KR102094763B1 - 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐 - Google Patents

시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐 Download PDF

Info

Publication number
KR102094763B1
KR102094763B1 KR1020180159968A KR20180159968A KR102094763B1 KR 102094763 B1 KR102094763 B1 KR 102094763B1 KR 1020180159968 A KR1020180159968 A KR 1020180159968A KR 20180159968 A KR20180159968 A KR 20180159968A KR 102094763 B1 KR102094763 B1 KR 102094763B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating element
heat treatment
chamber
sheath heater
treatment oven
Prior art date
Application number
KR1020180159968A
Other languages
English (en)
Inventor
문기수
노형래
맹주영
김진용
김민철
조소현
Original Assignee
한국고요써모시스템(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 한국고요써모시스템(주) filed Critical 한국고요써모시스템(주)
Priority to KR1020180159968A priority Critical patent/KR102094763B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102094763B1 publication Critical patent/KR102094763B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/007—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by thermal treatment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133302—Rigid substrates, e.g. inorganic substrates
    • G02F2001/133302—

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐에 관하여 개시한다. 본 발명은, 외부 파이프의 중공상으로 내장되어 전기 저항으로 발열하는 발열선, 상기 발열선과 외부 파이프를 절연하기 위해 외부 파이프의 중공상에 절연재가 충진되고 상기 외부 파이프의 양쪽 단부를 실링하는 실링부를 구비하며, 상기 실링부는 상기 외부 파이프의 단부를 따라 접속된 단자대 및 상기 단자대를 따라 접속 설치된 세라믹 절연 플러그를 포함하는 시즈히터; 및 상기 시즈히터의 상하부에 상/하부 열전달플레이트를 설치하여 열처리 오븐의 챔버 내에 배치되는 하나 이상의 발열체로 구성될 수 있다.

