KR20070055089A - 고온 증발원의 열선 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막 제작을 위한 진공 증착에 사용되는 고온용 증발원의 열선 고정장치에 관한 것으로서 특히, 증발원의 열효율을 높이고 고온에서의 절연체 파괴를 효과적으로 막을 수 있는 열선 고정장치의 구성에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명의 열선 고정장치는, 열선(21)이 통과되는 다수 개의 구멍이 형성된 원형 띠 모양의 1차 절연체(31)와, 상기 1차 절연체와 조립되며 반사판 고정용 홈이 형성된 2차 절연체(32)로 이루어진 이중 구조의 열선 고정용 절연체와; 반사판 고정용 홈이 형성된 원판 모양의 바닥 절연체(33)를 포함하여 구성되어; 상기 열선 고정용 절연체 두 쌍 이상과 바닥 절연체를 이용하여 열선과 반사판(22,23)을 동시에 고정시키도록 하는 것으로서,

이에 따라, 열선과 반사판 및 절연체가 별도의 지지수단 없이 고정이 가능하며, 이중 구조의 절연체를 사용하므로 온도차에 의한 절연체의 파괴를 막고 증발원의 열효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

열선, 증발원, 절연체

Description

고온 증발원의 열선 고정장치 {Method and apparatus for fixing heat wire of high temperature evaporator}

도 1은 종래의 열선 고정장치를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명의 열선 고정 절연체를 나타내는 사시도

도 3은 본 발명의 열선 고정 절연체에 열선을 통과시킨 모습을 나타내는 사시도

도 4는 본 발명의 열선 고정장치의 제 1 실시예를 나타내는 조립도

도 5는 본 발명의 열선 고정장치의 제 1 실시예를 나타내는 단면도

도 6은 본 발명의 열선 고정장치의 제 2 실시예를 나타내는 단면도

도 7은 본 발명의 열선 고정장치의 제 3 실시예의 열선 고정 절연체를 나타내는 사시도

본 발명은 박막 제작을 위한 진공 가열 증착에 사용되는 고온용 증발원의 열선 고정장치에 관한 것으로서 특히, 증발원의 열효율을 높이고 고온에서의 절연 파괴를 효과적으로 막을 수 있는 열선 고정장치의 구성에 관한 것이다.

진공 가열 증착이란 진공 용기 내의 기판 아래에 코팅 물질이 담겨있는 도가니를 두고, 도가니를 가열하여 코팅 물질을 증발시켜 기판에 박막을 코팅하는 방법을 말한다. 이러한 진공 가열 증착에서 도가니의 코팅물질을 가열시키는 방법은 열선을 이용한 간접가열, 도가니에 직접 전기를 흘리는 직접가열, 전자선을 이용한 전자선(E-beam) 가열 등이 있다. 이 중에서 열선을 이용한 간접 가열 방법은 증착 제어가 안정적이기 때문에 가장 많이 사용하는 방법이다.

열선을 이용한 간접 가열로 어렵지 않게 가열할 수 있는 온도는 800℃ 정도이며 800℃ 이상의 가열이 필요한 경우를 일반적으로 고온용 증발원이라고 할 수 있다. 이러한 고온용 증발원은 주로 알루미늄 등과 같은 금속 물질이나 무기물을 증착시킬 때 사용하게 된다.

도 1은 종래의 진공증착용 증발원의 가열부를 나타낸 사시도 이다. 종래의 증발원의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 열선(21)이 통과되는 다수 개의 구멍이 통과하는 원형 띠 모양의 절연체(11)에 열선을 그림과 같이 통과시키게 된다. 그런데, 이러한 종래의 가열부는 다음과 같은 문제가 있다.

