KR102629939B1 - 이산화탄소 분사노즐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분사노즐에서 분사되는 이산화탄소의 고체 입자를 미립화시키되 이산화탄소 고체 입자의 크기를 적절한 크기로 조절할 수 있는 이산화탄소 분사노즐을 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 이산화탄소 분사노즐은, 내부에 이산화탄소가 유동하는 연결유로와, 상기 연결유로를 통과한 이산화탄소를 세정대상물 상에 분사하기 위해 슬릿 형상으로 이루어진 토출구와, 상기 연결유로와 토출구 사이에 형성되어 이산화탄소의 고체 입자가 생성되는 공간인 유도부를 형성하기 위해 서로 대향되게 구비된 제1블록과 제2블록; 상기 제1블록의 하단부 또는 제2블록의 하단부의 위치를 조절하여 상기 유도부의 길이 또는 폭이 조절되는 것으로 이루어진다.

Description

이산화탄소 분사노즐{NOZZLE FOR SPRAYING CO2}
본 발명은 이산화탄소 분사노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이산화탄소가 분사되는 유도부의 길이 및 폭을 조절함으로써 고체로 상변화된 이산화탄소의 입자 크기를 조절할 수 있는 이산화탄소 분사노즐에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중 OLED와 같은 유기 발광 디스플레이 장치(유기발광다이오드)는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지므로, 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
일반적으로 유기발광다이오드는 고효율의 발광을 위해 각각의 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층 및 정공 주입층 등의 중간층이 추가 삽입된다. 여기에서, 발광층 및 중간층 등의 유기박막의 미세 패턴은 증착공정으로 형성될 수 있다. 증착공정으로 유기발광다이오드를 제작하기 위해서는, 유기 박막 등이 형성될 기판 면에, 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크를 밀착시키고 박막 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 박막을 형성한다.
유기물 증착 장치는, 진공 챔버의 하부에 적색(R), 녹색(G)과 청색(B)의 발광 유기물질과 이를 저장하는 증착물질 용기 및 가열장치 등을 갖는 증착 소스가 마련되고, 그 위에 증착 대상인 기판이 위치한다.
상기 기판의 하부에는 증착 패턴을 가지는 금속재질의 마스크(mask)가 위치한다.
증착 소스들에는 적색, 녹색 및 청색의 발광 유기물질이 저장된다. 증착 소스는 증착시 소정의 온도로 가열되어 유기물질을 증발시킨다. 마스크는 기판 상에 일정한 패턴으로 유기물질이 증착되도록 하는 역할을 하게 된다. 이를 위하여 마스크에는 일정한 패턴으로 다수의 구멍이 형성되어 있다. 이 같은 구멍들은 증착 소스로부터 증기상태로 공급되는 유기물질을 선택적으로 통과시켜 기판에 증착되도록 한다.
최근에는 고해상도를 구현하기 위하여 구멍이 매우 촘촘하게 뚫린 메탈 마스크를 사용하여 유기물질을 증착하는 공법인 파인 메탈 마스크(FMM; FINE METAL MASK) 증착공법이 알려져 있다.
상기한 증착 공정에서는 유기물질이 마스크의 구멍을 통과하여 기판에 증착될 뿐만 아니라, 마스크의 표면에도 일부가 증착된다. 마스크 표면에 잔존하는 유기물은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있으므로, 상기 유기물질을 제거하기 위하여 증착 공정이 완료된 후 마스크를 세정하는 공정이 수행된다.
이러한 마스크를 세정하는 방법으로는, 처리 방식에 따라 크게 건식(Dry) 세정방식과 습식(Wet) 세정방식 및 이들을 혼합하여 세정하는 방식이 알려져 있다.
상기한 건식 세정방식의 하나인 이산화탄소를 이용한 세정방식은, 노즐을 통해 공급된 액체 이산화탄소를 단열 팽창시켜 고체 이산화탄소인 드라이아이스로 상변화시키고, 그 고체 이산화탄소를 세정대상물의 표면에 분사하여 그 고체 이산화탄소와 이물질의 충돌 및 고체 이산화탄소가 기체로 상변화되면서 발생하는 부피의 증가에 의해 이물질을 세정하는 방식이다.
상기한 건식 세정장치를 이용하여 마스크를 세정하게 되면 노즐에서 분사된 이산화탄소가 고체로 상변화하면서 마스크 표면에 충돌되므로, 분사에 의한 타력에 의해 마스크 표면에 자국이 생기는 문제점이 있다.
따라서 마스크에 분사되는 이산화탄소의 고체 입자를 매우 미세하게 할 필요가 있는데, 분사노즐에 복수의 미세 구멍을 형성하고, 그 미세 구멍을 통해 이산화탄소를 미립화시켜 분사하는 것으로 구성할 수 있다. 그러나 미세 구멍 간에 피치(pitch)를 줄이지 못할 경우 균일도에 문제가 발생할 수 있고, 미세 구멍을 가공하는 작업이 매우 어려운 문제점이 있다.
또한, 고체로 상변화된 이산화탄소의 입자 크기가 적절하지 않은 경우 이를 조절할 수 있는 수단이 없는 문제점이 있다.
상술한 세정장치가 나타난 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2003-0037170호 "세정용 이산화탄소 노즐"이 공개되어 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 분사노즐에서 분사되는 이산화탄소의 고체 입자를 미립화시키되 이산화탄소 고체 입자의 크기를 적절한 크기로 조절할 수 있는 이산화탄소 분사노즐을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 이산화탄소의 고체 입자를 미립화시켜 세정 대상물에 가해지는 손상을 최소화할 수 있는 이산화탄소 분사노즐을 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 분사노즐 내부에 액체 이산화탄소가 유동하는 유로의 직경과 유로 간의 이격 거리를 최소화함으로써 이산화탄소 분사시 압력차를 최대로 구현할 수 있는 이산화탄소 분사노즐을 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 분사노즐에서 이산화탄소가 분사되는 위치에 따른 편차를 최소화시켜 이산화탄소의 분사 균일도를 향상시킬 수 있는 이산화탄소 분사노즐을 제공하고자 함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화탄소 분사노즐은, 내부에 이산화탄소가 유동하는 연결유로와, 상기 연결유로를 통과한 이산화탄소를 세정대상물 상에 분사하기 위해 슬릿 형상으로 이루어진 토출구와, 상기 연결유로와 토출구 사이에 형성되어 이산화탄소의 고체 입자가 생성되는 공간인 유도부를 형성하기 위해 서로 대향되게 구비된 제1블록과 제2블록; 상기 제1블록의 하단부 또는 제2블록의 하단부의 위치를 조절하여 상기 유도부의 길이 또는 폭이 조절되는 것으로 이루어진다.
상기 제1블록은, 상기 연결유로의 일측에 구비된 제1상부블록과, 상기 제1상부블록의 하부에 위치되어 상기 유도부와 토출구를 형성하기 위한 제1하부블록으로 이루어지고; 상기 제2블록은 상기 연결유로의 타측에 구비된 제2상부블록과, 상기 제2상부블록의 하부에 위치되어 상기 유도부와 토출구를 형성하기 위한 제2하부블록으로 이루어지며; 상기 제1하부블록과 제2하부블록의 위치가 조절됨으로써 상기 유도부의 길이 또는 폭이 조절되는 것일 수 있다.
상기 제1상부블록과 제1하부블록 사이와 제2상부블록과 제2하부블록 사이에는 상기 유도부의 길이를 조절하기 위한 제1조절블록과 제2조절블록이 각각 개재된 것일 수 있다.
상기 제1조절블록과 제2조절블록의 개수 또는 두께를 변경함으로써 상기 유도부의 길이가 조절되는 것일 수 있다.
상기 제1하부블록과 제2하부블록을 상기 유도부의 폭 방향으로 이동시킴으로써 상기 유도부의 폭이 조절되는 것일 수 있다.
상기 제1블록의 하단부는, 상기 제1블록의 외측으로부터 내측으로 관통하는 관통홀이 형성된 제1조절블록부, 상기 제1조절블록부와의 사이에 조절갭을 형성시키고 상기 제1조절블록부와는 일측이 연결되도록 상기 토출구 측에 구비된 제2조절블록부로 이루어지고; 상기 제1조절블록부의 관통홀을 관통하여 상기 제2조절블록부에 나사산결합되는 조절나사를 포함하되, 상기 조절나사를 회전시키면 상기 제1조절블록부가 탄성 변형되면서 상기 조절갭이 조절되는 것일 수 있다.
상기 연결유로는 미세관 형상으로 이루어진 튜브(tube)로 이루어지고, 상기 복수의 튜브(tube)가 일정 간격 이격되어 구비된 것일 수 있다.
상기 연결유로는 상기 제1블록과 제2블록 사이에 구비된 유로블록에 형성된 유로홀로 이루어지고, 상기 유로홀은 상기 유로블록을 상하로 관통하는 미세관 형상으로서 복수개가 이격되어 구비되며, 상기 복수의 유로홀을 통과한 이산화탄소가 취합되어 스노우 상태의 이산화탄소로 상변화되어 상기 토출구를 통해 세정대상물에 분사되는 것일 수 있다.
상기 연결유로의 내경은 100 내지 300㎛일 수 있다.
상기 토출구에서 분사된 후 고체로 상변화된 이산화탄소의 입자크기는 0.1 내지 100㎛일 수 있다.
상기 이산화탄소가 유입되는 이산화탄소 유입구와 상기 연결유로 사이에는 상기 이산화탄소 유입구에 연결된 배출공간부보다 단면적이 더 큰 공동부가 형성된 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 분사노즐에 의해 분사되는 이산화탄소의 고체 입자 크기를 미립화시키되 세정대상물의 세정에 적합한 크기로 조절할 수 있어, 세정대상물의 표면에 타력에 의한 기판 손상이 발생되는 것을 방지함과 아울러 세정효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 슬릿(slit) 타입의 분사노즐을 사용함으로써 이산화탄소의 분사 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 토출구의 전단에 복수의 튜브로 이루어진 연결유로를 구비하고, 상기 복수의 튜브 사이의 거리를 최소화하고, 토출 전후의 압력 차이를 크게 하여 다량의 이산화탄소 고체 입자를 미립화시켜 세정효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 토출구의 전단에 복수의 미세관 형상의 유로홀이 형성된 유로블록을 구비함으로써 상기 복수의 유로홀 사이의 거리를 최소화하고, 토출 전후의 압력 차이를 크게 하여 다량의 이산화탄소 고체 입자를 미립화시켜 세정효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 복수의 미세관 형상의 유로홀을 유로블록에 관통 형상으로 형성함으로써 연결구조를 간단하게 할 수 있다.
또한, 분사노즐의 토출구 외측 표면에는 소수성 표면 처리를 함으로써 분사노즐의 토출구에서 이산화탄소가 토출될 때 결빙된 입자가 토출구의 표면에 착빙되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐이 적용된 세정장치를 보여주는 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐이 적용된 세정장치를 보여주는 단면도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도
도 4는 도 3의 A-A 단면도
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도
도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도
도 7은 본 발명의 제4실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도
이하 본 발명 이산화탄소 분사노즐에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐이 적용된 세정장치를 보여주는 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐이 적용된 세정장치를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 분사노즐을 이용하여 세정이 이루어지는 세정 대상물은 OLED 증착용 마스크가 될 수도 있고, 대면적 기판이 될 수도 있다.
대면적 기판의 경우 하나의 공정을 완료하고, 다음 공정으로 이동하는 도중에 이물질이 기판에 묻을 수 있는데, 이 경우 다음 공정을 수행하기 전에 세정공정이 필요하다.
OLED 증착용 마스크나 대면적 기판의 경우 넓이에 비해 두께가 매우 얇아, 이산화탄소를 분사할 경우 기판 또는 마스크 표면에 손상이 발생할 수 있다. 특히 OLED 증착용 마스크 중 파인메탈마스크(FMM; FINE METAL MASK)는 기판에 Red, Green, Blue 유기물 재료를 증착시키기 위한 서브픽셀에 대응하는 미세 구멍이 마스크에 구성되어야 한다. 고해상도를 구현하기 위해서는 이러한 미세 구멍의 크기는 작아지고, 구멍 간의 간격은 좁아지게 된다.
따라서 이러한 미세 구멍을 갖는 마스크에 잔존하는 유기물질을 세정하기 위해서는 세정대상물에 분사되는 CO2의 입자를 미세하게 하는 것이 필요하다.
본 발명에 의한 이산화탄소 분사노즐이 적용된 세정장치는, 세정대상물(M) 상에 고체입자를 포함하는 스노우(snow) 상태의 이산화탄소(CO2)를 분사하기 위한 분사노즐(100), 상기 세정대상물(M)이 상부에 안착되는 스테이지(200), 상기 분사노즐(100)과 스테이지(200)가 내부에 구비되는 챔버(300), 상기 분사노즐(100)을 통해 상기 이산화탄소의 분사를 제어하여 상기 세정대상물의 표면에 잔존하는 이물질을 세정하는 제어부(미도시)로 이루어진다.
상기 분사노즐(100)의 하단부에는 이산화탄소가 배출되는 토출구(110)가 형성되어 있다.
세정대상물(M)이 OLED 증착용 마스크인 경우 유기물질의 증착을 위한 미세 구멍 주변에 잔존하는 유기물을 포함하는 이물질을 고체입자를 포함하는 스노우(snow) 상태의 이산화탄소를 이용하여 세정하게 된다.
상기 미세 구멍은 고해상도를 구현하기 위해 크기가 매우 작게 되어 있어, 토출구(110)를 통해 분사되는 이산화탄소 입자도 상기 미세 구멍의 세정이 이루어질 수 있도록 미세 구멍보다 크기가 작은 미세 크기로 분사되어야 한다.
세정대상물(M)이 OLED 증착용 마스크 또는 대면적 기판인 경우에는 이산화탄소가 분사되는 기판의 표면에 분사되는 힘(타력)에 의한 자국이 생기지 않도록 하는 것이 필요하다. 따라서 토출구(110)를 통해 분사되는 이산화탄소의 입자가 작을수록 기판 손상을 줄일 수 있다.
OLED 증착용 마스크나 대면적 기판은 두께가 매우 얇은 박판으로 이루어져 있어, 분사노즐(100)에서 토출 압력, 토출되는 드라이아이스의 입자 크기에 따라 손상(damage)이 발생할 수 있고, 패턴이 미세화됨에 따라 그 두께는 계속 얇아지는 추세이다.
이러한 세정대상물(M)을 효과적으로 세정하기 위해서는 분사노즐(100)의 토출구(110)가 분사노즐(100)의 폭방향(Y)으로 길게 형성된 슬릿(slit) 타입인 것이 바람직하다.
즉, 서로 대향하는 두 블록(101,102) 사이에 갭(gap)이 형성되고, 상기 갭의 하단부에 형성된 토출구(110)는 분사노즐(100)의 길이방향(Y)을 따라 길게 형성된 슬릿(slit) 형상으로 되어 있다. 이와 같이 슬릿(slit) 타입의 분사노즐(100)을 사용하게 되면 분사 균일도를 향상시킬 수 있다.
이산화탄소는 이산화탄소공급부(미도시)에서 분사노즐(100) 내부로 고압 액체 상태로 공급된다. 고압 액체 상태의 이산화탄소는 토출구(110)에서 대기압 또는 진공 상태인 챔버(300) 내부공간의 세정대상물(M) 상면에 분사된다.
액체 상태의 이산화탄소가 분사되면 단열팽창에 의해 온도가 매우 낮아져 드라이아이스 입자가 생성되고, 드라이아이스 입자는 세정대상물(M)의 표면에 충돌하여 이물질을 제거하게 된다. 세정대상물(M)의 표면에 충돌하여 이물질을 제거한 이산화탄소는 기체로 승화되어 세정대상물(M)의 표면에 잔존하지 않게 된다.
세정대상물(M)의 세정공정은 분사노즐(100)을 이송시키면서 세정할 수도 있고, 세정대상물(M)을 이송시키면서 세정할 수도 있다. 도 1에서는 세정대상물(M)을 스테이지(200) 상부에 고정시킨 상태에서 분사노즐(100)을 이송시키면서 세정하는 경우를 예시하였다.
상기 분사노즐(100)을 이송방향(X)으로 이송시키기 위해 이송부(400)가 분사노즐(100)의 양측부에 구비될 수 있다. 상기 이송부(400)는 일례로 가이드레일(미도시)을 따라 이송되는 구조일 수 있다.
상기 토출구(110)를 통해 분사되는 이산화탄소의 토출압력은 50-60bar 정도이다. 또한, 상기 분사노즐(100)에서 분사된 이산화탄소의 입자 크기는 0.1 내지 100㎛의 크기로 미립화되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 분사노즐(100) 내부에서는 밀폐성이 확보된 상태로 토출구(110)로 공급되어야 하고, 다량의 이산화탄소 고체 입자를 생성하기 위해서는 토출 전후의 압력 차이를 크게 해야 한다.
상기 토출구(110)를 통한 토출 전후의 압력차이를 크게 하기 위해서는 분사노즐(100) 내부에서 이산화탄소가 통과하는 통로를 매우 좁게 형성해야 하는데, 상기 토출구(110)의 간격만을 좁히는 것은 한계가 있다. 또한, 이산화탄소의 입자 크기가 적절한 크기를 벗어난 경우 입자 크기를 조절하는 수단이 필요하게 된다.
따라서 토출 전후의 압력 차이를 크게 함과 동시에 이산화탄소 입자 크기를 조절할 수 있는 일례로서 도 3과 도 4에 도시된 실시예에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도, 도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 배출공간부(120)와 토출구(110) 사이에 미세관 형상으로 이루어진 연결유로(130-1)가 구비되어 있다.
상기 배출공간부(120)는 이산화탄소 유입구(140)를 통해 유입된 액체 이산화탄소가 일시 저장되는 공간으로서 분사노즐(100)의 길이방향(Y)으로 형성되어 있다.
상기 배출공간부(120)와 연결유로(130-1) 사이에는 상기 배출공간부(120) 보다 수직 방향의 단면적(즉, 도 4에서 보이는 단면적)이 더 큰 공동부(150)가 형성되어 있다. 액체 이산화탄소는 상기 공동부(150)에 모인 후 상기 연결유로(130-1)로 공급된다. 이와 같이 공동부(150)가 형성되어 있으면 토출구(110)에서 분사되는 이산화탄소의 압력 균일도를 확보할 수 있다.
상기 연결유로(130-1)는 미세 드라이아이스 입자를 생성하기 위해 매우 작은 직경으로 이루어진 관 형상으로 이루어진 것으로서, 복수 개가 일정 간격 이격되어 구비된다. 상기 연결유로(130-1)의 상부는 공동부(150) 및 배출공간부(120)에 연통하고, 하부는 토출구(110)에 연통한다.
상기 연결유로(130-1)는 스테인레스 또는 수지 재질의 튜브로 이루어질 수 있고, 그 내경은 100 내지 300㎛로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 연결유로(130-1)를 통과한 이산화탄소는 취합된 후 토출구(110)에서 배출된다.
이와 같이 미세관 형상의 연결유로(130-1)를 구비하면, 액체의 이산화탄소가 연결유로(130-1)를 통과하는 과정에서 고압이 형성되고, 고압이 형성된 액체 이산화탄소가 토출구(110)를 통해 토출되면 큰 압력차이로 인해 스노우(snow) 상태의 미세 드라이아이스 입자가 다량 생성된다.
상기 연결유로(130-1)와 토출구(110) 사이에는 유도부(115)가 형성되어 있다. 상기 유도부(115)는 연결유로(130-1)의 하단부에서 토출구(110) 사이의 공간이다. 상기 연결유로(130-1)를 통과한 이산화탄소의 고체 입자 크기는 상기 유도부(115)의 길이에 의존한다.
즉, 유도부(115)의 길이(h)가 너무 짧으면 이산화탄소의 고체화가 어렵고, 유도부(115)의 길이(h)가 너무 길면 유도부(115) 내부에서 이산화탄소 고체 입자의 크기가 너무 커지므로, 이산화탄소의 입자 크기가 0.1 내지 100㎛의 범위 이내가 되도록 유도부(115)의 길이를 설정할 수 있다.
상기 유도부(115)의 길이(h)를 조절하기 위해 제1블록(101)과 제2블록(102)의 하단부의 위치를 조절하는 것으로 구성할 수 있다.
상기 제1블록(101)은, 상기 연결유로(130-1)의 일측에 구비된 제1상부블록(101a), 상기 제1상부블록(101a)의 하부에 위치되어 상기 유도부(115)와 토출구(110)를 형성하기 위한 제1하부블록(101b)으로 이루어진다.
상기 제2블록(102)은, 상기 연결유로(130-1)의 타측에 구비된 제2상부블록(102a), 상기 제2상부블록(102a)의 하부에 위치되어 상기 유도부(115)와 토출구(110)를 형성하기 위한 제2하부블록(102b)으로 이루어진다.
상기 제1상부블록(101a)과 제1하부블록(101b) 사이에는 상기 유도부(115)의 길이(h)를 조절하기 위한 제1조절블록(101c)이 개재되고, 상기 제2상부블록(102a)과 제2하부블록(102b) 사이에는 상기 유도부(115)의 길이(h)를 조절하기 위한 제2조절블록(102c)이 개재되어 있다.
상기 제1조절블록(101c)과 제2조절블록(102c)은 동일한 두께로 이루어질 수 있고, 상기 제1조절블록(101c)과 제2조절블록(102c)의 두께를 동일하게 조절함으로써 상기 유도부(115)의 길이(h)를 조절할 수 있다. 즉, 상기 유도부(115)의 길이(h)를 줄이는 경우에는 얇은 두께로 이루어진 제1조절블록(101c)과 제2조절블록(102c)을 사용하고, 상기 유도부(115)의 길이(h)를 늘리는 경우에는 두꺼운 두께로 이루어진 제1조절블록(101c)과 제2조절블록(102c)을 사용한다. 또한, 일정한 두께로 이루어진 제1조절블록(101c)과 제2조절블록(102c)을 복수 개 사용하여 유도부(115)의 길이를 조절할 수도 있다.
상기 제1상부블록(101a)과 제1하부블록(101b) 및 제1조절블록(101c)은 체결부재(미도시)를 이용하여 일체로 결합하고, 상기 제2상부블록(102a)과 제2하부블록(102b) 및 제2조절블록(102c)은 체결부재(미도시)를 이용하여 일체로 결합할 수 있다.
상기 제1조절블록(101c)과 제2조절블록(102c)을 사용하여 유도부(115)의 길이(h)를 조절하는 경우에는 상기 체결부재를 분해한 후, 상기 제1조절블록(101c)과 제2조절블록(102c)의 두께 또는 개수를 변경한 후 다시 상기 체결부재를 재조립하게 된다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도이다.
제2실시예의 경우 연결유로를 구성하기 위해 제1실시예의 튜브 대신 유로홀(131-2)이 형성된 유로블록(130-2)을 사용한 것이다.
상기 유로블록(130-2)은, 미세 드라이아이스 입자를 생성하기 위해 매우 작은 직경으로 이루어진 미세관 형상의 복수의 유로홀(131-2)이 분사노즐(100)의 폭방향(Y)을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 것이다. 상기 유로홀(131-2)은 유로블록(130-2)의 상부에서부터 하부까지 관통된 형상으로 이루어진다.
상기 유로블록(130-2)은 상기 제1블록(101)과 제2블록(102) 사이에 개재되고, 상기 토출구(110)의 상부에 위치한다.
상기 유로홀(131-2)의 상부는 배출공간부(120)에 연통하고, 하부는 토출구(110)에 연통한다. 상기 유로홀(131-2)의 내경은 100 내지 300㎛로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 유로홀(131-2)을 통과한 이산화탄소는 취합된 후 토출구(110)에서 배출된다.
이와 같이 미세관 형상의 유로홀(131-2)을 통과하는 과정에서 고압이 형성된 액체 이산화탄소는 유로홀(131-2)을 통과 후 큰 압력차이로 인해 스노우(snow) 상태의 미세 드라이아이스 입자가 다량 생성된다.
상기 유로블록(130-2)의 유로홀(131-2)은 가공에 의해 형성되고, 유로홀(131-2)이 가공된 유로블록(130-2)을 제1블록(101)과 제2블록(102) 사이에 개재되도록 조립하게 되면, 이산화탄소가 통과하는 통로인 유로홀(131-2)을 매우 좁은 통로로 구현할 수 있을 뿐만 아니라 제조 공정이 간단해진다.
제1실시예에서 연결유로(131-1)로서 튜브를 사용하게 되면, 튜브의 양단부를 배출공간부(120)와 토출구(110)에 연결하기 위한 별도의 연결구가 필요하게 되고 연결구조가 복잡해진다. 그러나 유로홀(131-2)이 형성된 유로블록(130-2)을 사용하게 되면, 별도의 연결구가 필요하지 않으므로 연결구조가 간단해지고, 유로홀(131-2)을 별도 가공에 의해 유로블록(130-2)을 관통하도록 형성하면 되므로, 복수의 유로홀(131-2) 사이의 간격을 좁힐 수 있어 유로홀(131-2)을 유로블록(130-2)에 촘촘하게 배치할 수 있다.
이러한 구성에 의해 토출구(110)를 통한 토출 전후의 압력 차이를 크게 하여 다량의 이산화탄소 고체 입자를 미립화시킬 수 있어 세정효율을 향상시킬 수 있다.
이와 동시에 제1실시예와 마찬가지로 제1조절블록(101c)과 제2조절블록(102c)을 사용하여 유도부(115)의 길이(h)를 조절함으로써 이산화탄소의 입자 크기를 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도이다.
제3실시예는 제1하부블록(101b)과 제2하부블록(102b)이 수평방향(도 6의 화살표 방향)으로 이동가능하도록 함으로써 유도부(115)의 폭(g)을 조절할 수 있도록 되어 있다.
상기 제1하부블록(101b)은 체결부재(미도시)에 의해 제1상부블록(101a)에 일체로 결합될 수 있고, 상기 제2하부블록(102b)은 체결부재(미도시)에 의해 제2상부블록(102a)에 일체로 결합될 수 있다. 상기 유도부(115)의 폭(g)을 조절하기 위해 상기 체결부재의 체결 위치를 변경하는 것으로 구성할 수 있다. 이 경우 제1하부블록(101b)과 제2하부블록(102b) 모두의 위치를 조절할 수도 있고, 둘 중 어느 하나의 위치만 조절할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도이다.
제4실시예의 경우 제1블록(101-1)의 제1조절블록부(101-1a)와 제2조절블록부(101-1b) 사이에 형성된 조절갭(108b)을 조절나사(161)를 이용하여 조절함으로써 유도부(115)의 폭(g)을 조절하는 구성에 대한 것이다.
상기 조절나사(161)는 체결몸체(161b)의 외주면에 나사산이 형성되어 있다. 상기 조절나사(161)를 체결하기 위해 상기 제1조절블록부(101-1a)에는 제1블록(101-1)의 외측으로부터 내측으로 관통하는 관통홀(108a)이 형성되어 있고, 상기 제2조절블록부(101-1b)에는 상기 관통홀(108a)에 대응하는 위치에 체결홈(108c)이 형성되어 있다. 상기 관통홀(108a)의 내부에는 내측공간으로 돌출된 단턱부(162)가 형성되어 있다. 상기 조절나사(161)의 체결몸체(161b)가 상기 관통홀(108a)을 관통하여 상기 체결홈(108c)에 나사산 결합되고, 조절나사(161)의 머리부(161a)는 상기 단턱부(162)에 걸림된다.
따라서 상기 조절나사(161)를 회전시키면 제1조절블록부(101-1a)의 위치가 고정된 상태에서 제2조절블록부(101-1b)가 조절갭(108b)이 허용하는 범위에서 위치가 가변된다. 이 경우 상기 제2조절블록부(101-1b)은 제1조절블록부(101-1a)와 일측(상측)부가 연결되어 있어, 그 연결된 부분에 탄성적인 변형이 생김으로써 위치가 가변되고, 그에 따라 유도부(115)의 폭(g)이 조절된다.
상기와 같은 구성에 의하면 이산화탄소의 고체 입자 크기를 미립화시키되 세정대상물(M)의 세정에 적합한 크기로 조절할 수 있어, 세정대상물(M)의 표면에 타력에 의한 기판 손상이 발생되는 것을 방지함과 아울러 세정효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : 분사노즐 101 : 제1블록
101a : 제1상부블록 101b : 제1하부블록
101c : 제1조절블록 102 : 제2블록
102a : 제2상부블록 102b : 제2하부블록
102c : 제2조절블록 108a : 관통홀
108b : 조절갭 108c : 체결홈
110 : 토출구 115 : 유도부
120 : 배출공간부 130-1 : 연결유로
130-2 : 유로블록 131-2 : 유로홀
140 : 이산화탄소 유입구 150 : 공동부
161 : 조절나사 200 : 스테이지
300 : 챔버 400 : 이송부

Claims (11)

  1. 내부에 이산화탄소가 유동하는 연결유로와, 상기 연결유로를 통과한 이산화탄소를 세정대상물 상에 분사하기 위해 슬릿 형상으로 이루어진 토출구와, 상기 연결유로와 토출구 사이에 형성되어 이산화탄소의 고체 입자가 생성되는 공간인 유도부를 형성하기 위해 서로 대향되게 구비된 제1블록과 제2블록;
    상기 제1블록은, 상기 연결유로의 일측에 구비된 제1상부블록과, 상기 제1상부블록의 하부에 위치되어 상기 유도부와 토출구를 형성하기 위한 제1하부블록과, 상기 제1 상부블록과 상기 제1 하부블록 사이에 상기 유도부의 길이를 조절하기 위해 개재되는 제1 조절블록으로 이루어지고;
    상기 제2블록은 상기 연결유로의 타측에 구비된 제2상부블록과, 상기 제2상부블록의 하부에 위치되어 상기 유도부와 토출구를 형성하기 위한 제2하부블록과, 상기 제2 상부블록과 상기 제2 하부블록 사이에 상기 유도부의 길이를 조절하기 위해 개재되는 제2 조절블록으로 이루어지며;
    상기 제1하부블록과 제2하부블록의 위치가 조절됨으로써 상기 유도부의 길이 또는 폭이 조절되고,
    상기 제1조절블록과 제2조절블록의 개수 또는 두께를 변경함으로써 상기 유도부의 길이가 조절되고,
    상기 제1하부블록과 제2하부블록을 상기 유도부의 폭 방향으로 이동시킴으로써 상기 유도부의 폭이 조절되는 것을 특징으로 하는
    이산화탄소 분사노즐
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1블록의 하단부는, 상기 제1블록의 외측으로부터 내측으로 관통하는 관통홀이 형성된 제1조절블록부, 상기 제1조절블록부와의 사이에 조절갭을 형성시키고 상기 제1조절블록부와는 일측이 연결되도록 상기 토출구 측에 구비된 제2조절블록부로 이루어지고;
    상기 제1조절블록부의 관통홀을 관통하여 상기 제2조절블록부에 나사산결합되는 조절나사를 포함하되, 상기 조절나사를 회전시키면 상기 제1조절블록부가 탄성 변형되면서 상기 조절갭이 조절되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분사노즐
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연결유로는 미세관 형상으로 이루어진 튜브(tube)로 이루어지고, 상기 복수의 튜브(tube)가 일정 간격 이격되어 구비된 것을 특징으로 이산화탄소 분사노즐
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결유로는 상기 제1블록과 제2블록 사이에 구비된 유로블록에 형성된 유로홀로 이루어지고, 상기 유로홀은 상기 유로블록을 상하로 관통하는 미세관 형상으로서 복수개가 이격되어 구비되며, 상기 복수의 유로홀을 통과한 이산화탄소가 취합되어 스노우 상태의 이산화탄소로 상변화되어 상기 토출구를 통해 세정대상물에 분사되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분사노즐
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연결유로의 내경은 100 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분사노즐
  10. 제1항에 있어서,
    상기 토출구에서 분사된 후 고체로 상변화된 이산화탄소의 입자크기는 0.1 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분사노즐
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이산화탄소가 유입되는 이산화탄소 유입구와 상기 연결유로 사이에는 상기 이산화탄소 유입구에 연결된 배출공간부보다 단면적이 더 큰 공동부가 형성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분사노즐
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