KR20100051376A - 진공차단 도어 - Google Patents

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KR20100051376A
KR20100051376A KR1020080110523A KR20080110523A KR20100051376A KR 20100051376 A KR20100051376 A KR 20100051376A KR 1020080110523 A KR1020080110523 A KR 1020080110523A KR 20080110523 A KR20080110523 A KR 20080110523A KR 20100051376 A KR20100051376 A KR 20100051376A
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박영남
고대운
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(주)엘티엘
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Abstract

본 발명은 진공차단 도어에 관한 것으로, 제1 면에 인입구가 형성되어 있는 하우징, 상기 하우징의 제1 면에 설치되어 있고, 상기 인입구로부터 기설정된 간격 떨어져 있는 지지 패널, 상기 하우징의 제1 면 위에 설치되어 있고, 상기 인입구로부터 기설정된 간격 떨어져 있는 가이드 부재, 상기 하우징의 제1 면 위에 설치되어 있고, 상기 가이드 부재와 기설정된 간격 떨어져 있는 승하강 장치, 상기 가이드 부재에 연결되어 있는 가이드 블록 및 상기 승하강 장치에 연결되어 있는 작동축 고정패널을 포함하는 승하강 패널, 상기 하우징과 상기 승하강 패널 사이에 배치되어 있는 인입구 개폐패널, 그리고 상기 승하강 패널과 상기 인입구 개폐패널에 연결되어 있으며, 상기 인입구 개폐패널을 움직여 상기 인입구를 개폐하는 인입구 개폐장치를 포함한다.
태양전지, 설비, 트랜스챔버, 로드락챔버, 프로세스챔버, 공정, 진공

Description

진공차단 도어{Vacuum Isolation Door}
본 발명은 진공차단 도어에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지는 태양광으로부터 발생되는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 태양전지로부터 전류가 발생되는 것을 살펴보면, 실리콘, 갈륨비소, 황화카드뮴 등과 같은 소재로써 P형 반도체와 N형 반도체를 만들고, 그 접합면에 태양빛을 쬐면 광자를 흡수하여 1쌍의 전자와 양공이 생기는데, 이때 전자는 N형, 양공은 P형 부분으로 이동하므로, 외부회로를 통해 N형에서 P형으로 향하는 전류가 발생한다.
이와 같이, 전류를 발생시키는 방식에는 태양광을 직접 태양전지의 수광면으로 끌어들이는 방식과 반사경이나 프레넬 렌즈를 사용하여 집광하는 방식이 있으며, 또 다른 분류 방식으로는 태양빛을 추적하는 방식과 정지식이 있다.
상기와 같은 태양 전지를 제조하려면, 반도체 제조설비 혹은 영상표시장치 제조설비와 같이 저진공으로부터 초고진공에 이르는 넓은 진공 영역에서 작업이 가능한 진공차단 도어 등과 같은 진공차단 장치를 필요로 한다.
그러나, 종래 기술의 진공차단 장치에서는, 도어의 내부에서 인입구 개폐패 널이 작동되되, 압력에 대항하는 형태로 인입구 개폐패널이 개폐됨에 따라, 개폐동작이 지속되면서 작동 부분에 하중이 지속적으로 증대되므로, 설비의 수명이 단축될 뿐만 아니라, 작동 부분의 파손에 의해서 진공 압력이 누수되어 생산 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
그리고, 종래기술의 도어에서는, 태양 전지 소재를 제조설비에 공급한 상태에서 밸브를 폐쇄하도록 작동시키면, 인입구 개폐패널의 차단부분이 하우징 인입구의 테두리부 둘레를 따라 균일하게 접촉되기 어렵기 때문에, 작동 부분에 과도한 압력을 가하여 밀착되도록 구성하게 되는데, 이때 인입구 개폐패널과 하우징 인입구사이의 과도한 밀착으로 인하여, 이들에 파손 및 변형이 발생하여 고장에 이르는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술의 도어에서는, 도어 하측에 승하강용 실린더가 배치되어 있어, 태양 전지용 제조 장비 따위와 같이 지상고가 낮은 장비를 사용하는 경우에는, 하우징 인입구 하측의 공간을 효율적으로 활용할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 작동 부분이 파손되지 않으며, 인입구에 균일하게 접촉되어 과도한 작용압력이 가해지지 않을 뿐만 아니라, 하우징 인입구 하측의 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 진공차단 도어를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 진공차단 도어는, 제1 면에 인입구가 형성되어 있는 하우징, 상기 하우징의 제1 면에 설치되어 있고, 상기 인입구로부터 기설정된 간격 떨어져 있는 지지 패널, 상기 하우징의 제1 면 위에 설치되어 있고, 상기 인입구로부터 기설정된 간격 떨어져 있는 가이드 부재, 상기 하우징의 제1 면 위에 설치되어 있고, 상기 가이드 부재와 기설정된 간격 떨어져 있는 승하강 장치, 상기 가이드 부재에 연결되어 있는 가이드 블록 및 상기 승하강 장치에 연결되어 있는 작동축 고정패널을 포함하는 승하강 패널, 상기 하우징과 상기 승하강 패널 사이에 배치되어 있는 인입구 개폐패널, 그리고 상기 승하강 패널과 상기 인입구 개폐패널에 연결되어 있으며, 상기 인입구 개폐패널을 움직여 상기 인입구를 개폐하는 인입구 개폐장치를 포함한다.
