다. 더욱 상세히 설명하면, 상기 알루미늄 와이어 저장부(110)에서 상기 알루미늄 와이어(a)가 휘어지지 않고 관통하도록 튜브형태로 이루어진 상기 주입기(140)로 연결 투입되는데 상기 알루미늄 와이어(a)가 상기 주입기(140)에 긁히지 않도록 상기 주입기(140)의 입구는 깔대기 형상으로 넓게 형성된다. 하지만 깔대기 형상에 한정되지 않고 상기 알루미늄이 상기 주입기(140) 입구에 긁히지 않는 구조라면 어떠한 형상으로 형성되어도 상관없다.

또한, 상기 주입기(140)에 투입된 상기 알루미늄 와이어(a)는 상기 주입기(140) 상단 내부에 설치되어 있는 상기 커팅기(120)에서 증착 공정에 필요한 양만큼 질량이나 길이 단위로 절단되는데, 절단된 상기 알루미늄 조각(b)은 상기 이송 수단(130)에 의해 상기 주입기(140) 하부로 이동되어 상기 증발원(160)에 주입된다.

본 발명의 실시예에서 상기 이송 수단(130)은 별도의 구동수단에 의해 회전하는 한 쌍의 기어로 구비되는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 이송장치로 대체될 수 있다.

상기 기어는 상기 알루미늄 조각(b)이 삽입 가능한 홈이 형성되어 한 쌍의 기어가 맞물려 회전하면서 상기 알루미늄 조각(b)을 상기 주입기(140) 하단으로 이동시켜 준다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 알루미늄 와이어 주입 장치 중 주입기와 셔터의 동작을 나타내는 측면도이다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 실시예로, 상기 알루미늄 조각(b)이 상기 증발원(160)으로 주입될 때, 상기 주입기(140)와 상기 셔터(150)가 연동되는 것을 도시한 것으로, 상기 제어부가 상기 주입기의 하단(142)이 하방향으로 이동될 때 상기 셔터는 개방되고, 상기 주입기의 하단(142)이 상방향으로 이동될 때에는 상기 셔터(150)가 차폐되도록 제어한다.

또한, 상기 주입기(140)는 실린더 구조로 상기 주입기 상단(144)은 고정되어 있고, 상기 주입기 하단(142)에 연결된 피스톤(도시되지 않음)과 피스톤 로드(도시되지 않음)가 압력으로 인해 상기 주입기 하단(142)이 상하직선으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 주입기 하단(142)이 상기 증발원(160) 쪽으로 직선이동하여 상기 주입기(140)의 주입구가 상기 증발원(160)까지 이동되어 상기 알루미늄 조각을 주입한다. 아울러, 상기 셔터(150)는 상기 주입기(140)와 상기 증발원(160) 사이에 설치되어 수직방향으로 승강동작하여 개폐하는데, 상기 주입기 하단(142)이 하방향으로 이동할 때 연동되어 개방되고, 주입 공정이 끝난 뒤에는 상기 주입기 하단(142)이 상기 주입기(140) 상방향으로 직선이동되면서 상기 셔터(150)는 차폐된다. 이와 같이 상기 셔터(150)가 상기 알루미늄 조각(b)을 상기 증발원(160)에 주입할 때에만 상기 주입기(140)가 상기 증발원(160)으로부터 발생하는 열에 노출되기 때문에 상기 주입기(140)로 전도되는 열을 차단해 주어 열전도율이 높은 알루미늄이 상기 증발원(160)의 열에 의해 변형되는 것을 방지해 주며, 주입 공정 중에 발생하는 파티클(particle)로 인해 상기 주입기(140)의 주입구가 막히는 문제점이 해결된다.

아울러, 상기 주입기(140)는 알루미늄의 열전도율(170Kcal/℃)보다 낮은 재질로 형성되는데, 바람직하게는 열전도율이 60~170Kcal/℃인 재질로 형성되는 것이 좋다. 예컨대, 상기 주입기(140)는 서스(SUS)나 세라믹과 같은 재질로 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 : 알루미늄 와이어 주입장치 110 : 알루미늄 와이어 저장부
120 : 커팅기 130 : 이송수단
140 : 주입기 142: 주입기 하단
144 : 주입기 상단 150 : 셔터
160 : 증발원

Claims

알루미늄 와이어가 감겨 저장되는 알루미늄 와이어 저장부;
상기 알루미늄 와이어 저장부에서 유입되는 상기 알루미늄 와이어가 휘어지지 않고 관통하도록 튜브형태로 이루어진 주입기;
상기 주입기 내부에 위치하여 상기 알루미늄 와이어를 절단해 주는 커팅기;
상기 커팅기에서 절단된 알루미늄 조각을 증발원 쪽으로 이동해 주는 이송 수단;
상기 주입기와 증발원 사이에 설치되어 개폐동작하는 셔터; 및
상기 주입기와 상기 셔터가 연동되도록 구성되는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 주입기의 하단이 하방향으로 이동될 때 상기 셔터는 개방되고, 상기 주입기의 하단이 상방향으로 이동될 때에는 상기 셔터가 차폐되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
제1항에 있어서,
상기 주입기는 실린더 구조로 형성되어 상기 알루미늄 조각을 증발원에 주입해 주는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
제1항에 있어서,
상기 주입기는 상기 알루미늄 와이어 저장부와 연결되는 부분이 상기 알루미늄 와이어로 긁히지 않도록 입구의 직경이 넓어지는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
제1항에 있어서,
상기 주입기는 열전도율이 60~170Kcal/℃인 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
제1항에 있어서,
상기 이송 수단은 별도의 구동수단에 의해 회전하는 한 쌍의 기어로 구비되는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
제5항에 있어서,
상기 기어는 상기 알루미늄 조각이 삽입 가능한 홈이 형성되어 한 쌍의 기어가 맞물려 회전하면서 상기 알루미늄 조각을 상기 주입기 하단으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
제1항에 있어서,
상기 커팅기는 상기 알루미늄 와이어를 질량이나 길이 단위로 절단하는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
제1항에 있어서,
상기 셔터는 실린더 구조로 설치되어 수직방향으로 승강동작하여 개폐하는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
제8항에 있어서,
상기 셔터는 증발원으로부터 열이 상기 주입기로 전도되는 것을 차단하기 위해 차폐되고, 알루미늄 와이어를 주입할 때에는 개방되는 것을 특징으로 하는 열증발 증착 장비의 알루미늄 와이어 주입 장치.
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