Description

시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐{Multi-stage heat treatment oven apparatus having a sheath heater as a heating element}
본 발명은 열처리 오븐의 챔버 내에 배치되어 기판을 가열 건조하는 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치 및 LCD 글라스 기판 등의 평판 디스플레이는 TV, 휴대폰, 모니터 등의 여러 종류의 화상 기기들에 사용되고 있다. 유기 발광 표시 장치 및 LCD 글라스 기판 등은 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.
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, 시즈히터의 실링부를 외부로 노출시켜 설치하는 경우, 케파(capa)가 줄어들고, 공간 확보와 설비 시설 및 부품 수량이 증가하며, 건조 대상 기판의 사이즈가 증가할 때 발열체의 열 영역을 확장하는데 한계가 따르고 있다. 또한, 시즈히터를 발열체로 구비하는 기존의 열처리 오븐의 발열체 배치 방식으로는 기판 제조 공정에서 필요로 하는 고온 온도 성능과 온도 균일도를 만족시키는데 문제점이 따르고 있다. 이에 따라, 열처리 오븐의 챔버 내부에서 사용이 가능하고 고온에서도 절연 파괴 없이 실링이 가능한 시즈히터 발열체 및 기판 제조 공정에서 필요로 하는 고온 온도 성능과 온도 균일도를 만족시킬 수 있는 열처리 오븐이 요구되고 있다.
특허문헌 1. 국내등록특허공보 10-1238560(공고일 2013년02월28일)
특허문헌 2. 국내등록특허공보 10-0722154(공고일 2007년05월28일)
특허문헌 3. 국내공개특허공보 10-2013-0028322(공개일 2013년03월19일)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 열처리 오븐의 챔버 내부에서 사용이 가능하고 고온에서도 절연 파괴 없이 실링이 가능한 발열체를 제공하는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 기판 제조 공정에서 필요로 하는 고온 온도 성능과 온도 균일도를 만족시킬 수 있는 열처리 오븐을 제공하는데 있다.
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 실링하는 실링부를 구비하며, 상기 실링부는 상기 외부 파이프의 단부를 따라 접속된 단자대 및 상기 단자대를 따라 접속 설치된 세라믹 절연 플러그를 포함하는 시즈히터; 및 상기 시즈히터의 상하부에 상/하부 열전달플레이트를 설치하여 열처리 오븐의 챔버 내에 배치되는 하나 이상의 발열체;로 이루어지는, 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 열처리 오븐의 챔버 내에 배치되는 발열체가 복수이고, 각 발열체들 사이를 간격을 두고 이격시켜 상기 챔버의 내부를 각 단으로 구분되는 복수의 층상 구조로 구성될 수 있다.
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.
본 발명의 실시예에 따르면, 시즈히터의 실링부는, 열처리 오븐의 챔버에 발열체로 배치될 때 챔버의 영역 범위를 벗어나지 않은 챔버 내에 설치하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 발열체는, 챔버 내에서 건조 대상 기판의 중앙부를 기준으로 열을 전달하는 메인 발열체와 상기 건조 대상 기판의 사이드 부분을 기준으로 열을 전달하는 사이드 발열체를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 챔버는 발열체가 위치하는 각 단별로 급기구와 배기구를 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 챔버의 각 단별 급기구는 공기 또는 질소를 투입할 수 있는 노즐로 구성되며, 상기 노즐을 통해 기판의 전체면에 기류를 고르게 형성하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 챔버는 발열체가 위치하는 각 단별로 사이드 격벽과 앞/뒤 격벽을 구성하고, 상기 격벽들을 통해 온도 균일도 유지 및 외부로 방출되는 열량을 차단하도록 구성될 수 있다.
본 발명은, 열처리 오븐의 챔버에 배치되는 발열체를 고온에서도 실링이 유지되도록 하고, 기판의 가열 건조 온도 밴드 영역을 확장시킬 수 있게 하며, 절연 성능과 내구성을 강화시키는 효과가 있다.
또한, 열처리 오븐의 챔버 내에 배치되는 발열체의 시즈히터 단자대를 챔버의 외부로 노출시키지 않고 배치할 수 있으므로, 생산 케파를 늘리고, 유지 보수를 위한 공간을 줄이며, 기판 사이즈 증가에 대응하여 발열체의 히팅 영역을 용이하게 확장 조정할 수 있다.
또한, 열처리 오븐의 챔버에 배치되는 발열체의 시즈히터 단자대와 세라믹 절연 플러그가 챔버 내부에 설치되기 때문에 챔버의 실링 효과가 증가하고, 챔버 내부의 산소 농도 관리와 온도 분위기 유지에 안정적인 효과가 있다.
또한, 기판 제조 공정에서 필요로 하는 고온 온도 성능과 온도 균일도를 만족시킬 수 있는 열처리 오븐을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터를 발열체로 구비하는 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 시즈히터를 구성하는 절연 플러그를 분해도로 나타낸 예시이다.
도 7의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 시즈히터를 구성하는 다양한 절연 플러그들을 분해도로 나타낸 예시이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 메인 발열체를 세라믹 절연 플러그를 통해 열처리 오븐의 도전부에 접속시켜 배치한 상태를 나타낸 예시이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 발열체를 세라믹 절연 플러그를 통해 열처리 오븐의 도전부에 접속시켜 배치한 상태를 나타낸 예시이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 '시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐'을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
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.
