KR20110029790A - 슬림 로드 원형 가공 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 받침대에 위치된 슬림 로드를 전후 이동시키는 전후이송부; 상기 전후이송부에 의해 이동되는 슬림 로드 좌우 측면을 라운드 가공하는 수평가공부; 상기 수평가공부에 의해 좌우 측면이 라운드 가공된 슬림 로드 상하 측면을 라운드 가공하는 수직가공부; 상기 수평가공부와 수직가공부의 전단에 위치되어 상기 슬림 로드가 안정적으로 수평가공부와 수직가공부에 삽입되도록 하는 슬림로드삽입부; 및 상기 수직가공부의 후단에 위치되어 상기 수평/수직가공부에 의해 좌우/상하 측면이 원형으로 라운드 가공된 슬림 로드가 배출되는 슬림로드배출부를 포함하는 슬림 로드 원형 가공 장치가 제공된다.
슬림, 로드, 코어, 필라멘트, 원형, 실리콘
Description
본 발명은 슬림 로드(Slim-rod) 원형 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지에 주로 이용되는 실리콘 화합물인 슬림 로드(Slim-rod)를 원형으로 가공할 수 있는 슬림 로드 원형 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지급 실리콘은 주로 반도체 산업의 잉여물로부터 얻어졌으나, 몇몇 반도체 실리콘의 제조업체는 태양전지급 물질을 통상의 공정을 사용하여 생산하고 있다. 상기 통상의 공정은 금속급 실리콘을 실란 또는 폴리실란 또는 클로로실란 화합물들 중 하나로 변환하고, 상기 실란, 폴리실란 또는 클로로실란을 지멘스형 반응기를 통해 열분해 하여 고순도의 폴리실리콘 로드(rod)를 형성한다.
또한, 상기와 같은 지멘스 공정에서 형성되는 폴리실리콘 로드는, 슬림 로드(Slim-rod)라고 불리는 필리멘트 기판 상에서 기상 실리콘 화합물, 예컨대, 실란 또는 폴리실란 또는 클로로실란의 열분해에 의해 제조된다.
여기서, 상기 슬림 로드는 생성물 순도 수준을 확보하기 위하여 일반적으로 폴리실리콘으로 만들어진다.
상기 폴리실리콘 로드를 형성하는 공정은, 짝수의 전극이 베이스 기판에 부착되며, 각각의 전극에는 출발 필라멘트(슬림 로드)가 부착된다. 여기서, 상기 실리콘 슬림 로드는 일반적으로 가로 7 mm, 세로 7 mm의 스퀘어 단면을 가지고 연결 브리지에 의해 쌍으로 연결되며 각각의 브리지는 1 조각의 슬림 로드 재료이며 2 개의 슬림 로드에 연결된다. 이와 같은, 2 개의 슬림 로드 및 브리지의 각 세트는 통상적으로 헤어핀으로 지칭되며, 각 헤어핀 어셈블리는, 전기적 경로를 위하여 반응기 내부에서 한 쌍의 전극 사이에 형성되며 이에 따라, 전극에 인가된 전위에 전류가 공급된 상태에서 반응기 내부에서 상기 헤어핀 상으로 반도체 재료의 증착이 이루어지기 위한 충분한 온도로 전기적으로 가열되어 화합물이 분해되게 된 상태에서 반응기로부터 배출된다.
