JP2007125508A - ドライアイス洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄室内を水分の少ない炭酸ガスに置換することで、ドライアイスによる洗浄時の結露や凍結を防止でき、また、炭酸ガスを有効に利用できるドライアイス洗浄装置を提供する。
【解決手段】ワーク２を洗浄室１内に投入した状態で、洗浄室１内を真空ポンプ１２により真空引きし、注入ノズル１１から炭酸ガスを注入し、洗浄室１内を炭酸ガスに置換する。洗浄ノズル３から液化炭酸ガスを噴出させ、粉末状のドライアイスによりワーク２の洗浄を行なう。洗浄後、洗浄室１内の炭酸ガスを回収装置１３により回収し、フィルタ１４を通して再液化装置１５により液化し、再液化用ボンベ１６に貯蔵する。再液化用ボンベ１６に貯蔵した液化炭酸ガスを、置換用ガス及び洗浄用に再利用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークをドライアイスにより洗浄する洗浄手段を備えたドライアイス洗浄装置に関する。

半導体や液晶パネルなどを製造する分野においては、近年、液化炭酸ガス（液化二酸化炭素）を噴射ノズルから霧状に噴射させることで粉末状のドライアイスとし、この粉末状のドライアイスをワークにぶつけることにより洗浄する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。なお、ドライアイスは、洗浄後は昇華して炭酸ガスとなる。
特開２００４−３５６１５８号公報 特開２００５−２３８０５９号公報

ところで、上記したように粉末状のドライアイスで洗浄する場合、ドライアイスの温度が低いため（−６０〜−７０℃）、結露の発生や結露水の凍結が問題となる場合がある。
そこで、ドライアイスにより洗浄する際に、結露の発生を防止するために、次のような方法が考えられる。すなわち、洗浄室（チャンバー）内にワークを投入した後、洗浄室内に水分を含まない不活性ガス（例えば窒素ガス）を注入することにより低露点化を図り（露点が−４０℃以下となるようにする）、この雰囲気中で、ドライアイスによる洗浄を行なう方法、あるいは、洗浄室内にワークを投入した後、まず洗浄室内を真空ポンプにより真空引きして水分を含む空気をできるだけ取り除き、この後、水分を含まない不活性ガスを注入することにより低露点化を図り、この雰囲気中で、ドライアイスによる洗浄を行なう方法である。
しかしながら、どちらの方法でも、洗浄後の炭酸ガスや置換用の不活性ガスは、大気中に排出されてしまうという問題がある。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、洗浄室内を水分の少ない炭酸ガスに置換することで、ドライアイスによる洗浄時の結露や凍結を防止でき、また、炭酸ガスを有効に利用できるドライアイス洗浄装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明のドライアイス洗浄装置は、ワークが投入される洗浄室と、この洗浄室内に置換用の炭酸ガスを供給する置換用ガス供給手段と、前記洗浄室内において前記ワークをドライアイスにより洗浄する洗浄手段と、前記洗浄室内の炭酸ガスを回収するガス回収手段と、このガス回収手段により回収された炭酸ガスを浄化した後液化するガス液化手段とを備え、前記ガス液化手段により液化した液化炭酸ガスを前記置換用ガス供給手段及び前記洗浄手段の少なくとも一方に供給して再利用する構成としたことを特徴とする。

