KR20200134531A

KR20200134531A - 열차단부를 구비한 도가니부재

Info

Publication number: KR20200134531A
Application number: KR1020190060091A
Authority: KR
Inventors: 김영석
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2020-12-02

Abstract

열차단부를 구비한 도가니부재는 도가니의 외측벽을 특정 물질의 열차폐막으로 둘러싸도록 구성하여 도가니에서 발생하는 열을 반사시켜 열 손실을 감소시킴으로써 전력 효율을 증가시키는 효과가 있다.

Description

열차단부를 구비한 도가니부재{Crucible Member Having Heat Shield}

본 발명은 도가니부재에 관한 것으로서, 특히 도가니의 외측벽을 특정 물질의 열차폐막으로 둘러싸도록 구성하여 도가니에서 발생하는 열을 반사시켜 열 손실을 감소시킴으로써 전력 효율을 증가시키는 열차단부를 구비한 도가니부재에 관한 것이다.

진공 박막 제조 장비의 핵심 부품인 유기물(또는 무기물) 진공 증발원은 도가니에 들어있는 유기물 소스를 가열 및 증발시켜 기판의 표면상에 박막을 형성하는 장치이다.

이러한 진공 증착 기술은 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 표면에 특정 물질로 이루어진 박막을 형성하거나, 대형 평판 디스플레이 장치 등의 제조를 위하여 기판의 표면에 원하는 물질의 박막을 형성하는 데 이용되고 있다.

일반적으로 유기물 재료의 증발을 진행되는 동안 진공 증발원의 온도는 대략 300℃에 이르게 되나, 전극 등의 금속 박막을 형성하는 경우에 마그네슘(Mg) 500 내지 600℃, 은(Ag) 1000℃ 이상, 알루미늄(Al) 1000℃ 내외에서 증발하게 되어 증발원의 도가니가 매우 고온으로 가열되게 된다.

한편, 증착이 진행되는 동안 증발원의 증발 물질이 소진되면 다시 증발 물질을 충전하게 되는데, 금속 증착의 경우, 매우 고온에서 증발 물질의 승화가 이루어지기 때문에 금속의 증발 물질의 재충전을 위해서 도가니의 온도를 단계적으로 서서히 냉각시켜야 한다. 도가니를 급하게 냉각하면 금속의 증발 물질의 급격한 체적 감소로 인해 도가니에 스트레스를 가하여 도가니가 파손되기 때문이다.

그러나 도가니는 히터에 의해 발생하는 열이 빠른 속도로 증발하게 되어 도가니의 온도가 급격하게 냉각되므로 도가니의 온도를 단계적으로 냉각시키기 어렵고, 이에 따라 도가니에 스트레스가 가해지는 문제점이 발생된다.

한국 등록특허번호 제10-1761700호

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 가니의 외측벽을 특정 물질의 열차폐막으로 둘러싸도록 구성하여 도가니에서 발생하는 열을 반사시켜 열 손실을 감소시킴으로써 전력 효율을 증가시키는 열차단부를 구비한 도가니부재를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 도가니부재는

내부 공간과 그 상부측에 개구부를 구비하는 도가니;

상기 도가니의 외측벽을 둘러싸도록 구성하여 상기 도가니에서 발생하는 열을 반사시켜 열 손실을 줄여 전력 효율을 증가시키는 열차단부; 및

상부에 개구부를 구비하고 개구부를 통해 상기 도가니를 내부에 안착시키는 하우징을 구비한 도가니 구조체 본체를 포함하며,

상기 열차단부는 5 내지 10㎛ 두께로 은 도금층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따른 도가니부재는,

내부 공간과 그 상부측에 개구부를 구비하는 도가니;

상기 열차단부는 상기 도가니의 표면에 은 도금층, 니켈 도금층, 팔라듐 도금층, 금 도금층으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따른 도가니부재는,

내부 공간과 그 상부측에 개구부를 구비하는 도가니;

상기 열차단부는 상기 도가니의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층을 형성시킨 후, 상기 은 도금층의 표면에 은탄소도금 코팅액을 코팅시켜서 은탄소도금 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따른 도가니부재는,

내부 공간과 그 상부측에 개구부를 구비하는 도가니;

상기 열차단부는 상기 도가니의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층을 형성시킨 후, 2 이상의 원소를 포함하는 복합 산화물로 이루어진 세라믹 코팅층을 일정 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따른 도가니부재는,

내부 공간과 그 상부측에 개구부를 구비하는 도가니;

상기 열차단부는 상기 도가니의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층을 형성하고, 상기 은 도금층 상에 니켈(Ni)과 알루미늄(Al)으로 이루어진 금속 코팅층을 형성하고, 상기 금속 코팅층 상에 세라믹 코팅층을 일정 두께로 형성하며, 상기 세라믹 코팅층과 상기 금속 코팅층을 교대로 다층 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 도가니의 외측벽을 특정 물질의 열차폐막으로 둘러싸도록 구성하여 도가니에서 발생하는 열을 반사시켜 열 손실을 감소시킴으로써 전력 효율을 증가시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차폐막을 구비한 도가니부재의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열차폐막을 구비한 도가니부재의 단면을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 열차폐막을 구비한 도가니부재는 도가니(10), 도가니 구조체 본체(20) 및 열차단부(30)를 포함한다.