그러나 종래의 슬림 로드는, 그 단면이 가로, 세로 각 7 mm의 스퀘어 단면을 가짐으로써, 성장 공정이 시작되어 슬림 로드가 완전히 성장되는 성장 공정 종결시 약간의 노출된 가열 표면적을 가지게 되고 이로 인하여, 전기적 가열시 종종 열에 약한 폴리실리콘 부재가 열적 스트레스에 의해 파쇄되거나 또는 구부러지거나 휘어져 제조 손실을 초래하게 되고 수율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 스퀘어 형상의 슬림 로드는, 전극 형성시 공급되는 전하에 의해 모서리 부위에 반응기 공급 기체의 불순물이 부착되어 두께가 두꺼워지게 되며 이로 인하여, 모서리 부분에 크랙이 발생하거나 파쇄되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 태양전지에 주로 이용되는 실리콘 화합물인 슬림 로드(Slim-rod)를 원형으로 가공하여 반응기 내부에서 반도체 제조를 위한 전기적 가열시 표면적의 증가와 열적 스트레스에 인한 파쇄를 방지할 수 있는 슬림 로드 원형 가공 장치를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 의하면, 받침대에 위치된 슬림 로드를 전후 이동시키는 전후이송부; 상기 전후이송부에 의해 이동되는 슬림 로드 좌우 측면을 라운드 가공하는 수평가공부; 상기 수평가공부에 의해 좌우 측면이 라운드 가공된 슬림 로드 상하 측면을 라운드 가공하는 수직가공부; 상기 수평가공부와 수직가공부의 전단에 위치되어 상기 슬림 로드가 안정적으로 수평가공부와 수직가공부에 삽입되도록 하는 슬림로드삽입부; 및 상기 수직가공부의 후단에 위치되어 상기 수평/수직가공부에 의해 좌우/상하 측면이 원형으로 라운드 가공된 슬림 로드가 배출되는 슬림로드배출부를 포함하는 슬림 로드 원형 가공 장치가 제공된다.
여기서, 상기 전후이송부는, 서보모터와, 상기 서보모터의 구동력을 전달받아 상기 받침대에 일측에 평행하게 구비된 가이드스크류와 가이드바를 따라 전후 이송동작하는 가이드블록을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수평가공부는, 서로 반대방향으로 회전하고 상호간 일정 간격을 가지며 좌우 수평하게 배치되는 한 쌍의 가공휠과, 상기 가공휠을 회전시키는 회전모터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수직가공부는, 서로 반대방향으로 회전하고 상호간 일정 간격을 가지며 상하 수직하게 배치되는 한 쌍의 가공휠과, 상기 가공휠을 회전시키는 회전모터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수평가공부와 수직가공부는, 상기 슬림 로드의 이동 방향에 대하여 순차적으로 작은 직경을 가지며 테이퍼진 가공 공간을 제공하도록 복수개의 가공휠이 연속 배열되는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 태양전지에 주로 이용되는 실리콘 화합물인 슬림 로드(Slim-rod)를 원형으로 가공하여 반응기 내부에서 반도체 제조를 위한 전기적 가열시 표면적의 증가와 열적 스트레스에 인한 파쇄를 방지할 수 있다.
또한, 슬림 로드의 가공수단인 수평가공부와 수직가공부의 가공휠이 테이퍼진 가공 공간을 가지도록 연속 배열되어 상기 슬림 로드가 해당 직경을 가지도록 가공할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세 히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림 로드 원형 가공 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2와 도 3은 각각 도 1의 슬림 로드 원형 가공 장치에 있어서 수평가공부와 수직가공부를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 2와 도 3의 수평가공부와 수직가공부에 의한 가공휠의 배치형상을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 가공휠의 내경을 나타낸 도면이며, 도 6과 도 7은 각각 도 1의 슬림 로드 원형 가공 장치에 있어서 슬림로드삽입부와 슬림로드배출부를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림 로드 원형 가공 장치는, 받침대(110)에 위치된 슬림 로드가 수평가공부(130)와 수직가공부(140)에 의해 원형으로 가공되도록 가이드 동작하는 전후이송부(120), 상기 전후이송부(120)의 동작에 따라 슬림 로드 좌우 측면을 라운드 가공하는 수평가공부(130), 상기 수평가공부(130)에 의해 좌우 측면이 라운드 가공된 슬림 로드 상하 측면을 라운드 가공하는 수직가공부(140), 상기 수평가공부(130)와 수직가공부(140)의 전단에 위치되어 상기 슬림 로드가 안정적으로 수평가공부(130)와 수직가공부(140)에 삽입되도록 하는 슬림로드삽입부(150) 및 상기 수직가공부(140)의 후단에 위치되어 상기 수평/수직가공부(130,140)에 의해 좌우/상하 측면이 원형으로 라운드 가공된 슬림 로드가 배출되는 슬림로드배출부(160)를 포함한다.
