KR20030061632A - System Of Diaphragm Pump - Google Patents

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KR20030061632A
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diaphragm
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KR1020020002294A
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정동관
윤선철
박중석
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정동관
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Abstract

PURPOSE: An operating system of a diaphragm pump is provided to allow precise dispense under bad conditions. CONSTITUTION: A system comprises the steps of: a suction step in which a suction valve(40) is opened by operation of a controller, and a piston(30) is moved back by rotation of a stepping motor to transform a diaphragm(22) so that photochemical in a container is introduced through a suction line and the suction valve into a pump chamber by negative force of the pump chamber; a purge step in which the piston is stopped and the suction valve is closed as the suction step is completed, and a purge valve(50) is simultaneously opened to primarily remove bubble introduced through the suction line or formed by cavitation and to discharge the bubble through a purge line to the container; a dispense step in which a discharge valve(42) is opened by outside signal as soon as the purge step is completed so that photochemical is dispensed through a discharge line; a vent process step collecting bubble generated due to difference of pressure as an inline filter installed on the discharge line is moving along the discharge line, or inevitably introduced as the container or the inline filter is replaced, and discharging the bubble to the outside; and a preparation step closing the suction valve, the discharge valve and the purge valve as the suction step is completed, keeping pressure of fluid in the pump chamber and the inline filter, and awaiting next input of dispense signal.

Description

다이아프램 펌프의 작동 시스템{System Of Diaphragm Pump}System of Diaphragm Pump

본 발명은 반도체 및 디스플레이 제조공정에서 포토공정에 적용하여 포토케미칼을 정량 공급하는 초정밀 다이어프램 펌프의 작동시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡입 라인이 길고 흡입 양정이 높아 스타베이션이 발생하기 쉬운 악조건에서도 안정적으로 정밀 디스펜스가 가능하도록 한 다이어프램 펌프의 작동시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an operation system of an ultra-precision diaphragm pump for supplying quantitatively supplying photochemical to a photo process in a semiconductor and display manufacturing process, and more particularly, in a bad condition in which a suction line is long and a suction head is high, and thus a stabilization is likely to occur. An operating system of a diaphragm pump that enables stable and precise dispensing.

일반적으로, 다이어프램 펌프는 모터의 회전운동을 캠 등의 기구를 통해 다이어프램을 직선 왕복 운동으로 변환시킴으로써 유체를 펌핑하는 장치로, 토출 유량의 변동이 적기 때문에 액상의 화학 약품이나 약제 등의 정량 주입에 주로 사용되고 있다.In general, a diaphragm pump is a device that pumps a fluid by converting the diaphragm into a linear reciprocating motion through a mechanism such as a cam. Mainly used.

또한, 초정밀 제품인 반도체 및 디스플레이 제조공정에서 포토공정에 적용하여 포토케미칼을 정량 공급하는데 사용되기도 한다.It is also used to supply photochemicals in photo-processes in semiconductor and display manufacturing processes, which are ultra-precision products.

이와 같이 반도체 및 디스플레이 제조공정에서 포토공정에 적용하여 포토케미칼을 정량 공급하는데 사용되는 다이어프램 펌프는 펌프헤드의 개구부측에 다이어프램이 서포트 링에 압착되어 설치됨으로써, 다이어프램을 기준으로 그 일측이 펌프실을 형성하게 되며, 이 펌프실의 일측으로 흡입밸브 및 토출밸브가 형성된 구조로 이루어져 있다.As described above, the diaphragm pump, which is used to quantitatively supply the photochemical by applying to the photo process in the semiconductor and display manufacturing process, is installed by pressing the diaphragm to the support ring at the opening side of the pump head, so that one side thereof forms a pump chamber based on the diaphragm. It consists of a structure in which the suction valve and the discharge valve is formed on one side of the pump chamber.

또한, 상기한 다이어프램을 기준으로 펌프실의 대향측은 불활성 중간 작동액 챔버가 형성되고, 이 챔버내를 직선왕복운동하는 피스톤 및 마이크로프로세서에 의해 제어되는 스테핑 모터가 구비되어 있다.In addition, on the opposite side of the pump chamber based on the diaphragm described above, an inert intermediate working liquid chamber is formed, and a stepping motor controlled by a microprocessor and a piston reciprocating linearly in the chamber is provided.

따라서, 상기 스테핑 모터가 기 설정된 프로그램에 의해 회전하여 피스톤을 이송시키면 이 피스톤의 이송량만큼 불활성 중간 작동액 챔버내의 작동액 체적이 변화하게 되고, 이와 같은 작동액 체적의 변화량에 비례하여 다이아프램이 움직이면서 포토케미칼의 흡입과 토출이 이루어지게 되는 것이다.Therefore, when the stepping motor rotates and transfers the piston by a preset program, the working liquid volume in the inert intermediate working liquid chamber is changed by the feeding amount of the piston, and the diaphragm moves in proportion to the change of the working liquid volume. The suction and discharge of the photochemical is made.

