KR101904935B1 - 초음파 세정장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피세정물에서 제1와이어 및 제2와이어와 접촉된 부분에도 세정액의 전달이 가능함으로써, 피세정물의 세정효율을 극대화할 수 있는 초음파 세정장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

초음파 세정장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS OF MEGASONIC CLEANER}
본 발명은 초음파 세정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 FPD(Flat Panel Display)와 태양전지 기판 등의 표면을 세정하기 위한 초음파 세정장치 및 방법에 관한 것이다.
FPD(Flat Panel Display) 또는 태양전지 기판 등의 제조 시 유입되는 먼지, 수분, 각종 유기물과 같은 오염물질 등은 FPD, 태양전지 기판, 반도체 소자의 성능, 신뢰성 그리고 생산 수율에 치명적인 영향을 끼친다.
따라서, FPD 또는 반도체 기판을 처리하는 과정에서 표면 오염이 극소화될 수 있도록 상기 기판의 표면을 깨끗하게 세정하는 세정 작업이 반드시 요구된다.
현재 일반적으로 사용되는 세정 방법으로는, 태양전지, 반도체 또는 FPD 기판의 표면 세정을 위해 초음파를 이용한 순수(DI water) 세정 등 수계 세정을 이용하는 방법이 주류를 이루고 있다.
도 1은 종래의 초음파 세정장치를 나타낸 개략도, 도 1은 종래의 초음파 세정장치를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 초음파 세정장치는 피세정물의 상면 및 하면에 설치되어 피세정물(1)을 길이방향으로 이송시키는 다수의 이송롤러(10); 및 피세정물의 상측 및 하측에 설치되어 피세정물에 초음파가 인가된 세정액을 공급하는 초음파 분사 노즐(20);를 포함하여 구성된다.
그러나 종래의 초음파 세정장치는 피세정물(1)에서 이송롤러(10)가 맞닿은 부분에 세정액이 전달되지 못하여 피세정물의 세정효율이 저하되거나, 롤러에 의해 재 오염되는 문제점이 있었다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 초음파 세정 장치 및 방법의 개발이 필요한 실정이다.
이와 관련된 기술로서, 본 출원인은 한국등록특허 제0784903호의 세정액과 초음파의 조합사용에 의해 피세정체의 표면오염을 제거하는 초음파 세정장치에 있어서, 피세정체를 이송시키는 직선이송수단; 상기 직선이송수단에 실려 이송되는 피세정체의 표면에 세정액을 분사 ㅇ공급하여, 상기 피세정체의 표면에 세정액 막을 형성하는 세정액 공급수단; 및 상기 피세정체 표면의 세정액 막에 접촉되는 하단 측 초음파집중부의 단면 윤곽의 양측 곡선이 지수곡선 또는 현수선 형태로 된 몸체와, 상기 몸체 내에 복수 개가 일렬로 배치되되 인접면 사이에 형성되는 절연간격이 피세정체 이송방향에 대해 사선로 형성되는 삼각형 모양 또는 물결 모양의 초음파 진동소자로 이루어진 초음파 세정용 진동체;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치를 제시한 적이 있었다.
