KR102171598B1 - 정밀도가 향상된 챔버 프레임 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정추 검사, 대각 길이 검사, 메인베이스 검사, 간격 검사 및 홀 검사 등을 통해 프레임의 구조적 정밀도가 향상된 챔버 프레임을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 소재를 절단 및 절곡하는 제1단계, 그리고 절단 및 절곡된 소재를 접합하고 사상하는 제2단계, 그리고 사상된 소재를 조립하여 제품을 제조하고, 이를 검사하는 제3단계, 그리고 검사가 완료된 제품에 도색, 도금, 재 탭 가공 중 적어도 하나의 과정을 포함하는 후처리 작업을 수행하는 제4단계, 그리고 후처리된 제품을 세정하는 제5단계, 그리고 세정된 제품을 포장하는 제6단계를 포함하고, 상기 제3단계는 정추 검사 단계, 대각 검사 단계, 메인베이스 검사 단계, 간격 검사 단계 및 홀 검사 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정밀도가 향상된 챔버 프레임 제조 방법{Manufacturing method for chamber frame}

본 발명은 챔버 프레임의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정추 검사, 대각 길이 검사, 메인베이스 검사, 간격 검사 및 홀 검사 등을 통해 프레임의 구조적 정밀도가 향상된 챔버 프레임을 제조하는 방법에 관한 것이다.

박막, 식각 등을 포함하는 디스플레이 제조에 관한 일련의 공정, 반도체 생산을 위한 일련의 공정, 기타 전자 디바이스의 생산에 관한 일련의 공정 등에서는 기판 및 소자 등이 수많은 프로세스를 거치게 되고, 각 프로세스는 기 설계된 사양에 따라 순차적으로 실시될 필요가 있다. 이러한 각각의 프로세스들의 실행을 위해서는 챔버를 필요로 하는데, 챔버는 공정에 따라 단수 또는 다수가 구비되며, 챔버는 일반적으로 프레임을 소정 길이로 절단하고, 특정 부위를 절곡한 다음, 조립하여 완성된다.

이러한 챔버 프레임 제조 방법은 크게 소재의 절단 및 절곡 단계, 소재의 접합 및 사상 단계, 제품의 조립 및 검사, 후처리 단계 및 포장 단계를 포함하는데, 특히 반도체 등에 사용되는 챔버 프레임의 경우 상당한 수준의 정밀도를 요구하는 바, 프레임의 길이, 간격 및 평탄도 등에 있어서 오차를 최소화하여 정밀도를 향상시킬 필요성이 있다.

따라서 챔버 프레임의 완성 상태에서 챔버 프레임에 대한 정밀도를 향상시켜 공정 수행 시의 작은 오차조차도 방지하기 위한 노력이 수행되어야 한다.

한편, 챔버 프레임 제조에 관한 종래의 기술로, 등록특허 제10-0578552호(2006년05월03일)(이하 종래기술) 등이 있는데, 종래기술은 열처리용 챔버를 구성하는 각각의 부재를 용접하는 과정에서 그 부재들의 형상변형을 방지하여 그 실링이 개선된 엘씨디 글래스 열처리용 챔버의 제작 방법을 제시하고 있다.

그러나 종래기술에서도 상기한 정밀도 향상이라는 기술적 과제의 해결을 뚜렷하게 제시하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 정추 검사, 대각 길이 검사, 메인베이스 검사, 간격 검사 및 홀 검사 등을 통해 챔버 프레임의 구조적 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 소재를 절단 및 절곡하는 제1단계, 그리고 절단 및 절곡된 소재를 접합하고 사상하는 제2단계, 그리고 사상된 소재를 조립하여 제품을 제조하고, 이를 검사하는 제3단계, 그리고 검사가 완료된 제품에 도색, 도금, 재 탭 가공 중 적어도 하나의 과정을 포함하는 후처리 작업을 수행하는 제4단계, 그리고 후처리된 제품을 세정하는 제5단계, 그리고 세정된 제품을 포장하는 제6단계를 포함하고, 상기 제3단계는 정추 검사 단계, 대각 검사 단계, 메인베이스 검사 단계, 간격 검사 단계 및 홀 검사 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단계 및 특징을 갖는 본 발명은 정추 검사 단계, 대각 검사 단계, 메인베이스 검사 단계, 간격 검사 단계 및 홀 검사 단계를 통해 챔버 프레임의 정밀도가 향상될 수 있는 챔버 프레임 제조 방법을 제공한다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 각 단계를 도식화한 도면.
도 2는 검사 단계의 구체적인 단계를 도시한 도면.
도 3은 메인베이스의 평탄도 검사에 관한 구체적인 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 추가 실시예를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명은 정밀도가 향상된 챔버 프레임 제조 방법에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 챔버 프레임 제조 방법(이하 본 방법)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 방법은 절단 및 절곡 단계인 제1단계(S1), 접합 및 사상 단계인 제2단계(S2), 조립 및 검사 단계인 제3단계(S3), 후처리 단계인 제4단계(S4), 세정 단계인 제5단계(S5) 및 포장 단계인 제6단계(S6)를 포함한다.

