KR102081801B1 - Sheath heater sealing device of heat treatment oven chamber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열처리 오븐의 챔버 내에 배치되어 기판을 가열 건조하는 열처리 오븐의 시즈히터를 실링하는 실링장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sealing apparatus disposed in a chamber of a heat treatment oven to seal a sheath heater of a heat treatment oven for heating and drying a substrate.
유기 발광 표시 장치 및 LCD 글라스 기판 등으로 분류되는 평판 디스플레이는 TV, 휴대폰, 모니터 등의 여러 종류의 화상 기기들에 사용되고 있다. 유기 발광 표시 장치 및 LCD 글라스 기판은 차세대 디스플레이 장치 중 하나로서 다양한 분야에 적용되고 있어 근래의 이 분야 평판 디스플레이 제조 기술은 성능과 수율 향상을 위한 기술 개발이 계속되고 있다. 평판 디스플레이의 대표적인 유기 발광 표시 장치나 LCD 글라스 기판 등(이하, '건조 대상 기판' 또는 '기판'이라고 한다)을 제조하는데 있어서 온도 관리와 온도 균일도는 양품의 기판 품질과 수율 유지를 위해서 반드시 필요한 사항이 되고 있다. 예를 들면, 유기 발광 표시 장치 제조 공정에서는 기판 표면에 유기물층이 형성되어 일정량의 수분을 포함할 수 있기 때문에 수분을 증발시키는 건조 공정을 필요로 하고 있다. LCD 글라스 기판 제조 공정에서는 기판 표면에 감광막을 코팅하기 전에 세정과정을 거치는데 세정과정 후에는 수분을 제거하기 위한 가열 건조 공정을 필요로 하고 있다. 그리고 감광막을 LCD 글라스 기판에 코팅한 후에는 노광 및 현상공정을 거치는데 이러한 노광 및 현상공정 전에는 프리 베이킹(pre-baking), 노광 및 현상공정 후에는 포스트 베이킹(post-baking) 공정을 필요로 하고 있다. 이렇게 기판 제조 공정에서는 대부분 가열 및 건조 공정을 거치게 되어 있다. 기판의 제조 공정에서 발생되는 수분은 적외선을 활용하거나 시즈히터(sheath heater) 등과 같은 발열체를 가지는 히터를 포함하는 열처리 오븐의 챔버 속에 넣어 가열 건조를 통해 제거하고 있다. 이와 관련하여, 국내 등록특허공보 10-1238560 및 국내 공개특허공보 10-2013-0028322에는 'LCD 글라스 오븐 챔버'가 제안되어 있다.BACKGROUND ART Flat panel displays classified into organic light emitting display devices and LCD glass substrates are used in various types of image devices such as TVs, mobile phones, and monitors. The organic light emitting diode display and the LCD glass substrate are one of the next generation display devices, and are being applied to various fields. In recent years, flat panel display manufacturing technology in this field continues to develop technologies for improving performance and yield. In manufacturing a typical organic light emitting display device or LCD glass substrate of a flat panel display (hereinafter, referred to as a 'substrate to be dried' or 'substrate'), temperature management and temperature uniformity are necessary for maintaining a good substrate quality and yield. It is becoming. For example, in the organic light emitting display device manufacturing process, since an organic material layer is formed on the surface of a substrate to contain a predetermined amount of water, a drying process for evaporating water is required. In the LCD glass substrate manufacturing process, a cleaning process is performed before the photosensitive film is coated on the substrate surface, but after the cleaning process, a heat drying process for removing moisture is required. After the photoresist is coated on the LCD glass substrate, it is subjected to an exposure and development process. Before this exposure and development process, a pre-baking process and a post-baking process are required after the exposure and development process. have. In the substrate manufacturing process, most of them go through a heating and drying process. Moisture generated in the manufacturing process of the substrate is removed by heat drying by using an infrared ray or put into a chamber of a heat treatment oven including a heater having a heating element such as a sheath heater. In this regard, the 'LCD glass oven chamber' is proposed in Korean Patent Publication No. 10-1238560 and Korean Patent Publication No. 10-2013-0028322.