상기 가열부의 열선이 휘거나 움직이는 것을 방지하기 위하여 절연체를 상하로 최대한 밀어 고정해야 하는데, 절연체를 별도의 지지수단을 이용하여 고정할 경우 지지수단에 의해 열이 빠져나가기 때문에, 종래의 가열부에서는 대부분 얇은 금속선 등을 이용하여 느슨하게 고정시킬 수 밖에 없다. 이 경우 약간만 흔들려도 열선끼리 닿거나 열선과 도가니 혹은 반사판과 닿아 단선되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 종래의 가열부 구조는 다음과 같은 몇 가지 문제로 인해 고온용 증발원에 적용하기 어렵다. 첫 번째로 고온용 증발원은 최대한 내부의 열을 보호할 수 있는 구조로 제작해야 하는데, 종래의 가열부 구조에서는 가열부의 열선을 감싸는 한 층의 반사판만 적용 가능하며, 기존의 반사판과 접촉되지 않는 상태로 반사판을 추가하는 것이 불가능하다. 두 번째로 절연체의 외각에 접촉해 있는 반사판에 의해 내부의 열이 빠져나갈 수 있으며, 열선과 접촉한 부분과 반사판과 접촉한 부분의 온도차이로 인한 열 충격에 의해 절연체 자체가 파괴되는 문제가 발생할 수 있다. 세 번째로 1000℃ 이상의 고온에서는 열선 자체가 기화되어 절연체에 서서히 코팅이 되는데 오래 사용하게 되면 절연체의 절연이 파괴되어 가열부가 파괴될 수 있다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 열선과 절연체 및 반사판을 별도의 지지수단 없이 고정 가능하며, 고온에서도 온도차에 의한 절연체의 파괴 현 상과 열선의 기화에 의한 절연 파괴 현상을 방지할 수 있고, 여러 층의 반사판을 이용하여 열 효율을 향상시킬 수 있는 열선 고정장치를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은, 열선(21)이 통과되는 다수 개의 구멍이 형성된 원형 띠 모양의 1차 절연체(31)와, 상기 1차 절연체와 조립되며 반사판 고정용 홈이 형성된 2차 절연체(32)로 이루어진 이중 구조의 열선 고정용 절연체와, 반사판 고정용 홈이 형성된 원판 모양의 바닥 절연체(33)를 포함하여 구성되어, 상기 열선 고정용 절연체 두 상 이상과 바닥 절연체를 이용하여 열선과 반사판(22,23)을 동시에 고정시키도록 하는 고온 증발원의 열선 고정장치에 의해 달성된다.

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2부터 도 5까지는 본 발명의 열선 고정장치의 제 1 실시예가 도시되어 있는데, 도 2에는 본 발명의 열선 고정장치에 사용되는 열선 고정용 절연체의 1차 절연체(31)와 2차 절연체(32)가 도시되어 있다. 도 3에는 상기 1차 절연체(31) 두 개에 열선(21)을 감은 모습이 도시되어 있다. 도 4에는 본 발명의 제 1 실시예의 조립도가 도시되어 있는데, 열선이 감긴 1차 절연체 쌍의 외부에 상부 반사판(22)을 감고 위와 아래에서 각각 2차 절연체(32)를 조립하여 열선과 반사판 및 열선 고정용 절연체를 고정시킨다. 그 후에 하부 반사판(23)을 감고 하부 절연체(33)를 조립하여 하부 반사판을 고정시킨다. 도 5에는 본 발명의 제 1 실시예의 단면도가 도시되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 열선 고정용 절연체의 1차 절연체는 열선이 통과되는 다수 개의 구멍이 형성되어 있고 2차 절연체와 조립이 가능하며 상부 반사판이 내부로 밀려들어와 열선과 접촉하는 것을 방지하는 걸림턱이 형성되어 있고, 2차 절연체는 1차 절연체와 조립이 상부 반사판이 외부로 빠지지 않도록 걸림턱이 형성되어 있다. 또한, 1차 절연체와 2차 절연체에는 하부 반사판을 위한 걸림턱도 형성되어 있다.

이러한 구조를 가진 본 발명의 열선 고정용 절연체 쌍은 1차 절연체를 최대한 위 아래로 당긴 상태에서 최대 길이의 반사판을 홈에 삽입한 후 2차 절연체를 조립하기 때문에, 반사판 자체가 지지대 역할을 하여 조립 후 스스로 자신의 모양을 유지하며 고정되게 된다. 또한 절연체를 이중구조로 구성함으로써 외부로 접촉에 의해 빠져나가는 열을 최소화하고 온도차에 의해 절연체가 파괴되는 현상을 막을 수 있다.

상기 열선 고정용 절연체를 조립한 후, 같은 방법으로 바닥 절연체를 조립하여 도시되지 않은 최외각 하우징에 조립하게 된다.

도 6은 본 발명의 열선 고정장치의 제 2 실시예의 단면을 도시한 것으로, 상기 제 1 실시예의 열선 고정장치의 상측과 하측에 외부 절연체(34,35)를 추가로 구성하여 새로운 반사판(24)을 한 층 추가하는 것을 그 기술상의 특징으로 한다. 이러한 본 발명의 제 2 실시예는 추가된 반사판이 내부의 반사판, 혹은 절연체와 직접 접촉하지 않기 때문에 내부의 열원을 보호하는 효과가 크다.

