KR102296540B1

KR102296540B1 - 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템

Info

Publication number: KR102296540B1
Application number: KR1020190141311A
Authority: KR
Inventors: 김재구; 이영식
Original assignee: 김재구; 이영식; 나가세 엔지니어링 서비스 코리아(주)
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-09-01
Also published as: KR20210055162A

Abstract

본 발명은 제조 공정에서 사용된 폐 에칭액이 회수되는 회수 탱크; 상기 회수 탱크와 연결되어 상기 회수 탱크의 폐 에칭액을 전달 받아 상기 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 세퍼레이션 장치; 및 상기 제1 세퍼레이션 장치와 연결되어 상기 제1 세퍼레이션 장치에 의해 분리된 폐 에칭액을 전달 받아 상기 제1 세퍼레이션 장치에 의해 분리된 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 세퍼레이션 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐 에칭액의 불순물 저감 시스템 {IMPURITY REDUCTION SYSTEM OF THE USED ETCHING LIQUID}

본 발명은 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1 세퍼레이션 장치 및 제2 세퍼레이션 장치를 이용하여 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하고 분리된 폐수만을 폐수 처리장에서 처리함으로써, 폐 에칭액을 처리하는 폐수 처리장의 부하를 감소시키고 이에 따른 비용을 절감할 수 있는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템에 관한 것이다.

에칭은 반도체(Semiconductor, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), PCB(Printed Circuit Board), TAB(Tape Automated Bonding), BGA(Ball Grid Array), COF(Chip On Flexible Printed Circuit), 리드 프레임(Lead frame) 등의 전자부품 및 정밀부품의 회로 형성에 있어서, 선택적으로 회로만을 남겨두고 구리 및 구리합금을 제거하는 공정이다.

상기한 에칭 메카니즘은 먼저 에칭액이 구리 및 구리합금의 표면을 산화시켜 금속산화물이 되고, 이러한 금속산화물을 용해시키는 과정을 반복하여 이루어지게 된다.

이러한 에칭 공정에 의해 발생되는 폐 에칭액에는 공정 시 발생하는 다량의 불순물(구리 성분)이 함유되어 있다.

상술한 불순물(불순물)이 함유된 폐 에칭액은 폐수 처리장으로 보내지게 되고, 폐수 처리장에서는 상기 폐 에칭액을 화학적인 희석, 침전, 치환 등의 여러 가지 방법으로 처리하고 있다.

상기와 같이 불순물(구리 성분)이 다량으로 함유된 폐 에칭액이 곧바로 폐수 처리장으로 보내져 처리되기 때문에, 폐수 처리장의 부하가 가중되고 있으며, 이에 따른 처리 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개공보 제2017-0106941호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제1 세퍼레이션 장치 및 제2 세퍼레이션 장치를 이용하여 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하고 분리된 폐수만을 폐수 처리장에서 처리함으로써, 폐 에칭액을 처리하는 폐수 처리장의 부하를 감소시키고 이에 따른 비용을 절감할 수 있는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 제조 공정에서 사용된 폐 에칭액이 회수되는 회수 탱크; 상기 회수 탱크와 연결되어 상기 회수 탱크의 폐 에칭액을 전달 받아 상기 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 세퍼레이션 장치; 및 상기 제1 세퍼레이션 장치와 연결되어 상기 제1 세퍼레이션 장치에 의해 분리된 폐 에칭액을 전달 받아 상기 제1 세퍼레이션 장치에 의해 분리된 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 세퍼레이션 장치;에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 세퍼레이션 장치는, 상기 회수 탱크와 연결되는 제1 이송 관로; 상기 제1 이송 관로와 연결되어 상기 제1 이송 관로를 통해 유입되는 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 세퍼레이션 유닛; 상기 제1 세퍼레이션 유닛과 연결되어 분리된 순수 에칭액이 이송되는 제2 이송 관로; 상기 제2 이송 관로와 연결되어 상기 제2 이송 관로를 통해 유입되는 순수 에칭액이 저장되는 순수 에칭액 저장 탱크; 상기 제1 세퍼레이션 유닛과 연결되어 분리된 폐 에칭액이 이송되는 제3 이송 관로; 및 상기 제3 이송 관로와 연결되어 상기 제3 이송 관로를 통해 유입되는 폐 에칭액이 저장되는 폐 에칭액 저장 탱크;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 세퍼레이션 유닛은, 상기 제1 이송 관로 상에 설치되는 제1 고압 펌프; 상기 제1 고압 펌프와 연결되어 상기 제1 고압 펌프에 의해 고압으로 이송되는 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 멤브레인; 및 상기 제1 멤브레인과 상기 제1 고압 펌프를 상호 연결하도록 설치되어 상기 제1 멤브레인에 의해 분리된 폐 에칭액을 상기 제1 고압 펌프로 이송하는 제1 바이패스 관로;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 바이패스 관로 상에 설치되어 제1 고압 펌프에 의해 고압으로 이송되는 상기 분리된 폐 에칭액을 냉각시키는 제1 열교환 부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제3 이송 관로는 상기 제1 바이패스 관로와 연결되고, 상기 제3 이송 관로와 상기 제1 바이패스 관로의 연결 지점에 설치되는 제1 스위칭 밸브;를 더 포함하며, 상기 제1 스위칭 밸브는 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 폐 에칭액이 상기 제3 이송 관로 및 상기 제1 바이패스 관로 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐될 수 있다.