한국등록특허 제0784903호 (2007.12.05) 한국등록특허 제1599214호 (2014.07.28) 한국등록특허 제1544504호 (2013.10.14)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 피세정물의 세정효율을 극대화할 수 있는 초음파 세정장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 초음파 세정장치는 피세정물의 상하면에 좌우방향으로 교번 배열되는 다수의 제1 와이어 및 제2 와이어; 상기 제1와이어를 이송시키는 제1이송부재와, 제2와이어를 이송시키는 제2이송부재를 포함하는 이송수단; 상기 이송수단의 운동 방향을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제1와이어가 피세정물을 접촉 이동시키는 제1작동모드와, 제1와이어가 피세정물에서 이격되고 제2와이어가 피세정물을 접촉 이동시키는 제2작동모드가 교번 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1이송부재 및 제2이송부재는 상기 제1와이어 및 제2와이어를 각각 상하방향에서 경사지게 이송시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 초음파 분사 노즐은 피세정물에 세정액과 초음파를 상하방향으로 경사지게 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 초음파 분사 노즐은 피세정물에 세정액과 초음파를 인가하는 초음파 분사 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 초음파 세정방법은 다수의 제1와이어 및 다수의 제2와이어를 피세정물의 상면 및 하면에 좌우방향으로 교번 배열하여 피세정물에 접촉하는 제1단계; 초음파 분사 노즐이 피세정물의 상면 및 하면에 초음파와 세정액을 인가하는 제2단계; 및 제어부가 상기 제1와이어의 피세정물에 대한 접촉이 허용 또는 해제되도록 상기 제1와이어를 이송시키는 제1이송부재와, 상기 제2와이어의 피세정물에 대한 접촉이 허용 또는 해제되도록 상기 제2와이어를 이송시키는 제2이송부재를 제어하되, 상기 제1와이어의 피세정물에 대한 접촉이 허용되면 상기 제2와이어의 피세정물에 대한 접촉을 해제하는 제1작동모드와 상기 제1와이어의 피세정물에 대한 접촉이 해제되면 상기 제2와이어의 피세정물에 대한 접촉을 허용하는 제2작동모드로 교번 작동되도록 제어하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3단계는 상기 제1이송부재 및 제2이송부재가 상기 제1와이어 및 제2와이어를 각각 상하방향에서 경사지게 이송시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3단계는 상기 초음파 분사 노즐이 초음파가 인가된 세정액을 피세정물에 상하방향에서 경사지게 공급하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초음파 세정장치 및 방법은 피세정물에서 제1와이어 및 제2와이어와 접촉된 부분에도 세정액의 전달이 가능함으로써, 피세정물의 세정효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 초음파 세정장치를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 따른 초음파 세정장치에서 제어부가 이송수단을 제1작동모드로 제어하는 상태를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명에 따른 초음파 세정장치에서 제어부가 이송수단을 제1작동모드로 제어하는 상태를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 초음파 세정장치에서 제어부가 이송수단을 제2작동모드로 제어하는 상태를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명에 따른 초음파 세정장치에서 제어부가 이송수단을 제2작동모드로 제어하는 상태를 나타낸 단면도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 방향 표시에 있어서, 도면의 상하방향을 상하방향, 도면의 좌우방향을 좌우방향으로 정의하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 세정장치에서 제어부가 이송수단을 제1작동모드로 제어하는 상태를 나타낸 개략도, 도 3은 본 발명에 따른 초음파 세정장치에서 제어부가 이송수단을 제1작동모드로 제어하는 상태를 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 초음파 세정장치에서 제어부가 이송수단을 제2작동모드로 제어하는 상태를 나타낸 개략도, 도 5는 본 발명에 따른 초음파 세정장치에서 제어부가 이송수단을 제2작동모드로 제어하는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세정장치(1000)는 다수의 제1와이어(210), 다수의 제2와이어(220), 초음파 분사 노즐(300), 이송수단, 및 제어부를 포함하여 구성된다.
상기 다수의 제1와이어(210) 및 다수의 제2와이어(220)는 피세정물(1)의 상면 및 하면에 좌우방향으로 교번 배열 되어 피세정물(1)에 접촉된다. 이 때, 피세정물(1)은 FPD(Flat Panel Display) 또는 태양전기 기판 등일 수 있다.
다시 말하면 상기 다수의 제1와이어(210) 및 다수의 제2와이어(220)는 피세정물(1)의 상면 및 하면에 좌우방향으로 제1와이어(210), 제2와이어(220), 제1와이어(210), 제2와이어(220), ... 순으로 배열된다.
상기 초음파 분사 노즐(300)은 피세정물(1)의 상측에 설치되어 초음파가 인가된 세정액을 피세정물(1)로 공급한다.
이 때, 상기 초음파 분사 노즐(300)은 피세정물(1)의 폭방향으로 형성되어, 지정되는 일정 영역에 세정액 및 초음파를 인가할 수 있다. 즉, 피세정물(1)에 세정액을 도포 후 초음파를 도포된 세정액에 초음파를 인가하거나, 초음파를 이용하여 세정액을 피세정물(1)에 인가하거나, 세정액과 초음파를 동시에 피세정물(1)에 인가하는 방법 등이 가능한 것이다.
상기 이송수단은 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)를 각각 이송시키는 제1이송부재(410) 및 제2이송부재(420)를 포함하여 구성된다.
