KR20090093238A - 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치 - Google Patents

Abstract

진동자의 진동이 최대한 진공배관측으로만 전달되도록 함으로써, 다른 구성부품들로 진동이 전달되어 상쇄되거나 이로 인해 고열이 발생되지 않게 할 수 있는 파우더 제거장치가 개시된다. 본 발명에 따른 파우더 제거장치는 진공배관과, 진공배관의 상부면상에 안착되는 진동판과, 진동판의 상부면상에 안착되는 초음파진동자와, 초음파진동자의 무진동부에 체결되는 무진동판과, 무진동판과 진공배관을 묶어주는 클램프를 포함하는 구성을 갖는다. 또한, 초음파진동자를 감싸면서 외주면상에는 외부공기가 유입되는 쿨링포트가 형성되고, 하단이 진동판과 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 쿨링커버를 더 포함할 수도 있다. 이때, 클램프는 한쌍의 "U"자 형태로 구비되고, 클램프의 상부에는 고장력볼트가 결합되어 무진동판과 너트결합되며, 클램프의 굴곡면상에는 적어도 하나 이상의 받침핀이 진공배관측으로 돌출됨이 바람직하다.

Description

초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치{Powder eliminator for vacuum line}

본 발명은 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 칩이나 LCD패널이 가공되는 진공챔버의 내부에서 발생되는 불활성가스나 미립파티클이 배출되는 진공배관에 설치되어 소정의 진동에너지를 발생시킴으로써, 진공배관의 내부에 부착된 파우더를 탈리시킬 수 있도록 구성된 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체칩이나 LCD패널이 가공되는 진공챔버내에서 발생되는 폐가스를 처리하기 위해 상기 진공챔버의 일측으로 그 내부에서 발생된 폐가스 및 이물질을 배출시키기 위한 진공배출수단이 설치된다.

즉, 상기 진공배출수단은 일정길이의 진공배관과, 이 진공배관의 중간부에 연결되어 상기 진공챔버로부터 폐가스 및 이온을 배출시키고 공정에 필요한 일정한 진공압을 발생시키기 위한 진공펌프와, 폐가스의 배출전 폐가스의 유독성분을 정화시키기 위해 진공배관에 연결 설치된 가스세정기 및 집진기 등으로 구성되어 진공배관 내측의 이물질 제거 및 억제하는 장치이다.

일예로, 반도체 칩의 양산공정에 실란(SiH4), 아르신(AsH3), 포스핀(PH3) 등의 유해가스가 사용되는데, 이와 같은 가스들은 발화성 및 독성이 있으므로 사용이 끝난 폐가스는 상기의 진공배출수단 즉, 일정한 직경의 진공배관을 통과하여 외부로 배출하게 되는데, 상기 폐가스에는 소정의 수분과 칩가공시 발생된 미립자들이 함께 포함되어 있다.

즉, 반도체 칩이나 LCD패널을 가공하는 진공챔버에서 사용된 폐가스를 열산화시켜 정화시키는데, 이 과정에서 SiO2와 같은 고형미립자가 생성된다.

이와 같은 열산화처리과정에서 SiO2파우더와 같은 고형미립자가 생성되며, 생성된 SiO2파우더는 함께 생성된 소정의 수분과 함께 진공배관을 따라 배출구로 배출되는 과정에서 진공배관의 내측에 달라붙게 되며, 특히 이동중에 진공배관 내부와의 대전현상(박리대전, 유동대전, 마찰대전, 혼합대전 등)에 의해 전기적인 성질을 가진 파우더가 진공배관의 내면에 달라붙어 고착되는 현상이 발생된다(도 1참조).

결국, 일정기간 제품을 생산후에 진공배관을 떼어내어 살펴보면, 도 2에서 보는 바와 같이 진공배관의 내부가 이물질이 적층되어 고착된 파우더에 의해 이동통로가 좁아지는 현상이 발생되고, 통로가 좁아짐으로써 진공챔버 내부의 폐가스 배출성능이 저하되어 미세한 반도체 가공시 불량률을 높이는 결과를 초래하게 된다.

따라서 종래의 경우 진공배관 내부에 쌓이는 파우더의 제거를 위해 주기적으로 진공배관의 교체작업이나 진공배관 내부의 세정작업을 실시하여야 했었다.