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. 이처럼 시즈히터 실링부의 온도 관리를 위해 전원 단자대를 외부로 노출할 경우 생산 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. 또한, 시즈히터를 발열체로 구비하는 기존의 열처리 오븐의 발열체 배치 방식으로는 기판 제조 공정에서 필요로 하는 고온 온도 성능과 온도 균일도를 유지하는데 한계가 따르고 있다.
이에 따라, 본 발명은, 열처리 오븐의 챔버 내부에 설치하여 사용이 가능하고 고온에서도 절연 파괴 없이 사용할 수 있는 시즈히터로 이루어지는 발열체를 제공하도록 제시된다. 또한, 기판 제조 공정에서 필요로 하는 고온의 온도 성능과 온도 균일도를 만족시킬 수 있는 열처리 오븐을 제공하도록 제시된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터를 발열체로 구비하는 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 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)로 이루어지는 발열체를 실장하여 시즈히터(200)로부터 발생되는 열로 기판(M)을 가열하거나 수분을 증발 건조 시키도록 구성된다.
발열체는 시즈히터(200)의 상하부에 상/하부 열전달플레이트(201)(202)를 밀착되도록 설치하여 구성될 수 있다.
발열체는 챔버(110) 내에 배치된다. 챔버(110) 내에 배치되는 발열체는 복수이다. 이들 각 발열체들 사이는 간격을 두고 이격시켜 챔버(110)의 내부를 각 단으로 구분되는 복수의 층상 구조가 되도록 배치될 수 있다.
그리고, 열처리 오븐(100)의 챔버(110)의 일측으로는 기판(M)의 가열 건조 효율성을 높이기 위해 공정가스를 포함하는 유체를 유입시키는 급기구(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.
챔버(110)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 설치되는 발열체를 기준으로 발열체가 위치하는 각 단별로 급기구(112)와 배기구(113)를 갖도록 구성될 수 있다.
또한, 챔버(110)의 각 단별 급기구(112)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 공기(air) 또는 질소(N2)를 투입할 수 있는 노즐(nozzle)로 구성될 수 있다. 노즐을 통해 투입되는 외부 유체의 투입량 조절을 통해 기판(M)의 전체면에 전달되는 기류를 고르게 형성하도록 유도할 수 있으며, 챔버(110) 내부의 분위기 조건 형성 및 챔버(110) 냉각시 급랭 효과를 얻을 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 챔버(110)는 발열체가 위치하는 각 단별로 사이드(side) 격벽과 앞/뒤 (front/rear) 격벽을 구성하고, 이들 격벽들을 통해 챔버(110) 내 온도 균일도 유지 및 외부로 방출되는 열량을 차단하여 투입되는 에너지를 절감하도록 구성될 수 있다.
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 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.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 시즈히터 실링장치의 절연 플러그를 분해도로 나타낸 예시이다.
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.
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.
그리고, 외부 파이프(210)의 중공상에 충진되는 절연재로는 마그네시아(MgO: Magnesia, magnesium oxide)를 포함할 수 있다.
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 발열체로 기능하도록 구성할 수 있다.
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.
본 발명의 실시예에 따라 챔버(110)에 배치되는 발열체는 건조 대상 기판(M)을 투입하고 열을 전달할 때 열처리 오븐 챔버(110) 내부에 복사열과 대류를 형성하는 한편 발열체로부터 제공되는 열에너지를 빠르고 균일하게 전달하여 가열할 수 있게 하고, 기판에 함유된 수분을 효과적으로 증발시키고 관리할 수 있게 한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
단자대(240)와 세라믹 절연 플러그(250)를 접합 공정으로 접속시키는 경우 접합 방법으로는 진공 오븐을 통한 진공 브레이징(brazing)으로 접합 처리하는 것이 바람직하다. 이때 진공 오븐의 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.
도 7의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리 오븐에 적용되는 시즈히터 실링장치를 구성하는 다양한 세라믹 절연 플러그들을 분해도로 나타낸 예시이다.
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.
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.
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.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터를 메인 발열체로 구성하여 세라믹 절연 플러그를 통해 열처리 오븐의 도전부에 접속시켜 배치한 상태를 나타낸 예시이다.
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.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시즈히터를 사이드 발열체로 구성하여 세라믹 절연 플러그를 통해 열처리 오븐의 도전부에 접속시켜 배치한 상태를 나타낸 예시이다.
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.
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.
100: 열처리 오븐 110: 챔버
111: 기판 투입구 112: 급기구
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 링

