KR102130713B1 - 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법 - Google Patents

미세입자 세정용 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세입자 세정 기술을 개시한다. 즉 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법은 스마트폰, 카메라 모듈 등의 전기/전자제품 부품소재 및 반도체에 부착된 유동성 및 고착성 이물질인 미세입자를 세정하는데 필요한 제 1, 2 냉각입자를 생성함으로써, 전자부품소재 또는 반도체 표면에 존재하는 미세입자 제거의 효율성을 담보하고 이산화탄소 또는 불소와 같은 유해물질이 배출되지 않도록 할 뿐만 아니라, 세정대상인 전자부품소재 또는 반도체의 특성 및 외관을 고려하여 세정시 가장 효과적인 제 1, 2 냉각입자의 크기 및 분사량을 사용자의 요구에 따라 자동으로 결정할 수 있도록 생성시켜 제품별 맞춤형으로 최적화된 세정이 가능하도록 한다.

Description

미세입자 세정용 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법{Cooling particle generator for cleaning fine particles and Drive method of the Same}
본 발명은 미세입자 세정 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 스마트폰, 카메라 모듈 등의 전기/전자제품 부품소재 및 반도체에 부착된 유동성 및 고착성 이물질인 미세입자를 세정하는데 필요한 제 1, 2 냉각입자를 생성하는 하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
스마트폰, 카메라 모듈 등의 전기 및 전자 제품의 생산라인에서는 전 공정에 걸쳐 세정장치를 이용하여 해당 제품에 부착된 유동성 및 고착성 이물, BURR, CHIP 등을 제거하기 위한 공정이 수행된다.
최종 제품의 세정장치는 단순 압축공기 또는 초음파에 의한 세척 등을 통한 유동성 이물을 털어내는 설비를 통칭하는데, 이물의 효과적인 제거 뿐만 아니라 제품의 외관을 손상하지 않도록 세정대상 제품을 세정하여야 한다.
이를 위하여 최근의 세정방법은 물의 단순 흐름성을 이용하여 제품에 묻혀있는 유분, 정전기에 의해 붙어있는 이물, 강하게 붙어있는 본드류 등을 제거하는 방법이 많이 이용되고 있다.
구체적으로 순수(Deionized Water: DI Water) 또는 초순수(Ultrapure Water: UPW) 등을 세정대상 제품에 액체 또는 기체를 분사하고 물의 장력과 물의 흐름성으로 살짝 씻어내고, 린스와 드라이를 통하여 제품에 붙은 이물을 제거한다.
그러나 상기의 방법의 경우 이물을 제대로 제거하지 못하며, 순수 또는 초순수 이외에 불소, 질소 및 CO2 등 인체에 유해한 성분이 이용될 뿐만 아니라, 세정장치의 단가대비 가격대 성능비가 좋지 않기 때문에 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.
상기 문제점에도 불구하고 종래의 세정장치에 대한 대체기술이 확보되지 못한 상황이므로 종래의 방식을 이용한 세정장치가 불가피하게 사용되고 있는 실정이다.
한편, 하기 선행기술문헌에는 카메라모듈의 에어 세정장치에 대한 기술이 개시되어 있으며, 본 발명의 기술적 요지는 개시하고 있지 않다.
한국특허 등록번호 : 10-1951731-0000 한국특허 공개번호 : 10-2018-0059442 한국특허 등록번호 : 10-0385432-0000 한국특허 등록번호 : 10-0385431-0000
본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법의 제 1 목적은 전술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 단순 유체의 유동이 아닌 순수 또는 초순수를 냉각시켜 전자부품소재 또는 반도체 표면에 붙은 미세입자을 제거할 수 있는 제 1, 2 냉각입자를 생성하기 위함이다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 이러한 제 1, 2 냉각입자를 통하여 전자부품소재 또는 반도체 표면에 존재하는 미세입자 제거의 효율성을 담보하고, 이산화탄소 또는 불소와 같은 유해물질이 배출되지 않도록 하여 친환경적인 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치는, 물을 분사한 후 상기 물을 주변 공기와 함께 냉각하여 복수개의 제 1 냉각입자 및 복수개의 제 2 냉각입자를 생성하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치로, 상기 물을 분사하는 노즐; 상기 노즐의 결로를 방지하기 위하여 상기 노즐의 오리피스에 장착되는 히팅코일; 및 상기 노즐을 통하여 분사된 물을 주변 공기와 함께 냉각시켜 상기 복수개의 제 1 냉각입자, 상기 복수개의 제 2 냉각입자를 사용자의 선택적 사이즈에 맞게 생성시키는 열전소자를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치의 구동방법은 물을 분사한 후 상기 물을 주변 공기와 함께 냉각하여 복수개의 제 1 냉각입자와 복수개의 제 2 냉각입자를 생성하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치의 구동방법으로, 노즐이 상기 물을 분사하는 단계; 히팅코일이 상기 노즐의 결로를 방지하기 위하여 상기 노즐의 오리피스에 장착되는 단계; 및 열전소자가 상기 노즐을 통하여 분사된 물을 주변 공기와 함께 냉각시켜 상기 복수개의 제 1 냉각입자와 복수개의 제 2 냉각입자를 생성시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법은 단순 유체의 유동이 아닌 순수 또는 초순수를 냉각시켜 전자부품소재 또는 반도체 표면에 붙은 미세입자을 제거할 수 있는 제 1, 2 냉각입자를 생성하는 제 1 효과를 준다.
