KR102255279B1 - 유체의 선형 분사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 세정 또는 건조를 위하여 기판 상에 압축공기 등을 분사하기 위한 유체의 선형 분사장치에 관한 것이다. 그 구성은 본 발명은 막대 형태로 되어 있고 중간에 유체의 체류공간이 마련되어 있는 제1단위바; 상기 제1단위바 위에 포개져 고정되는 막대 형태의 제2단위바; 상기 제1단위바의 측벽에 마련되는 것으로서 상기 체류공간으로 공기를 공급하기 위한 제1유입구; 전방을 향하여 상기 제1단위바와 제2단위바 사이에 슬릿 형태의 제1노즐공이 마련되도록 하기 위한 간격유지수단; 상기 제2단위바의 전방 측벽을 따라서 간격을 두고 마련되는 복수 개의 제2노즐공; 상기 제2노즐공으로 유체를 분출시키기 위하여 상기 제2노즐공과 소통되게끔 상기 제2단위바의 측벽에 마련되는 제2유입구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유체의 선형 분사장치{Linear Injection Device For Fluid}
본 발명은 유체의 선형 분사장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각종 기판의 세정 또는 건조를 위하여 기판 상에 압축공기 등을 분사하기 위한 유체의 선형 분사장치에 관한 것이다.
반도체산업분야에서 기판에 대한 각종 처리가 시행된다. 예를 들어, 에칭, 박리, 현상, 인쇄 또는 도금 등이 기판 상에 가해진다. 기판 위에 행해지는 각종 과정에서 기판을 세정하고 건조하는 작업은 필수적으로 요구된다.
세정을 위해서는 세정액을 분사하여야 하며 이 후 세정액(통상 탈이온수(deionized water))을 건조하기 위하여 공기를 공급하여야 한다. 기판의 처리공정에서 세정과 건조는 기판의 품질을 결정할 수 있는 매우 중요한 과정이다. 종래 기판에 압축공기를 일률적으로 분사하기 위한 수단으로 에어나이프가 사용되어 왔다. 에어나이프는 두 개의 립(lip)이 마련하고 있는 길고 좁은 슬릿 형태의 에어노즐을 통하여 압축공기가 일률적으로 기판 상에 분사되도록 하는 것이다.
종래에도 다양한 형태의 에어나이프 즉 공기 분사장치가 제안되어 왔다. 이들은 대개 일정한 유량의 압축공기를 일정하게 분사 공급할 수 있도록 하는 것에 초점이 맞추어져 있다. 예를 들어 국내 실용신안등록 제20-0461844호는 송풍기로부터의 고온공기의 공급에 의해 에어나이프에서 열팽창이 발생하여 분사구의 구조에 변형을 가져오거나 공기 분사각의 변동을 가져오는 문제점을 개선하고자 한 것이다.
또한 국내 특허등록 제10-1035271호는 패널 표면에 있는 세정수가 고압공기에 의해 앞으로 밀려나는 동시에 외측으로 흘러 나가도록 하여, 세정수의 탈리저항 감소와 함께 배수성이 획기적으로 향상되도록 하는 것을 목적으로 한 것이다.
대한민국 특허등록 제10-1035271호 대한민국 실용신안등록 제20-0461844호
이에 대해 본 발명의 목적은 공기의 분사력을 월등히 향상시키는 것을 목적으로 한다. 공기의 분사력을 높임으로써 작업속도를 높이고 세정이나 건조능력을 향상시킬 수 있는 유체의 선형 분사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 의하면 필요에 따라 압축공기와 함께 냉각공기 또는 물을 공급할 수 있다. 따라서 기판의 냉각, 세정, 건조 등을 위하여 사용될 수 있으며 작업효율을 향상시킬 수 있는 유체의 선형 분사장치가 제공된다.
