KR101965266B1 - 전자석 어셈블리의 제조 방법 - Google Patents

전자석 어셈블리의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101965266B1
KR101965266B1 KR1020170098187A KR20170098187A KR101965266B1 KR 101965266 B1 KR101965266 B1 KR 101965266B1 KR 1020170098187 A KR1020170098187 A KR 1020170098187A KR 20170098187 A KR20170098187 A KR 20170098187A KR 101965266 B1 KR101965266 B1 KR 101965266B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frame
coil
permanent magnet
permanent magnets
rim
Prior art date
Application number
KR1020170098187A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190014404A (ko
Inventor
김정건
소병호
변동범
전영규
고무석
Original Assignee
한국알박(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국알박(주) filed Critical 한국알박(주)
Priority to KR1020170098187A priority Critical patent/KR101965266B1/ko
Priority to CN201880005033.1A priority patent/CN110100291B/zh
Priority to PCT/KR2018/006278 priority patent/WO2019027133A1/ko
Priority to JP2019534854A priority patent/JP7173973B2/ja
Priority to TW107126396A priority patent/TWI761564B/zh
Publication of KR20190014404A publication Critical patent/KR20190014404A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101965266B1 publication Critical patent/KR101965266B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/0302Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions
    • H01F1/0311Compounds
    • H01F1/0313Oxidic compounds
    • H01F1/0315Ferrites
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2876Cooling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/121Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position
    • H01F7/122Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F2007/062Details of terminals or connectors for electromagnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

일 실시 예에 따르면 전자석 어셈블리의 제조 방법은, 돌출부 및 상기 돌출부를 둘러싸는 테두리부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계; 상기 돌출부의 외주면에 상기 돌출부를 감싸도록 코일을 배치시키는 단계; 상온 및 상압에서 고체 상태를 갖는 열 전도 물질을 가열시켜 액체 상태로 변화시키는 단계; 상기 액체 상태의 열 전도 물질을 상기 돌출부 및 상기 테두리부 사이의 공간으로 충진시키는 단계; 및 상기 충진시키는 단계 이후에 수행되고, 상기 코일의 중앙에 영구 자석을 배치시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전자석 어셈블리의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF ELECTROMAGNET ASSEMBLY}
아래의 설명은 전자석 어셈블리의 제조 방법에 관한 것으로, 예를 들면, 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리의 제조 방법에 관한 것이다.
스퍼터링 장치는 예를 들어 반도체, FPD(LCD, OLED 등) 또는 태양 전지 제조시 기판 상에 박막을 증착하는 장치이다. 또한, 스퍼터링 장치는 롤투롤(roll to roll) 장치에도 이용될 수 있다.
스퍼터링 장치 중 하나인, 마그네트론 스퍼터링(Magnetron sputtering) 장치는 대면적의 기판 상에 박막을 증착하기 위해 인라인 또는 클러스터 시스템을 이용할 수 있다. 인라인 및 클러스터 시스템은 로드 챔버와 언로드 챔버 사이에 복수개의 처리 챔버가 마련되어 로드 챔버로 로딩된 기판이 복수개의 처리 챔버를 통과하면서 연속된 공정을 진행하게 된다. 이러한 인라인 및 클러스터 시스템에서 스퍼터링 장치는 적어도 하나의 처리 챔버 내에 마련되며, 자석 유닛이 일정 간격을 두고 설치된다.
그런데, 자석 유닛에 의한 고정적인 자기장이 존재하기 때문에 타겟 표면의 침식은 전기장 및 자기장에 의한 플라즈마 밀도에 의해 결정된다. 특히, 자석 유닛은 가장자리, 즉 길이 방향의 적어도 일 단부와 가까운 영역에 그라운드 전위가 인가되기 때문에 기판의 가장자리의 플라즈마 밀도가 다른 영역에 비해 크고, 그에 따라 타겟의 가장자리가 다른 영역에 비해 스퍼터링 속도가 빠르게 된다. 따라서, 기판 상에 증착되는 박막의 두께 분포가 균일하지 못해 막질 분포 저하 문제를 발생시키고, 플라즈마 밀도 차이에 의한 타겟의 특정 부분의 과도 침식에 의한 타겟 효율 감소 문제를 발생시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 가장자리의 두께가 중앙부의 두께보다 두꺼운 타겟을 이용하는 방법이 있다. 이러한 타겟을 제조하기 위해서는 평면 타겟의 중앙부를 연마하여 두께를 얇게 하는 등 추가적인 공정을 이용하여 평면 타겟을 필히 가공해야 한다. 그러나, 이는 평면 타겟을 가공함으로써 재료의 손실이 발생되고, 추가적인 공정에 의한 비용이 발생하는 문제가 있다. 또한, 타겟을 가공하는 과정에서 타겟이 손상되는 등의 문제도 발생할 수 있다.
문제 해결의 다른 방법으로, 션트(shunt) 등을 이용하여 타겟 표면의 자기장의 강도를 조절하는 방법, 거리 조절 수단을 이용하여 자석 및 타겟 사이의 거리를 조절하는 방법, 또는 자석의 가장자리 위치에 Z축 모터를 추가하는 방법 등이 있다. 그러나, 이러한 방법들은 모두 제조 비용이 증가하며, 수작업으로 자기장의 강도를 조절해야 하고, 자기장 강도의 조정이 국소적으로 이루어지지 않기 때문에 수회의 반복 작업이 필요하여 작업 시간이 많이 소요하는 등의 문제가 있다.
