KR101507684B1

KR101507684B1 - 전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지

Info

Publication number: KR101507684B1
Application number: KR20140025089A
Authority: KR
Inventors: 김경동; 성춘식; 이창린; 황정진; 이준호; 우동휘; 이지웅; 이용희
Original assignee: 주식회사 상진미크론
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-04-07

Abstract

본 발명은 전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지를 개시한다.
본 발명에 따르는 전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지는 코일인서트와, 상기 코일인서트 주위로 전류가 흐르는 전선이 감긴 코일단위체와, 상기 코일단위체의 하부에 위치하여 이를 지지하는 코일베이스를 배치하여 전자석코일모듈을 가조립하는 S1단계와, 상기 전자석코일모듈을 상기 전자석코일모듈의 형상에 대응하는 형상의 삽입홈을 구비한 성형몰드에 안착하는 S2단계와, 상기 성형몰드 일측면에 구비된 진공구에 음압을 인가하여 일측면에 구비된 필러유입구로 필러재를 유입시키는 S3단계 및 상기 필러재를 경화시키는 S4단계를 포함하는 특징이 있는데, 이에 의할 때, 전자석코일을 모듈화하여 자기부상스테이지의 제작이나 유지, 보수에 효율성을 기하고, 부상보조판의 배치위치를 변경하여 가동부의 전자기적 불평형이나 기하오차를 해소할 수 있다.

Description

전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지{Method of manufacturing electromagnet module and the moule thereof, supporting body therewith, cylindrical magnetic levitation stage therewith }

본 발명은 전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 전자석코일을 모듈화하여 자기부상스테이지의 제작이나 유지, 보수에 효율성을 기하고, 부상보조판의 배치위치를 변경하여 가동부의 전자기적 불평형이나 기하오차를 해소할 수 있는 전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지에 관한 것이다.

일반적으로 광학적 패턴을 형성하기 위한 방법은 미세 패턴 금형을 가공하고, 이 미세 패턴 금형을 이용하여 패턴을 성형하는 방법을 적용하고 있다.

특히, 최근 원통형금형의 경우 그 크기가 점차 대형화되는 추세에 따라 대형 크기의 원통형금형을 가공할 수 있는 수단이나 방법이 요구되고 있는데, 상기 원통형금형은 실린더 형상인 관계로, 금형 자체의 표면 균일도/원통도, 미세 패턴의 조밀도, 가공 깊이, 표면 조도, 포토레지스트 코팅층의 두께 등의 표면상태가 매우 중요하다.

최근 자기부상 원리로 상기 금형 실린더를 부상하여 비접촉으로 회전 및 축방향으로 이송시키면서 상기 금형 실린더 표면에 직접 나노미터 크기의 패턴을 새길 수 있는 새로운 형태의 스테이지와 실린더 표면에 빛을 조사하는 광원을 구현함으로써, 나노미터 크기의 오차로 위치를 능동 제어할 수 있는 등 기계가공에 의한 오차 및 외란을 실시간적으로 보정할수 있고, 결국 대형 크기의 금형 실린더 표면에 나노미터 크기의 패턴을 효율적으로 가공할 수 있는 한편, 스테이지와 조합되어 광원과 금형 실린더 표면 사이를 부분적으로 진공환경이 유지되도록 하는 차동 진공수단을 구현함으로써, X선이나 전자빔, 그리고 극자외선(EUV)과 같은 광원을 적용할 수 있는 자기부상 스테이지 및 노광장치가 제안되고 있다.

대한민국등록특허공보 제2011-67790호를 통하여 자세하게 살펴본다.

