KR100286605B1 - 알콜 진공 건조장치 및 이를 이용한 피세정물의 건조 방법 - Google Patents

알콜 진공 건조장치 및 이를 이용한 피세정물의 건조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업용 재료, 부품, 조립품 등의 피세정물을 습식 세정한 후의 건조공정에 사용하기 위한 건조장치 및 건조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 건조 장치는, 알콜용액 탱크로부터 공급되는 알콜용액을 내부에 수용하면서 알콜 증기를 발생시키는 증기발생챔버와; 상기 증기발생챔버를 둘러싸고 있으며, 그의 양측벽 및/또는 둘레에 방폭램프를 구비하고 있는 박스체와; 연결관을 개재하여 상기 증기발생챔버에 연결되어 상기 증기발생챔버에서 발생되는 증기를 공급받으며, 다수의 분사구가 천공된 다중분무관과, 피세정물을 고정시키는 지그, 및 덮개판을 포함하여 이루어지는 공정챔버와; 흡입관을 개재하여 상기 공정챔버의 측면벽에 연결되어 상기 공정챔버 및 상기 증기발생챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공펌프와; 질소공급관을 개재하여 상기 공정챔버의 다중분무관에 연결되어 상기 공정챔버로 유입되는 질소가스를 가열하는 가열기와; 각각의 배수관을 개재하여 상기 증기발생챔버 및 상기 공정챔버의 하부에 연결되는 배수통; 및 배출관을 개재하여 상기 배수통의 출구측에 연결되어 증기입자를 포집하는 포집기를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 의한 알콜 진공 건조 방법은 상기 증기발생챔버 및 공정챔버의 내부를 진공으로 유지시키면서 상온에서 알콜용액을 기화시킴으로써 수행된다.
본 발명에 의하면, 알콜 용액의 증기를 상온에서 발생시킴으로써 화재의 위험성을 완벽하게 제거하고, 알콜용액의 휘발을 방지하여 장비의 안전성을 획기적으로 향상시키게 되고, 진공 상태에서 건조 공정을 수행하므로 생산 제품의 불량률 또한 획기적으로 줄이며, 정량의 알콜용액만을 공급하므로 불필요한 알콜용액의 소모량을 절감할 수 있는 알콜 증기 건조장치를 제공하게 된다.

Description

알콜 진공 건조장치 및 이를 이용한 피세정물의 건조 방법
본 발명은 모든 산업용 재료, 부품, 조립품 등의 피세정물의 습식 세정 공정 후의 건조 작업에 적용되는 건조장치 및 이러한 장치를 이용한 피세정물의 건조공정에 관한 것으로, 특히, 반도체 소자 제조 공정에서 반도체 웨이퍼 상에 존재하고 있는 각종 오염 물질(금속 이온류 및 각종 입자)을 화공 약품과 탈이온수(Deionized Water)를 이용하여 습식 세정을 실시 한 후, 세정된 피세정물에 잔류하는 오염물질을 세정하고 건조시키기 위한 알콜 용액의 발생 및 공급을 효율적으로 수행할 수 있는 알콜 진공 건조장치 및 건조공정에 관한 것이다.
일반적으로 산업용 재료, 부품 그리고 조립품 등의 제조 공정에서 습식 세정 후 건조를 하기 위한 장치로서, 특히 반도체 소자 제조공정에서 사용되는 건조장치는, 원심 분리 방식을 이용한 회전식 건조장치(Spin Dryer); 알콜 용액을 피세정물에 분사시켜 건조시키는 건조장치(I.P.A. Dryer); 알콜 용액의 증기를 피세정물에 분사시켜 건조시키는 건조장치(Vapor Dryer) 들이 사용되고 있다.