또 다른 방법으로, 영구 자석 및 그에 권회되는 도선에 의해 형성되는 코일을 이용하여 국소적으로 자기장을 조절할 수 있는 구조를 제공할 수 있다. 이 경우 강한 자기장을 발생시키기 위해서는 도선을 많이 감아 코일을 통과하는 전류의 양을 증가시켜 자기장을 증가시킬 수 있으나, 이러한 방법은 제품의 크기에 한정이 되는 분야에서는 사용하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 도선에 통과하는 전류를 증가시켜 전류의 양을 증가시키는 방법을 사용할 수 있으나, 많은 전류량으로 인해 발생하는 열을 해소해야 하는 문제점이 있었다. 예를 들어, 높은 열로 인하여 영구 자석의 자성이 감소하거나, 영구 자석이 부착된 철판이 휘어지는 문제 등이 발생될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 물, 기름 또는 공기와 같은 유체를 냉매로 이용할 수 있으나, 물의 고 전류 전자석에서 발생할 수 있는 감전의 위험성이 있고, 기름은 진공 환경에서 동작되는 장치를 오염시키는 문제를 야기할 수 있으며, 공기의 경우 열 용량이 작아서 충분한 열을 빼내기 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 열전소자 또는 히트파이프 등의 방열 구조체를 이용하여 열을 제거할 수 있으나, 이 경우 구성이 복잡해져서 전체 장치의 부피 및 제조 비용이 증가하는 문제점이 있으며, 또한 형상이 일정하지 못한 코일과 방열 구조체 사이에서 대부분 선 접촉 또는 점 접촉이 이루어지므로 접촉 면적의 한계를 극복할 수 없다는 문제점이 있었다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 효과적으로 열을 방출할 수 있으면서도, 높은 자력을 가질 수 있는 전자석 어셈블리의 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예의 목적은 국소적으로 자기장을 조절할 수 있는 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리의 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따르면 전자석 어셈블리의 제조 방법은, 돌출부 및 상기 돌출부를 둘러싸는 테두리부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계; 상기 돌출부의 외주면에 상기 돌출부를 감싸도록 코일을 배치시키는 단계; 상온 및 상압에서 고체 상태를 갖는 열 전도 물질을 가열시켜 액체 상태로 변화시키는 단계; 상기 액체 상태의 열 전도 물질을 상기 돌출부 및 상기 테두리부 사이의 공간으로 충진시키는 단계; 및 상기 충진시키는 단계 이후에 수행되고, 상기 코일의 중앙에 영구 자석을 배치시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전자석 어셈블리의 제조 방법은, 상기 충진시키는 단계 이후 및 상기 영구 자석을 배치시키는 단계 이전에 수행되고, 상기 액체 상태의 열 전도 물질이 고체 상태가 되도록 냉각시킴으로써 열 전도 매개체를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 열 전도 매개체가 차지하는 부피는 상기 영구 자석 및 상기 테두리부 사이의 공간의 1/2 이하일 수 있다.
상기 열 전도 물질은 용융점이 1OO도 내지 4OO도인 저융점 금속일 수 있다.
상기 열 전도 물질은 인듐, 납 및 플라스틱 계열 열 전도 매개체 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 테두리부는 비자성 방열재료로 형성될 수 있다.
상기 영구 자석은 네오듐 및 페라이트 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
상기 전자석 어셈블리의 제조 방법은, 상기 충진시키는 단계 이전 또는 상기 충진시키는 단계와 동시에 수행되고, 상기 프레임을 가열시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 코일을 배치시키는 단계는, 미리 마련된 코일을 상기 돌출부의 외주면에 끼우는 단계를 포함할 수 있다.
상기 돌출부의 내부에는 상기 영구 자석을 수용하기 위한 영구 자석 수용 공간이 형성될 수 있다.
상기 프레임은 알루미늄 또는 구리 재질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다.
상기 프레임은, 상기 테두리부를 포함하는 테두리 프레임; 및 상기 돌출부를 포함하고, 상기 테두리 프레임으로부터 분리 가능한 몰딩용 프레임을 포함할 수 있다.
상기 프레임을 준비하는 단계는, 상기 테두리 프레임에 상기 몰딩용 프레임을 결합하는 단계를 포함하고, 상기 전자석 어셈블리의 제조 방법은, 상기 충진시키는 단계 이후 및 상기 영구 자석을 배치시키는 단계 이전에 수행되는, 상기 몰딩용 프레임을 상기 테두리 프레임으로부터 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전자석 어셈블리는, 상기 코일에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 냉매를 안내하기 위한 냉매 유로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 전자석 어셈블리의 제조 방법은, 돌출부 및 상기 돌출부를 둘러싸는 테두리부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계; 상기 돌출부를 외주면에 상기 돌출부를 감싸도록 코일을 배치시키는 단계; 상온 및 상압에서 고체 상태를 갖는 열 전도 물질을 200도 이하의 온도로 가열시켜 액체 상태로 변화시키는 단계; 상기 액체 상태의 열 전도 물질을 상기 돌출부 및 상기 테두리부 사이의 공간으로 충진시키는 단계; 및 상기 코일의 중앙에 페라이트 재질의 영구 자석을 배치시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리의 제조 방법은, 복수 개의 돌출부 및 상기 복수 개의 돌출부를 둘러싸는 테두리부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계; 상기 복수 개의 돌출부의 각각에 복수 개의 코일을 각각 배치시키는 단계; 상온 및 상압에서 고체 상태를 갖는 열 전도 물질을 가열시켜 액체 상태로 변화시키는 단계; 상기 액체 상태의 열 전도 물질을 상기 복수 개의 돌출부 및 상기 테두리부 사이의 공간으로 충진시키는 단계; 및 상기 충진시키는 단계 이후에 수행되고, 상기 복수 개의 코일의 각각의 중앙에 복수 개의 영구 자석을 각각 배치시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 영구 자석을 각각 배치시키는 단계는, 상기 복수 개의 영구 자석 중 적어도 일부의 인접한 2개의 영구 자석이 극성이 서로 반대가 되도록 배치시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리는, 상기 인접한 2개의 영구 자석이 부착되어 상기 인접한 2개의 영구 자석 사이에 자기력선이 효율적으로 형성되게 하는 전도체를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 영구 자석 중 양측 테두리부에 위치하는 영구 자석의 크기는 중앙에 위치하는 영구 자석의 크기보다 작을 수 있다.
상기 복수 개의 코일 중 양측 테두리부에 위치하는 코일의 권취수는 중앙에 위치하는 코일의 권취수보다 적을 수 있다.