또한, 상기 제1 이송 관로 상에 설치되어 상기 회수 탱크에 저장된 폐 에칭액을 상기 제1 세퍼레이션 유닛 측으로 공급하는 제1 공급 펌프;를 더 포함할 수 있다.

한편, 제2 세퍼레이션 장치는, 상기 폐 에칭액 저장 탱크와 연결되는 제4 이송 관로; 상기 제4 이송 관로와 연결되어 상기 제4 이송 관로를 통해 유입되는 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 세퍼레이션 유닛; 상기 제2 세퍼레이션 유닛과 연결되어 분리된 불순물이 이송되는 제5 이송 관로; 상기 제5 이송 관로와 연결되어 상기 제5 이송 관로를 통해 유입되는 분순물이 저장되는 불순물 저장 탱크; 상기 제2 세퍼레이션 유닛과 연결되어 분리된 폐수가 이송되는 제6 이송 관로; 및 상기 제6 이송 관로와 연결되어 상기 제6 이송 관로를 통해 유입되는 폐수가 저장되는 폐수 저장 탱크;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 세퍼레이션 유닛은, 상기 제4 이송 관로 상에 설치되는 제2 고압 펌프; 상기 제2 고압 펌프와 연결되어 상기 제2 고압 펌프에 의해 고압으로 이송되는 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 멤브레인; 및 상기 제2 멤브레인과 상기 제2 고압 펌프를 상호 연결하도록 설치되어 상기 제2 멤브레인에 의해 분리된 폐수를 상기 제2 고압 펌프로 이송하는 제2 바이패스 관로;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제2 바이패스 관로 상에 설치되어 상기 제2 고압 펌프에 의해 고압으로 이송되는 상기 분리된 폐수를 냉각시키는 제2 열교환 부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제6 이송 관로는 상기 제2 바이패스 관로와 연결되고, 상기 제6 이송 관로와 상기 제2 바이패스 관로의 연결 지점에 설치되는 제2 스위칭 밸브;를 더 포함하며, 상기 제2 스위칭 밸브는 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 폐수가 상기 제6 이송 관로 및 상기 제2 바이패스 관로 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐될 수 있다.

또한, 상기 제4 이송 관로 상에 설치되어 상기 폐 에칭액 저장 탱크에 저장된 폐 에칭액을 상기 제2 세퍼레이션 유닛 측으로 공급하는 제2 공급 펌프;를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 제2 이송 관로와 상기 회수 탱크를 상호 연결하도록 설치되는 제7 이송 관로; 및 상기 제2 이송 관로와 상기 제7 이송 관로의 연결 지점에 설치되는 제3 스위칭 밸브;를 더 포함하며, 상기 제3 스위칭 밸브는 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 순수 에칭액이 상기 제2 이송 관로 및 상기 제7 이송 관로 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐될 수 있다.

또한, 상기 회수 탱크에 연결되는 제8 이송 관로; 및 상기 제8 이송 관로와 연결되어 상기 회수 탱크로 순수를 공급하는 순수 공급부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 회수 탱크, 순수 에칭액 저장 탱크, 폐 에칭액 저장 탱크, 불순물 저장 탱크 및 폐수 저장 탱크의 내부는 질소로 충진될 수 있다.

또한, 상기 회수 탱크, 폐 에칭액 저장 탱크 및 폐수 저장 탱크 각각에 설치되어 상기 회수 탱크, 폐 에칭액 저장 탱크 및 폐수 저장 탱크의 내부에 저장된 내용물의 성분을 측정하는 성분 측정부;를 더 포함할 수 있다.

이에 의해, 본 발명은 제1 세퍼레이션 장치 및 제2 세퍼레이션 장치를 이용하여 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하고 분리된 폐수만을 폐수 처리장에서 처리함으로써, 폐 에칭액을 처리하는 폐수 처리장의 부하를 감소시키고 이에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템의 제1 세퍼레이션 유닛을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템의 제2 세퍼레이션 유닛을 도시한 도면이다.

본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템에 관하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템은, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 제조 공정에서 사용된 폐 에칭액이 회수되는 회수 탱크(10), 회수 탱크(10)와 연결되어 회수 탱크(100)의 폐 에칭액을 전달 받아 상기 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 세퍼레이션 장치(100) 및 제1 세퍼레이션 장치(100)와 연결되어 제1 세퍼레이션 장치(100)에 의해 분리된 폐 에칭액을 전달 받아 상기 제1 세퍼레이션 장치(100)에 의해 분리된 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 세퍼레이션 장치(200)를 포함한다.