각 단계 별로 구체적으로 설명하면, 절단 및 절곡 단계인 제1단계(S1)는 소재를 절단 및 절곡하는 단계로, 제조하고자 하는 챔버의 설계 사양에 따라 소재에 해당하는 프레임을 소정 길이로 절단하고, 특정 부위를 절곡하는 단계이다.

이러한 제1단계(S1)는 기 공지된 기술 및 통상의 기술자의 일반 상식을 참고하여 실시할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 접합 및 사상 단계인 제2단계(S2)는 절단 및 절곡된 소재를 접합하고 사상하는 단계로, 접합은 챔버 제작을 위한 프레임 간의 접합 작업을 의미하는데, 용접을 통해 이루어지는 것이 바람직하고, 사상은 용접된 부분을 그라인더를 통해 다듬는 작업을 의미한다.

구체적인 실시예로, 제2단계의 접합 과정은 용접을 통해 이루어지되, 용접기 전류 세기를 소재 특성에 맞게 설정하는 단계, 아르곤 가스의 압력을 설정하는 단계 및 토치 각도를 40 ~ 50도로 유지하며 용접하는 단계를 포함할 수 있다.

각 단계 별로, 용접기 전류 세기를 소재 특성에 맞게 설정하는 단계에서는, 소재 특성에 맞게 전류의 세기를 설정하는데, 과도한 전류는 프레임의 손상 원인이 되기 때문에 적절한 정도의 전류를 설정할 필요가 있다. 구체적인 예로, 서스 파이프(Sus Pipe)의 경우 전류의 세기는 100 ~ 150A인 것이 바람직하고, 일반 스틸 파이프(Still Pipe)의 경우 전류의 세기는 150 ~ 250A인 것이 바람직하다.

그리고 아르곤 가스의 압력을 설정하는 단계에서는, 용접의 수단이 되는 불활성 기체인 아르곤 가스의 압력을 적절하게 맞추는데, 아르곤 가스 부족 시 프레임의 손상 및 불필요한 비드 생성의 원인이 되기 때문에 적정 수준 이하에서는 교체가 바람직하다. 바람직한 아르곤 가스의 압력은 10 ~ 15Mpa이고, 5Mpa 이하에서는 아르곤 가스를 교체해 주어야 한다.

그리고 토치 각도를 40 ~ 50도로 유지하며 용접하는 단계는, 용접을 통해 프레임 간의 접합을 실질적으로 수행하는 단계로, 토치의 각도는 40 ~ 50도일 때 최적의 용접 품질을 보장할 수 있으며, 가장 바람직한 토치의 각도는 45도이다.

한편, 용접기로 CO₂ 용접기를 사용하는 경우에는 이산화탄소의 압력이 0.1Mpa이하에서는 이산화탄소를 교체해주어야 한다.

아울러 상기 제2단계에서 사상 과정에서는 그라인더, 연마석, 날개사포 등이 활용될 수 있으며, 용접된 비드 방향에 맞추어서 사상하되, 비드 위에 그라인더를 수평으로 맞추어 사상하는 것을 특징으로 한다. 그라인더의 방향은 사상 품질에 직접적인 영향을 주는 조건으로, 반드시 비드 위에 그라인더를 수평으로 맞추어 사상해야 하며, 나아가 과도한 사상 작업은 외관 손상 및 품질 저하의 원인이 되므로, 용접된 비드의 외면 평탄성을 확보할 수 있는 최소한의 정도로만 사상해야 한다.

