KR101719747B1 - 히터블록 조립체 제조 방법, 히터블록 조립체 및 열처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 모재를 이용하여 복수개의 파트를 준비하는 과정, 상기 복수개의 파트 각각을 양극산화 처리하는 과정, 상기 복수의 파트를 결합하여 히터블록 조립체를 마련하는 과정, 상기 히터블록 조립체를 후처리하는 과정을 포함하고, 히터블록 조립체의 전면에 막을 균일하게 형성할 수 있고 내부에 복수의 막을 형성할 수 있는 히터블록 조립체 제조 방법이 제시된다.
Description
본 발명은 히터블록 조립체 제조 방법, 히터블록 조립체 및 열처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전체 면에 막을 균일하게 형성할 수 있고 위치에 따라 복수의 막을 형성할 수 있는 히터블록 조립체 제조 방법, 전면이 산화막으로 보호되고 위치에 따라 코팅막으로 2중 보호되는 히터블록 조립체 및 이를 구비하여 내식성이 향상된 열처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자는 박막 적층, 이온 주입 및 열처리 등의 공정을 여러 차례 반복하여, 기판 상에 원하는 회로의 동작 특성을 가지도록 제조된다. 또한, LCD(Liquid Crystal Display) 등을 포함하는 디스플레이 장치를 제조함에 있어, 예컨대 산화물 반도체 기반의 박막트랜지스터(Oxide thin film transistor)의 제조 시에 기판의 열처리 공정이 이루어진다.
이때, 반도체 소자나 박막트랜지스터 등이 형성된 기판을 열처리하는 장치로는 급속 열처리 장치(Rapid Thermal Process apparatus)가 있다. 급속 열처리 장치는 짧은 시간에 고온의 열로 기판을 열처리할 수 있어, 열처리 중에 불순물이 생성되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
예컨대 대한민국 등록특허공보 제10-1598557호 및 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0071325호의 기판 처리 장치가 급속 열처리 장치에 해당한다. 이들 공보에는 복수개의 램프가 장착된 하우징 및 가열 블록이 제시되어 있다. 하우징 및 가열 블록은 챔버 일측에 설치되고, 복수개의 램프는 챔버의 내부에 복사열을 공급하여 기판을 신속하게 열처리한다.
이처럼, 급속 열처리 장치는 램프를 이용하여 기판을 열처리하는 장치이다. 이때, 급속 열처리 장치는 램프가 장착된 하우징 및 가열 블록(이를 통칭하여 가열 블록이라 함)의 온도를 60℃ 이하로 유지해야 한다. 따라서, 가열 블록의 내측에는 냉각수가 흐르는 유로가 마련된다.
예컨대 대한민국 등록특허공보 제10-0807120호에 수냉관이 설치된 램프 수용부 구조가 제시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0046426호에 냉각 유로가 형성된 램프 히터의 구조가 제시되어 있다.
한편, 반도체 소자용 급속 열처리 장치의 경우 크기가 작기 때문에 스테인리스강으로 가열 블록이 제작된다. 반면, 디스플레이 장치의 세대 변화에 맞추어 점차 대형화되고 있는 디스플레이 패널용 급속 열처리 장치의 경우 가볍고 열전도율이 좋은 알루미늄 모재로 가열 블록이 제작되고 있다.
이때, 알루미늄 모재로 제작된 가열 블록은 냉각수에 의해 냉각수 유로가 쉽게 부식되는 성질이 있다. 따라서, 가열 블록을 알루미늄 모재로 제작할 경우 가열 블록의 내부에 구비되는 냉각수 유로를 산화막으로 코팅해야 한다.
하지만, 복수개의 알루미늄 모재를 전자빔 용접(electron beam welding)하여 제작되는 가열 블록은 내부 구조와 형상이 복잡하기 때문에, 가열 블록으로 제작된 상태에서는 내부의 냉각수 유로에 산화막을 빈틈없이 코팅하는 것이 어렵고, 코팅된 상태를 검사하는 것이 어려운 실정이다.
본 발명은 복수개의 파트가 결합되어 마련되는 블록 조립체의 전면에 적어도 하나의 막을 균일하게 형성할 수 있는 히터블록 조립체 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 블록 조립체의 위치에 따라 복수의 막을 형성할 수 있는 히터블록 조립체 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 블록 조립체 내부에 형성된 막의 결함을 용이하게 검사할 수 있는 히터블록 조립체 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 전면이 산화막으로 보호되고, 위치에 따라 코팅막으로 2중 보호되어 내식성이 향상된 히터블록 조립체 및 이를 구비하는 열처리 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 히터블록 조립체 제조 방법은 금속 모재를 이용하여 복수개의 파트를 준비하는 과정; 상기 복수개의 파트 각각을 양극산화 처리하는 과정; 상기 복수개의 파트를 결합하여 히터블록 조립체를 마련하는 과정; 및 상기 히터블록 조립체를 후처리하는 과정;을 포함한다.