그러나, 상기한 다이아프램은 테프론 재질로서 평판형으로 이루어진 것인 바, 잦은 흡입 및 토출에 따른 다이아프램의 움직임에 따라 그 형상이 변형되어 토출량의 변화를 초래할 수 있는 문제점이 있었다.However, since the diaphragm is made of a teflon flat plate, the diaphragm is deformed according to the movement of the diaphragm due to frequent suction and discharge, thereby causing a change in the discharge amount.

또한, 상기한 포트케미칼은 휘발성이 강한 솔벤트가 함유되어 흡입라인의 통과시 많은양이 증발되어 내부에 기포가 발생됨으로써, 버블에 의한 스타베이션(Starvation)이 발생하여 역시 안정적인 정밀 디스펜스가 어려운 문제점도 있었다.In addition, the above-mentioned port chemicals contain a highly volatile solvent and a large amount is evaporated when passing through the suction line, so that bubbles are generated therein, which causes starvation due to bubbles, which also makes it difficult to dispense stable precision. there was.

이에, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 흡입 라인이 길고 흡입 양정이 높아 스타베이션이 발생하기 쉬운 악조건에서도 안정적으로 정밀 디스펜스가 가능하도록 한 다이어프램 펌프의 작동시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, to provide a diaphragm pump operating system capable of stably dispensing even in the adverse conditions that the suction line is long and the suction head is high and the stabilization easily occurs. The purpose is.

도 1은 본 발명에 따른 다이아프램 펌프의 사시도.1 is a perspective view of a diaphragm pump according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 다이아프램 펌프의 평면도.2 is a plan view of a diaphragm pump in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 다이아프램 펌프의 내부구성을 나타내기 위한 도 2의 A-A선 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 2 for showing the internal configuration of the diaphragm pump according to the present invention.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 흡입 공정을 개략적으로 도시한 작동상태도.5 is an operating state diagram schematically showing a suction process of the diaphragm pump according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 퍼지 공정을 개략적으로 도시한 작동상태도.6 is an operating state diagram schematically showing the purge process of the diaphragm pump according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 디스펜스 공정을 개략적으로 도시한 작동상태도.7 is an operating state diagram schematically showing the dispensing process of the diaphragm pump according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 벤트 공정을 개략적으로 도시한 작동상태도.8 is an operating state diagram schematically showing the venting process of the diaphragm pump according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 준비 상태를 개략적으로 도시한 작동상태도.9 is an operating state diagram schematically showing a ready state of the diaphragm pump according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 다이아프램 펌프12 : 동체10 diaphragm pump 12 body

14 : 펌프 헤드16 : 펌프실14 pump head 16 pump chamber

18 : 불활성 작동액 챔버20 : 다이아프램18 inert working fluid chamber 20 diaphragm

22 : 스템핑 모터30 : 피스톤22: stamping motor 30: piston

40 : 흡입 밸브42 : 토출 밸브40: intake valve 42: discharge valve

50 : 서지 밸브60 : 용기50: surge valve 60: vessel

62 : 흡입라인64 : 토출라인62: suction line 64: discharge line

66 : 퍼지라인70 : 필터66: purge line 70: filter

72 : 에어 벤트 밸브80 : 석 백(Suck back) 밸브72: air vent valve 80: suck back valve

상기와 같은 목적달성을 위한 본 발명의 다이어프램 펌프의 작동시스템은, 반도체 및 디스플레이 제조공정에서 포토공정에 적용하여 포토케미칼을 정량 공급하는데 사용되는 것으로서, 펌프헤드의 개구부측에 다이어프램이 서포트 링에 압착되어 설치됨으로써, 다이어프램을 기준으로 그 일측이 펌프실을 형성하게 되고, 이 펌프실의 일측으로 흡입밸브와 토출밸브 및 퍼지밸브가 형성되며, 상기 다이어프램을 기준으로 펌프실의 대향측은 불활성 중간 작동액 챔버가 형성되고, 이 챔버내를 직선왕복운동하는 피스톤 및 마이크로프로세서에 의해 제어되는 스테핑 모터가 구비되어 이루어져서 콘트롤러의 조작에 의해 용기내의 포토케미칼을 디스펜스시키는 다이아프램 펌프의 작동 시스템에 있어서,The operation system of the diaphragm pump of the present invention for achieving the above object is used to quantitatively supply the photochemical by applying to the photo process in the semiconductor and display manufacturing process, the diaphragm is crimped to the support ring at the opening of the pump head By being installed, one side of the pump chamber is formed on the basis of the diaphragm, and an intake valve, a discharge valve, and a purge valve are formed on one side of the pump chamber, and an inert intermediate working fluid chamber is formed on the opposite side of the pump chamber based on the diaphragm. In the operating system of the diaphragm pump is provided with a stepping motor controlled by a microprocessor and a piston for linear reciprocating movement in the chamber, the operation system of the diaphragm pump to dispense the photochemical in the container by operation of the controller,

