KR100926091B1 - 유체 처리용 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 세척방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 및 LCD 공정에 이용되는 유체 처리용 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 세척방법에 관한 것으로, 내부 코어(Inner Core)(10)와; 내부 코어를 감싸고 형성되는 멤브레인(Membrane Part)(20)과; 멤브레인(20)의 외부에 형성되는 외부 코어(Outter Core)(30)와; 상기 내부 코어(10)의 상면에 용접(Welding)을 행하여 일체로 덮어 형성하는 상부 캡(Upper Cap)(40)과; 상기 외부 코어(30)의 하면에 용접을 행하여 일체로 형성되는 하부 캡(Lower Cap)(50);을 구비하고, 상기 내부 코어와 멤브레인과 외부 코어와 상부 코어 및 하부 코어는 녹이 슬지 않는 스테인레스 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
유체처리용, 금속메쉬필터, 역세척, 멤브레인, 내부 코어, 외부 코어
Description
본 발명은 반도체 LCD 공정에서의 역세척을 이용하여 재사용을 가능하게 하는 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 세척방법에 관한 것으로, 특히 DI Water나 화학물질에 대해 역세척을 통해 반복적으로 재사용이 가능한 유체 처리용 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 세척방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼 또는 글래스 등의 소재를 가공하는 반도체, LCD 제조 공정에는 증착공정, 리소그래피 공정 및 식각공정 등과 같은 여러 공정들이 포함되고, 이들 공정에는 다양한 공정 용액이 공급되어 이용된다.
그 일 예로, 습식각 공정 또는 세정 공정에서 식각액이나 세정액과 같은 공정 용액들이 탱크로부터 공급되며, 공정 용액에 의하여 웨이퍼 또는 글래스에 소정 패턴으로 식각 또는 세정된다.
반도체 소자 또는 LCD 글래스 제조공정에 사용되는 케미컬, 초순수 등과 같은 액체에 파티클(particle)이 존재할 경우, 이러한 파티클이 웨이퍼나 글래스 표 면에 부착되어 패턴 형성을 방해하거나 표면에 스크래치(scratch)를 유발시킴으로써 품질과 수율을 현저하게 저하시키는 원인이 되었다.
그러므로, 이러한 공정에 사용되는 공정 용액은 일반적으로 필터(Filter) 장치를 통해 소정의 파티클이 필터링된 다음 식각 설비에 투입된다.
종래에 이용되는 유체 처리용 필터는 중공형 구조의 카트리지, 즉 수지(Plastic Resin) 계열의 케이싱(casing)에 멤브레인(Membrane)이 감싸여져 있는 구조로, 시간주기(Time Base) 또는 상태점검(Condition Base) 주기로 교체가 이루어졌다. 이러한, 수지 계열의 부직포 방식의 필터 재료(material)의 종류로는 폴리플로필렌(Polypropylene), PVDF(Polyvinylidene fluoride) 등을 이용하여 플리팅(pleating; 주름잡기) 구조를 형성하여 초순수(DI Water)나 화학물질등의 유체에 함유에 파티클을 제거하는데 이용하고 있다.
종래의 수지계열 케이싱에 멤브레인을 삽입하여 이루어지는 유체처리용 필터의 구조 및 세척 방법에 대해 도 1a 내지 1b를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 1a는 종래에 이용되는 유체 처리용 수지 계열 필터의 구조를 도시하는 내부 구성도이고, 도 1b는 종래의 필터 카트리지의 개략적 구성을 도시하고 사용한 카트리지를 교환하는 상태를 도시한 개략도이고, 도 1c는 도 1a의 구성에 의한 필터를 이용하여 유체처리 세척하는 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 1a를 참조하면, 수지 계열의 필터장치의 외부는 폴리플로필렌으로 몰딩된 보호 케이지(Moleded Polypropylene Protective Cage)(9)가 감싸고, 그 내부에는 교환가능한 멤브레인(Membrane)(5)이 삽입되어 있다. 이 멤브레인(5)의 내부에는 고강도 폴리플로필렌 지지코어(High Strength Polypropylene Support Core)(1)가 구비되고, 이 고강도 폴리플로필렌 지지코어(1)의 바깥으로는 폴리플로필렌 지지 배출층(Polypropylene Support Drainage Layer)(2)과, 폴리플로필렌 필터 매개층(Polypropylene Filter Media Layer)(3)과, 폴리플로필렌 지지층(Polypropylene Support Layer)(3)이 삽입설치되어 있다.