상기 건조장치들 중 원심 분리 방식을 이용한 회전식 건조장치는 반도체 소자의 선폭이 1㎛ 이상일 경우에는 고속 회전에 의한 피세정물의 깨지는 문제를 제외하면 생산 제품의 품질에는 아무런 문제없이 사용이 가능하였으나, 현재와 같이 반도체의 선폭이 0.5㎛ 이하의 제품을 생산할 경우에는 피세정물이 깨지는 문제는 물론이고, 생산 제품의 품질에도 지대한 영향을 끼치기 때문에 사용이 거의 불가능한 상태이며;
또한 상기 건조장치 중 알콜 용액을 피세정물에 분사시켜 건조시키는 건조장치(I.P.A. Dryer)는 반도체 소자의 선폭이 0.5㎛ 이하의 제품 생산에서도 사용은 되고 있으나 생산 제품의 품질 측면에서는 우수한 방법이라고는 할 수 없다. 왜냐하면 이 방식의 건조는 표면장력이 서로 다른 두 가지 유체가(피세정물 상의 수분과 피세정물에 분사한 알콜 용액)같이 존재할 경우 유체의 흐름은 표면장력이 작은 쪽에서 큰 쪽으로 흐르는 특성을 이용한 것으로서 이러한 특성의 에너지만으로는 피세정물 상에 잔류하고 있는 수분은 제거할 수 있다 하여도 피세정물 표면에 부착되어 있는 각종 잔류 오염 물질까지 제거하기에는 어렵기 때문이다.
또한, 상기 건조장치 중 알콜 용액의 증기를 피세정물에 분사시켜 건조시키는 건조장치(Vapor Dryer)는 가장 보편적으로 사용되고 있는 건조장치로서, 알콜 용액의 증기와 피세정물이 접촉하면 알콜 용액의 증기가 화공약품 및 수세정을 완료하고 표면에 수분이 함유되어 있는 피세정물 표면에서 응축이 발생하여 증기가 다시 알콜 용액으로 환원이 된다. 이 환원된 알콜 용액이 피세정물 표면에 있는 수분의 표면장력(약 71dyne/cm2)을 급격히 약화시킴과 동시에 알콜 응축액이 수분과 같이 피세정물 표면에서 제거가 되기 때문에 건조 효과는 물론이고 피세정물 표면에 부착되어 있는 각종 잔류 오염 물질의 제거 능력도 가장 탁월한 것으로 알려져 있다.
그러나 이 방식의 건조장치는 알콜을 가열하여 증기를 발생시켜야 하기 때문에 대기압(760 mmHg)에서의 알콜 용액의 비점인 82.5℃ 보다 약 3배정도 높은 240℃ 이상의 고온으로 가열하여야만 증기가 발생되는 구조로서 항시 화재의 위험성에 노출되어 있으며, 알콜 용액 자체가 고휘발성 물질인데다 가열하면서 증기를 발생시키면 상당량의 증기가 모르는 사이에 증발하여 생산 현장의 환경에 악영향을 끼치게되는 단점을 갖고 있다.
그리고 일반적인 반도체용 실리콘 웨이퍼의 습식 세정에서는, 피세정물이 대기에 노출된 상태로 잔류 오염 물질의 제거 및 건조 작업을 수행하게 되므로, 세정 후 웨이퍼 표면의 잔류 수분이 대기중의 산소, 그리고 웨이퍼의 구성 성분인 실리콘과 반응하여 새로운 화합물을 생성하게 되는데 즉, Si + H2O + O2= H2SiO3(Water Mark 라는 불량성분)이 발생하여 생산 제품에 치명적인 불량이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유기 용제의 일종인 알콜 용액 증기를 상온에서 발생시킴으로써 화재의 위험성을 완벽하게 제거하고, 알콜용액의 휘발을 방지하여 장비의 안전성을 획기적으로 향상시키는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 진공 상태에서 건조 공정을 수행하고 가열된 질소 가스로 최종 건조를 행하여 생산 제품의 불량률 또한 획기적으로 줄이며, 알콜 용액을 건조 공정에 필요한 양만을 용액 챔버에 공급하여 공정에 투입함으로써 불필요한 용액의 소모량을 절감할 수 있는 알콜 증기 건조장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 알콜 진공 건조장치의 구성을 나타내는 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 증기발생챔버 2 : 알콜용액
3 : 정량공급펌프 6 : 공정챔버