또한, 본 발명은 이러한 제 1, 2 냉각입자를 통하여 전자부품소재 또는 반도체 표면에 존재하는 미세입자 제거의 효율성을 담보하고, 이산화탄소 또는 불소와 같은 유해물질이 배출되지 않도록 하여 친환경적인 냉각입자 생성장치 및 그 구동방법을 제공하는 제 2 효과를 준다.
또한, 본 발명은 세정대상인 전자부품소재 또는 반도체의 특성 및 외관을 고려하여 세정시 가장 효과적인 제 1, 2 냉각입자의 크기 및 분사량을 사용자의 요구에 따라 자동으로 결정할 수 있도록 생성시킴으로써 제품별 맞춤형으로 최적화된 세정이 가능한 제 3 효과를 준다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치를 도시한 상세 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예에 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치를 도시한 도면이다.
도 1를 참조하면, 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치(100)는 물을 분사한 후 물을 주변 공기와 함께 냉각하여 복수개의 제 1, 2 냉각입자를 생성하는 장치로, 스마트폰, 카메라 모듈 등의 전기/전자제품 부품소재 및 반도체에 부착된 유동성 및 고착성 이물질인 미세입자를 세정하는데 필요한 복수의 제 1, 2 냉각입자를 생성하는 필수 구성요소인 노즐(110), 히팅코일(120), 열전소자(125)를 포함한다.
먼저, 노즐(110)은 물을 분사한다. 노즐(110)은 매니폴드(10)에 저장된 순수(Deionized Water: DI Water) 또는 초순수(Ultrapure Water: UPW)을 압축공기와 함께 미세하게 분사한다.
히팅코일(120)은 노즐(110)의 결로를 방지하기 위하여 노즐(110)의 오리피스에 장착된다. 히팅코일(120)은 열전소자(125)에 의한 노즐(110)의 결빙 및 결빙에 의한 파손을 방지하기 위하여 노즐(110)에 장착된다.
열전소자(125)는 노즐(110)을 통하여 분사된 물을 주변 공기와 함께 냉각시켜 복수개의 제 1 냉각입자와 복수의 제 2 냉각입자를 사용자의 선택적 사이즈에 맞게 생성시킨다.
열전소자(125)로 전류 인가에 따라 온도를 복합 제어하는 펠티어소자가 채용될 경우, 분사부측 영역에는 냉각이 진행되고, 분사부와 대향되는 반대쪽 영역에는 발열이 진행됨에 따라, 반대쪽 영역의 발열을 외부로 방출하기 위한 송풍팬(130)이 구비된다.
여기서, 미세입자 세정시, 제 1, 2 분사구를 거쳐 열전소자(125)에 의해 생성된 제 1 냉각입자는 미세입자를 제거할 표면에 형성된 유동성 이물질, 미세잉여 이물질, 고착성 이물질을 제거하는데 사용되며, 제 3 내지 5 분사구를 거쳐 열전소자(125)에 의해 생성된 제 2 냉각입자는 미세입자를 제거할 표면에 형성된 녹물질, 표면미세연마 물질, 침투형 이물질을 제거하는데 사용됨에 유의한다.
미세입자 세정용 냉각입자 생성장치(100)의 내부는 노즐(110)을 통해 분사되는 물을 주변 공기와 같이 냉각시킬 시, 영하 41.6 내지 42.0 ℃를 유지시키며, 질소 함유량은 70 내지 72%를 유지케 하며, 제 1, 2 냉각입자를 분사수단(140)을 통해 고압으로 밀어내도록 드라이 압축공기를 분사시킨다.