따라서 이러한 진공배관의 교체나 세정작업을 하기 위해 제품의 생산공정을 일시 멈춰야 하기 때문에 라인의 유효가동율을 저하시키게 되고, 이로 인해 제품의 생산성 저하로 제작사의 막대한 경제적 손실을 초래하였으며, 진공배관 라인의 유지보수에도 막대한 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 실용신안등록 제432208호(고안의 명칭 : 진공배관 라인용 파우더 제거 및 흡착억제장치)가 개시된바 있다(2006. 11. 30. 공고).

상기 파우더 제거 및 흡착억제장치를 간략하게 살펴보면,

도 3에서 보는 바와 같이 반도체칩이나 LCD패널이 가공되는 진공챔버(10)에서 배기구(20) 사이에 설치된 진공배관(12)의 외측에 결합되는 진동판(53)과, 상기 진동판(53)을 통해 진공배관(12)으로 일정한 진동을 전달하도록 진동판(53)의 상면에 결합되어 진동을 발생하는 초음파진동자(51)와, 상기 초음파진동자(51)에서 일정한 진동을 발생시킬 수 있도록 초음파진동자(51)와 전기적으로 연결되어 소정의 전원을 공급하는 초음파진동 발진 및 제어수단(50)과; 상기 초음파진동 발진 및 제어수단(50)에 전기적으로 연결되어 소정량의 이온을 발생 상기 초음파진동자(51)가 결합된 진공배관(12)에 공급하도록 진공배관(12)에 연결 설치되는 이온공급수단(30);을 포함하는 구성을 갖는다.

이러한 종래의 파우더 제거 및 흡착억제장치는 진공배관 내부에서 쌓이는 파우더의 적층을 미연에 방지하고 이의 양생을 억제시킬 수 있도록 하여 진공배관의 교체주기 뿐만 아니라 진공배관의 세정주기를 연장하여 진공배관의 유지보수비용의 손실을 줄이고, 제품 생산라인의 가동효율을 더욱 높일 수 있도록 할 수 있다.

또한, 종래의 파우더 제거 및 흡착억제장치는 간단한 구성으로 이루어져 기존의 진공배관 라인의 외측에 간단히 설치 가능하도록 하여 장치의 설치 및 이동편리성을 향상시킴은 물론 진공배관을 따라 이동중인 파우더의 대전현상 방지와 수분에 따른 고착방지를 효율적으로 수행하여 폐가스의 배출이 원활하도록 할 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 파우더 제거 및 흡착억제장치는 진동전달의 상쇄현상 및 초음파 진동에 따른 고열발생과 같은 문제점이 있어왔다.

즉, 진동자에 의해 진동판이 울리면서 이 진동판의 떨림이 진공배관으로 전달되어 진공배관내의 파우더가 떨어져 나가게 되야 되는데, 진동판을 진공배관에 결합시키고 있는 "U"자 형상의 볼트가 진동판의 떨림을 억제하고 있어 진공배관의 떨림이 덜하게 되는 문제점이 있고, 또한, 진공배관의 떨림이 "U"자 형상의 볼트에 의해 진동이 전달되다가 볼트에 의해 상쇄되기도 하는 문제가 있었다.

또한, 진동판이 심하게 진동되므로 이 진동판에 결합되어 있는 "U"자형상 볼트 및 체결된 너트들이 풀어지는 문제점도 발생되었다.

또한, 진동판, 볼트 및 진공배관의 진동 마찰에 의해 진동자와 진동판에 고열(370℃ 이상)이 발생되어 고장의 원인이 되기도 하며, 부주의 하여 화상을 입게 되는 경우도 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 진동자의 진동이 최대한 진공배관측으로만 전달되도록 함으로써, 다른 구성부품들로 진동이 전달되어 상쇄되거나 이로 인해 고열이 발생되지 않게 할 수 있는 초음파진동자를 이용한 진공배관용 파우더 제거장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

진공배관;

진공배관의 상부면상에 안착되는 진동판;

진동판의 상부면상에 안착되는 초음파진동자;

초음파진동자의 무진동부에 체결되는 무진동판; 및

무진동판과 진공배관을 묶어주는 클램프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치를 제공한다.

또한, 초음파진동자를 감싸면서 외주면상에는 외부공기가 유입되는 쿨링포트가 형성되고, 하단이 진동판과 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 쿨링커버를 더 포함할 수 있다.