여기서, 상기 받침대(110)의 일직선상에는 상기 수평가공부(130), 수직가공부(140), 슬림로드삽입부(150) 및 슬림로드배출부(160)가 배치되며, 상기 받침대(110)의 일측에 전후이송부(120)가 배치된다.
상기 전후이송부(120)는, 상기 받침대(110)의 일측에 위치된 슬림 로드를 전후 이동시키기 위한 것으로, 서보모터(121)와, 상기 서보모터(121)의 구동력을 전달받아 상기 받침대(110)의 상하측에 평행하게 구비된 가이드스크류(122)와 가이드바(123)를 따라 전후 이송동작하는 가이드블록(124)을 포함한다.
상기 수평가공부(130)는, 상기 가이드블록(124)에 의해 받침대(110)를 따라 전후 이동하는 슬림 로드의 좌우 측면이 라운드 가공되도록 하기 위한 것으로, 서로 반대방향으로 회전하고 상호간 일정 간격을 가지며 좌우 수평하게 배치되는 한 쌍의 가공휠(131)과, 상기 가공휠(131)을 회전시키는 회전모터(132)를 포함한다.
여기서, 상기 한 쌍의 가공휠(131)은, 상기 가이드블록(124)에 의해 이동되는 슬림 로드의 좌우 측면이 라운드 가공되도록 상호간 수평하게 배치되며 일정한 원호로 라운드 형성되는 가공팁(131a)을 포함한다.
상기 수직가공부(140)는, 상기 가이드블록(124)에 의해 받침대(110)를 따라 이동하는 슬림 로드의 상하 측면이 라운드 가공되도록 하기 위한 것으로, 서로 반대방향으로 회전하고 상호간 일정 간격을 가지며 상하 수직하게 배치되는 한 쌍의 가공휠(141)과, 상기 가공휠(141)을 회전시키는 회전모터(142)를 포함한다.
여기서, 상기 한 쌍의 가공휠(141)은, 상기 가이드블록(124)에 의해 이동되는 슬림 로드의 상하 측면이 라운드 가공되도록 상호간 수직하게 배치되며 일정한 원호로 라운드 형성되는 가공팁(141a)을 포함한다.
따라서 상기 수평가공부(130)와 수직가공부(140)에 의하면, 상기 두 쌍의 가공휠(131,141)의 가공팁(131a,141a)에 의해 상기 슬림 로드의 이동 방향으로 원형 의 가공 공간이 형성되게 되고, 이에 따라 상기 슬림 로드의 좌우/상하 측면이 라운드지게 가공되어 결국, 슬림 로는 원형의 단면을 가지며 가공된다.
여기서, 상기 수평가공부(130)와 수직가공부(140)는, 각각 상기 슬림 로드가 해당 직경의 원형을 가지도록 하기 위하여, 상기 슬림 로드의 이동 방향에 대하여 순차적으로 작은 직경을 가지도록, 즉 테이퍼진 가공 공간을 가지도록 복수개의 가공휠(131,141)이 연속 배열되어 직경이 굵거나 또는 면적이 넓은 슬림 로드를 직경이 얇은 슬림 로드로 가공할 수 있다.
상기 슬림로드삽입부(150)는, 상기 수평가공부(130)와 수직가공부(140)의 전단에 위치되어 상기 슬림 로드가 안정적으로 삽입되도록 하기 위한 것으로, 상기 슬림 로드의 단면에 대응되는 형상 즉, 상기 슬림 로드가 스퀘어 단면을 가지는 경우 상기 수평가공부(130)의 전단에서는 스퀘어 단면에 대응된 형상의 슬림로드삽입공간을 제공하고, 상기 수직가공부(140)의 전단에서는 상기 좌우 측면이 라운드 가공된 슬림 로드의 단면에 대응되는 슬림로드삽입공간을 제공하는 복수개의 삽입편(151)과, 상기 복수개의 삽입편(151)들에 의한 슬림로드삽입공간의 직경을 조절할 수 있도록 삽입편(151)의 배치 간격을 조절하는 액츄에이터(152)를 포함한다.
