KR20030062243A - 기판피복장치용 기화토갑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피복실 안에서 직접 통전에 의하여 가열되는 기판피복장치를 위한 기화토(1)에 관한 것이다. 상기 기화토갑(1)은 기화시킬 금속의 용탕을 가두어두기 위한 공동부(2)와, 상기 기화토갑(1)에 의하여 융해되어 기화될 금속을 와이어(5) 형태로 공급하는 원료금속선을 포함한다. 상기 금속선(5)은 상기 공동부(2)의 바닥면(6) 보다 높게 위치하는 상기 용해섬(3)의 가열표면(4) 위에서 융해된다. 상기 가열표면(4)은 기화토갑(1) 또는 재료의 형상 때문에 상기 공동부(2)의 바닥면(6) 보다 온도가 낮다. 상기 가열표면(4) 위에서 융해된 금속용탕은 상기 공동부(2)로 흘러내리도록 되어 있다.

Description

기판피복장치용 기화토갑{Verdampferschiffchen fur eine Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten}

본 발명은 피복실 안에서 기판의 피복장치를 위한 기화토갑에 관한 것으로서, 이때 상기 기화토갑은 직접 통전에 의하여 가열될 수 있고, 기화시킬 금속의 용탕을 가두어두기 위한 바닥면이 형성되어 있는 공동부를 가지고 있으며, 상기 기화토갑에 의하여 융해되어 기화될 금속을 와이어(wire) 형태로 공급되는 원료금속선을 포함한다.

독일특허 DE 41 39 792 A1에서 전술한 바와 같은 기화토갑이 공개되었다. 그러한 기화토갑에 있어서는 통상적으로 융해될 금속선은 기화토갑의 중앙부분에서 공동부로 공급되어, 그곳에서 금속선의 단부가 가열되고 융해되도록 되어있다. 상기 특허명세서는 공급 금속선으로부터 용융된 금속이 방울져 떨어져서 비말화하여, 증착시킬 기판 위에 잘못된 지점으로 비말입자들이 인도될 수 있는 문제를 취급하고 있다. 밴드 피복(band coating)에 있어서, 상기 비말입자들은 또한 밴드 표면에 긁힌 흠의 원인이 될 수도 있다. 상기 DE 41 39 792 A1에 따라 상기 기화토갑과 그의 공동부로 하여금 상기 금속선이 공급되는 중간부위를 양쪽 단부의 폭 보다 큰 폭으로 형성시키고, 기화토갑의 양쪽 단부를 통하여 전원에 연결하므로 써, 상기 비말입자들이 형성되는 위험을 방지하려는 시도가 행해졌다. 그와 같이 중간부위의 비교적 넓은 폭은 그 부위의 단면적이 커지기 때문에 양쪽의 다른 부분에 있어서 보다는 전기저항을 작아지게 된다. 그렇게 하므로 써 기화토갑의 공급금속선 근처는 나머지 부분 보다는 온도가 낮아서 너무 빠른 용융으로 인한 비말형성을 방지하게 된다는 것이다.

공지된 기화토갑에 있어서는 중간부분에 있어서 온도를 낮추는 것을 가능하게 하기 위하여 위에서 보아 그 형태가 사다리꼴로 형성되는 것이 단점이다. 따라서 상기 기화토갑은 측방으로 더 많은 자리를 차지하기 때문에, 보다 넓은 범위에 걸쳐 금속연무를 발생시키기 위하여 피복장치 내에 다수의 기화토갑들을 나란히 장치해야할 경우에는 특히 불리하다. 상기 공지된 기화토갑을 제조할 때 소요재료는 기화토갑의 최대폭에 해당하는 1개의 재료 덩어리로 제작해야 하기 때문에 바람직하지 않게도 재료가 많이 소요된다는 것이 생산기술적으로 단점인 것이다. 따라서 제작할 때 필연적으로 재료손실이 크다. 그러한 기화토갑이 고가의 재료(Titanborit 및 Bornitrit)로 구성되어 있고, 피복장치 안에서의 마모로 인하여 정기적으로 교체되어야 하기 때문에 높은 비용이 든다.