7 : 덮개판 8 : 피세정물
9 : 지그 10 : 진공 펌프
14 : 배수통 17 : 질소가스 가열기
18 : 흡입기 19 : 박스체
20 : 방폭 램프 22 : 증기 입자 포집기
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 산업용 재료, 부품, 조립품 등의 피세정물을 습식 세정한 후의 건조공정에 사용하기 위한 건조장치로서 알콜용액 탱크로부터 공급되는 알콜용액을 내부에 수용하면서 알콜 증기를 발생시키는 증기발생챔버와; 상기 증기발생챔버를 둘러싸고 있으며, 그의 양측벽 및/또는 둘레에 방폭램프를 구비하고 있는 박스체와; 연결관을 개재하여 상기 증기발생챔버에 연결되어 상기 증기발생챔버에서 발생되는 증기를 공급받으며, 다수의 분사구가 천공된 다중분무관과, 피세정물을 고정시키는 지그, 및 덮개판을 포함하여 이루어지는 공정챔버와; 흡입관을 개재하여 상기 공정챔버의 측면벽에 연결되어 상기 공정챔버 및 상기 증기발생챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공펌프와; 질소공급관을 개재하여 상기 공정챔버의 다중분무관에 연결되어 상기 공정챔버로 유입되는 질소가스를 가열하는 가열기와; 각각의 배수관을 개재하여 상기 증기발생챔버 및 상기 공정챔버의 하부에 연결되는 배수통; 및 배출관을 개재하여 상기 배수통의 출구측에 연결되어 증기입자를 포집하는 포집기를 포함하여 이루어지는 알콜 진공 건조 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 바와 같은 장치를 사용하여, 증기발생챔버 및 공정챔버의 내부를 진공으로 유지시키는 단계; 상기 증기발생챔버내로 알콜용액을 적정량 공급하는 단계; 상기 증기발생챔버내에서 알콜용액을 기화시키고 일정 온도로 유지시키는 단계; 상기 공정챔버내로 피세정물을 도입하는 단계; 상기 공정챔버내로 기화된 알콜 용액을 유입시켜 피세정물을 세정하는 단계; 상기 공정챔버내로 가열된 질소 가스를 유입시켜 세정된 피세정물에 접촉시켜 피세정물을 건조시키는 단계; 상기 피세정물에 접촉하여 수분과 결합되어 낙하되는 알콜용액 및/또는 상기 공정챔버(6) 내부에 잔류하는 증기입자를 배수시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피세정물의 건조 방법도 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제 1도는 본 발명에 따르는 알콜 진공 건조장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 도면에서, 부호 A는 증기발생부를 나타내고 부호 B는 피세정물(8)의 잔류 오염 물질의 세정 및 건조를 수행하는 본체부를 나타내며, 부호 C는 증기발생챔버(1) 및 공정챔버(6)의 내부를 진공으로 유지시키는 진공발생부를 나타낸다. 증기발생챔버(1)에서는 유기 용제의 일종인 알콜용액(2)을 외부로부터 공급받아 알콜 증기를 발생시킨다. 증기발생챔버(1)는 유리의 일종인 쿼츠로 된 독립된 통형상으로 되어 있으나 스테인리스 스틸 또는 합성수지를 사용하여 제작할 수도 있다. 알콜용액 탱크(31)로부터 공급관(27)을 통해 증기발생챔버(1)로 알콜용액을 공급하기 위하여 공급관(27)의 중간에 정량공급펌프(3)와 자동개폐밸브(4)가 순차적으로 설치되며, 상기 정량공급펌프(3)에 의하여 미리 설정된 건조 공정에 필요한 용액의 양만을 통로가 개방되어 있는 자동개폐밸브(4)를 통해 상기 증기발생챔버(1) 내로 공급하게 된다.
증기발생챔버(1) 내로 적정량의 알콜을 공급하기 위한 방법으로는 정량공급펌프(3)의 유량을 제어하는 방법과 그리고/또는 증기발생챔버(1)의 내측벽에 레벨센서를 설치하여 알콜용액의 수위를 검출하여 자동개폐밸브(4)의 개폐를 제어하는 방법이 있다.
