KR100389751B1 - 개별부품의집단세정및건조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개별 부품(1)의 집단 세정 및 건조 방법에 관한 것이다. 세라믹 기판, 캐패시터, 레지스터 또는 반도체 크리스탈과 같은 부품이 예를 들면 연마 또는 에칭과 같은 여러 가지 처리가 수행되는 것이 관행이다. 이러한 각종의 처리 이후에, 개별 부품은 처리시에 사용되었던 (유체) 물질을 제거하여야 한다. 따라서, 다수의 제조 단계에서 세정액으로 부품을 세정하고, 그 후 유기 용제를 기화시키므로서 세정액이 유기 용제에 의하여 제거되므로서, 젖은 부품을 건조시 시키는 것이 일반적이다. 개별 부품은 집단 제품으로 처리된다. 즉, 이러한 부품은 스페이서가 없이 집단 부품으로 처리된다. 본 발명에 따르면, 본 발명의 방법은, 개별 부품(1)을 세정액으로 세정하고, 젖은 부품을 냉동 건조 과정으로 건조시키는 단계와, 상기 세정액이 고체 물질이 되도록, 상기 젖은 부품을 세정액의 융점 이하의 온도로 하강시키는 단계와, 고체 물질의 증기압 미만의 온도를 갖는 공간에 부품과 고체 물질을 주입하므로서 상기 고체 물빌을 기화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법.

Description

개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법{METHOD OF BULK WASHING AD DRYING OF DISCRETE COMPONENTS}

개별 부품이란 개별적으로 사용되는 부품을 의미한다. 이러한 부품으로는 세라믹 기판, 캐패시터, 레지스터 또는 반도체 크리스탈과 같은 부품이 있다. 이러한 부품은 예를 들면 연마 또는 에칭과 같은 여러 가지 처리가 수행되는 것이 관행이다. 이러한 각종의 처리 이후에, 개별 부품은 처리시에 사용되었던 (액체) 물질이 제거되어야 한다. 따라서 다수의 제조 단계에서 세정액으로 부품을 세정하고, 그 후 젖은 부품을 건조시켜 그것을 다음 단계로 진행시키는 것이 일반적이다. 개별 부품은 집단 제품으로 처리된다. 즉, 이러한 부품은 스페이서가 없이 집단 부품으로 처리된다.

전술된 방법은 부품의 건조 이후에 부품이 상호 들러 붙는 단점을 갖는다. 이러한 점착을 방지하기 위하여, 실제로 알콜 또는 아세톤과 같은 유기 용제를 사용하여 세정액을 제거한다. 이러한 용제는 환경을 오염시킬 수 있기 때문에, 사용된 유기 용제를 재활용하기 위한 수단이나 그것을 환경과 친숙한 방식으로 배출하기 위한 수단이 필요하다. 또한, 이러한 용제를 사용하면 그 사용 동안에 안전 수단을 필요로 하기 때문에 비용이 과다하다.

본 발명의 주목적은 유기 용제를 사용하지 않는 한편 개별 부품이 건조 이후에 상호 점착되지 않도록 개별 부품을 세정 및 건조시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 개별 부품을 집단적으로 세정 및 건조하기 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법에 의하여 건조되는 부품을 개략적으로 도시한 것으로 실척으로 도시되지 않았다.

본 발명에 따르면, 개별 부품을 집단 세정 및 건조시키는 방법은 상기 목적을 달성하기 위하여, 상기 개별 부품을 세정액으로 세정하고, 젖은 부품을 동결 건조 과정에서 건조시키며; 상기 젖은 부품을 세정액의 융점 이하의 온도로 하강시켜, 상기 세정액이 고체 물질로 되며; 상기 부품과 고체 물질을 상기 고체 물질의 증기압보다 낮은 압력을 갖는 공간에 주입함으로써 상기 고체 물질을 기화시키는 것에 특징이 있다.

부품은 유기 용제를 사용하지 않고 세정 및 건조되며, 이러한 부품은 건조 이후에 상호 점착되지 않는다.