이때, 클램프는 한쌍의 "U"자 형태로 구비되고, 클램프의 상부에는 고장력볼트가 결합되어 무진동판과 너트결합되며, 클램프의 굴곡면상에는 적어도 하나 이상의 받침핀이 진공배관측으로 돌출되며, 받침핀은 뾰족하게 형성됨이 바람직하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 파우더 제거장치는 초음파를 이용하여 지공배관내의 파우더를 쉽게 탈리시킬 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 발명은 초음파진동자의 진동전달이 최대한 진공배관측으로 전달되도록 설계되어 효율이 높은 장점이 있다.

또한, 본 발명은 초음파진동자에 의해 발생되는 고열을 쿨링커버에서 냉각시켜주어 기기의 고장을 방지할 수 있으며 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 진공배관의 내부에서 파우더가 고착되는 상태를 보여주기 위한 단면도이고,

도 2는 진공배관의 내부에 파우더가 고착된 상태를 촬영한 사진이고,

도 3은 종래기술에 따른 파우더 제거장치를 개략적으로 나타낸 구성도이며,

도 4는 본 발명에 따른 파우더 제거장치를 나타낸 분해사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 파우더 제거장치를 나타낸 결합사시도이며, 그리고

도 6은 본 발명에 따른 파우더 제거장치를 종방향으로 절단하여 내부를 보인 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치를 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 파우더 제거장치를 나타낸 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 파우더 제거장치를 나타낸 결합사시도이며, 그리고 도 6은 본 발명에 따른 파우더 제거장치를 종방향으로 절단하여 내부를 보인 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 파우더 제거장치(100)는 진공배관(12)의 상부면상에 안착되는 진동판(110), 상기 진동판(110)의 상부에 안착되는 초음파진동자(120), 상기 초음파진동자(120)를 감싸는 쿨링커버(130), 상기 쿨링커버(130)의 외측에 장착되어 상기 초음파진동자(120)에 체결되는 무진동판(140), 상기 무진동판(140)에 결합되는 결합판(150) 및 결합판(150)과 진공배관(12)을 묶어주는 클램프(160)를 포함하는 구성을 갖는다.

먼저, 진동판(110)은 사각판 형상을 갖는 것으로, 진공배관(12)의 상부측을 감싸면서 안착되도록 하부면상이 진공배관(12)의 둥그런 외주면상에 대응되도록 호 형상을 갖도록 형성됨이 바람직하다. 이러한 진동판(110)의 중앙부에는 초음파진동자(120)가 안착되어 결합되기 위한 장착공(111)이 형성된다.

초음파진동자(120)는 종래기술에서도 제시한 바와 같이 외부의 초음파 발진기(도시되지 않음)에서 인가되어 초음파를 발생시키는 통상적인 진동자이다. 이러한 초음파진동자(120)의 하부면상에는 암나사가 형성되어 있으며, 이 암나사와 진동판(110)에 형성된 장착공(111)을 일치시켜 장착공(111)의 하부에서 볼트(B1)를 끼워 진동판(110)과 초음파진동자(120)를 일체화 되도록 결합시킨다.

쿨링커버(130)는 하부가 개방된 형상을 갖는 것으로, 쿨링커버(130)의 상부면상에는 초음파진동자(120)로 인가되는 케이블(C)이 관통되고, 쿨링커버(130)의 외주면상에는 내부로 연통되는 쿨링포트(131)가 형성된다. 쿨링포트(131)는 외부의 콤푸레셔나 냉각기 등에서 공급되는 차가운 바람을 쿨링커버(130)의 내부로 공급해주어 초음파진동자(120)에서 발생되는 고열을 공랭식으로 식혀주게 된다. 이렇게 형성된 쿨링커버(130)는 초음파진동자(120)를 감싸도록 덮되, 진동판(110)과 소정의 간격으로 이격되도록 띄워진 상태로 배치된다.

무진동판(140)은 쿨링커버(130)의 외주면상에 링 형상으로 장착되는 것으로, 이 무진동판(140)은 다수의 볼트(B2)들이 쿨링커버(130)를 관통하여 초음파진동자(120)에 체결되는 구성을 갖는다. 이때, 다수의 볼트(B2)들은 초음파진동자(120)의 무진동부에 체결됨이 바람직하다. 즉, 초음파진동자(120)에는 압전세라믹소자에 의해 진동이 발생되는 진동부와 진동이 발생되지 않는 무진동부가 존재하게 되는데, 이 무진동부에 다수의 볼트(B2)가 체결되는 것이다.

결합판(150)은 무진동판(140)의 하부면상에 결합되는 것으로, 방형의 플레이트 형상을 가지며, 다수의 볼트(B3)에 의해 무진동판(140)과 체결되어 결합된다.