증기발생챔버(1)는 그 내부 저면에 공급되는 알콜용액(2)의 온도가 상온 이하로 하락하는 것을 방지하기 위하여 스테인리스 스틸등으로 만들어지는 박스체(19)로 4면과 상·하 모두가 싸여 있으며, 또한 증기발생챔버(1) 내의 진공압에 따른 알콜 용액의 온도 보정을 위하여 이 박스체(19)의 내부 양측벽 및/또는 둘레에 방폭램프(20)가 설치되어 있는데, 상기 방폭램프(20)는 상기 증기발생챔버(1) 주위의 온도가 일정하지 않을 때에도 상기 증기발생챔버(1) 내의 진공압에 따라서 상기 증기발생챔버(1) 내의 저면에 있는 알콜용액(2)의 온도를 일정한 온도로 유지하기 위하여 설치된 것으로, 상기 방폭램프(20)는 할로겐 램프나 원적외선 램프 등의 열원, 또는 실리콘 러버 히터와 같은 열원일 수도 있다. 증기발생챔버(1) 하부에는 설비의 정비, 청소 및 장비의 장기 사용정지시에 알콜용액(2)을 배출하기 위한 배수관(23)이 설치되어 있으며 밸브(25)를 개방하면 이 배수관(23)을 통하여 증기발생챔버(1) 내에 있는 알콜용액(2)이 배수통(14)으로 모이게 된다.
증기발생챔버(1) 내에서 발생되는 증기는 공정챔버(6)의 상단과 서로 연통되는 연결관(30)을 통하여 공정챔버(6)로 이동을 하게 되는데, 이때에는 연결관(30)의 중간에 있는 자동개폐밸브(5)를 개방하여 공정챔버(6)로 증기를 이동시키게 되며, 또한 연결관(30)의 중간에는 알콜 증기 흐름의 유·무를 검출하기 위하여 흐름감지센서(12)를 설치한다.
상기 공정챔버(6)는 증기발생챔버(1)로부터 공급되는 알콜용액(2)의 증기를 사용하여 피세정물(8)에 부착되어 있는 수분과 잔류하는 각종 오염 물질을 제거함과 동시에 완벽한 건조를 수행하는 곳으로서, 본 발명의 실시예에서는 유리의 일종인 쿼츠로 되어 있으나, 피세정물의 형상과 재질 또는 건조 완료 후 피세정물의 표면에 부착되어 있는 각종 이물질의 잔류 허용 한계 등에 따라서 석영과 파이렉스 등과 같은 유리 계열, 스테인리스 스틸과 같은 금속, 그리고 테프론과 같은 합성수지 등으로 제작하여도 무방하다. 공정챔버(6)의 상부는 증기발생챔버(1)와 연통 되어 있고, 공정챔버(6) 내부에는 피세정물(8)의 건조 공정을 위하여 피세정물을 고정시켜 주는 지그(9)가 설치되어 있다. 상기 지그(9)는 공정챔버(6) 내에 피세정물(8)을 안착시키기 위해 필요한 것이며, 피세정물(8)용 운반구(카세트 또는 캐리어)가 있을 경우에는 그 운반구 자체를 수용할 수 있는 지그(9)가 필요하다.
피세정물(8)을 고정시켜 주는 지그(9)는 본 발명에서는 유리의 일종인 쿼츠로 되어 있으나, 피세정물(8)이 매우 약한 충격에도 잘 깨어지는 재질일 경우에는 쿼츠 보다는 연질인 불소 수지나 PVC 재질 등의 합성수지로 할 수도 있으며 또한 피세정물의 형상에 따라 비철 금속류로를 사용하여도 무방하다.
공정챔버(6) 상단에는 공정챔버(6)의 내부를 진공 상태로 유지하기 위하여 공정챔버(6)와 덮개판(7)이 밀착되어야 한다. 이를 위하여 덮개판(7)의 하면과 공정챔버(6)의 측벽 상단 사이에는 특수 O링(21)을 장착하여 덮개판(7)이 닫혔을 때 정확하게 밀착이 되어 공정챔버(6) 내부를 진공으로 만들 때 외기가 유입되지 않도록 한다.
