KR20160121854A - 중공 SiC 구조물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공 SiC 구조물의 제조방법에 관한 것으로, a) 적어도 일측에 홈이 형성된 상부 구조물과 하부 구조물을 준비하는 단계와, b) 상기 상부 구조물과 하부 구조물을 적층하되 상기 홈에 의해 상기 상부 구조물과 하부 구조물의 사이에서 중공부가 형성되도록 적층하는 단계와, c) 상기 b) 단계의 결과물의 상부에 SiC를 증착하여, 상기 상부 구조물과 하부 구조물을 상호 접합하는 접합 구조물을 형성하는 단계를 포함한다. 중공부를 기준으로 상부과 하부으로 분할된 SiC 구조물을 제조하고, 상기 분할된 SiC 구조물을 접하게 위치시킨 후 다시 SiC를 증착하여 상기 상부과 하부의 SiC 구조물을 상호 접합하도록 함으로써, 중공부의 형상에 무관하게 SiC 구조물을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

중공 SiC 구조물의 제조방법{Manufacturing method for hollow SiC structure}

본 발명은 중공 SiC 구조물의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 내부에 홀이 형성된 구조물을 용이하게 제조할 수 있는 중공 SiC 구조물의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 엘이디(LED) 제조공정의 제한적인 요구사항들을 만족하기 위하여 기존 반도체 제조공정에서 사용하던 흑연소재의 사용이 제한되었다.

이러한 요구사항을 만족하기 위하여 기존의 흑연소재 부품들의 표면에 SiC, TaC 등의 박막을 코팅하여 내화학성을 향상시키고, 고온에서도 이물의 발생을 방지하는 특징을 가지게 되었다.

이러한 예로서 특히 본 발명의 출원인의 등록특허 10-1178184호(2012년 8월 23일 등록, 건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법)에는 그라파이트 원판의 전면에 SiC를 증착한 후, 그라파이트 원판의 측면이 노출되도록 SiC층의 가장자리 둘레를 절단하고, 노출된 그파라이트 원판을 가로방향으로 절단가공한 다음, 그라파이트 원판을 제거함으로써, 한 쌍의 SiC 원판을 획득하는 방법이 기재되어 있다.

이와 같은 방법으로 판상 또는 링형의 SiC 구조물을 용이하게 획득할 수 있으나, SiC를 이용하여 중공 구조물을 만들기는 매우 어렵다.

이는 SiC의 물리적인 강도가 높기 때문에 가공에 시간이 매우 많이 소요되기 때문이며, 중공 구조물은 구조물의 중앙에 일정 직경과 길이를 가지는 홀을 형성할 필요도 있을 수 있으나 이와 같은 구조를 가공하는 가공기구로는 견고한 SiC를 가공하기가 매우 용이하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명과 관련하여 발명자의 선행기술 조사 결과로도 SiC 중공 구조물을 찾을 수 없었으며, 현재 알려진 바로는 위의 등록특허에서 그라파이트 베이스에 SiC를 코팅한 후, 그라파이트 베이스를 일부 노출시킨 후 노출된 그라파이트를 산화시켜 제거함으로써 코팅된 SiC만을 남겨 중공 구조를 형성할 수 있다.

그러나 중공 SiC 구조물의 중공 부분의 형상이 미세하거나 복잡한 구조인 경우에는 위의 방법으로 중공 SiC 구조물을 형성하는데에는 한계가 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 미세하거나 복잡한 구조의 중공부를 가지는 SiC 구조물을 용이하게 제조할 수 있는 중공 SiC 구조물의 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, a) 적어도 일측에 홈이 형성된 상부 구조물과 하부 구조물을 준비하는 단계와, b) 상기 상부 구조물과 하부 구조물을 적층하되 상기 홈에 의해 상기 상부 구조물과 하부 구조물의 사이에서 중공부가 형성되도록 적층하는 단계와, c) 상기 b) 단계의 결과물의 상부에 SiC를 증착하여, 상기 상부 구조물과 하부 구조물을 상호 접합하는 접합 구조물을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 a) 단계의 상기 상부 구조물과 상기 하부 구조물은, SiC 괴를 기계적으로 가공하여 홈이 형성되거나, 그라파이트 베이스에 SiC를 증착한 후 상기 그라파이트 베이스를 제거하여 홈이 형성된 것일 수 있다.