상기 콘트롤러의 조작에 의해 흡입밸브가 열리고, 스템핑 모터의 회전에 따라 피스톤이 후진하여 다이아프램을 변형시켜서 펌프실의 부압으로 흡입라인 및 흡입밸브를 통해 용기내의 포토케미칼을 상기 펌프실내로 유입시키는 흡입 단계와;The suction valve is opened by the operation of the controller, and the piston is retracted as the stamping motor rotates to deform the diaphragm so that the photochemical in the container flows into the pump chamber through the suction line and the suction valve at the negative pressure of the pump chamber. Steps;

상기 흡입 단계가 완료되어 피스톤이 정지하고 흡입밸브가 닫힘과 동시에 퍼지밸브가 열리면서 상기 흡입라인을 통해 유입된 버블이나, 흡입라인이 길고 흡입양정이 높아 발생되는 캐비테이션 현상에 의한 버블이 퍼지라인을 통해 용기로 배출되어 1차로 제거되는 퍼지 단계와;When the suction step is completed, the piston stops, the suction valve is closed, and the purge valve opens at the same time. A purge step which is discharged to the container and removed first;

상기 퍼지 단계가 완료됨과 동시에 외부신호에 의해 토출밸브가 열리면서 포토케미칼이 토출라인을 통해 디스펜스가 수행되는 디스펜스 단계와;A dispensing step in which a discharge valve is opened by an external signal and a photochemical is dispensed through a discharge line at the same time as the purge step is completed;

상기 디스펜스 단계시 토출라인상에 설치된 인라인 필터가 상기 토출라인을 따라 이동하는 동안 압력차에 의해 발생하거나 용기 또는 필터 교환시 부득이하게 유입되는 버블을 포집하여 외부로 배출시키는 벤트공정 단계와;A vent process step of collecting and discharging bubbles generated by a pressure difference while the inline filter installed on the discharge line moves along the discharge line or inevitably introduced when the container or the filter is replaced during the dispensing step;

상기 흡입 단계의 완료시 흡입밸브와 토출밸브 및 퍼지밸브가 모두 닫히고 펌프실과 인라인 필터 등의 유체 압력을 유지하면서 다음 디스펜스 신호의 입력을 대기하는 준비 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Upon completion of the suction step, the suction valve, the discharge valve and the purge valve are all closed, the preparation step of waiting for the input of the next dispense signal while maintaining the fluid pressure of the pump chamber and in-line filter, characterized in that it comprises a.

이 경우, 상기 퍼지 단계에서 퍼지밸브는 프로그램에 설정된 경우에만 작동되고, 또한 프로그램상에 설정된 퍼지량 만큼 배출하게 되며, 라인의 조건, 포토케미칼의 종류에 따라 디스펜스 회수를 기준으로 퍼지 시기를 임의로 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In this case, in the purge step, the purge valve operates only when set in the program, and discharges as much as the set purge amount in the program, and sets the purge time arbitrarily based on the number of dispenses according to the line condition and the type of photochemical. Characterized in that it can.

또한, 상기 토출라인 상에는 석 백 밸브가 설치되어서 디스펜스 단계의 완료시 토출라인 상에 잔존하는 포토케미칼을 후측으로 빨아들여 더 이상 포토케미칼의 디스펜스를 방지하는 것을 특징으로 한다.In addition, a seat back valve is installed on the discharge line, and when the dispensing step is completed, the photochemical remaining on the discharge line is sucked to the rear side to prevent further dispensing of the photochemical.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다이아프램 펌프의 내부구성을 나타내기 위한 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.1 is a perspective view of a diaphragm pump according to the present invention, Figure 2 is a plan view of a diaphragm pump according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 2 for showing the internal configuration of the diaphragm pump according to the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2.

또한, 본 5는발명에 따른 다이어프램 펌프의 흡입 공정을 개략적으로 도시한 작동상태도, 도 6은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 퍼지 공정을 개략적으로 도시한 작동상태도, 도 7은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 디스펜스 공정을 개략적으로 도시한 작동상태도, 도 8은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 벤트 공정을 개략적으로 도시한 작동상태도, 도 9는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 준비 상태를 개략적으로 도시한 작동상태도이다.5 is an operating state diagram schematically showing a suction process of a diaphragm pump according to the present invention, FIG. 6 is an operating state diagram schematically showing a purge process of a diaphragm pump according to the present invention, and FIG. FIG. 8 is an operating state diagram schematically showing the dispensing process of the diaphragm pump, FIG. 8 is an operating state diagram schematically showing the venting process of the diaphragm pump according to the present invention, and FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a preparation state of the diaphragm pump according to the present invention. The operation state diagram shown.

