KR20030005146A - 건조장치 - Google Patents

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KR20030005146A
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Abstract

기판을 건조하기 위한 건조 장치가 개시되고 있다. 기판을 건조하기 위한 공정 챔버의 내부에 구비되는 에어 나이프는 기판의 표면에 공기를 분사함으로서 기판을 건조시킨다. 에어 나이프의 후방에 청정한 공기를 공급함으로서 기압을 상승시키고, 상승된 기압은 건조 과정에서 발생되는 물입자들이 에어 나이프의 후방으로 이동되어 다시 기판에 부착되는 것을 방지한다. 또한, 에어 나이프의 후방으로 공급되는 공기를 이온화하여 건조 과정에서 기판에 발생되는 정전기를 제거한다. 그리고, 에어 나이프의 후방에 설치되는 히터는 건조된 기판의 표면이 소수성을 가지도록 기판을 가열한다. 따라서, 기판의 건조 품질이 향상되고, 별도의 제전 장치 및 가열 장치가 필요하지 않기 때문에 완전 건조를 위한 장치의 가격이 절감되고, 장치의 구성이 간단해진다.

Description

건조 장치{Drying Apparatus}
본 발명은 건조 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 플레이트 형상의 피건조물을 건조하기 위한 건조 장치에 관한 것이다.
최근 들어 정보 처리 기기는 다양한 형태와 기능, 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있으며, 이러한 정보 처리 장치는 가공된 정보를 표시하는 디스플레이 장치를 필요로 한다. 정보 디스플레이 장치로는 지금까지 주로 CRT 모니터가 사용되었으나, 최근에는 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 경량, 소형이면서 공간을 작게 차지하는 평판 디스플레이 장치가 급격히 증대하고 있다.
현재까지 개발된 평판 디스플레이 장치 가운데 소형 경량이면서 저소비전력을 구현할 수 있고 CRT에 근접하는 화상표시 능력을 갖는 액정표시장치가 가장 광범위하게 이용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 상부기판과 하부기판 사이에 있는 액정 분자들의 배열구조가 갖는 외부에서 인가되는 구동신호의 변화로 발생하는 빛의 투과율 차이를 이용하는 디스플레이 장치로서, 최근에는 표시정보량의 증대와 이에 따른 표시면적의 증대 요구에 부응하기 위해 화면을 구성하는 모든 화소에 대해 개별적으로 구동신호를 인가하는 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식의 액정표시장치(AMLCD)에 대해 활발한 연구개발이 진행되고 있다.
특히, 각 화소의 구동신호를 제어하기 위한 액티브 매트릭스 방식의 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터를 이용하는 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)는 저온 공정으로 대면적 유리기판에 적용할 수 있으며, 저전압으로도 충분히 구동할 수 있는 장점을 가지고 있어 가장 널리 사용되는 AMLCD이다.
이러한 TFT-AMLCD는 화상 데이터를 액정의 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 하는 액정 패널과 이를 구동하기 위한 구동회로를 포함하는 액정 패널 어셈블리, 화면표시를 위한 광을 공급하는 백라이트 어셈블리 및 액정 패널 어셈블리와 백라이트 어셈블리를 고정, 수용하는 몰드 프레임으로 구성된다.
상기 액정패널은 전극패턴이 형성된 2매의 유리기판에 배향막 및 스페이서(spacer)를 형성하고 중합시켜 다수의 액정셀을 형성한 후 다양한 커팅 도구를 이용하여 개별적인 액정셀 별로 절단함으로써 제작된다.
이때, 상기 액정 패널을 구성하는 전극패턴은 청정공정, 세정공정, 성막공정 및 패터닝(patterning) 공정을 통하여 형성되고, 액정을 수용하는 액정셀은러빙(rubbing)공정을 포함하는 배향막 형성공정과 밀봉공정 및 스페이서(spacer) 배치공정에 의해 형성된다.
특히, 세정공정은 액정패널의 수율을 향상하기 위한 중요한 공정으로서 박막트랜지스터를 구비하는 박막 트랜지스터 기판과 색상을 구현하는 칼러필터 기판의 제조과정에서 모두 필요한 공정이다.
이러한 기판의 세정방식에는 자외선이나 공기를 이용한 드라이(dry) 세정방식과 필요한 농도를 갖는 조성액으로 구성된 세제를 이용하여 세정하는 웨트(wet) 세정방식이 있다.
공정의 구성이나 기판상태에 따라 드라이 세정 및 웨트 세정방식중 적당한 방식을 선택하여 사용하며, 일반적으로 유지류 및 유기물이나 무기물 제거를 위한 세정방식으로는 웨트 세정방식이 이용된다.
웨트 세정방식이란 오염의 종류에 따라 적절한 세정액을 선택한 후, 온욕조 안에서 세정액을 순환시켜서 세정하는 방식이다. 이러한 세정액 내부에는 일반적으로 매우 많은 진성 미립자가 포함되어 있기 때문에 세정을 거친 후에는 초음파 세정, 샤워(shower) 세정, 브러싱(brushing) 세정 및 수세 등을 병용한다.