상기 한 쌍의 가이드 부재의 가이드면과 상기 한 쌍의 승하강 장치의 작동축은 상호 평행하게 배치되며, 상기 인입구가 형성되어 있는 하우징의 일측면에 대하여도 평행하게 배치될 수 있다.
상기 승하강 장치의 작동축의 작동 스트로크는, 인입구 개폐패널이 인입구를 진공차단 시킬 수 있는 지점으로부터 인입구의 전방을 개방할 수 있는 지점에 이르는 거리에 해당할 수 있다.
상기 인입구 개폐패널은, 인입구 테두리부를 따라 밀폐가능한 패킹 부재를 가질 수 있다.
상기 승하강 장치와 상기 인입구 개폐장치는 연동하며, 인입구 개폐패널이 인입구 전방에 위치한 후 인입구로 이송될 수 있다.
상기 인입구 개폐장치 일측에는 압력 센서가 연결되며, 인입구 개폐패널과 인입구간의 밀착 압력을 측정 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 승하강 패널의 승하강 동작에 연동하여 인입구 개폐패널이 하우징 인입구를 개폐하도록 작동되므로, 개폐 동작이 지속되어 작동 부분에 하중이 지속적으로 증대되더라도 작동 부분이 파손되지 않는다.
그리고, 기 설정된 간격으로 결합된 복수의 인입구 개폐장치가 인입구 개폐패널을 고르게 가압시켜, 인입구 개폐패널의 차단부분이 하우징 인입구의 외측 둘레를 따라 균일하게 접촉되므로, 작동 부분에 과도한 압력을 가할 필요가 없어, 기계의 수명이 단축되는 것을 예방할 수 있다.
또한, 승하강 장치를 양 측면 방향으로 배치시켜 하우징 인입구 하측의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 제조설비뿐만 아니라, 태양 전지용 제조 장비와 같이 지상고가 낮은 장비를 사용하는 경우라면 어떠한 제조 설비에도 적용할 수 있으므로, 진공차단 도어를 다양하게 사용할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 제조설비용 진공차단 도어에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.
본 실시예에 따른 진공차단 도어는 태양전지 제조설비에 적용된 것을 기초로하여 설명하였으나, 이는 일실시예에 불과하며 지상고가 낮은 장비를 사용하는 경우라면 어떠한 제조 설비에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 태양전지 제조설비를 나타낸 참고도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 제조설비용 진공차단 도어를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에서 승하강 패널이 상승하고, 인입구 개폐패널이 인입구를 막은 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명이 적용되는 태양전지 제조설비는, 로드락 챔버 (load lock chamber)(300), 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)(400), 태양전지 제조설비용 진공차단 도어(100)를 가지는 프로세스 챔버(process chamber)(500)를 포함한다.
일반적으로, 로드락 챔버 (load lock chamber)(300)는 보통 유리기판 등과 같은 소재가 로딩(loading)되거나 언로딩(unloading)되는 곳으로, 로딩되는 경우에는 대기압으로부터 저진공 또는 고진공(high vacuum : 10 - 6 Torr)으로 만들어서, 대기압 상태로부터 초고진공(ultra high vacuum : 10 - 7 Torr)을 만들기 위한 곳이다.