열처리 오븐 챔버에 배치되어 발열체로 기능하는 기존의 시즈히터는 외부 파이프(금속 보호관)에 전기 저항으로 발열하는 열선(발열코일)을 코일 모양으로 내장하고 절연 분말인 산화마그네슘(MgO)을 넣어 함께 충진하여 열선과 외부 파이프를 절연하고 양쪽 끝단을 실링(sealing)으로 처리하여 절연과 히터의 성능을 유지하는 한편 정해진 온도 이하로 관리하여 절연 파괴에 대비하기 위해서 실링부를 챔버의 외부로 노출시키고 여기에 전원 공급 단자를 연결하여 사용하도록 되어 있으나 케파(capa)가 줄어들고, 공간 확보와 설비 시설 및 부품 수량이 증가, 건조 대상 기판의 사이즈가 증가하는 경우 발열체의 열 영역을 확장하는데 한계가 따르고 있다. 이에 따라, 열처리 오븐의 챔버 내부에서 사용이 가능하고 고온에서도 절연 파괴 없이 실링이 가능한 시즈히터가 요구되고 있다.The conventional sheath heater, which is placed in a heat treatment oven chamber and functions as a heating element, has a heating wire (heating coil) that generates heat with electric resistance in an external pipe (metal protective tube) in a coil shape, and filled with magnesium oxide (MgO), which is an insulating powder. Insulate the heating wire and the outer pipe and treat both ends with sealing to maintain the performance of insulation and heater, and manage the temperature below a predetermined temperature to expose the sealing part to the outside of the chamber to prepare for breakdown. Although supply terminals are connected to each other, capa is reduced, space is secured, the number of facilities and parts are increased, and the size of the substrate to be dried increases the limit of expanding the thermal region of the heating element. Accordingly, there is a demand for a sheath heater that can be used in a chamber of a heat treatment oven and that can be sealed without breakdown even at a high temperature.
특허문헌 1. 국내등록특허공보 10-1238560(공고일 2013년02월28일)Patent Literature 1. Domestic Registered Patent Publication 10-1238560 (Publication date February 28, 2013)
특허문헌 2. 국내등록특허공보 10-0722154(공고일 2007년05월28일)Patent Document 2. Domestic Registered Patent Publication 10-0722154 (Notice date May 28, 2007)
특허문헌 3. 국내공개특허공보 10-2013-0028322(공개일 2013년03월19일)Patent Document 3. Domestic Patent Publication 10-2013-0028322 (published March 19, 2013)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 열처리 오븐의 챔버에 배치하여 고온에서도 실링이 유지되는 시즈히터를 제공하는데 있다.One of the technical problems to be solved by the present invention is to provide a sheath heater disposed in a chamber of a heat treatment oven to maintain a sealing even at a high temperature.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 외부 파이프의 중공상으로 내장되어 전기 저항으로 발열하는 발열선, 상기 발열선과 외부 파이프를 절연하기 위해 외부 파이프의 중공상에 절연재가 충진되고 상기 외부 파이프의 양쪽 단부를 밀폐하는 실링부를 구비하여 열처리 오븐의 챔버에 설치되는 시즈히터; 및 상기 실링부는 외부 파이프의 단부를 따라 접속된 단자대 및 상기 단자대를 따라 접속 설치된 세라믹 절연 플러그를 포함하는, 열처리 오븐의 시즈히터 실링장치로부터 달성될 수 있다. According to the present invention, the heating wire is built into the hollow of the outer pipe is heat generated by the electrical resistance, the insulating material is filled in the hollow of the outer pipe to insulate the heating wire and the outer pipe and both ends of the outer pipe Sheath heater which is provided in the chamber of the heat processing oven with a sealing part which seals; And the sealing portion comprises a terminal block connected along the end of the outer pipe and a ceramic insulating plug connected along the terminal block.
본 발명의 실시예에 따르면, 단자대는 발열선을 노출형으로 구비할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the terminal block may be provided with a heating line exposed.
본 발명의 실시예에 따르면, 세라믹 절연 플러그는, 상기 단자대를 따라 조립 접속되는 플러그 하우징; 상기 플러그 하우징에 접속되어 발열선으로 전류를 통전시키는 플러그 단자대; 및 상기 플러그 하우징과 상기 플러그 단자대 사이에 게재되어 접합된 절연 링;을 포함하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a ceramic insulating plug may include: a plug housing assembled and connected along the terminal block; A plug terminal block connected to the plug housing to conduct current through a heating line; And an insulating ring disposed between and bonded to the plug housing and the plug terminal block.