세정을 마친 기판은 회전에 의한 원심력을 이용하여 기판의 표면에 부착된 물을 제거하는 방식, 기판의 표면으로 에어를 분사하여 기판의 표면에 부착된 물을 제거하는 방식 등의 다양한 방식에 의해 건조 공정을 거치게 된다.
기판의 건조 공정이 수행되는 동안, 기판의 표면에 이물질이 다시 부착되거나 공정이 수행된 후 기판의 표면에 워터 마크(Water Mark)가 발생되는 경우 상기이물질 또는 워터 마크는 후속 공정의 불량 요인으로 작용한다.
기판의 표면에 부착되어 있는 세정액을 흡수하기 위한 흡수 롤러와 상기 흡수 롤러를 탈수시키는 탈수 롤러를 포함하는 기판 건조 장치에 대한 일 예가 박민호에게 허여된 대한민국 특허등록 제187,019호에 개시되어 있다.
기판의 표면에 부착된 액체를 제거하기 위해 기판으로 기체를 공급하는 기체 공급부와 기판의 표면에 부착된 액체의 두께를 일정하게 하고, 기판으로 공급된 상기 기체와 상기 액체의 혼합물을 기판으로부터 배출하기 위한 기액혼합물 배출부를 포함하는 건조 장치의 일 예가 대한민국 특허공개 제2001-0015181호에 개시되어 있다.
기판의 표면을 건조하기 위해 기판의 표면으로 공기를 분사하는 에어 나이프에 대한 일 예가 추창문에게 허여된 대한민국 특허등록 제267,568호에 개시되어 있다.
에어 나이프에 이온 블로워(Ion Blower)를 설치하여 에어 나이프에서 분사되는 공기에 의해 건조되는 과정에서 기판이 대전되어 발생되는 정전기를 제거하는 건조 장치의 일 예가 대한민국 특허공개 제2000-0018711호에 개시되어 있다.
종래의 건조 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 건조 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시한 에어 나이프의 주변에서 물입자들이 이동하는 방향을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(10)의 건조 공정이 수행되는 공정 챔버(12)가 도시되어 있다. 공정 챔버(12)의 일측 벽에는 기판(10)이 반입되는 입구(14)가 형성되고, 입구(14)가 형성되는 일측 벽에 대향하는 타측 벽에는 기판(10)이 반출되는 출구(16)가 형성되어 있다.
공정 챔버(12)의 내부에는 세정 단계에서 기판(10)의 표면에 부착되는 물을 제거하기 위해 기판(10)의 표면에 공기를 분사하는 에어 나이프(Air Knife, 18)가 입구(14)로부터 출구(16)로 향하는 기판(10)의 진행 방향에 대하여 사선으로 설치되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 공정 챔버(12) 외부의 화살표는 기판(10)이 진행되는 방향을 표시한다.
또한, 공정 챔버(12)에는 기판(10)을 이송하기 위한 다수개의 구동축(20)들과 구동축(20)들에 각각 설치되어 기판을 지지하는 구동 롤러(22)들이 구비된다.
기판(10)의 표면에 부착되어 있는 물은 에어 나이프(18)에서 분사되는 공기에 의해 기판(10)으로부터 이탈된다. 기판(10)의 표면으로부터 이탈되는 물의 일부는 미세한 물입자의 형태로 공정 챔버(12)의 상부 측벽에 구비되는 상부 배기구(24)를 통해 상기 공기와 함께 외부로 배출되고, 일부는 아래로 떨어진다.
아래로 떨어지는 물은 공정 챔버(12)의 바닥에 구비되는 배수구(26)를 통해 외부로 배출되고, 기판(10)의 하부로 비산되는 물입자들은 공정 챔버(12)의 하부 측벽에 구비되는 하부 배기구(28)를 통해 공기와 함께 외부로 배출된다.
또한, 상기 건조 장치는 기판(10)이 에어 나이프(18)로 이송되기 전에 기판(10)의 표면이 건조되는 현상을 방지하기 위해 기판(10)의 표면으로 순수를 공급하는 순수 공급부(30)를 포함한다. 순수 공급부(30)는 공정 챔버(12)의 내부에서 에어 나이프(18)의 전방에 구비된다.
기판(10)의 표면에서 발생되는 물입자들의 일부는 에어 나이프(18)의 주변에 형성되는 와류에 의해 에어 나이프(18)의 후방으로 넘어가게 되고, 에어 나이프(18)의 후방으로 이송되는 기판(10)에 다시 흡착되는 문제점이 발생된다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 에어 나이프(18)와 공정 챔버(12) 사이에는 물입자들의 이동을 막기 위한 칸막이(32)가 설치된다.
그러나, 칸막이(32)는 에어 나이프(18)와 공정 챔버(12) 사이를 완벽하게 막지 못함에 따라 에어 나이프(12)와 칸막이(32) 사이에는 상기 물입자들이 충분히 통과할 수 있는 틈새가 생긴다. 도 1 및 도 2에 도시한 공정 챔버(12) 내부의 화살표는 상기 물입자들이 에어 나이프(18)의 후방으로 넘어가는 방향을 표시한다.