먼저 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 다이아프램 펌프(10)의 펌프헤드(14)와 동체(12) 사이에 다이어프램(20)의 단부측이 서포트 링(21)에 의해 압착되어 고정결합되어 있다.First, as shown in FIGS. 1 to 4, the end side of the diaphragm 20 is compressed by the support ring 21 between the pump head 14 and the body 12 of the diaphragm pump 10 to be fixed. It is.

상기 다이아프램(20)은 그 중앙부위가 상향돌출된 형상, 즉 오메가(Ω)형상으로 이루어져 있다.The diaphragm 20 has a shape in which its central portion protrudes upward, that is, an omega (Ω) shape.

상기한 오메가 형상의 다이아프램(20)을 기준으로 펌프헤드(14)의 내부는 펌프실(16)을 형성하고, 동체(12)의 내부는 불활성 중간 작동액 챔버(18)를 형성하게 되는데, 이 불활성 중간 작동액 챔버(18)의 일측으로는 스텝핑 모터(22)의 회전에 따라 피스톤(30)이 직선왕복운동하게 되며, 그 일측으로는 불활성 중간 작동액을공급 및 배출하기 위한 플러그(32)가 체결되고(플러그 대신 선택사양으로 펌프의 작동여부를 확인할 수 있는 압력센서를 장착할 수 있음), 공기를 배출시키기 위한 에어 벤트 캡(34)이 체결되어 있다.Based on the omega-shaped diaphragm 20, the inside of the pump head 14 forms a pump chamber 16, and the inside of the body 12 forms an inert intermediate working fluid chamber 18. On one side of the inert intermediate working fluid chamber 18, the piston 30 linearly reciprocates as the stepping motor 22 rotates, and on one side thereof, a plug 32 for supplying and discharging the inert intermediate working fluid. Is fastened (an optional pressure sensor can be installed instead of the plug), and an air vent cap 34 for discharging air is fastened.

상기 스텝핑 모터(22)는 마이크로프로세서(미도시됨)의 제어에 의해 작동하는 것으로, 볼 스크류&너트(26)와 커플링(24)결합되어 있고, 이 볼 스크류&너트(26)의 단부측은 슬라이더(28) 및 피스톤(30)의 단부가 밀착되어 결합되어 있는 바, 상기 스텝핑 모터(22)의 회전에 따라 볼 스크류&너트(26)의 길이신장 또는 축소에 따라 슬라이더(28)가 위치이동하면서 피스톤(30)을 직선왕복운동시키게 되는 것이다.The stepping motor 22 is operated by the control of a microprocessor (not shown), and is coupled to the ball screw & nut 26 and the coupling 24, the end side of the ball screw & nut 26 The ends of the slider 28 and the piston 30 are in close contact with each other. As the stepping motor 22 rotates, the slider 28 moves in position as the ball screw & nut 26 is extended or shortened. While the piston 30 is to reciprocate linearly.

한편, 상기 펌프실(16)의 상부측에는 포토케미칼이 저장된 용기(미도시됨)와 흡입라인(62)으로 연결된 흡입밸브(40)와, 이 흡입밸브(40)를 통해 유입된 포토케미칼내에 포함된 버블을 배출시키는 퍼지밸브(50)와, 상기 흡입밸브(40)를 통해 유입된 포토케미칼을 토출라인(64)을 통하여 디스팬스시키는 토출밸브(42)가 설치되어 있다.Meanwhile, an upper side of the pump chamber 16 includes a container (not shown) in which the photochemical is stored, and a suction valve 40 connected to the suction line 62, and included in the photochemical introduced through the suction valve 40. A purge valve 50 for discharging bubbles and a discharge valve 42 for dispersing the photochemical introduced through the suction valve 40 through the discharge line 64 are provided.

상기 퍼지밸브(50)는, 포토케미칼이 저장된 용기 교환 등으로 흡입라인(62)을 통하여 버블이 펌프실(16)로 유입된 경우 이를 분리 제거하고, 흡입라인(62)이 길고 흡입양정이 높아 스타베이션(Starvation)이 발생하는 것을 예방하기 위하여 설치되는 것으로, 이 경우 퍼지회수는 라인조건에 따라 임의로 설정이 가능하다.The purge valve 50 separates and removes the bubble when the bubble flows into the pump chamber 16 through the suction line 62 by replacing a container in which the photochemical is stored, and the suction line 62 is long and the suction head is high. In order to prevent the occurrence of starvation (Starvation) is installed, in this case fuzzy recovery can be set arbitrarily according to the line conditions.

