KR102328507B1 - 히터 및 히팅 시스템 - Google Patents
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Abstract
히터 및 히팅 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 히터(210)는, 복수개의 기판을 동시에 열처리 할 수 있는 배치형 열처리 장치(1)에 적용 가능한 히터(210)로서, 히터(210)는, 제1 관(220), 제1 관(220)의 내부에 배치되는 제2 관(230), 제2 관(230)의 외주면 상에 배치되는 발열부(240) 및 발열부(240)에 연결되고, 제2 관(230)의 내측 공간에 배치되는 비발열부(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 히터 및 히팅 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 챔버의 일측에서 삽입하고 챔버의 일면에서 유지보수가 가능하여 생산성 및 유지비용을 절감할 수 있는 히터 및 히팅 시스템에 관한 것이다.
어닐링(annealing) 장치는 실리콘 웨이퍼나 글래스와 같은 기판 상에 증착되어 있는 소정의 박막에 대하여 결정화, 상 변화 등의 공정을 위하여 필수적인 열처리 단계를 담당하는 장치이다.
도 1은 종래의 배치식 열처리 장치(1)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 확대 측단면도로서, 도 2의 (a)는 삽입 튜브(20) 내에 히터(21)가 삽입된 형태, 도 2의 (b)는 봉형의 히터(21)를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 종래의 배치식 열처리 장치(1)는 챔버(15) 공간을 포함하는 본체(10), 본체(10)의 출입구를 개폐하는 도어(11), 삽입 튜브(20) 및 삽입 튜브(20)에 삽입되는 히터(21)를 포함한다. 챔버(15) 내부에는 복수개의 기판이 배치될 수 있다. 복수개의 기판은 각각 일정간격을 가지면서 배치되며, 기판 홀더(미도시)에 지지되거나, 보트(미도시)에 안착되어 챔버(15) 내부에 배치될 수 있다.
히터(21)는 통상적인 길이가 긴 봉형의 히터로서 석영관(22) 내부에 발열체(24)가 삽입되어 있고, 비발열체(25)가 양단에 설치된 단자를 통하여 외부의 전원을 인가 받아 발열체(24)에 전달하여 열을 발생시킨다. 히터(21)의 양단은 커넥터(26)를 결합하여 단전함과 동시에 삽입 튜브(20) 내의 히터(21)를 고정할 수 있다.
이러한 종래의 배치식 열처리 장치(1)는 기판의 개수에 따라 수많은 히터(21)들이 설치되는데, 각각의 히터(21)마다 양단에 커넥터(26)를 결합하는 과정에서 장치의 제조 시간이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 히터(21)의 수리, 교체 등을 수행할 때, 본체(10)을 양측을 통해 접근하여 커넥터(26)를 해체하는 것이 필수적인데, 이는 유지, 관리의 시간을 증가시키는 문제점이 있을뿐만 아니라, 본체(10)의 양측 공간을 모두 확보하기 위해 전체 설비의 크기가 불필요하게 커지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본체의 한면에서만 히터를 설치하여 장치의 제조 시간을 대폭 감소시킨 히터 및 히팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본체의 한면에서 히터의 수리, 교체 등을 수행하므로, 유지관리의 시간을 대폭 감소시키고, 전체 설비의 크기를 감축시킬 수 있는 히터 및 히팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터는, 기판을 열처리 할 수 있는 열처리 장치에 적용 가능한 히터로서, 상기 히터는, 발열부; 및 상기 발열부에 연결되고, 상기 발열부와 이종(異種)의 금속 재질을 가지는 비발열부를 포함하며, 상기 발열부 및 상기 비발열부의 단자는 동일 측면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터는, 복수개의 기판을 동시에 열처리 할 수 있는 배치형 열처리 장치에 적용 가능한 히터로서, 상기 히터는, 제1 관; 상기 제1 관의 내부에 배치되는 제2 관; 상기 제2 관의 외주면 상에 배치되는 발열부; 및 상기 발열부에 연결되고, 상기 제2 관의 내측 공간에 배치되는 비발열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발열부와 상기 비발열부는 상기 제1 관의 일단부에서 연결되고, 상기 발열부와 상기 비발열부의 단자는 상기 제1 관의 타단부에 배치될 수 있다.