도 7은 본 발명의 열선 고정장치의 제 3 실시예의 열선 고정 절연체를 도시한 것으로, 상기 제 1 실시예의 1차 절연체에서 열선이 통과하기 시작하는 구멍과 열선이 빠져나가는 구멍 사이를 그림과 같이 절단(51)하거나 홈을 만드는 것을 그 기술상의 특징으로 한다. 이러한 본 발명의 제 3 실시예는, 고온의 증발원에서 열선에서 기화된 금속이 절연체에 코팅되어 절연이 파괴되는 현상에 있어서, 단선될 경우 급격한 전류가 흐를 위험이 있는 열선의 시작과 끝 부분 사이를 분리시켜 절연이 파괴되더라도 단선으로 인한 피해를 최소화하고 증발원의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 본 발명의 제 3 실시예는 열팽창 혹은 수축에 의한 스트레스를 감소시켜줄 수 있다.

또한, 도시되지 않은 본 발명의 제 4 실시예는, 상기 제 1 실시예의 1차 절연체의 열선이 시작되는 구멍과 열선이 끝나는 구멍에 각각 삽입되는 것으로써, 열선을 감싸고 상측에 걸림턱이 형성된 삽입 절연체를 추가로 구성하는 것을 그 기술상의 특징으로 한다. 이러한 본 발명의 제 4 실시예는 고온의 증발원에서 열선에서 기화된 금속이 절연체에 코팅되어 절연이 파괴되는 현상에 있어서, 단선될 경우 급격한 전류가 흐를 위험이 있는 열선의 시작 부분과 끝 부분에 절연체를 추가하여 단선으로 인한 피해를 최소화하고 증발원의 수명을 향상시킬 수 있다.

상기 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로 서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 고온용 증발원의 열선 고정장치를 구성함에 있어서, 열선 고정용 절연체와 반사판 및 열선을 스스로 고정되도록 조립하여 별도의 지지장치 없이 열선 및 반사판을 고정할 수 있으며, 열선 고정용 절연체를 이중 구조로 제작하고 반사판을 한 층 추가하여 열효율이 좋고 절연체가 온도차에 의한 열 충격으로 파괴되는 것을 방지할 수 있으며, 절연체에 홈을 형성하거나 일부를 끊어서 열선의 기화로 인해 절연체의 절연이 파괴되는 경우에도 단선에 의한 피해를 최소화하여 증발원의 수명을 향상시키고 열팽창에 의한 문제를 방지하는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 원통형 도가니를 가열하는 가열부의 열선 고정장치를 구성함에 있어서,

   열선(21)이 통과되는 다수 개의 구멍이 형성된 원형 띠 모양의 1차 절연체(31)와, 상기 1차 절연체와 조립되며, 반사판 고정용 홈이 형성된 2차 절연체(32)로 이루어진 이중 구조의 열선 고정용 절연체와;

   반사판 고정용 홈이 형성된 원판 모양의 바닥 절연체(33)를 포함하여 구성되어;

   상기 열선 고정용 절연체 두 쌍 이상과 바닥 절연체를 이용하여 열선과 반사판(22,23)을 동시에 고정시키는 것을 특징으로 하는 열선 고정장치
2. 상기 1항에 있어서,

   상기 열선 고정용 절연체의 2차 절연체와 상기 바닥 절연체에 각각 조립이 가능하며, 반사판 고정용 홈이 형성된 외부 절연체(34,35)가 추가로 구성되어;

   상기 1항의 열선 고정장치의 외부에 반사판(24)을 추가하는 것을 특징으로 하는 열선 고정장치
3. 상기 1항에 있어서, 상기 열선 고정용 절연체의 1차 절연체는,

   열선이 통과하는 다수 개의 구멍들 중에서, 열선이 감기기 시작하는 구멍과 끝나는 구멍 사이에 홈이 형성되거나;

   열선이 감기기 시작하는 구멍과 끝나는 구멍 사이가 끊어져 있는 것(51)을 특징으로 하는 열선 고정장치
4. 상기 1항에 있어서,

   상기 열선 고정용 절연체의 1차 절연체의 열선이 통과하는 다수 개의 구멍들 중에서, 열선이 감기기 시작하는 구멍과 끝나는 구멍에 각각 삽입되는 것으로,

   내부에 열선이 통과하는 구멍이 형성되고, 상측에 걸림턱이 형성되는 원통형 삽입 절연체가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 열선 고정장치

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