위 공보상 도 15, 16을 참고하여 설명하면, 상기 패터닝되는 금형 실린더(D)의 일 측에 배치되어 상기 금형 실린더(D)를 회전하는 회전용 실린더(12)와 상기 금형 실린더(D)의 타 측에 배치되어 상기 금형 실린더(D)를 직선 방향 이송하는 이송용 실린더(13)를 포함하며, 이때, 상기 이송용 실린더(13)는 이송용 실린더 고정부(15)에 의해 지지되며 상기 회전용 실린더(12)는 회전 실린더 고정부(14)에 의해 지지된다. 이와 같은 구성에 의해 상기 금형 실린더(D)가 이송 및 회전되면서 광원(22)에 의해 상기 금형 실린더(D)를 패터닝하게 되는데, 특히, 상기 회전용 실린더(12)와 이송용 실린더(13)에 매입된 영구자석(10a,10b)은 원통가공부의 내부에 축방향으로 끼워져 압입되는 형태로 설치되며, 상기 회전용 원통고정부(14)와 직선이송용 원통고정부(15)는 각각 회전용 원통가동부(12) 및 직선이송용 원통가동부(13)와 각각 짝을 이루면서 원통가동부를 비접촉 방식으로 지지하도록 전자석(11a,11b)이 마련되어 원통가동부측 영구자석에서 발생한 자속에 반발력을 생성하여, 이 반발력이 수직방향(Z)으로 부상력, X축 방향에 대한 회전방향(φ)에 의해 회전력을 만들게 된다. 아울러, 상기 원통형 자기부상 스테이지와 공기부상 선형 스테이지는 챔버(21)의 내부에 설치되고, 챔버(21)의 상부에는 광원(22)과 양옆으로 자기부상력 보조부(16a,16b)가 설치되며, 이때, 상기 광원(22)은 원통 금형에 빛을 조사하여 패턴을 가공하는 부분으로서, X선, 전자빔, 극자외선(EUV) 등이 적용되고, 상기 공기부상 선형 스테이지의 공기부상 고정부(18)의 경우, 챔버 밖으로 길게 연장되는 구조로 마련될 수 있으며, 이에 따라 공기부상 가동부(17)가 공기부상 고정부(18)를 따라 챔버 밖까지 이송될 수 있으며 이러한 노광장치에서는 원통형 자기부상 스테이지와 공기부상 선형 스테이지의 특성, 예를 들면 비접촉 회전 및 이송에 따른 나노미터 크기의 오차로 위치를 능동 제어할 수 있는 특성에 의해 대형 크기의 원통 표면에 직접 나노미터 크기의 패턴을 대면적으로 효과적으로 가공할 수 있게 되고, 광원(22)과 원통 금형 사이에 부분적으로만 진공환경을 조성하는 차동 진공부(23)를 제공하고 있다.

그런데 상술한 바와 같이 회전용 원통고정부(14)와 직선이송용 원통고정부(15)에 전자석(11a,11b)을 매립시키게 되어 사용중에 전자석에 유동이 발생되어 스테이지를 자주 보정하거나 전자석를 교체해야 하는 경우에 스테이지 전체를 분해하여야 하는 불편을 가지고 있었다.

또한, 부상보조판이 체임버에 고정되어 있어 가동부의 회전시 전자기적 불평형 또는 기하오차로 인해 가동자(회전자)와 흡인력 작용점이 기하적 중심으로부터 벗어나 평판부상보조판의 수평면을 따라 변동되는 문제와 이러한 변동은 수평 방향으로 2차적인 진동을 유발할 수도 있으며, 더 나아가 체임버가 변형되는 경우에 위치오차가 발생되는 문제 또한 존재하고 있었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전자석코일을 모듈화하여 자기부상스테이지의 제작이나 유지, 보수에 효율성을 기하고, 부상보조판의 배치위치를 변경하여 가동부의 전자기적 불평형이나 기하오차를 해소할 수 있는 전자석코일모듈의 제조방법, 그 코일모듈 그리고 코일모듈을 포함하는 전자석코일모듈고정자몸체 및 그의 원통형 자기부상스테이지를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 코일인서트와, 상기 코일인서트 주위로 전류가 흐르는 전선이 감긴 코일단위체와, 상기 코일단위체의 하부에 위치하여 이를 지지하는 코일베이스를 배치하여 전자석코일모듈을 가조립하는 S1단계와, 상기 전자석코일모듈을 상기 전자석코일모듈의 형상에 대응하는 형상의 삽입홈을 구비한 성형몰드에 안착하는 S2단계와, 상기 성형몰드 일측면에 구비된 진공구에 음압을 인가하여 일측면에 구비된 필러유입구로 필러재를 유입시키는 S3단계 및 상기 필러재를 경화시키는 S4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 S1단계의 코일단위체가 복수개인 경우에 상기 코일단위체와 코일단위체와의 사이에 그 간격을 유지하는 스페이서를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 S1단계의 코일단위체의 적어도 일측부에 측면지지블록을 더 배치할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 S3단계의 성형몰드 내부에 음압이 형성될 때까지 필러재 유입을 차단하는 S31단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 S3단계의 음압은 코일단위체, 코일인서트, 스페이스에 의한 조밀도에 따라 조절되는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 S3단계에서 유입된 필러재의 미세충진을 위한 대기시간을 부가하는 홀딩단계를 더 포함할 수 있다.

한편 본 발명은 상술한 제조방법에 의하여 제조되는 필러재로 부착되고 밀폐된 전자석코일모듈을 제공한다.