따라서 상기 슬림로드삽입부(150)에 의하면, 상기 슬림 로드의 단면에 대응되는 형상의 슬림로드삽입공간을 통하여 상기 슬림 로드가 안정적으로 지지된 상태에서 상기 수평가공부(130)와 수직가공부(140)에 삽입되도록 하여 상기 슬림 로드가 가공 공정에도 흔들림 등에 의해 파손되지 않고 가공될 수 있다.
상기 슬림로드배출부(160)는, 상기 수직가공부(140)의 후단에 위치되어 상기 수평/수직가공부(130,140)에 의해 좌우/상하 측면이 원형으로 라운드 가공된 슬림 로드가 안정적으로 배출되도록 하기 위한 것으로, 상기 슬림 로드의 가공 단면에 대응되는 형상 즉, 좌우/상하 측면이 원형으로 라운드 가공된 슬림 로드의 단면에 대응되는 슬림로드삽입공간을 제공하는 복수개의 삽입편(161)과, 상기 복수개의 삽입편(161)들에 의한 슬림로드삽입공간의 직경을 조절할 수 있도록 삽입편(161)의 배치 간격을 조절하는 액츄에이터(162)를 포함한다.
따라서 상기 슬림로드배출부(160)에 의하면, 상기 슬림 로드의 단면에 대응되는 형상의 슬림로드삽입공간을 통하여 상기 슬림 로드가 안정적으로 지지된 상태에서 상기 수직가공부(140)로부터 배출되도록 하여 상기 슬림 로드가 가공 공정에도 흔들림 등에 의해 파손되지 않고 가공될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림 로드 원형 가공 장치에 의한 슬림 로드의 원형 가공 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 스퀘어 또는 원통형 형상의 슬림 로드가 받침대(110)에 놓여진 상태에서 전후이송부(120)에 의해 가이드블록(124)이 가이드스크류(122)와 가이드바(123)를 따라 이동하게 되면, 상기 받침대(110)에 놓여진 슬림 로드의 일단이 상기 가이드블록(124)에 의해 수평가공부(130)의 전단에 위치된 슬림로드삽입부(150)의 슬림로드삽입공간에 삽입되게 된다.
여기서, 상기 가이드블록(124)과 상기 슬림 로드 사이에는 상기 가이드블록(124)에 접촉되는 슬림 로드의 일단 즉, 상기 슬림 로드의 전부위가 가공되도록 하기 위해 상기 슬림 로드의 길이에 대응되는 보조가이드부재(미도시)가 더 구비되 는 것이 바람직하다.
이후, 연속하여 상기 슬림 로드는 상기 슬림로드삽입부(150)의 슬림로드삽입공간을 지나면서 수평가공부(130)에 공급되게 되고, 상기 수평가공부(130)의 한 쌍의 가공휠(131)에 의해 좌우 측면이 라운드 가공된다.
이후, 상기 슬림 로드는 상기 수직가공부(140)의 전단에 위치된 슬림로드삽입부(150)의 슬림로드삽입공간에 삽입되게 되고, 연속하여 상기 슬림로드삽입부(150)의 슬림로드삽입공간을 지나면서 수직가공부(140)에 공급되어 상기 수직가공부(140)의 한 쌍의 가공휠(141)에 의해 상하 측면이 라운드 가공된다.
이후, 연속하여 상기 슬림 로드는 상기 수직가공부(140)의 후단에 위치된 슬림로드배출부(160)의 슬림로드배출공간을 통해 외부로 배출되게 된다.
따라서 상술한 바에 의하면, 태양전지에 주로 이용되는 실리콘 화합물인 슬림 로드(Slim-rod)를 원형으로 가공하여 반응기 내부에서 반도체 제조를 위한 전기적 가열시 표면적의 증가와 열적 스트레스에 인한 파쇄를 방지할 수 있다.