본 발명의 실시예에 따르면, 플러그 하우징과 플러그 단자대는 코바(kovar) 금속이고, 절연 링은 세라믹 재료 중에서 선택하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plug housing and the plug terminal block is a kovar metal, and the insulating ring may be configured by selecting from a ceramic material.
본 발명의 실시예에 따르면, 시즈히터의 실링부는, 열처리 오븐의 챔버에 발열체로 배치될 때 챔버의 영역 범위를 벗어나지 않은 범위 내에 위치하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sealing portion of the sheath heater may be configured to be positioned within a range not departing from the area range of the chamber when the sealing portion of the sheath heater is disposed as a heating element in the chamber of the heat treatment oven.
본 발명은, 열처리 오븐의 챔버에 발열체로 배치될 때 고온에서도 실링이 유지되는 시즈히터를 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing a sheath heater in which the sealing is maintained even at a high temperature when disposed as a heating element in the chamber of the heat treatment oven.
본 발명은, 열처리 오븐의 챔버에 발열체로 배치될 때 기판의 가열 건조 온도 밴드 영역을 확장시키고, 절연 성능과 내구성을 강화시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of expanding the heat drying temperature band region of the substrate when it is disposed as a heating element in the chamber of the heat treatment oven, and enhancing insulation performance and durability.
본 발명은, 열처리 오븐의 챔버에 발열체로 배치될 때 시즈히터의 단자대를 챔버의 외부로 노출시키지 않고 배치할 수 있으므로 케파(capa)를 늘리고, 유지 보수를 위한 공간을 줄일 수 있으며, 기판 사이즈 증가에 대응하여 발열체의 히팅 영역을 용이하게 확장 조정할 수 있는 효과가 있다.The present invention can be arranged without exposing the terminal block of the sheath heater to the outside of the chamber when it is disposed as a heating element in the chamber of the heat treatment oven, thereby increasing the capa, reducing the space for maintenance, and increasing the substrate size In response to this, the heating area of the heating element can be easily extended and adjusted.
본 발명은, 열처리 오븐의 챔버에 발열체로 배치될 때 시즈히터의 단자대와 세라믹 절연 플러그가 챔버 내부에 설치되기 때문에 챔버의 실링 효과가 증가하고, 챔버 내부의 산소 농도 관리와 온도 분위기 유지에 안정적인 효과가 있다.According to the present invention, since the terminal block of the sheath heater and the ceramic insulating plug are installed inside the chamber when the heating element is disposed in the chamber of the heat treatment oven, the sealing effect of the chamber is increased, and the effect of maintaining the oxygen concentration inside the chamber and maintaining the temperature atmosphere is stable. There is.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터 실링장치가 적용된 열처리 오븐의 예시이다.
도 2는 도 1의 평면을 나타낸 예시이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에서 시즈히터를 발췌하여 나타낸 시즈히터의 평면 구조의 예시이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 메인 발열체의 예시이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 사이드 발열체의 예시이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 시즈히터 실링장치의 절연 플러그를 분해도로 나타낸 예시이다.
도 7의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 시즈히터 실링장치를 구성하는 다양한 절연 플러그들을 분해도로 나타낸 예시이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터를 메인 발열체로 구성하여 세라믹 절연 플러그를 통해 열처리 오븐의 도전부에 접속시켜 배치한 상태를 나타낸 예시이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터를 사이드 발열체로 구성하여 세라믹 절연 플러그를 통해 열처리 오븐의 도전부에 접속시켜 배치한 상태를 나타낸 예시이다.1 is an illustration of a heat treatment oven to which the sheath heater sealing apparatus is applied according to an embodiment of the present invention.
2 is an illustration showing the plane of FIG.
Figure 3 is an illustration of a planar structure of the sheath heater shown by extracting the sheath heater in the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an illustration of the main heating element applied to the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
5 is an illustration of a side heating element applied to the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an illustration showing an exploded view of the insulating plug of the sheath heater sealing apparatus applied to the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
7 (a), (b), (c) and (d) are exploded views illustrating various insulating plugs constituting the sheath heater sealing apparatus applied to the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
8 is an illustration showing a state in which the sheath heater according to an embodiment of the present invention is configured as a main heating element and connected to a conductive part of a heat treatment oven through a ceramic insulating plug.
