KR20230148504A - 기판 열처리용 판상 히터 - Google Patents

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KR20230148504A
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박성범
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Abstract

본 발명은 기판 열처리용 판상 히터에 관한 것으로 서로 간격을 두고 위치되는 상부 커버패널과 하부 커버패널을 포함한 판상 케이싱부, 상기 판상 케이싱부 내에 위치되고, 직선부와 곡선부가 교대로 위치되어 지그재그 형태를 가지는 열선부, 상기 하부 커버패널의 상부에 위치되어 상기 열선부를 지지하는 열선 받침부를 포함하며, 상기 열선 받침부는 상기 열선부에서 상기 직선부만 지지하여 상기 열선부를 상기 하부 커버패널과 상기 상부 커버패널로부터 이격시킴으로써 판상 히터의 구조를 단순화하며, 열선부의 열효율을 증대시키고, 열선부의 변형을 최소화할 수 있어 작동 안정성을 크게 향상시키고, 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

기판 열처리용 판상 히터{PLANE HEATER FOR HEAT TREATMENT OF SUBSTRATE}
본 발명은 기판 열처리용 판상 히터에 관한 것으로 더 상세하게는 지그재그 형태의 열선부에서 직선부만 지지하는 구조를 가지는 기판 열처리용 판상 히터에 관한 발명이다.
일반적으로 평판 디스플레이, 반도체, 태양전지 등의 제조시 사용되는 유리 기판의 경우 무기물, 유기물 및/또는 반도체 소자의 형성을 위한 다양한 열처리 공정을 거치게 된다.
즉, 평판 디스플레이, 반도체, 태양전지 등의 제조시 사용되는 유리 기판 등의 기판은 기판용 열처리장치 내에서 열처리 공정을 통해 증착된 막을 결정화하거나 상변화시키고 있다.
기판용 열처리장치는 열처리 대상인 기판을 판상 히터의 상부 측에 이격되게 위치시켜 판상 히터로 열처리 대상인 기판을 고르게 가열하여 열처리한다.
평판 디스플레이, 태양 전지 등의 패널이 대형화되면서 대형 유리기판을 열처리하기 위한 대형의 판상 히터가 요구되고 있다.
종래의 판상 히터는 지그재그 형태의 열선을 케이싱 내에서 곡선부와 직선부를 모두 지지하는 구조를 가져 열선과 받침의 접촉 면적이 넓어 열선의 가열과 냉각 시 열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 판상 히터는 열선의 가열과 냉각을 반복하면서 열선이 열팽창에 의해 쇼트 및 파손 등으로 인해 대면적의 판상 히터 제작이 어려운 문제점이 있었다.
한국특허등록 제2346328호 "기판 열처리용 평판 히터"(2021.12.29.등록)
본 발명의 목적은 지그재그 형태의 열선부에서 직선부만 지지하는 구조를 가져 열선부의 열효율을 증대시키고, 열선부의 변형을 최소화할 수 있는 기판 열처리용 판상 히터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 가열과 냉각이 반복되는 열선의 쇼트 및 파손을 최소화하고, 대면적으로 안정적으로 제조가 가능한 기판 열처리용 판상 히터를 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 서로 간격을 두고 위치되는 상부 커버패널과 하부 커버패널을 포함한 판상 케이싱부, 상기 판상 케이싱부 내에 위치되고, 직선부와 곡선부가 교대로 위치되어 지그재그 형태를 가지는 열선부, 상기 하부 커버패널의 상부에 위치되어 상기 열선부를 지지하는 열선 받침부를 포함하며, 상기 열선 받침부는 상기 열선부에서 상기 직선부만 지지하여 상기 열선부를 상기 하부 커버패널과 상기 상부 커버패널로부터 이격시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 열선 받침부는 이격되게 위치되어 직선부의 양 단부 측을 각각 지지하는 한쌍의 지지 막대부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 지지 막대부재는 상기 직선부의 중심에서 상기 직선부의 단부까지의 거리 중 중심을 기준으로 한 70% ~ 95%의 영역에 배치될 수 있다.