상기 제1 관의 일단은 폐쇄형, 타단은 개방형으로 형성될 수 있다.
상기 제1 관의 일단 및 타단은 개방형으로 형성될 수 있다.
상기 제2 관의 일단 및 타단은 개방형으로 형성될 수 있다.
상기 발열부는 제2 관의 외주면 상에 코일링(coiling)되는 와이어 형태를 가질 수 있다.
상기 발열부와 상기 비발열부는 각각 이종(異種)의 금속 재질을 가질 수 있다.
상기 비발열부는 적어도 일부가 상기 제2 관의 내측 공간에서 코일링되는 와이어 형태를 가질 수 있다.
상기 비발열부는 직선 형태를 가지고 상기 제2 관의 내측 공간에 배치될 수 있다.
상기 비발열부는 니켈(Ni) 재질일 수 있다.
상기 제1 관의 폐쇄된 일단에는 상기 발열부 및 상기 비발열부가 열에 의해 신장/축소되는 것을 버퍼링하는 공간인 버퍼부가 더 형성될 수 있다.
상기 제1 관의 개방된 타단에 폐쇄 캡을 결합할 수 있다.
상기 제2 관의 내부에 배치되고, 열전대(thermocouple)가 삽입될 수 있는 제3 관을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 시스템은, 가열 대상 챔버의 적어도 일측을 관통하도록 삽입 튜브가 배치되고, 상기 삽입 튜브의 내부에 삽입되는 히터를 포함하며, 상기 히터는, 제1 관, 상기 제1 관의 내부에 배치되는 제2 관, 상기 제2 관의 외주면 상에 배치되는 발열부, 및 상기 발열부에 연결되고 상기 제2 관의 내측 공간에 배치되는 비발열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 삽입 튜브는 상기 가열 대상 챔버의 양측을 관통하도록 배치되고, 상기 히터의 상기 제1 관의 일단은 폐쇄형, 타단은 개방형으로 형성될 수 있다.
상기 삽입 튜브는 상기 가열 대상 챔버의 일측을 관통하도록 배치되고, 상기 삽입 튜브의 일단은 폐쇄형으로 형성되고, 상기 히터의 상기 제1 관의 일단은 폐쇄형 또는 개방형, 타단은 개방형으로 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 본체의 한면에서만 히터를 설치하여 장치의 제조 시간을 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 본체의 한면에서 히터의 수리, 교체 등을 수행하므로, 유지관리의 시간을 대폭 감소시키고, 전체 설비의 크기를 감축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 배치식 열처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 확대 측단면도로서, 도 2의 (a)는 삽입 튜브 내에 히터가 삽입된 형태, 도 2의 (b)는 봉형의 히터를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 여러 실시예에 따른 히팅 시스템을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명은 다른 실시예에 따른 히터를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A' 확대 측단면도로서, 도 2의 (a)는 삽입 튜브 내에 히터가 삽입된 형태, 도 2의 (b)는 봉형의 히터를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 여러 실시예에 따른 히팅 시스템을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명은 다른 실시예에 따른 히터를 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 히터 및 히팅 시스템을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(210: 210a)를 나타내는 도면이다.
본 발명의 히터(210)는 도 1에서 상술한 복수개의 기판을 동시에 열처리 할 수 있는 배치식 열처리 장치(1)에 적용될 수 있으며, 이 외에 히터를 사용하는 장치에도 제한없이 적용될 수 있음을 밝혀둔다. 히터(210)는 도 1의 히터(21)를 대체하여 사용할 수 있으므로, 기존의 장치(1)를 그대로 사용하여 히터(21)만을 본원발명의 히터(210)로 교체할 수 있는 이점이 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(210: 210a)는 제1 관(220), 제2 관(230), 발열부(240) 및 비발열부(250)를 포함할 수 있다.
