KR101535063B1

KR101535063B1 - Dual spray casting apparatus

Info

Publication number: KR101535063B1
Application number: KR1020130157865A
Authority: KR
Inventors: 김원용; 이병수
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-07-09
Also published as: KR20150051853A

Abstract

본 발명은 기판이 배치되는 내부 공간이 형성된 작업 챔버의 상측에 배치되고, 용융된 제1 소재를 고압 냉각 가스와 함께 상기 작업 챔버 내로 공급하면서 상기 용융된 제1 소재를 미세 분말 형태로 상기 기판에 분사하는 제1 어셈블리; 상기 작업 챔버의 상측에 배치되고, 용융된 제2 소재를 고압 냉각 가스와 함께 상기 작업 챔버 내로 공급하면서 상기 용융된 제2 소재를 미세 분말 형태로 상기 기판에 분사하는 제2 어셈블리; 및 상기 제2 어셈블리에 내장되고, 상기 기판에 분사하기 전과 상기 기판에 분사할 때 상기 제2 소재가 응집되는 것을 방지하는 제3 어셈블리;를 포함하며, 상기 기판에 분사된 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재가 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하여, 저열팽창 금속복합소재의 제조를 위하여 요구되는 조건을 충족하는 신뢰도 높은 제품의 생산이 가능하도록 하는 이중 분사주조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, which is disposed on an upper side of a work chamber in which an internal space in which a substrate is disposed is formed and supplies the molten first material into the working chamber together with a high- A first assembly for spraying; A second assembly disposed on the upper side of the working chamber and supplying the molten second material into the working chamber together with the high pressure cooling gas while spraying the molten second material in the form of fine powder onto the substrate; And a third assembly embedded in the second assembly and preventing the second material from agglomerating before spraying onto the substrate and spraying onto the substrate, The present invention relates to a dual injection casting apparatus capable of producing a highly reliable product satisfying the conditions required for the production of a low thermal expansion metal composite material by uniformly distributing the second material.

Description

[0001] DUAL SPRAY CASTING APPARATUS [0002]

본 발명은 이중 분사주조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저열팽창 금속복합소재의 제조를 위하여 요구되는 조건을 충족하는 신뢰도 높은 제품의 생산이 가능하도록 하는 이중 분사주조 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a dual injection casting apparatus, and more particularly, to a dual injection casting apparatus capable of producing a highly reliable product satisfying the conditions required for manufacturing a low thermal expansion metal composite material.

최근, 반도체 장치의 구조가 복잡화, 미세화되는 것에 대응하기 위하여 수십개의 웨이퍼를 한 번에 처리하는 기존의 배치식(batch type) 제조장치보다는, 복잡한 공정을 하나로 하여 웨이퍼를 한 장씩 처리하는 매엽식 제조장치가 많이 적용되는 추세이다.In recent years, in order to cope with the complication and miniaturization of the structure of a semiconductor device, a conventional batch type production apparatus which processes dozens of wafers at a time is more preferable than a batch type production apparatus in which a wafer is processed one by one, Devices are becoming more popular.

이러한 매엽식 제조장치내에서 사용되는 소모성 핵심 부품으로는 균열통, 보드(Board), 서셉터(Susceptor) 및 챔버 내 상하부 전극, 디퓨져, 샤워 헤드(shower head)등을 들 수 있다.Examples of consumable core components used in such a single wafer production apparatus include crack tubes, boards, susceptors, upper and lower electrodes in a chamber, a diffuser, and a shower head.

이중, 서셉터는 반도체 및 LCD 디스플레이의 제조 공정 중 CVD(Chemical Vapor Deposition, 화학적 기상 증착) 공정시 유리 기판이 놓이는 곳으로, 유리 기판을 지지하는 동시에 유리 기판을 CVD 공정에 필요한 온도까지 올려주는 반도체 및 디스플레이 제조 공정에 필요한 핵심 부품이라 할 수 있다.The susceptor is a place where the glass substrate is placed during the CVD (Chemical Vapor Deposition) process during the manufacturing process of the semiconductor and the LCD display. The susceptor is a semiconductor which supports the glass substrate and raises the glass substrate to a temperature required for the CVD process And the key components necessary for the display manufacturing process.

따라서, 반도체, 디스플레이, 솔라셀 등의 서셉터용 소재는 지속적인 열피로조건에 노출되기 때문에 저열팽창 특성을 가지는 세라믹소재 (AlN, Al₂O₃, Y₂O₃) 또는 금속복합소재 (Al-Si계 합금)가 적용되고 있다.Therefore, since a susceptor material such as a semiconductor, a display, and a solar cell is exposed to a continuous thermal fatigue condition, a ceramic material (AlN, Al ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ ) or a metal composite material (Al- Si-based alloy).

이러한 서셉터용 소재는 장시간 운전에 대응할 수 있도록 소재의 내구성을 중시하므로, 열적 취성에 약한 세라믹 소재보다는 제조공정이 복잡한 금속복합소재를 요구한다.Such a susceptor material requires a metal composite material that is complicated in manufacturing process, rather than a ceramic material that is weak in thermal brittleness, because it emphasizes durability of the material in order to cope with long operation.

또한, 반도체 기판의 면적이 커지고 구경이 커짐에 따라 전체 공정에 걸쳐서 기판을 더 이상 기계적으로 클램핑할 수 없게 된 바, 이러한 기술적 난점을 해결하기 위해 정전기를 이용해 기판을 잡아주는 정전척(Electrostatic Chuck, ESC) 기능 또한 갖추어야 한다.Further, as the area of the semiconductor substrate is increased and the diameter of the semiconductor substrate is increased, the substrate can no longer be mechanically clamped over the entire process. To solve this technical difficulty, an electrostatic chuck, ESC) function.

따라서, 기판의 면적이 커짐에 따른 히터 단선 및 표면 절연층 파단을 억제할 수 있으며, 내플라즈마성과 내부식성을 가지면서, 고도화된 표면 코팅 공정 기술에 의하여 제작된 소재의 개발과 함께, 큰 면적에 걸친 온도 분포의 균일성을 향상시킴은 물론, 큰 면적을 지닌 서셉터의 가열 및 냉각 속도를 증대시키고, 고온의 서셉터라도 정전척 기능을 동시에 수행할 수 있으며, 부품의 공급 가격을 낮출 수 있도록 하는 제품을 제공하는 것이 반도체 소자와 장비 업체들의 기술적 요구 사항이라 할 수 있다.Accordingly, it is possible to suppress the breakage of the heater and breakage of the surface insulating layer as the area of the substrate increases, and to develop materials made by the advanced surface coating process technique with plasma and corrosion resistance, It is possible to improve the uniformity of temperature distribution over a wide area and to increase the heating and cooling speed of the susceptor having a large area and to simultaneously perform the electrostatic chucking function even at a high temperature susceptor, The technical requirements of semiconductor devices and equipment manufacturers.

그러나, 위에서 열거한 엄격한 요구 사항 중에서 저열팽창 금속복합소재의 제조를 위해서는 합금원소인 Si함량이 50%이상 요구되며 알루미늄 기지에 20㎛ 이하의 미세한 초정 Si 입자가 균일하게 분포되어야 하기 때문에 소재 생산을 위한 기반기술 및 공정기술의 개발에 어려움이 있는 것이다.However, among the strict requirements listed above, in order to manufacture a low-thermal expansion metal composite material, the Si content of the alloy element is required to be 50% or more, and the finely divided Si particles of 20 μm or less in the aluminum matrix must be uniformly distributed. And it is difficult to develop the base technology and the process technology.

이러한, 소재 생산을 위한 기반기술 및 공정기술은 국내의 유명 대형 반도체 디스플레이 업체에서는 어느 정도 확보되어 있는 반면, 상기에 전술한 서셉터 등 후방 장치 산업의 핵심 소모부품 제조 기술은 원천기술의 부족으로 해외 의존도가 높은 상황이다.While the base technology and the process technology for producing such materials are secured to some extent in a large-sized semiconductor display companies in Korea, the core consumable parts manufacturing technology of the above- It is a highly dependent situation.

한편, 저열팽창 금속복합소재의 제조를 위한 분사주조 공정은 급속응고에 의한 조직 미세화를 통해 종래에 얻을 수 없는 열적, 물리적, 기계적 특성등 동시에 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다.On the other hand, the injection casting process for the production of the low thermal expansion metal composite material has an advantage that it can be obtained simultaneously with thermal, physical, and mechanical characteristics that can not be obtained through conventional microfabrication by rapid solidification.

즉, 분사주조 공정은 용융금속을 불활성 보호 분위기하에서 고속, 고압의 불활성가스를 이용하여 미세한 액적들로 분무화하면서 동시에 이렇게 생성된 미세한 액적들이 요구되는 형상을 갖는 기판위에 고속으로 충돌시켜 매우 얇은 판상으로 적층시키는 것이다.That is, the injection casting process atomizes the molten metal into fine droplets using an inert gas at high speed and high pressure under an inert protective atmosphere, and at the same time, the generated fine droplets collide at high speed on a substrate having a desired shape to form a very thin plate- .