본 발명에서 상기 하부 커버패널의 상부면을 기준으로 한 상기 열선부의 높이 또는 상기 상부 커버패널의 하부면을 기준으로 한 열선부의 높이는 상기 판상 케이싱부의 내부에 위치되는 열선 배치공간의 전체 높이에서 40~60%의 영역에 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 판상 케이싱부는 상기 상부 커버패널과 상기 하부 커버패널의 사이에 상기 열선부를 배치할 수 있는 열선 배치공간이 형성되고, 상기 열선 배치공간을 감싸는 측면 커버패널 및 상기 하부 커버패널과 상기 상부 커버패널의 모서리 부분에 위치되어 상기 측면 커버패널의 단부 측이 삽입되는 커버 패널 삽입부가 구비된 패널 고정용 블럭을 더 포함하며, 상기 패널 고정용 블럭에는 상기 지지 막대부재의 단부 측이 삽입될 수 있는 제1막대 삽입부가 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 열선부는 상기 판상 케이싱부의 내부에서 이격되게 복수로 위치되며, 상기 판상 케이싱부는 2개의 상기 열선부의 사이에 위치되고, 상기 지지 막대부재의 단부 측이 삽입되는 2개의 제1막대 삽입부가 구비되는 막대 고정용 블럭을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 상기 열선부 또는 온도 감지 센서부가 삽입되는 선체 삽입부가 구비된 선 배치용 막대부재를 더 포함하고, 상기 선체 삽입부는 상면이 개방된 형태로 상기 선 배치용 막대부재의 길이 방향으로 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 막대 고정용 블럭에는 상기 선 배치용 막대부재가 삽입되는 제2막대 삽입부가 위치되고, 상기 선 배치용 막대부재는 길이 방향의 양 단부 측이 각각 상기 막대 고정용 블럭의 상기 제2막대 삽입부 내에 삽입되어 열선부의 사이에 위치될 수 있다.
상기 하부 커버패널의 상면을 기준으로 한 상기 선 배치용 막대부재의 높이는 상기 열선부의 높이와 같거나 클 수 있다.
본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 상기 열선 받침부에 이격되게 위치되고 상기 열선부에서 상기 직선부의 사이에 위치되어 상기 직선부의 간격을 지지하는 간격유지용 스토퍼부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 간격유지용 스토퍼부는 상기 지지 막대부재의 상면에 돌출되는 간격 유지부 및 상기 간격 유지부의 양 단부 측에 세워져 위치되어 하부 커버패널 상에 고정되는 다리부를 포함하여 상기 지지 막대부재의 위치를 고정시킬 수 있다.
본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 서로 인접한 2개의 상기 열선부에서 상기 곡선부를 각각 걸어 지지하는 열선 위치 고정용 브라켓트부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 서로 인접한 2개의 상기 열선부에서 상기 곡선부를 각각 걸어 지지하는 열선 위치 고정용 브라켓트부를 더 포함하고, 상기 열선 위치 고정용 브라켓트부는 양 단부 측에 하부로 돌출되어 곡선부에 각각 걸리는 제1열선 걸림부와 제2열선 걸림부가 구비되고, 상기 선 배치용 막대부재의 상면을 가로질러 위치되어 개방된 상기 선체 삽입부의 일부분을 덮어 상기 선체 삽입부 내에 삽입된 상기 열선부 또는 상기 온도 감지 센서부의 위치를 고정시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 판상 케이싱부 내에 위치되는 복수의 상기 열선부가 각각 독립적으로 온도 제어되는 복수의 가열구역으로 구분되어 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 복수의 상기 가열구역 중 인접한 2개의 가열구역 사이에 위치되어 상기 열선부를 지지하는 열선 지지블록부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 지그재그 형태의 열선부에서 직선부만 지지하는 구조를 가져 열선부의 열효율을 증대시키고, 열선부의 변형을 최소화할 수 있어 작동 안정성을 크게 향상시키고, 기판의 열처리 효율을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명은 가열과 냉각이 반복되는 열선의 쇼트 및 파손을 최소화하고, 대면적으로 안정적으로 제조가 가능하여 대면적의 기판을 안정적으로 열처리하고, 대형화 장비에 다양하게 적용 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면.
도 3은 도 1의 B부분을 확대한 도면.
도 4는 도 1의 C부분을 확대한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 평면 중 일부분을 도시한 확대 도면.
도 6은 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 7은 도 1의 D부분을 확대한 평면도.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이며, 도 3은 도 1의 B부분을 확대한 도면이고, 도 4는 도 1의 C부분을 확대한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 평면 중 일부분을 도시한 확대 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참고하여 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 서로 간격을 두고 위치되는 상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120)을 포함한 판상 케이싱부(100)를 포함한다.
판상 케이싱부(100)는 상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120)의 사이에 열선부(200)를 배치할 수 있는 이격된 열선 배치공간이 형성되고, 열선 배치공간을 감싸는 측면 커버패널(130)을 더 포함한다.
상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120)의 형상은 사각형을 포함한 다각형, 원형 등 다양한 형상으로 제조될 수 있고, 본 발명에서는 사각 형상인 것을 일 예로 하여 판상 케이싱부(100)는 직육면체의 형상을 가지는 것을 일 예로 한다.
판상 케이싱부(100)의 내부 즉, 열선 배치공간에는 기판을 가열하기 위한 열을 발생시키는 열선부(200)가 위치된다.
열선부(200)는 케이싱부(100) 일측으로 삽입되어 케이싱부(100) 내부에 위치될 수 있다.