먼저, 회수 탱크(10)는 내부에 저장 공간이 형성되는 부재로서, 상기 저장 공간이 외부와 완벽히 차단되도록 형성된다. 상기한 저장 공간의 내부에는 질소가 충진되어 있어, 외부의 대기 성분이 저장 공간으로 유입되는 것이 방지된다. 회수 탱크(10)는 대략 사각 박스 형상 또는 원통 기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 내부에 밀폐된 저장 공간이 형성된 다양한 형상을 모두 포함할 수 있다. 상술한 회수 탱크(10)의 상기 저장 공간에는 제조 공정에서 사용되어진 폐 에칭액이 저장된다. 이때, 회수 탱크(10)에는 제조 공정(에칭 공정)을 수행하는 장치와 연결된 유입 라인이 연결되어 상기 유입 라인을 통해 폐 에칭액이 회수 탱크(10)의 내부로 유입될 수 있다.

제1 세퍼레이션 장치(100)는, 회수 탱크(10)와 연결되는 제1 이송 관로(110), 제1 이송 관로(110)와 연결되어 제1 이송 관로(110)를 통해 유입되는 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 세퍼레이션 유닛(120), 제1 세퍼레이션 유닛(120)과 연결되어 분리된 순수 에칭액이 이송되는 제2 이송 관로(130), 제2 이송 관로(130)와 연결되어 제2 이송 관로(130)를 통해 유입되는 순수 에칭액이 저장되는 순수 에칭액 저장 탱크(140), 제1 세퍼레이션 유닛(120)과 연결되어 분리된 폐 에칭액이 이송되는 제3 이송 관로(150) 및 제3 이송 관로(150)와 연결되어 제3 이송 관로(150)를 통해 유입되는 폐 에칭액이 저장되는 폐 에칭액 저장 탱크(160)를 포함한다.

제1 이송 관로(110)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 회수 탱크(10)와 연결되며, 타 측은 제1 세퍼레이션 유닛(120)과 연결된다. 상기한 제1 이송 관로(110)는 회수 탱크(10)에 저장된 폐 에칭액을 제1 세퍼레이션 유닛(200)으로 이송 시킨다.

한편, 제1 세퍼레이션 유닛(120)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 이송 관로(110) 상에 설치되는 제1 고압 펌프(121), 제1 고압 펌프(121)와 연결되어 제1 고압 펌프(121)에 의해 고압으로 이송되는 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 멤브레인(122) 및 제1 멤브레인(122)과 제1 고압 펌프(121)를 상호 연결하도록 설치되어 제1 멤브레인(122)에 의해 분리된 폐 에칭액을 제1 고압 펌프(121)로 이송하는 제1 바이패스 관로(123)를 포함한다.

제1 고압 펌프(121)는 일반적인 펌프보다 높은 압력으로 물질을 이송시킬 수 있는 펌프로서, 제1 이송 관로(110) 상에 설치되어 제1 이송 관로(110)를 통해 유입되는 폐 에칭액을 제1 멤브레인(122)으로 이송시킨다.

상술한 제1 멤브레인(122)은 특정 성분을 선택적으로 통과시킴으로써 혼합물을 분리할 수 있는 액체 또는 고체의 막으로서, 내산성(내약품성)을 갖는 분획분자량이 20 ~ 10,000일 수 있다. 상기한 제1 멤브레인(122)은 단일로 사용될 수도 있고, 복수 개로 마련되어 상호 이격된 형태로 배치되어 사용될 수도 있다. 이러한 제1 멤브레인(122)에 제1 고압 펌프(121)에 의해 폐 에칭액이 고압으로 공급되며, 고압으로 공급된 폐 에칭액이 제1 멤브레인(122)을 통과함에 따라 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 각각 분리된다. 이때, 제1 멤브레인(122)은 폐 에칭액을 한 번에 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 것이 어렵기 때문에, 분리된 폐 에칭액을 제1 멤브레인(122)으로 재차 통과시키기 위한 제1 바이패스 관로(123)가 제1 고압 펌프(121)와 제1 멤브레인(122)을 상호 연결하도록 설치된다.

제1 바이패스 관로(123)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 제1 고압 펌프(121)와 연결되며, 타 측은 제1 멤브레인(122)과 연결된다. 상기한 제1 바이패스 관로(123)는 제1 멤브레인(122)에 의해 분리된 폐 에칭액을 제1 고압 펌프(121)로 재차 이송시키게 된다. 상기와 같이 제1 고압 펌프(121)로 재차 이송된 폐 에칭액은 제1 고압 펌프(121)에 의해 제1 멤브레인(122)으로 이송되어 제1 멤브레인(122)을 재차 통과하게 되고, 이에 따라 재차 공급된 폐 에칭액에서 순수 에칭액을 분리하게 된다.