따라서 본 발명의 과제는 모두에 설명한 바와 같이 상기 기화토갑을 일반적인 기화토갑에 비하여 폭을 넓게 형성시킬 필요 없이, 비말물질을 발생시키지 않고 공급금속선의 융해가 가능한 기화토갑을 실시하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라 금속선을 융해시키기 위한 기화토갑은 공동부의 바닥면 보다 높게 위치하는 가열표면을 가지고 있으며, 그 가열표면은 가열표면 범위 내에서 기화토갑 또는 재료의 형상에 의하여 공동부의 바닥면 보다 낮은 온도를 유지 하고, 상기 가열표면 위에서 융해된 금속을 공동부 속으로 유입되도록 기화토갑을 형성 시키므로 써 해결된다.

그와 같이 실시하므로 써, 공급금속선이 융해될 때 공동부로부터의 거리가 선행기술에 있어서 보다 더 멀리 이격되며, 융해된 금속은 공동부의 고온 부분 또는 그 공동부 속에 있는 융해물질 위에 떨어지는 대신에 먼저 가열표면 위로 떨어지도록 하는 것이다. 상기 가열표면이 공동부의 바닥면 보다 높게 위치하기 때문에, 가열표면의 온도가 자동적으로 기화토갑의 다른 부분 보다 낮은 온도를 갖게 되므로 비교적 차가운 금속 방울이 기화토갑의 고온 부분 위에 떨어져서 생기는 비말이 전혀 일어나지 않게 된다. 상기 금속 방울이 가열표면으로부터 공동부 안으로유입될 때 금속 방울들이 균일하게 가열되므로 공동부 속의 융해물 위에 떨어질 때에도 비산되지 않는다. 또한 융해조에는 기화토갑의 나머지 다른 부분 보다는 가열전류의 단지 일부분만이 흐르기 때문에 이 부분의 융해조는 매우 안정되어있다. 따라서 증착된 재료 위에 결함부위와 밴드 피복설비에서 비말물질에 기인하는 밴드의 긁힘 흠들을 본 발명에 의하여 방지할 수 있다. 본 발명은 금속선의 상이한 진행속도(예를 들어 500 내지 2000 ㎜/min)와 직경(예를 들어 1.0㎜ 내지 2.0㎜) 하에서 방울져 떨어짐이 없이 완전 연속적 융해를 가능케 한다. 예를 들어 100 내지 200㎜ 사이의 비교적 긴 금속선의 공급구간에 있어서도, 균일한 융해에 아무런 방해를 주지 않는다. 또한 본 발명에 따른 실시태양은 피복할 기판에 대한 방사부하를 작게하고, 피복공정을 위한 에너지 절약에 기여한다.

그밖에 본질적으로 낮은 온도의 덕택으로 종래의 공지 장치에 비하여 금속선접촉부위의 마모율이 감소된다. 비교적 덜 심한 용해조의 운동과 공동부 내에서 용탕의 균일한 분포에 의하여 기화토갑의 수명을 추가적으로 향상시킨다.

상기 가열표면을 공동부로부터 돌출된 용해섬 위에 장치하는 것이 특히 유리하다. 그러한 용해섬은 매우 간단하게 제작될 수 있고, 그 용해섬 부위가 가열전류에 대하여 추가적인 단면적을 제공하여 주는 역할을 하므로 써, 이 부위에서 전기적 가열이 비교적 낮아지게 되고, 이것은 용해섬 부위에서 특히 안정된 융해조를 제공한다. 본 발명에 따라 금속선이 융해되어 공동부에 떨어질 필요 없이, 오직 가열표면에만 떨어지기 때문에 금속선의 공급 및 위치를 정하는 것이 간단하다.

상기 용해섬을 공동부의 중간에 대칭형으로 장치하는 경우, 특별한 장치를필요로 하지 않고 금속선으로부터 용해되는 융해금속이 공동부의 전체 표면에 걸쳐 균일하게 분포된다.

만약 상기 용해섬을 다른 실시태양에 따라 공동부의 바닥면을 융기시켜 형성한다면, 용해섬은 매우 저렴한 비용으로 제작할 수 있으며, 기화토갑의 제조비용을 본질적으로 증가시키지 않는다.

만약 용해섬이 별도의 독립된 구성부품으로서 공동부의 바닥면 위에 착설되어 있는 경우에는 기존의 기화토갑을 추후에 본 발명에 따른 기화토갑으로의 개조가 가능하다. 그와 같은 실시형태는 추가적으로 용해섬의 재료선택을 통하여, 또는 공동부의 바닥면 위에 용해섬의 받침대를 형성하거나, 또는 중간층에 의하여 공동부의 바닥면에 대한 온도차를 조절할 수 있는 장점을 제공한다. 그것은 용해섬이 기화토갑의 나머지 부분에 비하여 조기에 마모될 경우에, 상이한 기화조건에 대한 적응 및 용해섬의 교체를 가능케 한다.

