KR101744968B1 - 습식 표면처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 다음 공정으로 이동시키면서 세정액을 분사하여 세정할 수 있는 습식 표면처리장치를 개시한다. 개시된 습식 표면처리장치는, 복수의 수조를 구비하고, 수조의 상측에 이송을 위한 레일이 구비되는 메인 작업대와, 가공물트레이부를 구비하고, 가공물트레이부를 수조에 선택적으로 담그거나 이탈시키며, 레일을 따라 이송하는 캐리어장치와, 가공물트레이부를 커버하도록 캐리어장치에 구비되어 캐리어장치와 함께 이송하며, 가공물트레이부로 세정액을 분사하여 가공물트레이부에 장착되는 기판을 세정하고, 세정에 따라 발생하는 폐세정액을 캐리어장치의 외부로 배출시키는 가공물세정부를 포함한다.

Description

습식 표면처리장치{APPARATUS FOR WET SURFACE TREATMENT}
본 발명은 습식 표면처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 다음 공정으로 이동시키면서 세정함으로써, 기판을 세정하기 위한 세정조의 설치를 방지하고, 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 습식 표면처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 표면처리(Plating, 도금, 착색, 피막 등)는 물질의 표면 상태를 개선할 목적으로 물질의 표면에 다른 물질로 된 박막을 피복하는 것이다. 이러한 표면처리의 목적은 여러 가지가 있으나 대표적으로 첫째 원재료의 내식성 부족을 보완하고자 특정한 환경속에서도 견딜 수 있는 금속박막을 입히는 방식(防蝕), 둘째 마모에 견딜 수 있도록 원재료보다 단단한 금속박막을 입히는 표면경화, 셋째 원재료의 표면에 귀금속 또는 색채가 아름다운 금속 합금의 박막을 붙이는 표면 미화, 넷째 빛 또는 열의 반사율을 높인다든지 또는 평활한 표면과 광택을 위해 금속 박막을 붙이는 표면의 평활화 및 반사율 개선을 위해 사용된다.
또한, 표면처리 방식은 크게 습식표면처리와 건식표면처리로 구분되며, 습식표면처리는 습한환경 예를 들어 처리용액에 가공물을 함침시켜 표면을 처리하고, 건식표면처리는 진공의 용기에서 플라즈마나 아크, 가열증기를 이용하여 표면을 처리한다.
이중 습식표면처리 방식은 표면처리 공정전후 및 공정중 이전 공정에서 사용되었던 반응액 및 도금액 등을 제거하기 위해 세정단계를 진행하여야 한다.
통상의 세정방식은 세정조에 세정에 적합한 세정액을 저장 및 순환하여, 표면처리를 끝낸 대상물을 수침시켜 안정화하는 방법을 많이 이용하고 있다. 이러한 세정방식을 채용한 세정장치는 세정효과를 높이기 위하여 복수의 세정조를 구비하고, 각 세정조에 연속적으로 수침하게 된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 표면처리 방식은 표면처리 공정을 위한 반응조 전, 후에 세정조를 배치하여야 하므로, 세정조의 설치로 인한여 설비 길이가 길어지고, 세정액이 다른 반응조에 침투하게 되어 반응액을 오염시키는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 상기와 같은 종래의 표면처리 방식은 처리 대상물인 기판을 세정조에서 수세처리 하는 시간이 오래 걸리므로, 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 국내 공개특허 제10-2011-0026085호(공개일:2011년03월15일)에는 "복수의 도금공정 자동제어기능을 갖는 도금장치"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 기판을 다음 공정을 위한 수조로 이동시키면서 세정함으로써, 기판을 세정하기 위한 별도의 세정조의 설치를 방지하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 습식 표면처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 습식 표면처리장치는, 복수의 수조를 구비하고, 상기 수조의 상측에 이송을 위한 레일이 구비되는 메인 작업대와, 가공물트레이부를 구비하고, 상기 가공물트레이부를 상기 수조에 선택적으로 담그거나 이탈시키며, 상기 레일을 따라 이송하는 캐리어장치와, 상기 가공물트레이부를 커버하도록 상기 캐리어장치에 구비되어 상기 캐리어장치와 함께 이송하며, 상기 가공물트레이부로 세정액을 분사하여 상기 가공물트레이부에 장착되는 기판을 세정하고, 세정에 따라 발생하는 폐세정액을 상기 캐리어장치의 외부로 배출시키는 가공물세정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가공물세정부는, 상기 가공물트레이부를 커버하도록 상기 캐리어장치에 결합되며, 하면이 개방되는 하우징과, 상기 하우징을 개폐하도록 상기 하우징에 구비되는 개폐도어와, 상기 하우징에 구비되어 상기 개폐도어를 개폐시키는 도어개폐부재와, 상기 하우징에 내부에 배치되며, 상기 기판으로 세정액을 분사하는 세정액 분사부재와, 상기 폐세정액을 상기 하우징의 외부로 배수시키도록 상기 작업대 및 상기 개폐도어에 구비되는 폐세정액 배수부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도어개폐부재는, 상기 개폐도어에 결합되는 이송블록과, 상기 이송블록과 결합되는 스크류부재를 구비하며, 상기 스크류부재를 따라 상기 이송블록을 이동시키도록 상기 하우징에 구비되는 개폐모터와, 상기 개폐도어의 이동을 가이드하는 엘엠가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세정액 분사부재는, 상기 기판에 잔존하는 상기 세정액을 이탈시키기 위한 압축공기 배출부재를 더 포함하며, 상기 하우징의 내부에 상하로 이격되게 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 습식 표면처리장치.