도 1b를 참조하면, 대부분의 반도체 및 LCD 라인(Lines)에서 사용하는 필터교체방식을 알 수 있다. 이때 필터(또는 필터 카트리지)의 교체 주기는 그 필터링 성능이 저하되는 시점에 교체가 이루어진다. 이렇게 교체된 필터는 폐기되고 재활용되지 못하기 때문에, 교체를 위해 메인 장비를 정지하여야 되는 문제점과, 교환으로 발생하는 비용이 낭비되고, 환경을 오염하는 원인이 되고 있다.
도 1c를 참조하여 상기와 같이 구성된 종래의 수지 계열의 필터장치의 세척 공정을 LCD 제조에 있어 TFT 제조 공정을 예를 들어 설명하면, 몰딩된 보호 케이지(Moleded Polypropylene Protective Cage)(9) 외부에서 초순수(DI Water) 또는 화학성분(Chemical)의 유체를 투입하여(도면에서 'IN'으로 도시함) 내부에 설치되어 있는 수지 계열 성분으로 된 멤브레인(5)을 관통하여 내부로 투입하게 되고, 멤브레인(5) 내부의 세척용 층(1, 2, 3, 4)을 통과하여 유체를 처리한 후, 하부에 설치된 드레인 밸브(5a)를 통해 외부(도면에서 'OUT'으로 도시)로 배출된다.
그러나, 이러한 구조로 된 종래의 수지 계열의 필터구조에 있어서는 멤브레인(5)의 필터링 능력이 감쇠되면, 교환함으로써 폐기 처분하게 된다. 이로 인해, 필터를 사용하는 현장에서는 잦은 교체로 인하여 원가가 상승되는 문제점으로 되고 있다.
또, 멤브레인 필터를 교체하고자 할 경우에는 메인의 생산설비를 정지시키고 교환작업을 수행해야 되기 때문에 설비 가동률이 크케 저하 되게 되며, 다량의 폐기물이 발생되어 환경오염의 원인이 된다는 커다란 문제점이 상존하였다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 내열성, 내약품성 및 내부식성이 탁월한 유체 처리용 금속메쉬필터 를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 역세정 공법을 적용하고, 약품 세정을 통하여 재 사용이 가능한 구조를 제공함으로써, 제조원가를 절감하는 유체 처리용 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 세척방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 필터의 사용기간을 연장하고, 공정을 정지하는 시간을 감축하며, 필터교환으로 발생하는 폐기물을 줄여 환경 오염을 방지하는 유체 처리용 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 세척방법을 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유체 처리용 금속메쉬필터의 구조는, 내부 코어(Inner Core)(10)와; 내부 코어를 감싸고 형성되는 멤브레인(Membrane Part)(20)과; 멤브레인(20)의 외부에 형성되는 외부 코어(Outter Core)(30)와; 상기 내부 코어(10)의 상면에 용접(Welding)을 행하여 일체로 덮어 형성하는 상부 캡(Upper Cap)(40)과; 상기 외부 코어(30)의 하면에 용접을 행하여 일체로 형성되는 하부 캡(Lower Cap)(50);을 구비하고, 상기 내부 코어와 멤브레인과 외부 코어와 상부 코어 및 하부 코어는 녹이 슬지 않는 스테인레스 금속재질로 형성함으로써 달성할 수 있다.
이때, 상기 내부 코어(10)와 상기 상부 캡(40)은 용접을 통해 일체로 형성되고, 상기 외부 코어(30)와 상기 하부 캡(50)은 용접을 통해 일체로 형성되며, 상기 내부 코어(10)의 밑면 중앙부는 개구되어 상기 외부 코어(30)를 통과하여 외부에서 오링(O-ring)(52)를 삽입하여 고정되며, 상기 오링(52)의 외부에는 외부로 유체를 흡입 또는 배출하기 위한 유체 흡입관(54)을 끼워 형성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 멤브레인(20)은, 가장 안쪽에 설치되어 내부 코어와 접하는 제1 지지부(support)(22)와, 상기 제1 지지부(22) 외부에 메쉬망을 형성하는 멤브레인 메쉬(Mebrane Mesh)(24)와, 상기 멤브레인 메쉬(24)의 외부에 부착되어 지지하는 제2 지지부(26),를 형성하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터를 이용한 세척방법은, 초순수(DI Water) 및 화학물질(Chemical)을 제거(filtering)하기 위하여 외부 코어(30)를 통해 유체를 투입하고, 멤브레인(20)과 내부 코어(10)를 통과하도록 하여, 유체 흡입관(54)을 통해 외부로 배출하는 초기 필터링(Filtering) 단계와;
금속메쉬필터를 사용후 이물질이 부착되거나 유량이 감소하거나 오염된 경우에, 하부 코어(30)에 연결된 유체 흡입관(54) 측에 초순수(DI Water)나 청정건조공기(clean dry air : CDA) 또는 질소(N2) 발생기 중 어느 하나로부터 생성되는 버블링(bubbling)을 가압 투여하여, 내부 코어(10)와 멤브레인(20) 및 외부 코어(30)를 차례대로 통과하면서, 멤브레인에 부착된 이물질을 탈착시켜, 외부로 세정해 내어 필터 내부를 세척하는 역세척(Back Flushing) 단계; 를 구비함으로써 달성할 수 있다.
