KR20130036216A - 고점도 유체를 위한 디스펜서 - Google Patents

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KR20130036216A
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토루 이마이즈미
코우이치 오자키
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다우 코닝 도레이 캄파니 리미티드
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Abstract

본 발명은 25℃에서 10 내지 1,000Pa·s 범위의 점도를 지니며 충전제 입자를 함유하는 고점도 유체를 배출시키기 위한 디스펜서로서,
(i) 상기 고점도 유체를 함유하고 상기 고점도 유체의 출구를 지니는 용기, 상기 용기에 함유된 상기 고점도 유체를 가압함으로써 상기 출구로부터 상기 고점도 유체를 배출시킬 수 있는 플런저(plunger), 및 상기 플런저를 구동시키는 서보모터(servomotor)가 구비된 고점도 유체-공급 부분; 및
(ii) 상기 출구로부터 배출된 상기 고점도 유체를 전달하도록 배열된 파이프, 상기 파이프에 연결된 개폐 가능한 밸브 및 상기 고점도 유체를 배출시키기 위한 배출 포트가 구비된 고점도 유체-배출 부분을 포함하는 디스펜서에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디스펜서는 충전제 입자를 함유하는 특정된 양의 고점도 유체를 장시간 동안 안정적으로 배출시킬 수 있으며, 클린 룸에서도 사용될 수 있다.

Description

고점도 유체를 위한 디스펜서{DISPENSER FOR HIGHLY VISCOUS FLUID}
본 발명은 특정된 양의 고점도 유체를 공급할 수 있는 디스펜서 및 이의 용도에 관한 것이다.
본 발명에서는 2010년 3월 3일자 출원된 일본특허출원 제2010-46768호를 우선권으로 주장하며, 그 내용을 본원에서 참조로 포함한다.
전자 장치, 예컨대, 반도체 장치 등은 사용 동안 열을 생성시킨다. 이러한 이유로, 전자 장치의 증가된 온도에 의해서 유발된 손상 또는 성능 저하를 방지하기 위해서, 전자 장치로부터 열을 제거하는 것이 필요하다.
전자 장치로부터 열을 제거하기 위한 수단으로서, 예를 들어, 전자 장치에서의 가열 부재, 예컨대, 반도체 부재 등으로부터 열을 라디에이터, 예컨대, 히트 파이프(heat pipe), 또는 히트싱크(heatsink) 등으로 전도시키는 것이 광범위하게 수행되어 왔다. 또한, 가열 부재로부터 열을 라디에이터로 효과적으로 전도시키기 위해서, 예를 들어, 열전도성을 지니는 그리스(grease)가 가열 부재와 라디에이터사이에 적용된다.
일본 미심사 특허출원 공보 제2008-19426호, 일본 미심사 특허출원 공보 제2008-274036호, 및 일본 미심사 특허출원 공보 제2007-99821호에 기재된 바와 같이, 열전도성을 지니는 실리콘 그리스는 실리콘 오일 베이스 중에 열전도성을 지니는 물질, 예컨대, 산화아연, 또는 산화알루미늄 등을 포함하는 비교적 다량의 충전제 입자를 함유하고, 증가된 점성을 지닌다. 또한, 라디에이터와 미세한 가열 부재, 예컨대, 반도체 부재 등 사이에 소량의 상기 언급된 그리스를 정확하게 적용시키는 것이 필요하다. 따라서, 상기 언급된 그리스는 일반적으로, 예를 들어, 컴퓨터 등에 의해서 제어 가능한 펌프가 구비된 디스펜서에 의해서 적용된다.
발명의 개시
기술적 문제
충전제 입자는 비교적 경질이다. 이러한 이유로, 충전제 입자를 함유하는 실리콘 그리스가 디스펜서에 의해서 적용되는 때에, 디스펜서의 내부는 충전제 입자에 의해서 쉽게 마멸된다. 따라서, 상기 언급된 그리스는, 마멸로 인해서, 예를 들어, 디스펜서의 펌프 부분으로부터 단시간 내에 누출될 수 있다. 그에 의해서, 디스펜서에 의해서 특정된 양의 그리스를 공급하는데 있어서의 어려움뿐만 아니라, 상기 언급된 누출된 그리스에 의한 디스펜서의 주변 환경의 오염을 포함하는 불편이 있다. 또한, 상기 언급된 오염이 발생할 수 있는 기구는, 예를 들어, 전자 장치의 제조가 수행되는 클린 룸(clean room)에서 사용될 수 없다.