금속 모재는 알루미늄 모재를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 파트를 준비하는 과정은, 상기 복수개의 파트 각각의 서로 마주보는 면 중 적어도 하나의 면에 유체가 통과하도록 유로를 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 복수개의 파트를 준비하는 과정은, 상기 복수개의 파트 각각의 접합부에 가공 여유를 마련하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 양극산화 처리 과정과 상기 블록 조립체 마련 과정 사이에, 상기 양극산화 처리에 의하여 상기 복수개의 파트 각각에 형성된 막의 결함을 검사하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 양극산화 처리 과정과 상기 블록 조립체 마련 과정 사이에, 상기 복수개의 파트 각각의 가공 여유를 제거하여 상기 접합부를 노출시키는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 히터블록 조립체를 마련하는 과정은, 상기 복수개의 파트를 조립하여 각각의 접합부를 접촉시키는 과정; 전자빔을 이용하여 상기 복수개의 파트 각각의 접합부를 접합하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 히터블록 조립체를 후처리하는 과정은, 상기 블록 조립체의 상기 유로에 코팅재를 통과시키며 코팅막을 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 히터블록 조립체를 후처리하는 과정은, 상기 블록 조립체의 상기 유로에 코팅재를 통과시키며 전원을 인가하여 상기 유로에 코팅막을 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 히터 블록 조립체는 서로 결합된 복수개의 파트를 구비하고, 유체가 통과 가능한 유로 및 램프가 장착 가능한 램프 장착부가 내부에 형성되는 블록 조립체; 및 상기 블록 조립체의 전면에 형성되는 산화막;을 포함한다.
상기 블록 조립체는, 내부에 공간이 형성되고, 상부면이 개방되는 본체 파트; 상기 본체 파트의 개방된 상부면에 장착되는 커버 파트; 및 상기 본체 파트와 상기 커버 파트를 관통하여 장착되는 통체;를 포함하고, 상기 유로는 상기 본체 파트와 커버 파트 사이에 형성되며, 상기 램프 장착부는 상기 통체의 내부를 관통하고, 상기 본체 파트의 하부면에서 개방될 수 있다.
상기 통체는 복수개 구비되고, 상기 유로는 상기 복수개의 통체 사이에 형성될 수 있다.
상기 유로는 상기 커버 파트의 하부면 및 상기 커버 파트의 하부면을 마주보는 상기 본체 파트의 내부면 중 적어도 하나의 면에 형성될 수 있다.
상기 산화막은 상기 본체 파트와 상기 커버 파트 간의 접합부, 상기 통체와 상기 커버 파트 간의 접합부를 제외한 상기 블록 조립체의 노출된 전체 면에 형성될 수 있다.
상기 블록 조립체의 적어도 일측에서 상기 산화막의 적어도 일부를 감싸는 코팅막;을 더 포함할 수 있다.
상기 유로의 내부에서 상기 산화막의 적어도 일부를 감싸는 코팅막;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치는 일측에 램프 장착부가 구비되고, 내부에 유로가 구비되며, 전체 면이 산화막으로 코팅된 히터 블록 조립체; 상기 램프 장착부에 장착되는 램프; 상기 램프 장착부를 감싸도록 상기 히터 블록 조립체의 일측에 형성되는 윈도우; 내부에 처리 공간이 형성되고, 일면이 개방되며, 상기 윈도우를 중심으로 상기 히터 블록 조립체의 반대측에서, 상기 일면이 상기 윈도우에 장착되는 챔버; 및 처리물을 지지하도록 상기 챔버의 내부에 배치되는 지지부;를 포함한다.
상기 히터블록 조립체는, 내부에 공간이 형성되고, 상부면이 개방되는 본체 파트; 상기 본체 파트의 개방된 상부면에 장착되는 커버 파트; 및 상기 본체 파트 및 커버 파트를 관통하여 장착되는 통체;를 포함하고, 상기 유로는 상기 본체 파트와 커버 파트의 서로 마주보는 면 중 적어도 하나의 면에 유체가 통과 가능하게 형성되며, 상기 램프 장착부는 상기 통체의 내부를 관통하여 형성되고, 상기 본체 파트의 하부면에서 개방될 수 있다.
상기 산화막은 상기 본체 파트와 상기 커버 파트 간의 접합부 및 상기 통체와 상기 커버 파트 간의 접합부를 제외한 상기 히터블록 조립체의 노출된 전체 면을 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 히터블록 조립체는, 적어도 일측에 상기 산화막의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 코팅막;을 포함할 수 있다.