미세입자 세정용 냉각입자 생성장치(100)는 물 입자 분사 후에 물입자 상태가 제 1, 2 냉각입자로 결정되기 전까지 대기하도록 놔둔 영역인 미결정상태 발생영역(L1) 및 냉각에 의한 물입자 상태가 결정되어 제 1, 2 냉각입자가 생성된 영역인 결정상태 발생영역(L2)으로 구분 설정된다. 이러한 양 영역에 대한 여러 실험 및 시뮬레이션을 통하여 가장 적절한 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치(100)의 전체 길이(L3)를 도출하는 것이 바람직하다.
미세입자 세정용 냉각입자 생성장치(100)의 추가구성으로는 회전판, 각도 조정기 및 구동부를 포함한다.
회전판은 노즐(110)의 오리피스를 통해 분사되는 DIW(Deionized Water: DI Water) 혹은 UPW((Ultrapure Water: UPW))가 제 1 내지 5 분사구 중 선택된 하나를 통과하면서 열전소자(125)에 의해 제 1, 2 냉각입자가 제 1 내지 5 분사구 중 선택된 하나와 작거나 같은 알갱이 크기로 생성되도록 공회전한다.
각도 조정기는 노줄(110)의 오리피스와 회전판의 제 1 내지 5 분사구 중 선택된 하나를 일직선으로 정배열시켜 제 1, 2 냉각입자가 외부로 미이탈되도록 영점조정한다.
구동부는 복수의 제 1 냉각입자의 알갱이 크기가 50 내지 100 um로 생성되도록 회전판을 제 1 분사구로 회전시키거나, 복수의 제 1 냉각입자의 알갱이 크기가 101 내지 500 um로 생성되도록 회전판을 제 2 분사구로 회전시키거나, 복수의 제 2 냉각입자의 알갱이 크기가 501 내지 1000 um로 생성되도록 회전판을 제 3 분사구로 회전시키거나, 복수의 제 2 냉각입자의 알갱이 크기가 1001 내지 1500 um로 생성되도록 회전판을 제 4 분사구로 회전시키거나, 복수의 제 2 냉각입자의 알갱이 크기가 1501 내지 3000 um로 생성되도록 회전판을 제 5 분사구로 회전시킨다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
미세입자 세정용 냉각입자 생성장치의 구동방법은 물을 분사한 후 물을 주변 공기와 함께 냉각하여 복수개의 제 1 냉각입자와 복수개의 제 2 냉각입자를 생성하는 것으로, 스마트폰, 카메라 모듈 등의 전기/전자제품 부품소재 및 반도체에 부착된 유동성 및 고착성 이물질인 미세입자를 세정하는데 필요한 복수의 제 1, 2 냉각입자를 생성하는 구동방법에 관한 것이다.
먼저, 노즐은 상기 물을 분사한다(S100).
히팅코일은 노즐의 결로를 방지하기 위하여 노즐의 오리피스에 장착된다(S200).
열전소자는 노즐을 통하여 분사된 물을 주변 공기와 함께 냉각시켜 복수개의 제 1 냉각입자와 복수개의 제 2 냉각입자를 생성시킨다(S300, S400).
