KR101538507B1 - 측면 검출형 누설 감지 센서 - Google Patents

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Abstract

판상의 구조물을 수지 용액 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 층에 도포 또는 인쇄하여 소정 면적의 누설 감지부가 형성된 센서 층을 포함하고, 상기 센서 층의 누설 감지부는 상기 베이스 층의 상면에서 측방향으로 노출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 측면 검출형 누설 감지 센서에 관한 것으로서, 누설되는 유체의 바로 아래에 센서가 위치하지 않아도 센서가 바닥을 흐르는 유체와 접촉하여 유체의 누설을 감지할 수 있다.

Description

측면 검출형 누설 감지 센서{Leak sensor for side detection}
본 발명은 유체 누설을 측면으로 감지할 수 있는 누설 감지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 누설되는 유체의 바로 아래에 위치하지 않아도 바닥을 흐르는 유체와 접촉하여 유체의 누설을 감지할 수 있는 측면 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.
여기서, 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, 누설되는 유체의 바로 아래에 위치하지 않아도 바닥을 흐르는 유체와 접촉하여 유체의 누설을 감지할 수 있는 측면 검출형 누설 감지 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 판상의 구조물을 수지 용액 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 층에 도포 또는 인쇄하여 소정 면적의 누설 감지부가 형성된 센서 층을 포함하고, 상기 센서 층의 누설 감지부는 상기 베이스 층의 상면에서 측방향으로 노출되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 베이스 층과 상기 센서 층은 기 설정된 온도에서 기 설정된 시간 동안 소성하여 하나의 센서 모듈로 형성되고, 상기 센서 모듈은 다른 센서 모듈과 중첩되어 결합되는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 센서 모듈 간의 결합은 기 설정된 온도에서 기 설정된 시간 동안 상기 센서 모듈들을 소성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 최상부에 위치한 상기 센서 층의 상면에는 수지 또는 불소계 수지로 이루어진 보호층이 결합되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 보호층의 테두리는 상기 센서 층보다 더 외측으로 연장되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 2개 이상의 상기 센서 모듈을 포함하고, 상기 보호층의 상면으로부터 상기 센서 층 및 상기 베이스 층을 관통하여 관통된 베이스 층의 하부에 위치한 센서 층의 누설 감지부가 측방향 및 상방으로 노출되도록 하는 복수의 관통홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
대안적으로, 2개 이상의 상기 센서 모듈을 포함하고, 상기 보호층 및 상기 센서 모듈들을 모두 관통하여 센서 층의 누설 감지부가 측방향으로 노출되도록 하는 복수의 관통공을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 베이스 층의 하면에는 소정 면적의 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈에는 상기 베이스 층을 다른 구조물이나 바닥에 접착하기 위한 접착 테이프가 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 누설되는 유체의 바로 아래에 센서가 위치하지 않아도 센서가 바닥을 흐르는 유체와 접촉하여 유체의 누설을 감지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상부에서 낙하하는 누설 유체 및 바닥으로 낙하해서 흘러오는 누설 유체 모두를 감지할 수 있고, 부가적으로 누설 유체의 수위를 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 제1 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서의 일부를 절개하여 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서를 절개하여 도시한 도면으로서, 상면 누설 감지 수단을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서를 절개하여 도시한 도면으로서, 도 5와는 다른 형태의 상면 누설 감지 수단을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서를 개략적으로 도시한 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 측면 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 검출형 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 판상을 구조물로 형성될 수 있다.
센서 층(120)은 액상의 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, 센서 층(120)에 형성된 누설 감지부는 센서 층(120)의 일면에 전체적으로 형성될 수 있고, 센서 층(120)의 측방향으로 노출되도록 형성된다. 즉, 센서 층(120)의 누설 감지부는 베이스 층(110)의 상면에서 측방향으로 노출되도록 형성되어 센서 층(120)의 상부에서 낙하하는 누설 유체 및 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. 그리고, 이 센서 모듈(A)은 베이스 층과 센서 층으로 이루어진 다른 센서 모듈과 결합되어 누설 감지 센서를 구성할 수 있다. 이때, 센서 모듈(A) 간의 결합 역시 전술한 베이스 층(110)과 센서 층(120)과 결합과 마찬가지로, 기 설정된 온도에서 기 설정된 시간 동안 소성하여 이루어질 수 있다. 본 명세서에 도시된 도면들에는 2개의 센서 모듈(A, B)이 결합된 누설 감지 센서를 개시하지만, 누설 감지 센서를 구성하는 센서 모듈들의 수는 필요에 따라 2개 이상으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 2개 이상의 센서 모듈들을 구비하고, 감지되는 센서 모듈의 정보에 따라 유체의 수위를 추가적으로 감지할 수 있다.