따라서, 분사주조 공정은 용융, 분무화, 그리고 적층을 포함한 주요 공정이 불활성 가스분위기 내에서 수행되므로 불순물원소나 외부에서 혼입될 수 있는 오염물질들의 영향을 최소화시킬 수 있으며, 고품질의 제품생산이 가능하며 기판의 형상 및 운동 상태, 그리고 분무노즐의 종류 및 운동 상태를 제어함으로서 최종 형상에 근접한(near-net-shape) 제품생산이 가능한 장점이 있다.Therefore, the injection casting process is performed in an inert gas atmosphere, the main processes including melting, atomization, and lamination are carried out to minimize the influence of contaminants which may be mixed in the impurity element or externally, and to produce high quality products And it is possible to produce a near-net-shape product by controlling the shape and the motion state of the substrate, the kind and the motion state of the spray nozzle, and the like.

또한, 분사주조 공정은 분산강화, 조직의 미세화, 고용도의 증가, 균일한 상분포 및 편석상의 제거와 같은 급속응고의 장점을 갖추고 있기 때문에 분사주조법은 단일공정으로서 급속응고의 효과와 최종 형상에 근접한(near-net-shape) 제품의 제조공정을 결합시킨 공정이라 할 수 있다.In addition, since the injection casting process has the advantages of rapid solidification such as strengthening of dispersion, fine structure, increase of solidity, removal of uniform phase distribution and segregation phase, the injection casting process is a single process, Which is a process combining near-net-shape product manufacturing processes.

그러나, 상기와 같은 분사주조 공정의 장점에도 불구하고, 전술한 분사주조 공정은 표면거칠기 및 분사주조재에 미소기공이 존재하는 등의 한계점을 가지고 있다.However, despite the advantages of the injection casting process as described above, the above-described injection casting process has limitations such as the surface roughness and the presence of micropores in the spray holder.

또한, 분사주조 공정은 적용 가능한 소재가 대부분 금속소재에 한정되어 있어 복합소재의 적용이 어려운 문제가 있었다.
In addition, the injection casting process has a problem that it is difficult to apply a composite material because most applicable materials are limited to metal materials.

등록특허 제10-0508344호Patent No. 10-0508344 공개특허 제10-2010-0112016호Published Patent No. 10-2010-0112016

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 저열팽창 금속복합소재의 제조를 위하여 요구되는 조건을 충족하는 신뢰도 높은 제품의 생산이 가능하도록 하는 이중 분사주조 장치를 제공하기 위한 것이다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a dual injection casting apparatus capable of producing a highly reliable product satisfying the conditions required for manufacturing a low thermal expansion metal composite material.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판이 배치되는 내부 공간이 형성된 작업 챔버의 상측에 배치되고, 용융된 제1 소재를 고압 냉각 가스와 함께 상기 작업 챔버 내로 공급하면서 상기 용융된 제1 소재를 미세 분말 형태로 상기 기판에 분사하는 제1 어셈블리; 상기 작업 챔버의 상측에 배치되고, 용융된 제2 소재를 고압 냉각 가스와 함께 상기 작업 챔버 내로 공급하면서 상기 용융된 제2 소재를 미세 분말 형태로 상기 기판에 분사하는 제2 어셈블리; 및 상기 제2 어셈블리에 내장되고, 상기 기판에 분사하기 전과 상기 기판에 분사할 때 상기 제2 소재가 응집되는 것을 방지하는 제3 어셈블리;를 포함하며, 상기 기판에 분사된 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재가 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 이중 분사주조 장치를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method including the steps of: disposing a work chamber on which an internal space in which a substrate is disposed is formed, A first assembly for injecting a material into the substrate in the form of fine powder; A second assembly disposed on the upper side of the working chamber and supplying the molten second material into the working chamber together with the high pressure cooling gas while spraying the molten second material in the form of fine powder onto the substrate; And a third assembly embedded in the second assembly and preventing the second material from agglomerating before spraying onto the substrate and spraying onto the substrate, It is possible to provide a dual injection casting apparatus characterized in that the second material is uniformly distributed.

그리고, 본 발명은 기판이 배치되는 내부 공간이 형성된 작업 챔버의 상측에 배치되고, 외부로부터 공급된 제1 소재를 용융시키며, 용융된 제1 소재를 고압 냉각 가스와 함께 상기 작업 챔버 내로 공급하면서 상기 용융된 제1 소재를 미세 분말 형태로 상기 기판에 분사하는 제1 어셈블리; 상기 작업 챔버의 상측에 배치되고, 상기 제1 소재와 물성이 다른 제2 소재를 외부로부터 공급받아 용융시키며, 용융된 제2 소재를 고압 냉각 가스와 함께 상기 작업 챔버 내로 공급하면서 상기 용융된 제2 소재를 미세 분말 형태로 상기 기판에 분사하는 제2 어셈블리; 및 상기 제2 어셈블리에 내장되고, 상기 기판에 분사하기 전과 상기 기판에 분사할 때 상기 제2 소재가 응집되는 것을 방지하는 제3 어셈블리;를 포함하며, 상기 기판에 분사된 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재가 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 이중 분사주조 장치를 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: disposing a work chamber on an upper side of a work chamber having an internal space in which a substrate is disposed, melting a first material supplied from the outside, A first assembly for spraying the molten first material into the substrate in the form of fine powder; A second material disposed on the upper side of the working chamber and having a different physical property from that of the first material is supplied from the outside and melted, and while the molten second material is supplied into the working chamber together with the high-pressure cooling gas, A second assembly for spraying the material onto the substrate in the form of fine powder; And a third assembly embedded in the second assembly and preventing the second material from agglomerating before spraying onto the substrate and spraying onto the substrate, It is possible to provide a dual injection casting apparatus characterized in that the second material is uniformly distributed.

또한, 본 발명은 기판이 배치되는 내부 공간이 형성된 작업 챔버의 상측에 배치되고, 외부로부터 공급된 제1 소재를 용융시키며, 용융된 제1 소재를 고압 냉각 가스와 함께 상기 작업 챔버 내로 공급하면서 상기 용융된 제1 소재를 미세 분말 형태로 상기 기판에 분사하는 제1 어셈블리; 상기 제1 어셈블리에 구비되고, 상기 작업 챔버 내로 분사되는 상기 용융된 제1 소재의 분사 각도를 조절하는 제1 분사스캐닝 컨트롤러; 상기 작업 챔버의 상측에 배치되고, 상기 제1 소재와 물성이 다른 제2 소재를 외부로부터 공급받아 용융시키며, 용융된 제2 소재를 고압 냉각 가스와 함께 상기 작업 챔버 내로 공급하면서 상기 용융된 제2 소재를 미세 분말 형태로 상기 기판에 분사하는 제2 어셈블리; 상기 제2 어셈블리에 구비되고, 상기 작업 챔버 내로 분사되는 상기 용융된 제2 소재의 분사 각도를 조절하는 제2 분사스캐닝 컨트롤러; 및 상기 제2 어셈블리에 내장되고, 상기 기판에 분사하기 전과 상기 기판에 분사할 때 상기 제2 소재가 응집되는 것을 방지하는 제3 어셈블리;를 포함하며, 상기 기판에 분사된 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재가 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 이중 분사주조 장치를 제공할 수도 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: disposing a work chamber on which an internal space in which a substrate is disposed is formed, melting a first material supplied from the outside, A first assembly for spraying the molten first material into the substrate in the form of fine powder; A first injection scanning controller provided in the first assembly for adjusting an injection angle of the molten first material injected into the working chamber; A second material disposed on the upper side of the working chamber and having a different physical property from that of the first material is supplied from the outside and melted, and while the molten second material is supplied into the working chamber together with the high-pressure cooling gas, A second assembly for spraying the material onto the substrate in the form of fine powder; A second injection scanning controller provided in the second assembly for adjusting an injection angle of the molten second material injected into the working chamber; And a third assembly embedded in the second assembly and preventing the second material from agglomerating before spraying onto the substrate and spraying onto the substrate, It is possible to provide a dual injection casting apparatus in which the second material is uniformly distributed.

여기서, 상기 제3 어셈블리는, 구동모터와, 상기 구동모터와 연결되고, 외부로부터 공급받은 상기 제2 소재를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시에 내장되는 회전축과, 상기 회전축의 외주면을 따라 나선 형상으로 형성되어 상기 회전축과 연동 회전하면서 상기 제2 소재를 지속적으로 교반하는 윙 스크류를 포함하는 것을 특징으로 한다.The third assembly includes a drive motor, a rotation shaft connected to the drive motor and incorporated in a second turn dice that communicates with a second dissolving furnace that heats and melts the second material supplied from the outside, And a wing screw which is formed in a spiral shape along the outer circumferential surface of the first material and continuously rotates with the rotation shaft while stirring the second material.

이때, 상기 제3 어셈블리는, 외부로부터 공급받은 상기 제2 소재를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시에 장착되고, 고체분말이 용매에 분산된 상태인 상기 제2 소재에 고주파수의 초음파를 인가하여 상기 용매 내에 거품을 형성하고, 형성된 상기 거품을 상기 고체 분말 표면에서 터뜨리는 초음파 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the third assembly is mounted on a second turn dice that communicates with a second melting furnace which heats and melts the second material supplied from the outside, and the second material, which is in a state in which the solid powder is dispersed in the solvent, And an ultrasonic generator for generating bubbles in the solvent by applying an ultrasonic wave of the ultrasonic waves to the surface of the solid powder to bubble out the bubbles formed on the surface of the solid powder.