FIG. 9 is an illustration showing a state in which a sheath heater according to an embodiment of the present invention is configured as a side heating element connected to a conductive part of a heat treatment oven through a ceramic insulating plug.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 '열처리 오븐의 시즈히터 실링장치'를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the 'siege heater sealing apparatus of the heat treatment oven' according to a preferred embodiment of the present invention.
열처리 오븐 챔버의 발열체로 기능하는 시즈히터는 외부 파이프(금속 보호관)에 전기 저항으로 발열하는 열선(발열코일)을 코일 모양으로 내장하고 절연 분말인 산화마그네슘(MgO)을 넣어 함께 충진하여 열선과 외부 파이프를 절연한 관 모양의 히터로서, 외부의 물리적인 충격에도 견고하고 전기 열에너지의 효율성을 높이면서 다양한 모양으로 용도와 형태로 적합하게 가공을 할 수 있는 한편 충진물로 사용되는 산화마그네슘은 고온의 열에 대한 절연저항이 우수하고 저렴한 값으로 충진하여 사용할 수 있는 장점이 있는 반면 수분을 흡수하는 성질이 크기 때문에 외부 파이프의 양쪽 끝단을 실링(sealing)으로 처리 해야만 절연과 히터의 성능을 유지할 수 있다.The sheath heater, which functions as a heating element of the heat treatment oven chamber, incorporates a heating wire (heating coil) that generates heat with an electrical resistance into an outer pipe (metal protective tube) in a coil shape, and fills it together with magnesium oxide (MgO), an insulating powder, to be filled together. As a tubular heater insulated pipes, it is robust against external physical shocks and improves the efficiency of electric thermal energy, and can be processed in various shapes and shapes to suit the purpose and shape. Insulation resistance is excellent and it can be used at low cost. However, since it absorbs moisture, both ends of the external pipe must be sealed to maintain insulation and heater performance.
예를 들면 기존의 시즈히터의 실링은 실링부의 고온화를 막고 정해진 온도 이하로 관리하여 절연 파괴에 대비하기 위해서 실링부를 챔버의 외부로 노출시키고 여기에 전원 공급 단자를 연결하여 사용하도록 되어 있는데 약 350℃이하의 온도 범위에서 견디도록 되어 있다.For example, the sealing of the conventional sheath heater is to be exposed to the outside of the chamber in order to prevent the high temperature of the sealing part and to manage the temperature below a predetermined temperature in order to prevent insulation breakdown, and to connect the power supply terminal to it. It is made to endure in the following temperature ranges.
이처럼 시즈히터 실링부의 온도 관리를 위해 전원 단자대를 외부로 노출할 경우 케파(capa)가 줄어들고, 유지 보수를 위한 공간 확보와 설비 시설 및 부품 수량이 증가할 수 있으며, 건조 대상 기판의 사이즈가 증가하는 경우 이에 대응하여 발열체의 열 영역을 확장하는데 기술적으로 한계가 따르고 있다.As such, exposing the power terminal block to the outside for the temperature management of the sheath heater sealing part reduces the capa, secures space for maintenance, increases the number of facilities and parts, and increases the size of the substrate to be dried. In this case, there is a technical limitation in expanding the thermal region of the heating element.