또한, 반도체 및 LCD 공정에 이용되는 금속메쉬필터를 세척하는 방법으로서, 초순수(DI Water) 및 화학물질(Chemical)을 제거(filtering)하기 위하여 외부 코어(30)를 통해 유체를 투입하고, 멤브레인(20)과 내부 코어(10)를 통과하도록 하여, 유체 흡입관(54)을 통해 외부로 배출하는 초기 필터링(Filtering) 단계와;
금속메쉬필터를 사용후 이물질이 부착되거나 유량이 감소하거나 오염된 경우에, 하부 코어(30)에 연결된 유체 흡입관(54) 측에 초순수(DI Water)나 청정건조공기(clean dry air : CDA) 또는 질소(N2) 발생기 중 어느 하나로부터 생성되는 버블링(bubbling)을 가압 투여하여, 내부 코어(10)와 멤브레인(20) 및 외부 코어(30)를 차례대로 통과하면서, 멤브레인에 부착된 이물질을 탈착시켜, 외부로 세정해 내어 필터 내부를 세척하는 역세척(Back Flushing) 단계; 를 구비함으로써 달성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 내열성, 내약품성 및 내부식성이 탁월하고, 약품 세정을 통하여 재 사용이 가능한 구조를 제공함으로써, 제조원가를 절감할 수 있는 유체 처리용 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 제조방법을 제공할 수 있다.
또, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 필터의 사용기간을 획기적으로 연장하고, 공정을 정지하는 시간을 감축하며, 필터교환으로 발생하는 폐기물을 줄여 환경 오염을 방지하는데 유효한 유체 처리용 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 세척방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 금속메쉬필터는 필터의 공극율이 높기 때문에 집진능력이 크고 긴 여과수명을 얻을 수 있고, 필터링(Filtering)을 필요로 하는 화학물질과 초순수 등 액체를 사용하는 곳에는 모든 공정에 적용하여 상술한 효과를 구현할 수 있다. 이때, 사용되는 유체나 공정상에 전혀 영향을 미치지 않으며, 종래에 사용되던 수지계열의 필터에 대비하여 공극률이 뛰어나기 때문에 사용수명 또한 기존 대비 2.5배 정도 향상되는 탁월한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
(실시 예)
본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터는 TFT- LCD 제조공정중, 초순수(DI-WATER system), 화학물질 필터링(Chemical filtration), 포토레지스트 필터링(Photo-resists filtration), 액체 또는 유체의 재순환(Recirculation Fluids) 및 식음료(Food & beverage)등의 다양한 분야에 적용될 수 있다. 일반적으로 이러한 필터 카트리지는 중심 코어(Inner Core), 멤브레인(Membrane), 외부 코어(Outter Core), 및 상,하부 캡(Cap)으로 구성된다.
본 발명은 필터 카트리지를 금속매쉬필터(Metal Mesh Filter)를 이용하여 제작한 것이며, 보다 바람직한 형태로는 주기적인 필터 교체가 이루어지는 공정 설비 에 특히 유용한 필터 카트리지 조립체에 관한 것이다.
상술한 바와 같이, 종래에는 반도체, LCD 공정에 다양하게 사용되는 필터 카트리지는 모든 구성요소가 수지(Plastic Resin)로 이루어져 1회 사용 후 재 사용이 불가능 하다.