그리고, 상기 제3 어셈블리는, 외부로부터 공급받은 상기 제2 소재를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시에 장착되고, 상기 제2 턴디시 내면 부근의 상기 제2 소재에 저주파수의 진동을 부여하여 상기 제2 소재가 지속적으로 교반되도록 하는 진동 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The third assembly is mounted in a second turn dice that is in communication with a second melting furnace that heats and melts the second material supplied from the outside, and the second material in the vicinity of the second turn dice has a low frequency And a vibration generator for imparting vibration to the second workpiece to continuously stir the second workpiece.

그리고, 상기 제3 어셈블리는, 구동모터와, 상기 구동모터와 연결되고, 외부로부터 공급받은 상기 제2 소재를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시에 내장되는 회전축과, 상기 회전축의 외주면을 따라 나선 형상으로 형성되어 상기 회전축과 연동 회전하면서 상기 제2 소재를 지속적으로 교반하는 윙 스크류와, 외부로부터 공급받은 상기 제2 소재를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시에 장착되고, 고체분말이 용매에 분산된 상태인 상기 제2 소재에 고주파수의 초음파를 인가하여 상기 용매 내에 거품을 형성하고, 형성된 상기 거품을 상기 고체 분말 표면에서 터뜨리는 초음파 발생기와, 외부로부터 공급받은 상기 제2 소재를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시에 장착되고, 상기 제2 턴디시 내면 부근의 상기 제2 소재에 저주파수의 진동을 부여하여 상기 제2 소재가 지속적으로 교반되도록 하는 진동 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The third assembly includes a drive motor, a rotation shaft connected to the drive motor and incorporated in a second turn dice that communicates with a second melting furnace that heats and melts the second material supplied from the outside, A wing screw which is formed in a spiral shape along the outer circumferential surface of the first material and continuously rotates with the rotation of the second material while continuously rotating the second material, An ultrasonic wave generator mounted on the dice and configured to apply a high frequency ultrasonic wave to the second material in a state where the solid powder is dispersed in a solvent to form a foam in the solvent and to bury the formed foam on the surface of the solid powder; And a second turning dice connected to the second melting furnace for heating and melting the received second material, And the second material in the vicinity of applying vibration of low frequencies characterized in that it comprises a vibration generator such that the second material is constantly stirred.

그리고, 상기 제1 소재는 금속 또는 금속 합금 또는 금속과 세라믹 혼합물이며, 상기 제2 소재는 세라믹인 것을 특징으로 한다.The first material is a metal or a metal alloy or a mixture of a metal and a ceramic, and the second material is a ceramic.

그리고, 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재는 서로 다른 융점을 지닌 금속 또는 금속 합금인 것을 특징으로 한다.The first material and the second material may be metals or metal alloys having different melting points.

그리고, 상기 제1 소재는 금속 또는 금속 합금 또는 금속과 고분자 물질의 혼합물이며, 상기 제2 소재는 고분자 물질인 것을 특징으로 한다.The first material may be a metal or a metal alloy or a mixture of a metal and a polymer material, and the second material may be a polymer material.

그리고, 상기 이중 분사주조 장치는, 상기 작업 챔버 내에 장착되고, 상기 기판을 지지하며, 상기 기판을 정, 역회전시키거나 상기 작업 챔버의 상,하 방향으로 승강시키는 기판 조작 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The dual injection casting apparatus further includes a substrate operation assembly mounted in the work chamber, supporting the substrate, and vertically or reversely rotating the substrate or lifting the substrate up and down the work chamber .

그리고, 상기 제1 어셈블리와 상기 제2 어셈블리는 상기 작업 챔버에 대하여 각각 반대 방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 한다.The first assembly and the second assembly are arranged to be inclined in opposite directions with respect to the working chamber.

그리고, 상기 제1 어셈블리는, 외부로부터 공급받은 상기 제1 소재를 가열하여 용융시키는 제1 용해로와, 상기 제1 용해로와 연통되고, 상기 제1 용해로로부터 공급받은 상기 용융된 제1 소재를 일시 수용하는 공간이 구비되고, 외측에 구비된 복수의 산소 토치로부터 공급되는 화염으로 상기 용융된 제1 소재를 계속 가열하는 제1 턴디시와, 상기 제1 턴디시의 바닥면에 구비되어 상기 용융된 제1 소재가 배출되는 제1 용융금속 노즐과, 상기 제1 용융금속 노즐의 외측에 구비되어 상기 고압 냉각 가스가 분사되는 제1 가스 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.The first assembly includes a first melting furnace that heats and melts the first material supplied from the outside, and a second melting furnace that communicates with the first melting furnace and temporarily accommodates the molten first material supplied from the first melting furnace A first turn dice for continuously heating the molten first material with a flame supplied from a plurality of oxygen torches provided on the outer side and a second turn dice provided on the bottom surface of the first turn dice for melting the molten first material, A first molten metal nozzle through which the material is discharged; and a first gas injection nozzle provided outside the first molten metal nozzle and through which the high-pressure cooling gas is injected.

그리고, 상기 제2 어셈블리는, 외부로부터 공급받은 상기 제2 소재를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와, 상기 제2 용해로와 연통되고, 상기 제2 용해로로부터 공급받은 상기 용융된 제2 소재를 일시 수용하는 공간이 구비되고, 외측에 구비된 복수의 산소 토치로부터 공급되는 화염으로 상기 용융된 제2 소재를 계속 가열하는 제2 턴디시와, 상기 제2 턴디시의 바닥면에 구비되어 상기 용융된 제2 소재가 배출되는 제2 용융금속 노즐과, 상기 제2 용융금속 노즐의 외측에 구비되어 상기 고압 냉각 가스가 분사되는 제2 가스 분사 노즐을 포함하며, 상기 제3 어셈블리는 상기 제2 턴디시의 내부 또는 외부에 장착되는 것을 특징으로 한다.The second assembly includes a second melting furnace that heats and melts the second material supplied from the outside, and a second melting furnace that communicates with the second melting furnace and temporarily accommodates the molten second material supplied from the second melting furnace A second turn dice for continuously heating the melted second material with a flame supplied from a plurality of oxygen torches provided on the outer side, and a second turn dice provided on the bottom surface of the second turn dice for melting the melted second material, 2 material is discharged, and a second gas injection nozzle provided outside the second molten metal nozzle and through which the high-pressure cooling gas is injected, and the third assembly includes a second gas injection nozzle And is mounted inside or outside.

그리고, 상기 제2 용융금속 노즐은 흑연으로 이루어지며, 상기 제2 용융금속 노즐의 단부에는 상기 제2 턴디시와 연통되는 복수의 미세 분사공을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The second molten metal nozzle may be made of graphite, and the second molten metal nozzle may further include a plurality of fine injection holes communicating with the second turn-around.

그리고, 상기 제1 분사스캐닝 컨트롤러가 상기 제1 어셈블리로부터 상기 용융된 제1 소재를 분사하는 각도와, 상기 제2 분사스캐닝 컨트롤러가 상기 제2 어셈블리로부터 상기 용융된 제2 소재를 분사하는 각도의 범위는, 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재가 분사되는 출구로부터 연장된 가상선의 양측에 대하여 각각 4°내지 8°인 것을 특징으로 한다.The angle of the first injection scanning controller injecting the molten first material from the first assembly and the angle of the angle at which the second injection scanning controller injects the molten second material from the second assembly Are respectively 4 ° to 8 ° with respect to both sides of the imaginary line extending from the outlet from which the first material and the second material are injected.

그리고, 제1 분사스캐닝 컨트롤러는, 상기 제1 어셈블리에 장착되는 제1 액추에이터와, 상기 제1 액추에이터의 정, 역회전에 연동하여 각도 조절이 가능한 제1 회동 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.The first injection scanning controller includes a first actuator mounted on the first assembly and a first rotating nozzle capable of adjusting an angle in conjunction with forward and reverse rotations of the first actuator.

또한, 제2 분사스캐닝 컨트롤러는, 상기 제2 어셈블리에 장착되는 제2 액추에이터와, 상기 제2 액추에이터의 정, 역회전에 연동하여 각도 조절이 가능한 제2 회동 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
The second injection scanning controller may include a second actuator mounted on the second assembly and a second rotation nozzle capable of adjusting an angle in conjunction with forward and reverse rotation of the second actuator.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the following effects can be achieved.

우선, 본 발명은 제1 어셈블리와 제2 어셈블리로부터 각각 서로 다른 물성을 지닌 제1 소재와 제2 소재가 미세한 분말의 형태로 기판에 분사되도록 하여 제1 소재와 제2 소재가 균일하고 깨끗하게 분포된 복합소재를 제공할 수 있으므로, 신뢰도 높고 고정밀도의 반도체 및 디스플레이 제품 생산에 도움을 줄 수 있다.First, the first and second materials having different physical properties from the first assembly and the second assembly are sprayed onto the substrate in the form of fine powder so that the first and second materials are uniformly and cleanly distributed By providing composite materials, it can help to produce highly reliable and high-precision semiconductor and display products.