또한, 본 발명은 코일인서트와, 상기 코일인서트 주위로 전류가 흐르는 전선이 감긴 코일단위체가 필러재로 부착고정되며, 상기 코일단위체의 하부를 필러재로 부착하여 지지하는 코일베이스를 포함하되, 상기 코일베이스가 코일단위체와 마주하는 면에는 코일단위체의 코일리드선이 관통하는 코일리드선관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 코일단위체가 복수개인 경우에 상기 코일단위체와 코일단위체와의 사이에 그 간격을 유지하는 스페이서를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 코일단위체의 적어도 일측부에 측면지지블록을 더 구비할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 전자석코일모듈의 코일베이스가 안착되는 제1, 2측부수용홈이 구비된 제1, 2측벽부와, 상기 제1, 2측벽부에 연결되어 바닥을 형성하고, 상기 코일베이스가 안착될 수 있는 하부수용홈을 구비한 바닥부 및 상기 제1, 2측벽부와 바닥부와 연결되어 전부과 후부을 형성하고, 원통형금형이 안착되어 회전하거나 직선이송되는 개방홈을 구비한 전후벽부;를 포함하는 회전용 또는 직선이송용 전자석코일모듈고정자몸체로서, 상기 원통형금형과 개방홈이 맞닿는 전후벽부의 일부가 원호 형상의 음각인 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 제1, 2측부수용홈이 이루는 공간은 그 크기가 동일한 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제1, 2측부수용홈과 하부수용홈이 이루는 공간은 그 크기가 동일한 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1, 2측벽부와 전후벽부의 상부에 고정되는 부상보조모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 부상보조모듈은 부상보조판을 지지고정하는 부상보조판홀더를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 부상보조판은 그 단면이 원호 형상을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 후벽부에는 위치조절부재가 부착될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 위치조절부재는 XYZ스테이지인 것일 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 회전용, 직선이송용 전자석코일모듈고정자몸체를 상호 대향하여 배치하고 그 하부에서 지지하는 몸체플레이트를 포함하고, 상기 회전용, 직선이송용 전자석코일모듈고정자몸체에는 원통형금형이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상스테이지를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 원통형금형의 삽입홈 둘레로 클램핑슬리브가 구비되어 있는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 몸체플레이트는 그 하부에 리니어스테이지와 결합되어 직선이송이 가능한 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 전자석코일모듈고정자몸체의 하단부가 요홈(

)을 구비하고 있어 상기 몸체플레이트의 상단부 요철(

)을 따라 이동할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전자석코일을 모듈화하여 자기부상스테이지의 제작이나 유지, 보수에 효율성을 기하고, 부상보조판의 배치위치를 변경하여 가동부의 전자기적 불평형이나 기하오차를 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전자석코일모듈의 제조방법을 나타낸 공정순서도이며,
도 2는 본 발명의 전자석코일모듈 가조립체로서 회전용 전자석코일모듈 및 그 분해상태를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 전자석코일모듈 가조립체로서 직선이송용 전자석코일모듈 및 그 분해상태를 나타낸 도면이며,
도 4는 본 발명에 따르는 성형몰드을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 음압을 인가하고 필러재를 유입하는 메카니즘을 보여주는 도면이며,
도 6은 본 발명의 전자석코일모듈고정자몸체와 조립되는 전자석코일모듈, 전자석코일모듈고정자몸체에 삽입되어 사용되는 원통형금형의 가동부를 분리하여 나타낸 그림이고,
도 7은 본 발명의 원통형금형의 가동부를 분해한 사시도이며,
도 8은 본 발명에 따르는 회전용 전자석코일모듈고정자몸체와 부상보조모듈이 결합된 상태의 단면을 보여주는 그림으로, (a)는 전벽부와 후벽부의 사이를 (b)는 제1, 2측벽부 사이를 나타내고,
도 9는 본 발명에 따르는 직진이송용 전자석코일모듈고정자몸체와 부상보조모듈이 결합된 상태의 단면을 보여주는 그림으로, (a)는 전벽부와 후벽부의 사이를 (b)는 제1, 2측벽부 사이를 나타내며,
도 10은 본 발명에 따르는 회전용 전자석코일모듈고정자몸체와 부상보조모듈이 결합된 상태를 사시적으로 보여주되, (a)는 후벽부를 주로, (b)는 전벽부를 주로 나타내고,
도 11은 본 발명에 따르는 직진이송용 전자석코일모듈고정자몸체와 부상보조모듈이 결합된 상태를 사시적으로 보여주되, (a)는 후벽부를 주로, (b)는 전벽부를 주로 나타내며,
도 12는 본 발명의 원통형 자기부상스테이지를 보여주는 도면이고,
도 13은 본 발명의 원통형금형과 회전용가동부, 직선이송용가동부가 결합한 상태의 단면을 보여주는 그림이며,
도 14는 본 발명의 리니어스테이지를 사시적으로 보여주는 도면이고,
도 15, 16은 종래의 원통형 자기부상스테이지를 보여주는 그림이다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 대하여 아래에서와 같이, 실시 가능한 예를 들어 설명하나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

아울러, 종래 원통형 자기부상스테이지와 관련하여 본 명세서에 기재한 선행기술에 공개된 사항과 중복되는 설명과 도시를 중간에 생략할 수 있음은 물론이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