일 실시 예에 따르면 냉각 수단을 형성하는 과정에서 영구 자석에 열이 가해지지 않으므로, 열에 의해 영구 자석의 자력이 감소되는 문제를 방지할 수 있으면서도 효율적으로 전자석을 냉각시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석의 각 부분에서 발생되는 자기장을 세기를 다르게 할 수 있으므로, 타겟의 국부적인 과도 침식을 방지할 수 있고, 결과적으로 타겟의 수명을 연장시킴으로써 스퍼터링 장치의 유지 및 보수 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치의 개념도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6 내지 도 8은 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장치(1)는, 진공 상태의 챔버(chamber) 내로 가스를 주입하여 플라즈마를 생성시키고, 이온화된 가스 입자를 증착하고자 하는 타겟 물질을 포함하는 타겟(T)에 충돌시킨 후, 충돌에 의해 스퍼터링된 입자를 기판 등의 대상체(O)에 증착시키는 기술을 이용할 수 있다. 마그네트론 스퍼터링 장치(1)는, 상대적으로 저온에서 박막을 제조할 수 있고, 전기장에 의해 가속된 이온들이 기판에 치밀하게 증착되고 증착 속도가 빠른 장점을 갖는다.
마그네트론 스퍼터링 장치(1)는, 타겟(T)에 자기력선을 형성하기 위해 전자석 어셈블리(11)를 포함할 수 있다. 전자석 어셈블리(11)는 대상체(O)에 대향하여 타겟(T)의 후방에 배치될 수 있다. 즉, 타겟(T)의 전방(도 1을 기준으로 우측)에 대상체(O)가 배치되고, 타겟(T)의 후방(도 1을 기준으로 좌측)에 전자석 어셈블리(11)가 배치될 수 있다.
전자석 어셈블리(11)는, 자기장을 생성하기 위한 자기장 생성부(M)와, 자기장 생성부(M)에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 배출하는 냉매를 안내하기 위한 냉매 유입 라인(L_in) 및 냉매 토출 라인(L_out)을 포함할 수 있다. 전자석 어셈블리(11)에 대하여 이하 예시적으로 설명하기로 한다. 한편, 이하 서술되는 전자석 어셈블리(11)는 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리로만 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리(21)는, 자기장 생성부(M), 방열체(213), 열 전도 매개체(214) 및 냉각 플레이트(215)를 포함할 수 있다.
자기장 생성부(M)는, 영구 자석(211) 및 영구 자석(211)의 주위를 감싸도록 배치되는 코일(212)을 포함할 수 있다. 이해의 편의를 위하여 코일(212)로 전원을 인가하는 외부 전원에 대하여는 생략하였음을 밝혀둔다. 이와 같은 구조에 의하면, 코일(212)의 권회수를 다르게 하거나, 코일(212)에 인가되는 전류 또는 전압의 크기를 제어함으로써 자기장 생성부(M)에서 생성되는 자기장의 크기를 조절할 수 있다. 또한, 영구 자석(211)에 의하면 특정한 값의 자기장을 발생시키기 위해, 코일(212)에 인가되는 전류 또는 전압을 과도하게 증가시킬 필요가 없으므로, 에너지를 절약할 수 있다. 다시 말하면, 코일(212)에 인가되는 전류 또는 전압의 수준을 낮춤으로써, 코일(212)에 의하여 발생되는 열을 감소시킬 수 있고, 그 결과 코일(212)에서 발생되는 열을 외부로 방출시키기 위한 냉각 수단의 냉각량을 줄여줌으로써 설비를 간소화하고 냉각을 위해 소모되는 에너지를 절약함으로써 전체 전자석 어셈블리(21)의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
영구 자석(211)은 예를 들어, 네오듐(Nd) 또는 페라이트(ferrite)로 형성될 수 있다.
한편, 영구 자석은 고온의 환경 속에서 동작할 경우 자성이 감소하게 되는 문제가 있다. 특히, 네오듐 자석의 경우 통상적으로 유통되는 자석 중에서 매우 뛰어난 자기적 특성을 가지고 있으므로, 강한 자기장을 만드는데 효율적이지만, 열에 약한 단점이 있어서 대략 80도 이상의 온도에서 영구적으로 자성이 감소되는 문제가 발생하여 코일(212)에 의하여 발생되는 열을 충분히 방출해줄 수 있도록 설계할 필요가 있다. 도 4, 도 9 및 도 10을 참조하여 후술할 전자석 어셈블리(21)의 제조 방법에 의하면 이러한 문제를 해소할 수 있다.
한편, 영구 자석(211)은 반드시 네오듐 또는 페라이트로 형성되어야 하는 것은 아니며, 다른 물질을 이용하여 형성될 수도 있다. 또한 영구 자석(211)은 예를 들어, 네오듐 및 페라이트 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수도 있을 것이다.
코일(212)은, 예를 들어, 절연 물질로 코팅된 도선으로 이루어짐으로써, 코일(212)을 흐르는 전류가 열 전도 매개체(214)를 통해 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
방열체(213)는, 자기장 생성부(M)에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 구조물로, 자기장 생성부(M)의 적어도 일측을 지지할 수 있다. 예를 들어, 방열체(213)는 보빈(bobbin, 2132)과, 보빈(2132)을 둘러싸는 형상의 테두리부(2131)와, 테두리부(2131) 및 보빈(2132) 사이에 형성되고 코일(212)을 수용하기 위한 코일 수용 공간(2133)과, 보빈(2132)의 내부에 형성되고 영구 자석(211)을 수용할 수 있는 영구 자석 수용 공간(2134)을 포함할 수 있다. 테두리부(2131)는 예를 들어, 열 전도성이 높은 비자성 방열재료, 예를 들면, 알루미늄 또는 구리 등으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 테두리부(2131) 및 보빈(2132)을 포함하는 방열체(213)는 일체로 형성될 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에서 후술하는 바와 같이 방열체(213) 및 보빈(2132)은 각각 "프레임" 및 "돌출부"라고 할 수도 있다.
또 한편, 도 6 내지 도 10에서 후술하는 바와 같이 임시적인 보빈으로 기능할 수 있는 돌출부(3162)를 포함하는 몰딩용 프레임(316)을 이용하면, 방열체(213)에서 보빈(2132)이 생략될 수도 있음을 밝혀둔다.