특히, 본 발명은 제2 어셈블리에 장착된 제3 어셈블리가 기판에 분사하기 전과 기판에 분사할 때 제2 소재가 응집되는 것을 방지하도록 지속적으로 교반하는 등의 다양한 실시예를 적용함으로써 분산 강화효과를 도모할 수 있다.In particular, the invention applies various embodiments, such as continuously agitating the third assembly mounted on the second assembly to prevent agglomeration of the second material before spraying onto the substrate and spraying onto the substrate, .

특히, 본 발명은 금속과 세라믹 또는 금속과 고분자 물질 등과 같은 서로 다른 소재로 이루어진 복합소재의 제조에 적용이 가능하므로, 이를 통하여 금속이 본래 가지고 있는 특성 이외에 물리적, 전기적, 열적 특성을 추가적으로 구비한 특수 복합소재의 제조에도 활용할 수 있을 것이다.Particularly, the present invention can be applied to the production of composite materials made of different materials such as metals, ceramics, metals, and polymer materials. Therefore, the present invention can provide a composite material having additional physical, electrical and thermal properties It can be used for manufacturing composite materials.

또한, 본 발명은 서로 다른 융점을 지닌 금속 소재로 이루어진 복합소재의 제조에도 적용이 가능하므로, 이를 통하여 저융점 금속이 본래 가지고 있는 특성을 상회하는 물리적, 전기적, 열적 특성을 추가적으로 구비한 특수한 복합소재의 제조에도 활용할 수 있음은 물론이다.
Further, since the present invention can be applied to the production of a composite material made of a metal material having different melting points, a special composite material having additional physical, electrical, and thermal properties exceeding the inherent properties of the low melting point metal The present invention can also be applied to the manufacture of

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치의 전체적인 구조를 나타낸 부분 단면 개념도
도 2 및 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이중 분사주조 장치의 주요부인 제3 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 부분 단면 개념도
도 4는 도 1의 A 부분 확대 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치의 주요부인 제1 어셈블리와 제2 어셈블리가 작업 챔버의 챔버 상판에 장착된 구조를 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 광학 현미경 비교 사진
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 상대적 길이 변화율을 비교한 그래프
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 온도에 따른 열팽창 계수의 변화를 비교한 그래프
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 경도 측정 결과를 비교한 그래프
도 10 내지 도 12는 분사주조재인 Si분말과 SiC 분말(SiCp)의 면적분율에 대한 입자 분포도를 각각 나타낸 그래프1 is a partially sectional schematic view showing the overall structure of a dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figures 2 and 3 are partial cross-sectional conceptual diagrams illustrating the overall structure of a third assembly, which is a major part of a dual injection casting apparatus according to various embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view
5 is a perspective view showing a structure in which a first assembly and a second assembly, which are the main parts of a dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention, are mounted on a chamber upper plate of a work chamber;
6 is an optical microscope photograph of a composite material produced by a dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention and a composite material manufactured by a conventional injection casting apparatus
FIG. 7 is a graph comparing the relative length change rates of the composite material produced by the dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention and the composite material produced by the conventional injection casting apparatus
8 is a graph comparing changes in the thermal expansion coefficient of the composite material produced by the dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention and the composite material produced by the conventional injection casting apparatus
9 is a graph comparing the hardness measurement results of the composite material produced by the dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention and the composite material manufactured by the conventional injection casting apparatus
Figs. 10 to 12 are graphs showing particle distributions of the area fraction of the Si powder and the SiC powder (SiCp)

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various other forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is thoroughly disclosed and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the present invention is only defined by the scope of the claims.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, throughout the specification, like reference numerals refer to like elements, and the terms (mentioned) used herein are intended to illustrate the embodiments and not to limit the invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise, and the constituents and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other constituents and actions .

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치의 전체적인 구조를 나타낸 부분 단면 개념도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이중 분사주조 장치의 주요부인 제3 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 부분 단면 개념도이고, 도 4는 도 1의 A 부분 확대 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치의 주요부인 제1 어셈블리와 제2 어셈블리가 작업 챔버의 챔버 상판에 장착된 구조를 나타낸 사시도이다.FIG. 1 is a partial cross-sectional conceptual view showing the overall structure of a dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are cross sectional views of a third assembly, which is a main part of a dual injection casting apparatus according to various embodiments of the present invention FIG. 4 is a partially enlarged conceptual view of part A of FIG. 1, and FIG. 5 is a schematic view of a part of a dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a first assembly and a second assembly, Fig. 2 is a perspective view showing a structure mounted on a chamber upper plate.

참고로, 도 5에서 미설명 부호로 122는 제1 어셈블리(100)의 제1 턴디시(120)를 가열하기 위한 산소 공급용의 제1 공급관을, 222는 제2 어셈블리(200)의 제2 턴디시(220)를 가열하기 위한 산소 공급용의 제2 공급관을 각각 나타낸다.5, reference numeral 122 denotes a first supply pipe for supplying oxygen for heating the first turn dish 120 of the first assembly 100, reference numeral 222 denotes a second supply pipe for supplying oxygen for heating the first turn dish 120 of the first assembly 100, And a second supply pipe for supplying oxygen for heating the turn-dish 220, respectively.

그리고, 도 5에서 미설명 부호로 125는 제1 어셈블리(100)를 통하여 제1 소재(710)가 분사되는 각도를 조절하는 등의 일련의 조작이 이루어지는 제1 스캐닝 박스를, 126은 이러한 일련의 조작이 이루어지는 상황을 파악하기 위한 제1 점검창을, 225는 제2 어셈블리(200)를 통하여 제2 소재(720)가 분사되는 각도를 조절하는 등의 일련의 조작이 이루어지는 제2 스캐닝 박스를, 226은 이러한 일련의 조작이 이루어지는 상황을 파악하기 위한 제2 점검창을 각각 나타낸다.5, reference numeral 125 denotes a first scanning box for performing a series of operations such as adjusting the angle at which the first material 710 is injected through the first assembly 100, And a second scanning window 225 for performing a series of operations such as adjusting the angle at which the second material 720 is injected through the second assembly 200, Reference numeral 226 denotes a second check window for grasping a situation in which such a series of operations is performed.

본 발명은 도시된 바와 같이 제1 어셈블리(100)와 제2 어셈블리(200)로부터 각각 제1 소재(710)와, 제1 소재(710)와 물성이 다른 제2 소재(720)가 각각 작업 챔버(800) 내의 기판(800)에 분사되며, 제2 어셈블리(200)에는 제3 어셈블리(250)가 장착되어 제2 소재(720)의 응집을 방지하는 구조임을 파악할 수 있다.The first material 710 and the second material 720 having different physical properties from the first material 710 and the second material 720 from the first assembly 100 and the second assembly 200, respectively, It is understood that the first assembly 200 is sprayed on the substrate 800 in the first assembly 800 and the third assembly 250 is mounted on the second assembly 200 to prevent aggregation of the second material 720.

제1 어셈블리(100)는 기판(800)이 배치되는 내부 공간이 형성된 작업 챔버(900)의 상측에 배치되고, 외부로부터 공급된 제1 소재(710)를 용융시키며, 용융된 제1 소재(710)를 고압 냉각 가스와 함께 작업 챔버(900) 내로 공급하면서 용융된 제1 소재(710)를 미세 분말 형태로 기판(800)에 분사하는 역할을 수행하는 것이다.The first assembly 100 is disposed on the upper side of the work chamber 900 having the internal space where the substrate 800 is disposed and melts the first material 710 supplied from the outside and the molten first material 710 Is supplied into the working chamber 900 together with the high-pressure cooling gas to spray the molten first material 710 onto the substrate 800 in the form of fine powder.

제2 어셈블리(200)는 작업 챔버(900)의 상측에 배치되고, 제1 소재(710)와 물성이 다른 제2 소재(720)를 외부로부터 공급받아 용융시키며, 용융된 제2 소재(720)를 고압 냉각 가스와 함께 작업 챔버(900) 내로 공급하면서 용융된 제2 소재(720)를 미세 분말 형태로 기판(800)에 분사하는 역할을 수행하는 것이다.The second assembly 200 is disposed on the upper side of the working chamber 900 and melts the second material 720 having different physical properties from the first material 710 and melts the second material 720, Pressure cooling gas into the working chamber 900 while spraying the melted second material 720 onto the substrate 800 in the form of fine powder.

한편, 분산강화법은 금속 및 금속 합금재료를 강화시키는 방법들 중 하나로 미세한 고체분말을 금속 및 금속 합금재료 내부에 분산시키는 방법이다.On the other hand, the dispersion strengthening method is one of methods for strengthening metal and metal alloy materials in which fine solid powder is dispersed in metal and metal alloy materials.

그러나, 고체분말은 그 작은 크기로 인해 표면에너지를 줄이기 위해 서로 응집된다.However, solid powders aggregate with each other to reduce surface energy due to their small size.

이에, 특별한 고려나 대책이 없이 고체분말과 같은 제1 소재(710) 또는 제2 소재(720)를 본 발명에 따른 이중 분사주조 장치에 적용하면, 고체분말은 금속 및 금속 합금재료 내에 미세하고 균일하게 분산되는 것이 아니라 응집된 형태로 불균일하게 분포하게 되므로, 분산 강화효과를 얻을 수 없다.Thus, if a first material 710 or a second material 720, such as a solid powder, is applied to a dual injection casting apparatus according to the present invention without special considerations or countermeasures, the solid powder can be finely divided into metal and metal alloy materials But are not uniformly dispersed in a coagulated form, so that the dispersion strengthening effect can not be obtained.

