KR101538504B1 - 거리 검출형 누설 감지 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판상의 구조물을 수지 또는 불소계 수지 용액에 침지하여 형성하거나, 수지 또는 불소계 수지 소재의 판상의 구조물로 이루어진 베이스 층; 및 액상의 수지 또는 불소계 수지와 도전성 재료의 혼합물을 패턴에 따라 상기 베이스 층의 일측 단부에 도포 또는 인쇄하여 누설 감지부가 형성된 센서 층을 포함하고, 상기 센서 층은 상기 베이스 층의 길이방향을 따라 복수의 구역들로 분할 배치되어 복수의 누설 감지부를 형성하고, 상기 복수의 누설 감지부는 각각 개별 접속 단자를 구비한 것을 특징으로 하는 거리 검출형 누설 감지 센서에 관한 것으로서, 누설이 감지된 센서 모듈의 위치를 확인하고, 누설이 확인된 센서 모듈과 제어 장치 사이의 거리를 검출하여, 누설 위치를 정확하게 감지할 수 있다.

Description

거리 검출형 누설 감지 센서{Leak sensor for distance detection}

본 발명은 유체의 누설 위치까지의 거리를 검출하기 위한 누설 감지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 누설 위치를 정확하게 감지할 수 있는 거리 검출형 누설 감지 센서에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정에는 많은 화학 물질들이 이용된다. 예를 들면, 웨이퍼의 절단 및 연마 후 세정 공정에 사용되는 세정액, 웨이퍼의 감광 공정에 사용되는 감광액, 웨이퍼의 현상 공정에 사용되는 현상액, 웨이퍼 식각 공정에 사용되는 식각액 등이 반도체 제조 공정에 이용된다.

이러한 화학 물질들은 이송관을 통해 각 공정이 수행되는 위치로 이송되는데, 이송관의 불량 및 열화에 의해 화학 물질이 이송관 외부로 누설되는 일이 발생할 수 있다. 누설된 화학 물질은 사람은 물론 반도체 제조 현장의 다른 장치나 부품들에 악영향을 끼치므로, 이송관의 누설을 감지하여 빠르게 조치를 취할 필요가 있다.

이송관의 누설 감지는 일반적으로 전선의 플러스(+) 선과 마이너스(-) 선을 나란히 배치하고, 이 전선들 사이에 흡수제를 배치한 후, 누설된 화학 물질에 의해 발생하는 저항 변화를 측정하는 방법을 이용한다. 이러한 방법을 이용한 센서를 보통 라인형 누설 감지 센서라 한다.

여기서, 라인형 누설 감지 센서의 누설 감지 방법은 이송관으로부터 연장되어 이송관으로부터 누설된 화학 물질이 수집되는 드레인에 플러스(+) 전선(또는 도체)와 마이너스(-) 전선(또는 도체)를 배치하여 누설 여부를 측정하게 된다. 이러한 라인형 누설 감지 센서의 일 예가 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0005234호에 개시되어 있다.

한편, 누설 감지 대상 면적이 라인형 누설 감지 센서보다 더 넓게 형성된 면적형 누설 감지 센서가 있다. 면적형 감지 센서는 복수의 (+) 도체선들과 (-) 도체선들이 서로 교차 배열되거나 한 쌍의 (+) 도체선 및 (-) 도체선이 지그재그 형태로 배열되어 소정의 감지 면적을 형성한다. 이러한 면적형 누설 감지 센서의 일 예가 일본 공개실용신안공보 평01-171340호에 개시되어 있다.

그런데, 전술한 라인형 누설 감지 센서 및 면적형 누설 감지 센서는 모두 유체의 누설이 의심되는 특정 위치에 설치되어 이 특정 위치의 누설을 감지하도록 구성되어 있기 때문에, 센서가 설치되어 있지 않은 다른 위치에서 누설이 발생한 경우, 유체 누설의 정확한 위치를 찾기가 쉽지 않았다.