또한, 고점도 실리콘 그리스를 적용시키기 위해서 유압 구동 기계장치를 지니는 디스펜서를 사용하는 경우에, 일반적으로 오일 누출의 위험이 있고, 환경이 오염될 수 있다. 따라서, 극히 소량일지라도 오일 누출의 위험이 존재하는 유압 구동 유형의 장치는, 예를 들어, 클린 룸에 사용될 수 없다.
본 발명은 충전제 입자를 함유하는 특정된 양의 고점도 유체를 안정적으로 장시간 동안 배출시킬 수 있으며, 클린 룸에도 사용될 수 있는 디스펜서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기술적 해결방법
본 발명의 목적은 25℃에서 10 내지 1,000Pa·s 범위의 점도를 지니며 충전제 입자를 함유하는 고점도 유체를 배출시키기 위한 디스펜서로서,
(i) 상기 고점도 유체를 함유하고 상기 고점도 유체의 출구를 지니는 용기, 상기 용기에 함유된 상기 고점도 유체를 가압함으로써 상기 출구로부터 상기 고점도 유체를 배출시킬 수 있는 플런저(plunger), 및 상기 플런저를 구동시키는 서보모터(servomotor)가 구비된 고점도 유체-공급 부분; 및
(ii) 상기 출구로부터 배출된 상기 고점도 유체를 전달하도록 배열된 파이프, 상기 파이프에 연결된 개폐 가능한 밸브 및 상기 고점도 유체를 배출시키기 위한 배출 포트가 구비된 고점도 유체-배출 부분을 포함하는 디스펜서에 의해서 달성될 수 있다.
본 발명의 디스펜서에는 바람직하게는 상기 서보모터의 회전 구동을 선형 구동으로 전환시키기 위한 전환 기계장치가 구비된다.
본 발명의 디스펜서에는 바람직하게는 상기 플런저와 상기 용기 사이에 팩킹이 구비된다.
본 발명의 디스펜서는 바람직하게는 상기 밸브의 개폐를 제어하고/가나 상기 고점도 유체에 발휘되는 압력을 검출함으로써 상기 서보모터의 구동을 제어할 수 있다. 특히, 상기 고점도 유체의 배출량은 바람직하게는 상기 밸브의 개폐 및/또는 상기 서보모터의 구동을 제어하는 수단에 의해서 제어될 수 있다.
상기 고점도 유체의 단일 배출량은 1 내지 10g 범위이다.
본 발명의 디스펜서에서, 적어도 상기 고점도 유체와 접촉하는 상기 용기 및/또는 상기 플런저 부분은 바람직하게는 내마멸성이다.
상기 충전제 입자는 금속, 무기 산화물, 무기 질화물, 및 무기 탄화물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 입자를 포함한다. 또한, 상기 충전제 입자의 양은 바람직하게는 고점도 유체의 전체 질량에 대해서 50 내지 99질량% 범위이다.
상기 고점도 유체는 바람직하게는 실리콘 그리스이다.
유리한 효과
본 발명의 분재기는 충전제 입자를 함유하는 특정된 양의 고점도 유체를 안정적으로 장시간 동안 배출할 수 있으며, 클린 룸에서도 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 디스펜서는 클린 룸에서의 전자 장치의 제조에서 적합하게 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 디스펜서는 서보모터에 의한 정확한 전기 구동 제어 수단에 의해서 고점도 유체를 소량으로도 정확하게 배출시킬 수 있다. 이러한 이유로, 소량의 고점도 유체가 가열 부재와 라디에이터 사이에 정확하게 적용될 수 있으며, 그에 의해서, 전자 장치에서 사용되는 라디에이터 구조가 용이하게 생성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 디스펜서의 구체예를 도시하는 개략도이다.
발명을 수행하기 위한 최상의 방식
본 발명의 한 가지 방식은 충전제 입자를 함유하는 고점도 유체를 위한 디스펜서이다.
충전제 입자는 바람직하게는 열전도성을 지니는 물질로부터 형성된다. 그러한 물질은 단일 유형의 물질일 수 있거나, 둘 이상의 유형으로 조합될 수 있다. 상기 충전제 입자를 형성하는 물질의 예로서, 예를 들어, 금속, 예컨대, 알루미늄, 금(gold), 은(silver), 구리, 니켈, 및 철 등; 무기 산화물, 예컨대, 산화알루미늄, 산화아연, 산화니켈, 산화티탄, 산화규소, 산화바나듐, 산화구리, 산화철, 및 산화은 등; 무기 질화물, 질화알루미늄, 질화붕소, 및 질화규소 등; 무기 탄화물, 예컨대, 탄화규소, 탄소, 및 다이아몬드 등; 및 이들의 혼합물이 언급될 수 있다. 충전제 입자를 형성하는 물질은 바람직하게는 무기 산화물, 더욱 바람직하게는 금속 산화물, 예컨대, 산화알루미늄 또는 산화아연 등이다.