제1 관(220)은 히터(210)의 하우징으로서, 내부의 구성을 커버함과 동시에 내부에서 발생된 열을 외부로 발산할 수 있다. 제1 관(220)은 석영 등의 재질을 사용할 수 있고, 전체적으로 봉형으로 길게 형성될 수 있다. 제1 관(220)의 내부 환경이 외부와 분리되도록, 제1 관(220)의 일단(도 3에서 좌측단)은 폐쇄형으로 형성될 수 있다. 타단(도 3에서 우측단)은 개방형으로 형성될 수 있고, 폐쇄 캡(260)을 결합하여 히터(210)의 내부를 외부 환경으로부터 폐쇄할 수 있도록 결합 홈 등의 결합 수단이 더 형성되어 있을 수 있다. 폐쇄 캡(260)은 단전과 동시에 삽입 튜브(200) 내의 히터(210)를 고정하는 커넥터 역할을 할 수 있다. 제1 관(220)의 일단은 반구 형상, 돔(dome) 형상 등으로, 삽입 튜브(200)[도 8 내지 도 10 참조]에 삽입되기 용이하다면, 그 형상에 있어서의 제한은 없다. 개방형으로 형성된 타단은, 발열부(240) 및 비발열부(250)의 단자(245, 255)가 외부로 연결되는 통로를 제공할 수 있다.
제2 관(230)은 제1 관(220)의 내부에 배치될 수 있다. 열이 균일하게 발산될 수 있도록 제1관(220)과 제2 관(230)은 동축을 이루는 것이 바람직하다. 제2 관(230)은 발열부(240)를 지지하고, 발열부(240)와 비발열부(250)가 히터(210) 내에서 점유하는 공간을 분리하는 역할을 할 수 있다. 제2 관(230)도 제1 관(220)과 동일하게 석영 등의 재질을 사용할 수 있고, 전체적으로 봉형으로 길게 형성될 수 있다. 제2 관(230)의 일단(도 3에서 좌측단) 및 타단(도 3에서 우측단)은 개방형으로 형성될 수 있다. 타단에는 폐쇄 캡(260)을 결합할 수 있도록 결합 홈 등의 결합 수단이 더 형성되어 있을 수 있다.
발열부(240)는 제2 관(230)의 외주면 상에 배치될 수 있다. 높은 발열량 및 열팽창에 따른 완충성을 확보하기 위해, 발열부(240)는 코일링(coiling)되는 와이어 형태를 가지면서 제2 관(230)의 외주면 상에 배치될 수 있다. 발열부(240)는 높은 온도에 대한 내구성을 갖는 칸탈(kanthal), 슈퍼 칸탈(super kanthal), 니크롬(nichrome) 등의 재질로 구성될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며 공지의 발열 재질을 사용할 수 있다.
비발열부(250)는 제2 관(230)의 내측 공간에 배치될 수 있다. 열팽창에 따른 완충성을 확보하기 위해, 비발열부(250)는 적어도 일부가 코일링되는 와이어 형태를 가지면서 제2 관(230)의 내측 공간에 배치될 수 있다. 비발열부(250)는 전체가 코일링되도록 형성될 수도 있고, 일부만 코일링되도록 형성되고 나머지는 직선 형태로 형성될 수 있다. 다만, 비발열부(250)의 전체를 코일링되도록 형성하면 축열(蓄熱)/응열에 의해 전류의 흐름이 저하되는 경우가 발생할 수 있으므로, 일부는 코일링(251)되도록 형성하고 일부는 직선 형태(252)로 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
발열부(240)와 비발열부(250)는 서로 다른 금속 재질로 형성될 수 있다. 발열부(240)는 발열성이 높아야 하고, 비발열부(250)는 전류가 잘 흐르도록 저항이 낮고 발열성이 낮아야 한다. 또한, 열팽창계수가 높으면 발열 도중에 발열부(240)/비발열부(250)의 팽창에 의해 히터(210)가 파손될 수도 있다. 이를 고려하여, 비발열부(250)는 저항, 발열성, 열팽창계수가 낮은 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등의 여러 재질로 구성될 수 있다.