본 발명에 따르는 전자석코일모듈의 제조방법은 코일인서트와, 상기 코일인서트 주위로 전류가 흐르는 전선이 감긴 코일단위체와, 상기 코일단위체의 하부에 위치하여 이를 지지하는 코일베이스를 배치하여 전자석코일모듈을 가조립하는 S1단계와, 상기 전자석코일모듈을 상기 전자석코일모듈의 형상에 대응하는 형상의 삽입홈을 구비한 성형몰드에 안착하는 S2단계와, 상기 성형몰드 일측면에 구비된 진공구에 음압을 인가하여 일측면에 구비된 필러유입구로 필러재를 유입시키는 S3단계 및 상기 필러재를 경화시키는 S4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 전자석코일모듈의 제조방법을 나타낸 공정순서도이며, 도 2는 본 발명의 전자석코일모듈 가조립체로서 회전용 전자석코일모듈 및 그 분해상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 전자석코일모듈 가조립체로서 직선이송용 전자석코일모듈 및 그 분해상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따르는 성형몰드을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 음압을 인가하고 필러재를 유입하는 메카니즘을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 5를 참조하면, 본 발명의 전자석코일모듈의 제조방법 S1단계는 코일인서트(110)와, 상기 코일인서트 주위로 전류가 흐르는 전선이 감긴 코일단위체(120)와, 상기 코일단위체의 하부에 위치하여 이를 지지하는 코일베이스(130)를 배치하여 전자석코일모듈(100)을 가조립하는 공정이다.

여기서 상기 전자석코일모듈(100)은 회전용에 관한 것으로 직선이송용의 경우는 직선이송용 전자석코일모듈(100')로 회전용의 구성요소에 대응되는 구성요소는 도면에 프라임(')을 덧붙여 표기하며 기술적으로 다른 의미가 부여되는 경우에는 별도로 설명하며, 동일/유사한 부분은 회전용 전자석코일모듈(100)에 대한 설명으로 대체하기로 한다.

상기 코일인서트(110)는 전자석의 심재로 사용되는 것으로, 바람직하게 금속재로 구비될 수 있으며, 원통형 자기부상스테이지의 회전용이나 직선이송용으로 사용되는 용도에 따라 도 2, 3의 형상외에도 다양한 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 코일단위체(120)는 코일인서트(110)의 형상에 대응되게 전선이 감긴 형태의 구조체로 구비되며, 전류가 흘러야 되는 관계상 그 일단으로 코일리드선 1쌍(121)이 돌출되어 준비된다.

아울러, 상기 코일베이스(130)는 상기 코일인서트와 코일단위체를 받쳐주는 트레이(tray)임과 동시에 후술할 전자석코일모듈고정자몸체에 삽입되어 고정되는 지지부재로 사용될 수 있으며, 코일단위체에서 발생되는 열을 냉각시키는 공기나 냉매의 유동할 수 있는 냉각유로(132)가 그 내부로 형성될 수 있다.

또한, 전자석의 조절 영역이나 정밀한 자기장 형성을 위하여 코일단위체(120)와 코일인서트(110)가 복수개로 구비되는 경우에는 그 코일단위체와 코일단위체와의 사이에 그 간격을 유지하도록 스페이서(140)를 더 구비할 수 있다.

한편, 원통형 자기부상스테이지의 직선이송용으로 사용되는 전자석코일모듈의 경우에는 측면지지블록(150)을 코일단위체의 적어도 일측부에 더 배치할 수 있는데, 이는 회전용 전자석코일모듈 보다 직선이송용에 사용되는 코일단위체가 장평비가 더 클 수 있어서 코일베이스(130)에 안정적인 가결합을 유도하기 위함이다.

여기서 S1단계의 가결합은 용접이나 접착제와 같은 결합부재에 의하지 아니하고, 코일인서트(110), 코일단위체(120), 스페이서(140)을 코일베이스(130) 안치한 상태로 성형몰드(160)에 안착시키고, 공정을 거쳐 경화된 필러재에 의하여 결합하여 고정되는 것을 예정한다는 의미이다.

다음으로, S2단계는 가결합된 전자석코일모듈(100)을 상기 전자석코일모듈의 형상에 대응하는 형상의 삽입홈(162)을 구비한 성형몰드(160)에 안착하는 공정이다.

상기 삽입홈(162)는 회전용이나 직선이송용 전자석코일모듈의 형상에 대응되는 형상으로 구비되어 가결합되어 결합오차를 가진 전자석코일모듈의 오차없이 고정할 수 있다.

또한 상기 성형몰드(160)는 진공구(164)를 그 일측면에 구비하여 외부에 연결된 진공펌프(P)에 의하여 성형몰드 내부에 음압(대기압 보다 낮은 압력) 환경을 제공할 수 있다.

아울러 상기 성형몰드는 그 타측면에 구비된 필러유입구(1641)를 외부의 필러재공급부(PP)와 연결하도록 하여 필러재가 유입될 수 있다.

또한, 상기 성형몰드(160)는 성형기로서 다양한 형상으로 구비될 수 있으나, 몰드몸체(1601)과 몰드커버(166, 168)로 개방과 폐쇄가 가능한 형태로 사용될 수 있고, 밀폐의 효율을 높이기 위하여 오링과 같은 씰부재(169)를 개재할 수 있다.