본원 발명자는 이러한 점에서 착안해 필터(filter)를 를 역 세척 후 재 사용 할 수 있는 구조의 필터를 착안하게 되었다. 상세히 설명하겠지만, 본 발명에 의한 금속메쉬필터를 이용한 필터링의 능력은 종래의 수지계열 필터를 이용했을 경우와 동등 이상이며, 1회 사용 후 폐기가 아닌 역 세척 후 재 사용이 가능하므로 원가 절감에 획기적이며 폐기물 발생이 되지 않는 장점을 구현하였다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유체 처리용 금속메쉬필터의 구성과 이를 조립하는 상태를 도시하는 조립구성도이다.
다음으로, 도 3은 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)에 있어 상부 캡(40)과 하부 캡(50)을 용접한 후, 외부 코어(30)에 삽입하기 전의 상태를 도시한 조립 상태도이다. 또, 도 4는 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)에 있어 외부 코어(30)를 용접하고 내부에 삽입되는 멤브레인의 세부 구조를 설명하기 위한 설명도이다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)의 구성은 내부 코어(Inner Core)(10)와, 내부 코어를 감싸고 형성되는 멤브레인(Membrane Part)(20)와, 멤브레인(20)의 외부에 형성되는 외부 코어(Outter Core)(30)와, 상기 내부 코어(10)의 상면에 용접(Welding)을 하여 일체로 덮는 상 부 캡(Upper Cap)(40)과, 상기 외부 코어(30)의 하면에 용접을 행하여 일체로 형성되는 하부 캡(Lower Cap)(50)을 구비하여 이루어진다.
도면에서 WP1, WP2, WP3로 나타낸 부분은 용접부(Welding Points)를 도시하고, 상기 외부 코어(30)의 하부에 용접된 하부 캡(50)의 중앙 밑면부는 개구되어 오링(0-ring)(52)을 통해 유체 흡입관(Insert Hose)(54)과 연결되는 구성이다.
본 발명에 따른 유체 처리용 금속메쉬필터(100)는 필터의 구성 요소 전체를 금속재질(Metal)(구체적으로는 SUS316L 재질을 사용함)로 형성하였으며, 성능상으로 종래의 수지계열 필터와 동일 또는 그 이상의 성능 및 구조를 가지는 제품이다.
이하의 표 1을 통하여, 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)와 종래의 수지 계열 필터의 특성을 비교한 자료를 비교한다.
| 본 발명 필터 | 수지 계열 필터 | 비고 | |
| 재질 | 금속 (Sus 316 L) | 폴리플로필렌 (Polypropylens) | 내열성, 내약품성 및 내부식성 강화 |
| 공극크기(pore size)(㎛) | 1~100 | 0.1~ | 멤브레인 표면에 이물질 탈착 |
| 내열온도(℃) | 250 | 90 | |
| 재활용 가능성 (Recycle) | 가능함 | 재활용 불가 | 본 발명품 사용완료시 역세척후 재사용 가능 |
| 산업 폐기물 | 없음 | 있음 | 환경오염 방지 |
상기 표 1에 기재의 비교 데이터에 기재한 바와 같이, 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)는 사용후 역세척을 행한 후 재활용이 가능한 구성이므로, 반도체 및 LCD 조립라인에 대량으로 사용되는 필터의 소비량을 줄일 수 있게 되어 제조원가를 획기적으로 절감 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)의 기본 구성은 종래의 수지 계열 필터와 유사하나 구성하는 소재 전체를 금속 재질(Metal)로 구성하여 상기 특성을 구현하게 된다.
본 발명의 구성에 의한 내부 코어(10)는 웰딩(WP1)을 통해 상부 캡(40)과 일체를 형성하여 내부와 외부를 차폐하는 구성이고, 외부 코어(30)는 웰딩(WP2, WP3)을 통해 일체 형성되어 내부와 외부를 차폐하도록 구성된다.
도 2에서, 내부 코어(10)와 외부 코어(30)는 멤브레인(20)을 지지해주는 역할을 수행하고, 내부 코어(10)를 감싸는 멤브레인(20)은 원통형으로 구성되는데 접촉하는 단부를 용접을 행하여 일체로 할 수 있다.