열선부(200)는 직선부(210)와 곡선부(220)가 교대로 위치되어 지그재그 형태를 가지며, 더 상세하게 나란한 복수의 직선부(210), 직선부(210)의 사이에서 원호 형상으로 휘어져 직선부(210)를 연결하는 곡선부(220)를 포함하여 지그 재그 형상을 가지며, 곡선부(220)는 반원형의 형상을 가지는 것을 일 예로 한다. 또한, 열선부(200)는 우회부(230)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 판상 케이싱부(100) 내부가 복수의 가열구역(E1, E2, E3)으로 구분될 경우, 우회부(230)는 열선부(200)가 삽입되는 케이싱부(100) 일측으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한 가열구역의 열선부(200)와 연결되는 열선일 수 있다. 즉, 열선부(200)의 우회부(230)는 설정된 가열구역과 연결을 위해 이와 다른 가열구역을 통과하며 연장되는 열선일 수 있다.
열선부(200)는 전기 전원을 공급받아 발열되는 공지의 전열선인 것을 일 예로 하고, 이외에도 기판을 열처리할 수 있는 열을 발생시킬 수 있는 공지의 열선 구조로 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
열선부(200)는 하부 측이 열선 받침부(300)에 의해 지지되어 상부 커버패널(110)과, 하부 커버패널(120) 사이에 위치된다.
열선 받침부(300)는 하부 커버패널(120)의 상부 측에 위치되어 열선부(200)의 하부 측을 지지하여 열선부(200)를 하부 커버패널(120)과 상부 커버패널(110)로부터 각각 이격되게 위치시킨다.
열선 받침부(300)는 곡선부(220)를 제외하고 직선부(210)만 지지하며, 막대 형상을 가지고 직선부(210)를 가로질러 길게 위치되어 복수의 직선부(210)의 하부를 지지하는 것을 일 예로 한다.
열선 받침부(300)는 한쌍의 지지 막대부재(310)를 포함하는 것을 일 예로 하고, 한쌍의 지지 막대부재(310)는 이격되어 직선부(210)의 양 단부 측을 각각 지지한다.
지지 막대부재(310)는 길이 방향으로 관통된 중공부가 형성된 튜브 형상 또는 관형상인 것을 일 예로 하고, 단면 형상은 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있음을 밝혀둔다.
지지 막대부재(310)는 길이 방향으로 관통된 중공부가 형성된 튜브 형상 또는 관형상으로 중량을 경량화할 수 있고, 열선부(200)로 전달받은 열을 빠르게 배출하여 열선부(200)의 가열에 의해 발생되는 변형이 방지될 수 있다.
열선 받침부(300)는 복수의 직선부(210)를 가로질러 위치하는 한쌍의 지지 막대부재(310)로 열선부(200)에서 직선부(210)의 하부 측만을 지지하여 열선부(200)의 지지 구조를 최대한 단순화할 수 있고, 곡선부(220)가 아닌 직선부(210)만 지지함으로써 최소한의 지지 면적으로 열선부(200)를 최대한 안정적으로 지지할 수 있다.
그리고, 지지 막대부재(310)는 열선부(200)의 직경 대비 1배 ~ 4배 사이의 직경을 가지는 것을 일 예로 하며, 원형 단면을 가지는 튜브 또는 관 형상을 가져 열선부(200)에서 직선부(210)의 하부 측만 지지함으로써 최소한의 지지 면적으로 열선부(200)를 최대한 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 지지 막대부재(310)는 직선부(210)의 중심에서 직선부(210)의 단부까지의 거리(L) 중 중심을 기준으로 한 70% ~ 95%의 영역(M)에 배치될 수 있다.
한쌍의 지지 막대부재(310)는 직선부(210)의 양 측에서 각각 직선부(210)의 중심에서 직선부(210)의 단부까지의 거리(L) 중 중심을 기준으로 한 70% ~ 95%의 영역(M)에 배치된다.
지지 막대부재(310)는 직선부(210)의 중심에서 직선부(210)의 단부까지의 거리 중 중심을 기준으로 한 70% 미만에 위치되는 경우 열선부(200)에서 가장 자리 영역 즉, 직선부(210)의 단부 측과 곡선부(220)에서 처짐 등의 변형이 발생될 수 있다.
또한, 지지 막대부재(310)는 직선부(210)의 중심에서 직선부(210)의 단부까지의 거리 중 중심을 기준으로 한 95% 초과에 위치되는 경우 열선부(200)에서 가장 자리 영역 즉, 직선부(210)의 단부 측과 곡선부(220)에서 처짐 등의 변형이 발생될 수 있다.
지지 막대부재(310)는 상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120)의 간격 즉, 하부 커버패널(120)의 상면 또는 상부 커버패널(110)의 하면을 기준으로 한 열선 배치공간의 높이에서 40~60%의 높이 영역에 열선부(200)를 위치시키는 높이로 형성된다.
즉, 하부 커버패널(120)의 상부면을 기준으로 한 열선부(200)의 높이(h1) 또는 상부 커버패널(110)의 하부면을 기준으로 한 열선부(200)의 높이(h2)는 열선 배치공간의 전체 높이(H)에서 40~60%의 높이 영역에 위치된다.