그리고, 소재가 언로딩(unloading)되는 경우에는 유리 기판 등과 같은 소재에 대한 모든 증착 공정이 끝난 기판 상에 증착된 박막을 열처리하거나, 고온 상태 의 기판을 냉각시키며, 고진공의 상태로부터 대기압 상태로 만드는 곳이다.
또한, 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)(400)는 고진공(high vacuum : 10 - 6 T orr)상태를 유지하며 내부에 로봇(robot) 주축 및 감지기 등을 구비하고, 로봇의 주축을 중심으로 하는 로봇 암(도시하지 않음)에 의해 상기 로드락 챔버 또는 증착, 식각 등의 여러 공정이 수행되는 프로세스 챔버(process chamber)(500)들 간에 기판 등의 이동을 담당한다.
상기와 같이, 로봇 암을 이용하여 트랜스퍼챔버(400)의 태양전지 소재를 프로세스 챔버(500)로 이송하여 해당 공정을 수행하기 위하여, 이송부분에 진공을 차단시키는 진공차단 도어(100)를 장착하고, 이송 시에 진공 압력의 누수를 차단하면서, 이송 후에 진공 차단에 의한 개폐 효율을 증대시키도록 한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 제조설비용 진공차단 도어를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에서 승하강 패널이 상승한 후, 인입구 개폐패널이 인입구를 차단한 상태를 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 정면도이고, 도 5는 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 6은 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 평면도이고, 도 7는 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 정면도이고, 도 8는 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 9은 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 제조설비용 진공차단 도어(100)는, 하우징(10), 한 쌍의 지지 패널(20), 한 쌍의 가이드 부 재(30), 한 쌍의 승하강 장치(40), 승하강 패널(50), 인입구 개폐패널(60), 인입구 개폐장치(70)를 포함한다.
하우징(10)은, 각각의 프로세스 챔버(500)의 외형을 이루며, 고 진공상태에서 각종 공정이 이루어지는 밀폐공간으로서, 일측에는 기판 등의 소재 이동을 위하여 인입구(11)가 관통 형성되어 있다.
그리고, 인입구(11)는 하우징(10)과 승하강 패널(50) 사이에 배치되어 있으며,인입구 개폐장치(70)에 의하여 이송되는 인입구 개폐패널(60)의 작동에 따라 선택적으로 개폐된다.
지지 패널(20)은, 하우징(10)의 일측면에 결합되어 인입구 개폐패널(60)이 안정적으로 승하강될 수 있고, 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)에 정확하게 밀착되어 진공 차단이 확실하게 유지되도록 가이드 하는 구성요소이다. 따라서, 지지 패널(20)은 상하 연직방향으로 배치되는 결합부재로서, 인입구(11) 테두리부의 양측에 각각 나란하게 결합되어 있다.
한 쌍의 지지 패널(20) 전면에는 각각 가이드 부재(30) 및 승하강 장치(40)가 견고하게 결합되어 있어서, 인입구 개폐패널(60)의 양단부가 승하강 장치(40)에 결합되어 이송되는 동안 가이드 부재(30)에 안내되어 이송 동작이 안정적으로 이루어진다.
한 쌍의 승하강 장치(40)는, 지지 패널(20) 전면에 각각 결합되어 있으며, 인입구 개폐패널(60)이 연결되어 있는 승하강 패널(50)을 상하방향으로 이송시키는 구성요소이고, 승하강 장치(40)의 작동축(41) 단부에 결합되어 있는 작동축 고정패 널(51)과 승하강 패널(50)이 결합된다.
승하강 장치(40)에 결합되어 있는 작동축(41)의 작동 스트로크는, 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)를 진공차단 시킬 수 있는 지점으로부터 인입구(11)의 전방에서 기판 등의 이동이 간섭되지 않을 정도로 충분히 하강한 지점에 이르는 거리에 해당한다.
