KR20000001051U - 히터의 이상 발열 탐지 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 히터의 이상 발열 탐지 장치를 개시한다. 개시된 본 고안은, 히터(10)와 커넥터간의 접속 불량으로 인한 접촉 저항이 증가되면, 전류 공급량과 전력 소모량이 증가된다. 이를 감지하는 감지부(1)는 히터(10)에 배치된 전류계(11)와 전압계(12), 또는 전력계(13)로 구성되고, 감지부(1)에서 감지된 데이터를 저장하여 기록하는 기록부(2)가 감지부(1)에 연결된다. 기록부(2)에서 데이터를 전송받는 판단부(3)에는 정상 발열 상태의 데이터가 미리 입력되어 있어서, 각각의 데이터를 비교하여, 히터(10)의 이상 발열 상태를 판단하게 된다.

Description

히터의 이상 발열 탐지 장치

본 고안은 히터의 이상 발열 탐지 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전원선의 접속 불량으로 인한 히터의 이상 발열을 탐지하는 장치에 관한 것이다.

히터는 명칭 그대로 열을 발하는 가열기로서, 여러 가지 용도로 사용되고 있다. 그 중에서, 반도체 제조를 위한 화학기상증착(CVD)과 물리기상증착(PVD)용으로도 히터가 사용되는데, 증착 쳄버내에 배치되어 전원에 커넥터에 의해서 연결되어 있다.

그런데, 증착 쳄버에 외부의 충격이나 진동이 인가되어, 커넥터의 접속이 느슨해지는 접속 불량이 발생될 경우가 있다. 즉, 히터와 커넥터간의 접촉 면적이 감소하게 된다. 이와 같이 되면, 하기 식 ①에 의해 접촉 저항이 증가하게 된다.

R = ρℓ/A ---------------- ①

여기서, R은 저항(Ω)이고, ρ은 비저항이며, ℓ은 길이, A는 접촉 면적이다.

즉, 저항 R은 접촉 면적 A에 반비례하므로, 접속 불량으로 인해 히터와 커넥터간의 접촉 면적이 감소하게 된다. 저항 R이 증가하게 된다.

이와 같이, 접촉 저항이 증가하게 되면, 히터로 흐르는 전류의 흐름이 방해되므로, 히터를 제어하는 컨트롤러에서 더 많은 전류를 히터로 흐르게 한다. 이로 인하여, 히터 전체적으로 보면 히터의 발열량을 종전대로 유지되나, 접촉 저항이 증가한 부위는 증가한 저항에 의해 비정상적인 과열을 하게 된다.

그런데, 종래에는 상기와 같은 히터의 이상 발열이 발생되면, 외부에서 이를 탐지할 수가 없어서, 쳄버의 가동을 중지시키고 직접 쳄버내로 들어가서 육안으로 히터를 관찰하여 이상 여부를 확인해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 쳄버의 가동 중지로, 기존의 공정 조건으로 다시 쳄버를 설정하는데 많은 시간이 소요되는 문제점도 발생되고, 히터의 발열 추세를 지속적으로 관찰할 수도 없었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 접속 불량으로 인한 히터의 이상 발열을 쳄버 외부에서 탐지할 수 있음과 아울러, 지속적으로 히터의 발열 추세를 관찰할 수 있는 히터의 이상 발열 탐지 장치를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 탐지 장치를 나타낸 블럭도

도 2는 본 고안의 실시예 1에 따른 감지부의 구성을 나타낸 도면

도 3은 본 고안의 실시예 2에 따른 감지부의 구성을 나타낸 도면

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

1 - 감지부 2 - 기록부

3 - 판단부 10 - 히터

11 - 전류계 12 - 전압계

13 - 전력계

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 탐지 장치는 다음과 같은 구성으로 이루어진다.

히터에 이상 발열을 감지하는 감지부가 설치된다. 감지부로는 히터에 병렬연결된 전압계와 직렬연결된 전류계, 또는 히터에 직렬연결된 전력계로 구성된다. 감지부에서 감지된 데이터를 전송된 시간에 따라 저장하는 기록부가 연결되고, 기록부에서 제공된 데이터와 미리 입력된 정상 데이터를 비교하여 히터의 이상 발열을 판단하는 판단부가 기록부에 연결된다.

상기된 본 고안의 구성에 의하면, 접촉 저항이 증가되면, 전류 공급량이 증가되고 또한 전력 소모량이 늘어나게 되므로써, 이러한 현상을 전류계와 전압계 또는 전력계로 구성된 감지부가 감지하여, 이 데이터가 기록부에 전송되어 저장되고, 정상 발열 상태가 입력되어 있는 판단부가 기록부로부터 전송된 데이터를 비교하여, 히터의 이상 여부를 판단하게 된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

<실시예 1>

도 1은 본 고안에 따른 히터의 이상 발열 탐지 장치의 블럭도이고, 도 2는 본 실시예 1에 따른 감지부의 구성을 나타낸 도면이다.