상기 퍼지밸브(50)는 도 3 도시된 바와 같이 펌프실(16)의 상부 일측에 설치되어 있는데, 상기한 흡입밸브(40) 및 토출밸브(42)와 마찬가지로 밸브 바디의 내측에 스프링(56)과 피스톤(54) 및 다이아프램(52)이 설치되어서 개폐되는 구조로 이루어져 있다.As shown in FIG. 3, the purge valve 50 is installed at an upper side of the pump chamber 16. Like the intake valve 40 and the discharge valve 42, the spring 56 and the inner side of the valve body are provided. The piston 54 and the diaphragm 52 is installed to open and close.

이와 같은 구성으로 이루어진 다이아프램 펌프(10)의 작동관계를 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation relationship of the diaphragm pump 10 having such a configuration will be described with reference to FIGS. 4 to 8 as follows.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 용기로부터 포토케미칼을 흡입하고자 콘트롤러(미도시됨)를 조작하게 되면, 흡입밸브(40)가 열리고, 마이크로프로세서에 의해 제어되는 스템핑 모터(22)가 회전하게 됨에 따라 볼 스크류&너트(26) 및 슬라이더(28)와 피스톤(30)이 후진하게 된다.First, as shown in FIG. 5, when a controller (not shown) is operated to suck photochemical from a container, the suction valve 40 is opened, and the stamping motor 22 controlled by the microprocessor rotates. As the ball screw & nut 26 and the slider 28 and the piston 30 is reversed.

따라서, 동체(12)내의 불활성 중간 작동액 챔버(18)내의 체적변화로 오메가 형상의 다이아프램(20)이 오목형상으로 변형되면서 펌프실(16)에 부압이 발생되는 바, 흡입라인(62) 및 흡입밸브(40)를 통해 용기내의 포토케미칼이 펌프실(16)내로 유입된다.Accordingly, as the omega diaphragm 20 deforms into a concave shape due to a volume change in the inert intermediate working liquid chamber 18 in the body 12, a negative pressure is generated in the pump chamber 16. The photochemical in the container flows into the pump chamber 16 through the intake valve 40.

이 경우, 상기 다이아프램(20)이 오메가 형상으로 이루어져 있는 바, 그 변형이 종래의 평판형 다이아프램에 비하여 크게 이루어짐으로써, 용이하게 포토케미칼을 흡입할 수 있게 된다.In this case, since the diaphragm 20 is formed in an omega shape, the deformation is made larger than that of the conventional flat diaphragm, so that the photochemical can be easily inhaled.

이와 같이 흡입이 완료되면 피스톤(30)이 정지하면서 흡입밸브(40)는 닫히게 되는데, 이때 총 흡입량은 버블량과 포토공정에 적용되는 도포량의 합이 된다.When the suction is completed as described above, the piston 30 is stopped and the suction valve 40 is closed. The total suction amount is the sum of the bubble amount and the coating amount applied to the photo process.

한편, 흡입이 완료됨과 동시에 도 5에 도시된 바와 같이 퍼지밸브(50)가 열리면서 흡입라인(62)을 통해 유입된 버블이나, 흡입라인(62)이 길고 흡입양정이 높아 발생되는 캐비테이션(Cavitation)현상에 의한 버블 등이 1차로 제거됨으로써,열악한 조건에서도 안정적으로 디스펜스가 가능하게 된다.Meanwhile, as the suction is completed, as shown in FIG. 5, as the purge valve 50 is opened, bubbles introduced through the suction line 62 or cavitation generated due to the long suction line 62 and the high suction head. Since bubbles caused by the phenomenon are first removed, dispensing can be performed stably even in poor conditions.

이때 상기 퍼지밸브(50)는 프로그램에 설정된 경우에만 작동되고, 또한 프로그램 상에 설정된 퍼지량 만큼 배출하게 되며, 라인의 조건, 포토케미칼의 종류에 따라 디스펜스 회수를 기준으로 퍼지 시기를 임의로 설정할 수 있도록 하였다.At this time, the purge valve 50 is operated only when set in the program, and discharged by the amount of purge set in the program, so that the purge time can be arbitrarily set based on the number of dispenses according to the condition of the line and the type of photochemical. It was.

한편, 도면중 미설명부호 (66)은 퍼지라인을 나타낸 것이다.In the drawings, reference numeral 66 denotes a purge line.

이와 같이 퍼지가 완료되면, 외부신호에 의해 도 7에 도시된 바와 같이 토출밸브(42)가 열리면서 디스펜스를 수행하게 되며, 필터를 사용하지 않는 시스템에서는 디스펜스의 완료와 동시에 다이아프램 펌프(10) 자체의 석 백(Suck Back)기능을 적용하여 더 이상의 포토케미칼 떨어짐(디스펜스)를 방지하게 된다.When the purge is completed as described above, the dispensing valve 42 is opened by the external signal as shown in FIG. 7 to perform the dispensing. In the system without the filter, the diaphragm pump 10 itself is completed at the same time as the dispensing is completed. The Suck Back function prevents further photochemical dropping (dispensing).