상기 폐세정액 배수부재는, 상기 캐리어장치의 이송방향을 따라 배치되도록 상기 작업대에 구비되는 배수관로와, 일단부가 상기 배수관로의 상측에 위치하도록 상기 개폐도어에 결합되는 배수관부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 표면처리장치는 종래기술과는 달리 특정 수조에서 처리가 완료된 기판을 다음 공정을 위한 다른 수조로 이동시키면서 세정액을 분사하여 세정함으로써, 기판을 세정하기 위한 별도의 세정조의 설치를 방지하여 기판 처리라인의 길이를 줄일 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 습식 표면처리장치는, 기판의 세정을 위한 승강을 진행할 필요가 없으므로, 기판의 처리시간을 줄임으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 표면처리장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 표면처리장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판드레이부가 수조에 잠긴상태를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어장치와 가공물세정부를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어장치와 가공물세정부를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어장치와 가공물세정부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물세정부를 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 습식 표면처리장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 표면처리장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 표면처리장치를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판드레이부가 수조에 잠긴상태를 도시한 정면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어장치와 가공물세정부를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어장치와 가공물세정부를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어장치와 가공물세정부를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공물세정부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 표면처리장치(100)는, 메인 작업대(110)와, 메인 작업대(110)에 이동가능하게 설치되는 캐리어장치(120)와, 캐리어장치(120)에서 가공물인 기판(10)을 세정하기 위한 가공물세정부(130)를 포함한다. 이러한, 습식 표면처리장치(100)는 기판(10)을 세정하기 위한 별도의 세정수조를 사용하지 않고, 캐리어장치(120)에서 기판(10)을 세정하게 된다. 이로 인하여, 습식 표면처리장치(100)의 길이를 줄일 수 있음은 물론 기판(10) 세정을 위한 캐리어장치(120)의 상하 이동이 필요 없으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.
메인 작업대(110)는 캐리어장치(120)의 하측으로 복수의 수조가 일렬로 구비되고, 수조(111)의 상측에 캐리어장치(120)가 이송가능하게 설치되는 레일(113)이 구비된다. 수조(111)는 캐리어장치(120)의 이송방향을 따라 일렬로 배치되며, 기판(10)의 처리를 위한 반응액 및 도금액이 각각 수용된다.
캐리어장치(120)는 기판(10)이 장착되는 가공물트레이부(121)가 구비되며, 가공물트레이부(121)를 상하로 이동시켜 가공물트레이부(121)에 장착된 기판(10)을 수조(111)에 선택적으로 담그거나 이탈시킨다. 이를 위하여, 캐리어장치(120)는 레일(113)에 안착되는 캐리어 이송프레임(123)과, 캐리어 이송프레임(123)에 결합되는 승강 지지프레임(125)과, 승강 지지프레임(125)에 승강가능하게 설치되며, 가공물트레이부(121)가 장착되는 트레이 장착프레임(127)을 포함한다.