이에 따라, 본 발명은, 열처리 오븐의 챔버 내부에 설치하여 사용이 가능하고 고온에서도 절연 파괴 없이 사용할 수 있는 시즈히터를 제공하도록 제시된다.Accordingly, the present invention is proposed to provide a sheath heater that can be installed inside a chamber of a heat treatment oven and can be used without breakdown even at high temperatures.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터 실링장치가 적용된 열처리 오븐의 예시이다. 도 2는 도 1의 평면을 나타낸 예시이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에서 시즈히터를 발췌하여 나타낸 시즈히터의 평면 구조의 예시이다.1 is an illustration of a heat treatment oven to which the sheath heater sealing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. 2 is an illustration showing the plane of FIG. Figure 3 is an illustration of a planar structure of the sheath heater shown by extracting the sheath heater in the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 열처리 오븐(100)은, 가열 또는 건조를 필요로 하는 유리 발광 표시 장치 또는 LCD 글라스 기판(이하, '기판'으로 한다) 등의 기판을 통과시키는 투입구(111)가 마련된 챔버(110)를 구비하고, 챔버(110)에는 시즈히터(200)를 실장하여 시즈히터(200)의 열로 기판을 가열하거나 수분을 증발 건조 시키도록 구성된다. 시즈히터(200)의 상/하부에는 시즈히터(200)의 열을 전달받아 발열되는 상/하부 열전달플레이트(201)(202)를 층구조의 적층형으로 배치한 면상 발열체로 구성하여 챔버(110) 안에 실장형으로 배치하여 구성될 수 있다.As illustrated in FIGS. 1 to 3, the
그리고, 열처리 오븐(100)의 챔버(110)의 일측으로는 기판(M)의 가열 건조 효율성을 높이기 위해 공정가스를 포함하는 유체를 유입시키는 흡기구(112), 챔버(110) 내 유체를 배기시키는 배기구(113)를 구비하고, 챔버(110)를 지지하고 받쳐주는 러그(121)들을 포함하는 프레임(120) 및 시즈히터(200)들의 발열선을 접속시켜 전류를 통전시키는 다수의 부스바(131)들이 접속된 도전부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, one side of the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 메인 발열체의 예시이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 사이드 발열체의 예시이다.Figure 4 is an illustration of the main heating element applied to the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention. 5 is an illustration of a side heating element applied to the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(110)에 실장형으로 배치되는 시즈히터(200)는 챔버(110) 내에서 메인 발열체(Ms_h)와 사이드 발열체(Ss_h)로 구분되어 배치될 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 시즈히터 실링장치의 절연 플러그를 분해도로 나타낸 예시이다.Figure 6 is an illustration showing an exploded view of the insulating plug of the sheath heater sealing apparatus applied to the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 시즈히터(200)는 금속 보호관으로 기능하는 동시에 열을 외부로 전도하는 외부 파이프(210), 외부 파이프(210)의 중공상으로 내장되어 전기 저항으로 발열하는 발열선(220), 발열선(220)과 외부 파이프(210)를 절연하기 위해 외부 파이프(210)의 중공상에 절연재가 충진되고 외부 파이프(210)의 양쪽 단부를 밀폐하는 실링부(230)를 구비하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the
그리고, 실링부(230)는 외부 파이프(210)의 단부를 따라 단자대(240)를 접속시켜 구성되고, 단자대(240)를 따라 세라믹 절연 플러그(250)를 접속시켜 구성될 수 있다.The sealing
그리고, 외부 파이프(210)의 중공상에 충진되는 절연재로는 마그네시아(MgO: Magnesia, magnesium oxide)를 포함할 수 있다.In addition, the insulating material filled in the hollow of the
이렇게 구성되는 시즈히트(200)는 열처리 오븐(100)의 챔버(110) 내에 면상 발열체로 기능하도록 설치될 수 있는데, 도 6에 도시된 바와 같이 시즈히터(200)의 상하부에 상/하부 열전달플레이트(201)(202)를 층구조로 적층하여 챔버(110)에 배치하면 면상 발열체로 기능하도록 구성할 수 있다.The