本発明においては、洗浄室内にワークを投入した状態で、洗浄室内の空気を、置換用ガス供給手段から供給された炭酸ガスに置換することで、洗浄室内を水分の少ない雰囲気とする。この状態で、洗浄手段のドライアイスによりワークを洗浄することで、洗浄時の結露の発生や凍結を防止することができる。この場合、洗浄に用いるドライアイスは昇華して炭酸ガスとなり、また、置換用のガスを炭酸ガスとしている。したがって、洗浄用のガスと置換用ガスを炭酸ガスに統一しているので、洗浄後に、洗浄室内の炭酸ガスを回収し、再利用するにあたり、分離する必要がなくなる。回収した炭酸ガスを浄化した後、ガス液化手段により液化し、この液化炭酸ガスを、置換用ガス及び洗浄用の少なくも一方に再利用することで、炭酸ガスを有効に利用することができ、ひいては炭酸ガスの消費量を削減することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
まず、図１において、洗浄室１は、密閉が可能な構成となっている。この洗浄室１には、図示はしないが、洗浄対象のワーク２を出し入れするための出入口が設けられていると共に、その出入口を開閉する扉が設けられている。なお、ワーク２としては、例えば液晶パネルに用いる基板である。洗浄室１内には洗浄ノズル３が配設されていて、この洗浄ノズル３には、液化炭酸ガス加圧装置４がホース５を介して接続されている。ここで、液化炭酸ガス加圧装置４により加圧された液化炭酸ガスが洗浄ノズル３に供給され、その洗浄ノズル３から液化炭酸ガスが霧状に噴出されると、粉末状のドライアイスに変化する。その粉末状のドライアイスをワーク２にぶつけることにより、ワーク２を洗浄する構成となっている。この場合、洗浄ノズル３と液化炭酸ガス加圧装置４により洗浄手段６を構成している。

液化炭酸ガス加圧装置４は、それぞれ三方弁からなる第１の切替弁７及び第２の切替弁８を介して液化炭酸ガスボンベ９に接続されている。この液化炭酸ガスボンベ９は、液化炭酸ガスを貯蔵していて、その液化炭酸ガスを第１及び第２の切替弁７，８を介して液化炭酸ガス加圧装置４に供給可能に構成されている。第１の切替弁７には気化装置１０も接続されている。この気化装置１０は供給される液化炭酸ガスを気化させ、その気化した炭酸ガスは、注入ノズル１１から洗浄室１内に注入するように構成されている。注入ノズル１１は、置換用ガス供給手段を構成している。

上記洗浄室１には、真空ポンプ１２と回収装置１３が設けられている。真空ポンプ１２は、洗浄室１内を真空引きするものである。回収装置１３は、洗浄室１内の炭酸ガスを回収するためのもので、図示はしないが吸引用のファンを備えている。この回収装置１３は、ガス回収手段を構成する。回収装置１３には、フィルタ１４を介して再液化装置１５が接続されている。この再液化装置１５は、回収装置１３により回収された炭酸ガスをフィルタ１４にて浄化した後、液化するためのものであり、ガス液化手段を構成している。

再液化装置１５には再液化用ボンベ１６が接続されていて、再液化装置１５により液化した炭酸ガスをその再液化用ボンベ１６に貯蔵する構成としている。この再液化用ボンベ１６も、上記第２の切替弁８に接続している。

次に上記構成の作用を説明する。
［ガス置換処理］
まず、最初にワーク２を洗浄する場合には、洗浄室１の出入口からワーク２を洗浄室１内に投入し、その出入口を閉鎖した状態で、真空ポンプ１２により洗浄室１内を真空引きする（約１０Ｐａまで減圧する）。これにより、洗浄室１内の水分を含む空気が取り除かれる。この後、第１及び第２の切替弁７，８を制御して、液化炭酸ガスボンベ９の液化炭酸ガスを気化装置１０へ供給する状態とする。気化装置１０において気化した炭酸ガスを注入ノズル１１から洗浄室１内に注入することによって、洗浄室１内を炭酸ガスに置換する。これにより、洗浄室１は露点が−４０℃以下となる低露点環境となる。この後、この状態を保持しておく。洗浄室１内は炭酸ガスの注入により、大気圧とほぼ同じ圧力まで高くなる。

［洗浄処理］
次に、第１の切替弁７を、液化炭酸ガスボンベ９の液化炭酸ガスを液化炭酸ガス加圧装置４側へ供給するように切り替える。この状態で、液化炭酸ガス加圧装置４にて加圧された液化炭酸ガスを洗浄ノズル３から霧状に噴出させると、粉末状のドライアイスに変化する。その粉末状のドライアイスをワーク２にぶつけることによってワーク２を洗浄する。洗浄後のドライアイスは昇華して炭酸ガスとなる。

