KR100900091B1 - 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터 - Google Patents
고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터에 관한 것으로, 그 구성은 유체의 유로를 형성하고 유체가 유입되는 유입구와 유입된 유체에 포함된 부유물질이 필터링되어 유출되는 유출구를 구비하는 하우징과, 하우징 내에 구비되어 유로를 형성하도록 유입구 부분인 일단이 막힌 형태이고 타단이 유출구에 일체형으로 결합되는 다공성 메탈 엘리멘트를 포함한다. 본 발명은 복잡한 유로와 향상된 공극률에 의해 필터링이 뛰어나고, 내압성 및 내식성이 향상되는 효과가 있다.
필터, 고청정, 메탈 엘리멘트, 다공, 유로
Description
본 발명은 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복잡한 유로와 향상된 공극률에 의해 필터링이 뛰어난 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터에 관한 것이다.
일반적으로 대부분의 생산 공정에서는 기체나 액체 등의 유체(流體)의 전달을 필요로 한다. 유체는 순도가 해당 생산 공정의 수율 및 성능에 미치는 영향이 매우 크다. 따라서, 이러한 유체는 충분히 필터링된 고순도의 유체로 공급되어야 한다.
그러나, 현재 생상 공정에서 사용되고 있는 필터는 미세한 파티클(particle)을 필터링하기에는 적합하지 않고, 이로 인해, 생산 공정에서 사용되는 장비에 오염이나 기능저하로 불량을 발생시키는 문제점이 있다.
따라서, 미세한 파티클까지도 필터링할 수 있는 필터가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 미세한 파티클까지도 용이하게 필터링할 수 있는 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 복잡한 유로 형성과 다공성으로 인해 필터링 효과가 뛰어난 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 내압성 및 내식성이 향상될 수 있는 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터에 구비되는 메탈 엘리멘트(metal element)는, 막힌 형태를 갖고, 유체가 유입되는 유입구 부분인 일단과, 뚫린 형태를 갖고, 상기 유입된 유체에 포함된 부유물질이 필터링되어 유출되는 유출구 부분인 타단을 포함하고, 불규칙한 형상을 갖는 파우더로 구성되는 것에 특징이 있다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터는, 유체의 유로를 형성하고, 상기 유체가 유입되는 유입구와 유입된 유체에 포함된 부유물질이 필터링되어 유출되는 유출구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내에 구비되어 유로를 형성하도록 상기 유입구 부분인 일단이 막힌 형태이고, 타단이 상기 유출구에 일체형으로 결합되는 다공성 메탈 엘리멘트(metal element)를 포함하는 것에 특징이 있다.
그리고 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터의 상기 메탈 엘리멘트는, 상기 메탈 엘리멘트를 구성하는 파우더가 불규칙한 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터의 상기 유체는, 상기 하우징의 유입구로 유입되어 상기 하우징의 유로 및 상기 메탈 엘리멘트를 거쳐 상기 메탈 엘리멘트의 유로를 통과하여 상기 하우징의 유출구로 유출되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터의 메탈 엘리멘트의 제조 방법은, 슬러지 상태의 재료를 준비하는 과정과, 상기 재료를 스틸 볼을 이용하는 장치에서 고속 회전하는 과정과, 상기 고속 회전 과정으로 불규칙한 형상을 갖는 파우더를 제조하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 복잡한 유로와 향상된 공극률에 의해 필터링이 뛰어나다. 즉, 0.0025㎛ 크기의 아주 미세한 파티클(particle)까지도 필터링이 가능하다. 그리고 포집 효율과 청정도 및 파티클 제거 능력이 우수하다. 또한, 내압성 및 내식성이 향상되는 효과가 있다.
그리고 본 발명은 유체, 예컨대 반도체 공정에 사용되는 공기(air), 공정 가스(process gas), 공정 화학물질(process chemical), 물(water) 등의 필터링에 적용될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등 한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터(100)는 하우징(housing; 10)과 메탈 엘리멘트(metal element; 50)로 구성된다.
하우징(10)은 유체의 유로를 형성한다. 하우징(10)은 유입구(11)와 유출구(13)를 구비한다. 유입구(11)는 유체가 유입되는 부분이고, 유출구(13)는 유입된 유체에 포함된 부유물질이 필터링되어 유출되는 부분이다. 하우징(10)은 스테인리스 강(stainless steel), 하스텔로이(Hastelloy) 등으로 제조될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 하우징(10)의 형태가 도 1에 도시된 바와 같은 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 하기되는 메탈 엘리멘트(50)가 구비될 수 있는 하우징의 형태는 어떤 것이든 가능하다.
메탈 엘리멘트(50)는 하우징(10) 내에 구비되어 유로를 형성한다. 메탈 엘리멘트(50)는 유입구(11) 부분인 일단이 막힌 형태이고, 타단이 유출구(13)에 일체형으로 결합된다. 메탈 엘리멘트(50)는 다공성(porous)을 갖는 형태이다. 이러한 메탈 엘리멘트(50)를 구성하는 파우더의 단면이 도 2a에 도시된다. 도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터의 메탈 엘리멘트 파우더의 단면과 일반적인 메 탈 엘리멘트 파우더의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터(100)의 메탈 엘리멘트(50)는 파우더가 불규칙한 형상을 갖는다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같은 일반적인 메탈 엘리멘트를 구성하는 파우더는 둥근 형태인데 반하여, 본 발명에 따른 메탈 엘리멘트(50)를 구성하는 파우더는 불규칙한 형태를 갖는다. 이러한 형태로 인해, 공극률(porosity)이 향상된다. 즉, 일반적인 메탈 엘리멘트의 공극률이 40~50% 정도인 것에 반하여, 본 발명에 따른 메탈 엘리멘트(50)의 공극률은 65~70% 정도이다. 그리고 균일한 포어(pore)층이 형성되어 메탈 엘리멘트(50)에 균열 및 포집성능 저하가 발생되는 등의 문제가 없다.