캐리어 이송프레임(123)은 롤러(123a)를 통해 레일(113)에 이동가능하게 안착되며, 모터에 의해 롤러(123a)가 회전하에 따라 레일(113)에서 이동하게 된다. 이때, 롤러(123a)는 레일(113)의 상면 및 측면에 접촉하도록 캐리어 이송프레임(123)에 복수개 구비된다.
승강 지지프레임(125)은 캐리어 이송프레임(123)의 내측에 결합되며, 트레이 장착프레임(127)이 승강가능하게 지지된다. 이러한, 승강 지지프레임(125)은 트레이 장착프레임(127)의 승강을 위한 승강부재(125a)를 구비한다. 승강부재(125a)는 모터에 의해 회전하는 회전축(125a')과, 회전축(125a')에 권취 또는 풀리도록 일단부가 회전축(125a')에 결합되고 타단부가 트레이 장착프레임(127)에 결합되는 와이어(125a")를 구비한다.
트레이 장착프레임(127)은 승강 지지프레임(125)의 승강레일에 지지롤러를 통해 승강 가능하게 설치된다. 이러한, 트레이 장착프레임(127)은 상단부에 와이어(125a")가 결합되며, 와이어(125a")가 회전축(125a')에 귄취되면 승강 지지프레임(125)에서 상승하고, 와이어(125a")가 회전축(125a')에서 풀리면 승강 지지프레임(125)에서 하강하게 된다.
이러한, 트레이 장착프레임(127)이 완전하게 하강하면 가공물트레이부(121)에 장착된 기판(10)이 수조(111)에 삽입되어 반응액에 잠기게 되고, 트레이 장착프레임(127)이 상승하게 되면 가공물트레이부(121)가 트레이 장착프레임(127)에 걸리면서 트레이 장착프레임(127)과 함께 상승하면서 기판(10)이 수조(111)에서 이탈하게 된다. 그리고 트레이 장착프레임(127)이 완전하게 상승하면 가공물트레이부(121) 및 기판(10)이 가공물세정부(130)의 내부로 완전하게 수용된다.
본 실시예에 따른 캐리어장치(120)에는 가공물트레이부(121)에 장착되어 이송되는 기판(10)의 세정을 위하여 가공물세정부(130)가 결합된다.
가공물세정부(130)는 가공물트레이부(121)를 커버하도록 캐리어장치(120)에 구비되어 캐리어장치(120)와 함께 이동하며, 가공물트레이부(121)에 장착된 기판(10)에 세정액을 분사하여 기판(10)을 세정한다. 또한, 가공물세정부(130)는 기판(10)을 세정하면서 발생하는 폐세정액을 캐리어장치(120)의 외부로 배출시키게 된다.
이를 위하여, 본 실시예에 따른 가공물세정부(130)는 가공물트레이부(121)를 커버하도록 캐리어장치(120)의 캐리어 이송프레임(123)에 결합되는 하우징(131)과, 하우징(131)을 개폐하는 개폐도어(133)와, 개폐도어(133)를 개폐시키는 도어개폐부재(135)와, 세정액을 분사하는 세정액 분사부재(137)와, 폐세정액을 배수시키기 위한 폐세정액 배수부재(139)를 포함한다.
하우징(131)은 승강 지지프레임(125) 및 트레이 장착프레임(127)이 내부에 위치하도록 캐리어 이송프레임(123)에 결합된다. 이러한, 하우징(131)은 트레이 장착프레임(127)이 승강함에 따라 가공물트레이부(121)가 삽입 또는 노출하도록 하부가 개방되며, 개구부가 개폐도어(133)에 의해 개폐된다.
또한, 하우징(131)은 개폐도어(133)가 이동가능하게 결합되는 도어지지부(131a)가 하단부에 구비되며, 기판(10)이 세정될 때 세정액이 외부로 누수되는 것이 방지되도록 개폐도어(133)에 의해 밀폐된다.
개폐도어(133)는 하우징(131)에 하부에 슬라이딩 가능하게 결합되며, 도어개폐부재(135)의 작동에 의해 하우징(131)에서 슬라이딩되면서 하우징(131)을 개폐하게 된다. 또한, 개폐도어(133)는 기판(10)을 세정한 폐세정액이 폐세정액 배수부재(139)를 통해 원활하게 배수되도록 내부 바닦면이 중앙부측으로 하향경사지게 형성된다.