또, 상부 및 하부 캡(40, 50)은 상기 멤브레인(20)와 용접(Welding)을 행하여 내부와 외부를 차폐시키고, 하부 캡(50)의 단부에는 오 링(O-ring)을 부착하여, 외부에서 유체를 투여하는 유체 흡입관(Insert Hose)(54)을 연결하여 끼우게 된다. 이 때 멤브레인(20)을 통해 유체 내 존재하는 오염물질이 필터링되어 제거되는 구조를 형성하게 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)는 그 외부에 고정 밴드(fixxing band)(12)를 삽입하여 고정할 수 있다. 이 고정밴드(12)는 용접 또는 일체형 금속재질을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 유체 처리용 금속메쉬필터(100)의 하부 캡(50)의 밑면에는 중앙부를 관통하여 오링(52)을 끼움으로써 외부에서 유체를 흡입하는 유체 흡입관(54)을 연결할 수 있도록 구성한다.
도 4를 참조하면, 멤브레인(20)은 주름진 내부구성(pleating) 요소들로 형성하고 있는 것을 알 수 있는데, 부분 확대도(A')에 상세하게 도시한 바와 같이, 가장 안쪽에 내부 코어와 접하는 제1 지지부(support)(22)를 설치하고, 상기 제1 지지부(22) 외부에 메쉬망을 형성하는 멤브레인 메쉬(Mebrane Mesh)(24)를 설치하며, 상기 멤브레인 메쉬(24)의 외부로는 이를 지지하는 제2 지지부(26)를 형성하여 이루어진다.
(제 1 세척방법)
다음으로, 도 5를 참조하면서, 본 발명에 의한 제1의 유체 처리용 금속메쉬필터(100)의 재활용 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)를 재활용 하기 위한 역세척에 의한 제 1의 재생방법을 설명하기 위해 도시한 설명도이다.
본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)를 일정기간 사용 후 유량이 저하되거나 필터링 기능이 저하될 경우가 발생될 때에는, 도 5에 도시한 바와 같이 금속메쉬필터의 하부 캡(50)에 연결된 유체 흡입관(54) 측을 통해 오염 또는 부착물질을 세척하기 위한 초순수(DI Water)를 투여하여(도 5에서 'IN'으로 도시), 멤브레인(20) 내부로 수압을 가하여 멤브레인(20)의 외부를 통해 멤브레인 표면에 부착된 이물질을 세척하도록 하고, 이 세척된 이물질은 외부(도 5에서 'OUT'으로 도시)로 방출하게 된다. 이러한 방법으로 본 발명에 의한 금속메쉬필터(100)를 역세척함으로써 종래와 같이 필터를 세척하지 아니하고 재사용할 수 있는 상태로 복구할 수 있다.
본 발명에 의한 유체의 필터링 및 재활용을 위한 역세척 방법을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 초순수(DI Water) 및 화학물질(Chemical)을 제거(filtering)하기 위하여 외부 코어(30)를 통해 유체를 투입하고, 멤브레인(20)과 내부 코어(10)를 통과하도록 하여, 유체 흡입관(54)을 통해 외부로 배출하는 초기 필터링 단계를 행한다. 이렇게 함으로써, 금속메쉬필터(Metal Mesh Filter)를 형성한 스테인레스 재질의 멤브레인을 통과하여 유체 및 화학물질을 필터링하여 반도체 및 LCD 공정의 주 장치(도시 생략)에 공급하게 된다.
다음으로, 본 발명에 의한 금속메쉬필터를 일정기간 사용후 이물질이 부착되거나 유량이 감소하거나 오염된 경우에, 하부 코어(30)에 연결된 유체 흡입관(54) 측에 초순수를 투여하여, 내부 코어(10)와 멤브레인(20) 및 외부 코어(30)를 차례대로 통과하도록 가압하여, 멤브레인에 부착된 이물질을 탈착시켜, 외부로 세정해 내어 필터 내부를 세척하는 역세척(Back Flushing) 단계; 를 행한다. 이렇게 함으로써, 사용한 필터를 종래와 같이 폐기하여 버리지 않고 간단한 역세척 만으로 초기의 성능을 충분하게 발휘할 수 있는 상태로 재활용이 가능하게 되는 탁월한 효과를 구현한다. 여기에서 사용되는 초순수(DI Water)의 압력은 대략 4~20Kg/㎠ 의 범위내에서 적용하여 분사하면 되는 것을 실험을 통하여 확인하였다. 물론, 멤브레인에 부착된 이물질의 종류 및 특성에 따라 이 압력의 크기는 조절할 수 있다.
이때, 상기 역세척 단계에서는, 초순수(DI Water)나 청정건조공기(clean dry air : CDA) 또는 질소(N2)가스 중 어느 하나를 이용하여 세정하거나, 또는 2 이상을 교대로 가압 공급하여 멤브레인에 흡착된 이물질을 세정한다.