상기 용해섬의 양쪽 측면에 공동부와 용해섬의 길이방향 가장자리들 사이에 용해섬의 앞뒤에 위치하는 공동부 부분들을 서로 앞뒤로 연결하여 주기 위한 동일한 크기(치수)의 연결홈(passage groove)을 양쪽에 형성하여 남겨두면, 상기 용해섬의 앞뒤 양쪽의 공동부 안에 있는 융해금속의 레벨은 저절로 같아지게 된다.

본 발명의 또 다른 실시태양에 따라 상기 용해섬이 공동부의 길이방향으로 용해섬의 앞뒤 양족 면을 각각 비스듬하게 경사를 이루어 공동부와 연접하도록 형성된 유출표면들을 가지고 있으며, 상기 가열표면은 공동부의 주방향으로 여물통 모양의 아치형으로 형성될 경우, 융해된 금속용탕은 먼저 용해섬 위에 모인 다음,경사면을 지나 공동부 안으로 부드럽게 유입되므로 비말현상이 방지된다.

그러나 특정한 용해금속을 위해서는 상기 용해섬의 기화표면이 평면으로 형성되고, 사방으로 비스듬하게 경사를 이루어 공동부로 이르는 유출표면이 형성되는 것이 유리할 수 있다.

만약 상기 용해섬이 기화토갑의 나머지 부분의 재료 보다 높은 전기저항을 갖는 재료로 이루어져 있는 경우에는 상기 용해섬을 통하여 흐르는 전류와, 그 전류에 의한 가열 열량이 작아지게 된다.

만약 용해될 금속선 재료가 불순물을 함유하는 위험이 있는 경우에는, 용탕 위에서 부유하는 불순물을 저지하기 위한 억지장치를 상기 가열표면에 장치하는 것을 계획할 수 있다. 그렇게 하므로 써 불순물질이 공동부에 도달하는 것을 방지한다. 이 불순물질은 오히려 가열표면에 모이게 되고, 이때는 피복장치가 정지하고 있을 때 제거해야 한다.

본 발명은 여러 가지의 실시형태들을 제공한다. 본 발명의 기본원리를 개략도를 이용하여 한 가지 실시형태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면은 본 발명에 따른 기화토갑(1)을 보여주는 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

기화토갑(1)공동부(2)

용해섬(3)가열표면(융해표면)(4)

금속선(5)바닥면(6)

연결홈(7)연결홈(8)

유출면(9)유출면(10)

첨부도면은 본 발명에 따른 여러 가지 기화토갑들과 함께 도면에 도시하지 않은 피복실 안에 장치되는 기화토갑(1)을 보여주는 사시도이다. 상기 기화토갑(1)을 가열하기 위하여 마찬가지로 도면에 도시하지 않은 통상적인 방법으로 기화토갑(1)의 양단을 전원에 연결하여 통전하므로 써 가열된다.

상기 기화토갑(1)의 상부면에 대부분의 표면을 차지하는 공동부(2)가 형성되어 있으며, 그 속에는 상기 기화토갑(1)을 가동할 때 기화시킬 금속이 들어있다. 본 발명에 있어서 중요한 것은 상기 공동부(2)의 중간부분에 위치하는 용해섬(3)이다. 상기 용해섬(3)은 그의 상부면을 형성하는 가열표면(4)을 가지고 있고, 이 가열표면(4)은 금속선(5)을 융해하는 역할을 하며, 이때 상기 금속선(5)은 통상적인 방법으로 연속적으로 공급되면서 그 단부가 용해섬(3)의 가열표면(4) 위에서 융해된다.

상기 용해섬(3)은 공동부(2)의 바닥면(6)을 융기시키므로 써 형성될 수 있다. 그러나 상기 용해섬(3)을 독립된 구성부품으로서 바닥면(6) 위에 착설하는 것도 가능하다. 그렇게 하므로 써 공동부(2) 내에 상기 용해섬(3)의 양측면에 연결홈(7) 및 (8)이 형성되고, 이 연결홈(7, 8)을 통하여 상기 용해섬(3) 앞뒤에 위치하는 공동부(2)의 전방부분과 후방부분이 서로 연결된다.