위와 같은 목적은, 막대 형태로 되어 있고 중간에 유체의 체류공간이 마련되어 있는 제1단위바; 상기 제1단위바 위에 포개져 고정되는 막대 형태의 제2단위바; 상기 제1단위바의 측벽에 마련되는 것으로서 상기 체류공간으로 공기를 공급하기 위한 제1유입구; 전방을 향하여 상기 제1단위바와 제2단위바 사이에 슬릿 형태의 제1노즐공이 마련되도록 하기 위한 간격유지수단;
상기 제2단위바의 전방 측벽을 따라서 간격을 두고 마련되는 복수 개의 제2노즐공; 상기 제2노즐공으로 유체를 분출시키기 위하여 상기 제2노즐공과 소통되게끔 상기 제2단위바의 측벽에 마련되는 제2유입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체의 선형 분사장치에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면; 상기 제2유입구에는 공급되는 상온의 공기를 저온과 고온으로 분리하여 서로 반대방향으로 분출되록 하는 볼텍스튜브가 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면; 상기 간격유지수단은 필름 형태의 스페이서(spacer)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면; 상기 제1노즐공을 통해 분사되는 공기는 코안다 효과에 의해 유속이 증가되도록 하는 것일 수 있다. 그리고 제1노즐공을 통해 분사되는 공기와 제2노즐공을 통해 분사되는 유체가 합류되도록 할 수 있다.
상기 제2노즐공을 통해서 저온의 공기 또는 물이 분사되도록 하는 것일 수 있다.
상기 제1단위바와 제2단위바는 제1,2경사면을 포함할 수 있다. 이들 제1,2경사면은 같은 방향으로 경사진 것일 수도 있고 서로 반대방향으로 경사진 것일 수도 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1단위바의 선단과 제2단위바의 선단의 전방을 향한 돌출길이는 서로 상이하게 되어 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2노즐공으로 소통되는 제2유입구는 상기 제2단위바의 좌우 양측에 각각 마련되며; 상기 제2유입구중 어느 한쪽에는 볼텍스튜브의 냉각공기토출구가 연결되고, 다른 쪽에는 물공급부가 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2단위바의 선단은 상기 제2노즐공의 분사방향과 직각을 이루는 직각면이 마련되어 있으며; 상기 제2노즐공은 상기 직각면 상에 마련될 수 있다.
본 발명에 따르면, 일반적인 에어나이프보다 월등하게 유속이 증가됨으로써 강력한 세정 및 건조능력을 발휘할 수 있는 유체의 선형 분사장치가 제공된다. 본 발명의 유체의 선형 분사장치는 코안다 효과를 이용함으로써 강력한 분사력을 얻을 수 있으며, 볼텍스튜브를 이용함으로써 사용자의 필요에 따라 저온의 공기 또는 물을 미스트(mist) 형태로 분사할 수 있는 다양하고도 강력한 분사기능을 가지게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 유체의 선형 분사장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 유체의 선형 분사장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 유체의 선형 분사장치의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 유체의 선형 분사장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 유체의 선형 분사장치의 종단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 3을 먼저 참조하여 일실시예를 설명하고, 이후 도 4 내지 도 5를 참조하여 다른 실시예를 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 유체의 선형 분사장치는 막대 형태로 된 제1단위바(1)와 제2단위바(3)를 기본적으로 포함한다. 제1,2단위바(1,3)는 서로 포개진 상태로 복수 개의 체결볼트(5)에 의해 고정된다. 제1,2단위바(1,3)의 길이는 같거나 대등하게 되어 있으며, 이들 길이는 유체의 분사폭에 대응되는 것으로서 사용처에 따라 결정될 수 있다.
제1단위바(1)의 중간에는 유체의 체류공간(7)이 욕조와 유사한 형태로 마련되어 있다. 막대 형태의 제2단위바(3)가 이 제1단위바(1)의 상면에 직간접으로 포개진 상태에서 고정된다. 제1단위바(1)의 측벽에는 체류공간으로 공기를 공급하기 위한 제1유입구(9)가 마련된다. 제1유입구(9)는 체류공간(7)으로 소통되어 있다.
소정의 간격유지수단이 전방(즉, 유체가 공급되는 방향)을 향하여 제1단위바(1)와 제2단위바(3) 사이에 제1노즐공(11)이 마련되도록 한다. 제1노즐공(11)은 소정의 분사면 전체에 압축공기를 고르게 분사 공급할 수 있도록 슬릿(Slit) 형태로 마련되어 있다. 이러한 분사 형태에 의해 에어나이프(air knife)라고 칭해지는 것이다.