본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터는 열처리용 챔버 내에서 간격을 두고 복수로 적층되고, 열처리 대상인 기판은 이격되게 위치된 복수의 기판 열처리용 판상 히터 사이에 위치되어 열처리된다.
기판은 상부 측과 하부 측에 각각 이격되게 위치되는 기판 열처리용 판상 히터로부터 열을 상면과 하면으로부터 열을 전달받아 열처리되며, 열처리 효율과 품질을 높이기 위해서 상부 측과 하부 측에서 고르게 열을 전달받는 것이 중요하다.
열선부(200)가 상부 커버패널(110) 또는 하부 커버패널(120)과 접촉되는 경우 접촉된 부분에만 열이 집중되어 상부 커버패널(110)의 전체에 고르게 열이 전달되지 못하고, 이에 열처리 대상인 기판에도 고르게 열을 전달하지 못하게 된다.
즉, 열선부(200)가 상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120) 측 중 어느 한 측에 접촉되면 접촉된 측에서 가열이 집중되는 부분이 발생되고 다른 한 측으로 전달되는 열량이 부족하게 되는 문제점이 있다.
이에 열선부(200)는 열선 배치공간의 높이에서 중앙부분 즉, 40~60%의 높이 영역에 위치되어 상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120)에 열량을 고르게 전달하여 상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120)이 고르게 가열되고, 이에 열처리 대상인 기판의 상면과 하면에 열을 고르게 전달할 수 있다.
한편, 판상 케이싱부(100)는 하부 커버패널(120)과 상부 커버패널(110)의 모서리 부분에 위치되어 측면 커버패널(130)의 단부 측이 삽입되는 커버 패널 삽입부(141)가 구비된 패널 고정용 블럭(140)을 더 포함한다.
패널 고정용 블럭(140)은 서로 다른 방향에 위치되는 2개의 측면 커버패널(130)을 삽입하는 2개의 커버 패널 삽입부(141)를 구비하는 것을 일 예로 하며, 직육면체의 판상 케이싱부(100)에서 2개의 측면 커버패널(130)은 90도 각도로 배치된다.
이에 패널 고정용 블럭(140)에서 커버 패널 삽입부(141)는 90도 각도로 배치되어 2개의 측면 커버패널(130)을 각각 90도 간격으로 배치할 수 있게 한다.
측면 커버패널(130)은 판상 케이싱부(100)의 길이 방향으로 위치되는 한쌍의 제1측면 커버패널(130a), 판상 케이싱부(100)의 폭방향으로 위치되는 한쌍의 제2측면 커버패널(130b)을 포함하는 것을 일 예로 한다.
패널 고정용 블럭(140)은 사각 형상의 상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120)에서 4개의 모서리 부분에 각각 위치되고, 제1측면 커버패널(130a)과 제2측면 커버패널(130b)이 삽입되도록 90도 각도로 배치된 2개의 커버 패널 삽입부(141)가 구비된다.
또한, 패널 고정용 블럭(140)에는 지지 막대부재(310)의 단부 측이 삽입될 수 있는 제1막대 삽입부(142)가 위치된다.
지지 막대부재(310)는 양 단부 측이 제1막대 삽입부(142) 내에 삽입되어 각각 지지됨으로써 열선부(200)의 직선부(210)를 지지하는 위치에서 간단하게 고정될 수 있다.
또한, 열선부(200)는 열선 배치공간 즉, 판상 케이싱부(100)의 내부에서 폭 방향으로 이격되게 복수로 위치되어 대면적용 판상 히터를 구성할 수 있다.
열선부(200)는 판상 케이싱부(100)의 폭방향으로 직선부(210)가 길게 위치되도록 판상 케이싱부(100) 내 즉, 열선 배치공간에 위치되고, 판상 케이싱부(100)의 폭방향으로 이격되어 복수로 배치되어 대면적용 판상 히터로 사용될 수 있다.
이 경우 2개의 열선부(200)의 사이에는 각 열선부(200)의 직선부(210)를 지지하기 위한 지지 막대부재(310)의 단부 측이 삽입되는 2개의 제1막대 삽입부(142)가 구비되는 막대 고정용 블럭(150)이 위치된다.
즉, 판상 케이싱부(100)는 열선부(200)의 사이에 위치되고 측면 커버 패널을 연결하며 지지 막대부재(310)의 단부 측이 삽입되는 2개의 제2막대 삽입부(151)가 구비되는 막대 고정용 블럭(150)을 더 포함한다.
막대 고정용 블럭(150)은 양 측에 각각 위치되는 열선부(200)에서 직선부(210)를 지지하는 2개의 지지 막대부재(310)가 삽입되는 2개의 제2막대 삽입부(151)를 포함하여 지지 막대부재(310)의 위치를 고정한다.
또한, 막대 고정용 블럭(150)은 지지 막대부재(310)의 양 단부 측에 각각 위치되어 2개의 열선부(200) 사이에서 각 열선부(200)의 직선부(210)를 지지하는 2개의 지지 막대부재(310)의 위치를 안정적으로 고정시킨다.