다음으로, 조립 및 검사 단계인 제3단계(S3)는 사상된 소재를 조립하여 제품을 제조하고, 이를 검사하는 단계로, 제작하고자 하는 챔버 설계 사양에 따라 프레임을 조립하고, 이를 위해 프레임은 도킹을 위한 탭의 형성을 통해 도킹홀을 구비하고, 캠버의 조립은 각 프레임 간의 도킹홀을 맞댄 상태에서 볼트 등을 활용하여 조립하게 된다.

또한 조립의 상태 및 전체 상태에 대한 검사는 정추 검사, 대각 검사, 메인베이스 검사, 도킹홀 검사 등을 포함할 수 있으며, 후술하는 후처리, 세정, 포장 단계 등의 이후에 외관, 세정 상태 및 포장에 관한 검사를 추가로 더 실시할 수 있다.

구체적인 실시예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제3단계(S3)는 정추 검사 단계(S31), 대각 검사 단계(S32), 메인베이스 검사 단계(S33)(S34), 간격 검사 단계(S35) 및 홀 검사 단계(S36)를 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

각 단계 별로 구체적으로 설명하면, 먼저 정추 검사 단계(S31)는 하중 재하에 따른 밸런스를 검사하는 단계로, 본 방법에서 정추 검사 단계는 제품의 상단, 중단 및 하단 순으로, 제품의 각 면의 양단부에 대해 수행되는 것을 특징으로 한다.

따라서 전체적으로 사각형 단면 형상을 갖는 육면체 형상의 챔버는 4개의 면 각각의 양단부에 정추 검사가 수행되고, 이에 총 8개의 포인트에 대하여 상단, 중단 및 하단 순으로 정추 검사가 이루어진다.

다음 단계로, 대각 검사 단계(S32)는 제품의 각 면의 대각선 길이를 측정하여 제품의 길이 스펙을 검사하는 단계로, 줄자를 통해 측정할 수 있으며, 대각 측정 시 모서리 R 값, 용접, 사상 작업으로 인해 실제 측정 시 값과 차이가 발생할 수 있으므로 소정의 오차 범위를 설정한 상태에서 측정하는 것이 바람직하다.

이러한 대각 검사 단계(S32)는 전면과 후면, 좌측과 우측, 상부와 하부 면, 총 6개의 면에 대해 수행되는 것이 바람직하며, 돌출된 부분을 포함하여 최단부 간의 대각선 길이를 측정하는 것을 원칙으로 한다.

다음 단계로, 메인베이스 검사 단계(S33)(S34)는 메인베이스에 대한 검사를 수행하는 단계로, 도 2에 도시된 바와 같이, 메인베이스의 지그 홀과 프레임의 탭 체결을 확인하는 메인베이스 지그 검사 단계(S33) 및 메인베이스에 지그를 거치한 후 메인베이스의 평탄도에 따른 갭 게이지를 확인하는 메인베이스 평탄 검사 단계(S34)를 포함한다.

메인베이스 지그 검사 단계(S33)에서는 메인베이스의 지그 홀과 프레임 간의 탭 체결을 확인하며, 볼팅 체결을 통해 지그 홀과 탭 간의 체결이 정상적으로 이루어지는지를 확인한다.