상기 히터블록 조립체는, 상기 유로의 내부에 상기 산화막을 감싸도록 형성되는 코팅막;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 복수개의 파트가 조립 및 접합되어 마련되는 블록 조립체의 전면에 산화막 및 코팅막 중 적어도 하나를 균일하게 형성할 수 있고, 이로부터 블록 조립체의 내식성을 향상시킬 수 있다. 또한, 복수개의 파트 각각의 접합부 오염과 변형을 방지할 수 있고, 이로부터 블록 조립체의 조립 및 접합 과정이 쉽고 간단해질 수 있다. 또한, 블록 조립체를 조립 및 접합하기 전 복수개의 파트 각각의 산화막 형성 상태를 검사할 수 있고, 이로부터 블록 조립체의 유로 코팅 상태를 전면 보증할 수 있다.
예컨대 급속 열처리 장치에 적용되는 경우, 물에 내식성이 약한 알루미늄 모재로 제작되는 히터블록 조립체의 전면에 산화막을 균일하게 형성할 수 있고, 내부 유로에 산화막 및 코팅막을 중첩하여 형성할 수 있어, 내식성을 향상시킬 수 있고, 수명을 상당히 향상시킬 수 있다.
또한, 알루미늄 모재로 히터블록 조립체의 본체 파트와 커버 파트를 준비할 때, 각 파트의 접합부에 가공 여유를 마련하고 본체 파트와 커버 파트를 양극산화 처리한 후 가공 여유를 제거하는 방식으로, 각 파트의 접합부 오염과 변형을 방지할 수 있어, 본체 파트와 커브 파트를 히터블록 조립체로 결합할 때, 이의 과정을 쉽고 간단하게 실시할 수 있다.
또한, 본체 파트와 커버 파트를 조립하기 전에 양극산화 처리한 후, 상태를 확인하고, 상태가 양호한 각 파트를 조립 및 접합하는 방식으로, 조립 및 접합이 완료된 히터블록 조립체의 내부 유로의 코팅 상태를 전면 보증할 수 있다.
또한, 각 파트를 히터블록 조립체로 조립 및 접합한 다음에 히터블록 조립체의 내부 유로에 코팅재를 통과시키는 방식으로 산화막을 감싸는 코팅막을 2차 코팅하여 유로의 내부를 빠짐없이 치밀하게 코팅할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체의 모식도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 제조 방법의 공정도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 제조 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체의 모식도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 제조 방법의 공정도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 제조 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하에서는 디스플레이 장치 제조부문의 급속 열처리 장치를 기준으로 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 복수의 블록이 결합되어 마련되는 조립체 및 이를 구비하는 각종 설비에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체를 도시한 모식도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 및 이를 구비하는 열처리 장치를 설명한다. 이때, 히터블록 조립체 및 열처리 장치는 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 제조 방법을 이용하여 제작된 히터블록 조립체 및 이를 구비하는 열처리 장치일 수 있다.
이하, x-y-z축 방향들을 이용하여 히터블록 조립체 및 열처리 장치의 구조를 설명하나, 이는 실시 예의 이해를 돕기 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 이하에서 사용되는 x-y-z축 방향들은 다양하게 변경될 수 있고, 히터블록 조립체의 구조 및 형상을 설명하기 용이한 것이라면 이를 특별히 한정하지 않는다.
예컨대 x축 방향은 제1 방향 또는 길이 방향일 수 있고, y축 방향은 제2 방향 또는 높이 방향일 수 있고, z축 방향은 제3 방향 또는 폭 방향일 수 있다. 또한, x축 방향 및 z축 방향을 통칭하여 수평 방향이라 할 수 있고, y축 방향을 지칭하여 수직 방향이라 할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체(100)는 급속 열처리 장치의 히터 블록을 포함할 수 있다. 히터블록 조립체(100)는 서로 결합된 복수개의 파트를 구비하며 유체가 통과 가능한 유로와 램프가 장착 가능한 램프 장착부가 내부에 형성되는 블록 조립체, 블록 조립체의 전면에 형성되는 산화막을 포함하고, 블록 조립체의 적어도 일측에 형성되어 산화막의 적어도 일부를 감싸는 코팅막을 포함할 수 있다. 이때, 블록 조립체 전면은 블록 조립체의 내부면과 외부면을 포함하는 전체 면을 의미한다.
블록 조립체는 서로 결합이 가능하도록 마련되는 복수개의 파트를 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 파트는 본체 파트(110)와 커버 파트(120)를 포함할 수 있다. 예컨대 블록 조립체는 내부에 공간이 형성되고 상부면이 개방되는 본체 파트(110), 본체 파트(110)의 개방된 상부면에 장착되는 커버 파트(120)를 포함할 수 있다.