한편, 상기 진공구(164)와 필러재유입구(1641)는 성형몰드(160)의 내부에 음압과 필러재의 원활한 유입을 위하여 성형몰드 대향면에 구비하여 음압을 인가하면서 필러재의 유입이 원활한 구성을 가지고 있으나, 후술한 음압 인가 방식이나 대기시간의 조절에 따라 핀홀(pin-hole)없이 필링이 가능할 수도 있으므로, 반드시 대향면에 구비하지 아니하고 인접면이나 더 나아가 동일면에 구비하여도 무방하다.

다음으로, S3단계를 보면, 상기 성형몰드(160) 일측면에 구비된 진공구(164)에 음압을 인가하여 일측면에 구비된 필러유입구(1641)로 필러재를 유입시키는 공정이다.

앞서 S2단계에서 설명한 바와 같이, 진공구(164)와 필러유입구(1641)가 형성되는 구조에 관하여 그 각각이 동일면이나 인접면, 대향면에 구비될 수 있다.

또한 상기 필러재는 전자석코일모듈(100) 내부로 침투가 가능하고 경화 및 내구성이 확보될 수 있는 소재인 한 이를 특별하게 한정할 필요는 없으며, 에폭시 소재로 저기체방출 타입이 사용될 수 있다.

한편, 성형몰드 내부에 음압이 형성될 때까지 필러재 유입을 차단할 수 있는데, 이는 필러재의 침투성, 확산성이 낮은 경우나 전자석코일모듈의 코일단위체, 코일인서트, 스페이스 부품간 조밀도가 높은 경우에 음압 인가 진행중에 필러재를 유입하면 전자석코일모듈로 필러재가 충분히 충진되기 어려울 수 있어, 소정 음압 환경이 몰드 내부에 형성된 후 필러재를 유입하거나 유입된 필러재의 미세충진을 위한 대기시간을 더 부가할 수 있다. 여기서 당연히, 충진이 진행중이거나 충진이 완료된 경우에 별도의 차폐수단(미도시)을 구비하여 필러재가 진공구(164)로 오버플로우(overflow)되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, S4단계를 보면, 상기 필러재를 경화시키는 공정인데, 유입된 필러재가 경화되는 형태는 자연경화, 열경화 및 자외선조사에 의한 경화가 가능한데, 특별히 열경화 타입의 경우에는 성형몰드(160)에 열선(H)을 구비하여 작업의 효율성을 제고할 수 있는데, 이 경우 전열선의 형태가 바람직하다.

한편, 본 발명에 따르는 전자석코일모듈(100, 100')은 상술한 제조방법으로 제조가능한데, 코일인서트(110, 110')와, 상기 코일인서트 주위로 전류가 흐르는 전선이 감긴 코일단위체(120, 120')가 필러재(미도시)로 부착고정되며, 상기 코일단위체(120)의 하부를 필러재로 부착하여 지지하는 코일베이스(130, 130')를 포함하되, 상기 코일베이스(130)가 코일단위체와 마주하는 면에는 코일단위체의 코일리드선이 관통하는 코일리드선관통홀(131, 도 6)을 구비하며, 여기서 도면번호는 회전용 전자석코일모듈(100)에 해당되고, 직선이송용 전자석코일모듈(100')의 경우에는 대응되는 구성요소에 대한 도면번호에 프라임(')을 표기하여 구별하기로 하는 것은 앞서와 같다.

상기 코일리드선관통홀(131)은 코일단일체가 복수개인 경우에 복수개로 구비될 수 있으나, 하나의 긴 형상의 슬릿(slit)으로 형성할 수도 있다.

또한, 상기 코일인서트(110)은 코일단위체가 열변형되는 것을 방지하기 위한 것으로 금속재를 사용할 수 있으나 바람직하게 베릴륨구리(BeCu)를 이용할 수 있다.

또한, 상기 코일베이스(130)은 코일단위체(120)과 마주하는 면에 관통홀을 구비하여 이를 통과한 코일리드선(121)이 외부로 돌출되어 전기공급부(미도시)나 제어부(미도시)에 연결된다.

여타 코일단위체(120), 필러재, 스페이서(140), 측면지지블록(150)에 대한 설명은 앞서와 같거나 유사하여 생략하며, 직선이용송 전자석코일모듈(100')의 경우도 마찬가지이다.

한편, 본 발명에 따르는 전자석코일모듈고정자몸체(200)는 첨부한 도 6 내지 10을 참조하여 보면, 상술한 전자석코일모듈의 코일베이스(130)가 안착되는 제1, 2측부수용홈이 구비된 제1, 2측벽부(210, 220)와, 상기 제1, 2측벽부에 연결되어 바닥을 형성하고, 상기 코일베이스가 안착될 수 있는 하부수용홈을 구비한 바닥부(230) 및 상기 제1, 2측벽부와 바닥부와 연결되어 전부과 후부을 형성하고, 원통형금형의 가동부(260)가 안착되어 회전하거나 직선이송되는 개방홈을 구비한 전후벽부(240, 250);를 포함하되, 상기 원통형금형의 가동부와 개방홈이 맞닿는 전후벽부의 일부가 원호 형상 음각의 착지면(244)을 구비할 수 있다.