따라서, 제3 어셈블리(250)는 제2 어셈블리(200)에 내장되고, 기판(800)에 분사하기 전과 기판(800)에 분사할 때 제2 소재(720)가 응집되는 것을 방지하는 역할을 수행하는 것이다.Accordingly, the third assembly 250 is embedded in the second assembly 200 and functions to prevent the second material 720 from aggregating before spraying onto the substrate 800 and spraying onto the substrate 800 .

상기와 같이, 본 발명은 기판(800)에 분사된 제1 소재(710) 및 제2 소재(720)가 균일하게 분포될 수 있으며, 이렇게 제작된 복합소재는 신뢰도 높은 제품 생산에 도움을 줄 수 있을 것이다.As described above, according to the present invention, the first material 710 and the second material 720 sprayed on the substrate 800 can be uniformly distributed, and the composite material thus produced can contribute to the production of highly reliable products There will be.

본 발명은 상기와 같은 구조의 실시예를 적용할 수 있으며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.It is needless to say that the present invention can be applied to the embodiment having the above-described structure, and the following various embodiments can be applied.

제1 소재(710)는 전술한 바와 같이 제1 어셈블리(100)를 통하여 분사되는 것이며, 제2 소재(720)는 전술한 바와 같이 제2 어셈블리(200)를 통하여 분사되는 것으로, 상호 다른 물성을 지닌 소재이다.The first material 710 is sprayed through the first assembly 100 as described above and the second material 720 is sprayed through the second assembly 200 as described above. It is the material with.

즉, 제1 소재(710)는 예를 들면, Al 또는 Cu 또는 Fe 등과 같은 금속일 수 있으며, 또는 Al 합금 또는 Cu 합금 또는 Fe 합금 등과 같은 금속 합금일 수도 있으며, Al과 Si의 혼합물 또는 Cu와 Si의 혼합물 또는 Fe와 Si의 혼합물 등과 같은 금속과 세라믹 혼합물이 될 수 있을 것이다.For example, the first material 710 may be a metal such as Al or Cu or Fe, or may be an Al alloy, a metal alloy such as a Cu alloy or an Fe alloy, or may be a mixture of Al and Si, A mixture of Si or a mixture of Fe and Si, and the like.

그리고, 제2 소재(720)는 예를 들면, 세라믹 분말(SiCp)과 같은 세라믹이 될 수 있을 것이다.The second material 720 may be, for example, a ceramic such as a ceramic powder (SiCp).

그리고, 제1 소재(710) 및 제2 소재(720)는 서로 다른 융점을 지닌 금속 또는 금속 합금이 될 수도 있다.The first material 710 and the second material 720 may be metals or metal alloys having different melting points.

또한, 제1 소재(710)는 금속 또는 금속 합금 또는 금속과 고분자 물질의 혼합물이며, 제2 소재(720)는 고분자 물질이 될 수도 있음은 물론이다.The first material 710 may be a metal or a metal alloy or a mixture of a metal and a polymer material, and the second material 720 may be a polymer material.

따라서, 본 발명은 금속과 세라믹 또는 금속과 고분자 물질 등과 같은 서로 다른 소재로 이루어진 복합소재의 제조에 적용이 가능하므로, 이를 통하여 금속이 본래 가지고 있는 특성 이외에 물리적, 전기적, 열적 특성을 추가적으로 구비한 특수 복합소재의 제조에도 활용할 수 있을 것이다.Accordingly, the present invention can be applied to the production of composite materials made of different materials such as metals, ceramics, metals, and polymer materials, and therefore, it is possible to provide a composite material having additional physical, electrical and thermal properties It can be used for manufacturing composite materials.

또한, 본 발명은 서로 다른 융점을 지닌 금속 소재로 이루어진 복합소재의 제조에도 적용이 가능하므로, 이를 통하여 저융점 금속이 본래 가지고 있는 특성을 상회하는 물리적, 전기적, 열적 특성을 추가적으로 구비한 특수한 복합소재의 제조에도 활용할 수 있음은 물론이다.Further, since the present invention can be applied to the production of a composite material made of a metal material having different melting points, a special composite material having additional physical, electrical, and thermal properties exceeding the inherent properties of the low melting point metal The present invention can also be applied to the manufacture of

한편, 제1 어셈블리(100)는 전술한 바와 같이 제1 소재(710)를 용융시켜 미세한 분말 형태로 분사하기 위한 것으로, 제1 용해로(110)와 제1 턴디시(120)와 제1 용융금속 노즐(130)과 제1 가스 분사 노즐(140)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.The first assembly 100 includes a first melting furnace 110, a first turn dice 120, a first molten metal 120, and a second molten metal 120. The first molten metal 110 includes a first molten metal 110, It can be understood that the structure includes the nozzle 130 and the first gas injection nozzle 140.

제1 용해로(110)는 외부로부터 공급받은 제1 소재(710)를 가열하여 용융시키는 것이다.The first melting furnace 110 heats and melts the first material 710 supplied from the outside.

제1 턴디시(120)는 제1 용해로(110)와 연통되고, 제1 용해로(110)로부터 공급받은 용융된 제1 소재(710)를 일시 수용하는 공간이 구비되고, 외측에 구비된 복수의 산소 토치(이하 미도시)로부터 공급되는 화염으로 용융된 제1 소재(710)를 계속 가열하는 것이다.The first turn dice 120 is provided with a space communicating with the first melting furnace 110 and temporarily housing the molten first material 710 supplied from the first melting furnace 110, The first material 710 melted by the flame supplied from an oxygen torch (not shown) is continuously heated.

제1 용융금속 노즐(130)은 제1 턴디시(120)의 바닥면에 구비되어 용융된 제1 소재(710)가 배출되는 것으로, 내열성의 측면에서 흑연으로 이루어지는 것이 바람직하다.The first molten metal nozzle 130 is disposed on the bottom surface of the first turn-dish 120 to discharge the molten first material 710, and is preferably made of graphite in terms of heat resistance.

제1 가스 분사 노즐(140)은 제1 용융금속 노즐(130)의 외측에 구비되어 고압 냉각 가스가 분사되는 것이다.The first gas injection nozzle 140 is provided outside the first molten metal nozzle 130 to inject high-pressure cooling gas.

따라서, 제1 소재(710)는 제1 용해로(110)에서 가열 용융되어 제1 턴디시 가이드(115)를 통해 안내되어 제1 턴디시(120)에 일시 수용되어지되, 제1 소재(710)가 응고되지 않도록 제1 턴디시(120)의 외측에 구비된 산소 토치로부터 화염을 공급받아 공정이 완료될 때 지속적으로 가열된다.The first material 710 is heated and melted in the first melting furnace 110 and guided through the first turn decision guide 115 to be temporarily accommodated in the first turn disc 120, The flame is supplied from the oxygen torch provided outside the first turn signal 120 so that the flame is not solidified and is continuously heated when the process is completed.

이후, 제1 소재(710)는 용융된 상태로 제1 용융금속 노즐(130)을 통하여 작업 챔버(900)측으로 내려오며, 이때 제1 가스 분사 노즐(140)을 통하여 불활성 가스인 N₂가스와 같은 고압 냉각 가스를 함께 분사함으로써 제1 소재(710)는 용융 상태에서 반 용융 상태인 금속 분말의 형태로 분무되는 것이다.Thereafter, the first material 710 is melted and flows down to the working chamber 900 through the first molten metal nozzle 130. At this time, N ₂ gas, which is an inert gas, flows through the first gas injection nozzle 140 The first material 710 is sprayed in the form of metal powder in a molten state in a semi-molten state.

한편, 제2 어셈블리(200)는 전술한 바와 같이 제2 소재(720)를 용융시켜 미세한 분말 형태로 분사하기 위한 것으로, 제2 용해로(210)와 제2 턴디시(220)와 제2 용융금속 노즐(230)과 제2 가스 분사 노즐(240)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.The second assembly 200 includes a second melting furnace 210, a second turn dice 220, a second molten metal 220, It can be understood that the structure includes the nozzle 230 and the second gas injection nozzle 240.

제2 용해로(210)는 외부로부터 공급받은 제2 소재(720)를 가열하여 용융시키는 것이다.The second melting furnace 210 heats and melts the second material 720 supplied from the outside.

제2 턴디시(220)는 제2 용해로(210)와 연통되고, 제2 용해로(210)로부터 공급받은 용융된 제2 소재(720)를 일시 수용하는 공간이 구비되고, 외측에 구비된 복수의 산소 토치(이하 미도시)로부터 공급되는 화염으로 용융된 제2 소재(720)를 계속 가열하는 것이다.The second turn dice 220 has a space communicating with the second melting furnace 210 and temporarily accommodating the molten second material 720 supplied from the second melting furnace 210, And the second material 720 melted by the flame supplied from the oxygen torch (not shown) is continuously heated.

제2 용융금속 노즐(230)은 제2 턴디시(220)의 바닥면에 구비되어 용융된 제2 소재(720)가 배출되는 것으로, 내열성의 측면에서 흑연으로 이루어지는 것이 바람직하다.The second molten metal nozzle 230 is provided on the bottom surface of the second turn disc 220 to discharge the molten second material 720, and is preferably made of graphite in terms of heat resistance.