또한, 면적형 누설 감지 센서는 위에서 아래로 낙하하는 누설 유체와의 접촉에 의해 누설 여부를 감지하는 방식이다. 그런데, 이러한 감지 방식은 누설이 예상되는 부분의 아래에 누설 감지 센서를 직접 배치해야 하고, 누설되어 낙하하는 유체가 누설 감지 센서의 상부에 떨어지지 않는 경우에는 누설을 감지할 수 없다는 문제가 있다. 즉, 종래의 면적형 누설 감지 센서는, 유체의 누설 위치의 바로 아래에 센서가 위치된 경우를 제외하고는, 누설되어 바닥을 흐르는 유체가 센서의 높이만큼의 양이 되지 않는 이상, 누설 여부를 감지할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 누설 위치를 정확하게 감지할 수 있는 거리 검출형 누설 감지 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 누설되는 유체의 바로 아래에 위치하지 않아도 바닥을 흐르는 유체와 접촉하여 유체의 누설을 감지할 수 있는 거리 검출형 누설 감지 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 판상의 구조물을 수지 또는 불소계 수지 용액에 침지하여 형성하거나, 수지 또는 불소계 수지 소재의 판상의 구조물로 이루어진 베이스 층; 및 액상의 수지 또는 불소계 수지와 도전성 재료의 혼합물을 패턴에 따라 상기 베이스 층의 일측 단부에 도포 또는 인쇄하여 누설 감지부가 형성된 센서 층을 포함하고, 상기 센서 층은 상기 베이스 층의 길이방향을 따라 복수의 구역들로 분할 배치되어 복수의 누설 감지부를 형성하고, 상기 복수의 누설 감지부는 각각 개별 접속 단자를 구비한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 센서 층의 누설 감지부는 상기 베이스 층의 상면에서 측방향으로 노출되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서 층의 상부에는 수지 또는 불소계 수지로 이루어진 보호층이 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 층과 상기 센서 층으로 이루어진 센서 모듈은 서로 중첩되어 결합되는 상부 센서 모듈 및 하부 센서 모듈을 포함하고, 상기 상부 센서 모듈 및 하부 센서 모듈 사이에는 누설 유체와 접촉시 상기 센서 층과 통전하는 공통 단자 층이 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 상부 센서 모듈의 누설 감지부와 상기 하부 센서 모듈의 누설 감지부는 서로 반대측 단부에 배열되는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 상부 센서 모듈 및 하부 센서 모듈의 접속 단자들은 한 방향으로 인출되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 상부 센서 모듈 접속 단자들은 상기 하부 센서 모듈의 접속 단자들과는 반대방향으로 인출되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 상부 센서 모듈 및 하부 센서 모듈의 접속 단자들은 기준점을 중심으로 서로 반대방향으로 이출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 누설이 감지된 센서 모듈의 위치를 확인하고, 누설이 확인된 센서 모듈과 제어 장치 사이의 거리를 검출하여, 누설 위치를 정확하게 감지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 누설되는 유체의 바로 아래에 센서가 위치하지 않아도 센서가 바닥을 흐르는 유체와 접촉하여 유체의 누설을 감지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 분해하여 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 도시한 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서에 대한 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 측면 감지용 누설 감지 센서는 화학 약품에 내식성을 갖는 베이스 층(110) 및 역시 화학 약품에 내식성을 갖는 센서 층(120)을 포함한다.

베이스 층(110)은 판상의 구조물을 수지, 특히 불소계 수지 용액에 일정시간 침지시켜 형성된다. 여기서, 판상의 구조물은 베이스 층(110)의 뼈대를 이루는 구조물로서, 메시 형태의 유리 섬유일 수 있다. 대안적으로, 베이스 층(110)은 수지, 특히 불소계 수지 소재의 판상의 구조물로 이루어질 수 있다.

센서 층(120)은 액상의 수지, 특히 불소계 수지와 도전성 재료를 혼합하고, 이 혼합물을 기 설정된 패턴에 따라 베이스 층(110)의 상면에 도포 또는 인쇄하여 소정 면적으로 형성된 누설 감지부를 형성한다. 여기서, 센서 층(120)의 상기 패턴은 (+) 도선과 (-) 도선이 서로 지그재그 형상으로 교번적으로 배열되어 소정 면적의 감지 영역을 형성하게 된다.