한편, 제1 세퍼레이션 유닛(120)에는 제1 바이패스 관로(123) 상에 설치되는 제1 열교환 부재(124)가 더 설치된다. 제1 열교환 부재(124)는 제1 바이패스 관로(123)와 적어도 일부가 접하도록 설치되어 제1 바이패스 관로(123)를 통해 고압으로 이동되는 고온의 분리된 폐 에칭액을 냉각시키게 된다. 상기한 제1 열교환 부재(124)는 라디에이터 형태로 형성되어 내부에 냉각수가 이동되는 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 열교환기 형태를 모두 포함한다.

또한, 제1 이송 관로(110) 상에는 제1 공급 펌프(111)가 설치되며, 상기 제1 공급 펌프(111)의 작동에 의해 회수 탱크(10)에 저장된 폐 에칭액이 제1 세퍼레이션 유닛(120)의 제1 고압 펌프(121)로 이송된다. 여기서, 제1 이송 관로(110) 상에 설치되되, 제1 공급 펌프(111)와 제1 고압 펌프(121)의 사이에 형성되는 유량 조절 밸브(미도시)가 더 설치될 수 있다. 상기한 유량 조절 밸브는 폐 에칭액과 제1 멤브레인(122)에 의해 분리된 폐 에칭액이 혼합되지 않도록 개방 또는 폐쇄될 수 있다.

또한, 제2 이송 관로(130)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 제1 세퍼레이션 유닛(120)과 연결되며, 타 측은 순수 에칭액 저장 탱크(140)와 연결된다. 여기서, 제2 이송 관로(130)의 일 측은 제1 세퍼레이션 유닛(120)의 제1 멤브레인(122)과 연결되어 제1 멤브레인(122)에 의해 분리된 순수 에칭액이 제2 이송 관로(130)을 통해 이송된다.

순수 에칭액 저장 탱크(140)는 내부에 저장 공간이 형성되는 부재로서, 상기 저장 공간이 외부와 완벽히 차단되도록 형성된다. 상기한 저장 공간의 내부에는 질소가 충진되어 있어, 외부의 대기 성분이 저장 공간으로 유입되는 것이 방지된다. 순수 에칭액 저장 탱크(140)는 대략 사각 박스 형상 또는 원통 기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 내부에 밀폐된 저장 공간이 형성된 다양한 형상을 모두 포함할 수 있다. 상술한 순수 에칭액 저장 탱크(140)의 상기 저장 공간에는 제2 이송 관로(130)를 통해 유입되는 상기 분리된 순수 에칭액이 저장된다. 이때, 순수 에칭액 저장 탱크(140)에는 제조 공정(에칭 공정)을 수행하는 장치와 연결된 공급 라인(미도시)이 연결되어 상기 공급 라인을 통해 순수 에칭액이 상기 제조 공정(에칭 공정)을 수행하는 장치로 공급될 수 있다. 상기와 같이 상기 제조 공정(에칭 공정)을 수행하는 장치로 공급된 순수 에칭액은 에칭 공정에 재활용될 수 있다.

한편, 제3 이송 관로(150)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 제1 세퍼레이션 유닛(120)과 연결되며, 타 측은 폐 에칭액 저장 탱크(160)와 연결된다. 여기서, 제3 이송 관로(150)의 일 측은 제1 세퍼레이션 유닛(120)의 제1 바이패스 관로(123)와 연결되고, 제3 이송 관로(150)와 제1 바이패스 관로(123)의 연결 지점에는 제1 스위칭 밸브(125)가 설치된다.

상기한 제1 스위칭 밸브(125)는 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 폐 에칭액이 제3 이송 관로(150) 및 제1 바이패스 관로(123) 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐된다. 예를 들어, 폐 에칭액이 제1 멤브레인(122)을 재차 통과하는 횟수를 3회로 설정했다고 가정했을 시, 제1 스위칭 밸브(125)는 폐 에칭액이 제1 멤브레인(122)을 3회 통과한 시점에 제1 바이패스 관로(123) 측은 폐쇄하고 제3 이송 관로(150) 측을 개방하여 분리된 폐 에칭액을 제3 이송 관로(150)를 통해 이송되도록 한다. 상기와 같이 제3 이송 관로(150)를 통해 이송되는 분리된 폐 에칭액은 폐 에칭액 저장 탱크(160)로 유입되어 저장된다.

폐 에칭액 저장 탱크(160)는 내부에 저장 공간이 형성되는 부재로서, 상기 저장 공간이 외부와 완벽히 차단되도록 형성된다. 상기한 저장 공간의 내부에는 질소가 충진되어 있어, 외부의 대기 성분이 저장 공간으로 유입되는 것이 방지된다. 폐 에칭액 저장 탱크(160)는 대략 사각 박스 형상 또는 원통 기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 내부에 밀폐된 저장 공간이 형성된 다양한 형상을 모두 포함할 수 있다. 상술한 폐 에칭액 저장 탱크(160)의 상기 저장 공간에는 제3 이송 관로(150)를 통해 유입되는 상기 분리된 폐 에칭액이 저장된다.