상기 건조 장치에 의해 건조된 기판은 상기 에어 나이프로부터 분사된 공기와의 마찰에 의해 대전되어 정전기를 띄게 된다. 상기 정전기는 공기 중의 먼지 등의 이물질들을 상기 기판에 흡착시키는 문제점을 발생시킨다. 따라서, 상기 건조 장치에 의해 기판의 건조 공정이 종료된 후, 별도의 제전 장치를 사용하여 기판의 정전기를 제거해야 한다.
그리고, 상기 건조 장치에 의해 건조된 기판은 완전히 건조되지 않고, 기판의 표면이 물과 친밀한 친수성을 갖는다. 따라서, 상기 건조 장치에 의해 기판의 건조 공정이 종료된 후, 별도의 가열 장치를 구비하여 기판의 표면이 물이 잘 묻지 않는 소수성을 갖도록 가열하여 완전히 건조시켜야 한다.
상기한 바와 같이 건조 후 다시 기판에 부착되는 물입자들은 기판의 건조 품질을 저하시키고, 건조 장치와 별도의 제전 장치와 가열 장치를 더 구비해야 하기 때문에 기판의 완전 건조를 위한 장치의 가격이 상승하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하고, 피건조물의 완전 건조를 구현하기 위한 본 발명의 제1목적은 건조 과정에서 발생되는 미세한 물입자들이 다시 기판에 부착되는 현상을 방지할 수 있는 건조 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 건조 과정에서 기판이 대전되어 발생되는 정전기를 제거할 수 있는 건조 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제3목적은 공기의 분사에 의해 건조된 기판이 소수성을 갖도록 기판을 가열할 수 있는 건조 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 건조 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 에어 나이프의 주변에서 물입자들이 이동하는 방향을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시한 건조 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시한 플레이트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시한 공정 챔버 내부의 공기 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 100 : 기판 12, 102 : 공정 챔버
14, 104 : 입구 16, 106 : 출구
18, 108 : 에어 나이프 20 : 구동축
22, 144 : 구동 롤러 24, 114 : 상부 배기구
26, 116 : 배수구 28, 118 : 하부 배기구
30, 120 : 순수 공급부 32, 122 : 칸막이
110 : 헤파 필터 124 : 플레이트
126 : 이오나이저 128 : 브라켓
130 : 히터 132 : 제1구동축
134 : 제2구동축 136 : 제1기어
138 : 제2기어 140 : 모터
142 : 감속기 146 : 가이드 롤러
148 : 무구동축 150 : 지지대
152 : 무구동 롤러
상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건조 장치는 플레이트 형상을 가지는 피건조물의 건조 공정이 수행되고, 상기 피건조물을 반입하는 입구 및 반출하는 출구를 포함하는 공정 챔버를 포함한다.
상기 건조 장치는 상기 공정 챔버의 내부에 상기 입구에서 상기 출구로 향하는 피건조물의 진행 방향에 대하여 사선(Oblique Line)으로 설치되고, 상기 피건조물의 상하부면에 부착된 물을 제거하기 위해 상기 진행 방향에 대하여 반대 방향으로 상기 피건조물의 상하부면에 공기를 분사하는 공기 분사 수단을 포함한다.
상기 건조 장치는 상기 공기 분사 수단의 후방으로 공기를 공급하여 상기 공기 분사 수단의 후방의 기압을 상승시켜 건조 과정에서 발생되는 미세한 물입자들이 상기 공기 분사 수단의 후방으로 이동하여 상기 피건조물에 다시 부착되는 것을 방지하는 양압 조절 수단을 포함한다.
상기 양압 조절 수단은 상기 공정 챔버의 상부에 설치되어 외부의 공기를 흡입하여 여과하고, 상기 공기를 상기 공기 분사 수단의 후방으로 공급하는 여과 수단을 포함한다.
상기 양압 조절 수단은 상기 공기 분사 수단의 후방에서 상기 피건조물의 상부에 수평방향으로 설치되고, 상기 여과 수단으로부터 여과된 상기 공기를 상기 공기 분사 수단의 후방에 균일하게 분포시키기 위해 다수개의 관통홀이 형성되어 있는 플레이트를 포함한다.
상기 여과 수단은 99.99%의 여과 효율을 갖는 헤파 필터(High Efficiency Particulate Air Filter ; HEPA Filter)를 사용하여 상기 공급되는 공기 중에 먼지 등의 이물질이 함유되지 않도록 한다.
따라서, 상기 공기 분사 수단의 후방에서 균일하게 기압이 상승되어 상기 공기 분사 수단에서 분사된 공기에 의해 상기 피건조물의 표면에서 비산되는 미세한 물입자들이 상기 공기 분사 수단의 주변에서 발생되는 와류에 의해 상기 공기 분사 수단의 후방으로 넘어가는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 공기 분사 수단을 통과한 상기 피건조물에 다시 상기 물입자들이 부착되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건조 장치는 플레이트 형상을가지는 피건조물의 건조 공정이 수행되고, 상기 피건조물을 반입하는 입구 및 반출하는 출구를 포함하는 공정 챔버를 포함한다.