한편, 발열부(240)와 비발열부(250)는 발열량의 높고 낮음에 대한 표현상의 차이일 뿐, 반드시 다른 재질인 것을 의미하는 것은 아니며, 동일 재질로 형성될 수도 있다. 이 경우, 발열부(240)에 대해 비발열부(250)의 저항, 발열성이 낮게 형성되도록, 와이어의 직경 등을 조절할 수 있다.
종래의 히터(21)[도 2 참조]는 양측에 단자가 있으므로, 석영관(22) 내부에 발열체(24)만이 존재하고, 비발열체(25)는 히터(21)의 양측에서 발열체(24)와 단자 사이에 개재된다. 즉, 좌측 단자-비발열체(25)-발열체(24)-비발열체(25)-우측 단자와 같이 한 방향을 따라 배열될 수 있다.
이와 다르게, 본원의 히터(210)는 한측에만 단자(245, 255)가 있으므로, 한 방향을 따라 배열되지 않고, 단자(245)-발열부(240)-비발열부(250)-단자(255) 순으로 배열될 필요가 있다. 따라서, 단자(245)에서 제1 관(220)의 일단(좌측단)의 방향을 따라 발열부(240)가 제2 관(230)의 외주면 상에 배치되고, 발열체(240)의 좌측단과 비발열부(250)의 좌측단이 일체로 연결될 수 있다. 그리고, 비발열부(250)는 좌측단으로부터 단자(255)의 방향을 따라 제2 관(230)의 내측 공간에 배치될 수 있다. 제2 관(230)은 발열부(240)와 비발열부(250)가 단락되지 않도록 각각이 점유하는 공간을 분리할 수 있다.
다시 말해, 발열부(240)와 비발열부(250)는 제1 관(220)의 일단부에서 연결되고, 발열부(240)와 비발열부(250)의 단자(245, 255)는 제1 관(220)의 타단부에 배치될 수 있다. 그리하여, 히터(210)의 한측에서 전류를 공급하고, 한측에서 히터(210)의 유지관리를 수행할 수 있다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터(210: 210b-210e)를 나타내는 도면이다. 이하에서는 도 3의 히터(210: 210a)의 차이점만 설명하고 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 히터(210: 210b)는 비발열부(250)가 직선 형태(252)를 가지고 제2 관(230)의 내측 공간에 배치될 수 있다. 전체적으로 직선 형태를 만족하는 와이어, 판 등으로 구성될 수 있다. 비발열부(250)가 코일링 형태를 가질 경우에 축열(蓄熱)/응열에 의한 전류의 흐름이 저하되는 것을 방지하고자, 비발열부(250)의 전체를 직선 형태(252)로 구성할 수 있다.
한편, 비발열부(250)가 직선 형태(252)를 가짐에 따라 열팽창에 따른 완충성이 낮아질 수 있다. 다시 말해, 비발열부(250)가 열에 의해 수평한 방향으로 신장/축소되면, 발열부(240)와의 연결된 부분이 파손되거나, 심지어 과다한 신장으로 인해 제1 관(220)을 파손할 수도 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, 이를 방지하기 위해, 히터(210: 210c)는 제1 관(220)의 폐쇄된 일단(좌측단)에 버퍼부(B)가 더 형성될 수 있다. 버퍼부(B)는 발열부(240) 및 비발열부(250)가 열에 의해 신장/축소되는 것을 버퍼링하는 공간이다. 도 5의 (b)를 참조하면, 버퍼부(B)의 공간에 의해, 발열부(240) 및 비발열부가(250)가 열에 의해 신장(240', 250')되더라도, 발열부(240') 및 비발열부(250')가 제1 관(220)의 내벽에 접촉하지 않고 여유 공간인 버퍼부(B) 내에서 신장/축소될 수 있다. 따라서, 열팽창에 따른 히터(210)의 파손이 방지될 수 있다.
도 6을 참조하면, 히터(210: 210d)는 제2 관(230)의 내부에 제3 관(270)이 더 배치될 수 있다. 제3 관(270)도 제1 관(220)과 동일하게 석영 등의 재질을 사용할 수 있고, 전체적으로 봉형으로 길게 형성될 수 있다. 제3 관(270)은 폐쇄 캡(260)에 형성된 삽입홀(265)에 삽입 고정될 수 있다. 삽입홀(265)을 개재하여 제3 관(270)의 내부로 열전대(thermocouple; TC)가 외부로부터 삽입될 수 있다. 그리하여, 열전대(TC)의 손상없이 히터(210)의 내부를 출입하면서 온도를 측정할 수 있는 이점이 있다.