여기서 상기 전자석코일모듈고정자몸체(200)는 회전용에 적용되는 몸체로 직선이송용의 경우에 대응하는 구성요소의 도면번호에는 프라임(')을 표기하여 구별하며, 별도의 언급이 없으면 회전용에 대한 동일한 설명으로 대체한다.

상기 제1, 2측벽부(210, 220)는 코일베이스(130)가 안착되는 제1, 2측부수용홈(212, 222)를 구비하여 상기 코일베이스(130)를 정렬하여 고정하고, 외부의 냉각파이프가 측벽유로홀(213)을 통하여 냉각유로(132)와 연결된다.

또한, 상기 바닥부(230)는 상기 제1, 2측벽부에 연결되어 바닥을 형성하고, 상기 코일베이스(130)가 안착될 수 있는 하부수용홈(232)을 구비하여 코일베이스 를 정렬시킨 후에 고정하게 된다.

아울러, 상기 전후벽부(240, 250)는 상기 제1, 2측벽부와 바닥부와 연결되어 전부과 후부을 형성하고, 원통형금형의 가동부(260)가 안착되어 회전하거나 직선이송되는 개방홈(242, 252)을 구비하고 있는데, 상기 개방홈(242, 252)은 전후벽부(240, 250)의 일부가 개방된 전부개방홈(242)와 후부개방홈(252)으로 이루어져 원통형금형의 회전용가동부(260)나 직선이송용가동부(260')가 위치하게 되며, 상기 가동부(260, 260')는 원통형금형(270, 도 12)에 마련된 금형삽입홈(미도시)에 삽입될 수 있는 원통형금형장착돌기(262, 262')와, 여기서 연장되어 가동부의 몸체를 이루는 가동부몸체(263)와, 상기 가동부몸체의 양단에 배치되되 상기 착지면(244)에 대응되는 형상으로 구비되는 1쌍의 착지부(264, 2641)를 구비하며, 상기 가동부몸체(263) 둘레로 복수개의 영구자석(266)이 배열되고, 이를 내입하는 가동하우징(267)이 체결될 수 있으며, 상기 원통형금형장착돌기(262)의 반대쪽 단부의 착지부(2641)에는 가동부플렌지(268)와 스케일링부(269)를 부착하여 상기 가동부(260)를 미세하게 조정할 수 있다.

또한, 상기 원통형금형의 가동부(260, 260')와 개방홈이 맞닿는 전후벽부의 일부가 원호 형상의 음각의 착지면(244)일 수 있는데, 상기 전부개방홈(242)와 후부개방홈(252)의 하부에 착지면(244)이 형성되어 전자석코일모듈(130)의 정렬에 오차의 발생을 방지하는 기준으로 삼을 수 있으며, 상기 전부개방홈(242)의 하부에는 간극센서(246)을 배치하여 가동부(260)와의 거리를 제어부(미도시)에 전송하여 자기력의 세기를 조절함으로써 소정 거리로 확보할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 후벽부(250)에는 위치조절부재(352)가 구비되어 가동부(260)의 스케일링부(269)의 스케일(scale)을 검출할 수 있는 센서인 로터리엔코더헤드(254)를 통하여 가동부(260)의 최적위치로 회전운동 제어를 할 수 있는데, 이는 통상의 XYZ스테이지일 수 있다.

상기 XYZ스테이지는 종래의 XYZ스테이지 구성을 사용할 수 있는 범위내에서 중복되는 설명은 생략하며, 레일(rail)구조의 X축이동부(X), Y축이동부(Y) 그리고 Z축이동부(Z)로 구성되고, 그 끝단에 로터리엔코더헤드(254)를 고정하여 제어부(미도시)와 연동되어 회전방향 계측 및 회전 운동을 조절할 수 있도록 한다.

또한, 직선이송용 가동부(260')의 착지부(2641')에 체결된 미러(270')는 인접하여 마운드된(mounted) 미러마운트(2701')에 의하여 팁-틸트 각도조절이 되며, 이에 의하여 원통형금형의 장방향 거리측정을 위해 레이저간섭계를 이용할 수 있다.

아울러, 상기 제1, 2측부수용홈(212, 222)이 이루는 공간은 그 크기가 동일한 것이거나 상기 제1, 2측부수용홈과 하부수용홈(232)이 이루는 공간은 그 크기가 동일한 것일 수 있는데, 여기에 삽입되는 전자석코일모듈(130)이 원동형금형의 가동부를 수평방향과 수직방향 변위를 조절하는 관계상 같은 크기로 구비되어 물리적으로 자기적으로 균형을 이루는데 이익이 될 수 있다.

한편, 상기 제1, 2측벽부와 전후벽부의 상부에 고정되는 부상보조모듈(300)을 더 포함하여 원통형금형의 가동부(260)가 수직방향으로 진동이나 외력에 의하여 불필요하게 유동하는 것을 방지할 수 있다.