제2 가스 분사 노즐(240)은 제2 용융금속 노즐(230)의 외측에 구비되어 고압 냉각 가스가 분사되는 것이다.The second gas injection nozzle 240 is disposed outside the second molten metal nozzle 230 to inject a high-pressure cooling gas.

따라서, 제2 소재(720)는 제2 용해로(210)에서 가열 용융되어 제2 턴디시 가이드(215)를 통해 안내되어 제2 턴디시(220)에 일시 수용되어지되, 제2 소재(720)가 응고되지 않도록 제2 턴디시(220)의 외측에 구비된 산소 토치로부터 화염을 공급받아 공정이 완료될 때 지속적으로 가열된다.The second material 720 is heated and melted in the second melting furnace 210 and guided through the second turn decision guide 215 to be temporarily housed in the second turn disc 220, The flame is supplied from the oxygen torch provided outside the second turn-off dice 220 so that the flame is not solidified and is continuously heated when the process is completed.

이후, 제2 소재(720)는 용융된 상태로 제2 용융금속 노즐(230)을 통하여 작업 챔버(900)측으로 내려오며, 이때 제2 가스 분사 노즐(240)을 통하여 불활성 가스인 N₂가스와 같은 고압 냉각 가스를 함께 분사함으로써 제2 소재(720)는 용융 상태에서 반 용융 상태인 금속 분말의 형태로 분무되는 것이다.Thereafter, the second material 720 is melted and flows down to the working chamber 900 through the second molten metal nozzle 230. At this time, N ₂ gas, which is an inert gas, is supplied through the second gas injection nozzle 240 The second material 720 is sprayed in the form of a metal powder in a molten state in a semi-molten state.

한편, 제3 어셈블리(250)는 전술한 바와 같이 제2 소재(720)의 응집을 지속적으로 방지하여 기판(800)에 분사하기 전이나 분사할 때 균일하게 분산된 분말 상태로 미세하고 균일하게 기판(800)에 분사되도록 하기 위한 것으로, 도 2(a)와 같이 기계적인 교반에 의한 구조, 즉 구동모터(251)와 회전축(253)과 윙 스크류(252)를 포함하는 구조를 적용할 수 있다.Meanwhile, the third assembly 250 can prevent the second material 720 from being agglomerated continuously and uniformly and uniformly in the form of powder uniformly dispersed before or after the substrate 800 is sprayed, A structure including mechanical stirring, that is, a structure including a driving motor 251, a rotation shaft 253 and a wing screw 252 can be applied as shown in FIG. 2 (a) .

즉, 회전축(253)은 구동모터(251)와 연결되고, 외부로부터 공급받은 제2 소재(720)를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시(220)에 내장되는 것이다.That is, the rotary shaft 253 is connected to the driving motor 251 and is incorporated in the second turn dice 220 which is in communication with the second melting furnace which heats and melts the second material 720 supplied from the outside.

윙 스크류(252)는 회전축(253)의 외주면을 따라 나선 형상으로 형성되어 회전축(253)과 연동 회전하면서 제2 소재(720)를 지속적으로 교반하는 것이다.The wing screw 252 is formed in a spiral shape along the outer circumferential surface of the rotary shaft 253 and continuously stirs the second material 720 while rotating in conjunction with the rotary shaft 253.

윙 스크류(252)는 나선 형상으로 도시되어 있으나, 반드시 이러한 형상 및 구조에 국한되는 것은 아니며, 회전축(253)의 단부에 방사상으로 또는 지그재그로 돌출된 평판 형상의 날개판(이하 미도시)이 회전(rotating) 또는 휘저으면서(stirring) 제2 소재(720)의 응집을 지속적으로 방지할 수 있을 것이다.Although the wing screw 252 is shown in a spiral shape, it is not necessarily limited to such a shape and structure. A wing plate (not shown) having a flat plate shape protruding radially or zigzag at an end of the rotating shaft 253 rotates the second material 720 can be prevented from agglomerating continuously while stirring or stirring.

그리고, 제3 어셈블리(250)는 도 2(b)와 같이 외부로부터 공급받은 제2 소재(720)를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시(220)에 장착되고, 고체분말이 용매에 분산된 상태인 제2 소재(720)에 수십 KHz 대의 고주파수인 초음파를 인가하여 용매 내에 거품을 형성하고, 형성된 거품을 고체 분말 표면에서 터뜨리는 초음파 발생기(254)를 포함하는 구조를 적용할 수도 있다.2 (b), the third assembly 250 is installed in the second turn dice 220 communicating with the second melting furnace which heats and melts the second material 720 supplied from the outside, and the solid powder And an ultrasonic generator 254 for applying ultrasonic waves having a high frequency of several tens KHz band to the second material 720 dispersed in the solvent to form a foam in the solvent and to break the foam formed on the surface of the solid powder It is possible.

즉, 초음파 발생기(254)는 도 2(a)에 도시된 기계적인 교반에 의한 구조의 한계적을 극복하기 위한 것이라 할 수 있다.That is, the ultrasonic generator 254 can be said to overcome the limit of the structure by the mechanical stirring shown in FIG. 2 (a).

다시말해, 초음파 발생기(254)는 윙 스크류(252)가 제2 턴디시(220)의 내벽면 부근의 제2 소재(720)까지는 구석구석 교반하지 못하는 것을 보완하기 위한 기술적 수단이라 할 수 있다.In other words, the ultrasonic generator 254 is a technical means to compensate for the fact that the wing screw 252 can not be agitated to the second material 720 near the inner wall surface of the second turn-dish 220.

또한, 제3 어셈블리(250)는 도 2(c)와 같이 외부로부터 공급받은 제2 소재(720)를 가열하여 용융시키는 제2 용해로와 연통되는 제2 턴디시(220)에 장착되고, 제2 턴디시(220) 내면 부근의 제2 소재(720)에 10 내지 100Hz, 더욱 바람직하게는 50 내지 60Hz 정도인 저주파수의 진동을 부여하여 제2 소재(720)가 지속적으로 교반되도록 하는 진동 발생기(255)를 포함하는 구조를 적용할 수도 있다.2 (c), the third assembly 250 is mounted on the second turn dice 220 communicating with the second melting furnace which heats and melts the second material 720 supplied from the outside, A vibration generator 255 for applying a low frequency vibration of about 10 to 100 Hz, more preferably about 50 to 60 Hz to the second workpiece 720 near the inner surface of the turn-dish 220 to continuously stir the second workpiece 720 ) May be applied.

도 2(a) 및 도 2(c)에 도시된 제3 어셈블리(250), 즉 기계적인 교반에 의한 구조 및 진동 발생기(255)는 고체분말 혹은 고체분말이 용매에 분산되어 있는 두 경우 모두 사용이 가능하다.The third assembly 250 shown in FIGS. 2 (a) and 2 (c), that is, the structure and the vibration generator 255 by mechanical stirring, is used in both cases where a solid powder or a solid powder is dispersed in a solvent This is possible.

그리고, 도 2(b)에 도시된 제3 어셈블리(250), 즉 초음파 발생기(254)는 고체분말이 용매에 분산되어 있을 경우에만 사용이 가능하며, 전술한 바와 같이 수십 KHz의 고주파를 인가함으로서 용매내 거품을 형성 및 형성된 거품이 고체분말 표면에서 터지게 함으로써 고체분말을 더욱 효과적으로 분산시킬 수 있다.The third assembly 250 shown in FIG. 2 (b), that is, the ultrasonic generator 254 can be used only when the solid powder is dispersed in the solvent. By applying a high frequency of several tens of KHz as described above The foam in the solvent is formed and the foam formed is blown off from the surface of the solid powder, so that the solid powder can be more effectively dispersed.

그리고, 제3 어셈블리(250)는 전술한 바와 같이 각각의 실시예에 따른 구조를 제2 턴디시(220)의 내, 외부에 단독으로 장착하는 것도 가능함은 물론, 도 3과 같이 전부 구비하여 경우에 따라 기계적인 교반에 의한 구조와 초음파 발생기(254) 및 진동 발생기(255)를 각각 또는 동시에 가동시켜 제2 소재(720)의 응집을 지속적으로 방지할 수 있게 될 것이다.In addition, the third assembly 250 can be mounted on the inside or the outside of the second turn dies 220 independently of the structure according to each embodiment as described above, The ultrasonic generator 254 and the vibration generator 255 can be operated simultaneously or simultaneously with the structure by the mechanical stirring according to the structure of the second material 720 to continuously prevent the agglomeration of the second material 720.

또한, 본 발명은 이와 같은 제3 어셈블리(250)와 함께 제2 용융금속 노즐(230)을 흑연으로 제작하되, 제2 용융금속 노즐(230)의 단부에는 제2 턴디시(220)와 연통되는 복수의 미세 분사공(232)들을 형성하여 미세한 분말 형태의 제2 소재(720)가 응집되지 않고 균일하게 분사되도록 할 수도 있음은 물론이다.The second molten metal nozzle 230 is made of graphite and the second molten metal nozzle 230 is connected to the second turn dice 220 at the end of the second molten metal nozzle 230. [ It is needless to say that a plurality of fine spray holes 232 may be formed to uniformly spray the second material 720 in a fine powder form without aggregation.

