KR20100001845U - 이중 밀폐구조를 갖는 탄성 실링부재 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이중 밀폐구조를 갖는 탄성 실링부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 길이방향으로 나란히 연속되는 두 줄의 라운딩부가 그루브(Groove)에 대향하는 경계면에 밀착되어 이중 밀폐구조를 형성하므로서, 특히 반도체 제조설비에서 진공챔버의 도어 밸브용 탄성 실링부재로 사용하기에 매우 탄성 실링부재에 관한 것이다.

진공챔버, 실링부재, 이중밀폐

Description

이중 밀폐구조를 갖는 탄성 실링부재{Elastic sealing component with double sealing structure}

본 고안은 이중 밀폐구조를 갖는 탄성 실링부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 길이방향으로 나란히 연속되는 두 줄의 라운딩부가 그루브(Groove)에 대향하는 경계면에 밀착되어 이중 밀폐구조를 형성하므로서, 특히 반도체 제조설비에서 진공챔버의 도어 밸브용 탄성 실링부재로 사용하기에 매우 탄성 실링부재에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서 화학적 기상증착, 즉 CVD(Chemical vapor deposition) 공정이나 식각(Etching) 공정은 진공챔버(Vacuum chamber) 내에서 수행한다. 이때 상기 진공챔버 내부에는 반응성 공정가스를 주입하고, 이 공정가스를 플라즈마 상태로 만들어 줌으로써 반도체 기판의 표면에 박막을 형성하거나, 기판 표면의 막을 패턴에 따라 식각한다. 따라서 상기 진공챔버의 조립부분이나 개폐부분에는 상기 공정가스가 누설되지 않도록 기밀을 유지하기 위한 탄성 실링부재(실 무적으로는 '오링' 이라고도 칭한다.)가 설치되어 있다.

이러한 실링부재는 통상 계속 반복적인 마찰이 일어나는 두 접촉면 사이에 설치되기 때문에 사용시간이 경과 함에 따라 실링부재가 마모되거나 손상을 입게 된다. 이처럼 실링부재가 손상되면 반도체에 불량이 발생할 가능성이 높아지기 때문에 종래에도 실링부재의 손상을 방지하고, 나아가 진공챔버의 기밀성을 향상시키기 위한 여러 가지 기술들이 제안되어 있다.

예컨대 국내 공개특허 제2007-60223호(공개일자 2007.06.13.)에는 반도체 제조용 진공챔버의 도어밸브에 설치되는 오링에 있어서, 오링 삽입홈(Groove)에는 오링의 탈착 및 장착을 손쉽게 하기 위한 홈이 설치되어 있는데, 이때 상기 홈 부위에 대응되는 오링의 단면적을 다른 부위의 오링의 단면적에 비해 적어도 2배 이상으로 두껍게 형성한 오링이 소개되어 있다.

상기 특허 기술에 따르면, 진공챔버 내부로 노출되는 오링 삽입홈 부위의 오링이 빨리 부식되는 문제점을 해결할 수 있으며, 상기 홈에 대응하는 오링의 경계면적이 넓어지므로 진공챔버의 기밀성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 탄성 실링부재는 그 단면의 형태가 대부분 원형이나 사각형 구조로 이루어져 있어서, 두 접촉면 사이의 기능성과 탄성 실링부재의 수명을 향상시키는 데는 구조적인 한계가 있었다. 그래서 실링부재 자체의 단면구조를 개선하여 실링부재의 성능을 개선하려는 노력도 시도된 바 있다.

예컨대, 국내 실용신안등록 제375087호(공고일자 2005.02.05.)에는 오링 삽입홈, 즉 그루브 위로 노출되는 탄성 실링부재의 상단면에 평탄한 블레이드(Blade)를 형성된 날개형 오링이 소개되어 있다.

그러나 날개형 오링은 블레이드의 접촉면적이 넓어서 서로 고정된 두 접촉면 사이의 기밀성을 향상시키는 효과는 있겠지만, 반도체 진공챔버의 도어밸브와 같이 두 접촉면 중 어느 한쪽이 반복적으로 움직이는 경우에는 구조적으로 취약한 블레이드의 양쪽 날개부위가 반복적인 마찰로 인해 손상될 가능성이 매우 높다.

이에 본 고안은 특히 반도체 제조설비의 진공챔버에 사용할 경우, 기밀성이 매우 높고 수명이 크게 개선된 탄성 실링부재를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 서로 대향하는 두 경계면 사이에 끼워져서 유체의 흐름을 차단하는 탄성 실링부재에 있어서, 상기 두 경계면 중 어느 한쪽에 구비된 그루브(G) 속에 삽입되는 지지부와 상기 그루브(G) 위로 돌출되어 다른 경계면에 밀착되는 밀착부로 이루어지되, 상기 밀착부는 단면이 포물선 형상으로 돌출되어 길이방향으로 나란히 연속되는 두 줄의 라운딩부와 이들 두 라운딩부 사이에 완만하게 함몰된 만곡연결부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 탄성 실링부재는 길이방향으로 나란히 연속되는 두 줄의 라운딩부가 그루브에 대향하는 경계면에 밀착되어 이중 밀폐구조를 형성하므로서 두 경계면 사이의 밀폐력을 증가시키고, 동시에 실링부재 자체의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

본 고안에 따른 이중 밀폐구조를 갖는 탄성 실링부재는 특히 반도체 제조설비에서 진공챔버의 도어 밸브용 실링부재로 사용하기에 매우 적합한 것이다.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 탄성 실링부재가 그루브(G)에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

본 고안에 따른 탄성 실링부재는 각종 기계장치나 설비에서 서로 대향하는 두 경계면 사이에 끼워져서 유체의 흐름을 차단하는 기능을 하는 것으로서, 길이방향으로 동일한 단면형태가 계속 이어지는 선형(線形), 환형(環形) 또는 사각형 구조를 가지며, 통상적인 탄성 실링부재와 마찬가지로 고무나 실리콘, 폴리우레탄 등 과 같은 탄성 재질로 이루어진다.