도 7을 참조하면, 히터(210: 210e)는 제1 관(220')의 일단 및 타단이 모두 개방형으로 형성될 수 있다. 배치식 열처리 장치(1)의 삽입 튜브(200)의 형태에 따라서, 도 7과 같이 일단 및 타단이 모두 개방형으로 형성된 히터(210e)를 사용할 수도 있다. 도 9와 같이 삽입 튜브(200)의 일단이 폐쇄된 형태(201')를 가진다면, 제1 관(220')의 일단이 개방형으로 형성된 히터(210e)를 삽입하더라도 제1관(220')의 일단이 폐쇄된 것과 유사하게 열이 보존될 수 있다. 특히, 제1 관(220')의 양단이 모두 개방형으로 형성함에 따라, 제1 관(220')의 제조 공정과, 제1 관(220')의 내부에 제2 관(230), 발열부(240), 비발열부(250) 등의 배치를 간단하게 할 수 있어 제조 시간, 비용의 절감에 도움이 될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 여러 실시예에 따른 히팅 시스템을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 도 3 내지 도 7의 히터(210: 210a-210e)를 배치식 열처리 장치(1)의 삽입 튜브(200)에 삽입한 형태를 히팅 시스템으로 상정하여 설명한다.
도 8을 참조하면, 삽입 튜브(200)의 일단(201) 및 타단(205)은 개방된 상태이다. 즉, 삽입 튜브(200)는 챔버(15) 공간에 배치되고, 본체(10)의 양측을 관통하도록 배치될 수 있다. 삽입 튜브(200)는 내부는 비어 있고, 히터(210)가 삽입 튜브(200) 내부의 빈 공간에 삽입될 수 있다. 히터(210)의 직경[제1 관(220)의 직경]보다 삽입 튜브(200)의 내경이 동일 또는 크게 형성되어야 함은 물론이다. 히터(210)는 삽입 튜브(200)의 일단(201)으로부터, 또는 타단(205)으로부터 삽입될 수 있지만, 추후에 히터(210)의 유지 관리를 위한 접근, 접근을 위한 설비의 공간 확보 효율성을 고려하면, 한 부분에서만 일률적으로 히터(210)를 삽입 설치하는 것이 바람직하다.
도 1을 참조하면, 본체(10)의 측면에 설치되는 히터만 50개에 이른다. 이 경우, 종래의 히터(21)는 50개의 히터를 삽입 튜브(20)에 삽입하고, 각각의 히터(21)마다 양단에 커넥터(26)를 결합하여 히터(21)를 설치하였으나, 본 발명의 히터(210)는 각각의 히터(210)마다 일측에서만 폐쇄 캡(260)을 결합하여 히터(210)를 설치할 수 있으므로, 히터(210)의 조립 시간이 거의 절반으로 줄어들 수 있다. 이는 유지 관리를 행함에 있어서도 마찬가지이다.
도 9 및 도 10에서는 도 8과의 차이점만 설명한다.
도 9를 참조하면, 삽입 튜브(200)의 일단(201')은 폐쇄된 형태이고, 타단(205)만이 관통되어 개방된 형태일 수 있다. 즉, 일단(201')은 본체(10)의 벽으로 막혀 있는 형태일 수 있다. 히터(210)는 삽입 튜브(200)의 타단(205)으로만 삽입될 수 있고, 히터(210)의 유지 관리를 위한 접근도 타단(205)을 통해서 가능하다. 또한, 히터(210)를 삽입 튜브(200) 내의 일단(201')까지 밀어넣고 폐쇄 캡(260)을 결합하는 과정으로, 히터(210)가 본체(10)에서 정렬을 이루며 설치될 수 있는 이점이 있다.