상기 건조 장치는 상기 공정 챔버의 내부에 상기 입구에서 상기 출구로 향하는 피건조물의 진행 방향에 대하여 사선으로 설치되고, 상기 피건조물의 상하부면에 부착된 물을 제거하기 위해 상기 진행 방향에 대하여 반대 방향으로 상기 피건조물의 상하부면에 공기를 분사하는 공기 분사 수단을 포함한다.
상기 건조 장치는 상기 공기 분사 수단의 후방에 설치되고, 상기 공기 분사 수단으로부터 분사되는 공기에 의해 상기 피건조물이 건조되는 과정에서 상기 피건조물이 대전되어 발생되는 정전기를 제거하기 위해 이온화된 공기를 상기 공기 분사 수단의 후방에서 상기 피건조물에 공급하는 제전 수단을 포함한다.
상기 제전 수단은 상기 공정 챔버의 상부에 설치되어 외부의 공기를 흡입하여 여과하고, 상기 공기를 상기 공기 분사 수단의 후방으로 공급하는 여과 수단을 포함한다.
상기 제전 수단은 상기 공기 분사 수단의 후방에서 상기 피건조물의 진행 라인의 상부에 설치되어 상기 여과 수단에 의해 여과된 상기 공기를 이온화하는 이오나이저(Ionizer)를 포함한다.
상기 제전 수단은 상기 이오나이저와 상기 피건조물 사이에 수평방향으로 설치되고, 상기 이오나이저에 의해 이온화된 공기를 상기 피건조물에 균일하게 공급하기 위한 다수개의 관통공이 형성되어 있는 플레이트를 포함한다.
상기 여과 수단은 99.99%의 여과 효율을 갖는 헤파 필터를 사용하여 상기 공급되는 상기 이온화된 공기 중에 먼지 등의 이물질이 함유되지 않도록 한다.
따라서, 상기 건조 장치는 상기 피건조물이 상기 공기 분사 수단에서 건조되는 과정에서 대전되어 발생되는 정전기를 상기 공기 분사 수단의 후방에서 청정한 공기를 이온화하여 상기 피건조물로 공급함으로서 상기 정전기를 제거하여 상기 피건조물을 전기적으로 중화시킨다.
이에 따라 상기 건조 장치의 후방에 별도의 제전 장치를 구비할 필요가 없다.
상기 제3목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건조 장치는 플레이트 형상을 가지는 피건조물의 건조 공정이 수행되고, 상기 피건조물을 반입하는 입구 및 반출하는 출구를 포함하는 공정 챔버를 포함한다.
상기 건조 장치는 상기 공정 챔버의 내부에 상기 입구에서 상기 출구로 향하는 피건조물의 진행 방향에 대하여 사선으로 설치되고, 상기 피건조물의 상하부면에 부착된 물을 제거하기 위해 상기 진행 방향에 대하여 반대 방향으로 상기 피건조물의 상하부면에 공기를 분사하는 공기 분사 수단을 포함한다.
상기 건조 장치는 상기 공기 분사 수단의 후방에서 상기 피건조물의 진행 라인에 인접하도록 설치되고, 상기 공기 분사 수단에서 분사되는 공기에 의해 건조된 피건조물의 표면이 소수성을 갖도록 상기 피건조물을 가열하여 상기 피건조물을 완전 건조시키는 가열 수단을 포함한다.
상기 가열 수단은 청정한 공기를 고온으로 가열하여 상기 피건조물에 공급함으로서 상기 피건조물을 가열하는 열풍기를 포함한다.
상기 가열 수단은 전기의 공급에 의해 열을 발생시키고, 상기 열이 주변의 공기를 가열하여 가열된 상기 공기의 대류에 의해 상기 피건조물을 가열하는 전기 히터를 포함한다.
상기 가열 수단은 적외선을 발생시키고, 상기 적외선을 상기 피건조물에 복사시켜 상기 피건조물을 가열하는 적외선 히터를 포함한다.
상기 가열 수단은 마이크로웨이브(Microwave)를 발생시키고, 마이크로웨이브를 상기 피건조물에 복사시켜 상기 피건조물을 가열하는 마이크로웨이브 발생기를 포함한다.
상기 가열 수단은 상기 열풍기, 전기 히터, 적외선 히터 및 마이크로웨이브 발생기에만 한정되지는 않는다.
따라서, 상기 공기 분사 수단으로부터 분사되는 공기에 의해 건조되는 상기 피건조물의 표면은 상기 가열 수단에서 가열되어 완전히 건조되고, 상기 표면의 성질은 물이 잘 묻는 친수성에서 물이 잘 묻지 않는 소수성으로 바뀐다.
이에 따라 상기 건조 장치의 후방에 상기 피건조물을 가열하기 위한 별도의 가열 장치를 구비할 필요가 없다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 플레이트 형상을 갖는 기판(100)의 건조 공정이 수행되는공정 챔버(102)가 도시되어 있다. 공정 챔버(102)의 일측 벽에는 기판(100)이 반입되는 입구(104)가 형성되고, 타측 벽에는 기판(100)이 반출되는 출구(106)가 형성된다.