공정챔버(6) 내부를 진공 상태로 하기 위하여서는 공정챔버(6)의 측면에 연결된 흡입관(28)의 중간에 설치되어 있는 자동개폐밸브(11)를 열고 진공펌프(10)를 가동하면 공정챔버(6) 내부가 진공 상태가 되는데, 적정 진공도에 도달하였을 때 공정챔버(6)와 증기발생챔버(1) 사이의 연결관(30)의 중간에 있는 자동개폐밸브(5)를 열면 증기발생챔버(1)의 알콜용액(2) 상면부의 공간도 진공 상태가 되며 증기발생챔버(1) 내부가 적정 진공도에 도달하게 되고, 이때 증기발생챔버(1) 내부 저면에 있는 알콜용액(2)은 순간적으로 기화하여 연결관(30)을 통하여 공정챔버(6) 내로 이동을 하여 피세정물(8) 표면에 응축이 되면서 건조공정이 시작된다. 상기 공정챔버(6) 및 증기발생챔버(6)의 내부를 진공으로 만들기 위해 공기를 흡입하는 진공펌프(10) 대신에 보다 흡입용량이 큰 아스피레이터(aspirator) 등의 흡입기를 사용하는 것도 가능하다.
그리고, 공정챔버(6) 하부에는 피세정물(8) 표면의 수분과 증기가 혼합하여 생성되는 혼합물을 배출하기 위한 배수관(13)이 설치되어 있으며 이 배수관(13)은 배수통(14)과 연통 되어 있어 공정챔버(6)에서 생성된 혼합물은 배수관(13)을 통하여 배수통(14)으로 모이게 된다.
또한, 공정챔버(6)용 덮개판(7)의 내부 양 가장자리에는 공정챔버(6)에서 피세정물(8) 표면의 수분이 완전히 치환된 후에 피세정물(8) 표면에 잔류하고 있는 알콜 응축액을 건조시키기 위하여, 공정챔버(6) 내부로 공급되는 가열 질소 가스의 공급을 위한 다수의 분사구가 형성된 다중분무관(15)이 있으며, 이 다중분무관(15)은 질소가스 탱크(32)로부터 질소 가스를 공급받아 질소 공급관(26)의 중간에 있는 질소가스 가열기(17)에 의하여 질소가스가 가열되고, 이 가열된 질소가스는 자동개폐밸브(16)의 개방에 의해 공급관(26)을 따라 이동하여 상기 다중분무관(15)에 공급됨과 동시에 공정챔버(6)로 분사된다.
상기 다중분무관(15)은 유리의 일종인 쿼츠로 되어 있으며 다수의 분사구가 형성되어 있고 이 다중분무관(15)에서 분사되는 질소 가스의 분사 각도는 임의대로 조정이 가능하도록 되어 있다.
공정챔버(6)에서 배수통(14)으로 모인 혼합물과 증기발생챔버(1)에서 배수통(14)으로 모인 알콜용액은 배수통(14) 내에서 일정 높이에 도달하여야만 자연 배수될 수 있도록 하였으며, 또한 공정챔버(6)로부터 흡입기(18)에 의하여 강제로 배기되는 잔류 증기입자는 증가입자 포집기(22)에서 물과 만나게 된다.
상기 증기입자 포집기(22)에서 물과 만난 알콜 용액의 증기 입자는 물에 용해되어 액상으로 변화하여 증기입자 포집기(22)의 외부로 배수가 되게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 알콜 증기 건조장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 유기 용제의 일종인 알콜용액을 알콜용액 탱크(31)로부터 공급관(27)의 중간에 있는 정량공급펌프(3)를 이용하여 건조 공정에 사용될 양만을 증기발생챔버(1)의 하면에 공급한 후, 공정챔버(6)의 덮개판(7)을 공기실린더(도시되지 않음)에 의해 상부로 올리고 후방으로 이동시켜 개방한 상태에서 피세정물(8)이 공정챔버(6) 내로 반입되어 지그(9)에 안착이 된 후 덮개판(7)을 닫으면 건조 공정이 시작된다.