열 전도 매개체(214)는 코일(212) 및 테두리부(2131) 사이에 빈 공간을 메꾸어 줄 수 있다. 도선을 수회 반복적으로 권취함으로써 제작되는 코일(212)의 제작 특성상, 코일(212)의 형상을 미리 만들어진 코일 수용 공간(2133)에 정확하게 맞추어 제작하거나, 미리 만들어진 코일(212)의 형상에 맞추어 코일 수용 공간(2133)을 형성하는 것은 현실적으로 매우 어려웠다. 또한, 코일(212)의 모양이 일정하지 않으므로, 코일(212) 및 테두리부(2131)를 정확하게 면 접촉하기 어렵고, 양 자 사이 다수의 부분에서 선 접촉 또는 점 접촉이 이루어짐으로써 코일(212) 및 테두리부(2131) 사이에는 서로 이격된 빈 공간이 형성되었다. 열 전도 매개체(214)는 이러한 빈 공간을 메꾸어 줄 수 있는 열 전도성이 높은 물질로 형성되어, 코일(212)에서 방출되는 열을 테두리부(2131) 등으로 효율적으로 전달함으로써, 외부로 방출되게 할 수 있다. 예를 들어, 열 전도 매개체(214)를 형성하는 열 전도 물질으로는 용융점이 1OO도 내지 4OO도인 저융점 금속이 사용될 수 있다. 예를 들면, 열 전도 물질은 인듐(In), 납(Pb) 및 플라스틱 계열 열 전도 매개체 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
열 전도 매개체(214)는, 코일 수용 공간(2133)에 코일(212)이 삽입된 상태에서, 액체 상태의 열 전도 물질을 코일 수용 공간(2133)으로 충진시키고, 이를 냉각시킴으로써 형성될 수 있다.
열 전도 매개체(214)가 차지하는 부피는, 예를 들어, 영구 자석(211) 및 테두리부(2131) 사이의 공간의 1/2 미만일 수 있다. 열 전도 매개체(214)가 차지하는 부피는, 예를 들어, 코일 수용 공간(2133)의 1/2 미만일 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 열 전도성이 우수한 값 비싼 열 전도 물질의 사용을 줄여줌으로써 열 전도 매개체(214)의 제조 시간 및 제조 비용을 절감시킬 수 있다. 예를 들어, 비교적 값이 싼 알루미늄 등의 재질로 이루어진 테두리부(2131)를 주 방열 수단으로 활용하고, 알루미늄에 비하여 가격이 대략 100배 정도 비싼 인듐으로 형성된 열 전도 매개체(214)를 보조 방열 수단으로 활용함으로써 전체 전자석 어셈블리(21)의 제조 시간 및 제조 단가를 획기적으로 줄일 수 있다.
냉각 플레이트(215)는, 방열체(213)의 일면에 배치될 수 있다. 냉각 플레이트(215)는, 냉매 유입 라인(L_in) 및 냉매 토출 라인(L_out)에 각각 연통되어 냉매를 안내하는 냉매 유로(2151)를 포함할 수 있다. 냉매 유로(2151)를 흐르는 냉매는, 코일(212)에서 발생되어 코일(212)으로부터 열 전도 매개체(214) 또는 테두리부(2131) 등을 통해 전달되는 열을 흡수하여 외부로 방출시킬 수 있다. 한편, 냉각 플레이트(215) 및 방열체(213)는 일체로 형성될 수도 있음을 밝혀 둔다.
한편, 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리(21)의 방열체(213)는, 복수 개의 보빈(2132)과, 복수 개의 보빈(2132)을 둘러싸는 테두리부(2131)를 포함할 수 있다. 마찬가지로 자기장 생성부(M)는 복수 개의 보빈(2132)의 각각에 각각 배치되는 복수 개의 코일(212)과, 복수 개의 코일(212)의 각각의 중앙에 배치되는 복수 개의 영구 자석(211)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 2와 같이 복수 개의 영구 자석(211) 중 적어도 일부의 인접한 2개의 영구 자석(211)은 극성이 서로 반대가 되도록 배치될 수 있다. 또한, 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리(21)는, 인접한 2개의 영구 자석(211)이 부착되는 전도체를 포함할 수 있다. 상기 전도체는 인접한 2개의 영구 자석(211) 사이에 자기력선이 효율적으로 형성되도록 브릿지(bridge)로써 기능할 수 있으므로, 자기장 생성부(M)의 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 전도체는 예를 들어, 방열체(213)의 바닥면이거나, 방열체(213)의 하부에 배치되는 냉각 플레이트(213)이거나, 방열체(213) 및 냉각 플레이트(213) 사이에 추가적으로 배치되는 별도의 전도체일 수도 있다. 다시 말하면, 방열체(213)의 하부 또는 냉각 플레이트(213)의 상부는 전도성 물질로 형성될 수 있다.
마그네트론 스퍼터링 장치(1, 도 1 참조)에 있어서, 타겟(T)의 테두리 부분이 빨리 소모되는 경향을 고려하여, 자기장 생성부(M) 중 테두리에 위치한 부분의 자기장 크기는, 중앙에 위치한 부분의 자기장 크기보다 작게 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 영구 자석(211) 중 양측 테두리부에 위치하는 영구 자석(211)의 크기는 중앙에 위치하는 영구 자석(211)의 크기보다 작을 수 있다. 다른 예로, 복수 개의 코일(212) 중 양측 테두리부에 위치하는 코일(212)의 권취수는 중앙에 위치하는 코일(212)의 권취수보다 적을 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 타겟(T)의 전 영역이 균일하게 소모되도록 할 수 있으므로, 타겟(T)의 수명 주기를 증대시킴으로써, 결과적으로 마그네트론 스퍼터링 장치(1)의 유지 및 보수 비용을 월등하게 절감시킬 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리(21)의 제조 방법은, 프레임 준비 단계(S110), 코일 배치 단계(S120), 프레임 가열 단계(S130), 열 전도 물질 가열 단계(S140), 열 전도 물질 충진 단계(S150) 및 냉각 단계(S160), 영구 자석 배치 단계(S170)를 포함할 수 있다. 한편, 반대되는 기재가 없는 이상 전자석 어셈블리(21)의 제조 방법에 있어서, 각 단계들의 수행 순서는 제한되지 않으며, 일부 단계가 생략될 수도 있음을 밝혀 둔다.
단계 S110은 돌출부(2132) 및 테두리부(2131)를 포함하는 프레임(213)을 준비하는 단계로, 프레임(213)은, 예를 들어, 알루미늄 또는 구리 등의 재질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 프레임(213) 및 돌출부(2132)는 각각 도 2 및 도 3에서 전술한 방열체(213) 및 보빈(2132)인 것으로 이해할 수 있다.