도가니(10)는 박막 형성을 위한 소스 재료로서 소정의 증발 물질을 담는 내부 공간과 내부 공간의 상부측 개구부(11)를 구비한 통 형상을 구비한다. 내부 공간은 상부 영역(11A)과 하부 영역(11B)을 포함한다. 도가니(10)는 진공 증발원으로 사용가능한 내열성, 내화학성 재료로 만들어진다.

도가니(10)는 도가니 내부 공간의 증발 물질이 도가니에서 흘러 넘쳐 진공 증발원 내부로 침투하는 것을 방지하기 위한 구조를 형성한다.

이를 위하여 본 실시예에서의 도가니(10)는 상부 입술부(12)를 구비한다. 상부 입술부(12)는 도가니 구조체 본체(20)의 개구부에 도가니(10)를 걸치는 확장형 개구부(11)의 말단측 가장자리를 상부측으로 절곡하여 소정 높이로 연장한 장벽 부분을 지칭한다. 이러한 상부 입술부(12)에 의하면, 도가니에서 넘치는 증발물질이 도가니 개구부의 가장자리의 장벽을 타고 넘어가도록 함으로써 도가니에서 증발 물질이 흘러 넘치는 확률을 크게 낮출 수 있다.

도가니 구조체 본체(20)는 상부에 개구부를 구비하고 개구부를 통해 도가니(10)를 내부에 안착시킬 수 있는 하우징(21)을 구비한다.

하우징(21)은 상부에 개구부를 구비한 원통이나 사각 박스 또는 다각형 기둥 형태를 가지고, 금속성 재료나 복합 재료 등으로 만들어질 수 있다.

도관(61)은 도가니 구조체 본체(20)의 외측면에 결합하며 커버(70)에 의해 도가니 구조체 본체(20)의 외측면에 수납된다.

커버(70)는 도가니 구조체 본체(20)의 일부 외측면을 형성하며 도관(61)을 수용하고 이를 지지한다. 커버(70)는 적절한 기계적 강도를 갖는 단열성 재료로 이루어진다.

도가니(10)는 도가니 구조체 본체(20) 상에 안착되는 제1 도가니(10A)와 제1 도가니(10A) 상에 안착되는 제2 도가니(10B)를 구비한다.

열차단부(30)는 기존의 단열재를 이용하여 제조할 수 있고, 원형 도가니의 경우에 판상의 원형 링 형태를 구비할 수 있고, 선형 도가니의 경우에 판상의 사각 링 형태를 구비할 수 있다. 열차단부(30)를 이용하면, 히터(미도시)에 의해 도가니(10)에서 발생하는 열을 다시 반사시켜 열 손실을 줄이며, 도가니 구조체 본체(20)의 전력 효율을 증가시킨다.

열차단부(30)는 판상의 원형 링 형태로 도가니(10)의 외측벽을 둘러싸도록 구성된다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 열차단부(30)는 5 내지 10㎛ 두께로 은 도금층을 형성한다. 여기서, 은는 고유 물질 특성에 의하여 히터에서 발생하는 열을 다시 반사시켜 열 손실을 줄여 도가니(10)의 전력 효율을 증가시킨다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 열차단부(30)는 상기 도가니(10)를 은 도금액에 침적하여 50℃의 온도에서 10분간 도금하여 5 내지 10㎛의 은 도금을 형성시킨 후, 치환형 팔라듐 도금액에 침적하여 50℃의 온도에서 1분간 도금하여 0.03 내지 0.05㎛의 팔라듐 도금을 갖는 은 도금층(31)과 팔라듐 도금층(32)을 형성한다.

열차단부(30)는 은 도금의 단점인 외부의 부식성 환경에서 생성되는 은 또는 은합금의 변색을 방지하며, 무전해 은 도금에서 발생하는 굴곡 균열을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 열차단부(30)는 은 도금단계와, 니켈(Ni) 도금단계, 팔라듐(Pd) 합금 도금단계, 금(Au) 도금단계로 이루어진다.

상기 니켈(Ni) 도금단계는 은(Ag) 소재로 가공된 형상물의 외부에 도금되는 금도금층으로 은(Ag)의 소재가 확산되는 것을 방지하기 위하여 방지층을 형성하고자 실행하는 도금단계이다.

상기 팔라듐(Pd) 합금 도금단계는 형상물의 부식을 방지하기 위하여 방식층을 형성하고자 실행하는 도금단계이다.