도시된 화살표는 기판(100)의 진행 방향을 표시한다.
공정 챔버(102)의 내부에는 기판(100)의 상하부면에 부착되어 있는 물을 제거하기 위해 기판(100)의 진행 방향과 반대 방향으로 기판(100)의 상하부면에 공기를 분사하는 에어 나이프(108)가 설치된다.
에어 나이프(108)는 기판(100)의 상부면에 공기를 분사하는 상부 에어 나이프와 기판(100)의 하부면에 공기를 분사하는 하부 에어 나이프를 포함한다.
상기 에어 나이프(108)에는 기판(100)의 표면에 소정의 입사각을 가지고 공기를 분사하는 다수개의 노즐이 설치된다. 공정 챔버(102)의 입구(104)로부터 이송되어지는 기판(100)은 상부 에어 나이프와 하부 에어 나이프 사이로 이송되고, 기판(100)의 표면에 부착되어 있는 물은 에어 나이프(108)에서 분사되는 공기에 의해 기판(100)의 표면으로부터 제거된다.
에어 나이프(108)로부터 분사되는 공기에 의해 기판(100)이 진동되는 것을 최소화하기 위해 에어 나이프(108)는 입구(104)와 출구(106)를 연결하는 기판(100)의 진행 라인에 대하여 사선으로 설치된다.
기판(100)의 표면에 부착되어 있는 물은 에어 나이프(108)로부터 분사되는 공기에 의해 기판(100)으로부터 이탈되어 공정 챔버(102)의 바닥으로 떨어지고, 상기 물의 일부는 상기 공기에 의해 미세한 입자의 형태로 비산된다.
공정 챔버(102)의 상부 일측 벽에는 에어 나이프(108)에 대하여 기판(100)이 이송되어 오는 방향으로 에어 나이프(108)로부터 분사되는 공기와 기판(100)의 상부면으로부터 비산되는 물입자들을 배출하기 위한 상부 배기구(114)가 연결된다.
공정 챔버(102)의 바닥에는 에어 나이프(108)에 대하여 기판(100)이 이송되어 오는 방향에 기판(100)으로부터 제거된 물을 배출하기 위한 배수구(116)가 연결된다.
그리고, 기판(100)의 하부면에서 비산되는 물입자들과 에어 나이프(108)에서 분사된 공기를 배출하기 위한 하부 배기구(118)가 상부 배기구(114)와 대향되는 공정 챔버(102)의 하부 측벽에 연결된다.
이때, 기판(100)의 표면으로부터 비산되는 물입자들의 일부는 에어 나이프(108)의 주변에서 발생되는 와류에 의해 에어 나이프(108)의 후방으로 넘어가게 된다.
상기 물입자들은 에어 나이프(108)의 후방에서 기판(100)에 다시 부착되어 기판(100)의 건조 품질을 저하시킨다. 이러한 문제점을 방지하기 위해 에어 나이프(108)와 공정 챔버(102)의 내측 사이에는 상기 물입자들의 이동을 막기 위한 칸막이(122)가 설치된다.
그러나, 칸막이(122)는 상기 물입자들을 모두 막지 못하고, 공정 챔버(102)의 내측과 칸막이(122) 사이로 상기 물입자들이 이동하게 된다. 이러한 현상을 막기 위해 에어 나이프(108) 후방으로 공기를 공급함으로서 기압을 상승시킨다.
에어 나이프(108)의 후방으로 공정 챔버(102)의 상부에는 외부의 공기를 흡입하여 여과하기 위한 헤파 필터(110)가 연결된다. 헤파 필터(110)에 의해 여과된 상기 공기는 공정 챔버(102)의 내부에 설치된 에어 나이프(108)의 후방으로 공급된다.
헤파 필터(110)는 99.99%의 높은 여과율을 가지므로 공정 챔버(102)의 내부로 공급되는 공기에는 이물질이 포함되지 않는다.
에어 나이프(102)에 인접하는 칸막이(122)의 일측 단부에는 미세한 다수개의 관통홀이 형성되어 있는 플레이트(124)가 수평방향으로 연결되고, 칸막이(122)와 연결되는 플레이트(124)의 일측 단부를 제외한 나머지 단부들은 공정 챔버(102)의 양측 벽과 출구측 벽에 연결된다.
헤파 필터(110)에서 여과된 공기는 칸막이(122), 플레이트(124) 및 공정 챔버(102)로 한정되는 공간으로 공급되고, 플레이트(124)에 형성되어 있는 다수개의 관통공을 통해 에어 나이프(108)의 후방으로 균일하게 공급된다.
상기 관통공을 통해 공급되는 공기는 에어 나이프(108)의 후방의 기압을 상승시키고, 이에 따라 에어 나이프(108)의 후방으로 넘어가는 물방울이 완벽하게 차단된다.
상기 관통공을 통해 공급되는 공기는 에어 나이프(108)의 하부를 통과하여 하부 배기구(118)로 배출되기 때문에 에어 나이프(108)의 하부에는 칸막이(122)가 설치될 필요가 없다.