우선, 본 고안에 따른 탐지 장치의 기술적 근거를 위해, 히터와 커넥터간의 접속 불량으로 인한 현상을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

종래 기술에서 언급된 바와 같이, 접속 불량이 되면 저항이 증가되어, 전체 회로의 전류량이 감소되므로써 히터의 발열량이 감소하게 된다. 히터의 감소된 발열량을 보충하기 위해, 히터 컨트롤러에서 더 많은 전류를 히터로 공급하게 한다. 따라서, 전체적으로는 히터의 발열량을 종전대로 유지되지만, 접촉 저항이 증가된 부분의 발열량은 비정상적으로 커지게 된다. 따라서, 전류(I)와 저항(R)에 비례하는 하기 식 ②와 같이 전력(P) 소모량도 증가되고, 전력과 전압의 시간적인 변화가 심하게 된다.

P = IV = I²R ------------------ ②

상기와 같이, 접속 불량에 따른 접촉 저항의 증가로, 동일 전압에 대한 전류 공급량과 전력 소모량이 증가된다. 본 고안에 따른 탐지 장치는 증가된 전류 공급량과 전력 소모량을 탐지하므로써, 히터의 이상 발열을 탐지하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 히터에 이상 과열을 감지하는 감지부(1)가 설치된다. 감지부(1)로는 본 실시예 1에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 히터(10)에 직렬연결된 전류계(11)와, 히터(10)에 병렬연결된 전압계(12)로 구성된다. 즉, 전압계(12)에서 측정된 동일 전압에 대해서, 히터(10)에 공급된 전류 공급량이 증가되는 것을 전류계(11)가 감지하게 된다.

다시 도 1에서, 상기와 같이 전류계(11)와 전압계(12)로 구성된 감지부(1)에서 감지된 데이터를 저장함과 아울러 여러 기간으로 나누어서 기록하는 기록부(2)가 감지부(1)에 연결된다. 기록부(2)는 감지부(1)에서 전송된 데이터를 시간에 따라 단기, 중기, 및 장기 데이터로 구분하여 저장하게 된다.

기록부(2)로부터 데이터를 전송받는 판단부(3)에는 정상적인 히터의 발열 상태가 미리 입력되어 있어서, 기록부(2)에서 전송된 데이터와 입력된 정상 데이터를 비교하여, 히터의 발열 이상 여부를 판단하게 된다. 즉, 판단부(3)는 기록부(2)에서 전송된 단기 데이터를 정상 데이터와 비교하여, 히터의 발열 이상 여부를 판단하게 된다.

한편, 기록부(2)에 저장된 장기 데이터로는, 히터의 작동 추이를 알 수가 있게 되어, 히터를 계속적인 관찰하는 것이 가능해진다. 중기 데이터는 단기 데이터에서 장기 데이터로 변환을 위해 필요한 것이므로, 반드시 필수적으로 구비될 필요는 없다.

<실시예 2>

도 3은 본 고안의 실시예 2에 따른 감지부를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 실시예 1에서 제시된 전류계와 전압계 대신에, 히터(10)의 이상 발열 상태중의 하나인 전력 소모량 증가를 감지하는 전력계(13)가 히터(10)에 직렬연결된다. 전력계(13)에서 감지된 데이터를 실시예 1과 같이 동일하게 처리되므로, 반복 설명은 생략한다.

상기된 바와 같이 본 고안에 의하면, 접촉 불량으로 인한 히터의 이상 발열 상태를 쳄버 외부에서 즉시 탐지할 수가 있게 된다. 따라서, 종래와 같이 히터의 이상 발열 상태를 확인하기 위해서, 쳄버의 가동을 중지시키고 육안으로 확인하지 않아도 된다. 그러므로, 공정 조건으로 쳄버를 다시 유지시키는 작업과 시간을 들이지 않아도 된다.

또한, 히터의 작동 상태를 지속적으로 관찰할 수가 있게 되므로써, 히터의 보수나 교환 시기를 정확하게 알 수가 있게 된다. 즉, 히터 제어가 한결 수월해진다.

한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 히터와 전원 커넥터간의 접속 불량으로 인해서, 접촉 저항의 증가로 전류 공급량이 증가되고 전력 소모량이 증가되는 현상인 상기 히터의 이상 과열을 탐지하는 장치로서,

   상기 히터의 이상 과열을 감지하는 감지부; 상기 감지부에서 감지된 데이터를 저장하여 기록하는 기록부; 및 상기 기록부에서 전송된 데이터를, 사전에 입력된 정상 데이터와 비교하여, 상기 히터의 이상 발열을 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터의 이상 발열 탐지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는 동일 전압에 대한 전류 공급량 증가를 감지하기 위해, 상기 히터에 직렬연결된 전류계와; 상기 히터에 병렬연결된 전압계로 구성된 것을 특징으로 하는 히터의 이상 발열 탐지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는 전력 소모량 증가를 감지하기 위해, 상기 히터에 직렬연결된 전력계인 것을 특징으로 하는 히터의 이상 발열 탐지 장치.