베이스 층(110) 및 센서 층(120)에 사용되는 불소계 수지는 내약품성 및 내열성이 우수한, 예를 들면 ETFE(Ethylene TetraFluoroEthylene), FEP(Flourinated Ethylene Prophylene), PTFE(PolyTetraFluoroeEhylene), PFA(Perfluorinated acids) 등일 수 있다.

여기서, 베이스 층(110)과 센서 층(120)은 서로 결합되어 하나의 센서 모듈(A)을 구성한다. 그리고, 센서 층(120)은 베이스 층(110)의 길이방향을 따라 복수의 구역들로 분할 배치되어 복수의 누설 감지부(A')를 형성한다. 베이스 층(110)은 그 길이가 수십 cm에서 수백 m의 길이로 구성 가능하며, 누설 감지부(A')는 수십 mm에서 수m의 길이로 구성 가능하다.

또한, 각각의 센서 모듈(A)은 개별 접속 단자(10)를 구비하며, 이 접속 단자들(10)은 일측의 제어 장치(미도시)에 접속되어 길이방향으로 배열된 누설 감지 센서를 구성한다. 이 제어 장치는 센서 모듈들에 전류를 공급하고, 통전된 센서 모듈로부터 신호를 수신하도록 구성된다.

이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서는 제어 장치가 누설이 감지된 센서 모듈의 위치를 확인하고, 누설이 확인된 누설 감지부(A')과 제어 장치 사이의 거리를 검출하여, 누설 위치를 정확하게 감지할 수 있다.

바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 센서 층(120)에 형성된 누설 감지부(A')는 베이스 층(110)의 상면에서 측방향으로 노출되도록 형성된다. 즉, 센서 층(120)의 누설 감지부(A')는 베이스 층(110)의 상면에서 측방향으로 노출되도록 형성되어 센서 층(120)의 측방향에서 센서 층(120)으로 흘러오는 누설 유체를 감지할 수 있다.

이러한 베이스 층(110)과 센서 층(120)은 기 설정된 온도에서 기 설정된 시간 동안 소성하여 하나의 센서 모듈(A)로 결합될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 거리 검출형 누설 감지 센서는 측방향으로 노출된 누설 감지부를 포함하여, 바닥으로 낙하해서 측방향으로 흘러오는 누설 유체를 감지할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은 누설되는 유체의 바로 아래에 센서가 위치하지 않아도 센서가 바닥을 흐르는 유체와 접촉하여 유체의 누설을 감지할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서는 센서 층(120)의 상부에 별도의 보호층(130)이 결합될 수 있다. 이 보호층(130)은 전술한 베이스 층(110)과 마찬가지로 수지, 특히 불소계 수지의 판상 구조물로 만들어진다. 그리고, 전술한 소성 결합을 통해 센서 층(120)의 상부에 결합되어 센서 층(120)을 보호할 수 있다.

이러한 보호층(130)은, 예를 들면 센서 층을 작업자가 밟거나 다른 물건이 센서 층에 떨어져서 센서 층이 손상되는 것을 보호하는 역할을 한다.

도면에 도시하지는 않았지만, 보호층(130)의 테두리는 센서 층(120)보다 소정간격 더 외측으로 연장된다. 이러한 보호층(130)의 연장 구성은 누설 유체 이외에 다른 전도성 이물질, 예를 들면 작업 현장에서의 금속 가루 등이 센서 층(120)의 누설 감지부에 접촉하여 센서의 오작동이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서는 상부 센서 모듈(A) 및 하부 센서 모듈(C)을 포함하여 구성되고, 상기 상부 센서 모듈(A) 및 하부 센서 모듈(C) 사이에는 공통 단자 층(B)이 구비된다. 상부 센서 모듈(A), 공통 단자(B) 및 하부 센서 모듈(C)은 서로 중첩되어 결합된다. 여기서, 공통 단자 층(B)은 전체가 도전성 소재일 수 있다. 그러나, 제작 비용 절감을 위해, 센서 층(120)의 누설 감지부와 대응되는 테두리 부분에만 단자 층이 구비될 수 있다.