면상 발열체는 챔버(110)에 배치될 때 도 1 및 도 2와 같이 가로 방향으로는 메인 발열체(Ms_h), 세로 방향으로는 사이드 발열체(Ss_h)로 구분하여 배치할 수 있다. 이렇게 챔버(110)에 배치되는 면상 발열체를 메인 발열체(Ms_h)와 사이드 발열체(Ss_h)로 구분하여 배치하는 경우 기판(M)의 가열 건조에 요구되는 온도 분포 균일화를 유지하는데 유리할 수 있다.When the planar heating element is disposed in the
면상 발열체는 시즈히터(200)와 상/하부 열전달플레이트(201)(202)의 조립으로 간단하게 구성될 수 있다. 시즈히터(200)에서 발열되는 열은 상/하부 열전달플레이트(201)(202)에 전달되고 열전달플레이트에서 방사되는 복사열 또는 표면 코팅 물질로부터 방사되는 복사열은 기판(M)에 전달될 수 있다. 여기서, 상/하부 열전달플레이트의 재료와 표면 코팅재는 크린룸(clean room)에 사용 가능한 물질 중에서 선택될 수 있으며, 표면 코팅재로는 세라믹이 바람직한 코팅재로 선택될 수 있다.The surface heating element may be simply configured by assembling the
시즈히터(200)의 표면과 상/하부 열전달플레이트(201)(202)의 표면은 산화피막을 형성하고 표면을 연마하여 상/하부 열전달플레이트(201)(202)에 대한 열전도 성능을 높일 수 있다. 바람직하게는 표면 연마는 전해 연마(EP)로 처리할 수도 있다.The surface of the
시즈히터(200)의 형상은 상/하부 열전달플레이트(201)(202)에 열을 전달하게 되고 접촉 면적이 증가 할수록 열전달율이 크기 때문에 원형 또는 타원형 또는 사각형 중에서 선택하여 구성될 수 있다.The shape of the
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 파이프(210)의 양쪽 단부를 밀폐하는 실링부(230)는 외부 파이프(210)의 단부를 따라 단자대(240)를 접속시키고, 이 단자대(240)를 따라 세라믹 절연 플러그(250)를 접속시켜 구성될 수 있다. 단자대(240)는 발열선(220)을 노출형으로 구비하여 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, the sealing
세라믹 절연 플러그(250)는, 시즈히터(200)측 단자대(240)를 따라 조립 접속되는 플러그 하우징(251), 플러그 하우징(251)에 접속되어 발열선(220)에 전류를 통전시키는 플러그 단자대(252) 및 플러그 하우징(251)과 플러그 단자대(252) 사이에 게재되어 플러그 하우징(251)과 플러그 단자대(252)를 전기적으로 절연시키는 절연 링(253)을 포함하여 구성될 수 있다.The ceramic
시즈히터(200)의 단자대(240)는 세라믹 절연 플러그(250)측의 플러그 하우징(251)과 절연 링(253) 및 플러그 단자대(252)의 개구 홀들을 통과하여 순차적으로 유도 접속될 수 있다. 단자대(252)로부터 돌출되는 발열선(220)은 플러그 단자대(252)에 형성되는 개구 홀(미도시)에 진입되어 접속될 수 있다.The
이에 따라, 시즈히터(200)의 단자대(240)는 세라믹 절연 플러그(250)에 조립, 용접 또는 접합이 가능한 일체형으로 구성될 수 있다. 이를 통해 단자대(240)를 외부로 노출시키지 않고 챔버(110)의 내부에 위치시켜 사용이 가능하면서도 약 500℃ 범위의 고온에서도 외부 파이프(210)를 밀폐하는 실링 성능을 유지할 수 있다.Accordingly, the
예를 들면, 외부 파이프(210)를 단자대(240)로 실링 처리하여 밀폐하는 경우 단자대(240)는 이와 접속된 세라믹 절연 플러그(250)에 의해 고열로부터 보호되어 단자대(240)을 중심으로 이루어지는 실링 처리 부분이 고열에 의해 변형되거나 파괴 되는 등의 문제를 해결하게 된다.For example, when the
이에 따라, 기판의 가열 건조 온도 밴드 영역을 확장시키는 것이 가능하다. 또한 단자대(240)를 외부로 노출시키지 않고 챔버(110) 내에 둘 수 있으므로 케파(capa)를 늘릴 수 있고, 유지 보수를 위한 공간을 줄일 수 있으며, 기판 사이즈 증가에 대응하여 발열체의 히팅 영역을 확장하는데 유리할 수 있다.Thereby, it is possible to expand the heat drying temperature band region of the substrate. In addition, since the
기존의 경우 단자대로 전도되는 고열로부터 단자대를 보호하기 위하여 단자대를 챔버의 외부로 노출시켜 이를 통해 정해진 온도 이하로 관리하여 고온화에 따른 절연 파괴에 대비하고 있지만 시즈히터의 실링은 약 350℃이하의 온도 범위에서 견디도록 되어 있다.Conventionally, in order to protect the terminal block from the high temperature conducted by the terminal block, the terminal block is exposed to the outside of the chamber and managed below the prescribed temperature to prepare for breakdown due to high temperature, but the sealing of the sheath heater is about 350 ℃ or less It is made to endure in a range.