그리고, 제2측면 커버패널(130b) 즉, 복수의 열선부(200)가 이격되게 위치되는 방향에 위치되는 측면 커버패널(130)은 복수로 구비되고, 일 예로 열선부(200)의 개수와 동일한 개수로 구비되어 각각 막대 고정용 블럭(150) 사이에 위치된다.
막대 고정용 블럭(150)은 2개의 측면 커버패널(130) 사이에 위치되어 양측에 위치되는 각 측면 커버패널(130) 각 열선부(200)에서 직선부(210)를 지지하는 2개의 양 측에 측면 커버패널(130)이 삽입되는 측면 패널 삽입부(153)가 위치된다.
복수의 측면 커버패널(130) 중 모서리 측에 위치되는 측면 커버패널(130)은 양단부 측이 패널 고정용 블럭(140)의 커버 패널 삽입부(141)와 막대 고정용 블럭(150)의 측면 패널 삽입부(153)에 각각 삽입되어 고정되고, 복수의 측면 커버패널(130) 중 막대 고정용 블럭(150) 사이에 위치되는 측면 커버패널(130)은 양단부 측이 막대 고정용 블럭(150)의 측면 패널 삽입부(153)에 각각 삽입되어 고정된다.
또한, 열선부(200)의 사이에는 열선부(200)의 일부분이 삽입되거나 온도 감지 센서부(700)가 삽입될 수 있는 선체 삽입부(410)가 길이 방향으로 구비된 선 배치용 막대부재(400)가 위치된다.
선 배치용 막대부재(400)는 판상 케이싱부(100)의 길이 방향으로 위치되고, 선체 삽입부(410)의 상면이 개방된 형태로 형성되어 개방된 상면을 통해 열선부(200)의 단부 측 일부분 또는 온도 감지 센서부(700)를 선체 삽입부(410) 내로 삽입시킬 수 있다.
온도 감지 센서부(700)는 선체 삽입부(410) 내에 삽입되어 판상 케이싱부(100) 내의 온도를 감지하고, 기판 열처리 제어부로 전달하여 기판 열처리 제어부가 열선부(200)의 가열 온도를 조절하여 기설정된 열처리 온도로 기판을 가열할 수 있게 한다.
열선부(200)는 양단부 측이 전기 전원을 공급하는 전선 또는 케이블 등과 연결을 위해 측면 커버 패널부를 통과해 판상 케이싱부(100)의 외측으로 돌출되게 위치되어야 한다.
열선부(200)는 일단부 측이 판상 케이싱부(100)의 전면 측을 향한 측면 커버패널(130) 즉, 판상 케이싱부(100)의 길이 방향에서 일면 측에 위치된 측면 커버패널(130)을 통과해 판상 케이싱부(100)의 전면 측으로 돌출되고, 타단부 측이 선 배치용 막대부재(400)를 통해 판상 케이싱부(100)의 전면 측으로 안내되어 판상 케이싱부(100)의 전면 측으로 돌출될 수 있다.
열선부(200)는 일단부가 판상 케이싱부(100)의 전면 측에 위치된 측면 커버패널(130)을 통해 돌출되게 위치되고, 타단부 측이 선 배치용 막대부재(400)를 통해 우회하여 판상 케이싱부(100)의 전면 측으로 돌출될 수 있다.
막대 고정용 블럭(150)에는 선 배치용 막대부재(400)가 삽입되는 제3막대 삽입부(152)가 위치되고, 선 배치용 막대부재(400)는 길이 방향의 양 단부 측이 각각 막대 고정용 블럭(150)의 제3막대 삽입부(152) 내에 삽입되어 열선부(200)의 사이에 위치될 수 있다.
제3막대 삽입부(152)는 한쌍의 제2막대 삽입부(151) 사이에 위치되어 선 배치용 막대부재(400)는 서로 다른 열선부(200)의 직선부(210)를 각각 지지하는 2개의 지지 막대부재(310)의 사이에 위치된다.
그리고, 막대 고정용 블럭(150)에는 열선부(200)의 우회부(230)가 통과되거나, 온도 감지 센서부(700)의 전원선이 통과될 수 있는 선통과부(154)가 위치되어 선통과부(154)를 통해 열선부(200)의 단부 측과 온도 감지 센서부(700)와 연결되는 전원선 등이 판상 케이싱부(100)의 외측으로 돌출될 수 있다.
선 배치용 막대부재(400)는 열선부(200)의 타단부 측에 위치되어 우회되는 우회부(230) 또는 온도 감지 센서부(700)의 전원선 등을 열선부(200)의 일단부 측이 돌출된 측면 커버패널(130) 측과 동일한 방향으로 안내한다.