클램프(160)는 결합판(150)의 양단부와 진공배관(12)을 묶어주기 위한 수단으로, 진공배관(12)을 감싸도록 "U"자 형상을 갖는 한쌍이 구비되고, 각각의 클램프(160)의 상부면상에는 결합판(150)측으로 연장되어 너트(N1)에 의해 체결되는 고장력볼트(165)가 결합된다.

이때, 클램프(160)의 굴곡면상에는 적어도 하나 이상의 받침핀(161)이 구비된다. 받침핀(161)은 클램프(160)와 진공배관(12)이 서로 밀착되게 하지 못하도록 떨어뜨려 놓기 위한 수단으로 클램프(160)의 정중앙에 하나가 구비될 수 있다. 또는, 클램프(160)의 정중앙에서 양쪽 45ㅀ로 하나씩 두개가 구비될 수도 있다. 또는, 클램프의 정중앙과 양옆으로 하나씩 세 개가 구비될 수 있으며, 또는 그 이상이 구비될 수도 있다. 바람직하게는 받침핀(161)의 끝부분은 뾰족하게 형성되어 진공배관(12)과 점접촉되는 것이 좋다. 그리고 받침핀(161)은 클램프(160)에 나사결합 될 수도 있고, 일체형으로 형성될 수도 있으며, 억지 끼워맞춤으로 끼워질 수도 있다.

한편, 진공배관(12)의 상부면상에는 고장력볼트(165)가 관통되어 너트(N2)에 의해 결합되는 중간결합판(155)이 더 구비될 수 있다. 이 중간결합판(155)은 반드시 필요한 구성품은 아니며 진공배관(12)과 클램프(160)와의 결합력을 증진시키기 위해 마련될 수 있는 것이다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치(100)의 작동을 간략하게 설명한다.

초음파진동자(120)가 작동되게 되면 초음파진동자(120)와 맞닿아 있는 진동판(110)이 진동을 받고, 이 진동이 진공배관(12)으로 전달되어 진공배관(12)의 내부에 쌓인 파우더를 탈리시켜준다.

이때, 진공배관(12)과 클램프(160)는 받침핀(161)에 의해 점접촉되어 있기 때문에 진공배관(12)의 진동이 클램프(160)쪽으로 거의 전달되지 않고 대부분이 진공배관(12)으로만 전달되어 진동이 강하고 멀리 전달될 수 있게 된다.

또한, 받침핀(161)에 의해 진공배관(12)과 클램프(160)가 밀착되어 있지 않음으로 진공배관(12)의 길이방향으로 전달되던 진동이 중간에 막혀 상쇄되는 현상도 방지할 수 있게 된다.

또한, 위와 같은 작용과 함께 초음파진동자(120)의 무진동부에 볼트(B1)결합되어 있는 무진동판(140) 및 결합판(150)도 클램프(160)와 함께 진동이 거의 없게 되어 너트(N1, N2)들의 풀림현상이나 진동을 받아 마찰에 의해 고열이 발생되는 현상도 방지할 수 있게 된다.

그리고 초음파진동자(120)에서는 마찰에 의해 열이 발생되게 되는데, 이 발생되는 열은 쿨링포트(131)를 통해 유입된 외부의 찬공기에 의해 냉각되어 기기의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 진공배관(12);

   상기 진공배관(12)의 상부면상에 안착되는 진동판(110);

   상기 진동판(110)의 상부면상에 안착되는 초음파진동자(120);

   상기 초음파진동자(120)의 무진동부에 체결되는 무진동판(140); 및

   상기 무진동판(140)과 상기 진공배관(12)을 묶어주는 클램프(160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 초음파진동자(120)를 감싸면서 외주면상에는 외부공기가 유입되는 쿨링포트(131)가 형성되고, 하단이 상기 진동판(110)과 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 쿨링커버(130)를 더 포함함을 특징으로 하는 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 클램프(160)는 한쌍의 "U"자 형태로 구비되고, 상기 클램프(160)의 상부에는 고장력볼트(165)가 결합되어 상기 무진동판(140)과 너트(N1)결합되며, 상기 클램프(160)의 굴곡면상에는 적어도 하나 이상의 받침핀(161)이 상기 진공배관(12)측으로 돌출됨을 특징으로 하는 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 받침핀(161)은 뾰족하게 형성됨을 특징으로 하는 초음파진동자를 이용한 진공배관 라인용 파우더 제거장치.