한편, 제2 세퍼레이션 장치(200)는, 폐 에칭액 저장 탱크(160)와 연결되는 제4 이송 관로(210), 제4 이송 관로(210)와 연결되어 제4 이송 관로(210)를 통해 유입되는 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 세퍼레이션 유닛(220), 제2 세퍼레이션 유닛(220)과 연결되어 분리된 불순물이 이송되는 제5 이송 관로(230), 제5 이송 관로(230)와 연결되어 제5 이송 관로(230)를 통해 유입되는 분순물이 저장되는 불순물 저장 탱크(240), 제2 세퍼레이션 유닛(220)과 연결되어 분리된 폐수가 이송되는 제6 이송 관로(250) 및 제6 이송 관로(250)와 연결되어 제6 이송 관로(250)를 통해 유입되는 폐수가 저장되는 폐수 저장 탱크(260)를 포함한다.

제4 이송 관로(210)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 폐 에칭액 저장 탱크(160)와 연결되며, 타 측은 제2 세퍼레이션 유닛(220)과 연결된다. 상기한 제4 이송 관로(210)는 폐 에칭액 저장 탱크(160)에 저장된 상기 분리된 폐 에칭액을 제2 세퍼레이션 유닛(220)으로 이송 시킨다.

한편, 제2 세퍼레이션 유닛(220)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제4 이송 관로(210) 상에 설치되는 제2 고압 펌프(221), 제2 고압 펌프(221)와 연결되어 제2 고압 펌프(221)에 의해 고압으로 이송되는 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 멤브레인(222) 및 제2 멤브레인(222)과 제2 고압 펌프(221)를 상호 연결하도록 설치되어 제2 멤브레인(222)에 의해 분리된 폐수를 제2 고압 펌프(221)로 이송하는 제2 바이패스 관로(223)를 포함한다.

제2 고압 펌프(221)는 일반적인 펌프보다 높은 압력으로 물질을 이송시킬 수 있는 펌프로서, 제4 이송 관로(210) 상에 설치되어 제4 이송 관로(210)을 통해 유입되는 폐 에칭액을 제2 멤브레인(222)으로 이송시킨다.

상술한 제2 멤브레인(220)는 특정 성분을 선택적으로 통과시킴으로써 혼합물을 분리할 수 있는 액체 또는 고체의 막으로서, 내산성(내약품성)을 갖는 분획분자량이 20 ~ 10,000일 수 있다. 상기한 제2 멤브레인(222)은 단일로 사용될 수도 있고, 복수 개로 마련되어 상호 이격된 형태로 배치되어 사용될 수도 있다. 이러한 제2 멤브레인(222)에 제2 고압 펌프(221)에 의해 폐 에칭액이 고압으로 공급되며, 고압으로 공급된 폐 에칭액이 제2 멤브레인(222)을 통과함에 따라 폐수와 구리 등의 불순물로 각각 분리된다. 이때, 제2 멤브레인(222)은 폐 에칭액을 한 번에 폐수와 구리 등의 불순물로 분리하는 것이 어렵기 때문에, 분리된 폐수를 제2 멤브레인(222)으로 재차 통과시키기 위한 제2 바이패스 관로(223)가 제2 고압 펌프(221)와 제2 멤브레인(222)을 상호 연결하도록 설치된다.

제2 바이패스 관로(223)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 제2 고압 펌프(221)와 연결되며, 타 측은 제2 멤브레인(222)과 연결된다. 상기한 제2 바이패스 관로(223)는 제2 멤브레인(222)에 의해 분리된 폐수를 제2 고압 펌프(221)로 재차 이송시키게 된다. 상기와 같이 제2 고압 펌프(221)로 재차 이송된 폐수는 제2 고압 펌프(221)에 의해 제2 멤브레인(222)으로 이송되어 제2 멤브레인(222)을 재차 통과하게 되고, 이에 따라 재차 공급된 폐수에서 구리 등의 불순물을 분리하게 된다.

한편, 제2 세퍼레이션 유닛(220)에는 제2 바이패스 관로(223) 상에 설치되는 제2 열교환 부재(224)가 더 설치된다. 제2 열교환 부재(224)는 제2 바이패스 관로(223)와 적어도 일부가 접하도록 설치되어 제2 바이패스 관로(223)를 통해 고압으로 이동되는 고온의 분리된 폐수를 냉각시키게 된다. 상기한 제2 열교환 부재(224)는 라디에이터 형태로 형성되어 내부에 냉각수가 이동되는 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 열교환기 형태를 모두 포함한다.

또한, 제4 이송 관로(210) 상에는 제2 공급 펌프(211)가 설치되며, 상기 제2 공급 펌프(211)의 작동에 의해 폐 에칭액 저장 탱크(160)에 저장된 폐 에칭액이 제2 세퍼레이션 유닛(220)의 제2 고압 펌프(221)로 이송된다. 여기서, 제4 이송 관로(210) 상에 설치되되, 제2 공급 펌프(211)와 제2 고압 펌프(221)의 사이에 형성되는 유량 조절 밸브(미도시)가 더 설치될 수 있다. 상기한 유량 조절 밸브는 폐 에칭액과 제2 멤브레인(222)에 의해 분리된 폐수가 혼합되지 않도록 개방 또는 폐쇄될 수 있다.