한편, 세라믹 절연 플러그(250)를 구성하는 플러그 하우징(251)은, 시즈히터(200)측 단자대(240)를 유도 접속시키고, 플러그 단자대(252)는 발열선(220)을 유도 접속시키며, 플러그 하우징(251)과 플러그 단자대(252) 사이에 위치하는 절연 링(253)은 플러그 하우징(251)과 플러그 단자대(252)를 전기적으로 절연시킨다.On the other hand, the
플러그 하우징(251)과 플러그 단자대(252)는 코바(kovar) 금속이 바람직한 재료로 선택될 수 있다. 절연 링(253)은 세라믹 재료인 알루미나(Al2O3)가 바람직한 재료로 선택될 수 있다. 여기서, 코바 금속은 Fernico계의 합금으로서 Fe 54%, Ni 29%, Co 17%의 조성될 수 있다. 이 경우 세라믹과 금속의 봉합(착)용 합금으로 유용하게 사용될 수 있고 유리와 비슷한 안정된 열팽창계수를 나타낼 수 있다.The
단자대(240)와 세라믹 절연 플러그(250)를 접합 공정으로 접속시키는 경우 접합 방법으로는 진공 오븐 장치를 통한 진공 브레이징(brazing)으로 접합 처리하는 것이 바람직하다. 이때 진공 오븐 장치의 기압은 10-3torr ~ 10-8torr, 온도는 600℃~900℃ 사이가 되도록 설정하여 접합 공정 분위기를 조절하는 것이 바람직하다. 여기서 사용하는 필러 용가제로는 은, 구리 소재가 포함된 합금 물질들 중 하나 이상의 물질을 선택하여 사용하는 것이 바람직할 수 있다.When connecting the
도 7의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 시즈히터 실링장치를 구성하는 다양한 세라믹 절연 플러그들을 분해도로 나타낸 예시이다.7A, 7B, and 7C are exploded views illustrating various ceramic insulating plugs constituting the sheath heater sealing apparatus applied to the heat treatment oven according to an embodiment of the present invention.
도 7의 (a)(b)는 세라믹 절연 플러그(250)를 구성하는 플러그 단자대(252)에 시즈히터(200)측 단자대(240)가 진입될 수 있는 하우징(252a)을 형성한 예시이다. 이 경우 시즈히터측 단자대(240)를 안정적으로 지지 고정하는데 유리할 수 있다.FIG. 7A and 7B show an example in which a
도 7의 (c)는 세라믹 절연 플러그(250)를 구성하는 절연 링(253)의 축 방향 부피인 두께를 증가시켜 구성한 예이다. 이 경우 플러그 하우징(251)과 플러그 단자대(252) 간 절연 성능을 증가시키는데 유리할 수 있다.FIG. 7C is an example in which the thickness that is the axial volume of the insulating
도 7의 (d)는 세라믹 절연 플러그(250)를 구성하는 플러그 하우징(251)에 SUS계 소재의 벨로우즈(bellows)를 형성하여 구성한 예이다. 이 경우 플러그 하우징(251)은 벨로우즈(251a)의 신축을 통해 고온과 냉각에 따른 수축 팽창 변형을 줄이고 내구성을 강화하는데 유리할 수 있다. 벨로우즈(251a)는 플러그 하우징(251) 외에 도면으로 구체적으로 나타내지는 않았으나 플러그 단자대(252)에도 구성될 수 있다.FIG. 7D illustrates an example in which bellows of SUS material is formed in the
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터를 메인 발열체로 구성하여 세라믹 절연 플러그를 통해 열처리 오븐의 도전부에 접속시켜 배치한 상태를 나타낸 예시이다.8 is an illustration showing a state in which a sheath heater according to an embodiment of the present invention is configured as a main heating element and connected to a conductive part of a heat treatment oven through a ceramic insulating plug.
도 8에 도시된 바와 같이, 시즈히터(200)를 메인 발열체(Ms-h)로 구성하여 열처리 오븐(100)의 챔버(110)에 가로 방향으로 배치하는 경우, 세라믹 절연 플러그(250)의 플러그 단자대(252)는 도전부(130)와 통전되는 부스바(131)의 가이드 홈(132)을 따라 삽입되어 별도의 부품 없이 간결하게 결합되고 이를 통해 도전부(130)의 전류를 간결한 구조로 단자대(240)로 통전시킨다. 도 8을 참조하면, 단자대(240)와 접속되는 세라믹 절연 플러그(250)의 실링부(230)는 챔버(110)의 가로 방향 영역을 이탈 하지 않는 범위에 위치하고 있다.As shown in FIG. 8, when the
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터를 사이드 발열체로 구성하여 세라믹 절연 플러그를 통해 열처리 오븐의 도전부에 접속시켜 배치한 상태를 나타낸 예시이다.9 is an illustration showing a state in which the sheath heater according to an embodiment of the present invention is configured as a side heating element and connected to a conductive part of the heat treatment oven through a ceramic insulating plug.