상기 하부 구조물의 폭이 상기 상부 구조물의 폭보다 더 크며, 상기 접합 구조물은 상기 상부 구조물의 상부 및 상기 상부 구조물의 측면 하부측에 노출된 하부 구조물의 상부 상에 형성될 수 있다.

상기 하부 구조물은, 상기 상부 구조물의 하부 일부가 삽입 안착되는 안착면을 더 포함할 수 있다.

본 발명 중공 SiC 구조물의 제조방법은, 중공부를 기준으로 상부와 하부로 분할된 SiC 구조물을 제조하고, 상기 분할된 SiC 구조물을 접하게 위치시킨 후 다시 SiC를 증착하여 상기 상부과 하부의 SiC 구조물을 상호 접합하도록 함으로써, 중공부의 형상에 무관하게 SiC 구조물을 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중공 SiC 구조물의 제조공정 순서도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조되는 중공 SiC 구조물의 제조공정 수순 단면도이다.

이하, 본 발명 중공 SiC 구조물의 제조방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중공 SiC 구조물의 제조공정 순서도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명 중공 SiC 구조물의 제조공정 수순 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중공 SiC 제조방법은, 일면에 홈(11)을 가지는 상부 구조물(10)을 제조하는 단계(S1)와, 일면에 홈(21)을 가지는 하부 구조물(20)을 제조하는 단계(S2)와, 상기 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)을 각각에 형성된 홈(11,21)이 상호 마주하여 중공부(30)가 형성되도록 상하로 적층하는 단계(S3)와, 상기 적층된 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)에 SiC를 증착하여 접합 구조물(40)을 형성하여, 중앙에 중공부(30)를 가지는 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)을 접합하는 단계(S4)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중공 SiC 구조물의 제조방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, S1 단계(도 2)에서는 상부 구조물(10)을 형성한다. 상기 상부 구조물(10)은 SiC 괴를 기계적으로 가공하여 홈(11)을 형성할 수 있으며, 그라파이트 베이스를 상기 홈(11)의 형상으로 가공한 후, 그 홈(11) 형상의 그라파이트 베이스 상에 SiC를 증착한 다음, 그라파이트 베이스를 제거하여 제조할 수 있다.

특히 상부 구조물(10)은 그 폭이 이후에 설명할 하부 구조물(20)의 폭에 비해 더 좁게 형성한다.

그 다음, S2 단계(도 3)에서는 하부 구조물(20)을 형성한다. 상기 하부 구조물(20)은 앞서 설명한 바와 같이 상기 상부 구조물(10)에 비해서는 폭이 더 넓은 것으로 한다.

그 제조방법은 앞서 상부 구조물(10)의 제조와 같이 기계적 가공 또는 그라파이트 베이스를 이용하여 제조할 수 있다.

특히 하부 구조물(20)의 경우에는 홈(21)의 주변으로 상기 상부 구조물(10)의 홈(11) 주변부의 저면이 안착될 수 있는 안착면(22)을 형성한다. 상기 안착면(22)은 홈(21)이 형성된 하부 구조물(20)의 일면에서 그 일면 보다는 높이가 더 낮은 면이 되도록 한다.

즉, 상기 하부 구조물(20)에 형성된 안착면(22)과 안착면(22) 주변의 하부 구조물(20) 상면의 사이에 수직으로 벽면이 마련되어 상기 상부 구조물(10)이 삽입되어 고정된다.