즉, 통상적으로는 외부에서 필터링이 된 유체가 내부 코어(Inner Core)쪽으로 유입되게 되는데, 본 발명에 의한 세척방법에 의한 역 세척시는 멤브레인의 내부에서 유체 및 화학성분을 수압을 가함으로써 멤브레인 내에 존재하는 이물질을 제거하게 된다.
따라서, 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)의 재생을 통한 세척방법에 따르면 필터를 사용후 폐기하지 않게 되어 비용 절감뿐만 아니라 폐기물 발생을 방지하게 되어 환경오염을 차단하는 획기적인 효과를 구현한다.
(제 2 세척방법)
다음으로, 본 발명에 의한 제2의 유체 처리용 금속메쉬필터(100)의 재활용 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 제 2의 세척 방법은, 상술한 반도체 또는 LCD 공정의 유체 처리용 필터를 세척하기 위한 방법으로서, 초음파(Ultra-Sonic)를 발생시켜 세척을 행하는 것에 관한 발명이다.
구체적으로는, 사용후의 금속메쉬필터를 분리 수거하여 별도의 장치에 고정시켜 역세척을 하되, 분리한 금속메쉬필터를 초음파가 공급되는 전극봉 상에 끼우고, 초음파를 발생시켜 초음파(Ultra-Sonic) 세정을 행하여 멤브레인에 부착된 이물질을 역세척하여 외부로 배출시키는 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 초음파 방식에 의해 금속매쉬필터를 세척하는 과정을 설명하기 위한 구조도이다.
도 6을 참조하면, 반도체 공정 및 LCD 공정에서 사용을 완료한 금속매쉬필터를 수거하여 초음파를 발생시키는 장치에 착탈하여 세척을 하는 것을 나타내고 있다. 도 6에서 부호 70은 별도의 장치로 구성된 초음파 세척장치를 도시하고, 부호 72, 74, 76은 이 초음파 세척장치(70)에 복수개 설치되어 있는 초음파 발생기를 도시한다. 또 부호 72a로 도시한 것은 수거한 금속매쉬필터(100)를 위에서 아래로 삽입시켜 거치하기 위한 필터거치대를 도시하며, 초음파 발생기(72, 74, 76)에 대략 2개 이상을 설치하여 둔다.
도면에서 알 수 있는 바와 같이, 별도의 장치로 구성되어 있는 초음파 발생장치(70)에 복수개의 초음파 발생기(72, 74, 76)를 통해 세척을 하게 되면 이물질을 깨끗하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 세척에 요구되는 시간도 크게 단축할 수 있게 된다. 따라서, 반도체 및 LCD 공정에서 사용한 필터를 회수하여 일괄적으로 세척을 한 후, 공정에서 간단하게 삽입하는 것으로써 장비의 가동을 중지하는 시간을 획기적으로 줄여서 생산성을 크게 높일 수 있는 장점을 구현한다.
이와 같이, 생산현장에서 수거한 다수개의 금속매쉬필터를 초음파 세척장치를 구비한 세척실 또는 세척 라인에 착탈하면서, 초음파 세척을 행하여 재생시킨 후 다시 생산 공정에 투입하여 필터를 교환함으로써 세척에 따른 시간을 획기적으로 줄일 수 있고, 또 분리하여 세척하는 공정을 통하여 각종 불순물들을 효과적으로 제거하는 효과를 구현한다.
(제 3 세척방법)
다음으로, 본 발명에 의한 제3의 유체 처리용 금속메쉬필터(100)의 재활용 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 제 3의 세척 방법은, 상술한 반도체 또는 LCD 공정의 유체 처리용 필터를 세척하기 위한 방법으로서, 강산 또는 알카리 용액 및 고압력 증기를 이용하여 세척을 행하는 것에 관한 발명이다.
즉, 사용을 완료한 후의 금속메쉬필터를 분리 수거하여 별도의 장치에 고정시켜 역세척을 하되, 산 계열, 또는 알카리 계열의 화학용액, 및 고압력 증기 중 어느 하나 또는 이물질의 종류 및 특성에 따라 교대로 또는 반복하여 세정하는 것이다.
이때, 금속메쉬필터의 멤브레인에 부착된 이물질이 강 산 계열의 용액으로 분해할 수 있는 것이라면, 강 산을 이용한 용액을 이용하여 가압 공급함으로써 분해하여 세정할 수 있다.