도 9에 도시된 바와 같이, 시즈히터(200)를 사이드 발열체(Ss-h)로 구성하여 열처리 오븐(100)의 챔버(110)에 세로 방향으로 배치하는 경우, 세라믹 절연 플러그(250)의 플러그 단자대(252)는 도전부(130)와 통전되는 부스바(131)의 가이드 홈(132)을 따라 삽입되어 별도의 부품 없이 간결하게 결합되고 이를 통해 도전부(130)의 전류를 간결한 구조로 단자대(240)로 통전시킨다. 도 9을 참조하면, 단자대(240)와 접속되는 세라믹 절연 플러그(250)의 실링부(230)는 챔버(110)의 세로 방향 영역을 이탈 하지 않는 범위에 위치하고 있다.As shown in FIG. 9, when the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 실시예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments and may be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention. Included.
100: 열처리 오븐 110: 챔버
111: 기판 투입구 112: 흡기구
113: 배기구 120: 프레임
130: 도전부 131: 부스바
132: 가이드 홈 200: 시즈히터
201: 상부 열전달플레이트 202: 하부 열전달플레이트
210: 외부 파이프 220: 발열선
230: 실링부 240: 단자대
250: 세라믹 절연 플러그 251: 플러그 하우징
252: 플러그 단자대 253: 절연 링100: heat treatment oven 110: chamber
111: substrate inlet 112: inlet port
113: exhaust port 120: frame
130: conductive unit 131: busbar
132: guide groove 200: sheath heater
201: upper heat transfer plate 202: lower heat transfer plate
210: outer pipe 220: heating wire
230: sealing unit 240: terminal block
250: ceramic insulated plug 251: plug housing
252: plug terminal block 253: insulated ring
Claims (5)
상기 세라믹 절연 플러그는, 상기 단자대를 따라 조립 접속되는 플러그 하우징; 상기 플러그 하우징에 접속되어 발열선으로 전류를 통전시키는 플러그 단자대; 및 상기 플러그 하우징과 상기 플러그 단자대 사이에 게재되어 접합된 절연 링;을 포함하여 구성된 열처리 오븐의 시즈히터 실링장치.The heat treatment oven includes a heating wire which is embedded in the hollow of the outer pipe and generates heat by electric resistance, and a sealing part is filled in the hollow of the outer pipe to insulate the heating wire and the outer pipe, and seals both ends of the outer pipe. Sheath heater installed in the chamber; And the sealing part includes a terminal block connected along an end of an outer pipe and a ceramic insulating plug connected along the terminal block.
The ceramic insulating plug may include: a plug housing assembled and connected along the terminal block; A plug terminal block connected to the plug housing to conduct current through a heating line; And an insulating ring disposed between the plug housing and the plug terminal block and bonded to each other.
상기 단자대는 발열선을 노출형으로 구비하는 열처리 오븐의 시즈히터 실링장치.The method of claim 1,
The terminal block is a sheath heater sealing apparatus of a heat treatment oven having a heating wire exposed.
상기 플러그 하우징과 플러그 단자대는 코바(kovar) 금속이고, 절연 링은 세라믹 재료 중에서 선택된 열처리 오븐의 시즈히터 실링장치.The method of claim 1,
And the plug housing and the plug terminal block are a kovar metal, and the insulating ring is selected from ceramic materials.
상기 시즈히터의 실링부는, 열처리 오븐의 챔버에 발열체로 배치될 때 챔버의 영역 범위를 벗어나지 않은 범위 내에 위치하도록 세팅되는 열처리 오븐의 시즈히터 실링장치.
The method of claim 1,
The sealing unit of the sheath heater, the sieve heater sealing apparatus of the heat treatment oven is set so as to be located within the range of the range of the chamber when the heating element is disposed in the chamber of the heat treatment oven.
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