열선부(200)의 타단부 측 또는 온도 감지 센서부(700)의 전원 연결부는 막대 고정용 브럭의 선통과부(154)를 통해 판상 케이싱부(100)의 외측으로 돌출되며, 이 때 판상 케이싱부(100)에서 열선부(200)의 일단부 측이 돌출된 측면 커버패널(130) 측과 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
선 배치용 막대부재(400)는 판상 케이싱부(100)의 폭방향으로 위치되는 복수의 열선부(200)에서 열선부(200)의 사이에 각각 위치되어 열선부(200)의 타단부 측 일부분을 우회할 수 있게 안내하거나 TC 열전대 센서 등의 온도 감지 센서부(700)를 판상 케이싱부(100) 내에서 판상 케이싱부(100)의 길이 방향으로 배치시킨다.
선 배치용 막대부재(400)는 열선부(200)의 사이에 위치되어 판상 케이싱부(100)의 폭방향으로 복수로 구비되고, 복수의 선 배치용 막대부재(400) 중 일부에는 열선부(200)에서 우회하는 타단부측 일 부분이 삽입되고, 복수의 선 배치용 막대부재(400) 중 나머지에는 즉, 열선부(200)가 삽입되지 않는 것에는 온도 감지 센서부(700)가 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 판상 케이싱부(100)의 어느 한면에서 전원 연결을 위한 열선부(200)의 양 단부, 온도 감지 센서부(700)의 전원선이 한방향으로 돌출되므로 기판 열처리 제어부를 열선부(200)와 온도 감지 센서부(700)에 각각 전기적으로 연결할 때의 작업 편의성을 확보하고, 기판 열처리 장치의 설계 시 구조를 단순화시킬 수 있게 한다.
선 배치용 막대부재(400)는 열선부(200)의 사이에 위치되어 양측에 위치된 열선부(200)의 곡선부(220)가 서로 접촉되는 것을 방지한다.
판상 케이싱부(100)의 폭방향으로 위치되는 복수의 열선부(200)에서 열선부(200)가 서로 접촉되는 경우 쇼트가 발생된다.
이에 하부 커버패널(120)의 상면을 기준으로 한 선 배치용 막대부재(400)의 높이(h3)는 열선부(200)의 높이(h4)와 같거나 크다.
즉, 선 배치용 막대부재(400)의 최상면은 열선부(200)의 최상면과 동일 평면상에 위치되거나, 열선부(200)의 최상면보다 높게 위치되고, 선 배치용 막대부재(400)는 양측에 위치된 열선부(200)의 곡선부(220)가 서로 접촉되는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 열선 받침부(300)에 이격되게 위치되고 열선부(200)에서 직선부(210)의 사이에 위치되어 직선부(210)의 간격을 지지하는 간격유지용 스토퍼부(500)를 더 포함한다.
간격유지용 스토퍼부(500)는 지지 막대부재(310)의 상면에 돌출되는 간격 유지부(510), 간격 유지부(510)의 양 단부 측에 세워져 위치되어 지지 막대부재(310)의 양 측면을 지지하고 하부 커버패널(120) 상에 고정되는 다리부(520)를 포함한다.
간격유지용 스토퍼부(500)는 지지 막대부재(310)의 상면을 간격 유지부(510)로 지지하고, 지지 막대부재(310)의 양측면을 다리부(520)로 지지하여 지지 막대부재(310)의 위치를 더 견고하게 고정시키는 역할도 함께 한다.
이에 지지 막대부재(310)는 양 단부 측이 제1막대 삽입부(142) 또는 제2막대 삽입부(151)에 각각 삽입된 상태에서 간격유지용 스토퍼부(500)에 의해 상면과 측면이 지지된 상태 즉, 간격유지부로 상면이 가압되고, 다리부(520)로 양 측면이 지지되어 더 견고하게 위치가 고정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 서로 인접한 2개의 열선부(200)에서 각 곡선부(220)를 걸어 지지하는 열선 위치 고정용 브라켓트부(600)를 더 포함할 수 있다.
열선 위치 고정용 브라켓트부(600)는 양 단부 측에 하부로 돌출되어 곡선부(220)에 각각 걸리는 제1열선 걸림부(610)와 제2열선 걸림부(620)가 구비된다.
열선 위치 고정용 브라켓트부(600)는 판상 케이싱부(100)의 폭방향으로 배치된 복수의 열선부(200)에서 서로 인접한 2개의 열선부(200) 중 어느 한 곡선부(220)에 제1열선 걸림부(610)가 걸리고, 2개의 열선부(200) 중 다른 한 곡선부(220)에 제2열선 걸림부(620)가 걸려 열선부(200)의 위치를 더 견고하게 고정시킨다.
열선 위치 고정용 브라켓트부(600)는 판상 케이싱부(100)의 길이 방향으로 이격되게 복수로 구비되어 서로 인접한 2개의 열선부(200)의 위치를 서로 구속하여 열선부(200)의 위치를 더 안정적으로 고정시킬 수 있다.
