KR101219328B1 - 세정 장치 및 세정 방법 - Google Patents

Abstract

세정 장치(1)는 기류에 의해 세정 매체(5)를 세정 대상물(4)에 충돌시킴으로써 상기 세정 대상물의 세정을 수행한다. 상기 세정 장치(1)는, 비상되는 세정 매체(5)를 위한 공간을 형성하며, 개구부를 구비하는 세정조(cleaning tank)(6); 상기 세정 대상물(4)을 상기 개구부에 보유하는 보유부(holding unit)(3); 상기 개구부의 외측 에지 상에 배치되는 풀 부재(pool member)(19)로서, 상기 개구부는 상기 풀 부재(19)와 상기 세정 대상물(4) 사이에 간극을 갖는, 상기 풀 부재; 및 상기 외측 에지 외부로 누출되어 상기 풀 부재 상에 축적된 상기 세정 매체(5)를 상기 세정조(6) 내로 복귀시키는 세정 매체 수집부(cleaning-medium collecting unit)(8);를 포함한다.

Description

세정 장치 및 세정 방법{CLEANING DEVICE AND CLEANING METHOD}

본 발명은 세정 장치, 및 세정될 세정 대상물에 고착하는 먼지 및 외부 물질을 제거하기 위한 세정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 각종 타입의 전기 장치 등에 사용되는 전자 부품을 인쇄 회로 기판 상에 장착하는 땜납 공정에 사용하는 마스크 지그(mask jig)에 고착하는 플럭스를 제거하는데 효과적인 기술에 관한 것이다.

최근, 인쇄 회로 기판의 제조 시에 플로우 땜납조(flow soldering bath)를 사용하는 땜납 공정은 땜납될 영역을 제외하고 목표물을 가리는 마스크 지그를 이용하여 수행되어 왔다. 이러한 마스크 지그는 주기적인 세정을 필요로 하는데, 그 이유는 마스크 지그의 반복되는 사용으로 인해 마스크 지그의 표면 상에 플럭스가 축적 및 부착되면, 마스킹의 정확성을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.

이러한 상황 하에서, 플럭스, 접착 물질, 접착제 등이 고착되어 있는 지그 등의 세정될 세정 대상물을 세정하는 세정 장치가 제공된다. 세정 장치는 용제 세정조 내에 세정될 세정 대상물의 상면과 하면 각각에 용제를 내뿜고, 그 후 물로 세정될 세정 대상물에 접착되는 용제를 세척하고, 건조를 위해 세정될 세정 대상물에 대해 따뜻한 공기를 송풍한다.

그러나, 플럭스 등이 고착되어 있는 세정될 세정 대상물이 용제를 사용하는 세정 장치로 세정되는 경우, 많은 양의 용제의 사용뿐만 아니라 플럭스 등을 포함하는 폐기물의 처분, 및 세정후 건조는 큰 환경 하중뿐만 아니라 많은 양의 에너지를 필요로 할 수 있다. 이는 문제가 되는 많은 비용을 필요로 한다.

이를 위해, 경량의 공중 부양하는 고체로 형성된 세정 매체가 세정조 내에서 고속으로 공기 내에 충돌되게 하는 세정 장치가 제공된다. 세정 매체는 세정조 내에서 연속적으로 세정되는 세정 대상물과 접촉하므로, 세정 매체는 용제를 사용하지 않고서 세정되는 세정 대상물으로부터 부착물(세정 대상물 상에 고착하는 먼지, 파우더, 얇은 오물 등)을 제거한다. 이러한 세정 장치는 세정 매체를 세정조 내에서 순환시키고 반복적으로 세정되는 세정 대상물과 접촉하게 하기 때문에, 세정 장치가 건식 타입이며 적은 양의 세정 매체를 사용하는 경우에도 세정 효과가 크게 발휘된다. 특히, 세정 매체가 가요성의 얇은 부재로 형성되는 경우, 세정 장치는 더욱 작은 양의 세정 매체를 사용할 때의 초음파 세정과 동일하거나 또는 그보다 양호한 세정 효과의 레벨을 달성할 수 있다.

상술한 세정 장치에서, 세정될 세정 대상물은, 세정될 세정 대상물을 가격하는 세정 매체를 수용하도록 세정조 내에 위치된다. 따라서, 세정될 세정 대상물과 동일하거나 또는 그보다 큰 성능을 갖는 세정조를 필요로 한다.

그러나, 세정조가 증대되는 경우, 세정 매체가 세정조 내에 잔존하기보다는 부양되기 어렵게 된다. 그 결과, 세정 매체가 세정될 세정 대상물을 가격하는 경우의 횟수가 감소하고, 세정 효과가 악화되는 문제점이 있다. 이는 세정될 많은 세정 대상물을 세정하기 위한 세정 장치를 조정하는 것이 어려웠다.

특허문헌 1에 개시된 장치는, 노즐로부터 내뿜어진 워터 제트가 세정될 세정 대상물에 충돌하게 하는 한편, 밀봉을 위해 세정될 세정 대상물에 대해 노즐을 수용하는 케이싱의 선단부를 가압함으로써 세정을 수행한다. 세정에 사용되고 있는 물은, 세정될 세정 대상물을 따라 케이싱을 이동함으로써 외부로의 누출 없이 회수된다.