상기 부상보조모듈은 부상보조판(310)을 지지고정하는 부상보조판홀더(320)를 포함할 수 있으며, 상기 부상보조판(310)은 그 단면이 원호 형상을 포함할 수 있어, 이는 회전 운전시 자력에 의한 흡인력 작용점이 평면을 따라 변동하는 것을 방지하여 진동을 저감시키게 된다.

또한, 상기 부상보조판홀더(320)는 부상보조판(310)을 고정하며, 원통형금형의 가동부(260)와 부상보조판(310) 사이의 간극을 조정할 수 있도록 상기 제1, 2측벽부와 전후벽부의 상부에 고정된 부상보조플레이트(330)에 부착되어 고정된다.

한편, 본 발명의 원통형 자기부상스테이지(400)을 도 12과 함께 설명하면, 회전용 전자석코일모듈고정자몸체(200)과 직선이송용 전자석코일모듈고정자몸체(200')가 상호 전벽부(240, 240')를 마주보도록 대향하고 있고, 이를 하부에서 몸체플레이트(410)가 지지하고 있다.

여기서, 상기 몸체플레이트(410)와 전자석코일모듈고정자몸체(200, 200')의결합관계는 볼트와 같은 고정부재로 고정되어 있을 수 있음은 물론, 원통형금형(270)의 크기가 다양해짐에 따라 가동부(260, 260')의 위치가 변경되므로 전자석코일모듈고정자몸체(200, 200')의 이동이 용이하도록 상기 몸체플레이트의 하단부가 요홈(

, 420)을 구비하고 있어 상기 몸체플레이트의 상단부 요철(

, 430)을 따라 이동하고 필요한 소정위치에서 요홈(420)의 일부에 마련된 몸체고정홀(440)을 통하여 볼트 등으로 고정될 수 있다.

또한 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, 원통형금형(270)의 삽입홈에 가동부(260, 260')의 원통형금형장착돌기(262, 262')가 삽입되어 고정되어 있음을 알 수 있다.

상기 원통형금형(270)은 다양한 크기 패턴의 형성을 위하여 그에 대응하는 다양한 크기로 구비되어 교체되어야 하는데, 종래에는 이와 가동부(260, 260')가 결합된 상태로 외부로 취출하여 다시 제작하고 이를 스테이지로 장착하는 번거로움을 겪고 더 나아가 영구자석(266, 266')에 의하여 쳄버(chamber)와 간섭되어 스테이지가 틀어질 수 있는 문제가 있었는데, 본 발명에서는 클램핑슬리브(272)를 두어 스테이지 내부에서 용이한 교체/장착이 가능하도록 한다.

상기 클램핑슬리브(272)는 다수의 유동홈을 가진 확경부(2721)와 확경회전부재(2722)로 구비되어 확경회전부재2722)를 회전시키면, 그 표면에 구비된 확경돌기가 유동홈을 따라 유동하게 되고, 이에 의하여 확경부(2721)가 확경하거나 축경하며 내입된 원통형금형장착돌기(262, 262')를 고정하거나 풀리도록 한다.

이러한 확경부(2721)와 확경회전부재(2722)는 확경과 축경이 가능한 구성인 한 통상의 구성을 이용할 수 있음은 물론이다.

또한, 또한, 상기 몸체플레이트(410)는 하부의 리니어스테이지(500)와 체결되어 직선이송용가동부(260')의 미세조정범위를 넘는 직선이동에 사용된다.

상기 리니어스테이지(500)는 도 14를 참조하면, 하부바디(510)이 지지하는 구조로 그 상부에 이송용레일(520)이 1쌍으로 구비되어 몸체플레이트(410)를 직선으로 이송가능하도록 하며, 상기 이송용레일(520)의 사이로 볼스크류(530)가 배치되고, 볼스크류(530)의 일단이 모터(540)에 의하여 회동되면서, 상기 몸체플레이트(410)의 하부에 고정된 부시(412)를 통하여 몸체플레이트(410)를 정밀하게 이동시키는 구성으로 되어 있다.

회전용 전자석코일모듈 100, 직선이송용 전자석코일모듈 100',
코일인서트 110, 110', 코일단위체 120, 120',
코일베이스 130, 130', 코일리드선 121,
코일리드선관통홀 131, 냉각유로 132,
스페이서 140, 측면지지블록 150,
성형몰드 160, 삽입홈 162,
진공구 164, 필러유입구 1641,
필러재공급부 PP, 몰드몸체 1601,
몰드커버 166, 168, 씰부재 169,
전자석코일모듈고정자몸체 200, 200', 제1, 2측부수용홈 212, 222,
측벽유로홀 213, 제1, 2측벽부 210, 220,
바닥부 230, 하부수용홈 232,
개방홈 242, 252, 전후벽부 240, 250,
착지면 244, 원통형금형의 가동부 260,
원통형금형장착돌기 262, 262', 가동부몸체 263,
영구자석 266, 원통형금형 270,
클램핑슬리브 272, 확경부 2721,
확경회전부재 2722, 부상보조모듈 300,
부상보조판 310, 부상보조판홀더 320,
부상보조플레이트 330, 원통형 자기부상스테이지 400,
몸체플레이트 410, 몸체고정홀 440,
요홈 420, 요철 430,
리니어스테이지 500, 하부바디 510,
이송용레일 520, 볼스크류 530,
모터 540