［ガス回収処理］
ワーク２の洗浄が終了したら、回収装置１３を駆動させて、洗浄室１内の炭酸ガスを回収する。回収された炭酸ガスは、フィルタ１４により浄化された後、再液化装置１５において液化され、再液化用ボンベ１６において貯蔵される。

［ワーク入れ替え処理］
洗浄室１内の炭酸ガスの回収が終了したら、洗浄室１の出入口を開放して、洗浄後のワーク２を洗浄室１から外へ搬出すると共に、次のワーク２を洗浄室１内に投入する。
この後、上記したようにガス置換処理、洗浄処理、ガス回収処理、ワーク入れ替え処理を順に行う。
そして、再液化用ボンベ１６において貯蔵された液化炭酸ガスの量が所定量に達したら、再液化用ボンベ１６の液化炭酸ガスをガス置換処理及び洗浄処理に再利用する。具体的には、ガス置換処理を行う場合には、第１及び第２の切替弁７，８を制御して、再液化用ボンベ１６の液化炭酸ガスが気化装置１０へ供給されるようにすることで、再液化用ボンベ１６の液化炭酸ガスをガス置換処理に利用する。また、洗浄処理を行う場合には、第１及び第２の切替弁７，８を制御して、再液化用ボンベ１６の液化炭酸ガスが液化炭酸ガス加圧装置４へ供給されるようにすることで、再液化用ボンベ１６の液化炭酸ガスを洗浄処理に利用する。このような場合の炭酸ガスの流れを図２に示す。なお、使用する炭酸ガスが、再液化用ボンベ１６に貯蔵された量だけでは不足する場合は、液化炭酸ガスボンベ９に貯蔵された液化炭酸ガスも適宜利用する。

上記した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
まず、洗浄室１内の空気を炭酸ガスに置換した状態で、洗浄ノズル３から出るドライアイスによりワーク２を洗浄することで、洗浄時の結露の発生や凍結を防止することができる。しかもこの場合、洗浄室１内を炭酸ガスに置換する場合、まず真空ポンプ１２により真空引きした後、炭酸ガスを注入するようにすることで、ガス置換処理を一層効率よく行うことができる。

洗浄に用いるドライアイスは昇華して炭酸ガスとなり、また、置換用のガスを炭酸ガスとしていて、洗浄用のガスと置換用ガスを炭酸ガスに統一しているので、洗浄後に、洗浄室１内の炭酸ガスを回収し、再利用するにあたり、分離する必要がなくなる。よって、回収した炭酸ガスを浄化した後、液化し、この液化炭酸ガスを、置換用ガスと洗浄用に再利用することで、炭酸ガスを有効に利用することができ、ひいては炭酸ガスの消費量を大幅に削減することが可能となる。また、炭酸ガスの外部への排出を極力抑えることができるので、環境にも配慮したものとすることができる。

本発明の一実施形態を示す概略構成図 炭酸ガスの流れを説明するための図

符号の説明

図面中、１は洗浄室、２はワーク、３は洗浄ノズル、４は液化炭酸ガス加圧装置、６は洗浄手段、９は液化炭酸ガスボンベ、１０は気化装置、１１は注入ノズル（置換用ガス供給手段）、１３は回収装置（ガス回収手段）、１４はフィルタ、１５は再液化装置（ガス液化手段）、１６は再液化用ボンベを示す。

Claims (1)

1. ワークが投入される洗浄室と、
   この洗浄室内に置換用の炭酸ガスを供給する置換用ガス供給手段と、
   前記洗浄室内において前記ワークをドライアイスにより洗浄する洗浄手段と、
   前記洗浄室内の炭酸ガスを回収するガス回収手段と、
   このガス回収手段により回収された炭酸ガスを浄化した後液化するガス液化手段とを備え、
   前記ガス液化手段により液化した液化炭酸ガスを前記置換用ガス供給手段及び前記洗浄手段の少なくとも一方に供給して再利用する構成としたことを特徴とするドライアイス洗浄装置。
   
   

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