특허문헌 2에는, 창유리 등의 세정을 수행하는 장치가 개시되어 있다. 세정 장치 바디를 둘러싸도록 밀봉 부재가 배치된다. 창유리를 세정하는 동안에, 밀봉 부재는 창유리와 밀봉 부재 사이에 간극을 형성하도록 창유리로부터 분리된다. 간극 내의 공기는 세정 장치 바디 내로 유입되고, 기류는 간극 내에 발생된다. 이 상태에서, 창유리를 세정하도록 브러시에 세정 유체가 공급되고, 기류에 의해 세정 유체와 세정된 먼지가 수집된다.

특허문헌 1 : 일본특허공개공보 2004-299042호

특허문헌 2 : 일본특허공개공보 S51-25653호

그러나, 특허문헌 1에 개시된 세정 장치는, 세정 장치가 얇은 세정 매체를 사용하는 경우, 세정 매체가 쌓여 비늘 형상의 구조체와 같은 세정조의 개구부에 또는 그 근방의 간극 내에 갇힐 수 있다. 이와 같이 갇힌 세정 매체는 밀봉 부재를 들어올림으로써 간극을 형성한다. 이는 세정 매체가 충돌되는 공간의 외부로 누출되는 문제점을 야기시킬 수 있다. 이러한 누출에 의해 세정 매체의 양이 바람직하지 못하게 감소되면, 세정 매체가 세정될 세정 대상물을 가격하는 경우의 횟수가 감소하여, 세정 효과가 실질적으로 감소하는 바람직하지 못한 결과를 초래한다.

특허문헌 2에 개시된 세정 장치에 의해 세정되는 세정 대상물이 고르지 못한 표면을 가진 경우, 세정될 세정 대상물과 밀봉 부재 사이의 간극 크기는 고르지 못한 표면으로 인해 변동한다. 이러한 변동이 기류를 안정되지 않게 하기 때문에, 세정 매체는 외부로 누출될 수 있다. 세정 매체가 세정조 내에서 순환하게 하는 세정 장치가 사용되는 경우, 세정 매체의 누출은 공기 내에 충돌되는 세정 매체의 양을 감소시킨다. 이는 세정 매체가 세정될 세정 대상물을 가격하는 경우의 횟수가 감소하는 문제점을 초래하고, 세정 효과가 감소된다.

본 발명은 상기한 상황을 해결하도록 성취된 것으로서, 본 발명의 목적은 세정될 세정 대상물이 세정조의 크기 감소를 성취할 뿐만 아니라 복잡한 표면 프로파일을 갖는 경우에도 세정될 세정 대상물을 효과적으로 세정할 수 있는 세정 장치 및 세정 방법을 제공하는 것이다. 이러한 목적은 세정조 외부에 세정될 세정 대상물을 위치설정하고 세정조 내에 잔존하기보다는 세정 매체가 공기 내에 비상시킴으로써 달성된다.

본 발명의 다른 목적은, 세정될 세정 대상물을 가격하는 세정 매체의 개수가 유지되고 안정된 세정 성능이 유지되도록, 세정 매체의 누출을 방지하며 세정 매체가 비상되어야 하는 공간으로 바로 세정 매체가 바로 복귀하게 하는 것이다.

상기한 문제점을 해결하고 상기 목적을 성취하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기류에 의해 비상하는 세정 매체를 세정 대상물에 충돌시킴으로써 상기 세정 대상물의 세정을 수행하는 세정 장치가 제공된다. 상기 세정 장치는, 비상되는 세정 매체를 위한 공간을 형성하며, 개구부를 구비하는 세정조(cleaning tank); 상기 세정 대상물을 상기 개구부에 보유하는 보유부(holding unit); 상기 개구부의 외측 에지 상에 배치되는 풀 부재(pool member)로서, 상기 개구부는 상기 풀 부재와 상기 세정 대상물 사이에 간극을 갖는, 상기 풀 부재; 및 상기 외측 에지 외부로 누출되어 상기 풀 부재 상에 축적된 상기 세정 매체를 상기 세정조 내로 복귀시키는 세정 매체 수집부(cleaning-medium collecting unit);를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기류에 의해 비상하는 세정 매체를 상기 세정 대상물에 충돌시킴으로써 상기 세정 대상물을 세정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 세정조 내에 기류를 발생시키면서 상기 세정조 내부로부터의 공기를 흡입하는 단계; 상기 세정 매체를 공기 내에 비상시킴으로써 상기 세정조의 개구부에 위치된 세정 대상물을 세정하는 단계; 및 상기 개구부의 외측 에지 상에 배치된 풀 부재 상에 축적된 상기 세정 매체를 수집하여 상기 세정조 내로 복귀시키는 단계;를 포함한다.