공정챔버(6)의 덮개판(7)이 닫히자마자 공정챔버(6) 측면에 연결된 흡입관(28)의 중간에 있는 자동개폐밸브(11)를 열면서 하단에 있는 진공펌프(10)를 가동하면 공정챔버(6)의 내부는 서서히 진공 상태로 전환이 된다.
이때, 공정챔버(6)와 증기발생챔버(1)를 연결하여 주는 연결관(30)의 중간에 있는 자동개폐밸브(5)를 열어 주면 증기발생챔버(1) 내부도 진공 상태로 변하게 된다.
적정한 진공압에 도달할 때까지 진공펌프(10)의 가동을 계속하면 증기발생챔버(1) 내부 밑면에 있는 알콜용액(2)이 기화를 시작하여 순식간에 기화가 완료되게 된다. 여기서, 증기발생챔버(1) 내의 알콜용액(2)의 온도가 장치 주변의 온도 및 장치 내부의 진공압의 변화에도 일정한 온도를 유지하도록 방폭램프(20)에서 온도보정을 행하게 된다.
이때, 공정챔버(6)와 증기발생챔버(1)를 연결하여 주는 연결관(30)의 중간에 있는 흐름감지센서(12)가 증기의 흐름을 검출하게 되는데, 그 이후 적정한 시간이 경과한 뒤 증기 흐름감지센서(12)에서 증기 흐름이 감지되지 않을 때에 진공펌프(10)의 가동을 중단함과 동시에 흡입관(28)의 중간에 있는 자동개폐밸브(11)를 폐쇄시키면 증기발생챔버(1)에서 발생된 증기가 공정챔버(6)로 이동을 계속하게 되며, 진공상태이므로 상기 공정챔버(6)의 외부로 증기가 배기되는 것을 방지하면서 공정챔버(6) 내에서 증기 입자의 운동을 활발하게 하여준다.
상기 알콜용액(2)을 기화시키는 진공압은 이소피로필 알콜의 비점이 압력에 반비례하여 낮아지는 것을 이용하게 되는데, 그 압력과 온도변화는 대기압인 760 mmHg 에서는 82.5℃ 이고, 100 mmHg 에서는 39.5℃, 60 mmHg 에서는 30.5℃, 40mmHg 에서는 23.8℃, 20mmHg 에서는 12.7℃ 그리고 10mmHg 에서는 2.4℃ 의 고유의 변화값을 가지고 있다. 따라서 본 발명에서는 공정챔버(6)와 증기발생챔버(1) 내의 진공압을 60mmHg ~ 20mmHg 의 범위에서 변화시킴으로써 이소프로필 알콜의 비점을 30.5℃ ~ 12.7℃ 의 범위로 조절할 수 있게 되고, 더욱 바람직하게는 작업현장의 대기온도인 상온 (20℃ 내지 23℃)에서 알콜을 증발 시킬 수 있도록 진공압을 30 mmHg 내지 40mmHg로 하는 것이 좋다.
증기발생챔버(1)에서 발생된 알콜 증기가 모두 공정챔버(6)로 이동을 하게되면 흐름감지센서(12)에도 증기의 흐름이 감지되지 않게 되는데, 이때 자동개폐밸브(5)를 폐쇄시키면 발생된 증기 모두는 공정챔버(6) 내에서 피세정물(8)의 표면에 응축이 되어 수분을 제거하고, 수분의 제거가 완료된 후에도 증기는 계속하여 피세정물(8)에 응축이 되며, 따라서 증기인 기체가 응축액인 액체로 변화하여 피세정물(8) 표면에 부착되어 있는 각종 오염 물질과 함께 피세정물(8)의 표면에서 떨어져 공정챔버(6)의 하부로 낙하하게 된다.
적정한 시간동안 이 과정을 계속 진행한 후, 질소가스 탱크(32)로부터 공급되는 질소 가스를 질소가스 가열기(17)를 통과시키면서 자동개폐밸브(16)를 개방하면 질소 가스가 가열되어 공정챔버(6)의 덮개판(7) 저면에 있는 다수의 분사구가 천공된 다중분무관(15)을 통하여 공정챔버(6) 내부로 분사되어 표면에 잔류하고 있던 수분의 치환이 완료된 피세정물(8)의 표면으로 분사가 된다.