이와 같이, 복수의 센서 모듈들(A, B)로 이루어진 누설 감지 센서는 상면으로 노출된 누설 감지부 및 측방향으로 노출된 누설 감지부를 포함하여, 상부에서 낙하하는 누설 유체 및 바닥으로 낙하해서 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 측면 검출형 누설 감지 센서는 최상부에 위치한 센서 층(120)의 상면에 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. 여기서, 누설 감지 센서에 보호층(130)이 결합된 경우, 본 발명에 따른 누설 감지 센서는 더 이상 상부에서 낙하하는 누설 유체를 감지할 수 없고, 측면으로 노출된 누설 감지부를 통해 측방향으로 흘러 오는 누설 유체만을 감지할 수 있다.
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 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서는 2개 이상의 센서 모듈들(A, B)로 이루어지고, 최상부의 센서 층(120)의 상면에 보호층(130)이 결합되며, 측면 누설 감지 수단과 더불어 상면 누설 감지 수단을 구비한다. 여기서, 상부의 센서 모듈(A)을 제1 센서 모듈이라 하고, 하부의 센서 모듈(B)을 제2 센서 모듈이라 한다.
측면 누설 감지 수단은 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 베이스 층(110)의 측방향으로 노출된 센서 층(120)으로 구성된다. 한편, 상면 누설 감지 수단은 보호층(130)으로부터 센서 층(120)의 누설 감지부 상부까지 형성된 복수의 관통홈(131)으로 구성된다.
구체적으로, 관통홈(131)은 보호층(130)의 상면으로부터 보호층(130), 그 아래의 센서 층(120) 및 그 아래의 베이스 층(110)을 관통하여 형성된다. 즉, 관통홈(131)은 보호층(130)과 제1 센서 모듈(A)을 관통한다. 이 복수의 관통홈(131)은 누설 감지 센서 전체에 걸쳐서 서로 소정간격 이격되어 배열된다.
이러한 관통홈(131)에 의해, 제2 센서 모듈(B)의 센서 층(120)의 누설 감지부는 그 상면이 상방으로 노출되고, 제1 센서 모듈(A)의 센서 층(120)의 누설 감지부는 제1 센서 모듈(A)의 내부에서 측방향으로 노출된다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서는 보호층(130)을 구비하지만, 센서 층(120)의 누설 감지부가 관통홈(131) 내부로 유입된 유체와 접촉하여 유체를 감지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예와 마찬가지로 측면으로 노출된 센서 층(120)의 누설 감지부를 통해 측방향으로 흘러오는 유체와 접촉하여 누설을 감지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서는 도 5에 도시된 상면 누설 감지 수단과는 다른 형태의 상면 누설 감지 수단을 구비할 수 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 상면 누설 감지 수단은 누설 감지 센서를 수직방향으로 관통하는 복수의 관통공들(131')로 이루어진다. 이 복수의 관통공(131')은 전술한 관통홈(131)과 마찬가지로 누설 감지 센서 전체에 걸쳐서 서로 소정간격 이격되어 배열된다.
구체적으로, 관통공(131')은 최상부의 보호층(130), 그 아래의 센서층(120), 그 아래의 베이스 층(110), 그 아래의 센서층(120) 및 그 아래의 베이스 층(110)을 관통하여 형성된다. 즉, 관통공(131')은 보호층(130)과 제1 센서 모듈(A) 및 제2 센서 모듈(B)을 모두 관통한다.
이러한 관통공(131')에 의해, 제1 센서 모듈(A)의 센서 층(120) 및 제2 센서 모듈(B)의 센서 층(120)의 누설 감지부들은 누설 감지 센서의 내부에서 측방향으로 노출된다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서는 보호층(130)을 구비하지만, 센서 층(120)의 누설 감지부가 관통공(131') 내부로 유입된 유체와 접촉하여 유체를 감지할 수 있다. 또한, 관통공(131')으로 유입된 누설 유체는 최하부의 베이스 층(110)을 통해 센서 외부로 배출될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 측면 검출형 누설 감지 센서는 접착 테이프(140)를 통해 다른 구조물이나 작업 현장의 바닥에 접착될 수 있다. 이를 위해, 최하부의 베이스 층(110)의 하면에는 소정 면적의 수용홈(111)이 형성된다. 그리고, 이 수용홈(111)에는 접착 테이프(140)가 부착된다.
이와 같이, 접착 테이프(140)가 베이스 층(110)의 수용홈(111)에 부착됨으로써, 누설 감지 센서가 다른 구조물이나 바닥에 접착되어 접착 테이프(140)와 베이스 층(110)이 실질적으로 동일 평면상에 배열되기 때문에, 최하부의 베이스 층(110) 및 이 베이스 층(110)과 다른 구조물 또는 바닥의 접착면 사이에는 유격이 거의 발생하지 않는다.
따라서, 누설 감지 센서 측으로 흘러오는 누설 유체는 누설 감지 센서를 통과하지 않고 센서 층(120)의 누설 감지부에 접촉되어, 유체의 누설 감지 성능을 보장할 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: 제1 센서 모듈 B: 제2 센서 모듈
110: 베이스 층 111: 수용홈
120: 센서 층 130: 보호층
131: 관통홈 131': 관통공
140: 접착 테이프