도 1a는 세정 장치의 기능적 구성을 도시한 개략적인 전방 단면도,
도 1b는 도 1a의 A-A선을 따라 취한 개략적인 단면도로서, 세정 장치의 기능적 구성을 도시함,
도 1c는 세정 장치의 기능적 구성을 도시한 개략적인 평면도,
도 2a는 세정 장치의 관련 부분을 도시한 부분 확대 단면도,
도 2b는 세정 장치의 관련 부분을 도시한 부분 확대 단면도,
도 3a 및 도 3b는 세정 대상물을 고정하는 세정 장치의 개략도,
도 4는 보유부 상에 스크래퍼 부재를 구비하는 세정 장치의 부분 확대 단면도,
도 5는 보유부 상에 공기 침투성 스크래퍼 부재를 구비하는 세정 장치의 부분 확대 단면도,
도 6a는 플랩 밸브를 구비하는 스크래퍼 부재를 보유부 상에 구비하는 세정 장치의 부분 확대 단면도,
도 6b는 플랩 밸브를 구비하는 스크래퍼 부재를 보유부 상에 구비하는 세정 장치의 부분 확대 단면도,
도 7은 누출 방지 흐름 발생 노즐을 구비하는 세정 장치의 부분 확대 단면도,
도 8a는 세정 매체 가속방향 조절 노즐의 구성을 도시한 개략적인 평면도,
도 8b는 도 8a의 A-A선을 따라 취한 개략적인 단면도로서, 세정 매체 가속방향 조절 노즐의 구성을 도시함,
도 9a는 세정 매체 가속방향 조절 노즐로부터 배출되는 기류를 도시한 개략적인 전방 단면도,
도 9b는 세정 매체 가속방향 조절 노즐로부터 배출되는 기류를 도시한 개략적인 전방 단면도,
도 10a는 2개의 노즐 구멍 그룹, 즉 좌측 노즐 구멍 그룹 및 우측 노즐 구멍 그룹을 구비하는 세정 매체 가속방향 조절 노즐의 구성을 도시한 개략적인 평면도,
도 10b는 도 10a의 A-A선을 따라 취한 개략적인 단면도로서, 2개의 노즐 구멍 그룹, 즉 좌측 노즐 구멍 그룹 및 우측 노즐 구멍 그룹을 구비하는 세정 매체 가속방향 조절 노즐의 구성을 도시함,
도 10c는 도 10a의 B-B선을 따라 취한 개략적인 단면도로서, 2개의 노즐 구멍 그룹, 즉 좌측 노즐 구멍 그룹 및 우측 노즐 구멍 그룹을 구비하는 세정 매체 가속방향 조절 노즐의 구성을 도시함,
도 11은 보유부 상에 배치된 아치형 스크래퍼 부재를 도시한 개략적인 평면도,
도 12는 선형으로 정렬된 복수의 세정조를 구비하는 세정 장치의 개략적인 구성도,
도 13a는 로터리 보유부를 구비하는 세정 장치의 구성을 도시한 개략적인 정면도,
도 13b는 도 13a의 A-A선을 따라 취한 개략적인 단면도로서, 로터리 보유부를 구비하는 세정 장치의 구성을 도시함.

본 발명에 따른 세정 장치 및 세정 방법에 대한 예시적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 후술한다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 세정 장치(1)의 구성을 도시한다. 도 1a는 개략적인 전방 단면도이다. 도 1b는 도 1a의 A-A선을 따라 취한 개략적인 단면도이다. 도 1c는 개략적인 평면도이다. 세정 장치(1)는 세정조 유닛(2), 보유부(3) 및 풀 부재(19)를 구비한다. 도 2a 및 도 2b는 세정 장치(1)의 확대 단면도이다. 도 2a는 보유부(3)에 의해 보유되는 세정 대상물(4)에 고착하는 부착물에 대한 제거를 도시한다. 기류에 의해 공기 내에 비상되는 세정 매체(5)가 세정 대상물(4)을 가격하게 함으로써 제거가 이루어진다.

세정 장치(1)에 사용되는 세정 매체(5)는, 예컨대 폴리카보네이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 강성의 내충격성이 있는 재료이다. 세정 매체(5) 각각은 0.1 mm 내지 0.2 mm의 두께 및 각각의 측부에서 5 mm 내지 10 mm의 길이를 갖는 얇은 장방형 부재일 수 있다. 본 실시예에서, 상기 두께 및 크기의 세정 매체(5)가 사용되지만, 크기 및 두께가 이에 한정되지 않으며, 세정 대상물(4)에 따라 크기 및 재료를 변경하는 것이 효과적이다.

세정 매체(5)가 큰 영역에서 기류를 수용하는 방향으로 세정 매체(5)(얇은 부재로 형성됨) 상에 기류의 힘이 발휘되면, 세정 매체(5)는 공기 내에 비상되도록 쉽게 가속된다. 이는 세정 매체(5)의 질량이 세정 매체(5) 상의 공기 저항력에 대해 실질적으로 작기 때문이다. 반대로, 세정 매체(5)가 작은 영역에서 기류를 수용하는 방향으로 기류가 흐르면, 세정 매체(5) 상의 공기 저항력은 작다. 이러한 이유로, 이러한 방향으로 공기 내에서 비상되는 세정 장치(5)는 장시간 동안 고속으로 이동 유지된다. 이에 따라, 세정 매체(5)가 높은 에너지를 가지기 때문에, 세정 매체(5)는 세정 대상물(4)과 접촉할 때 세정 대상물(4) 상에 큰 힘을 발휘한다. 따라서, 세정 매체(5)는 세정 대상물(4)에 고착하는 부착물을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 세정 대상물(4)과의 접촉하는 주파수를 증대시키도록 세정 매체(5)가 반복적으로 순환되기 때문에, 세정 효과는 개선될 수 있다.