그리고, 가이드 블록(52)에 결합되어 있는 승하강 패널(50)의 위치는 평면도상에서 승하강 장치(40)의 전방으로 충분하게 이격되므로, 작동축(41)이 작동하는 과정에서 승하강 장치(40)에 간섭되지 않는다.
인입구 개폐장치(70)는, 인입구 개폐패널(60)로 하여금 인입구(11)를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 구동하는 구성요소로서, 본체 부분은 승하강 패널(50)에 결합되고 작동축이 인입구 개폐패널(60)에 결합되므로, 작동축이 구동됨에 따라 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)를 선택적으로 개폐시킨다.
승하강 장치(40)와 인입구 개폐장치(70)가 연동하도록 별도의 제어부를 더 포함할 수도 있고, 승하강 장치(40)와 인입구 개폐장치(70)에는 공기라인 연결구(42,71,71')가 각각 연결된다.
한 쌍의 가이드 부재(30)는, 승하강 장치(40)의 작동축(41)에 의하여 승하강 패널(50)이 이송됨에 있어 정확한 직선 운동이 이루어져서, 승하강 패널(50)의 안정적인 이송이 가능하도록 하는 구성요소이며, 일측은 지지 패널(20)이 결합되고, 가이드 블록(52)이 안내되는 가이드면은 승하강 패널(50)을 향하도록 배치되며, 각각 승하강 장치(40)와 인입구(11)의 테두리부 사이에 위치한다.
인입구 개폐패널(60)은, 승하강 패널(50)에 결합되며, 평면도를 기준으로 볼 때 인입구(11)와 승하강 패널(50) 사이에 배치되며, 인입구(11)에 밀착되므로, 외부와 로드락 챔버(300)간에 진공 차단이 유지되도록 작동된다. 인입구 개폐패널(60) 배면에는 패킹 부재(P)가 결합되는데, 인입구(11)의 테두리부의 둘레에 대응되도록 일측면에 결합되므로, 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)에 밀착됨에 따라 로드락 챔버(300)에 대한 진공 차단이 확실하게 유지된다.
인입구 개폐장치(70)는, 승하강 패널(50)과 결합되며 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 작동하는 구성요소로서, 인입구 개폐장치(70)의 일측에는 압력 센서(도시하지 않음)를 가지며, 압력 센서는 인입구 개폐패널(60)과 인입구(11) 사이에 발생되는 밀착 압력을 측정하고, 압력 센서의 정보에 의하여 공기 라인(P)의 공기를 기 설정된 범위에서 제어하므로, 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)와 최적의 밀착상태를 지속적으로 유지할 수 있다.
또한, 인입구 개폐장치(70)는, 간격을 이루며 인입구(11)의 길이 방향에 대응되도록 승하강 패널(50)에 복수개가 결합되므로, 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)의 테두리부를 따라서 균일하게 진공 차단을 하게 된다.
이때, 최적의 밀착상태를 유지하지 위한 압력은, 인입구 개폐패널(60)과 하우징 인입구(11)사이의 밀착으로 인하여 이들 부품에 파손 및 변형이 발생하지 않도록 하는 범위에서 설정된다.
승하강 패널(50)이 하강하는 상태에 대하여 도 4 내지 도 6 및 도 2를 참고하여 설명한다.
도 4는 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 정면도이고, 도 5는 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 6은 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 2 및 도 4 내지 도 6을 참고하면, 인입구 개폐패널(60)로 하여금 인입구(11)로부터 밀착상태를 해지하여 하강하기 위해서는, 우선 인입구 개폐장치(70)를 작동시켜 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)로부터 최대한 이격되도록 이송시키고, 그 다음 상기와 같이 이격된 상태를 유지함과 동시에 승하강 장치(40)의 작동축(41)을 하강하되, 인입구(11)의 전방에서 기판 등의 이동이 간섭되지 않을 정도로 충분한 지점에 이르기까지 하강한다.
승하강 패널(50)이 상승하는 상태에 대하여 도 7 내지 도 9 및 도 3를 참고하여 설명한다.