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치
110 : 노즐 120 : 히팅코일
125 : 열전소자 130 : 송풍펜

Claims (8)

  1. 물을 분사한 후 상기 물을 주변 공기와 함께 냉각하여 복수개의 제 1 냉각입자 및 복수개의 제 2 냉각입자를 생성하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치로,
    상기 물을 분사하는 노즐;
    상기 노즐의 결로를 방지하기 위하여 상기 노즐의 오리피스에 장착되는 히팅코일; 및
    상기 노즐을 통하여 분사된 물을 주변 공기와 함께 냉각시켜 상기 복수개의 제 1 냉각입자, 상기 복수개의 제 2 냉각입자를 사용자의 선택적 사이즈에 맞게 생성시키는 열전소자를 포함하고,
    상기 노즐은 매니폴드에 저장된 순수(Deionized Water: DI Water) 또는 초순수(Ultrapure Water: UPW)을 압축공기와 함께 미세하게 분사하며, 상기 히팅코일은 상기 열전소자에 의해 유발된 상기 노즐의 결빙 및 결빙에 의한 파손을 방지하는 것을 특징으로 하고, 상기 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치는,
    상기 물 입자 분사 후에 상기 물입자 상태가 상기 냉각입자로 결정되기 전까지 대기하도록 놔둔 영역인 미결정상태 발생영역 및 상기 냉각에 의한 물입자 상태가 결정되어 상기 제 1, 2 냉각입자가 생성된 영역인 결정상태 발생영역으로 구분 설정되는 것을 더 특징으로 하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐의 오리피스를 통해 분사되는 DI 혹은 UPW가 제 1 내지 5 분사구 중 선택된 하나를 통과하면서 상기 열전소자에 의해 상기 제 1, 2 냉각입자가 상기 제 1 내지 5 분사구 중 선택된 하나와 작거나 같은 알갱이 크기로 생성되도록 공회전하는 회전판;
    상기 노즐의 오리피스와 상기 회전판의 제 1 내지 5 분사구 중 선택된 하나를 일직선으로 정배열시켜 상기 제 1, 2 냉각입자가 외부로 미이탈되도록 영점조정하는 각도 조정기; 및
    상기 제 1 냉각입자의 알갱이 크기가 50 내지 100 um로 생성되도록 상기 회전판을 제 1 분사구로 회전시키거나, 상기 제 2 냉각입자의 알갱이 크기가 101 내지 500 um로 생성되도록 상기 회전판을 제 2 분사구로 회전시키거나, 상기 제 2 냉각입자의 알갱이 크기가 501 내지 1000 um로 생성되도록 상기 회전판을 제 3 분사구로 회전시키거나, 상기 제 2 냉각입자의 알갱이 크기가 1001 내지 1500 um로 생성되도록 상기 회전판을 제 4 분사구로 회전시키거나, 상기 제 2 냉각입자의 알갱이 크기가 1501 내지 3000 um로 생성되도록 상기 회전판을 제 5 분사구로 회전시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 미세입자 세정시,
    상기 제 1, 2 분사구를 거쳐 상기 열전소자에 의해 생성된 상기 제 1 냉각입자는 상기 미세입자를 제거할 표면에 형성된 유동성 이물질, 미세잉여 이물질, 고착성 이물질을 제거하는데 사용되며,
    상기 제 3 내지 5 분사구를 거쳐 상기 열전소자에 의해 생성된 상기 제 2 냉각입자는 상기 미세입자를 제거할 표면에 형성된 녹물질, 표면미세연마 물질, 침투형 이물질을 제거하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전소자로 전류 인가에 따라 온도를 복합 제어하는 펠티어소자가 채용될 경우, 분사부측 영역에는 냉각이 진행되고, 분사부와 대향되는 반대쪽 영역에는 발열이 진행됨에 따라, 상기 반대쪽 영역의 발열을 외부로 방출하기 위한 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치의 내부는,
    상기 노즐(110)을 통해 분사되는 물을 주변 공기와 같이 냉각시킬 시, 영하 41.6 내지 42.0 ℃를 유지시키며, 질소 함유량은 70 내지 72%를 유지케 하며, 상기 제 1, 2 냉각입자를 분사수단을 통해 고압으로 밀어내도록 드라이 압축공기를 분사시키는 것을 특징으로 하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치.
  7. 삭제
  8. 물을 분사한 후 상기 물을 주변 공기와 함께 냉각하여 복수개의 제 1 냉각입자와 복수개의 제 2 냉각입자를 생성하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치의 구동방법으로,
    노즐이 상기 물을 분사하는 단계;
    히팅코일이 상기 노즐의 결로를 방지하기 위하여 상기 노즐의 오리피스에 장착되는 단계; 및
    열전소자가 상기 노즐을 통하여 분사된 물을 주변 공기와 함께 냉각시켜 상기 복수개의 제 1 냉각입자와 복수개의 제 2 냉각입자를 생성시키는 단계를 포함하며,
    상기 노즐은 매니폴드에 저장된 순수(Deionized Water: DI Water) 또는 초순수(Ultrapure Water: UPW)을 압축공기와 함께 미세하게 분사하며, 상기 히팅코일은 상기 열전소자에 의해 유발된 상기 노즐의 결빙 및 결빙에 의한 파손을 방지하는 것을 특징으로 하고, 상기 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치는,
    상기 물 입자 분사 후에 상기 물입자 상태가 상기 냉각입자로 결정되기 전까지 대기하도록 놔둔 영역인 미결정상태 발생영역 및 상기 냉각에 의한 물입자 상태가 결정되어 상기 제 1, 2 냉각입자가 생성된 영역인 결정상태 발생영역으로 구분 설정되는 것을 더 특징으로 하는 미세입자 세정용 냉각입자 생성장치의 구동방법.
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