세정 매체(5) 상의 공기 저항력이 세정 매체(5)의 거동에 따라서 실질적으로 변하기 때문에, 세정 매체(5)는 기류를 따르는 운동에 의해서뿐만 아니라 세정 매체(5)의 복잡한 운동에 의해서도 세정 대상물(4)과 반복적으로 접촉하게 된다. 복잡한 운동의 예로는, 세정 매체(5)의 이동 방향으로의 갑작스런 변동이 있다. 이와 같이 반복되는 접촉은 복잡한 표면 프로파일을 갖는 세정 대상물(4)에 대한 세정 효율을 더욱 개선한다.

세정조 유닛(2)은 세정조(6), 세정 매체 가속부(7) 및 세정 매체 수집부(8)를 구비한다. 세정조(6)는 세정조 바디(9)와 분리부(10)를 갖는다. 세정조 바디(9)는 대향 단부를 밀봉하는 피라미드형 또는 반원통형일 수 있다. 세정조 바디(9)는 상측부 상에 개구부를 갖는다. 분리부(10)는 가스, 분말 먼지 등이 통과할 수 있지만 세정 매체(5)가 통과할 수 없는 많은 개수의 작은 구멍 또는 슬릿을 갖는다. 분리부(10)는 와이어 네트, 플라스틱 네트, 메시, 천공된 금속 또는 슬릿을 갖는 플레이트 등의 다공성 부재일 수 있다. 분리부(10)는 세정 매체(5)가 축적되지 않게 하는 매끄러운 형상(예컨대, 반원통형 형상)을 갖는다. 분리부(10)는 세정조 바디(9)와 분리부(10) 사이에 소정의 간극을 갖도록 세정조(6) 내에 배치된다.

세정 매체 가속부(7)는 세정 매체 가속 노즐(11)과 압축공기 공급부(12)를 구비한다. 세정 매체 가속 노즐(11)은 복수의 노즐 구멍을 갖는다. 압축공기 공급부(12)는 압축기를 구비한다. 세정 매체 가속 노즐(11) 내의 노즐 구멍은 세정조 바디(9)의 바닥면의 중앙선 상에 정렬된다. 세정 매체 가속 노즐(11)은 세정조 바디(9)와 분리부(10)를 통해 연장된다. 압축공기 공급부(12)는 세정 매체(5)가 공기 내에 비상되게 하도록 공기 공급 파이프(14)를 거쳐 세정 매체 가속 노즐(11)에 압축공기를 공급한다. 공기 공급 파이프(14)는 조절 밸브(13)를 갖는다.

세정 매체 수집부(8)는 흡입 덕트(15)와 흡입부(16)를 구비한다. 세정 매체 수집부(8)는 보유부(3)에 의해 보유되는 세정 대상물(4)과 풀 부재(19) 사이의 간극(22) 내에서 세정 매체 감속 기류(17)를 발생시킨다. 풀 부재(19)는 간극(20)을 형성하도록 배치된다. 흡입부(16)는 세정조 바디(9)의 내부로부터 흡입 파이프(18)를 거쳐 공기를 흡입한다. 흡입 덕트(15)는 분리부(10)를 거쳐 흡입 덕트(15) 내로 흡입되는 공기, 먼지 등의 통로이다. 흡입부(16)는 세정조 바디(9) 내의 부압을 발전시킬 수 있는데, 그 이유는 흡입부(16)가 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 배출되는 공기량에 대해 충분히 큰 흡입력을 갖기 때문이다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 세정조(6)는 그 내부면의 일부에 분리부(10)를 고정시킬 수 있는 개구부를 가지므로, 흡입 덕트(15)가 분리부(10) 외부에 독립적으로 배치될 수 있다.

측면 가이드(21)와 풀 부재(19)는 채널 형상 및 소정의 길이를 가지며, 세정조 바디(9)의 대향 측부 각각에 배치된다. 풀 부재(19)의 상부면은 대체로 수평방향으로 연장된다. 풀 부재(19)는 상부면의 코너에 선형 가이드(20)를 갖는다. 선형 가이드(20) 각각은, 예컨대 5 mm의 두께를 갖는 장방형 칼럼이다. 선형 가이드(20)의 표면은 탄화플루오르 수지 등의 매끄러운 재료로 이루어진다. 풀 부재(19)는 보유부(3)를 보유하며, 서로 평행한 측면 가이드(21)와 함께 보유부(3)의 운동을 안내한다. 풀 부재(19)의 상부면과 보유부(3) 사이의 간극(22)의 크기[선형 가이드(20)에 따름]에 대한 요건은 간극(22) 내에 맞는 것이 아니고, 간극(22) 내로 흐르는 기류의 속도는 충분히 빠르다. 세정 매체(5)의 크기에 대해 적절한 임의의 조건은 그 요건이 충족되는 한 채용될 수 있다.

보유부(3)는 평면형이고, 세정 대상물(4)보다 길다. 보유부(3)는 그 중앙에 세정 대상물 보유 부재(23)를 구비한다. 세정 대상물 보유 부재(23)는 세정 대상물(4)의 형상과 일치하는 중공형 형상이다. 세정 대상물 보유 부재(23)의 부품은 세정 대상물(4)을 마찰에 의해 보유하도록 우레탄 고무 또는 수지 발포체 등의 탄성 재료로 이루어진다. 세정 대상물(4)을 보유하는 세정 대상물 보유 부재(23)는, 세정 대상물의 보유부(3)가 세정 매체(5)를 사용하여 세정하는데 사용하는 기류를 누출시킬 수 있고 세정 매체(5)가 갇힐 수 있는 간극을 가지지 않는 한 임의로 구성될 수 있다.