도 3은 도 2에서 승하강 패널이 상승하고, 인입구 개폐패널이 인입구를 막은 상태를 나타낸 사시도이고, 도 7는 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 정면도이고, 도 8는 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 9은 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 7 내지 도 9 및 도 3를 참고하면, 승하강 장치(40)의 작동축(41)이 최고점에 이르기까지는 인입구 개폐패널(60)이 승하강 패널(50)에 최대한 근접하도록 인입구 개폐장치(70)가 작동된 상태에서, 가이드 블록(52)에 결합되어 있는 승하강 패널(50)이 가이드 부재(30)를 따라서 이송되도록 하고, 승하강 장치(40)의 작동축(41)이 최고점에 다다른 시점에서, 비로소 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)를 진공차단 시킬 수 있도록 인입구 개폐장치(70)를 작동시키며, 오링(O-Ring)과 같은 패킹부재(P)에 의하여 진공 차단이 확실하게 유지된다.
이때, 인입구 개폐장치(70)에 결합되어 있는 압력 센서가 인입구 개폐패널(60)와 인입구(11)간의 밀착 압력을 측정하고, 측정결과에 따라 공기 라인(P)의 공기를 기 설정된 범위에서 제어하여, 인입구 개폐패널(60)이 인입구(11)와 최적의 밀착상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 태양전지 제조설비를 나타낸 참고도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 제조설비용 진공차단 도어를 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 2에서 승하강 패널이 상승한 후, 인입구 개폐패널이 인입구를 차단한 상태를 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 정면도이고,
도 5는 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 측단면도이고,
도 6은 도 2에서 승하강 패널이 하강한 상태를 나타낸 평면도이고,
도 7는 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 정면도이고,
도 8는 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 측단면도이고,
도 9은 도 3에서 승하강 패널이 상승한 상태를 나타낸 평면도이다.
<도면에 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 하우징 11 : 인입구
20 : 지지 패널 30 : 가이드 부재
40 : 승하강 장치 41 : 작동축
42,71 : 공기라인 연결구 50 : 승하강 패널
51 : 작동축 고정패널 52 : 가이드 블록
60 : 인입구 개폐패널 70 : 인입구 개폐장치
A : 공기라인 P : 패킹 부재

Claims (6)

  1. 제1 면에 인입구가 형성되어 있는 하우징,
    상기 하우징의 제1 면에 설치되어 있고, 상기 인입구로부터 기설정된 간격 떨어져 있는 지지 패널,
    상기 하우징의 제1 면 위에 설치되어 있고, 상기 인입구로부터 기설정된 간격 떨어져 있는 가이드 부재,
    상기 하우징의 제1 면 위에 설치되어 있고, 상기 가이드 부재와 기설정된 간격 떨어져 있는 승하강 장치,
    상기 가이드 부재에 연결되어 있는 가이드 블록 및 상기 승하강 장치에 연결되어 있는 작동축 고정패널을 포함하는 승하강 패널,
    상기 하우징과 상기 승하강 패널 사이에 배치되어 있는 인입구 개폐패널, 그리고
    상기 승하강 패널과 상기 인입구 개폐패널에 연결되어 있으며, 상기 인입구 개폐패널을 움직여 상기 인입구를 개폐하는 인입구 개폐장치
    를 포함하는 진공차단 도어.
  2. 제1항에서,
    상기 가이드 부재의 가이드면과 상기 승하강 장치의 작동축은 상호 평행하게 배치되며, 상기 인입구가 형성되어 있는 하우징의 일측면에 대하여도 평행하게 배 치되어 있는 진공차단 도어.
  3. 제1항에서,
    상기 승하강 장치의 작동축의 작동 스트로크는, 인입구 개폐패널이 인입구를 진공차단 시킬 수 있는 지점으로부터 인입구의 전방을 개방할 수 있는 지점에 이르는 거리에 해당하는 진공차단 도어.
  4. 제1항에서,
    상기 인입구 개폐패널은, 인입구 테두리부를 따라 밀폐가능한 패킹 부재를 가지는 진공차단 도어.
  5. 제1항에서,
    상기 승하강 장치와 상기 인입구 개폐장치는 연동하며, 인입구 개폐패널이 인입구 전방에 위치한 후 인입구로 이송되는 진공차단 도어.
  6. 제1항에서,
    상기 인입구 개폐장치 일측에는 압력 센서가 연결되며, 인입구 개폐패널과 인입구간의 밀착 압력을 측정하는 진공차단 도어.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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