도어개폐부재(135)는 개폐도어(133)와 연결되도록 하우징(131)에 구비되어 개폐도어(133)를 슬라이딩 이송시킨다. 이를 위하여, 도어개폐부재(135)는 개폐도어(133)에 결합되는 이송블록(135a)과, 스크류부재(135b)를 통해 이송블록(135a)과 연결되는 개폐모터(135c)와, 개폐도어(133)의 이동을 위한 엘엠가이드부재(135d)를 포함한다.
이송블록(135a)은 스크류부재(135b)가 회전가능하게 결합되고, 스크류부재(135b)가 회전하게 되면 스크류부재(135b)의 길이방향을 따라 이동하면서 개폐도어(133)를 슬라이딩시킨다.
개폐모터(135c)는 스크류부재(135b)와 결합되며, 세정액에 의한 오염이 방지되도록 하우징(131)의 외면에 결합된다. 이때, 스크류부재(135b)는 하우징(131)을 관통하여 이송블록(135a)에 결합된다.
엘엠가이드부재(135d)는 개폐도어(133)가 원활하게 이동될 수 있도록 도어지지부(131a)와 개폐도어(133)의 하면 사이에 결합된다.
세정액 분사부재(137)는 기판(10)의 양측에 각각위치하도록 하우징(131)에 결합되며, 기판(10)으로 세정액을 분사한다. 이러한, 세정액 분사부재(137)는 세정액 분사관(137a)이 상하로 이격되게 복수개 구비되며, 세정액 분사관(137a)에 분사노즐(137b)이 결합된다. 또한, 세정액 분사부재(137)는 펌프를 통해 세정액 저장탱크에 저장된 세정액이 공급되어 분사된다.
더하여, 세정액 분사부재(137)는 세정이 완료된 기판(10)에 잔존하는 세정액을 이탈시키기 위한 압축공기 배출부재(137c)를 구비한다. 압축공기 배출부재(137c)는 하우징(131)의 내부에 결합되며, 에어컴프레서를 통해 공급되는 공기를 기판(10)으로 분사한다. 이를 통해 세정이 완료된 기판(10)에 잔존하는 세정액을 보다 빠르게 제거할 수 있게 된다.
그리고, 기판(10)을 세정하면서 발생하는 폐세정액은 폐세정액 배수부재(139)를 통해 가공물세정부(130)의 외부로 배수처리된다.
이를 위하여, 폐세정액 배수부재(139)는 캐리어장치(120)의 이송방향을 따라 메인 작업대(110)에 설치되는 배수관로(139a)와, 가공물세정부(130)의 폐세정액을 배수관로(139a)로 배수시키기 위한 배수관부재(139b)를 포함한다.
배수관로(139a)는 상면이 개방된 "U"자 형으로 형성되며, 배수관부재(139b)가 상측에 위치하게 된다. 또한, 배수관로(139a)는 유입되는 폐세정액이 폐세정액 회수탱크로 원활하게 배수되도록 일측에서 타측으로 갈수록 하향 경사지게 설치된다.
배수관부재(139b)는 일단부가 배수관로(139a)의 상측에 위치하도록 개폐도어(133)의 중앙부에 결합된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 표면처리장치의 작용을 설명한다.
먼저, 기판(10)이 고정된 가공물트레이부(121)가 캐리어장치(120)의 트레이 장착프레임(127)에 장착되면 승강부재(125a)에 의해 트레이 장착프레임(127)이 상승하여 가공물세정부(130)의 내부로 진입하게 된다. 그리고 기판(10)의 표면처리를 위하여 캐리어장치(120)가 메인 메인 작업대(110)의 레일(113)을 따라 표면처리를 위한 수조(111)의 상측으로 이송한다.
이후, 트레이 장착프레임(127)이 하강하면 가공물트레이부(121)가 수조(111)의 상부에 안착되면서 기판(10)이 수조(111)의 용액에 잠겨 표면처리된다. 기판(10)의 표면처리가 완료되면 트레이 장착프레임(127)이 다시 상승하면서 가공물트레이부(121)가 하우징(131)의 내부로 진입되어 기판(10)의 세정공정이 진행된다.