본체 파트(110)는 예컨대 x축 방향 및 z축 방향으로의 소정 면적과 y축 방향으로의 소정 높이를 가지는 다면체 또는 블록의 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 외형이 육면체 형상으로 형성되는 본체 파트(110)를 예시한다. 본체 파트(110)는 내부에 소정의 공간이 형성될 수 있고, 상부면이 개방되어 내부가 상측으로 노출될 수 있다. 커버 파트(120)는 본체 파트(110)의 개방된 상부면을 커버 가능하게 형성될 수 있고, 예컨대 판 형상일 수 있다. 본체 파트(110)와 커버 파트(120)는 금속 예컨대 알루미늄 재질로 제작될 수 있다.
블록 조립체는 서로 결합된 복수의 파트를 관통하여 장착되는 통체를 포함할 수 있다. 통체는 본체 파트(110)의 내부에 복수개 마련될 수 있다. 통체는 y축 방향으로 연장되는 중공의 제1통체(111a) 및 제1통체(111a)의 하부에서 y축 방향으로 연장되는 반구 또는 타원구 형상의 제2통체(111b)를 포함할 수 있다. 통체는 금속 재질 예컨대 알루미늄 재질로 제작될 수 있다.
제1통체(111a)는 수평 방향으로 절단한 단면이 환형일 수 있고, 수직 방향으로 내경 및 외경이 일정할 수 있다. 제1통체(111a)는 본체 파트(110)의 내부 공간의 상부에 위치할 수 있다. 제1통체(111a)의 상단부는 커버 파트(120)의 홀(121)을 관통하여 블록 조립체의 상측으로 개방될 수 있다. 제2통체(111b)는 수평 방향으로 절단한 단면이 환형일 수 있고, 내부에 소정의 공간이 형성될 수 있고, 하부면이 개방되어 내부가 하측으로 개방될 수 있다.
제2통체(111b)는 외주면에 단차가 형성될 수 있고, 내경이 본체 파트(110)의 하부면을 향하여 점차 증가할 수 있다. 제2통체(111b)는 본체 파트(110)의 내부 공간의 하부에 위치할 수 있고, 본체 파트(110)의 하부면을 관통하여 장착됨에 의하여 그 내부의 공간이 본체 파트(110)의 하측에 노출될 수 있다. 제2통체(111b)의 내부에 형성된 공간에는 램프 장착부(112)가 형성될 수 있다.
즉, 램프 장착부(112)는 통체 예컨대 제2통체(111b)의 내부를 관통하여 형성될 수 있고, 본체 파트(110)의 하부면에서 개방될 수 있다. 제1통체(111a)와 제2통체(111b)는 내부가 연통할 수 있다. 제1통체(111a)의 내부를 통해 후술하는 램프(200)에 전원선 및 제어선 등의 각종 선(미도시)이 연결될 수 있다.
유로는 본체 파트(110)와 커버 파트(120) 사이에 형성될 수 있다. 유로는 복수개의 통체 사이에 형성되되, 커버 파트(120)의 하부면과 커버 파트(120)의 하부면을 마주보는 본체 파트(110)의 내부면 중 적어도 하나의 면에 형성될 수 있다. 예컨대 본체 파트(110)의 내부 측면과 커버 파트(120)의 하부면과 본체 파트(110)의 내부 바닥면 사이의 이격된 공간이 유로로 형성될 수 있다. 유로를 통하여 각종 유체 예컨대 냉매 또는 냉각수가 흐를 수 있다.
산화막은 본체 파트(110)와 커버 파트(120) 간의 접합부 및 통체와 커버 파트(120) 간의 접합부를 제외한 블록 조립체 전체 면에 형성될 수 있다. 이때, 블록 조립체의 전면은 블록 조립체에 형성된 유로의 내부면을 포함하여 블록 조립체 내외부에 노출된 전체 면일 수 있다.
코팅막은 유로의 내부에 형성된 산화막을 감싸도록 형성될 수 있다. 코팅막은 방수성 및 내식성 막으로서, 예컨대 전기도금 또는 무전해도금 방식으로 형성되는 니켈막을 포함할 수 있고, 방청안료를 함유하는 폴리아마이드 경화형 에폭시계 도료 등의 투습방지용 도료에 의해 형성되는 도료막을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체를 구비하는 열처리 장치를 설명한다. 이때, 열처리 장치는 급속 열처리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 열처리 장치는 일측에 램프 장착부(112)가 구비되고, 내부에 유로가 구비되며, 전체 면이 산화막으로 코팅된 히터블록 조립체(100), 램프 장착부(112)에 장착되는 램프(200), 램프 장착부(112)를 감싸도록 히터블록 조립체(100)의 일측에 형성된 윈도우(300), 내부에 처리 공간이 형성되고, 일면이 개방되며, 윈도우(300)를 중심으로 히터블록 조립체(100)의 반대측에서 일면이 윈도우(300)에 장착되는 챔버(400), 처리물(S)을 지지하도록 챔버(400)의 내부에 배치되는 지지부(500)를 포함한다.