이때, 공정챔버(6)에 가열 질소 가스를 공급함과 동시에 폐쇄되어 있던 배수관(13)의 자동개폐밸브(24)를 열고 배수통(14)과 증기입자 포집기(22)와 양쪽이 연통 되어 있는 흡입기(18)를 가동하면 공정챔버(6) 내부의 진공이 해제되면서 대기압 상태로 환원이 된다.
또한 공정챔버(6)에 가열 질소 가스를 공급함과 동시에 증기발생챔버(1)와 연결되어 있는 적량공급펌프(3)를 동작시킴과 동시에 역시 인접하여 있는 자동개폐 밸브(4)를 열어 주면 미리 설정해 놓은 양만큼의 알콜용액을 도시되지 않은 외부의 알콜 저장 탱크로부터 증기발생챔버(1)로 공급하여 바로 전에 사용된 알콜용액의 양과 동일한 양의 알콜용액이 증기발생챔버(1)로 공급되어 증기발생챔버(1) 하면에 저장이 되고 다음의 건조 공정이 시작될 때까지 대기하게 된다.
한편, 공정챔버(6)의 피세정물(8)의 표면으로부터 낙하되는 혼합물은 공정챔버(6)와 연결되어 있는 배수관(13)을 통하여 배수통(14)에 모이게 되고, 또한 공정챔버(6) 내부에서 피세정물(8)에 응축이 되지 않고 증기 입자로 남아있던 것들은 상기 흡입기(18)의 가동에 따라서 상기 배수통(14)을 통과하여 흡입기(18)를 거쳐 증기입자 포집기(22)로 이동하게 된다. 이곳에서 증기 입자들은 물과 반응하여 모두 용액으로 환원이 되어서 배수가 되게 된다.
그러는 동안에, 공정챔버(6) 내의 피세정물(8)의 표면의 알콜증기 응축액이 모두 건조되면 질소 가스의 공급을 차단함과 동시에 흡입기(18)의 동작도 완료시키면서 공정챔버(6) 상단의 덮개판(7)을 에어 실린더(도시되지 않음)를 이용하여 상부로 들어올리고 후방으로 이동시킨 후 공정챔버(6) 내부의 지그(9)에 있는 건조 공정이 완료된 피세정물(8)을 장치의 외부로 이동시키고 공정챔버(6) 상단의 덮개판(7)을 전방으로 이동시킨 후 하부로 내려서 공정챔버(6)의 상단에 올려놓으면 건조 공정이 모두 완료되는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 알콜 용액을 상온에서 기화시켜 증기를 발생시킴으로써 피세정물의 수분 제거 및 피세정물 표면에 부착되어 있는 각종 오염 물질의 제거를 수행하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 알콜용액을 상온에서 기화시키기 때문에 화재의 위험성이 없어지게 되고; 증기발생챔버 및 공정챔버의 내부가 진공상태에서 공정이 이루어지기 때문에 증기입자의 유동이 일정하여 피세정물의 잔류수분의 제거와 각종 잔류 오염물질의 제거가 보다 우수하게 수행될 뿐만 아니라 대기 노출에 의한 제품의 불량유발을 차단하게 되고; 전 공정이 밀폐된 상태에서 공정이 이루어지기 때문에 알콜용액의 자연증발에 의해 생산현장에 미치는 악영향이 없어지게 되고; 정량공급펌프에 의해 매 공정마다 꼭 필요한 용액만을 공급하여 공정을 수행하므로 용액의 소모량을 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (7)

  1. 알콜용액 탱크(31)에 연결된 공급관(27)을 통해 알콜용액(2)을 공급받는 알콜 증기발생챔버(1)와, 상기 증기발생챔버(1)에 연결된 연결관(30)을 통해 알콜 증기를 공급받으며 다수의 분사구가 천공된 다중분무관(15)과 피세정물(8)을 고정시키는 지그(9) 및 덮개판(7)을 포함하는 공정챔버(6)와, 상기 공정챔버(6)의 다중분무관(15)에 연결된 질소공급관(26)으로 가열된 질소가스를 공급하는 가열기(17)와, 상기 증기발생챔버(1) 및 상기 공정챔버(6)의 하부에 연결된 각각의 배수관(23), (13)을 통해 배수되는 용액을 수집하는 배수통(14)과, 상기 배수통(14)에 연결된 배출관(29)의 중간에는 흡인기(18)가 