이 경우, 스테핑 모터(22)가 역회전하게 됨에 따라 볼 스크류&너트(26) 및 슬라이더(28)와 피스톤(30)이 전진하게 됨에 따라 동체(12)내의 불활성 중간 작동액 챔버(18)내의 체적변화로 오메가 형상의 다이아프램(20)이 볼록형상으로 변형되면서 펌프실(16)에 유입된 포토케미칼을 토출밸브(42) 및 토출라인(64)을 통해 토출시키게 된다.In this case, as the stepping motor 22 is reversed, the ball screw & nut 26 and the slider 28 and the piston 30 are advanced so that the inert intermediate hydraulic fluid chamber 18 in the body 12 can be moved. Omega-shaped diaphragm 20 is deformed into a convex shape due to the volume change, thereby discharging the photochemical introduced into the pump chamber 16 through the discharge valve 42 and the discharge line 64.

한편, 상기 다이아프램 펌프(10)의 토출밸브(42)와 디스펜스가 이루어지는 라인 사이에는 인라인 필터(70)와 석 백 밸브(80)를 설치할 수 있는데, 이와 같이 인라인 필터(70)와 석 백 밸브(80)가 설치된 경우, 상기 필터(70)는 포토케미칼이 라인을 따라 이동하는 동안 압력차에 의해 발생하거나 용기 또는 필터 교환시 부득이하게 유입되는 버블을 포집하여 에어 벤트 밸브(72)를 통해 외부로 배출시키게 되며, 상기 석 백 밸브(80)는 토출밸브(42)와 동시에 열리거나 닫히면서 디스펜스가 완료될 때 포토케미칼이 더 이상 공정으로 떨어지지 않도록 빨아들이는 기능을 하게 된다.Meanwhile, an inline filter 70 and a seat back valve 80 may be installed between the discharge valve 42 of the diaphragm pump 10 and the dispensing line. In this way, the inline filter 70 and the seat back valve are provided. When the 80 is installed, the filter 70 collects bubbles generated by the pressure difference while the photochemical moves along the line or inevitably flows in when the container or the filter is replaced, and the outside through the air vent valve 72. The seat back valve 80 is opened or closed at the same time as the discharge valve 42 to suck the photochemical so that it does not fall into the process any more when the dispensing is completed.

상기와 같은 버블을 제거하지 않으면 이 버블이 포토케미칼속으로 재 용해되어 마이크로 버블의 원인이 되는 바, 상기 인라인 필터(70)가 이를 방지하기 위하여 버블을 포집하여 외부로 배출시키는 벤트 공정(도 8 참조)을 거치게 된다.If the bubbles are not removed, the bubbles are re-dissolved into the photochemical to cause micro bubbles. The inline filter 70 collects the bubbles and discharges them to the outside in order to prevent them (FIG. 8). (See).

이와 같이, 인라인 필터(70) 및 석 백 밸브(80)가 설치되어 벤트 공정을 거친 후, 다이아프램 펌프(10)의 피스톤(30)이 홈 위치로 돌아가면서 흡입 싸이클을 완료하게 되면 모든 밸브(40,42,40)가 닫히고 펌프헤드(14), 인라인 필터(70) 등의 유체 압력을 유지하면서 다음 디스펜스 신호의 입력을 대기하고 있는 준비상태(도 9 참조)로 설정된다.As such, after the inline filter 70 and the seat back valve 80 are installed and subjected to the venting process, the piston 30 of the diaphragm pump 10 returns to the home position to complete the suction cycle. 40, 42, 40 are closed and set to a ready state (see FIG. 9) waiting for input of the next dispense signal while maintaining the fluid pressure of the pump head 14, the inline filter 70 and the like.

참고로, 이상에서 설명한 다이아프램 펌프(10)는, 흡입라인(62)을 통해서 유입된 버블을 안정적으로 분리 제거하기 위해서 반드시 수평으로 설치하여야 하며, 또 버블이 라인상에 머물지 않도록 라인의 경사, 굴곡에 주의하여야 한다.For reference, the diaphragm pump 10 described above must be installed horizontally in order to stably separate and remove bubbles introduced through the suction line 62, and the inclination of the line so that the bubbles do not stay on the line, Care should be taken in bending.