그리고 메인베이스 평탄 검사 단계(S34)에서는 메인베이스의 평탄도, 보다 명확하게는 메인베이스가 장착되는 메인베이스 장착부(B)의 평탄도를 검사하는데, 도 3을 참고하면, 메인베이스가 장착되는 메인베이스 장착부(B)에 지그(J)를 거치한 후 갭 게이지를 확인함으로써 메인베이스의 평탄도를 측정한다. 여기에서 다시 도 3을 참고하면, 메인베이스 장착부(B)는 외곽을 구성하는 기둥(P), 보다 명확하게는 4개의 기둥(P)에 연결된 다수의 프레임으로 구성되며, 메인베이스는 이 메인베이스 장착부(B) 상부에 결합되어 수평 배치되며, 결과적으로 기둥(P)과 연결된다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인베이스 평탄 검사 단계(S34)를 수행하기 위한 지그(J)는 메인베이스에 상응하는 형상을 갖는 디스크(d) 및 디스크(d) 상에 디스크(d)의 둘레를 따라 형성된 통공에 결합되고 메인베이스 장착부(B)에 접촉하는 접촉부(e1)와 디스크(d) 상부로 노출된 노출부(e2)를 포함하는 측정핀(e)을 포함한다. 여기에서, 통공은 소정 간격으로 다수 구비되는 것이 바람직하고, 정밀한 평탄도 측정을 위해 각 변에 구비된 통공들의 간격은 동일하게 구성되는 것이 바람직하다. 또한 통공이 다수 구비됨에 따라 측정핀(e) 역시 다수 구비될 수 있다.

상기한 지그(J)를 이용함에 따라, 메인베이스 평탄 검사 단계(S34)는 지그(J)가 메인베이스 장착부(B) 상에서 슬라이딩 왕복 이동하면서 상기 측정핀(e)의 노출부(e2)의 노출 정도를 확인함으로써 수행된다. 이때 노출부(e2)의 노출 정도가 균일하게 유지될수록 메인베이스의 평탄도가 우수한 것으로 판단된다.

다음 단계로, 간격 검사 단계(S35)는 지정된 위치의 파이프 간 치수, 즉 특정 부위를 구성하는 프레임과 프레임 간의 간격을 확인하는 단계로, 줄자를 이용하여 수행될 수 있으며, 기 설정된 치수에서 오차 범위 내에 해당하는 것을 양품으로 간주한다.

다음 단계로, 홀 검사 단계(S36)는 각 부 홀의 체결 상태를 점검하는 단계로, 홀 검사를 위한 별도의 지그가 활용될 수 있으며, 이 별도의 지그를 통해 도킹 홀, Av/sv box 도킹부, 상부 홀 등의 탭 위치를 검사한다.

다음으로, 후처리 단계인 제4단계(S4)는 검사가 완료된 제품에 도색, 도금, 재 탭 가공 중 적어도 하나의 과정을 포함하는 후처리 작업을 수행하는 단계이다.

이러한 제4단계(S4)에서, 도색은 프레임의 외면에 특정 색을 부여하기 위해 도색 작업을 수행하는 것을 의미하고, 도금은 강성 강화, 부식 방지 등의 이유로 프레임의 외면에 도금 작업을 수행하는 것을 의미하며, 재 탭 가공은 도색이나 도금 등에 의해 탭 가공된 부분이 막힌 것을 다시 가공하여 뚫어주는 것을 의미한다.

특히 재 탭 가공은 도색, 도금 등의 이유 외에도 기타 요인에 의해 탭 가공된 부분이 막힌 것을 뚫어주는 작업으로도 진행될 수 있다.

다음으로, 세정 단계인 제5단계(S5)는 후처리된 제품을 세정하는 단계로, 제품의 세정을 통해 품질 향상을 제공하기 위한 단계이며, 구체적인 내용은 기 공지된 기술 및 통상의 기술자의 일반 상식을 따르는 것으로 한다.

다음으로, 포장 단계인 제6단계(S6)는 세정된 제품을 포장하는 단계로, 프레임의 외부를 비닐, 랩 등과 같은 커버재로 감싸는 작업을 포함할 수 있고, 제품 보호를 위해 완충재(바람직하게는 발포재)를 더 추가할 수 있다.

구체적으로 제6단계(S6)에서, 포장 작업 시 개별 챔버 프레임에 호기수 명시 라벨을 부착할 수 있고, 제품의 상부 및 하부 먼저 비닐 포장을 실시한 후 랩을 사용하여 포장하는 것이 바람직하다.

특히 랩 포장 시, 제품의 하단에서 상단 순으로 감아 올려서 포장하는 것이 바람직하고, 포장이 완료된 2개의 챔버 프레임을 1개조로 하여 그 사이에 완충재를 삽입할 수 있다.