상세히 설명하면, 상기 제1이송부재(410)와 상기 제2이송부재(420)는 상기 제어부에서 입력되는 신호에 대응하여 제1와이어(210)와 제2와이어(220)를 상하 및 전후 방향으로 운동시키며, 제1와이어(210)의 상하 및 전후방향 운동과, 제2와이어(220)의 상하 및 전후방향 운동은 서로 교대로 일어난다.
즉, 상기 제1와이어(210)가 제1이송부재(410)에 의해 상하방향으로 이동하여 피세정물(1)에 접촉된 후 전후방향으로 움직여 피세정물(1)을 이동시키고, 제1와이어(210)가 피세정물(1)에서 탈착된 후, 제2와이어(220)가 제2이송부재(420)에 의해 상하방향으로 이동하여 피세정물(1)에 접촉된 후 전후방향으로 움직여 피세정물(1)을 움직여 주는 것이다.
따라서, 제1와이어(210)와 제2와이어(220)를 이용하여 지속적으로 피세정물(1)을 이송할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 다시 설명하면, 상기 제어부는 상기 제1이송부재(410)와 제2이송부재(420)를 제어하되, 상기 제1와이어(210)의 피세정물(1)에 대한 접촉이 허용되면 상기 제2와이어(220)의 피세정물(1)에 대한 접촉을 해제하는 제1작동모드(도 2 내지 도 3에 도시됨)와 상기 제1와이어(210)의 피세정물(1)에 대한 접촉이 해제되면 상기 제2와이어(220)의 피세정물(1)에 대한 접촉을 허용하는 제2작동모드(도 4 내지 도 5에 도시됨)로 교번 작동되도록 제어한다.
즉, 상기 제어부는 상기 제1이송부재(410)와 제2이송부재(420)를 제어하여 피세정물(1)에 제1와이어(210)와 제2와이어(220)가 교대로 접촉되게 하는 역할을 한다.
한편, 상기 제1이송부재(410) 및 제2이송부재(420)는 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)와 각각 연결된 모터, 액츄에이터등을 포함할 수 있다.
또한, 종래의 초음파 세정장치(1000)는 피세정물(1)과 다수의 와이어가 접촉된 피세정물(1)의 소정 부위에 초음파가 인가된 세정이 전달되지 못하여 피세정물(1)의 세정효율이 저하되는 문제점이 있는데 반하여, 본 발명에 따른 초음파 세정장치(1000) 및 방법은 피세정물(1)에 초음파가 인가된 세정액을 공급하는 동안 피세정물(1)에 제1와이어(210)와 제2와이어(220)가 교대로 접촉됨으로써, 피세정물(1)과 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)가 접촉되었다가 해제된 피세정물(1)의 소정 부위에도 초음파가 인가된 세정액의 전달이 가능하여 피세정물(1)의 세정효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 제1이송부재(410) 및 제2이송부재(420)가 각각 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)를 상하방향으로 수직하게 이송시킬 경우, 상기 초음파 분사 노즐(300)에서 피세정물(1)과 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)가 접촉되었던 피세정물(1)의 소정 부위로 공급되는 세정액이 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)에 의해 가로막혀서 세정액의 세정효율이 저하될 수 있다.
이 때, 상기 제1이송부재(410) 및 제2이송부재(420)는 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)를 각각 상하방향에서 경사지게 이송시킴으로써, 상기 초음파 분사 노즐(300)에서 피세정물(1)과 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)가 접촉되었던 피세정물(1)의 소정 부위로 공급되는 세정액이 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)에 의해 막혀서 세정액의 세정효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 초음파 분사 노즐(300)은 초음파가 인가된 세정액을 피세정물(1)에 상하방향에서 경사지게 공급함으로써, 상기 제1이송부재(410) 및 제2이송부재(420)가 각각 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)를 피세정물(1)의 상측으로 수직하게 이송시킬 경우에도 상기 초음파 분사 노즐(300)에서 피세정물(1)과 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)가 접촉되었던 피세정물(1)의 소정 부위로 공급되는 세정액이 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)에 의해 막혀서 세정액의 세정효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 초음파 세정방법에 대해 설명하기로 한다.
제1단계에서는 다수의 제1와이어(210) 및 다수의 제2와이어(220)를 피세정물(1)의 상면 및 하면에 좌우방향으로 교번 배열하여 피세정물(1)에 접촉한다.
제2단계에서는 초음파 분사 노즐(300)이 초음파가 인가된 세정액을 피세정물(1)의 상면 및 하면에 공급한다.