단계 S120은 돌출부(2132)의 외주면에 돌출부(2132)를 감싸도록 코일(212)을 배치시키는 단계로, 예를 들어, 돌출부(2132)의 외주면에 도선을 권취함으로써 코일(212)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예로, 미리 마련된 코일(212)을 돌출부(2132)의 외주면에 끼우는 단계를 포함할 수도 있을 것이다.
단계 S130은 프레임(213)을 가열시키는 단계로, 단계 S150 이전 또는 단계 S150과 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 프레임(213)은 150도 이상의 온도로 가열될 수 있다. 이와 같은 방법에 의하면, 단계 S150을 수행하는 과정에서, 돌출부(2132) 및 테두리부(2131) 사이의 공간 중 코일(212)이 위치하지 않은 빈 공간으로 열 전도 물질이 충분히 유입될 수 있도록, 열 전도 물질의 유동성을 확보할 수 있다. 따라서, 단계 S160 과정에서 생성되는 열 전도 매개체(214)의 열 전도 효율을 향상시킬 수 있다.
단계 S140은 상온 및 상압에서 고체 상태를 갖는 열 전도 물질을 가열시켜 액체 상태로 변화시키는 단계로, 단계 S150 이전에 수행될 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질으로는 저융점 금속을 이용할 수 있으며, 이 경우 단계 S140의 수행 시간 및 수행에 필요한 에너지를 줄일 수 있다.
단계 S150은 단계 S140에서 생성된 액체 상태의 열 전도 물질을 프레임(213) 중 돌출부(2132) 및 테두리부(2131) 사이의 공간으로 충진시키는 단계이다. 단계 S150을 통하여, 코일(212) 및 테두리부(2131) 사이의 열 전도 효율은 향상될 수 있다.
단계 S170은 코일(212)의 중앙에 영구 자석(211)을 배치시키는 단계로, 단계 S150 이후에 수행될 수 있다. 이와 같은 방법에 의하면, 가열된 상태의 높은 온도의 열 전도 물질에서 방출되는 열에 의해 영구 자석(211)의 자성이 감소되는 문제를 방지할 수 있다.
단계 S160은 단계 S150을 통해 프레임(213)에 충진된 액체 상태의 열 전도 물질이 고체 상태가 되도록 냉각시키는 단계로, 예를 들면, 단계 S170 이전에 수행될 수 있다. 이와 같은 과정을 통하여, 영구 자석(211)의 자성을 감소시키는 문제를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
이하 표 1을 통하여, 도 2 내지 도 4에 개시된 제조 방법에 따라 제작된 실시 예에 따른 전자석 어셈블리(21)의 성능 측정 결과와, 다른 비교 예들에 따른 전자석 어셈블리들의 성능 측정 결과를 비교하기로 한다. 먼저 다른 비교 예들의 구성 및 측정 방법에 대하여 설명하기로 한다. 이해의 용이성을 위하여 실시 예의 도면 부호를 이용하여 설명하기로 하며, 설명이 생략된 구성은 실시 예에 따른 구성과 실질적으로 동일한 것으로 볼 수 있다.
제 1 비교 예 내지 제 3 비교 예, 및 실시 예에 따른 전자석 어셈블리(21)는, 동일한 크기, 개수 및 모양의 영구 자석(211) 및 코일(212)로 제작되었으며, 영구 자석(211)으로는 네오듐(Nd) 재질의 자석이 사용되었다. 각 예들 모두 자기장 생성부(M)의 하측에 물(water)을 냉매로 이용한 냉각 플레이트(215)를 설치한 상태에서 성능이 측정되었다. 각 예들의 상세한 조건 및 측정 방법은 아래와 같다.
<제 1 비교 예>
제 1 비교 예에 따른 전자석 어셈블리는, 방열체(213) 및 열 전도 매개체(214)를 구비하지 않으며, 자기장 생성부(M)는 에폭시 몰딩액을 통해 냉각 플레이트(215)에 고정된 구조를 갖는다. 측정된 온도는 코일(212)이 아닌 에폭시 몰딩 구조물의 표면 온도로써, 실제 코일(212)의 온도는 측정된 온도보다 높을 것으로 예상된다.
.
<제 2 비교 예>
제 2 비교 예에 따른 전자석 어셈블리는, 열 전도 매개체(214)로써 액체 상태가 아닌 산화 마그네슘(MgO) 파우더를 충진한 것으로, 자기장 생성부(M)는 에폭시 몰딩액을 통해 냉각 플레이트(215)에 고정된 구조를 갖는다. 측정된 온도는 코일(212)이 아닌 에폭시 몰딩 구조물의 표면 온도로써, 실제 코일(212)의 온도는 측정된 온도보다 높을 것으로 예상된다.
<제 3 비교 예>
제 3 비교 예에 따른 전자석 어셈블리는, 열 전도 매개체(214)를 사용하지 않고, 코일(212) 및 테두리부(2131) 사이의 빈 공간에 공기를 강제 유동시킴으로써, 냉각 플레이트(215) 이외에 추가적인 냉각 수단을 더 구비한 것이다. 측정된 온도는 코일(212)의 표면 온도이다.
<실시 예>
실시 예에 따른 전자석 어셈블리(21)는, 도 2에 개시되는 구조로 도 4의 제조 방법에 따라 제조된 것이며, 열 전도 매개체(214)로는 인듐(In)을 사용한 것이다. 측정된 온도는 코일(212)의 표면 온도이다.
구분 제 1 비교 예 제 2 비교 예 제 3 비교 예 실시 예
온도포화시간 30min 20min 5min 7min
온도 55도 48도 33도 24도
온도변화량 35도 28도 13도 4도
자기량감소량 -7Gauss -3Gauss -1.5Gauss -1.3Gauss
인가전원 21V/3A 21V/3A 21V/3A 21.3V/3A
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시 예에 따른 전자석 어셈블리(21)는 제 1 비교 예 및 제 2 비교 예에 따른 전자석 어셈블리에 비하여, 자성 감소량 및 온도 변화량이 현저히 작은 것을 확인할 수 있다.