간격유지수단이 제1,2단위바(1,3) 사이에 마련된다. 본 발명의 실시예에 의하면 간격유지수단은 필름 형태의 스페이서(13, spacer)일 수 있다. 스페이서(13)는 두께가 0.05 ~ 2mm로 일정하게 되어 있다. 스페이서(13)는 열과 압력에 의해 형상 변화가 없는 소재여야 한다. 스페이서(13)는 금속판이 될 수도 있다. 스페이서(13)는 전방을 향해 개구되어 있음으로써, 평면상"
Figure 112019075557979-pat00001
"와 같은 형상을 가지는 것으로서, 개구된 방향으로 체류공간(7)에 공급되어 있는 압축공기가 분출되도록 하는 것이다. 스페이서(13)에는 볼트공(13a)이 타공되어 있으며 양쪽에는 공기배출구가 전방을 향해 넓어지도록 테이퍼 형태의 아암(13b)이 마련되어 있다.
복수 개의 제2노즐공(13)이 제2단위바(3)의 전방 측벽을 따라서 간격을 두고 마련된다. 제2노즐공(13)은 원형으로 되어 있으며 직경이 1.0 ~ 2.0mm일 수 있다. 제2노즐공(13)은 예를 들어 3 ~ 5mm 간격으로 마련될 수 있다. 제2노즐공(15)은 레이저를 이용하여 가공될 수 있다.
상기 제2단위바(3)의 측벽에는 제2노즐공(15)과 소통되게끔 제2유입구(17)가 마련된다. 제2유입구(17)는 제2노즐공(15)으로 유체를 분출시키기 위한 것으로서 이들 사이에는 연결통로(19)가 마련되어 있다. 연결통로(19)는 제2단위바(3)의 길이방향을 따라 직선형 터널 형태로 전 구간에 걸쳐 마련된다. 연결통로(19)의 양단이 각각 제2유입구(17)가 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 제2유입구(17) 중 어느 한쪽(17')에는 공급되는 상온의 공기를 저온과 고온으로 분리하여 서로 반대방향으로 분출되록 하는 볼텍스튜브(21)가 연결된다. 본 실시예에 의하면, 특히 볼텍스튜브(21)의 냉각공기토출구가 제2유입구(17)에 연결된다.
볼텍스튜브(21)는 공지사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 제2단위바(3)의 다른 쪽 유입구(17")을 통해서는 물과 같은 액상 유체가 공급되도록 할 수 있도록 물공급부(22)가 연결된다. 즉, 제2유입구를 통해 서로 다른 유체를 공급하여 압축공기(A)와 합류되도록 할 수 있는 것이다. 냉각공기(C)와 물(W)은 선택적으로 공급될 수도 있고 동시에 함께 공급될 수도 있다.
위와 같은 구성에 의하면, 제1노즐공(11)을 통해 분사되는 공기는 코안다 효과(Coanda effect)에 의해 유속이 증가된다. 코안다 효과라 함은 벽면이나 천장면에 접근하여 분출된 기류가 그 면에 빨려서 부착하여 흐르는 경향을 갖는 것을 말한다.
본 실시예에 의하면 그리고 제1노즐공(11)을 통해 분사되는 압축공기(A)와 제2노즐공(15)을 통해 분사되는 유체(기체 또는 액체가 선택적으로 공급될 수 있음)가 합류되게 되어 따라서 강력한 유속을 얻을 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제2노즐공(15)을 통해서 볼텍스튜브(21)에서 분리된 저온의 공기(C) 또는 물(W)이 분사되도록 하는 것일 수 있다. 물은 분무형태로 공급될 것이다. 어떤 유체를 선택하여 사용할지 여부는 처리하고자 하는 기판의 냉각, 세정, 건조작용을 위하여 필요에 따라 결정된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1단위바(1)와 제2단위바(3)는 제1,2경사면(23,25)을 포함할 수 있다. 이들 제1,2경사면(23,25)은 같은 방향으로 경사진 것일 수도 있고 서로 반대방향으로 경사진 것일 수도 있다. 제1,2경사면(23,25)은 유체가 분사되는 전방을 향해 마련된다. 본 실시예에 의하면 제1,2경사면(23,25)은 일직선 상에 동일한 경사도로 마련되어 있다. 제1,2경사면(23,25)의 경사도는 상황에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
제1단위바(1)의 하단에는 길이방향을 따라 전체 구간에 걸쳐 유도돌기(27)가 더 돌출 형성될 수 있다. 유도돌기(27)는 제1경사면의 하단에 마련된다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1단위바(1)의 선단과 제2단위바(3)의 선단의 전방을 향한 돌출길이는 서로 상이하게 되어 있을 수 있다. 즉 제1,2단위바(1,3)의 경계부에는 측면에서 볼 때, "
Figure 112019075557979-pat00002
"의 형태로 단턱이 마련되어 있다. 제2단위바(3)의 선단은 분사방향과 직각을 이루는 직각면(29)이 마련되어 있고, 제2노즐공(15)은 이 직각면(29)에 마련되는 것이다.