설치하며 출구측에는 증기입자를 포집하는 포집기(22)가 설치되고, 상기 공급관(27), 연결관(30), 배수관(13),(23) 및 질소공급관(26)의 중간에 설치된 자동개폐밸브(4),(5),(24),(25) 및 자동개폐밸브(16)를 포함하여 이루어지는 습식 세정한 후의 피세정물의 건조장치에 있어서, 상기 알콜용액 탱크(31)와 자동개폐밸브(4)에 연결된 공급관(27) 중간에는 알콜용액(2)을 소정량 증기발생챔버(1)로 공급하는 정량공급펌프(3)가 설치되며; 상기 증기발생챔버(1)를 둘러싸고 있으며, 그의 양측벽 및/또는 둘레에 방폭램프(20)를 구비하여 상온을 유지하는 박스체(19)가 설치되고; 상기 공정챔버(6)의 측면에는 흡입관(28)의 일단이 연결되고, 상기 흡입관(28)의 타단에는 상기 공정챔버(6) 및 상기 증기발생챔버(1) 내부를 진공 상태로 변환 및 유지하기 위한 진공펌프(10)가 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 알콜 진공 건조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공정챔버(6)의 측면벽 상단부와 상기 덮개판(7)의 하면 사이에 진공 밀폐력을 높이는 특수 O링(21)을 장착한 것을 특징으로 하는 알콜 진공 건조장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 증기발생챔버(1)와 상기 공정챔버(6)를 연통시키는 연결관(30)에 흐름감지센서(12)가 설치되는 것을 특징으로 하는 알콜 진공 건조장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 진공펌프(10) 대신에 보다 흡입용량이 큰 아스피레이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 알콜 진공 건조장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방폭램프(20)는 할로겐 램프, 원적외선 램프 및 실리콘 러버 히터로 구성된 열원 중에서 선택된 어느 하나의 열원인 것을 특징으로 하는 알콜 진공 건조장치.
  6. 피세정물(8)을 공정챔버(6)내로 도입하는 단계와, 증기발생챔버(1) 내부에 수용된 알콜용액(2)을 기화시켜 공정챔버(6) 내로 공급하는 단계와, 상기 공정챔버(6)내로 공급된 기화된 알콜 용액으로 피세정물(8)을 세정하는 단계와, 상기 피세정물(8)에 접촉하여 수분과 결합되어 낙하되는 알콜용액 및/또는 상기 공정챔버(6) 내부에 잔류하는 증기입자를 배수시키면서 상기 공정챔버(6)내로 가열된 질소 가스를 유입시켜 피세정물(8)을 건조시키는 건조공정에 있어서, 상기 증기발생챔버(1)내로 1회 사용될 소정량의 알콜용액(2)을 공급하는 단계와; 상기 증기발생챔버(1)내에서 알콜용액(2)을 상온으로 유지시키는 단계와; 상기 증기발생챔버(1) 및 공정챔버(6)의 내부를 진공화시키면서 알콜용액(2)의 비점을 진공도에 따라 조절하여 증기발생챔버(1) 내의 알콜용액(2)을 상온에서 기화시키는 단계; 및 상기 증기발생챔버(1)에서 발생된 기화된 알콜 증기가 기압차에 의해 자동으로 공정챔버(1)로 이동되면서 진공상태에서 피세정물(8)의 표면에 응축되어 세정 및 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피세정물의 건조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공정챔버(6)와 상기 증기발생챔버(1) 내의 진공압을 60 mmHg 내지 20 mmHg로 조절하는 것을 특징으로 하는 피세정물의 건조 방법.
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