처리물(S)은 LCD나 OLED 또는 태양전지 등에 적용되는 대면적의 유리 기판을 포함할 수 있다.
히터블록 조립체(100)는 내부에 공간이 형성되고, 상부면이 개방되는 본체 파트(110), 본체 파트(110)의 개방된 상부면에 장착되는 커버 파트(120), 본체 파트(110) 및 커버 파트(120)를 관통하여 장착되는 통체(111a, 111b)를 포함할 수 있고, 노출된 전체 면에 형성되는 산화막, 적어도 일측에 산화막의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 코팅막을 포함할 수 있다. 유로는 본체 파트(110)와 커버 파트(120)의 서로 마주보는 면 중 적어도 하나의 면에 유체가 통과 가능하게 형성되며, 램프 장착부(112)는 통체의 내부를 관통하여 형성되고, 본체 파트(110)의 하부면에서 개방될 수 있다.
산화막은 본체 파트(110)와 커버 파트(120) 간의 접합부 및 제1통체(111a)와 커버 파트(120) 간의 접합부를 제외한 히터블록 조립체(100)의 전체 면을 감싸도록 형성될 수 있고, 코팅막은 유로의 내부에 산화막을 감싸도록 형성될 수 있다.
히터블록 조립체(110)는 챔버(400)의 상부면에 장착될 수 있고, 챔버(400)와의 사이에 설치되는 윈도우(300)에 의하여 밀폐될 수 있다. 히터블록 조립체(110)의 램프 장착부(112)에는 복수개의 램프(200)가 장착될 수 있다. 이때, 램프(200)는 복사열을 생성하여 챔버(400)측으로 전달하는 자외선 및 적외선 램프를 포함할 수 있다. 램프(200)는 챔버(400) 내부에 약 850℃ 이하의 온도를 인가할 수 있다.
윈도우(300)는 램프 장착부(112)를 감싸도록 히터블록 조립체(100)의 일측에 형성되며, 판 형상의 유리 또는 쿼츠를 포함할 수 있다. 윈도우(300)는 램프(200)에서 생성되는 복사열을 챔버(400) 측으로 투과시키는 역할을 한다.
챔버(400)는 내부에 처리 공간이 형성되고, 일면이 개방되며, 윈도우(300)의 하측에서 일면이 윈도우(300)에 장착된다. 챔버(400)는 처리물(S)이 열처리되는 내부 공간을 가지는 예컨대 통 형상으로 형성될 수 있다. 챔버(400)는 상부면이 개방되고, 개방된 상부면은 윈도우(300)로 밀폐될 수 있다.
지지부(500)는 처리물(S)을 지지하며 챔버(400) 내에 배치된다. 지지부(500)는 예컨대 판 형상으로 형성될 수 있고, 상부면에 리프트 핀(510)이 승강 가능하게 설치될 수 있다. 리프트 핀(510)에 처리물(S)이 안착되어 지지될 수 있다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 제조 방법을 도시한 공정도이다. 이때, 도 3(a) 내지 도 3(d)는 도 2의 A 부분과 B 부분을 기준으로 하여 블록 조립체의 각 파트를 양극산화 처리하는 과정을 도시한 공정도이고, 도 4(a) 내지 도 4(d)는 도 2의 A 부분과 B 부분을 기준으로 하여 블록 조립체의 각 파트에 마련된 가공 여유를 제거하는 과정을 도시한 공정도이다.
또한, 도 5는 블록 조립체의 파트들을 조립 및 접합하여 히터블록 조립체로 마련하는 과정을 도시한 공정도이다. 도 6은 도 5의 C-C'를 절단하여, 히터블록 조립체의 후처리 이전에 내부의 막 형성 상태를 보여주는 공정도이며, 도 7은 도 5의 D-D'를 절단하여 히터블록 조립체의 후처리 이후 내부 막 형성 상태를 보여주는 공정도이다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 블록 조립체 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2 내지 도 8를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록 조립체 제조 방법은 금속 모재를 이용하여 복수개의 파트를 준비하는 과정, 복수개의 파트 각각을 양극산화 처리하는 과정, 복수개의 파트를 결합하여 히터블록 조립체를 마련하는 과정, 히터블록 조립체를 후처리하는 과정을 포함한다.