원칙적으로 각종 세정액이 사용될 수 있지만, 세정액으로서는 물이 사용되는 것이 바람직하다. 물은 환경에 대하여 무해하며, 저렴하고 쉽게 이용할 수 있으며, 물의 융점과 증기압은 동결 건조용으로 아주 적합하다.

디음의 물리적 과정은 어떤 역할을 수행하는 것으로 예견된다. 세정액으로서 물을 공지된 방법으로 사용되는 경우에는, 젖은 부품 사이에 수막이 존재한다. 이들 젖은 부품이 부가의 수단 없이 건조되면, 물은 주변과 연통하는 관계에 있는 젖은 부품의 에지를 따라 증발할 것이다. 그러나 개별 부품 사이 공간의 모세관 작용에 기인하여 수막은 개별 부품사이에 여전히 존재한다. 이러한 공간은 기화 동안에 협소하게 된다. 에지를 따라 보다 많은 물이 기화하는 것에 비례하여, 모세관 작용력에 의하여 부품은 보다 긴밀히 상호 당겨진다. 거의 모든 물이 사라지게 되면, 부품은 접착에 의해서 서로 너무 긴밀히 점착되어서 분리될 수 없거나 분리가 곤란하게 된다. 따라서, 공지된 방법에 의하면, 물은 기화되지 않고 방수제로서 아세톤과 같은 유기 용제를 사용하여 제거된다. 유기 용제는 신속히 기화하므로 모세관 작용력이 부수적인 역할 밖에 하지 못한다. 또한, 유기 용제를 사용하였기 때문에 부품의 표면 구조가 변경된다. 그리고 단지 물만 사용되는 상황과 비교하여 부품의 표면에서는 다른 분자군이 존재할 것이다. 이러한 영향은 부품간의 접착성에 영향을 미친다.

본 발명에 따른 방법이 사용되면, 기화 동안 부품 사이에는 얼음과 같은 고체 물질이 존재한다. 고체 물질은 에지를 따라 주변으로 기화하지만, 부품은 비기화 고체 물질에 의하여 분리된 상호 비교적 넓은 간격으로 서로 유지된다. 부품은 모세관 작용력에 의하여 상호 끌리지 않으며, 또한 고체 물질은 에지가 모세관 작용력에 기인하여 협소하게 되는 공지된 방법보다 부품간의 불변적인 비교적 넓은 간격으로 인하여 기화가 보다 우수하게 일어날 수 있다.

본 방법은 약 0.5mm 이하의 크기를 갖는 비교적 소형의 개별 부품에 사용될 수 있다. 특히 소형 개별 부품에서는 건조 이후에 상호 점착이 발생한다. 본 방법은 적어도 하나의 평탄면을 갖는 부품에 사용된다. 본원에서 평탄면이란 약 30㎛미만의 평평도(out-of-flatness)를 갖는 표면을 의미한다. 또한, 젖은 부품이 모세관 작용력에 기인하여 평탄면이 평행하도록 자체적으로 배향되고 두 평탄면 사이에 세정액 막이 존재하기 때문에, 평탄면을 갖는 대형 개별 부품에 있어서도 상호 점착이 종종 발생한다. 이러한 젖은 부품이 부가적인 수단 없이 건조되면, 세정액은 주변과 연결되어 있는 평탄면 사이의 에지를 따라 기화한다. 이러한 평탄면은 보다 많은 세정액이 기화하면 서로를 향해 흡인된다. 따라서, 평탄면은 접착에 의하여 상호 점착한다. 본 발명의 방법에 있어서는, 비기화 고체 물질이 부품 사이에 비교적 넓은 분리를 제공한다.