또한, 제5 이송 관로(230)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 제2 세퍼레이션 유닛(220)과 연결되며, 타 측은 불순물 저장 탱크(240)와 연결된다. 여기서, 제5 이송 관로(230)의 일 측은 제2 세퍼레이션 유닛(220)의 제2 멤브레인(222)과 연결되어 제2 멤브레인(222)에 의해 분리된 구리 등의 불순물이 제5 이송 관로(230)를 통해 이송된다. 상기한 불순물은 폐 에칭액에서 폐수를 분리한 후 남은 물질로서, 주로 구리 등의 성분으로 이루어진다. 또한, 제2 멤브레인(222)는 구리 등의 성분을 흡착할 수 있는 소재로 형성되어 제2 멤브레인(222)이 구리 등의 성분을 흡착하여 분리할 수 있다.

불순물 저장 탱크(240)는 내부에 저장 공간이 형성되는 부재로서, 상기 저장 공간이 외부와 완벽히 차단되도록 형성된다. 상기한 저장 공간의 내부에는 질소가 충진되어 있어, 외부의 대기 성분이 저장 공간으로 유입되는 것이 방지된다. 불순물 저장 탱크(240)는 대략 사각 박스 형상 또는 원통 기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 내부에 밀폐된 저장 공간이 형성된 다양한 형상을 모두 포함할 수 있다. 상술한 불순물 저장 탱크(240)의 상기 저장 공간에는 제5 이송 관로(230)를 통해 유입되는 구리 등의 불순물이 저장된다. 상기와 같이 불순물 저장 탱크(240)에 저장된 구리 등의 불순물은 외부 폐기 업체로 보내져 폐기된다.

한편, 제6 이송 관로(250)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 제2 세퍼레이션 유닛(220)과 연결되며, 타 측은 폐수 저장 탱크(260)와 연결된다. 여기서, 제6 이송 관로(250)의 일 측은 제2 세퍼레이션 유닛(220)의 제2 바이패스 관로(223)와 연결되고, 제6 이송 관로(250)와 제2 바이패스 관로(223)의 연결 지점에는 제2 스위칭 밸브(225)가 설치된다.

상기한 제2 스위칭 밸브(225)는 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 폐수가 제6 이송 관로(250) 및 제2 바이패스 관로(223) 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐된다. 예를 들어, 폐수가 제2 멤브레인(222)을 재차 통과하는 횟수를 3회로 설정했다고 가정했을 시, 제2 스위칭 밸브(225)는 폐수가 제2 멤브레인(222)을 3회 통과한 시점에 제2 바이패스 관로(223) 측은 폐쇄하고 제6 이송 관로(250) 측을 개방하여 분리된 폐수를 제6 이송 관로(250)를 통해 이송되도록 한다. 상기와 같이 제6 이송 관로(250)를 통해 이송되는 분리된 폐수는 폐수 저장 탱크(260)로 유입되어 저장된다.

폐수 저장 탱크(260)는 내부에 저장 공간이 형성되는 부재로서, 상기 저장 공간이 외부와 완벽히 차단되도록 형성된다. 상기한 저장 공간의 내부에는 질소가 충진되어 있어, 외부의 대기 성분이 저장 공간으로 유입되는 것이 방지된다. 폐수 저장 탱크(260)는 대략 사각 박스 형상 또는 원통 기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 내부에 밀폐된 저장 공간이 형성된 다양한 형상을 모두 포함할 수 있다. 상술한 폐수 저장 탱크(260)의 상기 저장 공간에는 제6 이송 관로(250)을 통해 유입되는 상기 분리된 폐수가 저장된다.

한편, 본 발명은 제2 이송 관로(130)과 회수 탱크(10)를 상호 연결하도록 설치되는 제7 이송 관로(300) 및 제2 이송 관로(130)와 제7 이송 관로(300)의 연결 지점에 설치되는 제3 스위칭 밸브(310)를 더 포함한다.

제7 이송 관로(300)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 회수 탱크(10)와 연결되며, 타 측은 제2 이송 관로(130)와 연결된다.

제3 스위칭 밸브(310)는 제2 이송 관로(130)와 제7 이송 관로(300)의 연결 지점에 설치되어 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 순수 에칭액이 제2 이송 관로(130) 및 제7 이송 관로(300) 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐된다. 상기 제3 스위칭 밸브(310)는 순수 에칭액 저장 탱크(140)에 문제가 발생하거나 회수 탱크(10)의 저장 수위가 낮아질 경우, 제2 이송 관로(130) 측은 폐쇄하고 제7 이송 관로(300) 측을 개방하여 분리된 순수 에칭액을 제7 이송 관로(300)를 통해 이송되도록 한다. 상기와 같이 제7 이송 관로(300)를 통해 이송되는 분리된 순수 에칭액은 회수 탱크(10)로 유입되어 저장될 수 있다.