Claims (8)

  1. 외부 파이프의 중공상으로 내장되어 전기 저항으로 발열하는 발열선, 상기 발열선과 외부 파이프를 절연하기 위해 외부 파이프의 중공상에 절연재가 충진되고 상기 외부 파이프의 양쪽 단부를 실링하는 실링부를 구비하며, 상기 실링부는 상기 외부 파이프의 단부를 따라 접속된 단자대 및 상기 단자대를 따라 접속 설치된 세라믹 절연 플러그를 포함하는 시즈히터; 상기 시즈히터의 상하부에 상/하부 열전달플레이트를 설치하여 열처리 오븐의 챔버 내에 배치되는 하나 이상의 발열체;로 이루어지며,
    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, 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열처리 오븐의 챔버 내에 배치되는 상기 발열체가 복수이고, 상기 각 발열체들 사이를 간격을 두고 이격시켜 상기 챔버의 내부를 각 단으로 구분되는 복수의 층상 구조로 구성한 것을 특징으로 하는, 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시즈히터의 실링부는, 열처리 오븐의 챔버에 발열체로 배치될 때 챔버의 영역 범위를 벗어나지 않은 챔버 내에 설치된, 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는, 챔버 내에서 건조 대상 기판의 중앙부를 기준으로 열을 전달하는 메인 발열체와 상기 건조 대상 기판의 사이드 부분을 기준으로 열을 전달하는 사이드 발열체를 포함하는, 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 발열체가 위치하는 각 단별로 급기구와 배기구를 갖는, 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 챔버의 각 단별 급기구는 공기 또는 질소를 투입할 수 있는 노즐로 구성되며, 상기 노즐을 통해 기판의 전체면에 기류를 고르게 형성하도록 구성된, 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 발열체가 위치하는 각 단별로 사이드 격벽과 앞/뒤 격벽을 구성하고, 상기 격벽들을 통해 온도 균일도 유지 및 외부로 방출되는 열량을 차단하도록 구성된, 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐.













KR1020180159968A 2018-12-12 2018-12-12 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐 KR102094763B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180159968A KR102094763B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180159968A KR102094763B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102094763B1 true KR102094763B1 (ko) 2020-03-31

Family

ID=70001983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180159968A KR102094763B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102094763B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113774206A (zh) * 2020-06-09 2021-12-10 韩国光洋热电系统有限公司 热处理炉的加热器供电装置
KR20210150234A (ko) 2020-06-03 2021-12-10 한국고요써모시스템(주) 기판의 열처리 오븐
KR20210152725A (ko) 2020-06-09 2021-12-16 한국고요써모시스템(주) 열처리 오븐의 챔버 냉각 유닛
KR20220128529A (ko) * 2021-03-11 2022-09-21 한국고요써모시스템(주) 열처리 오븐의 히터 유닛
JP2022176040A (ja) * 2021-05-12 2022-11-25 コヨ サーモ システム コリア カンパニー リミテッド 熱処理オーブンのヒーター電源接続装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100722154B1 (ko) 2005-08-16 2007-05-28 주식회사 제우스 밀폐가 개선된 ｌｃｄ 글라스 기판용 오븐챔버
KR101238560B1 (ko) 2012-11-29 2013-02-28 주식회사 디엠텍 Lcd 글라스 오븐챔버
KR20130028322A (ko) 2011-09-09 2013-03-19 주식회사 아이비원 스틸 히터를 이용한 챔버 타입 글라스 건조장치
KR20140013347A (ko) * 2012-07-23 2014-02-05 주식회사 제우스 Ｌｃｄ 글라스 기판용 오븐챔버의 열풍 공급장치
KR101462616B1 (ko) * 2013-10-25 2014-11-14 주식회사 이엔씨 테크놀로지 평면 디스플레이 패널의 열처리 유닛
KR20150017291A (ko) * 2013-08-06 2015-02-16 주식회사 알지비하이텍 기판처리장치의 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치
KR20160082830A (ko) * 2014-12-29 2016-07-11 주식회사 비아트론 기판 열처리용 평판 히터 장치
KR20160083450A (ko) * 2014-12-31 2016-07-12 주식회사 비아트론 열처리 시스템

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100722154B1 (ko) 2005-08-16 2007-05-28 주식회사 제우스 밀폐가 개선된 ｌｃｄ 글라스 기판용 오븐챔버
KR20130028322A (ko) 2011-09-09 2013-03-19 주식회사 아이비원 스틸 히터를 이용한 챔버 타입 글라스 건조장치
KR20140013347A (ko) * 2012-07-23 2014-02-05 주식회사 제우스 Ｌｃｄ 글라스 기판용 오븐챔버의 열풍 공급장치
KR101238560B1 (ko) 2012-11-29 2013-02-28 주식회사 디엠텍 Lcd 글라스 오븐챔버
KR20150017291A (ko) * 2013-08-06 2015-02-16 주식회사 알지비하이텍 기판처리장치의 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치
KR101462616B1 (ko) * 2013-10-25 2014-11-14 주식회사 이엔씨 테크놀로지 평면 디스플레이 패널의 열처리 유닛
KR20160082830A (ko) * 2014-12-29 2016-07-11 주식회사 비아트론 기판 열처리용 평판 히터 장치
KR20160083450A (ko) * 2014-12-31 2016-07-12 주식회사 비아트론 열처리 시스템