본 고안에 따른 탄성 실링부재는 기밀유지가 필요한 두 경계면 중 어느 한쪽에 구비된 그루브(G) 속에 삽입되는 지지부(10)와, 상기 그루브(G) 위로 돌출되어 다른 경계면에 밀착되는 밀착부(20)로 구성된다. 이때, 상기 밀착부(20)는 단면이 포물선 형상으로 돌출되어 길이방향으로 나란히 연속되는 두 줄의 라운딩부(22,22')와, 이들 두 라운딩부(22,22') 사이에 완만하게 함몰된 만곡연결부(24)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 지지부(10)는 단면의 형상이 그루브(G)의 형상과 동일하고, 그루브(G) 내면에 접착하는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 그저 그루브(G)에서 탈착 가능하게 삽입될 수도 있다.

본 고안의 특징인 두 줄의 라운딩부(22,22')는 단면의 형상이 완만한 포물선 형상을 그리면서 만곡연결부(24)로 이어진다. 상기 라운딩부(22,22')는 그루브(G)에 대향하는 경계면에 밀착되어 이중 차단벽을 형성한다. 그래서 두 라운딩부(22,22') 중 어느 한쪽에 결함이 발생하더라도 다른 한쪽이 계속 완벽한 기밀을 유지한다.

또한, 상기 두 줄의 라운딩부(22,22')는 대향 경계면에서 미치는 반복적인 압력을 좌우로 분산시켜 주므로서 결과적으로 탄성 실링부재의 수명을 연장시켜 주는 효과를 갖는다. 그리고 두 라운딩부(22,22')가 대향 경계면에 밀착되면, 실링부재 자체의 탄성에 의해서 만곡연결부(24)와 대향 경계면 사이의 공간에 음압이 발생하여 상기 라운딩부(22,22')의 밀폐력을 향상시켜 주며, 특히 낮은 압력으로도 효과적인 기밀성을 유지할 수 있다.

본 고안에 따른 탄성 실링부재에서 상기 지지부(10)의 양단에는 그루브(G)의 높이(H1)보다 낮게 함몰되었다가 상기 라운딩부(22,22')로 이어지는 두개의 만곡홈부(12,12')가 형성될 수 있다. 상기 만곡홈부(12,12')는 상기 대향 경계면에서 미치는 압력을 수용, 흡수하는 기능을 한다.

상기 밀착부(20)의 높이(H2)는 지지부(10)의 높이(H1)에 대하여 0.5 내지 2배 높이로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 밀착부(20)의 높이(H2)가 지지부(10)의 높이(H1) 보다 낮으면 밀착부(20)의 기밀효과가 떨어지고, 반대로 2 배 이상이면 실링부재의 수명이 단축되는 문제가 있다.

또한 상기 만곡홈부(12,12')의 깊이는 지지부(10) 높이(H1)의 0.3 ~ 0.5 배인 것이 적당하고, 상기 만곡연결부(24)의 깊이는 밀착부(20) 높이(H2)의 0.2 ~ 0.4 배 인 것이 적당하다.

이상 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이들 실시예에 의해서 본 고안의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 당업자들이 본 고안의 일부 구성에 대하여 다양한 설계변경을 시도할 수도 있을 것이다. 그러나, 이러한 설계변경으로 본 고안에서 전혀 예견하지 못한 새로운 작용 및 효과가 나타나지 않는 한, 본 고안의 권리범위를 벗어나지 못할 것이다.

도 1은 본 고안의 탄성 실링부재가 그루브(G)에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 지지부 12,12' ; 만곡홈부

20 ; 밀착부 22,22' ; 라운딩부

24 ; 만곡연결부 G ; 그루브(Groove)

H1,H2 ; 높이 H3,H4 ; 깊이

Claims (3)

1. 서로 대향하는 두 경계면 사이에 끼워져서 유체의 흐름을 차단하는 탄성 실링부재에 있어서,

   상기 두 경계면 중 어느 한쪽에 구비된 그루브(G) 속에 삽입되는 지지부(10)와 상기 그루브(G) 위로 돌출되어 다른 경계면에 밀착되는 밀착부(20)로 이루어지되, 상기 밀착부(20)는 단면이 포물선 형상으로 돌출되어 길이방향으로 나란히 연속되는 두 줄의 라운딩부(22,22')와 이들 두 라운딩부(22,22') 사이에 완만하게 함몰된 만곡연결부(24)로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 밀폐구조를 갖는 탄성 실링부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부(10)의 양단에는 그루브(G)의 높이(H1)보다 낮게 함몰되었다가 상기 라운딩부(22,22')로 이어지는 두개의 만곡홈부(12,12')가 형성된 것을 특징으로 하는 이중 밀폐구조를 갖는 탄성 실링부재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀착부(20)의 높이(H2)는 지지부(10) 높이(H1)의 0.5 내지 2 배인 것을 특징으로 하는 이중 밀폐구조를 갖는 탄성 실링부재.

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