그 다음, S3단계(도 4)에서는 상기 하부 구조물(20)의 홈(21)과 안착면(22)이 상부를 향하도록 배치하고, 상기 상부 구조물(10)은 홈(11)이 저면에 위치하도록 하여, 상기 안착면(22)이 형성된 하부 구조물(20)에 끼워 결합하여, 상기 마주하는 홈(11,21)에 의해 중공부(30)가 형성되도록 한다.

이와 같은 결합상태는 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20) 간의 유격이 발생되지 않으며, 특히 이후에 증착되는 SiC가 상기 중공부(30)에 SiC가 증착되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그 다음, S4단계(도 5)에서는 상기 S3단계의 결과물을 증착로에 장입하고, SiC를 증착한다. 이때 상기 상부 구조물(10)의 상부와 상기 상부 구조물(10)의 측면 하부측에 상면의 일부가 노출되어 있는 하부 구조물(20)의 상부에 SiC가 증착된다.

이처럼 SiC를 소정의 두께 이상으로 증착하여 상기 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)을 상호 결합하는 접합 구조물(40)을 형성하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 상기 SiC는 중공부(30)로 유입되지 않아 중공부(30)의 형상을 그대로 유지할 수 있게 되며, 상기 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)의 상부와 측면에 증착되면서 접합 구조물(40)로 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)을 접합시킨다.

이처럼 본 발명은 각각 홈(11,21)을 가지는 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20)을 이용하여 중공부(30)를 가지는 구조물을 제조할 수 있기 때문에 중공 구조물의 제조가 용이하게 된다.

즉, 본 발명은 SiC 구조물에 직접 중공부를 형성하지 않고 홈을 가공하기 때문에 가공이 보다 용이하며, 보다 미세한 중공부의 형성이 가능하게 된다.

앞서 설명한 예에서는 상부 구조물(10)과 하부 구조물(20) 각각에 홈(11,21)이 형성된 것으로 도시하고 설명하였으나, 상기 상부 구조물(10) 또는 하부 구조물(20) 일측에만 홈을 형성하여 그 홈을 중공부(30)로 사용하는 것도 가능하다.

예를 들어 하부 구조물(20)에 홈(21)과 안착면(22)을 형성한 상태에서 저면이 평탄한 상부 구조물(10)을 안착면(22)에 안착시킨 상태에서, 상기 접합 구조물(40)을 증착 형성하여도 상기 홈(21)이 중공부(30)를 형성하게 된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10:상부 구조물 11:홈
20:하부 구조물 21:홈
22:안착면 30:중공부
40:접합 구조물

Claims (4)

1. a) 적어도 일측에 홈이 형성된 상부 구조물과 하부 구조물을 준비하는 단계;
   b) 상기 상부 구조물과 하부 구조물을 적층하되 상기 홈에 의해 상기 상부 구조물과 하부 구조물의 사이에서 중공부가 형성되도록 적층하는 단계; 및
   c) 상기 b) 단계의 결과물의 상부에 SiC를 증착하여, 상기 상부 구조물과 하부 구조물을 상호 접합하는 접합 구조물을 형성하는 단계를 포함하는 중공 SiC 구조물의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 a) 단계의 상기 상부 구조물과 상기 하부 구조물은,
   SiC 괴를 기계적으로 가공하여 홈이 형성되거나, 그라파이트 베이스에 SiC를 증착한 후 상기 그라파이트 베이스를 제거하여 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 중공 SiC 구조물의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 하부 구조물의 폭이 상기 상부 구조물의 폭보다 더 크며,
   상기 접합 구조물은 상기 상부 구조물의 상부 및 상기 상부 구조물의 측면 하부측에 노출된 하부 구조물의 상부 상에 형성된 것을 특징으로 하는 중공 SiC 구조물의 제조방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 하부 구조물은,
   상기 상부 구조물의 하부 일부가 삽입 안착되는 안착면을 더 포함하는 중공 SiC 구조물의 제조방법.
   

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