나아가 추가적인 공랭 수단까지 갖춘 제 3 비교 예와 비교할 때에도, 비슷하거나 더 나은 수준의 냉각 성능을 갖고, 자기장 생성부(M)의 자기장 감소 영향도 더 작은 것을 확인할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리(21)의 제조 방법은, 프레임 준비 단계(S210), 코일 배치 단계(S220), 프레임 가열 단계(S230), 열 전도 물질 가열 단계(S240), 열 전도 물질 충진 단계(S250) 및 냉각 단계(S260), 영구 자석 배치 단계(S270)를 포함할 수 있다. 한편, 반대되는 기재가 없는 이상 전자석 어셈블리(21)의 제조 방법에 있어서, 각 단계들의 수행 순서는 제한되지 않으며, 일부 단계가 생략될 수도 있음을 밝혀 둔다.
도 4에서 설명한 실시 예와 달리, 영구 자석 배치 단계(S270)는 단계 S210 이후 및 단계 S230 이전에 수행될 수도 있다. 이 경우 단계 S230 및 단계 S250을 수행하는 과정에서 영구 자석(211)의 자성이 감소되는 것을 줄여주기 위하여, 영구 자석(211)은 비교적 높은 온도인 대략 200도까지 자성의 감소 경향이 낮은 페라이트 재질의 영구 자석(211)을 사용할 수 있다.
또한, 단계 S240에서 열 전도 물질은 200도 이하의 온도로 가열시킴으로써, 페라이트 재질의 영구 자석(211)의 자성이 감소되는 문제를 줄일 수 있다. 단계 S240에서 가열시키는 열 전도 물질로는 용융점이 200도 이하인 저융점 금속이 사용될 수 있다. 예를 들면, 열 전도 물질은 인듐(In), 납(Pb) 및 플라스틱 계열 열 전도 매개체 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 도면이고, 도 9 및 도 10은 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자석 어셈블리(31)의 제조 방법은, 프레임 준비 단계(S310), 코일 배치 단계(S320), 프레임 가열 단계(S330), 열 전도 물질 가열 단계(S340), 열 전도 물질 충진 단계(S350) 및 냉각 단계(S360), 몰딩용 프레임 제거 단계(S380), 지지 프레임 결합 단계(S390) 및 영구 자석 배치 단계(S370)를 포함할 수 있다. 한편, 반대되는 기재가 없는 이상 전자석 어셈블리(31)의 제조 방법에 있어서, 각 단계들의 수행 순서는 제한되지 않으며, 일부 단계가 생략될 수도 있음을 밝혀 둔다.
단계 S310은 돌출부(3162) 및 돌출부(3162)를 둘러싸도록 돌출 형성된 테두리부(3131)를 포함하는 프레임(313a, 316)을 준비하는 단계이다. 단계 S310은 예를 들면, 도 10과 같이 테두리 프레임(313a)을 준비하는 단계(S312)와, 몰딩용 프레임(316)을 준비하는 단계(314)와, 테두리 프레임(313a)에 몰딩용 프레임(316)을 결합하는 단계(S316)를 포함할 수 있다.
프레임(313a, 316)은 서로 분리 가능한 테두리 프레임(313a) 및 몰딩용 프레임(316)을 포함할 수 있고, 테두리부(3131) 및 돌출부(3162)는 각각 테두리 프레임(313a) 및 몰딩용 프레임(316)에 형성될 수 있다.
테두리 프레임(313a)은, 테두리부(3131) 및 상하 방향으로 관통 형성되는 수용 공간(3135)을 포함할 수 있다. 테두리 프레임(313a)은 단계 S390에서 결합되는 지지 프레임(313b, 도 8 참조)과 함께 전자석 어셈블리(31)의 방열체(313)를 구성할 수 있다.
몰딩용 프레임(316)은, 단계 S310 내지 단계 S360까지 임시적으로 사용되는 보조 구조물로써, 테두리 프레임(313a)에 결합 또는 분리 가능하며, 수용 공간(3135)의 하측을 감싸는 커버 플레이트(3161)와, 수용 공간(3135)으로 삽입되는 돌출부(3162)를 포함할 수 있다. 돌출부(3162)는 코일(312)을 임시적으로 권취하기 위한 보빈으로서 기능할 수 있다.
단계 S316을 통하여, 도 7과 같이 테두리부(3131) 및 돌출부(3162) 사이에는 코일(312)을 수용할 수 있는 코일 수용 공간(3133)이 형성될 수 있다.
단계 S320은 돌출부(3162)의 외주면에 돌출부(3162)를 감싸도록 코일(312)을 배치시키는 단계로, 코일(312)을 단계 S316을 통하여 형성된 코일 수용 공간(3133)에 배치시킬 수 있다. 단계 S320은 단계 S316 이후에 수행될 수도 있으나, 이와 달리 단계 S314 및 단계 S316 사이에 수행되거나, 단계 S316과 동시에 수행될 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 돌출부(3162)의 외주면에 도선을 권취함으로써 코일(312)을 형성하는 경우, 단계 S320을 단계 314 및 단계 S316 사이에 수행하는 것이 작업 공간의 측면에서 유리할 수 있다.
단계 S380은 몰딩용 프레임(316)을 테두리 프레임(313a)으로부터 분리시키는 단계로, 단계 S360을 통하여 열 전도 물질이 고체 상태가 됨으로써 열 전도 매개체(314)가 형성된 이후에 수행될 수 있다. 단계 S360을 통하여 테두리 프레임(313a) 및 코일(312)은 열 전도 매개체(314)에 의해 서로 고정되고, 단계 S380을 통하여 돌출부(3162)가 빠져나간 코일(312)의 중앙에는 빈 공간이 형성된다. 상기 빈 공간은 영구 자석 수용 공간(3134)인 것으로 이해될 수 있다.
단계 S390은 테두리 프레임(313a)에 지지 프레임(313b)을 결합시키는 단계로, 단계 S380 이후에 수행될 수 있다. 지지 프레임(313b)은 테두리 프레임(313a)과 함께 방열체(313)를 형성할 수 있다. 지지 프레임(313b)은 영구 자석 수용 공간(3134)의 하측을 커버함으로써 단계 S370을 통하여 배치되는 영구 자석(311)을 지지할 수 있다. 지지 프레임(313b)은 예를 들어, 전도체로 형성됨으로써, 인접한 2개의 영구 자석(311) 사이에 자기력선이 효율적으로 형성되게 하는 브릿지(bridge)로 기능할 수 있다. 지지 프레임(313b)의 하측에는 예를 들어, 도 3과 같은 냉각 플레이트(215)가 배치될 수도 있다. 한편, 지지 프레임(313b) 및 냉각 플레이트(215)는 일체로 형성될 수도 있다.