이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.
본 실시예는 제1,2단위바(1',3')의 구체적인 형태의 다른 예를 도시하고 있다. 제1,2단위바(1',3')의 형태에 따라서 유체의 선형 분사장치의 용도가 달라질 수도 있으며 유체의 분사형태가 달라질 수도 있다. 본 실시예에 의하면, 제1단위바(1',3')의 경사면(23')과 제2단위바(3')의 경사면(25')이 서로 반대방향으로 형성되어 있다. 본 실시예는 제1노즐공(11)을 통해 전방으로 압축공기를 공급함과 동시에 볼텍스튜브(21)에 의해 생성된 저온의 공기를 제2노즐공(15)을 통해 압축공기와 함께 공급하도록 구성되어 있다. 저온의 공기는 물과 같은 액상의 유체로 대체될 수 있다. 그리고 이 액상 유체는 제2단위바(3')의 다른 쪽 유입구(17")을 통해 공급되도록 할 수 있다.
본 실시예에 의하면 제2단위바(3')의 선단이 제1단위바(1')의 선단보다 전방을 향해 더 돌출되어 있다. 제2단위바(3')의 선단은 직각면(29)으로 되어 있으며, 제1단위바(1)의 선단은 뾰족하게 되어 있다.
위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.
1,1' : 제1단위바 3,3' : 제2단위바
5 : 체결볼트 7 : 체류공간
9 : 제1유입구 11 : 제1노즐공
13 : 스페이서 15 : 제2노즐공
17(17',17") : 제2유입구 19 : 연결통로
21 : 볼텍스튜브 23(23'),25(25') : 제1,2경사면
27 : 유도돌기 29 : 직각면

Claims (8)

  1. 막대 형태로 되어 있고 중간에 유체의 체류공간이 마련되어 있는 제1단위바;
    상기 제1단위바 위에 포개져 고정되는 막대 형태의 제2단위바;
    상기 제1단위바의 측벽에 마련되는 것으로서 상기 체류공간으로 공기를 공급하기 위한 제1유입구;
    전방을 향하여 상기 제1단위바와 제2단위바 사이에 슬릿 형태의 제1노즐공이 마련되도록 하기 위한 간격유지수단;
    상기 제2단위바의 전방 측벽을 따라서 간격을 두고 마련되는 복수 개의 제2노즐공;
    상기 제2노즐공으로 유체를 분출시키기 위하여 상기 제2노즐공과 소통되게끔 상기 제2단위바의 측벽에 마련되는 제2유입구;
    를 포함하되;
    상기 제2유입구에는 공급되는 상온의 공기를 저온과 고온으로 분리하여 서로 반대방향으로 분출되록 하는 볼텍스튜브가 연결되며;
    상기 볼텍스튜브의 냉각공기토출구가 상기 제2유입구에 연결되는 것을 특징으로 하는 유체의 선형 분사장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 간격유지수단은 필름 형태의 스페이서인 것을 특징으로 하는 유체의 선형 분사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1노즐공을 통해 분사되는 압축공기는 코안다 효과에 의해 유속이 증가되도록 구성되며;
    상기 제1노즐공을 통해 분사되는 공기와 제2노즐공을 통해 분사되는 유체가 합류되는 것을 특징으로 하는 유체의 선형 분사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2노즐공으로 소통되는 제2유입구는 상기 제2단위바의 좌우 양측에 각각 마련되며;
    상기 제2유입구중 어느 한쪽에는 볼텍스튜브의 냉각공기토출구가 연결되고, 다른 쪽에는 물공급부가 연결되는 것을 특징으로 하는 유체의 선형 분사장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1단위바와 제2단위바는 제1,2경사면을 포함하며;
    상기 제1,2경사면은 같은 방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 유체의 선형 분사장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1단위바와 제2단위바는 제1,2경사면을 포함하며;
    상기 제1,2경사면은 서로 반대방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 유체의 선형 분사장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2단위바의 선단은 상기 제2노즐공의 분사방향과 직각을 이루는 직각면이 마련되어 있으며; 상기 제2노즐공은 상기 직각면 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 유체의 선형 분사장치.
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