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210150234A (ko) 2020-06-03 2021-12-10 한국고요써모시스템(주) 기판의 열처리 오븐
CN113774206B (zh) * 2020-06-09 2023-08-04 韩国捷太格特热处理设备有限公司 热处理炉的加热器供电装置
KR102339176B1 (ko) 2020-06-09 2021-12-14 한국고요써모시스템(주) 열처리 오븐의 히터 전원 공급장치
KR20210152725A (ko) 2020-06-09 2021-12-16 한국고요써모시스템(주) 열처리 오븐의 챔버 냉각 유닛
JP2021197352A (ja) * 2020-06-09 2021-12-27 コヨ サーモ システム コリア カンパニー リミテッド 熱処理オーブンのヒーター電源供給装置
JP7072021B2 (ja) 2020-06-09 2022-05-19 コヨ サーモ システム コリア カンパニー リミテッド 熱処理オーブンのヒーター電源供給装置
CN113774206A (zh) * 2020-06-09 2021-12-10 韩国光洋热电系统有限公司 热处理炉的加热器供电装置
KR20220128529A (ko) * 2021-03-11 2022-09-21 한국고요써모시스템(주) 열처리 오븐의 히터 유닛
KR102559551B1 (ko) * 2021-03-11 2023-07-27 주식회사 한국제이텍트써모시스템 열처리 오븐의 히터 유닛
JP2022140211A (ja) * 2021-03-11 2022-09-26 コヨ サーモ システム コリア カンパニー リミテッド 熱処理オーブンのヒーターユニット
JP7444816B2 (ja) 2021-03-11 2024-03-06 株式会社韓国ジェイテクトサーモシステム 熱処理オーブンのヒーターユニット
JP2022176040A (ja) * 2021-05-12 2022-11-25 コヨ サーモ システム コリア カンパニー リミテッド 熱処理オーブンのヒーター電源接続装置
JP7387692B2 (ja) 2021-05-12 2023-11-28 株式会社韓国ジェイテクトサーモシステム 熱処理オーブンのヒーター電源接続装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102094763B1 (ko) 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐
KR102112022B1 (ko) 시즈히터를 발열체로 구비하는 열처리 오븐의 발열체 제어장치
US6094334A (en) Polymer chuck with heater and method of manufacture
KR20150012514A (ko) 증착장치용 증착원
KR100742451B1 (ko) 발열체의 유지 구조체, 절연 구조체, 가열장치 및기판처리장치
WO2004028208A1 (ja) ウエハー保持体及び半導体製造装置
TW201330706A (zh) 用於改善射頻接地的可靠性之裝置及方法
KR20090068117A (ko) 기판 온도 조정 및 고정 장치
CN105789084A (zh) 加热腔室以及半导体加工设备
CN103915310A (zh) 等离子体处理容器和等离子体处理装置
TW437023B (en) Sealing terminal
KR200488076Y1 (ko) 히터를 구비한 기판 지지 페디스털
KR102081801B1 (ko) 열처리 오븐의 시즈히터 실링장치
KR100875874B1 (ko) 불순물 제거 장치
KR102300756B1 (ko) 원자 보호층을 갖는 세라믹 받침대
JP5272485B2 (ja) 基板支持部材
US20070210714A1 (en) Glass tubes for lamps, method for manufacturing the same, and lamps
CN106282914A (zh) 加热腔室以及半导体加工设备
KR20070050111A (ko) 균일한 온도제어를 위한 정전척 및 이를 포함하는 플라즈마발생장치
KR20030042615A (ko) 반도체 웨이퍼를 가열하기 위한 몰딩히터 및 그 제조방법
JP2005133216A (ja) 蒸着工程装置用サセプタ及びその製造方法
KR101297984B1 (ko) 열처리장치용 커넥터
TW202123401A (zh) 具有加熱裝置的溫度控制噴淋元件
US7889979B2 (en) Radiant device
TWI771016B (zh) 熱處理爐的加熱器單元

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant