KR102448881B1 - 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법 - Google Patents

초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법은 공정실에서 흡입된 고온이 공기를 냉각한 후 파티클검사를 수행함으로써, 고온의 공기로 인하여 레이저의 굴절률이 변형되는 것을 미연에 방지하여 파티클을 보다 정밀하고 정확하게 검사할 수 있고, 파티클센서의 고장을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법 { Particle concentration measurement method for ultra-precision electronic parts production process }
본 발명은 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 고온의 공기로 인하여 레이저의 굴절률이 변형되는 것을 방지하고, 파티클센서의 고장을 미연에 방지할 수 있도록 공정실에서 흡입된 고온이 공기를 냉각한 후 파티클검사를 수행하는 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 초정밀 전자부품이란 소형 전자제품에 사용되는 극소형 PCB 또는 반도체 등과 같은 정밀한 전자부품을 말하는 것으로 이러한 초정밀 전자부품의 생산라인에서는 오염물질 즉, 파티클 관리는 매우 중요한 요소 중 하나이며, 특히 주요한 오염원으로 초정밀 전자부품 생산라인에 출입하는 출입자 및 출입자의 용품으로부터의 오염관리는 매우 중요하다.
통상 초정밀 전자부품 생산라인에 출입하는 출입자는 에어샤워를 거친 후 방진복으로 착용하고, 방진화 및 기타 방진필기구 등을 휴대하는 등 초정밀 전자부품 생산라인 내로의 먼지(Particle))의 유입을 철저히 제한하여야 하며, 이러한 오염관리는 곧 초정밀 전자부품의 생산성과 직결된다.
이렇듯 초정밀 전자부품 생산라인의 생산성과 직결되는 먼지유입은 여러가지 방면으로 차단하게 되는데 상술한 바와 같이 생산라인으로 출입하는 출입자 및 용품으로 유입되는 것을 미리 방지하는 방법과 더불어 생산과정에서도 지속적으로 생산라인의 대기를 흡입하여 미세먼지의 농도를 파악하는 방법 등이 동반되어 진행되고 있다.
여기서, 초정밀 전자부품 생산라인의 미세먼지를 지속적으로 파악하는 방법으로는 레이저 산란방지의 파티클카운터를 공정라인에 설치하거나 포터블형태의 파티클카운터를 공정라인의 내부에 연결하여 공정 시 내부 대기안에 포함된 파티클(미세먼지)의 농도를 측정하고 있다.
이러한, 종래의 파티클카운터에 관한 기술문헌으로 국내등록실용신안 제20-0381692호가 개시되었다.
그러나, 종래의 파티클센서가 부착된 농도측정방법은 고온의 열이 유지되는 생산라인의 대기를 직접적으로 흡입한 후 바로 센싱하는 것으로 고온의 열로 인하여 공기의 밀도가 낮아져 파티클센서의 레이저에 대한 굴절률이 감소하게 되고 이에 따라 레이져의 산란각도에 변화가 일어나 파티클센서의 측정오류 또는 정확한 데이터값이 출력되지 못하게 되는 문제점이 지속적으로 발생되고 있다.
이로 인하여, 초정밀 전자부품 생산라인 내부의 미세먼지 농도가 작게 측정되어 생산을 지속시키면 최종적으로 생산된 초정밀 전자부품에 파티클로 인한 불량이 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 공정실에서 흡입된 고온이 공기를 냉각한 후 파티클검사를 수행함으로써, 고온의 공기로 인하여 레이저의 굴절률이 변형되는 것을 미연에 방지하여 파티클을 보다 정밀하고 정확하게 검사할 수 있고, 파티클센서의 고장을 미연에 방지할 수 있는 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법은 초정밀 전자부품을 생산하는 공정실의 내부 공기 중 초정밀 전자부품의 불량을 발생시키는 파티클의 농도를 측정하는 파티클 농도측정방법으로서 상기 공정실의 내부 공기를 박스형상의 검사실로 흡입하는 흡입단계와; 상기 흡입단계 시 상기 검사실의 내부를 개폐하는 댐퍼장치를 개방하여 유입된 공기를 외부로 배출시키는 공기순환단계와; 상기 공기순환단계 도중 상기 검사실의 내부 온도가 설정된 온도에 도달하면 상기 댐퍼장치를 차단하여 유입되던 공기를 밀폐하는 공기밀폐단계와; 상기 공기밀폐단계 이후 상기 검사실의 외벽에 설치된 냉각장치를 통하여 밀폐된 공기를 설정된 온도로 냉각시키는 냉각단계와; 상기 냉각단계 이후 파티클센서를 통하여 유입된 공기의 파티클 농도를 검사하는 파티클검사단계와; 상기 파티클검사단계 이후 상기 파티클센서로 검출된 검사데이터를 외부로 출력하는 출력단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼장치는 상기 검사실의 일면에 천공된 댐퍼공과, 상기 댐퍼공이 삽입되며 상기 검사실의 내부를 차단하는 댐퍼판과, 상기 댐퍼판의 하부에 연결되어 왕복이동시키는 댐퍼액츄에이터로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼공의 일면에는 상기 검사실로 유입된 공기를 순환시키거나 배출토록 회전되는 순환팬이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각장치는 상기 검사실의 외측벽면에 설치된 워터자켓과, 상기 워터자켓과 연결되며 냉각수를 공급하는 냉각기와, 상기 워터자켓에서 리턴하는 냉각수를 수용하는 냉각탱크로 이루어진 것을 특징으로 한다
상기 파티클센서는 레이저를 조사하여 산란되는 레이저각의 크기로 파티클의 크기 및 수량을 파악하는 레이저형 파티클센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법은 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 공정실의 내부 공기의 온도를 흡입한 후 설정된 온도로 냉각하여 파티클검사를 수행함으로써, 고온의 공기로 인하여 레이저의 굴절률이 변형되는 것을 미연에 방지하여 파티클을 보다 정밀하고 정확하게 검사할 수 있고,
둘째, 유입된 공기를 냉각한 후 파티클검사를 진행함으로써, 파티클센서의 고장을 미연에 방지할 수 있으며,
셋째, 댐퍼공의 일면에 유입된 공기를 이동시키는 순환팬을 구비함으로써, 댐퍼공이 개방된 상태에서는 유입된 공기를 외부로 용이하게 배출시키고, 댐퍼공이 닫힌 상태에서는 검사실의 내부 공기가 정체되지 않도록 지속적으로 순환시킬 수 있으며,
넷째, 검사실의 외측벽면에 워터자켓을 설치함으로써, 검사실의 외벽을 직접적으로 냉각시킬 수 있어 냉각시간을 절감함과 동시에 냉각효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파티클 농도측정방법을 나타내 보인 공정도이고,
도 2는 본 발명에 따른 흡입단계를 나타내 보인 동작도이며,
도 3은 본 발명에 따른 공기순환단계를 나타내 보인 동작도이고,
도 4는 본 발명에 따른 공기밀폐단계를 나타내 보인 동작도이며,
도 5는 본 발명에 따른 냉각단계를 나타내 보인 동작도이고,
도 6은 본 발명에 따른 파티클검사단계를 나타내 보인 부분확대 동작도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법은 초정밀 전자부품을 생산하는 공정실(S)의 내부 공기(A) 중 초정밀 전자부품의 불량을 발생시키는 파티클(P)의 농도를 측정하는 파티클 농도측정방법으로서, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 공정실(S)의 내부 공기(A)를 박스형상의 검사실(10)로 흡입하는 흡입단계(S10)와; 상기 흡입단계(S10) 시 상기 검사실(10)의 내부를 개폐하는 댐퍼장치(20)를 개방하여 유입된 공기(A)를 외부로 배출시키는 공기순환단계(S20)와; 상기 공기순환단계(S20) 도중 상기 검사실(10)의 내부 온도가 설정된 온도에 도달하면 상기 댐퍼장치(20)를 차단하여 유입되던 공기(A)를 밀폐하는 공기밀폐단계(S30)와; 상기 공기밀폐단계(S30) 이후 상기 검사실(10)의 외벽에 설치된 냉각장치(30)를 통하여 밀폐된 공기(A)를 설정된 온도로 냉각시키는 냉각단계(S40)와; 상기 냉각단계(S40) 이후 파티클센서(40)를 통하여 유입된 공기(A)의 파티클 농도를 검사하는 파티클검사단계(S50)와; 상기 파티클검사단계(S50) 이후 상기 파티클센서(40)로 검출된 검사데이터를 외부로 출력하는 출력단계(S60)로 이루어진다.
한편, 상기 검사실(10)의 일면에는 상기 공정실(S)의 내부 공기(A)를 흡입하기 위하여 흡입밸브(V)가 구비되고, 상기 검사실(10)의 내벽에는 내부 공기(A)의 온도를 측정하는 써모스탯(SS)과 상기 파티클센서(40)가 부착되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 출력단계(S50) 이후 상기 댐퍼장치(20)가 개방되며 내부에 수용된 공기(A)를 외부로 배출하며 측정을 마무리하게 된다.
여기서, 상기 댐퍼장치(20)는 상기 검사실(10)의 일면에 천공된 댐퍼공(21)과, 상기 댐퍼공(21)이 삽입되며 상기 검사실(10)의 내부를 차단하는 댐퍼판(22)과, 상기 댐퍼판(22)의 하부에 연결되어 왕복이동시키는 댐퍼액츄에이터(23)로 이루어진다.
한편, 상기 댐퍼판(22)은 상기 댐퍼공(21)의 내부 면적과 동일한 면적을 가지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 댐퍼공(21)의 일면에는 상기 검사실(10)로 유입된 공기(A)를 순환시키거나 배출토록 회전되는 순환팬(24)이 구비된다.
또한, 상기 냉각장치(30)는 상기 검사실(10)의 외측벽면에 설치된 워터자켓(31)과, 상기 워터자켓(31)과 연결되며 냉각수를 공급하는 냉각기(32)와, 상기 워터자켓(31)에서 리턴하는 냉각수를 수용하는 냉각탱크(33)로 이루어진다.
한편, 상기 워터자켓(31)과 냉각기(32), 냉각탱크(33)는 유입 및 배출을 위한 배관으로 연결되고 그 배관에는 이동을 단속하는 밸브가 구비되며, 상기 냉각탱크(33)의 내부에는 냉각수를 이동시키는 펌프(P)가 구비되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 냉각장치(30)의 냉각기(32)와 냉각탱크(33) 및 댐퍼장치(20)의 댐퍼액츄에이터(23)는 상기 검사실(10)의 하부에 구비되며 지면에서 직립된 프레임부(미도시)에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 파티클센서(40)는 레이저를 조사하여 산란되는 레이저각의 크기로 파티클의 크기 및 수량을 파악하는 레이저형 파티클센서로 이루어진다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법은 초정밀 전자부품을 생산하는 공정실(S)의 내부 공기(A) 중 초정밀 전자부품의 불량을 발생시키는 파티클(P)의 농도를 측정하는 파티클 농도측정방법이다.
즉, 본 발명에 따른 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법은 도 2에 도시된 바와 같이 최초 상기 공정실(S)의 내부 공기(A)를 박스형상의 검사실(10)로 흡입하는 흡입단계(S10)가 진행됨으로써, 공정실(S)의 내부 공기(A)에 포함된 파티클의 농도 및 크기를 센싱할 수 있게 된다.
이때, 상기 흡입단계(S10) 시 도 3에 도시된 바와 같이 상기 검사실(10)의 내부를 개폐하는 댐퍼장치(20)를 개방하여 유입된 공기(A)를 외부로 배출시키는 공기순환단계(S20)가 진행됨으로써, 상기 공정실(A)에서 유입되는 고온의 공기(A)가 상기 검사실(10)의 대기 온도를 상승시키게 되는데 이는 곧바로 정해진 온도로 상승하는 것이 아닌 검사실(10)의 내부 부피만큼 천천히 상승하여 정해진 온도로 상승되는 시간 동안 상기 댐퍼장치(20)를 개방하게 된다.
이후, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 검사실(10)의 내부 온도가 설정된 온도에 도달하면 상기 댐퍼장치(20)를 차단하여 유입되던 공기(A)를 밀폐하는 공기밀폐단계(S30)가 진행됨으로써, 고온의 공기(A)를 1차적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
여기서, 상기 흡입단계(S10) 시 구동되는 흡입밸브(V) 또한 동작을 멈춰 검사실(10)의 내부를 밀폐하게 된다.
그리고, 상기 공기밀폐단계(S30) 이후 도 5 내지 도 6과 같이 상기 검사실(10)의 외벽에 설치된 냉각장치(30)를 통하여 밀폐된 공기(A)를 설정된 온도로 2차 냉각시키는 냉각단계(S40)가 진행된 후 파티클검사단계(S50)가 진행됨으로써, 고온의 공기(A)로 인하여 레이저의 굴절률이 변형되는 것을 미연에 방지하여 파티클검사를 보다 정밀하게 수행할 수 있고, 공정실(S)의 파티클농도를 보다 정확하게 검사할 수 있게 된다.
이어서, 상기 파티클검사단계(S50) 이후 검사데이터를 외부로 출력하여 사용자는 공정실(S)의 내부에 존재하는 파티클농도를 확인하여 공정실의 세척 및 공정의 진행여부를 파악할 수 있게 된다.
여기서, 상기 댐퍼공(21)의 일면에는 상기 검사실(10)로 유입된 공기(A)를 순환시키거나 배출토록 회전되는 순환팬(24)이 구비됨으로써, 상기 댐퍼공(21)이 개방된 상태에서는 유입된 공기(A)를 외부로 배출하고, 상기 댐퍼공(21)이 닫힌 상태에서는 검사실(10)의 내부 공기(A)가 정체되지 않도록 지속적으로 순환시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 냉각장치(30)는 상기 검사실(10)의 외측벽면에 설치된 워터자켓(31)이 구비됨으로써, 상기 검사실(10)의 외벽을 직접적으로 냉각시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 파티클센서(40)는 레이저를 조사하는 레이저형 파티클센서로 이루어짐으로써, 파티클에 조사된 후 산란되는 레이저각의 크기로 파티클의 크기를 파악하고, 레이저가 산란되는 횟수를 통하여 파티클의 수량 즉, 공기에 포함된 파티클의 농도를 파악할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
S : 공정실 A : 내부 공기
P : 파티클 S10 : 흡입단계
S20 : 공기순환단계 S30 : 공기밀폐단계
S40 : 냉각단계 S50 : 파티클검사단계
S60 : 출력단계 10 : 검사실
20 : 댐퍼장치 21 : 댐퍼공
22 : 댐퍼판 23 : 댐퍼액츄에이터
24 : 순환팬 30 : 냉각장치
31 : 워터자켓 32 : 냉각기
33 : 냉각탱크 40 : 파티클센서

Claims (5)

  1. 초정밀 전자부품을 생산하는 공정실(S)의 내부 공기(A) 중 초정밀 전자부품의 불량을 발생시키는 파티클(P)의 농도를 측정하는 파티클 농도측정방법에 있어서,
    상기 공정실(S)의 내부 공기(A)를 박스형상의 검사실(10)로 흡입하는 흡입단계(S10)와;
    상기 흡입단계(S10) 시 상기 검사실(10)의 내부를 개폐하는 댐퍼장치(20)를 개방하여 유입된 공기(A)를 외부로 배출시키는 공기순환단계(S20)와;
    상기 공기순환단계(S20) 도중 상기 검사실(10)의 내부 온도가 설정된 온도에 도달하면 상기 댐퍼장치(20)를 차단하여 유입되던 공기(A)를 밀폐하는 공기밀폐단계(S30)와;
    상기 공기밀폐단계(S30) 이후 상기 검사실(10)의 외벽에 설치된 냉각장치(30)를 통하여 밀폐된 공기(A)를 설정된 온도로 냉각시키는 냉각단계(S40)와;
    상기 냉각단계(S40) 이후 파티클센서(40)를 통하여 유입된 공기(A)의 파티클 농도를 검사하는 파티클검사단계(S50)와;
    상기 파티클검사단계(S50) 이후 상기 파티클센서(40)로 검출된 검사데이터를 외부로 출력하는 출력단계(S60)로 이루어진 것을 특징으로 하는 초정밀 전자부품 생산공정용 파티클 농도측정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼장치(20)는 상기 검사실(10)의 일면에 천공된 댐퍼공(21)과, 상기 댐퍼공(21)이 삽입되며 상기 검사실(10)의 내부를 차단하는 댐퍼판(22)과, 상기 댐퍼판(22)의 하부에 연결되어 왕복이동시키는 댐퍼액츄에이터(23)로 이루어진 것을 특징으로 하는 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 댐퍼공(21)의 일면에는 상기 검사실(10)로 유입된 공기(A)를 순환시키거나 배출토록 회전되는 순환팬(24)이 구비된 것을 특징으로 하는 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각장치(30)는 상기 검사실(10)의 외측벽면에 설치된 워터자켓(31)과, 상기 워터자켓(31)과 연결되며 냉각수를 공급하는 냉각기(32)와, 상기 워터자켓(31)에서 리턴하는 냉각수를 수용하는 냉각탱크(33)로 이루어진 것을 특징으로 하는 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클센서(40)는 레이저를 조사하여 산란되는 레이저각의 크기로 파티클의 크기 및 수량을 파악하는 레이저형 파티클센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 초정밀 전자부품 생산 공정용 파티클 농도측정방법.


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