또한, 열선 위치 고정용 브라켓트부(600)는 선 배치용 막대부재(400)의 상면을 가로질러 위치되어 개방된 선체 삽입부(410)의 일부분을 덮어 선체 삽입부(410) 내에 삽입된 열선부(200) 또는 TC 열전대 센서 등의 온도 감지 센서부(700)의 위치를 고정시키는 역할도 한다.
한편, 도 7은 도 1의 D부분을 확대한 평면도이고, 도 1 및 도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 판상 케이싱부(100) 내에 위치되는 복수의 열선부(200)가 각각 독립적으로 온도 제어되는 복수의 가열구역(E1, E2, E3)으로 구분되어 배치될 수 있다. 판상 케이싱부(100) 내에 위치되는 복수의 가열구역(E1, E2, E3)은 동일한 온도로 제어될 수도 있고, 서로 다른 온도로 제어될 수도 있다.
복수의 가열구역(E1, E2, E3)이 세개 이상으로 구비되는 경우 각각 동일한 온도로 제어될 수도 있고, 서로 다른 온도로 제어될 수도 있고, 복수의 가열구역(E1, E2, E3) 중 일부는 동일한 온도로 제어되고, 복수의 가열구역(E1, E2, E3) 중 나머지 부분은 다른 온도로 제어될 수 있다. 본 발명에 따른 기판 열처리용 판상 히터의 일 실시예는 복수의 가열구역(E1, E2, E3) 중 인접한 2개의 가열구역 사이에 위치되어 열선부(200)를 지지하는 열선 지지블록부(800)를 더 포함할 수 있다.
열선 지지블록부(800)는 열선부(200)의 직선부(210)과 곡선부(220)가 함께 안착되는 제1열선 지지홈부(810)가 구비될 수 있다.
또한, 열선 지지블록부(800)는 열선부(200)의 우회부(230)에서 직선라인과 절곡라인이 안착될 수 있는 제2열선 지지홈부(820)가 구비될 수 있다.
또한, 열선 지지블록부(800)는 열선부(200)에는 선 배치용 막대부재(400)의 단부 측 일부분이 삽입되는 막대 지지용 삽입홈부(830)가 구비되어 선 배치용 막대부재(400)의 위치를 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
열선 지지블록부(800)는 열선 위치 고정용 브라켓트부(600)의 높이와 동일한 높이를 가져 최상면이 열선 위치 고정용 브라켓트부(600)의 최상면과 동일한 평면 상에 배치된다.
또한, 제1열선 지지홈부(810)와 제2열선 지지홈부(820)의 높이는 열선 받침부(300) 즉, 지지막대부재(310)의 높이와 동일한 높이를 가져 열선부(200)를 전체적으로 균일한 높이로 위치시킨다.
또한, 열선 지지블록부(800)는 열선부(200)의 배치 관계에 따라 도 7에서 예시한 바와 같이 판상 케이싱부(100)의 폭방향에서 지그 재그 형태로 배치되거나, 도시되지 않았지만 판상 케이싱부(100)의 폭방향에서 일자형태로 배치될 수 있음을 밝혀둔다.
열선 지지블록부(800)는 복수의 가열구역(E1, E2, E3)에서 각 열선부(200)를 가열구역(E1, E2, E3)의 사이에서 안정적으로 지지하며, 각 열선부(200)의 사이에 위치될 수 있는 선 배치용 막대부재(400)의 위치를 안정적으로 지지하는 역할을 할 뿐만 아니라 열선 위치 고정용 브라켓트부(600)와 함께 상부 커버패널(110)을 지지하여 상부 커버패널(110)과 하부 커버패널(120)의 사이 높이를 균일하게 유지하고, 상부 커버패널(110)와 하부 커버패널(120)이 처지는 것을 방지함으로써 상부 커버패널(110)와 하부 커버패널(120)로 열선부(200)에서 발생되는 열이 균일하게 전달될 수 있게 한다.