본 방법은 두개의 주 평탄면이 상호 대향되어 있는 판 형태의 부품에 사용된 다. 본원에 있어서, 평탄면에 직각인 방향으로의 부품의 치수는 평탄면과 평행한 치수에 비하여 작다. 이러한 형상을 갖는 특정 부품, 예를 들면 세라믹 또는 유리 기판이 유기 용제를 사용하지 않고 건조 이후에 상호 점착되는 관행이 있다. 본 방법은 다이오드나 트랜지스터와 같은 집단으로 공급되는 습윤 크리스탈을 세정 및 건조하는 반도체 크리스탈 제조에 있어서 특히 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 반도체 크리스탈은 상호 강력한 접착을 보이는 평탄면을 갖는 판형을 갖기 때문에, 유기 용제를 사용하지 않고 건조 이후에 크리스탈의 상호 점착이 빈번히 발생한다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 반도체 크리스탈은 건조 이후에 크리스탈이 상호 점착되지 않으며 또한 유기 용제가 사용되지 않고 세정 및 건조될 수 있다.

공간 내의 압력은 소위 저진공이라 불리우는 500 Pa 내지 1 pa 사이이다. 실제로, 10 Pa(0.1 mbar)의 압력이 만족스럽다. 이러한 압력은 예를 들면 얼음의 비교적 신속한 기화를 허용하기에는 충분히 낮으며 소위 예비 진공 펌프에 의하여 비교적 간단하고 저렴한 방식으로 실현될 수 있다. 예를 들면, 예비 진공 펌프로서 소위 루츠(Roots) 송풍기가 사용될 수도 있다. 이러한 펌프는 비교적 높은 펌핑 속도를 갖기 때문에, 필요에 따라 다량의 증기가 배출될 수 있다.

실제로, 고체 물질이 기화하면서 부품으로부터 상당량의 열을 제거하기 때문에 기화가 매우 느리게 이루어지는 지점까지 부품의 온도가 강하한다는 것을 발견하였다. 따라서, 부품은 고체 물질의 기화 동안에 가열되는 것이 바람직하다. 물이 세정액으로서 사용되면, 부품과 얼음은 얼음의 신속한 기화를 실현하기 위하여 약 -10℃의 온도까지 가열되는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 예를 보다 상세히 실명하기로 한다.

도 1은 적어도 하나의 평탄면을 갖는 부품(1)을 도시하는 것으로, 본 실시예에서 부품(1)은 판형으로 이루어지고 상호 대향하는 두개의 주 평탄면(3, 4)을 갖갖는다. 본 실시예에서 부품(1)은 다이오드 반도체 크리스탈을 포함하며, 여기서 평탄면(3, 4)과 평행한 pn 접합이 제공된다. 이러한 반도체 크리스탈(1)은 매우 평활한 표면(3, 4)이 5㎛ 이하의 표면 평평도를 갖는 상태에서 약 300㎛의 두께와 1mm의 단면을 갖는 판형이다. 다이오드의 제조시에, 부품(1)은 접착, 샌드블라스팅또는 연마 등과 같은 처리가 수행된다. 이러한 처리 이후에, 부품(1)은 세정되어야 한다. 세정 과정에서의 어느 한 단계는 탈염수 처리된 물로 부품(1)을 세정하고, 그 이후 젖은 부품은 건조된다. 세정 및 건조 동안에, 부품은 집단으로 제공된다. 즉, 그러한 부품은 스페이서, 래크 또는 그와 유사한 것 없이 여러 부품(1)에 대한 공통 홀더에 집단 제품으로서 이동된다. 본 발명에 따라서, 젖은 부품(1)은 0℃ 이하의 온도까지 하강하여 얼음(5)이 형성되고, 그 이후 얼음(5)이 기회되는 동결 건조 방법으로 건조된다. 얼음(5)은 젖은 부품(1)이 0℃에서 물의 증기압(약 600 Pa)보다 낮은 압력을 갖는 공간에 주입되기 때문에 기화된다. 본 발명의 실시예에서 수 십만개의 이러한 반도체 다이오드 크리스탈이 공간에 주입된다. 공간은 공간 내부의 압력을 저진공의 약 10 Pa(0.1 mbar)까지 유발하는 루츠 송풍기와 같은 소위 예비 진공 펌프와 연결되어 있다. 이에 의하여 크리스탈의 얼음은 기화한다. 부품(1)으로부터 기화열을 제거하면 부품의 온도는 -50℃ 까지 하강한다. 얼음(5)의 기화는 이와 같은 낮은 온도에서 매우 천천히 이루어진다. 그러므로, 얼음(5)의 기화 중에, 부품은 얼음(5)의 신속한 기화를 실현하기 위하여 약 -10℃ 의 온도까지 가열된다. 부품과 얼음은 상기 목적을 위하여 약 30℃의 온도로 유지되는 가열판 상에 위치한다. 도 1은 모세관 작용력에 기인하여 표면(3, 4)사이에 수막이 형성되도록 젖은 부품(1)으로서 서로에 대하여 배향된 부품(1)을 도시한다. 동결 이후에는, 평탄면(3, 4) 사이에 얼음(5)이 존재할 것이다. 얼음(5)은 이 경우에 10 Pa의 감압 상태에 있는 공간인 주변과 연통하는 개방 에지(6)를 따라 기화한다. 얼음(5)이 기화하면, 개방 에지(6)는 지점(6')에서 지점(6")으로 이동한다. 그러나,기화되지 않은 얼음(5)이 부품을 이격된 상태로 유지하기 때문에 부품(1)의 평탄면(3, 4)은 서로 비교적 넓은 고정 거리(7)로 유지된다.