그리고, 칸막이(122), 플레이트(124) 및 공정 챔버(102)로 한정되는 상기 공간에는 에어 나이프(108)로부터 분사되는 공기에 의해 기판(100)이 대전되어 발생되는 정전기를 제거하기 위한 이오나이저(126)가 설치된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서 사용되는 이오나이저(126)는 공정 챔버(102)의 출구측 벽에 연결되어 상기 공간으로 연장되는 브라켓(Bracket, 128)에 설치되고, 직류 펄스 방식을 이용한다.
직류 펄스 방식의 이오나이저는 일정한 간격(예를 들어, 수십 cm)을 두고 서로 마주보며 배치된 한 쌍의 침모양의 전극에, 예컨대 전압이 각각 +13kV∼+20kV 및 -13kV∼-20kV인 직류를 예컨대 1∼11초의 간격(펄스, Pulse)으로 교대로 인가하여 각각의 전극으로부터 양(+) 공기이온과 음(-) 공기이온을 교대로 발생시킨다.
상기와 같이 이온화된 공기는 플레이트(124)에 형성되어 있는 상기 관통공들을 통하여 기판(100)에 공급되고, 기판(100)의 대전전하와 반대되는 극성의 이온으로 정전기 전하들을 중화시킨다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 건조 장치에서는 직류 펄스 방식을 이용한 이오나이저가 사용되었으나, 본 발명에 따른 건조 장치의 이오나이저가 상기 직류 펄스 방식의 이오나이저에 한정되지는 않으며, 이오나이저의 종류와 설치 방법은 건조 장치의 설치 조건 및 건조 대상물의 특성 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 에어 나이프(108)로부터 분사되는 공기에 의해 건조되는 기판(100)은 완전히 건조되지 않고, 기판(100)의 표면은 물이 잘 묻는 친수성을 갖는다.
이에 따라, 기판(100)의 표면이 물이 묻지 않는 소수성를 가지도록 공정 챔버(102)의 출구측 벽의 내측에 기판(100)을 가열하기 위한 히터(130)가 기판의 진행 라인과 인접하는 부위에 설치된다. 상기 히터(130)는 바람직하게 기판(100)의 진행 라인의 상하부에 설치된다.
상기 히터(130)는 전기에 의해 열을 발생시켜 주변의 공기를 가열하고, 상기 가열된 공기의 대류에 의해 기판(100)이 완전히 건조되고, 건조된 기판(100)의 표면은 물이 묻지 않는 소수성을 갖게 된다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치에서는 전기에 의해 열을 발생시키는 전기 히터를 사용하고 있으나, 본 발명에 따른 건조 장치에 사용되는 히터가 상기 전기 히터에만 한정되지는 않는다.
에어 나이프에 의해 건조된 기판을 가열하기 위한 히터로는 공기를 고온으로 가열하여 상기 피건조물에 공급함으로서 상기 피건조물을 가열하는 열풍기, 적외선을 발생시키고, 상기 적외선을 상기 피건조물에 복사시켜 상기 피건조물을 가열하는 적외선 히터, 마이크로웨이브(Microwave)를 발생시키고, 마이크로웨이브를 상기 피건조물에 복사시켜 상기 피건조물을 가열하는 마이크로웨이브 발생기 등이 있으며, 이밖에도 건조 장치의 설치 조건 및 건조 대상물 특성 등에 따라 다양한 방식의 히터들을 사용할 수 있다.
또한, 상기 건조 장치는 건조 공정을 위해 공정 챔버(102)의 내부로 이송되는 기판(100)이 에어 나이프(108)에 도달하기 전에 미리 기판(100)의 표면이 건조되어 버리는 것을 방지하기 위해 에어 나이프(108)의 전방에서 기판(100)에 순수를 공급하는 순수 공급부(120)를 구비한다.
순수 공급부(120)는 기판(100)의 진행 라인에 직각으로 설치되고, 원통 형상을 갖는다. 상기 원통 형상의 하부에 다수개의 홈이 형성되어 상기 홈을 통해 순수가 기판(100)으로 흘러내리는 구성을 갖는다.
도 4는 도 3에 도시한 건조 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 공정 챔버(102)의 양측 벽의 외측에는 공정 챔버(102)의 입구와 출구(도 3 참조)를 연결하는 기판(100)의 진행 라인보다 낮은 위치에서 상기 양측 벽을 따라 수평으로 연장되는 두 개의 제1구동축(132)이 구비된다.
제1구동축(132)의 설치 높이와 동일한 높이에서 공정 챔버(102)의 양측 벽을 관통하여 외부로 돌출되는 다수개의 제2구동축(134)이 기판(100)의 진행 방향을 따라 설치된다. 도시된 화살표는 기판(100)의 진행 방향을 표시한다.
상기 두 개의 제1구동축(132)에는 구동력을 전달하기 위한 다수개의 제1기어(136)가 설치되고, 공정 챔버(102)의 양측 벽의 외부로 돌출되는 제2구동축(134)들의 양측 단부들에는 제1기어(136)들과 각각 대응하는 제2기어(138)들이 설치된다.