본 발명은 지그재그 형태의 열선부(200)에서 직선부(210)만 지지하는 구조를 가져 열선부(200)의 열효율을 증대시키고, 열선부(200)의 변형을 최소화할 수 있어 작동 안정성을 크게 향상시키고, 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 가열과 냉각이 반복되는 열선의 쇼트 및 파손을 최소화하고, 대면적으로 안정적으로 제조가 가능하여 대면적의 기판을 안정적으로 열처리하고, 대형화 장비에 다양하게 적용 가능하다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : 판상 케이싱부 110 : 상부 커버패널
120 : 하부 커버패널 130 : 측면 커버패널
130a : 제1측면 커버패널 130b : 제2측면 커버패널
140 : 패널 고정용 블럭 141 : 커버 패널 삽입부
142 : 제1막대 삽입부 150 : 막대 고정용 블럭
151 : 제2막대 삽입부 152 : 제3막대 삽입부
153 : 측면 패널 삽입부 154 : 선통과부
200 : 열선부 210 : 직선부
220 : 곡선부 300 : 열선 받침부
310 : 지지 막대부재 400 : 선 배치용 막대부재
410 : 선체 삽입부 500 : 간격유지용 스토퍼부
510 : 간격 유지부 520 : 다리부
600 : 열선 위치 고정용 브라켓트부 610 : 제1열선 걸림부
620 : 제2열선 걸림부 700 : 온도 감지 센서부
800 : 열선 지지블록부 810 : 제1열선 지지홈부
820 : 제2열선 지지홈부 830 : 막대 지지용 삽입홈부

Claims (15)

  1. 서로 간격을 두고 위치되는 상부 커버패널과 하부 커버패널을 포함한 판상 케이싱부;
    상기 판상 케이싱부 내에 위치되고, 직선부와 곡선부가 교대로 위치되어 지그재그 형태를 가지는 열선부; 및
    상기 하부 커버패널의 상부에 위치되어 상기 열선부를 지지하는 열선 받침부를 포함하며,
    상기 열선 받침부는 상기 열선부에서 상기 직선부만 지지하여 상기 열선부를 상기 하부 커버패널과 상기 상부 커버패널로부터 이격시키는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열선 받침부는 이격되게 위치되어 상기 직선부의 양 단부 측을 각각 지지하는 한쌍의 지지 막대부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 지지 막대부재는 상기 직선부의 중심에서 상기 직선부의 단부까지의 거리 중 중심을 기준으로 한 70% ~ 95%의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 커버패널의 상부면을 기준으로 한 상기 열선부의 높이 또는 상기 상부 커버패널의 하부면을 기준으로 한 상기 열선부의 높이는 상기 판상 케이싱부의 내부에 위치되는 열선 배치공간의 전체 높이에서 40~60%의 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 판상 케이싱부는,
    상기 상부 커버패널과 상기 하부 커버패널의 사이에 상기 열선부를 배치할 수 있는 열선 배치공간이 형성되고,
    상기 열선 배치공간을 감싸는 측면 커버패널; 및
    상기 하부 커버패널과 상기 상부 커버패널의 모서리 부분에 위치되어 상기 측면 커버패널의 단부 측이 삽입되는 커버 패널 삽입부가 구비된 패널 고정용 블럭을 더 포함하며,
    상기 패널 고정용 블럭에는 상기 지지 막대부재의 단부 측이 삽입될 수 있는 제1막대 삽입부가 위치되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 열선부는 상기 판상 케이싱부의 내부에서 이격되게 복수로 위치되며,
    상기 판상 케이싱부는,
    2개의 상기 열선부의 사이에 위치되고, 상기 지지 막대부재의 단부 측이 삽입되는 2개의 제1막대 삽입부가 구비되는 막대 고정용 블럭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 열선부 또는 온도 감지 센서부가 삽입되는 선체 삽입부가 구비된 선 배치용 막대부재를 더 포함하고,
    상기 선체 삽입부는 상면이 개방된 형태로 상기 선 배치용 막대부재의 길이 방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 막대 고정용 블럭에는 상기 선 배치용 막대부재가 삽입되는 제2막대 삽입부가 위치되고, 상기 선 배치용 막대부재는 길이 방향의 양 단부 측이 각각 상기 막대 고정용 블럭의 상기 제2막대 삽입부 내에 삽입되어 열선부의 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 하부 커버패널의 상면을 기준으로 한 상기 선 배치용 막대부재의 높이는 상기 열선부의 높이와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 열선 받침부에 이격되게 위치되고 상기 열선부에서 상기 직선부의 사이에 위치되어 상기 직선부의 간격을 지지하는 간격유지용 스토퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 간격유지용 스토퍼부는,
    상기 지지 막대부재의 상면에 돌출되는 간격 유지부; 및
    상기 간격 유지부의 양 단부 측에 세워져 위치되어 하부 커버패널 상에 고정되는 다리부를 포함하여 상기 지지 막대부재의 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  12. 청구항 6에 있어서,
    서로 인접한 2개의 상기 열선부에서 상기 곡선부를 각각 걸어 지지하는 열선 위치 고정용 브라켓트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  13. 청구항 7에 있어서,
    서로 인접한 2개의 상기 열선부에서 상기 곡선부를 각각 걸어 지지하는 열선 위치 고정용 브라켓트부를 더 포함하고,
    상기 열선 위치 고정용 브라켓트부는 양 단부 측에 하부로 돌출되어 곡선부에 각각 걸리는 제1열선 걸림부와 제2열선 걸림부가 구비되고, 상기 선 배치용 막대부재의 상면을 가로질러 위치되어 개방된 상기 선체 삽입부의 일부분을 덮어 상기 선체 삽입부 내에 삽입된 상기 열선부 또는 상기 온도 감지 센서부의 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 판상 케이싱부 내에 위치되는 복수의 상기 열선부가 각각 독립적으로 온도 제어되는 복수의 가열구역으로 구분되어 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
  15. 청구항 14에 있어서,
    복수의 상기 가열구역 중 인접한 2개의 가열구역 사이에 위치되어 상기 열선부를 지지하는 열선 지지블록부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리용 판상 히터.
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