보유부(3)는 선형운동 모터, 에어 실린더 또는 케이블 드라이브 등의 구동부(도시하지 않음)에 탈착가능하게 연결된다. 보유부(3)는 세정조 유닛(2)에 의해 수행되는 작동과 동시에 제어 장치(도시하지 않음)로부터 송신된 제어 신호에 따라 구동부에 의해 풀 부재(19)를 따라 이동된다. 풀 부재(19)는 보유부(3)에 의해 보유된 세정 대상물(4)의 이동 범위 이상의 면적을 갖는다.

세정 대상물(4)에 고착하는 부착물을 제거하도록 세정 장치(1)에 의해 수행되는 일련의 동작을 후술한다.

세정 매체(5)는 세정조(6) 내에 배치된다. 세정 대상물(4)은 도 3a에 도시한 바와 같이 보유부(3)의 세정 대상물 보유 부재(23) 내에 배치된다. 세정 대상물(4)이 세정조 유닛(2)에 면하도록 배치된 후에, 보유부(3)는 세정조 유닛(2) 상에 배치된다. 보유부(3)는 구동부(도시하지 않음)에 연결되어, 도 3b에 도시한 바와 같이 세정조(6) 상에 위치되도록 이동된다. 그 결과, 세정 매체(5)가 비상되는 공간이 세정 대상물(4)과 세정조(6) 사이에 형성된다. 이 상태에서, 제어 장치(도시하지 않음)가 흡입부(16)를 작동시키면, 세정 매체(5)가 비상되는 공간 내의 공기가 흡입된다. 세정 매체(5)가 비상되는 공간으로부터의 공기 흡입은 공간의 내부와 외부 사이의 압력차를 발전시킨다. 그 결과, 풀 부재(19)와 보유부(3) 사이의 간극을 통해 세정 매체(5)가 비상되는 공간의 내부 쪽으로 흐르는 기류가 발생된다. 이러한 기류는 풀 부재(19)의 평탄면을 따라 통과하는 동안에 층류 흐름이 되며, 외부 공기를 세정조(6) 내로 도입한다.

다음으로, 제어 장치(도시하지 않음)는 조절 밸브(13)를 개방하도록 압축공기 공급부(12)를 작동시켜서, 세정 매체 가속 노즐(11)에 압축공기가 공급된다. 압축공기는 세정조(6) 내에 수직방향 상측의 기류를 발생시키도록 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 배출된다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 이러한 기류는 세정 매체(5)가 공기 내에 비상되게 하고 세정 대상물(4)을 가격하므로, 세정 대상물(4)의 표면에 고착하는 먼지, 오물 등이 효과적으로 제거된다. 세정 대상물(4)을 가격한 후에, 세정 매체(5)는 기류의 흐름 및 중력의 끌어당김에 의해 하측으로 이동하여, 분리부(10) 상에 흡입되면서 슬라이딩 부재 내의 세정 매체 가속 노즐(11) 근방의 부분에 낙하한다. 그와 동시에, 세정 대상물(4)에 고착하는 부착물이 흡입된다. 분리부(10)에 의해 분리되는 부착물은 흡입 덕트(15)와 흡입 파이프(18)를 통해 흡입부(16) 내로 수집된다. 세정 매체 가속 노즐(11) 근방의 부분에 낙하한 세정 매체(5)는 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 배출된 기류에 의해 수직방향 상측으로 다시 들어 올려진다. 이러한 동작을 반복함으로써, 세정 대상물(4)에 고착하는 부착물이 제거된다.

세정 매체(5)에 의해 세정 대상물(4)이 세정되는 동안, 풀 부재(19)와 보유부(3) 사이의 간극(22)을 통해 세정조(6) 내로 기류가 흐른다. 그로 인해, 세정 매체(5)가 비상되는 공간 내부 쪽으로 다시 기류가 세정 매체(5)를 밀기 때문에, 세정 매체(5)가 세정 장치(1)의 외부로 누출되는 것이 방지된다. 더욱이, 몇몇의 세정 매체(5)가 간극(22)에 도입되더라도, 간극(22) 내의 흐름 경로는 간극(22) 내의 세정 매체(5)를 감속하기에 충분히 길다. 따라서, 세정 매체(5)는 세정 장치(1)의 외부로 누출되기보다는 풀 부재(19) 상에 낙하한다.

세정 대상물(4)을 세정하도록 세정 매체 가속 노즐(11)을 이용하여 세정 매체(5)가 비상되면, 조절 밸브(13)를 간헐적으로 작동함으로써 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 기류가 간헐적으로 배출된다. 기류가 간헐적으로 배출되는 기간 동안에, 세정조(6)의 내부와 외부 사이의 압력차가 큰 조건이 발생한다. 이러한 조건 하에서, 풀 부재(19)에 낙하한 세정 매체(5)는, 세정 매체(5)가 비상되는 공간 내로 다시 보다 신뢰성 있게 제공될 수 있다.

조절 밸브(13)의 간헐적인 동작과 동시에, 제어 장치는 보유부(3)가 풀 부재(19)의 측면 가이드(21)를 따라 왕복 운동하게 하고, 선형 가이드(20)가 세정 대상물(4)을 세정하게 한다. 제어 장치는 보유부(3)가 하나 이상의 왕복 운동 사이클을 이루게 한다. 그 후, 제어 장치는 일련의 세정 동작을 완료하도록 압축공기 공급부(12)와 흡입부(16)의 동작을 정지한다.