그리고 포장 완료 후 청랩 등과 같은 외포장재를 추가 사용하여 상단, 중단, 하단에 추가 포장하여 납품 이동 시 포장 파손을 최소화하는 것이 바람직하다.

또한 우천 시에는 가급적이면 포장 작업을 회피하는 것이 바람직한데, 부득이하게 우천 시에 포장 작업을 수행해야하는 경우에는 상기한 외포장재를 제품 전체에 둘러 방수성을 확보하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서 챔버 프레임은 이송 시에 보호될 필요성이 있는데, 본 발명은 챔버 프레임의 보호성을 강화할 수 있도록 챔버 프레임이 수용되는 케이스를 제시하고자 한다. 이러한 케이스는 특히 보호성 강화를 위해 강성 재질로 구비되며, 그 외면에는 보호막이 구비된 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 포장 단계인 제6단계(S6)가 세정된 제품을 케이스에 수용하는 과정을 포함하고, 케이스는 외면에 구비되는 보호막(G)을 더 포함하되, 이 보호막(G)이 케이스의 외면에 접하는 침투층(G1), 침투층(G1)의 상부에 구비된 발열층(G2) 및 발열층(G2)의 상부에 구비된 보호층(G3)을 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

이러한 보호막(G)은 자체적으로 완충 및 방수 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 특히 발열층(G2)에 전기를 인가하면 약 300℃로 발열되어 침투층(G1)이 용융되면서 외면의 미세공이나 미세굴곡 등을 채운 후에 소결됨으로써, 향상된 결합력을 가질 뿐만 아니라 들뜸 현상까지 방지하고, 이를 통해 보다 견고한 보호 및 방수를 제공한다.(첨부된 도면에는 미세공 및 미세굴곡이 과장되게 도시되어 있음)

구체적인 실시예로, 침투층(G1)은 폴리에틸렌 100 중량부 대비, 폴리비닐 아세테이트계 저수축제 20 중량부 및 수소첨가 로젠이스테르 수지와 폴리브텐을 포함하는 점착제 50 중량부를 포함한다.

각 조성물 별로, 폴리에틸렌은 석유의 나프타로부터 분취되는 구성으로, 열가소성 수지로서 첨가되며, 방수성이 우수하다는 점과 약 130℃ 내외의 녹는점을 가진다는 점에서 채택되었다. 상기 침투층(G1)의 각 조성물은 이 폴리에틸렌 100 중량부를 기준으로 결정된다.

그리고 폴리비닐 아세테이트계 저수축제는 침투층(G1)의 소결 시에 과도하게 수축되어 들뜸이 발생하는 현상을 방지하기 위한 수축방지제로서 첨가된다. 이러한 폴리비닐 아세테이트계 저수축제는 20 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우 수축 방지 효과가 부족하고, 상기 범위를 초과하는 경우 소결이 잘되지 않는 문제가 있다.

그리고 점착제는 침투층(G1)에 점착성을 부여하여 미세공, 미세굴곡 등에의 결착력을 강화하기 위해 첨가되는데, 특히 수소첨가 로젠이스테르 수지(Hydrogenated ester of Resin)와 폴리브텐(Polybutene)을 포함한다. 수소첨가 로젠이스테르는 초기점착성을 부여하면서 소결 후의 내열성이 기여하고, 폴리브텐은 점착성질을 부여한다. 이러한 점착제는 50 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우 점착력이 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우 소결 후의 점착성이 급격하게 하락하는 문제가 있다.

상기 침투층(G1)은 폴리에틸렌이 용융될 수 있는 130℃ 이상의 온도 하에서 각 조성물들을 폴리에틸렌 용액에 투입하여 교반한 다음 소결하여 형성한다.

다음으로, 발열층(G2)은 이산화루테늄 100 중량부 대비, 은 200 중량부 및 이산화티타늄과 이규화몰리브덴을 포함하는 기능성 결착제 200 중량부를 포함한다. 이러한 발열층(G2)을 페이스트의 형태로 침투층(G1) 상부에 도포 시공되는 것을 특징으로 한다.