상기 제1기어(136)와 제2기어(138)는 두 개의 제1구동축(132)과 다수개의 제2구동축(134)을 각각 직각 방향으로 연결하여 구동력을 전달하고, 정숙한 운전과 부드러운 동작을 하도록 한 쌍의 헬리컬 베벨 기어로 구성된다.
두 개의 제1구동축(132) 중의 하나에는 구동력을 제공하는 모터(140)와 모터(140)의 회전속도와 토크(Torque)를 제어하기 위한 감속기(142)가 연결된다. 두 개의 제1구동축(132) 중의 하나에는 구동력을 전달하기 위한 스프라켓(Sprocket)이 설치되고, 감속기(142)와 연결되는 회전축에도 스프라켓이연결된다.
상기 두 개의 스프라켓을 체인이 연결함으로서 모터(140)에서 발생되는 회전력이 감속기(142)를 거쳐서 제1구동축(132)으로 전달된다.
상기 각각의 제2구동축(134)들에 기판(100)을 지지하여 이송하기 위한 다수개의 구동 롤러(144)들이 설치된다. 구동 롤러(144)들은 제2구동축(134)들에 각각 3 내지 4개 정도가 설치된다.
구동 롤러(144)들이 설치되는 갯수는 공정 챔버(102)의 크기에 따라 적절히 조절될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 각각 3개씩의 구동 롤러(144)가 설치된다.
각각의 제2구동축(134)들에 구동 롤러(144)들이 설치되는 부위의 양측에는 기판(100)의 진행을 안내하는 가이드 롤러(146)들이 각각 설치된다.
이때, 에어 나이프(108)가 기판(100)의 진행 방향에 대하여 사선으로 설치되기 때문에 공정 챔버(102)의 내부에는 제2구동축(134)이 설치되지 않는 영역이 발생한다.
상기 영역에서 기판(100)의 진행을 원활하게 하기 위해 각각의 길이가 다른 다수개의 무구동축(148)들이 공정 챔버의 저면에 설치된 지지대(150)에 의해 설치된다.
각각의 무구동축(148)들에는 기판(100)을 지지하고, 기판(100)의 이송을 보조하는 구동되지 않는 다수개의 무구동 롤러(152)들이 설치된다.
무구동 롤러(152)들은 각각의 무구동축(148)에 1 내지 4개 정도가 설치되고,제2구동축(134)에 설치되는 구동 롤러(144)들의 갯수와 마찬가지로 적절한 수량 조절이 가능하다. 본 발명의 실시예에서는 각각 1 내지 3개의 무구동 롤러(152)들이 설치된다.
각각의 무구동축(148)들에는 제2구동축(134)들에 가이드 롤러(146)들이 설치되는 위치에 대응되는 위치에 각각 하나씩의 가이드 롤러(146)가 설치된다.
도 5는 도 3에 도시한 플레이트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 다수개의 관통공이 형성되어 있는 플레이트(124)가 도시되어 있다. 플레이트(124)의 일측 단부는 공정 챔버와 에어 나이프(도 3 참조) 사이를 막는 칸막이(122)의 하단부와 직각으로 연결된다.
칸막이(122)와 연결되는 일측 단부를 제외한 나머지 단부들은 상기 공정 챔버의 양측 벽과 출구측 벽의 내측에 연결된다.
상기 공정 챔버와 칸막이(122) 및 플레이트(124)로 한정되는 공간으로 공급되는 공기는 플레이트(124)에 형성되어 있는 관통공들을 통해 상기 에어 나이프의 후방으로 균일하게 공급되고, 상기 공기는 상기 에어 나이프 후방의 기압을 균일하게 상승시킨다.
도 6은 도 3에 도시한 공정 챔버 내부의 공기 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6을 참조하면, 에어 나이프(108)로부터 기판(100)의 상부면에 분사되는 공기와 상기 공기에 의해 기판(100)의 표면으로부터 비산되는 물입자들은 도시된 화살표 방향으로 상부 배기구(114)를 통해 배출된다.
또한, 플레이트(124)의 관통공을 통해 에어 나이프(108)의 후방으로 공급되는 공기의 일부가 칸막이(122)와 에어 나이프(108) 사이의 공간을 통해 도시된 화살표 방향으로 상부 배기구(114)를 통해 배출된다.
그리고, 에어 나이프(108)로부터 기판(100)의 하부면으로 분사되는 공기와 상기 공기에 의해 기판(100)의 표면으로부터 비산되는 물입자들 및 플레이트(124)의 관통공을 통해 에어 나이프(108)의 후방으로 공급되는 공기는 도시된 화살표 방향으로 하부 배기구(118)를 통해 배출된다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 에어 나이프의 후방으로 공기를 공급함으로서 상기 에어 나이프 후방의 기압을 상승시켜 상기 에어 나이프에 의한 기판의 건조 과정에서 발생되는 물입자들이 상기 에어 나이프의 후방으로 넘어가는 것을 방지한다. 따라서, 상기 에어 나이프를 통과하여 건조된 기판의 표면에 상기 물입자들이 다시 부착되어 기판의 건조 품질이 저하되는 것이 방지된다.