세정조(6)에 대해 보유부(3)를 왕복 운동시킴으로써, 세정 대상물(4)은, 세정 대상물(4)의 표면이 큰 경우에도 신뢰성 있게 세정될 수 있다.

지금까지는, 풀 부재(19)와 보유부(3) 사이의 간극 내에 기류를 발생시키도록 세정조(6)의 내부로부터 공기를 흡입함으로써, 세정 매체(5)가 간극(22) 내로 도입되는 것을 방지하여 세정 매체(5)가 비상되는 공간 내로 세정 매체(5)를 복귀시키는 구성을 기술하였다. 그러나, 도 4에 도시한 바와 같이, 보유부(3)는 세정 대상물 보유 부재(23) 근방에 스크래퍼 부재(24)를 더 구비하여, 세정조(6)에 대해 보유부(3)의 이동방향을 따라 스크래퍼 부재(24)들 사이에 있도록 할 수 있다. 스크래퍼 부재(24)는 간극(22)을 개폐하도록 모터 또는 실린더에 의해 구동된다. 이러한 방식으로, 세정 대상물 보유 부재(23)가 스크래퍼 부재(24)들 사이에 있는 구성에서, 제어 장치가 보유부(3)를 세정조(6)에 대한 이동방향으로 간헐적으로 왕복 운동하게 하면, 스크래퍼 부재(24)는 풀 부재(19)와 접촉하게 된다. 따라서, 스크래퍼 부재(24)는 간극(22) 내에 남아 있는 세정 매체(5)를 전면적으로 수집하고, 고장 없이 세정조(6) 내로 다시 세정 매체(5)를 놓는다.

도 5에 도시한 바와 같이, 간극(22)을 개폐하는 스크래퍼 부재(24) 대신에, 천공된 금속, 슬릿을 갖는 수지 플레이트, 가요성 필름, 가요성 고무 플레이트 또는 브러시로 이루어진 공기 침투성 스크래퍼 부재(25)가 사용될 수 있다. 세정 대상물(4)에 연결되어 풀 부재(19) 상에 세정 매체(5)를 전면적으로 수집하도록 구동되는 공기 침투성 스크래퍼 부재(25)를 구비하는 구성에서, 세정 대상물(4)이 복잡한 표면 프로파일을 가지는지에 관계없이, 세정 매체(5)가 비상되는 공간 내로 세정 매체(5)가 즉시 복귀된다. 이로 인해, 공기 내로 비상되는 세정 매체(5)의 양이 유지될 수 있다.

도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 기류에 의해 개폐되는 플랩 밸브(26a)를 하부에 구비하는 스크래퍼 부재(26) 각각이 스크래퍼 부재(24)로서 제공될 수 있다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 기류가 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 배출되지만, 플랩 밸브(26a)를 구비하는 스크래퍼 부재(26)는 플랩 밸브(26a)를 폐쇄하여, 공기 내에 비상되는 세정 매체(5)를 차단함으로써 세정 장치(1) 외부로 세정 매체(5)가 누출되는 것을 방지한다. 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 배출되는 기류가 정지되고 세정조(6) 내에 부압에 형성되면, 플랩 밸브(26a)가 개방된다. 그 결과, 간극(22) 내로 흐르는 기류는, 플랩 밸브(26a)에 의해 차단된 세정 매체(5)를 세정 시의 재사용을 위해 세정조(6)의 내부로 다시 제공된다.

기류에 의해 개폐되는 플랩 밸브(26a) 대신에, 에어 실린더 또는 모터 등의 구동부에 의해 구동되는 셔터 기구가 채용될 수 있다. 제어 장치는, 기류가 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 배출될 때 셔터 기구가 폐쇄되는 한편, 기류가 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 배출되지 않을 때 셔터 기구를 개방하도록 셔터기구를 제어할 수 있다.

상기 구성에서는, 세정조(6)의 내부로부터 공기를 흡입하는 흡입부(16)에 의해 풀 부재(19)와 보유부(3) 사이의 간극(22)에 발생되는 기류에 대해 설명하였다. 변형례로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 보유부(3)에는 누출 방지 흐름 발생 노즐(27)이 연결될 수 있다. 이 경우, 흡입부(16)가 세정조(6)의 내부로부터 공기를 흡입하지만, 압축공기 공급부(12)가 공기 공급 파이프(29)를 거쳐 압축공기를 공급하므로, 누출 방지 흐름 발생 노즐(27)로부터 배출된 공기와 함께 풀 부재(19)와 보유부(3) 사이의 간극(22) 내에 기류가 발생된다. 공기 공급 파이프(29) 각각은 조절 밸브(28)를 구비한다. 간극(22) 내에 발생되는 기류는 세정 매체(5)가 간극(22) 내에 도입되는 것을 보다 신뢰성 있게 방지한다.

지금까지, 세정 매체 가족 노즐(11)이 수직방향 상측으로 지향된 기류를 발생시키는 구성을 기술하였다. 도 8a(평면도) 및 도 8b(A-A선을 따라 취한 단면도)에 도시한 바와 같이, 세정 매체 가속방향 조절 노즐(31)은 2개의 노즐 구멍 그룹, 즉 노즐 구멍 그룹(30a)과 노즐 구멍 그룹(30b)을 구비할 수 있다. 노즐 구멍 그룹(30a)은 보유부(3)의 이동방향을 따르는 일 방향으로 수직방향 상측 방향에 대해 소정의 각도로 경사진다. 노즐 구멍 그룹(30b)은 이동방향을 따르는 다른 방향으로 수직방향 상측 방향에 대해 소정의 각도로 경사진다. 스위치 밸브(32)를 이용하여 전환 방식으로 2개의 노즐 구멍 그룹(30a, 30b)에 압축공기가 공급될 수 있다.