각 조성물 별로, 이산화루테늄은 백금족의 전이금속으로, 페이스트 형태의 발열층(G2)을 구성하기 위해 분말 형태로 구비된다. 이러한 이산화루테늄은 과도하게 사용되는 경우 발열온도가 너무 과하여 후술하는 보호층(G3)을 손상시킬 수 있기 때문에 발열층(G2) 전체 조성물 대비 20 중량%를 넘지 않는 것이 바람직하다. 상기 발열층(G2)의 각 조성물은 이 이산화루테늄 100 중량부를 기준으로 결정된다.

그리고 은(Ag)은 이산화루테늄과 마찬가지로 전이금속으로, 역시 페이스트 형태의 발열층(G2)을 구성하기 위해 분말 형태로 구비된다. 이러한 은은 200 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만으로 사용되는 경우 발열층(G2)이 전류 생성을 위한 충분히 낮은 저항값을 가지기 어려우며, 상기 범위를 초과하여 사용되는 경우 발열 온도가 과도해지는 문제가 있다.

그리고 기능성 결착제는 이산화루테늄 및 은의 결합을 위해 첨가되며, 부가적으로 구성 간의 분산을 용이하게 함과 더불어 발열 포화 시간 단축 및 발열 효과 지속을 제공한다. 기능성 결착제는 이산화티타늄과 이규화몰리브덴을 포함하는데, 이산화티타늄은 발열 효과 지속에 기여하고, 특히 이규화몰리브덴은 몰리브덴과 실리콘의 몰비가 1:2로 이루어진 화합물로서, 높은 융점을 가져 발열층(G2)의 발열 시에 발열층(G2)이 용융되는 것을 방지하고, 고온 하에서 실리카를 형성하여 발열 효과 지속은 물론 발열 포화시간을 상당히 단축시킨다. 이러한 기능성 결착제는 200 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만으로 사용되는 경우 효과 발현이 부족하고, 상기 범위를 초과하여 사용되는 경우 고온 발열 시의 전기 흐름이 불안정해지는 문제가 발생한다.

상기 발열층(G2)은 에틸렌글리콜(테르펜), 부틸칼비톨, 에틸셀로솔브, 에틸벤젠, 이소프로필벤젠, 메틸에틸케톤, 디옥산, 아세톤, 시클로헥사논, 3-메톡시부틸 아세테이트 등과 같은 유기용매에 상기 조성물들을 혼합한 후 혼련 과정을 거쳐 제조된다.

다음으로, 보호층(G3)은 부틸 합성고무 100 중량부 대비, 탄산칼슘과 벤토나이트를 포함하는 충진제 300 중량부, 나프텐 오일 100중량부 및 바륨알루미네이트와 지르코니아를 포함하는 내열제 50 중량부를 포함한다.

각 조성물 별로, 부틸 합성고무는 적정 내한성과 내열성을 갖고, 비교적 고탄성을 구비하며, 단열 효과가 우수하다는 점에서 채용되었다. 상기 보호층(G3)은 부틸 합성고무 100 중량부를 기준으로 결정된다.

그리고 충진제는 탄산칼슘과 벤토나이트를 포함하는데, 탄산칼슘은 방수성을 부가하기 위해 사용되며, 벤토나이트는 양이온 교환능이 상대적으로 우수하여 견고한 결합이 가능하고, 보호층(G3)에 크랙이 발생하는 경우, 흡습을 통해 팽창하면서 누수를 막는 효과를 갖는다. 특히 충진제는 모두 결합력이 우수한 조성물로 구성되어 보호층(G3)과 침투층(G1) 간의 융화가 훌륭하게 이루어질 수 있다. 이러한 충진제는 특별히 그 사용량이 한정되지는 않으나, 결합력 증대 및 경제성 측면에서 300 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.

그리고 나프텐 오일은 가소제로서 첨가되며, 고온에서의 증발 손실이 적고, 내한성이 우수하며, 탄성유지 효과를 부가할 수 있다는 점에서 채용되었다. 이러한 나프텐 오일은 100 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만으로 사용되는 경우 유연성 및 시공성이 저하되고, 상기 범위를 초과하여 사용되는 경우 점도가 과도하게 저하되어 발열층(G2)의 동작 시에 흘러내림이 발생하고 또한 보호층(G3)의 울음 현상이 발생하게 된다.