도 10을 참조하면, 삽입 튜브(200)의 형태는 도 9와 동일하게 일단(201')은 폐쇄된 형태이고, 타단(205)만이 관통되어 개방된 형태일 수 있다. 이 경우, 도 7에서 상술한, 제1 관(220')의 일단이 개방형으로 형성된 히터(210e)를 사용할 수 있다. 제1 관(220')의 일단에 개방되어 있더라도, 삽입 튜브(200)의 일단(201')이 폐쇄되어 있으므로, 히터(210e)의 내부 구성을 커버하는 역할을 할 수 있다. 이 히팅 시스템은 도 7에서 상술한 바와 같이, 히터(210e)의 제조 시간, 비용을 절감할 수 있다. 도 9의 히팅 시스템이 히터(210a-210d)를 사용하는 실시예라면, 도 10의 히팅 시스템은 히터(210e)를 사용하는 실시예라고 할 수 있다.
도 11은 본 발명은 다른 실시예에 따른 히터를 나타내는 도면이다.
본 발명의 발열부(240) 및 비발열부(250)를 포함하는 히터는 도 3 내지 도 10에서 상술한 관, 튜브 등에 삽입된 형태로만 사용되지는 않는다. 발열부(240) 및 비발열부(250)의 단자가 같은 측면에 배치되어 히터의 한 측면에서 수리, 교체 등의 유지관리를 수행할 수 있는 목적의 범위 내에서, 평판 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 도 11은 플레이트(300) 형태의 히터를 예시한다.
플레이트(300) 내에 발열부(340) 및 비발열부(350)가 매립되어 있으며, 발열부(340)와 비발열부(350)는 서로 다른 금속 재질로 형성될 수 있다. 발열부(340)는 발열성이 높아야 하고, 비발열부(350)는 전류가 잘 흐르도록 저항이 낮고 발열성이 낮아야 한다. 발열부(340)는 높은 온도에 대한 내구성을 갖는 칸탈(kanthal), 슈퍼 칸탈(super kanthal), 니크롬(nichrome) 등의 재질로 구성될 수 있고, 비발열부(350)는 저항, 발열성, 열팽창계수가 낮은 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등의 재질로 구성될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
높은 발열량 및 열팽창에 따른 완충성을 확보하기 위해, 발열부(340)는 코일링(coiling)되는 와이어 형태를 가지면서 플레이트(300) 내에 배치될 수 있으며, 비발열부(350)는 전체가 코일링(351)되도록 형성될 수도 있고, 일부만 코일링(351)되도록 형성되고 나머지는 직선 형태로 형성될 수 있으며, 혹은 전체가 직선 형태로 형성될 수도 있다.
발열부(340) 및 비발열부(350)의 단자(345, 355)는 플레이트(300)의 한측에 배치됨에 따라, 히터의 한측에서 전류를 공급하고, 한측에서 히터의 유지관리를 수행할 수 있다.
위와 같이, 본 발명은 발열부(240) 및 비발열부(250)의 형태에 따른 열팽창에 대한 완충성을 확보하고, 버퍼부(B) 등을 더 구비하여 열팽창에 대한 완충성을 더욱 확보하여, 히터(210)의 파손을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 본체의 한면에서만 히터를 설치하여 장치의 제조 시간을 대폭 감소시키고, 본체의 한면에서 히터의 수리, 교체 등을 수행하므로, 유지관리의 시간을 대폭 감소시키며, 전체 설비의 크기를 감축시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
1: 배치식 열처리 장치
10: 본체
11: 도어
15: 챔버
200: 삽입 튜브
210(210a-210e): 히터
220: 제1 관
230: 제2 관
240: 발열부
250: 비발열부
260: 폐쇄 캡(커넥터)
270: 제3 관
B: 버퍼부
TC: 열전대(thermocouple)
10: 본체
11: 도어
15: 챔버
200: 삽입 튜브
210(210a-210e): 히터
220: 제1 관
230: 제2 관
240: 발열부
250: 비발열부
260: 폐쇄 캡(커넥터)
270: 제3 관
B: 버퍼부
TC: 열전대(thermocouple)
Claims (17)
- 삭제
- 복수개의 기판을 동시에 열처리 할 수 있는 배치형 열처리 장치에 적용 가능한 히터로서,
상기 히터는,
일단은 개방형 또는 폐쇄형, 타단은 개방형으로 형성되는 제1 관;
상기 제1 관의 내부에 배치되는 제2 관;
상기 제2 관의 내부에 배치되고, 열전대(thermocouple)가 삽입될 수 있는 제3 관;
상기 제2 관의 외주면 상에 배치되는 발열부; 및
상기 발열부에 연결되고, 상기 제2 관의 내측 공간에 배치되는 비발열부
를 포함하고,
상기 제1 관의 개방된 타단에 폐쇄 캡이 결합되고, 상기 폐쇄 캡에 형성된 삽입홀에 상기 제3 관이 삽입 고정되어 상기 열전대가 외부로부터 삽입될 수 있는, 히터. - 제2항에 있어서,