이러한 불규칙한 형상을 갖는 메탈 엘리멘트(50) 파우더는 슬러지 상태의 재료를 준비하고, 그 재료를 미세한 스틸 볼(steel ball)을 이용하는 장치에서 고속 회전시켜, 불규칙한 형상을 갖도록 제조된다. 즉, 메탈 엘리멘트(50)를 구성하는 파우더가 찌그러지면서 면적이 넓어지게 되고, 결국 도 2a에 도시된 바와 같은 불규칙한 형상을 갖게 된다.
메탈 엘리멘트(50)를 구성하는 파우더의 이러한 형상에 의해, 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터(100)는 복잡한 유로를 형성하게 된다. 이러한 형태를 나타낸 도면이 도 3에 도시된다. 도 3은 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터의 메탈 엘리멘트에서의 복잡한 유로 형태를 나타낸 도면이다.
메탈 엘리멘트(50)를 구성하는 파우더가 불규칙한 형상을 가지므로, 이를 통과하여야 하는 유체의 유로는 도 3에 도시된 바와 같이, 복잡하게 된다. 이로 인 해, 유체에 존재하는 파티클의 필터링이 용이하게 이루어진다. 즉, 0.0025㎛ 크기의 아주 미세한 파티클까지도 필터링이 가능하게 된다. 그리고 대략 0.55㎛의 최대 투과 입자 크기에서 99.9999999%의 높은 포집 효율(particle filtration efficiency)을 달성한다.
메탈 엘리멘트(50)의 재질 및 전술한 바와 같은 형태로 인해, 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터(100)의 내압성 및 내식성이 향상된다. 메탈 엘리멘트(50)는 스테인리스 강(stainless steel), 하스텔로이(Hastelloy) 등으로 제조될 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 고청정 라인용 필터(100)의 성능에 대하여 설명한다.
먼저 필터링 메커니즘(filtration mechanism)을 살펴보면, 확산(diffusion), 차단(interception), 관성충돌(inertial impaction), 정전 흡착(electrostatic attraction), 중력 침강(gravitational setting), 여과 효과(sieving) 등이 있다. 확산은 분자의 열운동으로 불규칙적인 움직임에 의한 충돌을 의미하고, 차단은 파티클 사이즈에 의해 기공(pore)에 끼이는 효과를 의미하며, 관성충돌은 복잡한 유로에 의한 관성 충돌, 정전 흡착은 정전기에 의한 흡착, 중력 침강은 자중에 의해 떨어지는 효과, 여과 효과는 파티클의 크기가 기공 크기에 비하여 커서 유로를 통과하지 못하는 효과를 의미한다.
본 발명에 따른 고청정 라인용 필터(100)를 이용하는 경우, 전술한 바와 같은 구성으로 인해 다양한 크기의 파티클이더라도 전술한 필터링 메터니즘에 있어서 그 효과가 뛰어나고, 이로 인해 포집효율(particle retention), 청정도(particle shedding), 제거 능력(removal rating) 등의 효과가 뛰어나다.
한편, 본 실시예에 따른 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터는 반도체 공정 등에 사용될 수 있고, 필터링되는 유체로서, 예컨대 반도체 공정에 사용되는 공기(air), 공정 가스(process gas), 공정 화학물질(process chemical), 물(water) 등에 적용될 수 있다. 여기서, 공정 가스로는 비활성 기체(inert gas)와 활성 기체(active gas) 등에 적용될 수 있다.
그리고 적용되는 반도체 공정, 예컨대 파티클이 생성되는 반도체 공정으로서, 피드 가스(feed gases), 웨이퍼 이동 시스템(wafer transport system), pump down reaction, gas phase reaction 등에 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터(100)가 적용될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 고청정 라인용 메탈 엘리멘트 및 그를 구비하는 필터는 전술한 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 이는 본원발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터를 나타낸 단면도이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터의 메탈 엘리멘트 파우더의 단면과 일반적인 메탈 엘리멘트 파우더의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고청정 라인용 필터의 메탈 엘리멘트에서의 복잡한 유로 형태를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 고청정 라인용 필터 10; 하우징
11; 유입구 13; 유출구
50; 메탈 엘리멘트
Claims (5)
- 고청정 라인용 필터에 구비되는 메탈 엘리멘트(metal element)에 있어서,막힌 형태를 갖고, 유체가 유입되는 유입구 부분인 일단과,뚫린 형태를 갖고, 상기 유입된 유체에 포함된 부유물질이 필터링되어 유출되는 유출구 부분인 타단을 포함하고,불규칙한 형상을 갖는 파우더로 구성되는 것을 특징으로 하는 고청정 라인용 메탈 엘리멘트.
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- 고청정 라인용 필터 내에 구비되는 메탈 엘리멘트의 제조 방법에 있어서,슬러지 상태의 재료를 준비하는 과정과,상기 재료를 스틸 볼을 이용하는 장치에서 고속 회전하는 과정과,상기 고속 회전 과정으로 불규칙한 형상을 갖는 파우더를 제조하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고청정 라인용 메탈 엘리멘트의 제조 방법.
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