그리고 내열제는 발열층(G2)의 발열에 보호층(G3)이 용융되지 않고 견딜 수 있도록 내열 특성을 부가하기 위해 첨가되며, 특히 보호층(G3)이 300℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있도록 한다. 상기 내열제는 바륨알루미네이트와 지르코니아를 포함하는데, 바룸알루미네이트는 지르코니아를 기타 조성물과 결합시키는 결합재로서 부가되고, 지르코니아는 녹는점이 약 2700℃로, 급격한 온도 변화에 대한 저항성이 우수하며, 최소 1000 ℃ 이상의 고온 하에서도 낮은 열전도도와 내열성 및 내화성을 통해 보호층(G3)이 견딜 수 있도록 하기 위해 부가된다. 특히 상기 내열제에 의하여 보호층(G3)은 복수의 내부 기공을 갖게 되고, 이러한 기공들은 열전도도를 낮추고 내열성을 부가하게 된다. 이러한 내열제는 50 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위를 벗어나 사용되는 경우 내열 특성이 오히려 저하되는 현상이 나타났다.

상기 보호층(G3)은 각 조성물을 분말형태로 구비하여 나프텐 오일에 혼화하는 방식으로 제조되며, 필요에 따라 소정의 기능성 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

상기 보호막(G)의 시공에 관한 실시예로, 미세공과 미세굴곡을 형성한 시험용 블록에 침투층(G1)을 적층하고, 그 상부에 발열층(G2)을 도포한 후, 그 상부에 보호층(G3)을 적층한 다음, 발열층(G2)에 전기를 인가하여 보호막(G)을 형성하였다. 보호막(G)이 형성된 시험용 블록을 잘라 단면을 확대 관찰한 결과, 미세공과 미세굴곡 내에 침투층(G1)이 침투되어 경화된 것을 확인할 수 있었다. 또한 형성된 보호막(G)에 크로스-컷(cross-cut) 시험, 스크래칭 시험, 물 분사를 통한 내부 침습도 시험을 수행한 결과, 박리율은 0.5% 미만이었으며, 파손율은 3% 미만이었고, 내부 침습이 전혀 검출되지 않았다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

P: 기둥
B: 메인베이스 장착부
J: 지그
d: 디스크 e: 측정핀
e1: 접촉부 e2: 노출부

Claims (4)

1. 소재를 절단 및 절곡하는 제1단계;
   절단 및 절곡된 소재를 접합하고 사상하는 제2단계;
   사상된 소재를 조립하여 제품을 제조하고, 이를 검사하는 제3단계;
   검사가 완료된 제품에 도색, 도금, 재 탭 가공 중 적어도 하나의 과정을 포함하는 후처리 작업을 수행하는 제4단계;
   후처리된 제품을 세정하는 제5단계; 및
   세정된 제품을 포장하는 제6단계;
   를 포함하고,
   상기 제3단계는 정추 검사 단계, 대각 검사 단계, 메인베이스 검사 단계, 간격 검사 단계 및 홀 검사 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 프레임 제조 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 정추 검사 단계는 제품의 상단, 중단 및 하단 순으로, 제품의 각 면의 양단부에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 챔버 프레임 제조 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 메인베이스 검사 단계는,
   메인베이스의 지그 홀과 프레임의 탭 체결을 확인하는 메인베이스 지그 검사 단계 및
   상기 메인베이스에 지그를 거치한 후 상기 메인베이스가 장착되는 메인베이스 장착부의 평탄도에 따른 갭 게이지를 확인하는 메인베이스 평탄 검사 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 프레임 제조 방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 지그는 상기 메인베이스에 상응하는 형상을 갖는 디스크 및 상기 디스크 상에 상기 디스크의 둘레를 따라 형성된 통공에 결합되고 상기 메인베이스 장착부에 접촉하는 접촉부와 상기 디스크 상부로 노출된 노출부를 포함하는 측정핀을 포함하고,
   상기 메인베이스 평탄 검사 단계는 상기 지그가 상기 메인베이스 장착부 상에서 슬라이딩 왕복 이동하면서 상기 측정핀의 노출부의 노출 정도를 확인함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 챔버 프레임 제조 방법.

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