이와 같은 방법에 의하면, 가열된 열 전도 물질의 열이 영구 자석(311)의 자성을 감소시키는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 하나의 주형(mold)을 이용하여 방열체를 한번에 제작하는 방식과 비교하여, 상대적으로 주형의 형상이 간단해질 수 있으므로 제조 공정상에서 유리한 측면이 있다. 또한, 도 8과 같이 방열체(313)에서 보빈이 생략될 수 있으므로, 제조된 전자석 어셈블리(31)의 공간 효율성이 향상되고, 구성이 컴팩트해질 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (20)

  1. 돌출부 및 상기 돌출부를 둘러싸는 테두리부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계;
    상기 돌출부의 외주면에 상기 돌출부를 감싸도록 코일을 배치시키는 단계;
    상온 및 상압에서 고체 상태를 갖는 열 전도 물질을 가열시켜 액체 상태로 변화시키는 단계;
    상기 액체 상태의 열 전도 물질을, 상기 코일 및 상기 테두리부 사이의 이격된 빈 공간을 메꾸어 주도록 충진시키는 단계;
    상기 액체 상태의 열 전도 물질이 고체 상태가 되도록 냉각시킴으로써 상기 코일 및 상기 테두리부를 서로 고정시키는 열 전도 매개체를 생성하는 단계; 및
    상기 충진시키는 단계 이후에 수행되고, 상기 코일의 중앙에 영구 자석을 배치시키는 단계를 포함하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 전도 매개체를 생성하는 단계는, 상기 충진시키는 단계 이후 및 상기 영구 자석을 배치시키는 단계 이전에 수행되는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열 전도 매개체가 차지하는 부피는 상기 영구 자석 및 상기 테두리부 사이의 공간의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 전도 물질은 용융점이 1OO도 내지 4OO도인 저융점 금속인 것을 특징으로 하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 전도 물질은 인듐, 납 및 플라스틱 계열 열 전도 매개체 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 테두리부는 비자성 방열재료로 형성되는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 네오듐 및 페라이트 중 어느 하나 이상의 재질로 형성되는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자석 어셈블리의 제조 방법은,
    상기 충진시키는 단계 이전 또는 상기 충진시키는 단계와 동시에 수행되고, 상기 프레임을 가열시키는 단계를 더 포함하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일을 배치시키는 단계는,
    미리 마련된 코일을 상기 돌출부의 외주면에 끼우는 단계를 포함하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부의 내부에는 상기 영구 자석을 수용하기 위한 영구 자석 수용 공간이 형성되는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프레임은 알루미늄 또는 구리 재질을 이용하여 일체로 형성되는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 테두리부를 포함하는 테두리 프레임; 및
    상기 돌출부를 포함하고, 상기 테두리 프레임으로부터 분리 가능한 몰딩용 프레임을 포함하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프레임을 준비하는 단계는,
    상기 테두리 프레임에 상기 몰딩용 프레임을 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 전자석 어셈블리의 제조 방법은,
    상기 충진시키는 단계 이후 및 상기 영구 자석을 배치시키는 단계 이전에 수행되는, 상기 몰딩용 프레임을 상기 테두리 프레임으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자석 어셈블리는, 상기 코일에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 냉매를 안내하기 위한 냉매 유로를 포함하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  15. 돌출부 및 상기 돌출부를 둘러싸는 테두리부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계;
    상기 돌출부를 외주면에 상기 돌출부를 감싸도록 코일을 배치시키는 단계;
    상온 및 상압에서 고체 상태를 갖는 열 전도 물질을 200도 이하의 온도로 가열시켜 액체 상태로 변화시키는 단계;
    상기 액체 상태의 열 전도 물질을, 상기 코일 및 상기 테두리부 사이의 이격된 빈 공간을 메꾸어 주도록 충진시키는 단계;
    상기 액체 상태의 열 전도 물질이 고체 상태가 되도록 냉각시킴으로써 상기 코일 및 상기 테두리부를 서로 고정시키는 열 전도 매개체를 생성하는 단계; 및
    상기 코일의 중앙에 페라이트 재질의 영구 자석을 배치시키는 단계를 포함하는 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  16. 복수 개의 돌출부 및 상기 복수 개의 돌출부를 둘러싸는 테두리부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계;
    상기 복수 개의 돌출부의 각각에 복수 개의 코일을 각각 배치시키는 단계;
    상온 및 상압에서 고체 상태를 갖는 열 전도 물질을 가열시켜 액체 상태로 변화시키는 단계;
    상기 액체 상태의 열 전도 물질을, 상기 복수 개의 코일 및 상기 테두리부 사이의 이격된 빈 공간을 메꾸어 주도록 충진시키는 단계;
    상기 액체 상태의 열 전도 물질이 고체 상태가 되도록 냉각시킴으로써 상기 코일 및 상기 테두리부를 서로 고정시키는 열 전도 매개체를 생성하는 단계; 및
    상기 충진시키는 단계 이후에 수행되고, 상기 복수 개의 코일의 각각의 중앙에 복수 개의 영구 자석을 각각 배치시키는 단계를 포함하는 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수 개의 영구 자석을 각각 배치시키는 단계는,
    상기 복수 개의 영구 자석 중 적어도 일부의 인접한 2개의 영구 자석이 극성이 서로 반대가 되도록 배치시키는 단계를 포함하는 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리는, 상기 인접한 2개의 영구 자석이 부착되어 상기 인접한 2개의 영구 자석 사이에 자기력선이 효율적으로 형성되게 하는 전도체를 포함하는 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수 개의 영구 자석 중 양측 테두리부에 위치하는 영구 자석의 크기는 중앙에 위치하는 영구 자석의 크기보다 작은 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리의 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수 개의 코일 중 양측 테두리부에 위치하는 코일의 권취수는 중앙에 위치하는 코일의 권취수보다 적은 마그네트론 스퍼터링 장치용 전자석 어셈블리의 제조 방법.