우선, 금속 모재를 이용하여 복수개의 파트를 준비(S100)한다. 금속 모재는 알루미늄 모재를 포함할 수 있다. 금속 모재는 예컨대 머시닝 센터와 같은 공작 기계에 의하여 절삭 가공되어 본체 파트(110) 및 커버 파트(120)로 준비될 수 있고, 이때, 본체 파트에는 통체가 복수개 장착되어 마련될 수 있다.
복수개의 파트 각각의 서로 마주보는 면 중 적어도 하나의 면에 유체가 통과하도록 유로를 형성할 수 있다. 각각의 파트에 형성된 유로는 예컨대 개수로와 같이 위쪽 또는 아랫쪽이 개방된 형상일 수 있다.
한편, 복수개의 파트를 준비하는 과정은 복수의 파트 각각의 접합부에 가공 여유(a)를 마련하는 과정을 포함할 수 있다. 예컨대 가공 여유는 커버 파트(120)의 측면부와 홀(121)의 내주면에 형성될 수 있고, 결합 시 커버 파트(120)의 측면부와 접촉되는 본체 파트(110)의 내부 측면의 상부 영역, 커버 파트(120)의 홀(121)에 접촉되는 제1통체(111a)의 외주에 형성될 수 있다. 가공 여유(a)는 황삭 등의 방식으로 원하는 치수보다 여유를 두고 가공되어 마련할 수 있고, 1㎜ 내지 2㎜의 두께로 마련될 수 있다.
이후, 복수개의 파트를 양극산화 처리(S200)한다. 예컨대 소정의 용액이 담긴 처리조에 복수개의 파트를 침지시키고, 복수개의 파트에 양극을 인가한 후 전해하는 방식으로 양측산화(Anodizing) 처리할 수 있다. 도 3(a) 내지 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 양극산화 처리에 의하여 각 파트의 전면에는 산화막(f) 예컨대 양극 산화 피막이 형성될 수 있다. 이때, 용액의 성분 및 농도를 다르게 하고 양극산화 처리 시의 온도, 전압 및 전류 등을 제어하여 서로 성질이 다른 산화막을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 각 파트의 전면에 산화막을 균일하게 형성할 수 있는 것을 만족하는 다양한 양극산화 처리 방식이 적용될 수 있으며, 이를 특별히 한정하지 않는다.
한편, 양극산화 처리 과정과 히터블록 조립체 마련 과정 사이에는, 양극산화 처리에 의하여 복수개의 파트 각각에 형성된 막 예컨대 산화막의 결함을 검사하는 과정(S300)을 포함할 수 있다. 이 과정에 의하여, 각 파트에 산화막이 균일하게 형성되었는지를 검사할 수 있고, 유로의 내부에 산화막이 균일하게 형성된 상태를 검사할 수 있다. 이의 과정은 광학 검사 방식으로 실시될 수 있고, 예컨대 알루미늄 모재의 표면 광택 및 색상과 양극산화에 의하여 형성된 산화막의 표면 광택 및 색상 간의 차이를 이용하여, 이를 대비함으로써 광학적으로 검사할 수 있다.
검사에 의하여 전면에 산화막이 고르게 형성된 것이 확인된 파트는 다음 과정으로 진행할 수 있고, 산화막이 불규칙하게 형성된 파트의 경우, 산화막이 없는 부분인 표면의 결함부에 별도의 코팅막을 형성하거나, 양극산화 처리를 재실시하는 등의 다양한 방식으로 파트의 전면에 막을 고르게 형성한 다음 이후 과정을 진행할 수 있다.
한편, 양극산화 처리 과정과 히터블록 조립체 마련 과정 사이에는, 복수개의 파트 각각의 가공 여유를 제거(S400)하여 각 파트의 접합부를 노출시키는 과정을 포함할 수 있다. 이의 과정은 산화막의 검사 과정 이후에 전면에 균일한 산화막이 형성된 각 파트를 대상으로 실시될 수 있다. 예컨대 머시닝 센터와 같은 공작 기계를 이용하여 각 파트의 접합부 가공 여유(a)를 원하는 치수로 정삭 가공하여 치수의 여유분을 제거할 수 있다. 이때, 접합부에 형성된 산화막(f)이 제거될 수 있고, 오염물(미도시)도 함께 제거될 수 있으며, 이전 과정에서 치수가 변형되거나 뒤틀린 경우에도 원래의 치수로 가공될 수 있다. 그 결과를 도 4(a) 내지 도 4(d)에 도시하였다. 도 3과 도 4를 대비하여 보면, 각 파트의 접합 시 유로(W)가 형성되는 부분을 포함하여, 접합부를 제외한 각 파트의 전면에는 산화막(f)이 균일하게 형성되어 있고, 각 파트의 접합부 및 통체의 접합부는 표면이 청정한 초기 상태(알루미늄 모재 상태) 그대로 드러나 있는 것을 볼 수 있다.