그리고, 상기 에어 나이프의 후방에 이오나이저를 설치하여 상기 에어 나이프의 후방으로 공급되는 공기를 이온화시킴으로서 건조 과정에서 기판이 대전되어 발생되는 정전기를 제거할 수 있다.
또한, 상기 에어 나이프의 후방에 기판을 가열하는 히터를 설치하여 기판을 가열하여 완전 건조시킴으로서 기판의 표면이 소수성을 갖도록 한다.
그러므로, 별도의 제전 장치와 가열 장치를 추가로 설치할 필요가 없어, 기판의 완전 건조를 위한 장치의 가격이 절감되고, 장치의 구성이 간단해진다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 플레이트 형상을 가지는 피건조물의 건조 공정이 수행되고, 상기 피건조물을 반입하는 입구 및 반출하는 출구를 포함하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 상기 입구에서 상기 출구로 향하는 피건조물의 진행 방향에 대하여 사선(Oblique Line)으로 설치되고, 상기 피건조물의 상하부면에 부착된 물을 제거하기 위해 상기 진행 방향에 대하여 반대 방향으로 상기 피건조물의 상하부면에 공기를 분사하는 공기 분사 수단; 및
    상기 공기 분사 수단의 후방으로 공기를 공급하여 상기 공기 분사 수단의 후방의 기압을 상승시켜 건조 과정에서 발생되는 미세한 물입자들이 상기 공기 분사 수단의 후방으로 이동하여 상기 피건조물에 다시 부착되는 것을 방지하는 양압 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양압 조절 수단은 상기 공정 챔버의 상부에 설치되어 외부의 공기를 흡입하여 여과하고, 상기 공기를 상기 공기 분사 수단의 후방으로 공급하는 여과 수단; 및
    상기 공기 분사 수단의 후방에서 상기 피건조물의 상부에 수평방향으로 설치되고, 상기 여과 수단으로부터 여과된 상기 공기를 상기 공기 분사 수단의 후방에 균일하게 분포시키기 위해 다수개의 관통홀이 형성되어 있는 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 여과 수단은 헤파 필터(HEPA Filter)인 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  4. 플레이트 형상을 가지는 피건조물의 건조 공정이 수행되고, 상기 피건조물을 반입하는 입구 및 반출하는 출구를 포함하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 상기 입구에서 상기 출구로 향하는 피건조물의 진행 방향에 대하여 사선으로 설치되고, 상기 피건조물의 상하부면에 부착된 물을 제거하기 위해 상기 진행 방향에 대하여 반대 방향으로 상기 피건조물의 상하부면에 공기를 분사하는 공기 분사 수단; 및
    상기 공기 분사 수단의 후방에 설치되고, 상기 공기 분사 수단으로부터 분사되는 공기에 의해 상기 피건조물이 건조되는 과정에서 상기 피건조물이 대전되어 발생되는 정전기를 제거하기 위해 이온화된 공기를 상기 공기 분사 수단의 후방에서 상기 피건조물에 공급하는 제전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제전 수단은 상기 공정 챔버의 상부에 설치되어 외부의 공기를 흡입하여 여과하고, 상기 공기를 상기 공기 분사 수단의 후방으로 공급하는 여과 수단;
    상기 공기 분사 수단의 후방에서 상기 피건조물의 진행 라인의 상부에 설치되어 상기 여과 수단에 의해 여과된 상기 공기를 이온화하는 이오나이저(Ionizer); 및
    상기 이오나이저와 상기 피건조물 사이에 수평방향으로 설치되고, 상기 이오나이저에 의해 이온화된 공기를 상기 피건조물에 균일하게 공급하기 위한 다수개의 관통공이 형성되어 있는 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 여과 수단은 헤파 필터인 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 이오나이저는 직류 펄스 방식을 이용한 이오나이저인 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  8. 플레이트 형상을 가지는 피건조물의 건조 공정이 수행되고, 상기 피건조물을 반입하는 입구 및 반출하는 출구를 포함하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 상기 입구에서 상기 출구로 향하는 피건조물의 진행 방향에 대하여 사선으로 설치되고, 상기 피건조물의 상하부면에 부착된 물을 제거하기 위해 상기 진행 방향에 대하여 반대 방향으로 상기 피건조물의 상하부면에 공기를 분사하는 공기 분사 수단; 및
    상기 공기 분사 수단의 후방에서 상기 피건조물의 진행 라인에 인접하도록 설치되고, 상기 공기 분사 수단에서 분사되는 공기에 의해 건조된 피건조물의 표면이 소수성을 갖도록 상기 피건조물을 가열하여 상기 피건조물을 완전 건조시키는 가열 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가열 수단은 청정한 공기를 고온으로 가열하여 상기 피건조물에 공급하는 열풍기인 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 가열 수단은 전기의 공급에 의해 열을 발생시키는 히터인 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 가열 수단은 적외선을 발생시키는 적외선 히터인 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 가열 수단은 마이크로웨이브(Microwave)를 발생시키는 마이크로웨이브 발생기인 것을 특징으로 하는 건조 장치.
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