Claims

코일인서트와, 상기 코일인서트 주위로 전류가 흐르는 전선이 감긴 코일단위체와, 상기 코일단위체의 하부에 위치하여 이를 지지하는 코일베이스를 배치하여 전자석코일모듈을 가조립하는 S1단계;
상기 전자석코일모듈을 상기 전자석코일모듈의 형상에 대응하는 형상의 삽입홈을 구비한 성형몰드에 안착하는 S2단계;
상기 성형몰드 일측면에 구비된 진공구에 음압을 인가하여 일측면에 구비된 필러유입구로 필러재를 유입시키는 S3단계; 및
상기 필러재를 경화시키는 S4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 S1단계의 코일단위체가 복수개인 경우에 상기 코일단위체와 코일단위체와의 사이에 그 간격을 유지하는 스페이서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 S1단계의 코일단위체의 적어도 일측부에 측면지지블록을 더 배치하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 S3단계의 성형몰드 내부에 음압이 형성될 때까지 필러재 유입을 차단하는 S31단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 S3단계의 음압은 코일단위체, 코일인서트, 스페이스에 의한 조밀도에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 S3단계에서 유입된 필러재의 미세충진을 위한 대기시간을 부가하는 홀딩단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈의 제조방법.
제 1 내지 6 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조되는 필러재로 부착되고 밀폐된 전자석코일모듈.
코일인서트와, 상기 코일인서트 주위로 전류가 흐르는 전선이 감긴 코일단위체가 필러재로 부착고정되며, 상기 코일단위체의 하부를 필러재로 부착하여 지지하는 코일베이스를 포함하되,
상기 코일베이스가 코일단위체와 마주하는 면에는 코일단위체의 코일리드선이 관통하는 코일리드선관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈.
제 8 항에 있어서,
상기 코일단위체가 복수개인 경우에 상기 코일단위체와 코일단위체와의 사이에 그 간격을 유지하는 스페이서를 더 구비하는 것을 특징으로 전자석코일모듈.
제 8 항에 있어서,
상기 코일단위체의 적어도 일측부에 측면지지블록을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈.
제 8 내지 10 항 중 어느 한 항의 전자석코일모듈의 코일베이스가 안착되는 제1, 2측부수용홈이 구비된 제1, 2측벽부;
상기 제1, 2측벽부에 연결되어 바닥을 형성하고, 상기 코일베이스가 안착될 수 있는 하부수용홈을 구비한 바닥부; 및
상기 제1, 2측벽부와 바닥부와 연결되어 전부과 후부을 형성하고, 원통형금형이 안착되어 회전하거나 직선이송되는 개방홈을 구비한 전후벽부;를 포함하는 회전용 또는 직선이송용 전자석코일모듈고정자몸체로서,
상기 원통형금형과 개방홈이 맞닿는 전후벽부의 일부가 원호 형상의 음각인 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체.
제 11 항에 있어서,
상기 제1, 2측부수용홈이 이루는 공간은 그 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체.
제 11 항에 있어서,
상기 제1, 2측부수용홈과 하부수용홈이 이루는 공간은 그 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체.
제 11 항에 있어서,
상기 제1, 2측벽부와 전후벽부의 상부에 고정되는 부상보조모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체.
제 14 항에 있어서,
상기 부상보조모듈은 부상보조판을 지지고정하는 부상보조판홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체.
제 15 항에 있어서,
상기 부상보조판은 그 단면이 원호 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체.
제 11 항에 있어서,
상기 후벽부에는 위치조절부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체.
제 17 항에 있어서,
상기 위치조절부재는 XYZ스테이지인 것을 특징으로 하는 전자석코일모듈고정자몸체.
제 11 항의 회전용, 직선이송용 전자석코일모듈고정자몸체를 상호 대향하여 배치하고 그 하부에서 지지하는 몸체플레이트;를 포함하고,
상기 회전용, 직선이송용 전자석코일모듈고정자몸체에는 원통형금형이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상스테이지.
제 19 항에 있어서,
상기 원통형금형의 삽입홈 둘레로 클램핑슬리브가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상스테이지.
제 19 항에 있어서,
상기 몸체플레이트는 그 하부에 리니어스테이지와 결합되어 직선이송이 가능한 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상스테이지.
제 19 항에 있어서,
상기 전자석코일모듈고정자몸체의 하단부가 요홈(
)을 구비하고 있어 상기 몸체플레이트의 상단부 요철(
)을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 원통형 자기부상스테이지.