바람직하게는, 상부 센서 모듈(A)의 누설 감지부(A')와 하부 센서 모듈(C)의 누설 감지부(C')는 서로 반대측 단부에 배열된다. 이에 따라, 상부 센서 모듈(A)의 누설 감지부(A')는 일측면의 유체 누설을 감지하고, 하부 센서 모듈(C)의 누설 감지부(C')는 타측면의 유체 누설을 감지할 수 있다.

또한, 도면들에는 상부 센서 모듈(A) 및 하부 센서 모듈(C)의 접속 단자들이 모두 한 방향으로 인출되어 제어 장치에 접속되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 필요에 따라 상부 센서 모듈(A) 및 하부 센서 모듈(C)의 접속 단자들은 서로 반대방향으로 인출되어 제어 장치에 접속될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서는 상부 센서 모듈(A) 및 하부 센서 모듈(C)의 개별 접속 단자들(10)이 하나의 기준점을 중심으로 좌우 양측으로 분할되어 인출되도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 거리 검출형 누설 감지 센서는 센서 모듈(A, C) 길이방향의 중심을 기준으로, 좌측의 접속 단자들(10)은 좌측으로 인출되어 좌측의 제어 장치(미도시)에 접속되고, 우측의 접속 단자들(10)은 우측으로 인출되어 우측의 제어 장치(미도시)에 접속된다. 즉, 좌측의 누설 감지부와 우측의 누설 감지부는 각기 다른 센서부를 형성할 수 있다.

이와 같이, 누설 감지 센서를 좌측의 센서부와 우측의 센서부로 분할하고, 각 센서부의 접속 단자들을 양방향으로 인출함으로써, 접속 단자들이 한 방향으로 인출된 경우보다 제어 장치와의 접속이 용이하고, 접속 단자들의 중첩 두께를 얇게 하여 센서의 크기를 감소시킬 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A: 상부 센서 모듈 B: 공통 단자
C: 하부 센서 모듈 A', C': 누설 감지부
10: 접속 단자 110: 베이스 층
120: 센서 층 130: 보호층

Claims (8)

1. 판상의 구조물을 수지 또는 불소계 수지 용액에 침지하여 형성하거나, 수지 또는 불소계 수지 소재의 판상의 구조물로 이루어진 베이스 층; 및
   액상의 수지 또는 불소계 수지와 도전성 재료의 혼합물을 패턴에 따라 상기 베이스 층의 일측 단부에 도포 또는 인쇄하여 누설 감지부가 형성된 센서 층을 포함하고,
   상기 센서 층은 상기 베이스 층의 길이방향을 따라 복수의 구역들로 분할 배치되어 복수의 누설 감지부를 형성하고, 상기 복수의 누설 감지부는 각각 개별 접속 단자를 구비하며,
   상기 베이스 층과 상기 센서 층으로 이루어진 센서 모듈은 서로 중첩되어 결합되는 상부 센서 모듈 및 하부 센서 모듈을 포함하고, 상기 상부 센서 모듈 및 하부 센서 모듈 사이에는 누설 유체와 접촉시 상기 센서 층과 통전하는 공통 단자 층이 구비되는 것을 특징으로 하는 거리 검출형 누설 감지 센서.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서 층의 누설 감지부는 상기 베이스 층의 상면에서 측방향으로 노출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 거리 검출형 누설 감지 센서.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 센서 층의 상부에는 수지 또는 불소계 수지로 이루어진 보호층이 결합되는 것을 특징으로 하는 거리 검출형 누설 감지 센서.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 상부 센서 모듈의 누설 감지부와 상기 하부 센서 모듈의 누설 감지부는 서로 반대측 단부에 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 검출형 누설 감지 센서.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 상부 센서 모듈 및 하부 센서 모듈의 접속 단자들은 한 방향으로 인출되는 것을 특징으로 하는 거리 검출형 누설 감지 센서.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 상부 센서 모듈 접속 단자들은 상기 하부 센서 모듈의 접속 단자들과는 반대방향으로 인출되는 것을 특징으로 하는 거리 검출형 누설 감지 센서.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 상부 센서 모듈 및 하부 센서 모듈의 접속 단자들은 기준점을 중심으로 서로 반대방향으로 이출되는 것을 특징으로 하는 거리 검출형 누설 감지 센서.

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