상기 금(Au) 도금단계는 히터에서 발생하는 열을 반사하는 기능을 더 향상시키고, 외관을 미려하게 위하여 실행하는 도금단계로써 확실한 금도금층이 형성될 수 있도록 보통 2회 이상 실시한다.

열차단부(30)는 은 도금층(31), 니켈 도금층(32), 팔라듐 도금층(33), 금 도금층(34)으로 이루어져 있다.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 열차단부(30)는 도가니(10)의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층(31)을 형성시킨 후, 상기 은 도금층의 표면에 은탄소도금 코팅액을 코팅시켜서 은탄소도금 코팅층(32)을 형성한다.

여기서, 상기 은도금액은 청화은 100 중량부에 대하여, 청화가리 100 내지 200 중량부, 상기 탄산가리 25 내지 70 중량부 및 광택제 30 내지 60 중량부를 포함한다.

또한, 다른 실시예의 은도금액은 주석(Sn), 비스무트(Bi) 및 은(Ag)을 일정 비율로 혼합하여 Sn-Bi-Ag계 합금 조성을 가질 수 있으며, 상기 은 100 중량부에 대하여 주석과 비스무트의 합계 약 15 내지 45 중량부로 포함되는 Sn-Bi-Ag계 합금 조성으로 구성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 열차단부(30)는 도가니(10)의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층(31)을 형성시킨 후, 2 이상의 원소를 포함하는 복합 산화물로 이루어진 세라믹 코팅층(32)을 일정 두께로 형성할 수 있다.

여기서, 세라믹 코팅층(32)은 은의 고유 물질 특성에 더하여 세라믹의 우수한 열적 내구성을 가지므로 열차폐 기능을 향상시킨다.

도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 열차단부의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제6 실시예에 따른 열차단부(30)는 도가니(10)의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층(31)을 형성시킨 후(제1 단계), 은 도금층(31) 상에 니켈(Ni)과 알루미늄(Al)으로 이루어진 금속 코팅층(32)을 형성하고(제2 단계), 상기 금속 코팅층(32) 상에 세라믹 코팅층(33)을 일정 두께로 형성하며(제3 단계), 상기 금속코팅층(32)과 세라믹 코팅층(33)을 교대로 다층 구조를 형성할 수 있다.

이러한 다층 구조는 열차폐 코팅층의 열적 내구성을 향상시키고, 산소의 확산/침투에 의해 생성되는 TGO 층의 형성 속도를 감소시켜 코팅층 사이의 계면에서 박리를 억제하여 열차폐 코팅층의 수명을 개선 시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 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.

10: 도가니
20: 도가니 구조체 본체
30: 열차단부

Claims

내부 공간과 그 상부측에 개구부를 구비하는 도가니;
상기 도가니의 외측벽을 둘러싸도록 구성하여 상기 도가니에서 발생하는 열을 반사시켜 열 손실을 줄여 전력 효율을 증가시키는 열차단부; 및
상부에 개구부를 구비하고 개구부를 통해 상기 도가니를 내부에 안착시키는 하우징을 구비한 도가니 구조체 본체를 포함하며,
상기 열차단부는 5 내지 10㎛ 두께로 은 도금층을 형성하는 것을 특징으로 하는 도가니부재.
제1항에 있어서,
상기 열차단부는 상기 도가니를 은 도금액에 침적하여 50℃의 온도에서 10분간 도금하여 5 내지 10㎛의 은 도금을 형성시킨 후, 치환형 팔라듐 도금액에 침적하여 50℃의 온도에서 1분간 도금하여 0.03 내지 0.05㎛의 팔라듐 도금을 갖는 은 도금층과 팔라듐 도금층을 형성하는 것을 특징으로 하는 도가니부재.
제1항에 있어서,
상기 열차단부는 상기 도가니의 표면에 은 도금층, 니켈 도금층, 팔라듐 도금층, 금 도금층으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 도가니부재.
제1항에 있어서,
상기 열차단부는 상기 도가니의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층을 형성시킨 후, 상기 은 도금층의 표면에 은탄소도금 코팅액을 코팅시켜서 은탄소도금 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 도가니부재.
제1항에 있어서,
상기 열차단부는 상기 도가니의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층을 형성시킨 후, 2 이상의 원소를 포함하는 복합 산화물로 이루어진 세라믹 코팅층을 일정 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 도가니부재.
제1항에 있어서,
상기 열차단부는 상기 도가니의 표면에 은 도금액으로 도금시켜 은 도금층을 형성하고, 상기 은 도금층 상에 니켈(Ni)과 알루미늄(Al)으로 이루어진 금속 코팅층을 형성하고, 상기 금속 코팅층 상에 세라믹 코팅층을 일정 두께로 형성하며, 상기 세라믹 코팅층과 상기 금속 코팅층을 교대로 다층 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 도가니부재.