또한, 펌프 접속전에 반드시 플러싱(Flushing)하여 라인내의 이물질을 제거하고, 라인의 접속부는 누액이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to flush the pump prior to connecting the pump to remove foreign substances in the line, and to prevent leakage of the connecting portion of the line.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다이아프램 펌프에 의하면, 펌프 헤드와 동체 사이에 설치되어서 스텝핑 모타의 회전에 따른 피스톤의 직선왕복운동에 의해 변형되면서 펌프실내로 포토케미칼을 흡입하거나 펌프실내로 흡입된 포토케미칼을 토출시키는 다이아프램이 오메가(Ω)형상으로 이루어져 있는 바, 잦은 변형에따른 형상변형을 예방하고, 또한 퍼지밸브의 설치로서 흡입라인이 길고 흡입양정이 높더라도 스타베이션 없이 수월하게 포토케미칼을 흡입할 수 있게 됨과 아울러, 상기와 같이 펌프실내로 흡입된 포토케미칼내에 포함된 버블 등을 퍼지밸브를 통하여 제거하게 됨으로써, 스타베이션이 발생하기 쉬운 악조건에서도 안정적으로 정밀 디스펜스가 이루어지게 되는 유용한 효과가 있다.As described above, according to the diaphragm pump of the present invention, it is installed between the pump head and the fuselage, and is deformed by the linear reciprocating motion of the piston according to the rotation of the stepping motor, and the photochemical is sucked into or pumped into the pump chamber. The diaphragm for discharging the photochemical is made of Omega (Ω) shape to prevent the shape deformation caused by frequent deformation, and also the installation of the purge valve makes it easy without stabilization even if the suction line is long and the suction head is high. In addition to being able to inhale chemicals, and by removing the bubbles contained in the photochemicals sucked into the pump chamber through the purge valve as described above, it is useful that the precise dispensing is made stable even in the adverse conditions where stabilization is likely to occur. It works.

또한, 토출라인상에 인라인 필터를 선택적으로 설치함으로써, 포토케미칼이 라인을 따라 이동하는 동안 압력차에 의해 발생하거나 용기 또는 필터 교환시 부득이하게 유입되는 버블을 포집하여 에어 벤트 밸브를 통해 외부로 배출시키게 되며, 상기 석 백 밸브 또한 선택적으로 설치함으로써, 이 석 백 밸브가 토출밸브와 동시에 열리거나 닫히면서 디스펜스가 완료될 때 포토케미칼이 더 이상 공정으로 떨어지지 않도록 빨아들이는 기능을 하게 되어 역시 스타베이션이 발생하기 쉬운 악조건에서도 안정적으로 정밀 디스펜스가 이루어지게 되는 유용한 효과가 있는 것이다.In addition, by selectively installing an inline filter on the discharge line, bubbles generated by the pressure difference while the photochemical moves along the line or inevitably introduced when the container or the filter are replaced are collected and discharged to the outside through the air vent valve. By selectively installing the seat back valve, the seat back valve opens or closes simultaneously with the discharge valve and functions to suck the photochemical into the process when the dispensing is complete so that it no longer falls into the process. Even in this prone condition, there is a useful effect that the precision dispense is stable.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

Claims (3)