한편, 본 발명은 회수 탱크(10)에 연결되는 제8 이송 관로(400) 및 제8 이송 관로(400)과 연결되어 회수 탱크(10)로 순수를 선택적으로 공급하는 순수 공급부(410)를 더 포함한다.

제8 이송 관로(400)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태의 부재로서, 일 측이 순수 공급부(410)와 연결되며, 타 측은 회수 탱크(10)와 연결된다.

순수 공급부(410)는 내부에 순수가 저장되기 위한 저장 공간이 형성된 부재로서, 필요에 따라 제8 이송 관로(400)를 통해 순수를 회수 탱크(10)로 공급한다. 회수 탱크(10)에 저장된 폐 에칭액의 농도를 조절하거나, 본 발명의 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템 전체를 세정할 필요가 있을 경우, 제8 이송 라인(400)을 통해 회수 탱크(10)로 순수가 공급된다.

한편, 본 발명은 회수 탱크(10), 폐 에칭액 저장 탱크(160) 및 폐수 저장 탱크(260) 각각에 설치되어 회수 탱크(10), 폐 에칭액 저장 탱크(160) 및 폐수 저장 탱크(260) 각각의 내부에 저장된 내용물의 성분을 측정하는 성분 측정부(미도시)를 더 포함한다.

상기한 성분 측정부는 에칭 성분(산 성분) 및 구리 성분을 측정할 수 있는 센서로 마련되어 회수 탱크(10), 폐 에칭액 저장 탱크(160) 및 폐수 저장 탱크(260) 내부에 저장된 내용물의 에칭 성분 및 구리 성분을 측정한다. 상기한 측정 결과를 모니터링하여 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템의 유지 보수에 관한 정보를 획득하게 된다.

상술한 바와 같이 구성되어 작동되는 본 발명에 따른 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템은 제1 세퍼레이션 장치(100) 및 제2 세퍼레이션 장치(200)를 이용하여 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하고 분리된 폐수만을 폐수 처리장에서 처리함으로써, 폐 에칭액을 처리하는 폐수 처리장의 부하를 감소시키고 이에 따른 비용을 절감할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

이상으로 본 발명에 따른 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템에 대한 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였다.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 회수 탱크 100: 제1 세퍼레이션 장치
110: 제1 이송 관로 111: 제1 공급 펌프
120: 제1 세퍼레이션 유닛 121: 제1 고압 펌프
122: 제1 멤브레인 123: 제1 바이패스 관로
124: 제1 열교환 부재 125: 제1 스위칭 밸브
130: 제2 이송 관로 140: 순수 에칭액 저장 탱크
150: 제3 이송 관로 160: 폐 에칭액 저장 탱크
200: 제2 세퍼레이션 장치 210: 제4 이송 관로
211: 제2 공급 펌프 220: 제2 세퍼레이션 유닛
221: 제2 고압 펌프 222: 제2 멤브레인
223: 제2 바이패스 관로 224: 제2 열교환 부재
225: 제2 스위칭 밸브 230: 제5 이송 관로
240: 불순물 저장 탱크 250: 제6 이송 관로
260: 폐수 저장 탱크 300: 제7 이송 관로
310: 제3 스위칭 밸브 400: 제8 이송 관로
410: 순수 공급부