또한, 슬림 로드의 가공수단인 수평가공부와 수직가공부의 가공휠이 테이퍼진 가공 공간을 가지도록 연속 배열되어 상기 슬림 로드가 해당 직경을 가지도록 가공할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬림 로드 원형 가공 장치를 개략적으로 나타낸 구성도;
도 2와 도 3은 각각 도 1의 슬림 로드 원형 가공 장치에 있어서 수평가공부와 수직가공부를 나타낸 도면;
도 4는 도 2와 도 3의 수평가공부와 수직가공부에 의한 가공휠의 배치형상을 나타낸 도면;
도 5는 도 4의 가공휠의 내경을 나타낸 도면; 및
도 6과 도 7은 각각 도 1의 슬림 로드 원형 가공 장치에 있어서 슬림로드삽입부와 슬림로드배출부를 나타낸 도면이다.
Claims (8)
- 받침대(110)에 위치된 슬림 로드를 전후 이동시키는 전후이송부(120);상기 전후이송부(120)에 의해 이동되는 슬림 로드 좌우 측면을 라운드 가공하는 수평가공부(130); 및상기 수평가공부(130)에 의해 좌우 측면이 라운드 가공된 슬림 로드 상하 측면을 라운드 가공하는 수직가공부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 로드 원형 가공 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 전후이송부(120)는,서보모터(121)와,상기 서보모터(121)의 구동력을 전달받아 상기 받침대(110)에 일측에 평행하게 구비된 가이드스크류(122)와 가이드바(123)를 따라 전후 이송동작하는 가이드블록(124)을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 로드 원형 가공 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 수평가공부(130)는,서로 반대방향으로 회전하고 상호간 일정 간격을 가지며 좌우 수평하게 배치되는 한 쌍의 가공휠(131)과,상기 가공휠(131)을 회전시키는 회전모터(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 로드 원형 가공 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 수직가공부(140)는,서로 반대방향으로 회전하고 상호간 일정 간격을 가지며 상하 수직하게 배치되는 한 쌍의 가공휠(141)과,상기 가공휠(141)을 회전시키는 회전모터(142)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 로드 원형 가공 장치.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 수평가공부(130)와 수직가공부(140)는,상기 슬림 로드의 이동 방향에 대하여 순차적으로 작은 직경을 가지며 테이퍼진 가공 공간을 제공하도록 복수개의 가공휠(131,141)이 연속 배열되는 것을 특징으로 하는 슬림 로드 원형 가공 장치.
- 제1항에 있어서,상기 수평가공부(130)와 수직가공부(140)의 전단에 위치되어 상기 슬림 로드가 안정적으로 수평가공부(130)와 수직가공부(140)에 삽입되도록 하는 슬림로드삽입부(150)와;상기 수직가공부(140)의 후단에 위치되어 상기 수평/수직가공부(130,140)에 의해 좌우/상하 측면이 원형으로 라운드 가공된 슬림 로드가 배출되는 슬림로드배출부(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 로드 원형 가공 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 슬림로드삽입부(150)는,상기 슬림 로드의 단면에 대응되는 형상의 슬림로드삽입공간을 제공하는 복수개의 삽입편(151)과,상기 복수개의 삽입편(151)들에 의한 슬림로드삽입공간의 직경을 조절할 수 있도록 삽입편(151)의 배치 간격을 조절하는 액츄에이터(152)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 로드 원형 가공 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 슬림로드배출부(160)는,상기 슬림 로드의 가공 단면에 대응되는 슬림로드삽입공간을 제공하는 복수개의 삽입편(161)과,상기 복수개의 삽입편(161)들에 의한 슬림로드삽입공간의 직경을 조절할 수 있도록 삽입편(161)의 배치 간격을 조절하는 액츄에이터(162)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림 로드 원형 가공 장치.
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| KR101172786B1 (ko) | 2012-08-10 |
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