상기 산 계열의 화학용액의 처리를 위해서는, H3PO4, HNO3, H2SO4 중의 어느 하나 또는 복수개의 용액을 1~50중량% 함유하고, 비이온 계면활성제인 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylend), 디에탄올아미드(Diethanolamide) 중의 어느 하나 또는 복수개의 용액을 0.1~1중량% 함유하며, 30~90℃의 초순수(DI Water)를 79~99중량% 함유하는 용액을 이용하여 세정할 수 있다.
다음으로, 금속메쉬필터의 멤브레인에 부착된 이물질이 알카리 계열의 용액으로 분해할 수 있는 것이라면, 알카리 용액을 이용하여 가압 공급함으로써 분해하여 세정할 수 있다.
상기 알카리 계열의 화학용액은, (CH3)4NOH 용액을 1~20중량% 함유하고, 비이온 계면활성제인 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylend), 디에탄올아미드(Diethanolamide) 중의 어느 하나 또는 복수개의 용액을 0.1~1중량% 함유하며, 30~90℃의 초순수(DI Water)를 79~99중량% 함유하는 용액으로 세정할 수 있다.
또한, 이물질이 견고하게 달라 붙어 고압력을 갖는 증기를 이용하여 분해시켜 세정할 수 있는 것이라면, 고압력 증기를 이용하여 세정할 수 있다.
구체적으로는, 이때 이용되는 고압력 증기는, 5~15 Kg/㎠ 의 압력을 발생하여, 멤브레인에 부착된 이물질을 세척할 수 있다.
본 발명자의 실험결과 반도체 및 LCD 공정에 이용되는 다양한 종류의 유체를 이와 같은 역세척 공정을 이용함으로써 세정을 청결하게 할 수 있고, 필터의 특성을 재생하여 사용할 수 있음을 확인하였다.
상기에서는 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터 및 그것을 이용한 세척방법을 몇가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 기술적인 사상과 동일한 구성의 필터장치 및 그것을 이용하는 세척방법이라면 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이 당연하다.
도 1a는 종래에 이용되는 유체 처리용 수지 계열 필터의 구조를 도시하는 내부 구성도,
도 1b는 종래의 필터 카트리지의 개략적 구성을 도시하고 사용한 카트리지를 교환하는 상태를 도시한 개략도,
도 1c는 도 1a의 구성에 의한 필터를 이용하여 유체처리 세척하는 공정을 설명하기 위한 설명도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유체 처리용 금속메쉬필터의 구성과 이를 조립하는 상태를 도시하는 조립구성도,
도 3은 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)에 있어 상부 캡(40)과 하부 캡(50)을 용접한 후, 외부 코어(30)에 삽입하기 전의 상태를 도시한 조립 상태도,
도 4는 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)에 있어 외부 코어(30)를 용접하고 내부에 삽입되는 멤브레인의 세부 구조를 설명하기 위한 설명도,
도 5는 본 발명에 의한 유체 처리용 금속메쉬필터(100)를 재활용 하기 위한 역세척에 의한 제 1의 재생방법을 설명하기 위해 도시한 설명도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 내부 코어(Inner Core) 20: 멤브레인(Membrane Part)
30: 외부 코어(Outter Core) 40: 상부 캡(Upper Cap)
50: 하부 캡(Lower Cap) 52: 오링(0-ring)
54: 유체 흡입관(Insert Hose)
WP1,WP2,WP3:용접부(Welding Points) 100: 유체 처리용 금속메쉬필터
Claims (7)
- 반도체 또는 LCD 공정의 유체 처리용 필터에 있어서,내부 코어(Inner Core)(10)와;내부 코어를 감싸고 형성되는 멤브레인(Membrane Part)(20)과;멤브레인(20)의 외부에 형성되는 외부 코어(Outter Core)(30)와;상기 내부 코어(10)의 상면에 용접(Welding)을 행하여 일체로 덮어 형성하는 상부 캡(Upper Cap)(40)과;상기 외부 코어(30)의 하면에 용접을 행하여 일체로 형성되는 하부 캡(Lower Cap)(50);을 구비하고, 상기 내부 코어와 멤브레인과 외부 코어와 상부 코어 및 하부 코어는 녹이 슬지 않는 스테인레스 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 처리용 금속메쉬필터.