반도체 및 디스플레이 제조공정에서 포토공정에 적용하여 포토케미칼을 정량 공급하는데 사용되는 것으로서, 펌프헤드(14)의 개구부측에 다이어프램(20)이 서포트 링(21)에 압착되어 설치됨으로써, 다이어프램(20)을 기준으로 그 일측이 펌프실(16)을 형성하게 되고, 이 펌프실(16)의 일측으로 흡입밸브(40)와 토출밸브(42) 및 퍼지밸브(50)가 형성되며, 상기 다이어프램(20)을 기준으로 펌프실(16)의 대향측은 불활성 중간 작동액 챔버(18)가 형성되고, 이 챔버(18)내를 직선왕복운동하는 피스톤(30) 및 마이크로프로세서에 의해 제어되는 스테핑 모터(22)가 구비되어 이루어져서 콘트롤러의 조작에 의해 용기(60)내의 포토케미칼을 디스펜스시키는 다이아프램 펌프의 작동 시스템에 있어서,The diaphragm 20 is used to quantitatively supply the photochemical by applying to the photo process in the semiconductor and display manufacturing process, and the diaphragm 20 is squeezed and installed in the support ring 21 at the opening side of the pump head 14. The pump chamber 16 is formed at one side of the pump chamber 16, and an intake valve 40, a discharge valve 42, and a purge valve 50 are formed at one side of the pump chamber 16, and the diaphragm 20 is formed. On the opposite side of the pump chamber 16, an inert intermediate working fluid chamber 18 is formed, and a stepping motor 22 controlled by a microprocessor and a piston 30 linearly reciprocates in the chamber 18. In the operating system of the diaphragm pump is made to dispense the photochemical in the container 60 by the operation of the controller, 상기 콘트롤러의 조작에 의해 흡입밸브(40)가 열리고, 스템핑 모터(22)의 회전에 따라 피스톤(30)이 후진하여 다이아프램(20)을 변형시켜서 펌프실(16)의 부압으로 흡입라인(62) 및 흡입밸브(40)를 통해 용기(60)내의 포토케미칼을 상기 펌프실(16)내로 유입시키는 흡입 단계와;The suction valve 40 is opened by the operation of the controller, the piston 30 moves backward as the stamping motor 22 rotates, and the diaphragm 20 is deformed, so that the suction line 62 is under negative pressure of the pump chamber 16. And a suction step of introducing photochemical in the container (60) into the pump chamber (16) through the suction valve (40); 상기 흡입 단계가 완료되어 피스톤(30)이 정지하고 흡입밸브(40)가 닫힘과 동시에 퍼지밸브(50)가 열리면서 상기 흡입라인(62)을 통해 유입된 버블이나, 흡입라인(62)이 길고 흡입양정이 높아 발생되는 캐비테이션 현상에 의한 버블이 퍼지라인(66)을 통해 용기(60)로 배출되어 1차로 제거되는 퍼지 단계와;When the suction step is completed, the piston 30 is stopped and the suction valve 40 is closed, and the purge valve 50 is opened at the same time as the bubble introduced through the suction line 62 or the suction line 62 is long and the suction is completed. A purge step in which bubbles due to cavitation due to high heads are discharged to the container 60 through the purge line 66 and first removed; 상기 퍼지 단계가 완료됨과 동시에 외부신호에 의해 토출밸브(42)가 열리면서 포토케미칼이 토출라인(64)을 통해 디스펜스가 수행되는 디스펜스 단계와;A dispensing step in which the discharge valve 42 is opened by an external signal and the photochemical is dispensed through the discharge line 64 at the same time as the purge step is completed; 상기 디스펜스 단계시 토출라인(64)상에 설치된 인라인 필터(70)가 상기 토출라인(64)을 따라 이동하는 동안 압력차에 의해 발생하거나 용기(60) 또는 필터 교환시 부득이하게 유입되는 버블을 포집하여 외부로 배출시키는 벤트공정 단계와;During the dispensing step, the in-line filter 70 installed on the discharging line 64 is collected by the pressure difference while moving along the discharging line 64 or inadvertently introduced when the container 60 or the filter is replaced. A vent process step of discharging to the outside; 상기 흡입 단계의 완료시 흡입밸브(40)와 토출밸브(42) 및 퍼지밸브(50)가 모두 닫히고 펌프실(16)과 인라인 필터(70) 등의 유체 압력을 유지하면서 다음 디스펜스 신호의 입력을 대기하는 준비 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다이아프램 펌프의 작동 시스템.Upon completion of the suction step, both the suction valve 40, the discharge valve 42, and the purge valve 50 are closed, and the fluid pressure of the pump chamber 16, the inline filter 70, and the like is maintained, waiting for the input of the next dispense signal. A preparatory step of the; operating system of the diaphragm pump, characterized in that made. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 퍼지 단계에서 퍼지밸브(50)는 프로그램에 설정된 경우에만 작동되고, 또한 프로그램상에 설정된 퍼지량 만큼 배출하게 되며, 라인의 조건, 포토케미칼의 종류에 따라 디스펜스 회수를 기준으로 퍼지 시기를 임의로 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다이아프램 펌프의 작동 시스템.In the purge step, the purge valve 50 operates only when set in the program and discharges as much as the set purge amount in the program. The purge timing is arbitrarily set based on the number of dispenses according to the line condition and the type of photochemical. Operating system of a diaphragm pump. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 토출라인(64) 상에는 석 백 밸브(80)가 설치되어서 디스펜스 단계의 완료시 토출라인(64) 상에 잔존하는 포토케미칼을 후측으로 빨아들여 더 이상 포토케미칼의 디스펜스를 방지하는 것을 특징으로 하는 다이아프램 펌프의 작동 시스템.The seat back valve 80 is installed on the discharge line 64 to suck back the photochemical remaining on the discharge line 64 to the rear side when the dispensing step is completed, thereby preventing further dispensing of the photochemical. Operating system of diaphragm pump. 상기 흡입밸브(40)와 토출밸브(42) 사이에는 상기 흡입밸브(40)를 통하여 펌프실(16)내로 유입된 포토케미칼내에 함유되어진 버블을 제거하기 위한 퍼지밸브(50)가 설치된 것;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다이아프램 펌프의 작동시스템.A purge valve 50 is installed between the suction valve 40 and the discharge valve 42 to remove bubbles contained in the photochemical introduced into the pump chamber 16 through the suction valve 40. Operating system of the diaphragm pump, characterized in that made.
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JPH03114565A (en) * 1989-09-29 1991-05-15 Hitachi Ltd Rotary coating applicator and fluid feeder
KR19990026928A (en) * 1997-09-26 1999-04-15 윤종용 Photoresist Check Back Device of Semiconductor Device Manufacturing Equipment
KR20000056254A (en) * 1999-02-18 2000-09-15 조현기 Apparatus for dispensing photoresister on semiconductor device

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