구체적으로, 가공물트레이부(121)가 하우징(131)의 내부로 완전하게 진입하면 도어개폐부재(135)가 작동하여 개폐도어(133)가 하우징(131)을 밀폐시킨다. 그리고, 세정액 분사부재(137)를 통해 세정액이 분사되어 기판(10)에 남아 있는 표면처리용액을 제거하게 된다. 또한, 기판(10)의 세정이 완료되면 압축공기 배출부재(137c)에서 압축공기가 분사되어 기판(10)에 도포된 세정액을 보다 빠르고 효과적으로 제거하게 된다.
한편, 세정액 분사부재(137)에서 분사되어 기판(10)을 세정한 폐세정액은 개폐도어(133)로 떨어진 후, 배수관부재(139b)를 통해 배수관로(139a)로 배출된다. 이때, 개폐도어(133)의 바닥면이 중앙부로 경사지게 형성되므로, 폐세정액이 원활하게 배수된다.
이와 같은 기판(10)의 세정공정은 캐리어장치(120)가 다른 표면처리공정을 위하여 다름 수조로 이송되면서 진행되므로, 기판(10)의 표면처리 공정을 보다 빠르게 진행할 수 있게 된다.
이처럼 다양한 분야에서 이용되는 표면처리는 표면처리 공정전후 및 공정중 이전 공정에서 사용되었던 반응액 및 도금액 등을 제거하기 위해 세정단계를 진행하여야 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 기판 100 : 습식 표면처리장치
110 : 메인 작업대 111 : 수조
113 : 레일 120 : 캐리어장치
121 : 가공물트레이부 123 : 캐리어 이송프레임
125 : 승강 지지프레임 127 : 트레이 장착프레임
130 : 가공물세정부 131 : 하우징
133 : 개폐도어 135 : 도어개폐부재
137 : 세정액 분사부재 139 : 폐세정액 배수부재

Claims (5)

  1. 복수의 수조를 구비하고, 상기 수조의 상측에 이송을 위한 레일이 구비되는 메인 작업대; 가공물트레이부를 구비하고, 상기 가공물트레이부를 상기 수조에 선택적으로 담그거나 이탈시키며, 상기 레일을 따라 이송하는 캐리어장치; 및 상기 가공물트레이부를 커버하도록 상기 캐리어장치에 구비되어 상기 캐리어장치와 함께 이송하며, 상기 가공물트레이부로 세정액을 분사하여 상기 가공물트레이부에 장착되는 가공물을 세정하고, 세정에 따라 발생하는 폐세정액을 상기 캐리어장치의 외부로 배출시키는 가공물세정부;를 포함하며,
    상기 가공물세정부는,
    상기 가공물트레이부를 커버하도록 상기 캐리어장치에 결합되며, 하면이 개방되는 하우징;
    상기 하우징을 개폐하도록 상기 하우징에 구비되는 개폐도어;
    상기 하우징에 구비되어 상기 개폐도어를 개폐시키는 도어개폐부재;
    상기 하우징에 내부에 배치되며, 상기 가공물로 세정액을 분사하는 세정액 분사부재; 및
    상기 폐세정액을 상기 하우징의 외부로 배수시키도록 상기 작업대 및 상기 개폐도어에 구비되는 폐세정액 배수부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 표면처리장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 도어개폐부재는,
    상기 개폐도어에 결합되는 이송블록;
    상기 이송블록과 결합되는 스크류부재를 구비하며, 상기 스크류부재를 따라 상기 이송블록을 이동시키도록 상기 하우징에 구비되는 개폐모터; 및
    상기 개폐도어의 이동을 가이드하는 엘엠가이드부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 표면처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정액 분사부재는, 상기 가공물에 잔존하는 상기 세정액을 이탈시키기 위한 압축공기 배출부재를 더 포함하며, 세정액 분사관이 상하로 이격되게 복수개 구비되도록 상기 하우징의 내부에 결합되는 것을 특징으로 하는 습식 표면처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 폐세정액 배수부재는,
    상기 캐리어장치의 이송방향을 따라 배치되도록 상기 메인 작업대에 구비되는 배수관로; 및
    일단부가 상기 배수관로의 상측에 위치하도록 상기 개폐도어에 결합되는 배수관부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 표면처리장치.
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