제3단계에서는 제어부가 상기 제1와이어(210)의 피세정물(1)에 대한 접촉이 허용 또는 해제되도록 상기 제1와이어(210)를 이동시키는 제1이동부재와, 상기 제2와이어(220)의 피세정물(1)에 대한 접촉이 허용 또는 해제되도록 상기 제2와이어(220)를 이동시키는 제2이동부재를 제어하되, 상기 제1와이어(210)의 피세정물(1)에 대한 접촉이 허용되면 상기 제2와이어(220)의 피세정물(1)에 대한 접촉을 해제하는 제1작동모드와 상기 제1와이어(210)의 피세정물(1)에 대한 접촉이 해제되면 상기 제2와이어(220)의 피세정물(1)에 대한 접촉을 허용하는 제2작동모드로 교번 작동되도록 제어한다.
즉, 제3단계에서는 상기 제어부가 상기 제1이송부재(410)와 제2이송부재(420)를 제어하여 피세정물(1)에 제1와이어(210)와 제2와이어(220)가 교대로 접촉되게 제어한다.
또한, 상기 제3단계는 상기 제1이동부재 및 제2이동부재가 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)를 각각 상하방향에서 경사지게 이동시키거나, 초음파 분사 노즐(300)이 초음파가 인가된 세정액을 피세정물(1)에 상하방향에서 경사지게 공급함으로써, 상기 초음파 분사 노즐(300)에서 피세정물(1)과 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)가 접촉되었던 피세정물(1)의 소정 부위로 공급되는 세정액이 상기 제1와이어(210) 및 제2와이어(220)에 의해 가로막혀서 세정액의 세정효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 피세정물
1000 : 본 발명에 따른 초음파 세정장치
210 : 제1와이어
220 : 제2와이어
300 : 초음파 분사 노즐
410 : 제1이송부재
420 : 제2이송부재

Claims (8)

  1. 피세정물의 상하면에 좌우방향으로 교번 배열되는 다수의 제1 와이어 및 제2 와이어;
    상기 제1와이어를 이송시키는 제1이송부재와, 제2와이어를 이송시키는 제2이송부재를 포함하는 이송수단;
    상기 이송수단의 운동 방향을 제어하는 제어부; 및
    피세정물에 세정액과 초음파를 인가하는 초음파 분사 노즐;
    을 포함하여 이루어지며,
    상기 제어부는 제2와이어가 피세정물에서 이격되고 상기 제1와이어가 피세정물을 접촉 이동시키는 제1작동모드와, 제1와이어가 피세정물에서 이격되고 제2와이어가 피세정물을 접촉 이동시키는 제2작동모드가 교번 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1이송부재 및 제2이송부재는
    상기 제1와이어 및 제2와이어를 각각 상하방향에서 경사지게 이송시키는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 초음파 분사 노즐은
    피세정물에 세정액과 초음파를 상하방향으로 경사지게 공급하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
  5. 삭제
  6. 다수의 제1와이어 및 다수의 제2와이어를 피세정물의 상면 및 하면에 좌우방향으로 교번 배열하여 피세정물에 접촉하는 제1단계;
    초음파 분사 노즐이 피세정물의 상면 및 하면에 초음파와 세정액을 인가하는 제2단계; 및
    제어부가 상기 제1와이어의 피세정물에 대한 접촉이 허용 또는 해제되도록 상기 제1와이어를 이송시키는 제1이송부재와, 상기 제2와이어의 피세정물에 대한 접촉이 허용 또는 해제되도록 상기 제2와이어를 이송시키는 제2이송부재를 제어하되, 상기 제1와이어의 피세정물에 대한 접촉이 허용되면 상기 제2와이어의 피세정물에 대한 접촉을 해제하는 제1작동모드와 상기 제1와이어의 피세정물에 대한 접촉이 해제되면 상기 제2와이어의 피세정물에 대한 접촉을 허용하는 제2작동모드로 교번 작동되도록 제어하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3단계는
    상기 제1이송부재 및 제2이송부재가 상기 제1와이어 및 제2와이어를 각각 상하방향에서 경사지게 이송시키는 것을 특징으로 하는 초음파 세정방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제3단계는
    상기 초음파 분사 노즐이 초음파가 인가된 세정액을 피세정물에 상하방향에서 경사지게 공급하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정방법.
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