KR1020170098187A 2017-08-02 2017-08-02 전자석 어셈블리의 제조 방법 KR101965266B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170098187A KR101965266B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 전자석 어셈블리의 제조 방법
CN201880005033.1A CN110100291B (zh) 2017-08-02 2018-06-01 电磁铁组件的制备方法
PCT/KR2018/006278 WO2019027133A1 (ko) 2017-08-02 2018-06-01 전자석 어셈블리의 제조 방법
JP2019534854A JP7173973B2 (ja) 2017-08-02 2018-06-01 電磁石アセンブリの製造方法
TW107126396A TWI761564B (zh) 2017-08-02 2018-07-31 電磁鐵組件的製備方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170098187A KR101965266B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 전자석 어셈블리의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190014404A KR20190014404A (ko) 2019-02-12
KR101965266B1 true KR101965266B1 (ko) 2019-04-03

Family

ID=65233926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170098187A KR101965266B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 전자석 어셈블리의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7173973B2 (ko)
KR (1) KR101965266B1 (ko)
CN (1) CN110100291B (ko)
TW (1) TWI761564B (ko)
WO (1) WO2019027133A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102447684B1 (ko) * 2019-06-27 2022-09-27 주식회사 노바텍 단독 자석 부품을 포함하는 회로기판 및 smt 장비를 이용한 자석 장착 방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4324631A (en) * 1979-07-23 1982-04-13 Spin Physics, Inc. Magnetron sputtering of magnetic materials
JPS6088410A (ja) * 1983-10-19 1985-05-18 Sanmei Denki Kk 電磁石のコイルアセンブリ及びその製造方法
JPS60189915A (ja) * 1984-03-12 1985-09-27 Fuji Elelctrochem Co Ltd インダクタ素子の製造方法
JP3064642B2 (ja) * 1992-03-12 2000-07-12 三菱電機株式会社 コイル体の製造方法
JPH11172431A (ja) * 1997-12-10 1999-06-29 Sony Corp マグネトロンスパッタ成膜方法およびその装置
US6501357B2 (en) * 2000-03-16 2002-12-31 Quizix, Inc. Permanent magnet actuator mechanism
US6946755B2 (en) * 2000-11-21 2005-09-20 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Linear motor
KR20020078618A (ko) * 2001-04-06 2002-10-19 이정중 다중 코일 방식의 유도 결합 플라즈마 마그네트론스퍼터링 시스템 및 그 방법
JP3891545B2 (ja) * 2001-07-10 2007-03-14 キヤノン株式会社 リニアモータ
KR100422487B1 (ko) * 2001-12-10 2004-03-11 에이엔 에스 주식회사 전자석을 이용한 유기전계발광소자 제작용 증착장치 및그를 이용한 증착방법
DE10323258A1 (de) * 2003-05-23 2004-12-23 Applied Films Gmbh & Co. Kg Magnetron-Sputter-Kathode
JP5142652B2 (ja) * 2007-01-31 2013-02-13 富士通コンポーネント株式会社 有極電磁継電器及びコイル組立
CH698904A2 (de) * 2008-05-27 2009-11-30 Alexander Stoev Wassergekühlte Drossel.
EP2587499B1 (en) * 2010-06-22 2018-12-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Reactor and reactor manufacturing method
KR20140003570A (ko) * 2011-01-24 2014-01-09 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치
CN102420091B (zh) * 2011-11-24 2014-07-30 中国科学院电工研究所 一种复合式磁控溅射阴极
CN103779043B (zh) * 2012-10-25 2017-09-26 台达电子企业管理(上海)有限公司 大功率电磁组件
JP5980695B2 (ja) * 2013-01-18 2016-08-31 株式会社鷺宮製作所 モールドコイルおよびモールドコイルを用いた電磁弁、ならびに、モールドコイルの製造方法
CN104078203A (zh) * 2014-06-06 2014-10-01 上海瑞奇电气设备股份有限公司 一种节能减排智能型地下式变压器
US20160042854A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 Hamilton Sundstrand Corporation Heat transfer in magnetic assemblies
JP2017044486A (ja) * 2015-08-24 2017-03-02 アイシン精機株式会社 電流センサ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190014404A (ko) 2019-02-12
JP2020530938A (ja) 2020-10-29
CN110100291B (zh) 2022-08-30
TWI761564B (zh) 2022-04-21
WO2019027133A1 (ko) 2019-02-07
CN110100291A (zh) 2019-08-06
TW201910542A (zh) 2019-03-16
JP7173973B2 (ja) 2022-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101610493B1 (ko) 변압기 냉각 장치
JP5955682B2 (ja) 超伝導マグネットシステム
CN103031529B (zh) 磁控溅射装置和磁控溅射方法
KR101974742B1 (ko) 마그네트론
US20110220494A1 (en) Methods and apparatus for magnetron metallization for semiconductor fabrication
US10916368B2 (en) Bobbin and coil assembly and electromagnet equipment including same
CN102465260A (zh) 腔室组件及应用该腔室组件的半导体处理设备
KR101965266B1 (ko) 전자석 어셈블리의 제조 방법
JP6480445B2 (ja) カプセル化されたマグネトロン
JP2022179687A (ja) 物理的気相堆積チャンバ内電磁石
RU2678432C1 (ru) Индуктор для многополюсного аксиального намагничивания кольцевых постоянных магнитов
JP7084932B2 (ja) 磁石構造体、磁石ユニット及びこれを含むマグネトロンスパッタリング装置
US8593243B2 (en) Pulsed magnet using amorphous metal modules and pulsed magnet assembly
CN204727942U (zh) 一种高功率磁控溅射靶
KR102457741B1 (ko) 진공 분위기에서 사용되는 전자석 어셈블리 및 그 제조 방법
JP4062587B2 (ja) 成膜装置
KR100951007B1 (ko) 마그네트론 스퍼터링 장치
JP2009127109A (ja) マグネトロンスパッタリング装置
CN104532199A (zh) 一种中频磁控溅射镀膜用阴极
JPS59116376A (ja) 対向タ−ゲツト式スパツタ装置
CN212411993U (zh) 磁控管
KR20170035141A (ko) 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기
CN107154521A (zh) 电动汽车锂离子电池组的均温散热装置
KR20240043891A (ko) 마그네트론 스퍼터링 장치
CN117431512A (zh) 磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right