상기 발열부와 상기 비발열부는 상기 제1 관의 일단부에서 연결되고, 상기 발열부와 상기 비발열부의 단자는 상기 제1 관의 타단부에 배치되는, 히터. - 삭제
- 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 제2 관의 일단 및 타단은 개방형으로 형성되는, 히터. - 제2항에 있어서,
상기 발열부는 제2 관의 외주면 상에 코일링(coiling)되는 와이어 형태를 가지는, 히터. - 제2항에 있어서,
상기 발열부와 상기 비발열부는 각각 이종(異種)의 금속 재질을 가지는, 히터. - 제2항에 있어서,
상기 비발열부는 적어도 일부가 상기 제2 관의 내측 공간에서 코일링되는 와이어 형태를 가지는, 히터. - 제2항에 있어서,
상기 비발열부는 직선 형태를 가지고 상기 제2 관의 내측 공간에 배치되는, 히터. - 제2항에 있어서,
상기 비발열부는 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나의 재질인, 히터. - 제2항에 있어서,
상기 제1 관의 폐쇄된 일단에는 상기 발열부 및 상기 비발열부가 열에 의해 신장/축소되는 것을 버퍼링하는 공간인 버퍼부가 더 형성된, 히터. - 삭제
- 삭제
- 가열 대상 챔버의 적어도 일측을 관통하도록 삽입 튜브가 배치되고, 상기 삽입 튜브의 내부에 삽입되는 히터를 포함하며,
상기 히터는, 일단은 개방형 또는 폐쇄형, 타단은 개방형으로 형성되는 제1 관; 상기 제1 관의 내부에 배치되는 제2 관, 상기 제2 관의 외주면 상에 배치되는 발열부; 상기 제2 관의 내부에 배치되고, 열전대(thermocouple)가 삽입될 수 있는 제3 관; 및 상기 발열부에 연결되고 상기 제2 관의 내측 공간에 배치되는 비발열부를 포함하고,
상기 제1 관의 개방된 타단에 폐쇄 캡이 결합되고, 상기 폐쇄 캡에 형성된 삽입홀에 상기 제3 관이 삽입 고정되어 상기 열전대가 외부로부터 삽입될 수 있는, 히팅 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 삽입 튜브는 상기 가열 대상 챔버의 양측을 관통하도록 배치되는, 히팅 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 삽입 튜브는 상기 가열 대상 챔버의 일측을 관통하도록 배치되고, 상기 삽입 튜브의 일단은 폐쇄형으로 형성되는, 히팅 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020170054472A KR102328507B1 (ko) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 히터 및 히팅 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170054472A KR102328507B1 (ko) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 히터 및 히팅 시스템 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20180120477A KR20180120477A (ko) | 2018-11-06 |
| KR102328507B1 true KR102328507B1 (ko) | 2021-11-18 |
Family
ID=64329701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170054472A KR102328507B1 (ko) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 히터 및 히팅 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102328507B1 (ko) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101387990B1 (ko) * | 2012-07-17 | 2014-04-24 | 한국에너지기술연구원 | 국부 발열 히터 및 이를 이용하는 알칼리 금속 열전변환기 |
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-
2017
- 2017-04-27 KR KR1020170054472A patent/KR102328507B1/ko active IP Right Grant
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| KR20180120477A (ko) | 2018-11-06 |
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