Claims

제조 공정에서 사용된 폐 에칭액이 회수되는 회수 탱크;
상기 회수 탱크와 연결되어 상기 회수 탱크의 폐 에칭액을 전달 받아 상기 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 세퍼레이션 장치; 및
상기 제1 세퍼레이션 장치와 연결되어 상기 제1 세퍼레이션 장치에 의해 분리된 폐 에칭액을 전달 받아 상기 제1 세퍼레이션 장치에 의해 분리된 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 세퍼레이션 장치;를 포함하고,
상기 제1 세퍼레이션 장치는,
상기 회수 탱크와 연결되는 제1 이송 관로;
상기 제1 이송 관로와 연결되어 상기 제1 이송 관로를 통해 유입되는 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 세퍼레이션 유닛;
상기 제1 세퍼레이션 유닛과 연결되어 분리된 순수 에칭액이 이송되는 제2 이송 관로;
상기 제2 이송 관로와 연결되어 상기 제2 이송 관로를 통해 유입되는 순수 에칭액이 저장되는 순수 에칭액 저장 탱크;
상기 제1 세퍼레이션 유닛과 연결되어 분리된 폐 에칭액이 이송되는 제3 이송 관로; 및
상기 제3 이송 관로와 연결되어 상기 제3 이송 관로를 통해 유입되는 폐 에칭액이 저장되는 폐 에칭액 저장 탱크;를 포함하고,
상기 제1 세퍼레이션 유닛은,
상기 제1 이송 관로 상에 설치되는 제1 고압 펌프;
상기 제1 고압 펌프와 연결되어 상기 제1 고압 펌프에 의해 고압으로 이송되는 폐 에칭액을 순수 에칭액과 폐 에칭액으로 분리하는 제1 멤브레인; 및
상기 제1 멤브레인과 상기 제1 고압 펌프를 상호 연결하도록 설치되어 상기 제1 멤브레인에 의해 분리된 폐 에칭액을 상기 제1 고압 펌프로 이송하는 제1 바이패스 관로;를 포함하고,
상기 제1 바이패스 관로 상에 설치되어 제1 고압 펌프에 의해 고압으로 이송되는 상기 분리된 폐 에칭액을 냉각시키는 제1 열교환 부재;를 더 포함하고,
상기 회수 탱크에 연결되는 제8 이송 관로; 및
상기 제8 이송 관로와 연결되어 상기 회수 탱크로 순수를 공급하는 순수 공급부;를 더 포함하며,
상기 제2 이송 관로와 상기 회수 탱크를 상호 연결하도록 설치되는 제7 이송 관로; 및
상기 제2 이송 관로와 상기 제7 이송 관로의 연결 지점에 설치되는 제3 스위칭 밸브;를 더 포함하며,
상기 제3 스위칭 밸브는 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 순수 에칭액이 상기 제2 이송 관로 및 상기 제7 이송 관로 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐되는 것을 특징으로 하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 제3 이송 관로는 상기 제1 바이패스 관로와 연결되고,
상기 제3 이송 관로와 상기 제1 바이패스 관로의 연결 지점에 설치되는 제1 스위칭 밸브;를 더 포함하며,
상기 제1 스위칭 밸브는 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 폐 에칭액이 상기 제3 이송 관로 및 상기 제1 바이패스 관로 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐되는 것을 특징으로 하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 이송 관로 상에 설치되어 상기 회수 탱크에 저장된 폐 에칭액을 상기 제1 세퍼레이션 유닛 측으로 공급하는 제1 공급 펌프;를 더 포함하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
제1항에 있어서,
제2 세퍼레이션 장치는,
상기 폐 에칭액 저장 탱크와 연결되는 제4 이송 관로;
상기 제4 이송 관로와 연결되어 상기 제4 이송 관로를 통해 유입되는 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 세퍼레이션 유닛;
상기 제2 세퍼레이션 유닛과 연결되어 분리된 불순물이 이송되는 제5 이송 관로;
상기 제5 이송 관로와 연결되어 상기 제5 이송 관로를 통해 유입되는 불순물이 저장되는 불순물 저장 탱크;
상기 제2 세퍼레이션 유닛과 연결되어 분리된 폐수가 이송되는 제6 이송 관로; 및
상기 제6 이송 관로와 연결되어 상기 제6 이송 관로를 통해 유입되는 폐수가 저장되는 폐수 저장 탱크;를 포함하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제2 세퍼레이션 유닛은,
상기 제4 이송 관로 상에 설치되는 제2 고압 펌프;
상기 제2 고압 펌프와 연결되어 상기 제2 고압 펌프에 의해 고압으로 이송되는 폐 에칭액을 폐수와 불순물로 분리하는 제2 멤브레인; 및
상기 제2 멤브레인과 상기 제2 고압 펌프를 상호 연결하도록 설치되어 상기 제2 멤브레인에 의해 분리된 폐수를 상기 제2 고압 펌프로 이송하는 제2 바이패스 관로;를 포함하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제2 바이패스 관로 상에 설치되어 상기 제2 고압 펌프에 의해 고압으로 이송되는 상기 분리된 폐수를 냉각시키는 제2 열교환 부재;를 더 포함하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제6 이송 관로는 상기 제2 바이패스 관로와 연결되고,
상기 제6 이송 관로와 상기 제2 바이패스 관로의 연결 지점에 설치되는 제2 스위칭 밸브;를 더 포함하며,
상기 제2 스위칭 밸브는 기 설정된 조건에 따라 상기 분리된 폐수가 상기 제6 이송 관로 및 상기 제2 바이패스 관로 중 어느 하나의 관로로 이송되도록 개폐되는 것을 특징으로 하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제4 이송 관로 상에 설치되어 상기 폐 에칭액 저장 탱크에 저장된 폐 에칭액을 상기 제2 세퍼레이션 유닛 측으로 공급하는 제2 공급 펌프;를 더 포함하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
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제7항에 있어서,
상기 회수 탱크, 순수 에칭액 저장 탱크, 폐 에칭액 저장 탱크, 불순물 저장 탱크 및 폐수 저장 탱크의 내부는 질소로 충진되는 것을 특징으로 하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.
제7항에 있어서,
상기 회수 탱크, 폐 에칭액 저장 탱크 및 폐수 저장 탱크 각각에 설치되어 상기 회수 탱크, 폐 에칭액 저장 탱크 및 폐수 저장 탱크의 내부에 저장된 내용물의 성분을 측정하는 성분 측정부;를 더 포함하는 폐 에칭액의 불순물 저감 시스템.