- 제 1항에 있어서, 상기 내부 코어(10)와 상기 상부 캡(40)은 용접을 통해 일체로 형성되고, 상기 외부 코어(30)와 상기 하부 캡(50)은 용접을 통해 일체로 형성되며,상기 내부 코어(10)의 밑면 중앙부는 개구되어 상기 외부 코어(30)를 통과하여 외부에서 오링(O-ring)(52)을 삽입하여 고정되며, 상기 오링(52)의 외부에는 외부로 유체를 흡입 또는 배출하기 위한 유체 흡입관(54)을 끼워 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 처리용 금속메쉬필터.
- 제 1항에 있어서, 상기 멤브레인(20)은,가장 안쪽에 설치되어 내부 코어와 접하는 제1 지지부(support)(22)와,상기 제1 지지부(22) 외부에 메쉬망을 형성하는 멤브레인 메쉬(Mebrane Mesh)(24)와,상기 멤브레인 메쉬(24)의 외부에 부착되어 지지하는 제2 지지부(26),를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 처리용 금속메쉬필터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 구성에 의한 금속메쉬필터를 세척하는 방법에 있어서,초순수(DI Water) 및 화학물질(Chemical)을 제거(filtering)하기 위하여 외부 코어(30)를 통해 유체를 투입하고, 멤브레인(20)과 내부 코어(10)를 통과하도록 하여, 유체 흡입관(54)을 통해 외부로 배출하는 초기 필터링(Filtering) 단계와;금속메쉬필터를 사용후 이물질이 부착되거나 유량이 감소하거나 오염된 경우에, 하부 코어(30)에 연결된 유체 흡입관(54) 측에 초순수(DI Water)나 청정건조공기(clean dry air : CDA) 또는 질소(N2) 발생기 중 어느 하나로부터 생성되는 버블링(bubbling)을 가압 투여하여, 내부 코어(10)와 멤브레인(20) 및 외부 코어(30)를 차례대로 통과하면서, 멤브레인에 부착된 이물질을 탈착시켜, 외부로 세정해 내어 필터 내부를 세척하는 역세척(Back Flushing) 단계; 를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 처리용 금속메쉬필터 세척방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 역세척 단계는, 초순수(DI Water)나 청정건조공기(clean dry air : CDA) 또는 질소(N2)가스 중 어느 하나를 이용하여 세정하거나, 또는 2 이상을 교대로 가압 공급하여 멤브레인에 흡착된 이물질을 세정하는 것을 특징으로 하는 유체 처리용 금속메쉬필터 세척방법.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 구성에 의한 금속메쉬필터를 세척하는 방법에 있어서,사용후의 금속메쉬필터를 분리 수거하여 별도의 장치에 고정시켜 역세척을 하되,분리한 금속메쉬필터를 초음파가 공급되는 전극봉 상에 끼우고, 초음파를 발생시켜 초음파(Ultra-Sonic) 세정을 행하여 멤브레인에 부착된 이물질을 세척하는 것을 특징으로 하는 유체 처리용 금속메쉬필터 세척방법.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 구성에 의한 금속메쉬필터를 세척하는 방법에 있어서,사용후의 금속메쉬필터를 분리 수거하여 별도의 장치에 고정시켜 역세척을 하되,산 계열, 또는 알카리 계열의 화학용액, 및 고압력 증기 중 어느 하나 또는 이물질의 종류 및 특성에 따라 교대로 또는 반복하여 세정하는 것으로,상기 산 계열의 화학용액의 처리는, H3PO4, HNO3, H2SO4 중의 어느 하나 또는 복수개의 용액을 1~50중량% 함유하고, 비이온 계면활성제인 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylend), 디에탄올아미드(Diethanolamide) 중의 어느 하나 또는 복수개의 용액을 0.1~1중량% 함유하며, 30~90℃의 초순수(DI Water)를 79~99중량% 함유하여 세정하고,상기 알카리 계열의 화학용액은, (CH3)4NOH 용액을 1~20중량% 함유하고, 비이온 계면활성제인 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylend), 디에탄올아미드(Diethanolamide) 중의 어느 하나 또는 복수개의 용액을 0.1~1중량% 함유하며, 30~90℃의 초순수(DI Water)를 79~99중량% 함유하여 세정하며,상기 고압력 증기는, 5~15 Kg/㎠ 의 압력을 발생하여, 멤브레인에 부착된 이물질을 세척하는 것을 특징으로 하는 유체 처리용 금속메쉬필터 세척방법.
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