부품(1)은 본 발명에 따른 방법의 사용에 의하여 상호 점착되지 않고 건조될 수 있다.

본 발명은 전술된 실시예에 제한받지 않는다. 상기 실시예는 다이오드 반도체 크리스탈의 건조를 포함한다. 예를 들면 소형 개별 부품이나 적어도 하나의 평탄면이 제공된 유리 또는 세라믹 기판과 같은 부품 등의 다른 부품이 건조 이후에 부품의 상호 점착 없이 본 발명에 따른 방법에 의하여 건조될 수도 있다. 또한, 고체 물질이 발생하도록 세정액을 냉각시키기 위한 기화 방법을 사용하는 것도 가능하다. 그 후 젖은 부품으로부터 기화열이 제거되면 세정액이 고체 물질이 될 때까지 부품이 냉각된다. 동결 건조 그 자체는 공지된 방법이다. 공지된 동결 건조 방법에 있어서, 음식과 같은 물질은 수분이 제거되어, 음식은 양호한 저장 특성을 갖는다. 음식을 사용하려고 하는 경우에는 물이 다시 첨가된다. 본 실시예에서는 세정액으로서 물을 사용하였다. 또한 다른 세정액의 경우에서도 젖은 개별 부품은 동결 건조될 수 있다. 젖은 개별 부품의 동결 및 얼음의 기화를 위하여 표준 동결 건조 방법과 장비가 사용될 수도 있다.

Claims (7)

1. 개별 부품을 집단 세정 및 건조하기 위한 방법에 있어서,

   상기 개별 부품을 세정액으로 세정하고, 이 젖은 부품을 동결 건조 과정으로 건조시키며,

   상기 젖은 부품을 세정액의 융점 이하의 온도로 하강시켜, 상기 세정액이 고체 물질로 되며,

   상기 부품과 고체 물질을 상기 고체 물질의 증기압보다 낮은 압력을 갖는 공간에 주입함으로써 상기 고체 물질을 기화시키는 것을 특징으로 하는

   개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 세정액은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는

   개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   적어도 하나의 평탄면이 각각 제공된 상기 부품이 건조 및 세정되는 것을 특징으로 하는

   개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 부품은 두개의 주 평탄면이 상호 대향하는 판형을 갖는 것을 특징으로 하는

   개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 부품은 반도체 크리스탈을 포함하는 것을 특징으로 하는

   개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 공간 내의 압력은 500 Pa 내지 1 Pa(저진공) 사이인 것을 특징으로 하는

   개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 부품과 고체 물질은 상기 고체 물질의 기화 동안에 가열되는 것을 특징으로 하는

   개별 부품의 집단 세정 및 건조 방법.