도면에 도시된 실시예에 있어서는 가열표면(4)이 V-자형 여물통 모양으로 형성되어있고, 이때 기화토갑(1)의 길이 방향에 평행한 상기 가열표면(4)의 양쪽 가장자리들은 중간부분 보다 높게 형성되어 있다. 상기 용해섬(3)에는 앞쪽과 뒤쪽으로 각각 비스듬하게 공동부(2) 안으로 경사를 이루는 유출면(9, 10)이 형성되어 있다. 이와 같은 구조에 의하여, 금속선(5)으로부터 융해되는 금속용탕은 상기 가열표면(4)으로부터 앞쪽과 뒤쪽으로 각각 유출면(9) 및 (10)을 거쳐서 공동부(2) 안으로 흐른다. 상기 가열표면에는 또한 앞쪽과 뒤쪽에 융해된 금속 속에 불순물들을 억제하는 역할을 하는 각각 1개의 융기부(도시되지 않았음)가 장치된다.

마찬가지로 융해표면(4)을 또한 평탄하게 할 수 있다는 것이 도시되지 않았다. 그 경우에는 상기 유출면(9, 10)과 동일하게 사방(四方)으로 비스듬하게 경사를 이루고 공동부(2)에 이르는 유출면들을 형성시킬 수 있다. 대부분의 경우 상기 경사유출면(9, 10)들을 사용하지 않고 간단히 주자위 모양의 블록을 용해섬(3)으로서 장치할 수도 있다.

Claims (10)

1. 피복실내에서 기화토갑(1)이 직접 통전에 의하여 가열될 수 있고, 상기 기화토갑(1)은 기화시킬 금속의 용탕을 가두어두기 위한 바닥면(6)이 형성되어 있는 공동부(2)를 가지고 있으며, 상기 기화토갑(1)에 의하여 융해되어 기화될 금속을 와이어(wire)(5) 형태로 공급되는 원료금속선을 가지고 있는 기판피복장치를 위한 기화토갑(1)에 있어서,

   상기 기화토갑(1)은 상기 금속선(5)을 융해하기 위하여 상기 공동부(2)의 바닥면(6) 보다 높게 위치하는 가열표면(4)을 가지고 있으며, 이 가열표면(4) 부분에 있어서는 기화토갑(1) 또는 재료의 형상 때문에 상기 공동부(2)의 바닥면(6) 보다 온도가 낮고, 상기 기화토갑(1)은 가열표면(4) 위에서 융해된 금속이 공동부(2)로 유입되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가열표면(4)은 상기 공동부(2)로부터 융기된 용해섬(3) 위에 장치는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
3. 제2항에 있어서,

   상기 용해섬(3)은 상기 공동부(2)의 중간부분에 대칭적으로 장치되는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
4. 선행 청구항들 중 최소 하나에 있어서,

   상기 용해섬(3)은 공동부(2)의 바닥면(6)을 융기시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
5. 선행 청구항들 중 최소 하나에 있어서,

   상기 용해섬(3)은 독립된 구성부품으로서 공동부(2)의 바닥면(6) 위에 작설되는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
6. 선행 청구항들 중 최소 하나에 있어서,

   상기 용해섬(3)의 양쪽 측면에 공동부(2)와 용해섬(3)의 길이 방향 가장자리들 사이에 용해섬(3)의 앞뒤에 위치하는 공동부(2) 부분들을 서로 연결하는 동일한 크기의 연결홈을 형성하여 남겨두는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
7. 선행 청구항들 중 최소 하나에 있어서,

   상기 용해섬(3)은 상기 공동부(2)의 길이방향으로 용해섬(3)의 앞뒤 양쪽 면이 각각 비스듬하게 경사를 이루어 공동부(2)와 연접하도록 형성된 유출표면(9, 10)들을 가지고 있으며, 상기 가열표면(4)은 공동부(2)의 주방향으로 여물통 모양의 아치형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
8. 선행 청구항들 중 최소 하나에 있어서,

   상기 용해섬(3)의 가열표면(4)은 평탄하게 형성되어 있고, 사방으로 경사를 이루어 공동부(2)와 연접하는 유출면(9, 10)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
9. 선행 청구항들 중 최소 하나에 있어서,

   상기 용해섬(3)은 상기 기화토갑(1)의 나머지 부분의 재료 보다 높은 전기저항을 갖는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.
10. 선행 청구항들 중 최소 하나에 있어서,

    상기 가열표면(4)은 금속용탕 위에 부유하는 불순물을 억지하기 위한 억지장치로 장비되어 있는 것을 특징으로 하는 기판피복장치용 기화토갑.