한편, 본 발명은 제1 어셈블리(100)에 구비되고, 작업 챔버(900) 내로 분사되는 용융된 제1 소재(710)의 분사 각도를 조절하는 제1 분사스캐닝 컨트롤러(300)와, 제2 어셈블리(200)에 구비되고, 작업 챔버(900) 내로 분사된느 용융된 제2 소재(720)의 분사 각도를 조절하는 제2 분사스캐닝 컨트롤러(400)를 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수도 있음은 물론이다.The first assembly 100 includes a first injection scanning controller 300 for adjusting the injection angle of the molten first material 710 injected into the work chamber 900, An embodiment of the structure including the second injection scanning controller 400 that is provided in the processing chamber 200 and adjusts the spraying angle of the melted second material 720 injected into the working chamber 900 may be applied Of course.

여기서, 제1 어셈블리(100)와 제2 어셈블리(200)는 도시된 바와 같이 작업 챔버(900)에 대하여 각각 반대 방향으로 경사지게 배치되도록 하여, 작업 챔버(900) 내에 배치된 기판(800)에 대하여 집중적으로 제1 소재(710) 및 제2 소재(720)를 분사할 수 있을 것이다.Herein, the first assembly 100 and the second assembly 200 are arranged to be inclined in opposite directions with respect to the work chamber 900 as shown in the drawing, so that the substrate 800 disposed in the work chamber 900 The first material 710 and the second material 720 may be injected intensively.

제1 분사스캐닝 컨트롤러(300)는 구체적으로 살펴보면, 제1 어셈블리(100)에 장착되는 제1 액추에이터(310)와, 제1 액추에이터(310)의 정, 역회전에 연동하여 각도 조절이 가능한 제1 회동 노즐(320)을 포함하는 구성임을 파악할 수 있다.Specifically, the first ejection scanning controller 300 includes a first actuator 310 mounted on the first assembly 100, a second actuator 310 coupled to the first actuator 310, It is possible to recognize that the structure includes the pivoting nozzle 320.

그리고, 제2 분사스캐닝 컨트롤러(400)는 제2 어셈블리(200)에 장착되는 제2 액추에이터(410)와, 제2 액추에이터(410)의 정, 역회전에 연동하여 각도 조절이 가능한 제2 회동 노즐(420)을 포함하는 구성임을 파악할 수 있다.The second ejection scanning controller 400 includes a second actuator 410 mounted on the second assembly 200 and a second actuator 420 coupled to the second actuator 410, (420).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치는 제1 어셈블리(100)와 제1 분사스캐닝 컨트롤러(300) 및 제2 어셈블리(200)와 제2 분사스캐닝 컨트롤러(400)의 분사 작업에 수반하여 기판(800)에 적층되는 제1 소재(710)와 제2 소재(720)의 두께 및 면적을 가변시키기 위하여 기판 조작 어셈블리(500)를 더 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있다.In addition, the dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention may be used in a spraying operation of the first assembly 100, the first injection scanning controller 300, the second assembly 200, and the second injection scanning controller 400 An embodiment of the structure further including the substrate manipulation assembly 500 may be applied to vary the thickness and area of the first material 710 and the second material 720 that are stacked on the substrate 800.

즉, 기판 조작 어셈블리(500)는 작업 챔버(900) 내에 장착되고, 기판(800)을 지지하며, 기판(800)을 정, 역회전시키거나 작업 챔버(900)의 상,하 방향으로 승강시키는 것으로, 도시된 바와 같이 실린더 로드의 구조에 정, 역회전이 가능한 구동 모터의 조합으로 이루어지도록 할 수 있음은 물론, 기타 다양한 응용 및 변형 설계를 가할 수도 있음은 물론이다.That is, the substrate handling assembly 500 is mounted in the working chamber 900, supports the substrate 800, and moves the substrate 800 in the up and down directions of the working chamber 900 As shown in the drawings, the structure of the cylinder rod may include a combination of driving motors capable of rotating forward and backward, as well as other various applications and deformation designs.

한편, 제1 분사스캐닝 컨트롤러(300)가 제1 어셈블리(100)로부터 용융된 제1 소재(710)를 분사하는 각도(θ1, θ1')와, 제2 분사스캐닝 컨트롤러(400)가 제2 어셈블리(200)로부터 용융된 제2 소재(720)를 분사하는 각도(θ2, θ2')의 범위는, 제1 소재(710) 및 제2 소재(720)가 분사되는 출구로부터 연장된 가상선(ℓ)의 양측에 대하여 각각 4°내지 8°인 것이 바람직하다.On the other hand, when the angle θ1, θ1 'at which the first injection scanning controller 300 injects the molten first material 710 from the first assembly 100 and the angle θ1, The range of the angles θ2 and θ2 'for spraying the melted second material 720 from the first material 710 and the second material 720 may be set to be the same as the angle To 4 DEG to 8 DEG, respectively.

즉, 가상선(ℓ)은 제1 회동 노즐(320) 및 제2 회동 노즐(420)의 출구를 시점으로 하여 전술한 시점으로부터 가상선(ℓ)의 양측에 대하여 각각 4°내지 8°의 범위 내에서 가변되게 분사시킬 수 있으므로, 더욱 넓은 면적에 걸쳐 균일하고 미세하게 제1 소재(710) 및 제2 소재(720)를 분사하고 적층시킬 수 있을 것이다.That is, the imaginary line (l) is a range of 4 to 8 degrees with respect to both sides of the imaginary line (l) from the above-described point of time, with the exit of the first rotating nozzle 320 and the second rotating nozzle 420 as a starting point The first material 710 and the second material 720 can be uniformly and finely sprayed and laminated over a wider area.

용융된 제1 소재(710)를 분사하는 각도(θ1, θ1')와, 용융된 제2 소재(720)를 분사하는 각도(θ2, θ2')는 바람직하게는 6°내외에서 이루어지도록 하면, 최근 직경이 450mm 내외인 반도체 웨이퍼는 물론, 2013년 양산 예정인 11세대의 디스플레이 패널에 이르기까지 적용할 수 있게 된다.If the angle θ1 and the angle θ1 'for spraying the molten first material 710 and the angle θ2 and the angle θ2' for spraying the molten second material 720 are set to about 6 °, Recently, semiconductor wafers with a diameter of 450mm or less, as well as 11th-generation display panels scheduled for mass production in 2013, will be available.

상기와 같은 실시예에 따른 이중 분사주조 장치를 이용하여 제조된 복합소재를 도 6 내지 도 9를 참조하면서 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 다양한 측면에서 비교 분석하고자 한다.The composite material produced using the dual injection casting apparatus according to the above embodiment will be compared and compared with the composite material manufactured by the conventional injection casting apparatus in various aspects with reference to FIG. 6 to FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 광학 현미경 비교 사진이다.FIG. 6 is a photograph of an optical microscope of a composite material manufactured by a dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention and a composite material manufactured by a conventional injection casting apparatus.

기존의 분사주조 장치를 이용한 Al-25%Si 합금의 미세조직은 도 4(a)와 같이 10 ㎛ 내외의 Si 입자들이 분포되어 있는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 4 (a), the microstructure of the Al-25% Si alloy using the conventional injection casting device shows that Si particles of about 10 μm are distributed.

이에 비하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 미세조직은 도 4(b)와 같이 더욱 미세한 초정 Si 입자 이외에도 SiCp 입자가 균일하게 분포되어 있는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, the microstructure of the composite material manufactured by the dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention shows that the SiCp grains are uniformly distributed in addition to the finer Si grains as shown in FIG. 4 (b).

한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 상대적 길이 변화율을 비교한 그래프이다.Meanwhile, FIG. 7 is a graph comparing the relative length change rates of the composite material manufactured by the dual injection casting apparatus and the composite material manufactured by the conventional injection casting apparatus, according to an embodiment of the present invention.

참고로, 도 7에서 CTE는 열팽창 계수를 나타낸다.7, the CTE represents the coefficient of thermal expansion.

그리고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 온도에 따른 열팽창 계수의 변화를 비교한 그래프이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재와 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 경도 측정 결과를 비교한 그래프이다.8 is a graph comparing changes in thermal expansion coefficient of the composite material produced by the dual injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention and the composite material produced by the conventional injection casting apparatus, 9 is a graph comparing the hardness measurement results of the composite material manufactured by the dual injection casting apparatus and the composite material manufactured by the conventional injection casting apparatus according to an embodiment of the present invention.

통상, 소재의 열팽창계수는 팽창계(Dilatometer)를 이용하여 온도에 따른 소재의 길이 편차를 측정하고, 그 기울기를 계산하여 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)로 나타내며, 도 7과 같이 종래의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재에 비해 본 발명에 의하여 제조된 복합소재는 온도의 따른 길이 변화율이 40% 이상 감소된 것을 확인할 수 있다.Generally, the thermal expansion coefficient of a material is measured by using a dilatometer to measure the length deviation of the material according to the temperature, and the slope thereof is calculated and expressed as a coefficient of thermal expansion (CTE) Compared to the composite material produced by the injection casting apparatus, the composite material produced by the present invention shows that the rate of change of the length according to the temperature is reduced by 40% or more.