Claims (8)

  1. 판상의 구조물을 수지 용액 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 층에 도포 또는 인쇄하여 소정 면적의 누설 감지부가 측방향으로 노출되도록 형성된 센서 층을 포함하고,
    상기 베이스 층과 상기 센서 층은 기 설정된 온도에서 기 설정된 시간 동안 소성하여 하나의 센서 모듈로 형성되고, 상기 센서 모듈은 다른 센서 모듈과 중첩되도록 결합되어 2개 이상의 센서 모듈들로 이루어지고,
    최상부에 위치한 상기 센서 층의 상면에는 수지 또는 불소계 수지로 이루어진 보호층이 결합되고,
    상기 보호층 및 상기 센서 모듈들을 모두 관통하여 센서 층의 누설 감지부가 측방향으로 노출되도록 하는 복수의 관통공을 형성한 것을 특징으로 하는 측면 검출형 누설 감지 센서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈 간의 결합은 기 설정된 온도에서 기 설정된 시간 동안 상기 센서 모듈들을 소성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 측면 검출형 누설 감지 센서.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호층의 테두리는 상기 센서 층보다 더 외측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 측면 검출형 누설 감지 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    2개 이상의 상기 센서 모듈을 포함하고, 상기 보호층의 상면으로부터 상기 센서 층 및 상기 베이스 층을 관통하여 관통된 베이스 층의 하부에 위치한 센서 층의 누설 감지부가 측방향 및 상방으로 노출되도록 하는 복수의 관통홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측면 검출형 누설 감지 센서.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 층의 하면에는 소정 면적의 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈에는 상기 베이스 층을 다른 구조물이나 바닥에 접착하기 위한 접착 테이프가 부착되는 것을 특징으로 하는 측면 검출형 누설 감지 센서.
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