도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 세정 매체 가속방향 조절 노즐(31)을 구비하는 구성에서, 제어 장치는 보유부(3)에 의해 보유된 세정 대상물(4)을 세정하도록 세정 매체(5)가 기류에 의해 비상되는 과정 동안에 규칙적인 간격으로 스위치 밸브(32)를 작동시킴으로써, 보유부(3)의 이동방향을 따라 기류의 배출방향이 변경된다. 이러한 동작에 의해, 세정 매체(5)가 세정 대상물(4)을 가격하는 유발 위치가 변경될 수 있다. 이로 인해, 세정 대상물(4)이 복잡한 표면 프로파일을 가진 경우에도, 세정 매체(5)의 유발 위치를 규칙적인 간격으로 변경함으로써 모든 프로파일의 코너가 결함 없이 세정될 수 있다. 또한, 보유부(3)가 이동하는 방향 및 세정 매체(5)가 서로 일정하게 반대로 가속하도록 제어 동작이 수행되면, 보유부(3) 상에 배치된 공기 침투성 스크래퍼 부재(25)는 풀 부재(19)와 보유부(3) 사이의 간극(22) 내에 갇힌 세정 매체(5)를 세정 매체(5)가 비상되는 공간 내로 밀어낸다. 이러한 제어 동작에 의해, 세정 매체(5)가 갇히는 것이 방지되어 간극(22) 내에 남아 있을 수 있다.

도 10a, 도 10b 및 도 10c에 도시한 바와 같이, 세정 매체 가속 노즐(11)은 길이방향으로 나란하게 배치된 좌측 섹션과 우측 섹션으로 내측에서 구획될 수 있다. 길이방향은 보유부(3)의 이동방향에 수직이다. 좌측 섹션은 노즐 구멍 그룹(33a)을 구비하고, 우측 섹션은 노즐 구멍 그룹(33b)을 구비한다. 세정 매체 가족 노즐(11)이 좌측 섹션과 우측 섹션의 노즐 구멍 그룹(33a, 33b)을 구비하는 구성의 경우, 스크래퍼 부재(24) 각각은 도 11에 도시한 바와 같이 보유부(3) 상에 아치형으로 배치된다.

노즐 구멍 그룹(33a, 33b)으로부터 교호적으로 기류가 규칙적인 간격으로 배출되는 경우에 스크패퍼 부재(24) 각각이 아치형으로 배치된 구성의 경우, 하나의 노즐 구멍 그룹(33a)으로부터 배출된 기류는 기류 가이드 부재(34)와 아치형 스크래퍼 부재(24)를 따라 흐른다. 아치형 스크래퍼 부재(24)를 따라 흐르는 기류는 세정조(6)로 복귀하는 흐름 경로를 형성하여, 세정 매체(5)가 세정 대상물(4)을 세정조(6) 내로 다시 가격하게 한다. 따라서, 세정 매체(5)는, 세정 장치(1) 외부로 누출되기보다는 세정 매체(5)가 재사용을 위해 결함 없이 비상되는 공간 내로 다시 제공된다. 그 결과, 세정 성능이 안정될 수 있다.

세정 장치(1)가 하나의 세정조 유닛(2)을 구비하는 구성을 기술하였다. 도 12는 세정 장치(10)가 선형으로 정렬된, 예컨대 3개의 세정조 유닛(2a 내지 2c)을 구비하는 다른 구성을 도시한다. 이 경우, 세정조 유닛(2a 내지 2c)은, 세정조 유닛(2a 내지 2c) 각각이 공기 침투성 스크래퍼 부재(25)와 연동하여 세정을 독립적으로 수행하도록 선형으로 정렬된다. 도 12에서, 세정조 유닛(2a 내지 2c)은 보유부(3)의 이동방향을 따라 규칙적인 간격으로 배치된다. 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 기류를 배출하는 방향은, 보유부(3)의 이동방향에 대해 서로 상이하다. 예를 들면, 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 세정조 유닛(2a)으로 기류를 배출하는 방향은 보유부(3)의 이동방향에 대해 60°일 수 있고; 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 세정조 유닛(2b)으로 기류를 배출하는 방향은 보유부(3)의 이동방향에 대해 90°일 수 있고; 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 세정조 유닛(2c)으로 기류를 배출하는 방향은 보유부(3)의 이동방향에 대해 120°일 수 있다. 세정조 유닛(2a 내지 2c)에 대응하는 위치에 도달하도록 세정 대상물(4)을 보유하는 보유부(3)가 세정조 유닛(2a) 근방의 위치로부터 이동되면, 세정조 유닛(2a 내지 2c) 내의 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 기류가 배출된다. 그로 인해, 세정 매체(5)는 세정 대상물(4)을 세정하도록 공기 내에 비상된다.