이후, 히터블록 조립체를 마련한다. 복수개의 파트를 조립(S500)하여 각각의 접합부를 접촉시키고 나서, 전자빔을 이용하여 복수개의 파트 각각의 접합부를 전자빔 용접하여 접합할 수 있고, 이의 과정으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 접합부를 제외한 내외부 전면에 산화막(f)이 형성된 히터블록 조립체(100)를 마련(S600)할 수 있다.
이후, 히터블록 조립체를 후처리하는 과정을 실시한다. 예컨대 히터블록 조립체(100)의 유로(W)에 코팅재를 통과시키며 막을 형성할 수 있다. 이때, 코팅재는 방청안료를 함유하는 폴리아마이드 경화형 에폭시계 도료를 포함할 수 있고, 또한, 알키드나 에폭시 또는 우레탄 등의 각종 수지 타입 도료를 포함할 수 있다.
이들 도료와 경화제를 소정량을 혼합하여 코팅재로 마련하고, 히터블록 조립체의 유료(W) 내부로 공급하여 소정 시간동안 통과시키면 유로(W)의 내부를 2차 코팅할 수 있다.
또한, 코팅재는 무전해 니켈 도금용 코팅재 예컨대 무전해 도금액을 포함할 수 있다. 즉, 유로(W)의 내부로 소정 온도의 무전해 도금액을 공급하고, 자기 촉매 반응 현상을 이용하여 유로(W)의 표면에 니켈 금속의 도금 피막을 형성한 후, 크로메이트 처리하여 코팅막(f')을 형성할 수 있다(도 7 참조).
한편, 히터블록 조립체를 후처리하는 과정은, 히터블록 조립체의 유로에 코팅재를 통과시키며 전원을 인가하여 유로에 막을 형성하는 과정으로 실시될 수도 있다. 예컨대 전기도금 방식으로, 니켈도금액을 히터블록 조립체(100)의 유로 내부로 흘리면서 히터블록 조립체에 전기를 인가하여 코팅막을 전기도금할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 전면이 산화막으로 보호되고, 위치에 따라 코팅막으로 2중 보호되는 히터블록 조립체 및 이를 구비하여 내식성이 향상된 열처리 장치를 얻을 수 있다. 예컨대 히터블록 조립체는 내외부의 전면이 산화막으로 보호됨과 함께 냉각 등을 위한 유체가 흐르는 유로의 내부가 코팅막으로 2중 보호될 수 있고, 따라서, 열처리 장치의 내식성이 향상되어 수명이 현저히 향상될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 상기 실시 예에 제시된 구성 및 방식들은 서로 결합되거나 교차 적용되어 서로 다른 다양한 형태로 변형될 것이고, 이러한 변형 예들을 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 결국, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 히터블록 조립체 110: 본체 파트
112: 램프 장착부 120: 커버 파트
200: 램프 300: 윈도우
400: 챔버 500: 지지부
f: 산화막 f': 코팅막
W: 유로 S: 처리물
112: 램프 장착부 120: 커버 파트
200: 램프 300: 윈도우
400: 챔버 500: 지지부
f: 산화막 f': 코팅막
W: 유로 S: 처리물
Claims (19)
- 금속 모재를 이용하여 복수개의 파트를 준비하는 과정;
상기 복수개의 파트 각각을 양극산화 처리하는 과정;
상기 복수개의 파트를 결합하여 히터블록 조립체를 마련하는 과정; 및
상기 히터블록 조립체를 후처리하는 과정;을 포함하고,
상기 복수개의 파트를 준비하는 과정은,
상기 복수개의 파트 각각의 접합부에 가공 여유를 마련하는 과정;을 포함하며,
상기 양극산화 처리 과정과 상기 히터블록 조립체 마련 과정 사이에,
상기 복수개의 파트 각각의 가공 여유를 제거하여 상기 접합부를 노출시키는 과정;을 포함하는 히터블록 조립체 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
금속 모재는 알루미늄 모재를 포함하는 히터블록 조립체 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 파트를 준비하는 과정은,
상기 복수개의 파트 각각의 서로 마주보는 면 중 적어도 하나의 면에 유체가 통과하도록 유로를 형성하는 과정;을 포함하는 히터블록 조립체 제조 방법. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 양극산화 처리 과정과 상기 히터블록 조립체 마련 과정 사이에,
상기 양극산화 처리에 의하여 상기 복수개의 파트 각각에 형성된 막의 결함을 검사하는 과정;을 포함하는 히터블록 조립체 제조 방법. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 히터블록 조립체를 마련하는 과정은,