구체적으로는, 상온으로부터 500 ℃의 온도 범위 내에서 본 발명에 의하여 제조된 복합소재의 열팽창계수는 11.9 × 10^-6/℃로 종래 분사주조재에 비해 38% 낮은 열팽창계수를 가지는 것을 알 수 있다.Specifically, it can be seen that the composite material produced by the present invention has a thermal expansion coefficient of 11.9 × 10 ^-6 / ° C., which is 38% lower than that of the conventional spray gun, within a temperature range of from room temperature to 500 ° C. .

기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재의 열팽창 계수는 도 8과 같이 온도가 증가할수록 증가하는 반면, 본 발명에 의하여 제조된 복합소재는 400 ℃이상에서 열팽창계수가 감소하며 400 ℃이하에서는 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재에 비하여 40% 낮은 열팽창 계수를 가지는 것을 확인할 수 있었다.The thermal expansion coefficient of the composite material manufactured by the conventional injection casting apparatus increases as the temperature increases as shown in FIG. 8, while the composite material manufactured by the present invention has a thermal expansion coefficient lower than 400 ° C., The thermal expansion coefficient was 40% lower than that of the composite material produced by the injection casting apparatus of the present invention.

그리고, 본 발명에 의하여 제조된 복합소재는 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재에 비하여 도 9와 같이 30% 이상 높은 경도값을 가지는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 9, the composite material produced by the present invention has a hardness value of 30% or higher as compared with the composite material produced by the conventional injection casting apparatus.

또한, 본 발명에 의하여 제조된 복합소재는 도 10과 같이 제3 어셈블리(250)가 결여된 경우 입자 크기가 100㎛로 크게 뭉쳐서 분사된 것을 확인할 수 있다.Also, in the composite material manufactured according to the present invention, as shown in FIG. 10, when the third assembly 250 is absent, it can be seen that the particle size is 100.

이에 비하여, 본 발명에 의하여 제조된 복합소재는 제3 어셈블리(250) 중 도 2(c)의 진동 발생기(255)만 장착한 경우, 도 11과 같이 입자 크기가 80㎛로 도 10의 경우에 비하여 다소 줄어든 상태로 분사된 것을 확인할 수 있다.In contrast, in the composite material manufactured according to the present invention, when only the vibration generator 255 of FIG. 2 (c) is mounted in the third assembly 250, the particle size is 80 .mu.m, It can be confirmed that it is sprayed in a somewhat reduced state.

이에 비하여, 본 발명에 의하여 제조된 복합소재는 제3 어셈블리(250) 중 도 2에 도시된 실시예들 전부, 즉 도 3과 같은 구조의 제3 어셈블리(250), 즉 기계적인 교반에 의한 구조와 초음파 발생기(254)와 진동 발생기(255) 전부 적용한 경우 도 12와 같이 입자 크기가 30㎛로 앞선 도 10 및 도 11의 경우에 비하여 매우 미세하고 균일하게 분사된 것을 확인할 수 있다.In contrast, the composite material produced in accordance with the present invention includes all of the embodiments shown in FIG. 2 of the third assembly 250, that is, the third assembly 250 having the structure shown in FIG. 3, And the ultrasonic wave generator 254 and the vibration generator 255 are all applied, it is confirmed that the particle size is 30 μm as shown in FIG. 12, which is very fine and uniformly jetted as compared with FIGS. 10 and 11.

따라서, 본 발명은 기존의 분사주조 장치에 의하여 제조된 복합소재에 비하여 고온 및 저온에 이르기까지 길이 변화율과 열팽창 계수가 대폭 감소되고, 경도 또한 대폭 향상되었으므로, 내열 및 내구성이 우수한 제품을 생산할 수 있게 됨을 알 수 있다.Therefore, the present invention is capable of producing a product having excellent heat resistance and durability because the length change rate and the thermal expansion coefficient are greatly reduced and the hardness is greatly improved as compared with the composite material produced by the conventional injection casting apparatus .

이상과 같이 본 발명은 저열팽창 금속복합소재의 제조를 위하여 요구되는 조건을 충족하는 신뢰도 높은 제품의 생산이 가능하도록 하는 이중 분사주조 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, it is understood that the present invention is based on a technical idea to provide a dual injection casting apparatus capable of producing a highly reliable product satisfying the requirements for manufacturing a low thermal expansion metal composite material.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
It will be apparent to those skilled in the art that many other modifications and applications are possible within the scope of the basic technical idea of the present invention.

100...제1 어셈블리
110...제1 용해로
115...제1 턴디시 가이드
120...제1 턴디시
122...제1 공급관
125...제1 스캐닝 박스
126...제1 점검창
130...제1 용융금속 노즐
140...제1 가스 분사 노즐
200...제2 어셈블리
210...제2 용해로
215...제2 턴디시 가이드
220...제2 턴디시
222...제2 공급관
225...제2 스캐닝 박스
226...제2 점검창
230...제2 용융금속 노즐
240...제2 가스 분사 노즐
250...제3 어셈블리
251...구동모터
252...윙 스크류
253...회전축
254...초음파 발생기
255...진동 발생기
300...제1 분사스캐닝 컨트롤러
310...제1 액추에이터
320...제1 회동 노즐
400...제1 분사스캐닝 컨트롤러
410...제1 액추에이터
420...제1 회동 노즐
500...기판 조작 어셈블리
710...제1 소재
720...제2 소재
800...기판
900...작업 챔버
910...챔버 상판100 ... first assembly
110 ... first melting furnace
115 ... 1st Turn Dish Guide
120 ... 1st Turn Dish
122 ... first supply pipe
125 ... 1st scanning box
126 ... 1st check window
130 ... first molten metal nozzle
140 ... first gas injection nozzle
200 ... second assembly
210 ... second melting furnace
215 ... 2nd Turn Dish Guide
220 ... 2nd Turn Dish
222 ... second supply pipe
225 ... 2nd scanning box
226 ... 2nd check window
230 ... second molten metal nozzle
240 ... second gas injection nozzle
250 ... third assembly
251 ... drive motor
252 ... wing screw
253 ... rotation shaft
254 ... Ultrasonic generator
255 ... vibration generator
300 ... First Injection Scanning Controller
310 ... first actuator
320 ... 1st rotating nozzle
400 ... First Injection Scanning Controller
410 ... first actuator
420 ... 1st rotating nozzle
500 ... substrate manipulation assembly
710 ... First material
720 ... second material
800 ... substrate
900 ... working chamber
910 ... chamber top plate

Claims

A method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising: supplying a molten first material into a work chamber together with a high-pressure cooling gas while spraying the molten first material onto the substrate in a fine powder form, 1 assembly;
A second assembly disposed on the upper side of the working chamber and supplying the molten second material into the working chamber together with the high pressure cooling gas while spraying the molten second material in the form of fine powder onto the substrate; And
And a third assembly embedded in the second assembly and preventing the second material from agglomerating before spraying onto the substrate and spraying onto the substrate,
The third assembly includes a drive motor,
A rotation shaft connected to the drive motor and being incorporated in a second turn dice communicating with a second melting furnace for heating and melting the second material supplied from the outside,
And a wing screw which is formed in a spiral shape along the outer circumferential surface of the rotary shaft and continuously rotates with the rotary shaft while stirring the second material,
Wherein the first material and the second material jetted onto the substrate are uniformly distributed.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the first material is a metal or a metal alloy or a metal and ceramic mixture, and the second material is a ceramic.

The method according to claim 1,
Wherein the first material and the second material are metal or metal alloys having different melting points.

The method according to claim 1,
Wherein the first material is a metal or a metal alloy or a mixture of a metal and a polymer material, and the second material is a polymer material.

The method according to claim 1,
The dual injection casting apparatus comprises:
Further comprising a substrate handling assembly mounted in the working chamber, supporting the substrate, and vertically or reversing the substrate, or elevating the substrate up and down the work chamber.

The method according to claim 1,
Wherein the first assembly and the second assembly are disposed obliquely in opposite directions with respect to the working chamber.

The method according to claim 1,
Wherein the first assembly comprises:
A first melting furnace for heating and melting the first material supplied from the outside,
A space communicating with the first melting furnace and temporarily accommodating the melted first material supplied from the first melting furnace is provided and the melted first material is melted by a flame supplied from a plurality of oxygen torches provided outside, A first turn-on which continuously heats,
A first molten metal nozzle provided on a bottom surface of the first turn-off die to discharge the molten first material,
And a first gas injection nozzle provided at an outer side of the first molten metal nozzle to inject the high-pressure cooling gas.

The method according to claim 1,
The second assembly comprises:
A second melting furnace for heating and melting the second material supplied from outside,
A space communicating with the second melting furnace and temporarily accommodating the molten second material supplied from the second melting furnace is provided and the molten second material is heated by a flame supplied from a plurality of oxygen torches provided outside, A second turn-on which continuously heats,
A second molten metal nozzle provided on a bottom surface of the second turn-off die to discharge the molten second material,
And a second gas injection nozzle provided outside the second molten metal nozzle and through which the high-pressure cooling gas is injected,
And the third assembly is mounted inside or outside the second turn disc.

15. The method of claim 14,
Wherein the second molten metal nozzle is made of graphite and the end of the second molten metal nozzle further comprises a plurality of micro-injection holes communicating with the second turn-off die.

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