세정 장치(1)가 세정조 유닛(2a 내지 2c)을 구비하는 구성의 경우, 세정 매체(5)는 세정 대상물(4)을 세정하는 세정조 유닛(2a 내지 2c)에 따라 바뀌는 방향으로 비상된다. 따라서, 세정 대상물(4)이 복잡한 표면 프로파일을 갖는 경우에도, 세정 매체(5)는 세정 대상물(4)에 상이한 각도로 영향을 미친다. 그로 인해, 세정 대상물(4)은 균일하게 세정될 수 있다. 세정 장치(1)가 충분한 개수의 세정조 유닛(2)을 구비하는 경우, 당연한 결과로서, 보유부(3)를 왕복 운동하는 필요성을 없앤다. 세정조 유닛(2)의 개수가 충분하면, 세정 대상물(4)을 각각 보유하는 복수의 보유부(3)를 사용하여 세정을 수행하는 것이 가능하다. 이는 복수의 세정 대상물(4)을 비교적 짧은 시간에 세정하게 한다.

도 13a 및 도 13b를 참조하여 로터리 보유부(3a)를 구비하는 세정 장치(1a)를 기술한다. 도 13a 및 도 13b(도 13a의 A-A선을 따라 취한 개략적인 단면도)에 도시한 바와 같이, 세정 장치(1a)의 세정조 유닛(2)은 반원통형 형상인 풀 부재(19)를 구비한다. 도 13b에 도시한 바와 같이, 풀 부재(19)는 그 내측 코너에 한 쌍의 아치형 가이드(20a)를 구비한다. 보유부(3a)는 원통형 형상을 가지며, 보유부(3a)의 원주방향으로 동일하게 이격된 위치에 세정 대상물 보유 부재(23)를 구비한다. 예를 들면, 세정 대상물 보유 부재(23)는 90°의 규칙적인 각도 간격으로 배치될 수 있다. 보유부(3a)는 세정 대상물 보유 부재(23) 각각의 근방에 공기 침투성 스크래퍼 부재(25)를 구비한다. 보유부(3a)는 모터(도시하지 않음)에 의해 구동된다.

세정 장치(1a)의 세정조(6) 내에는 소정 양의 세정 매체(5)가 배치된다. 세정 대상물 반입 위치(35)에서 보유부(3a)의 세정 대상물 보유 부재(23) 각각에 세정 대상물(4)이 고정된다. 보유부(3a)는 시계방향으로 회전한다. 이러한 회전에 의해 세정 대상물(4) 중 하나가 세정조 유닛(2)에 도달하면, 세정조 유닛(2)은 세정조(6)의 내부로부터 공기를 흡입하도록 구동되고, 세정 매체 가속 노즐(11)로부터 기류가 배출되어 세정 대상물(4)을 세정하도록 세정 매체(5)가 비상된다. 세정 대상물(4)이 세정되는 주기 동안에, 보유부(3a)는 세정 대상물(4)의 전체 표면을 세정하기 위해 요구된 바와 같이 시계방향 및 반시계방향으로 교호적으로 회전될 수 있다. 세정 대상물(4)의 세정이 완료되면, 세정 매체 가속 노즐(11)은 기류의 배출을 중단한다. 세정조(6)의 내부로부터의 공기 흡입이 정지되고, 보유부(3a)는 시계방향으로 회전된다. 세정 대상물 보유 부재(23)가 세정 대상물 회수부(36)에 도달하면, 세정 대상물(4)을 취출가능하게 된다. 이러한 동작은 세정 대상물(4)을 세정하기 위해 반복된다.

소비자로부터 수집된 사용된 장치로부터 분해된 부품은 세정 장치(1)를 이용하여 세정될 수 있다. 따라서, 장치를 재구성하기 위해 세정된 부품을 재조립함으로써 부품을 재활용된 장치로서 사용가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 세정 장치 및 세정 방법은 세정될 세정 대상물에 고착하는 먼지 또는 외부 물질을 제거하는데 효과적이며, 특히 각종 타입의 전자 장치 등에 사용되는 전자 부품을 인쇄 회로 기판 상에 장착하는 땜납 공정에 사용하는 마스크 지그에 고착하는 플럭스를 제거하는데 적합하다.

Claims (11)

1. 기류에 의해 비상(飛翔)하는 세정 매체를 세정 대상물에 충돌시켜 세정하는 세정 장치에 있어서,
   상기 세정 매체가 비상하고, 또한 개구부를 갖는 세정조;
   상기 개구부에 상기 세정 대상물을 배치하는 보유부;
   상기 개구부의 외측 에지에, 상기 보유부로 보유된 세정 대상물에 대해 간극을 갖도록 배치되는 풀 부재(pool member); 및
   상기 보유부에 설치되고, 상기 개구부의 외측 에지로부터 누출하여 상기 풀 부재에 체류된 상기 세정 매체를 제거하여 상기 세정조에 복귀시키는 스크래퍼 부재(scraper member)를 포함하며,
   상기 풀 부재는 상기 간극을 형성하는 평탄면을 갖고,
   상기 스크래퍼 부재는 상기 보유부와 연결하여 이동하고,
   상기 스크래퍼 부재는 상기 세정 매체를 통과시키지 않고 기류는 통과시키는 통기성을 갖고,
   상기 세정 매체가 비상하는 공간 내의 공기가 흡입됨으로써 외기와의 차압이 발생하고, 상기 풀 부재와 상기 보유부 사이의 간극에 있어서 상기 세정 매체가 비상하는 공간 내를 향하여 기류를 발생시키는
   세정 장치.
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