상기 복수개의 파트를 조립하여 각각의 접합부를 접촉시키는 과정;
전자빔을 이용하여 상기 복수개의 파트 각각의 접합부를 접합하는 과정;을 포함하는 히터블록 조립체 제조 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 히터블록 조립체를 후처리하는 과정은,
상기 히터블록 조립체의 상기 유로에 코팅재를 통과시키며 막을 형성하는 과정;을 포함하는 히터블록 조립체 제조 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 히터블록 조립체를 후처리하는 과정은,
상기 히터블록 조립체의 상기 유로에 코팅재를 통과시키며 전원을 인가하여 상기 유로에 코팅막을 형성하는 과정;을 포함하는 히터 블록 조립체 제조 방법. - 서로 결합된 복수개의 파트를 구비하고, 유체가 통과 가능한 유로 및 램프가 장착 가능한 램프 장착부가 내부에 형성되는 블록 조립체; 및
상기 블록 조립체의 전체 면에 형성되는 산화막;을 포함하고,
상기 블록 조립체는,
내부에 공간이 형성되고, 상부면이 개방되는 본체 파트;
상기 본체 파트의 개방된 상부면에 장착되는 커버 파트; 및
상기 본체 파트와 상기 커버 파트를 관통하여 장착되는 통체;를 포함하고,
상기 유로는 상기 본체 파트와 커버 파트 사이에 형성되며,
상기 램프 장착부는 상기 통체의 내부를 관통하고, 상기 본체 파트의 하부면에서 개방되는 히터 블록 조립체. - 삭제
- 청구항 10에 있어서
상기 통체는 복수개 구비되고, 상기 유로는 상기 복수개의 통체 사이에 형성되는 히터 블록 조립체. - 청구항 10에 있어서,
상기 유로는 상기 커버 파트의 하부면 및 상기 커버 파트의 하부면을 마주보는 상기 본체 파트의 내부면 중 적어도 하나의 면에 형성되는 히터 블록 조립체. - 청구항 10에 있어서,
상기 블록 조립체의 적어도 일측에서 상기 산화막의 적어도 일부를 감싸는 코팅막;을 더 포함하는 히터 블록 조립체. - 청구항 10에 있어서,
상기 유로의 내부에서 상기 산화막의 적어도 일부를 감싸는 코팅막;을 더 포함하는 히터 블록 조립체. - 일측에 램프 장착부가 구비되고, 내부에 유로가 구비되며, 전체 면이 산화막으로 코팅된 히터블록 조립체;
상기 램프 장착부에 장착되는 램프;
상기 램프 장착부를 감싸며 상기 히터블록 조립체의 일측에 형성된 윈도우;
내부에 처리 공간이 형성되고, 일면이 개방되며, 상기 윈도우를 중심으로 상기 히터블록 조립체의 반대측에서 상기 일면이 상기 윈도우에 장착되는 챔버; 및
처리물을 지지하도록 상기 챔버의 내부에 배치되는 지지부;를 포함하고,
상기 히터블록 조립체는,
내부에 공간이 형성되고, 상부면이 개방되는 본체 파트;
상기 본체 파트의 개방된 상부면에 장착되는 커버 파트; 및
상기 본체 파트 및 커버 파트를 관통하여 장착되는 통체;를 포함하고,
상기 유로는 상기 본체 파트와 커버 파트의 서로 마주보는 면 중 적어도 하나의 면에 유체가 통과 가능하게 형성되며,
상기 램프 장착부는 상기 통체의 내부를 관통하여 형성되고, 상기 본체 파트의 하부면에서 개방되는 열처리 장치. - 삭제
- 청구항 16에 있어서,
상기 히터블록 조립체는, 적어도 일측에 상기 산화막의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 코팅막;을 포함하는 열처리 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 히터블록 조립체는, 상기 유로의 내부에 상기 산화막을 감싸도록 형성되는 코팅막;을 포함하는 열처리 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160041293A KR101719747B1 (ko) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | 히터블록 조립체 제조 방법, 히터블록 조립체 및 열처리 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160041293A KR101719747B1 (ko) | 2016-04-04 | 2016-04-04 | 히터블록 조립체 제조 방법, 히터블록 조립체 및 열처리 장치 |
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| KR102358051B1 (ko) * | 2021-08-18 | 2022-02-08 | 김민이 | 상부 버너를 구비한 조리장치 |
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2016
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