충전제 입자의 배합량은 특별히 제한되지 않는다. 일반적으로, 그러한 양이 두드러지게 감소된다면, 열전도성이 저하될 수 있다. 반면, 배합량이 두드러지게 증가된다면, 열전도성은 개선되지만, 고점도 유체의 점도가 증가할 수 있고, 불량한 운용성(operationability)이 나타날 수 있다. 따라서, 충전제 입자의 배합량은 물질의 유형에 따라서 다양할 수 있지만, 그러한 양은 고점도 유체의 전체 질량에 대해서 50 내지 99질량%, 바람직하게는 60 내지 98질량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 97질량%의 범위일 수 있고, 추가로 바람직하게는, 80 내지 96질량%의 범위이다.
상기 고점도 유체의 점도는 25℃에서, 10 내지 1,000Pa·s 범위, 바람직하게는 100 내지 500Pa·s 범위이다. 점도가 10Pa·s 미만인 경우에는, 유체의 적하(dripping)가 용이하게 발생할 수 있다. 반면, 점도가 1,000Pa·s 초과인 경우에는, 방출성이 감소될 수 있고, 이러한 이유로, 유체의 취급성이 불량하게 될 수 있다. 점도는 레오미터(rheometer)에 의해서 측정된다.
상기 고점도 유체는 바람직하게는 그리스 성질을 나타내며, 특히, 바람직하게는 열전도성을 지니는 그리스이다. 또한, 상기 그리스는 바람직하게는 0.5W/m·K 또는 그 초과, 더욱 바람직하게는 1.0W/m·K 또는 그 초과, 특히 바람직하게는 2.0W/m·K 또는 그 초과인 고온 와이어 방법(hot wire method)에 의한 25℃에서 측정된 열전도계수를 지닌다.
상기 고점도 유체가 그리스인 경우에, 상기 충전제 입자 등과 함께 그리스를 형성하는 베이스 오일의 예로서, 광유(mineral oil)-기반 오일, 예컨대, 파라핀 오일 및 나프텐 오일; 합성 오일, 예컨대, α-올레핀 폴리머 또는 올리고머, 폴리알킬렌 글리콜, 디에스테르(이염기산 에스테르), 트리멜리트산 에스테르, 폴리올 에스테르, 퍼플루오로 폴리에테르, 폴리페닐 에테르, 및 실리콘 등이 언급될 수 있다. 전기 절연성 및 내열성 면에서, 베이스 오일은 바람직하게는 실리콘이다. 따라서, 고점도 유체는 바람직하게는 실리콘이 베이스 오일로서 사용되는 실리콘 그리스이다.
상기 언급된 실리콘 그리스는, 일반적으로, 상업적으로 구입 가능하다. 이의 예로서, 예를 들어, Dow Corning Toray Co., Ltd.로부터 제조된 SC4471CV, SC4490CV, TC-5021, TC-5022, 및 TC-5351이 언급될 수 있다.
본 발명의 디스펜서는 상기 언급된 고점도 유체를 배출시키기 위해서 사용될 수 있다. 즉, 본 발명의 디스펜서는 25℃에서, 10 내지 1,000Pa·s 범위, 바람직하게는 100 내지 500Pa·s 범위의 점도를 지니며 충전제 입자를 함유하는 고점도 유체를 배출시킬 수 있는 디스펜서이다.
본 발명의 디스펜서는
(1) 상기 고점도 유체를 함유하고 상기 고점도 유체의 출구를 지니는 용기, 상기 용기에 함유된 상기 고점도 유체를 가압함으로써 상기 출구로부터 상기 고점도 유체를 배출시킬 수 있는 플런저, 및 상기 플런저를 구동시키는 서보모터가 구비된 고점도 유체-공급 부분; 및
(2) 상기 출구로부터 배출된 상기 고점도 유체를 전달하도록 배열된 파이프, 상기 파이프에 연결된 개폐 가능한 밸브 및 상기 고점도 유체를 배출시키기 위한 배출 포트가 구비된 고점도 유체-배출 부분을 포함한다.
본 발명의 디스펜서의 특징 중 하나는, 디스펜서가 충전제 입자를 함유하는 고점도 유체를 배출시킬 때에, 디스펜서가 통상의 펌프와 같은 회전자의 작동에 의해서 유체를 펌핑하는 기계장치를 사용하지 않는다는 것이다.
회전자를 사용하는 통상의 펌프에서, 회전자 자체 및 상기 회전자의 밀봉 부분이 충전제 입자와의 접촉에 의해서 신속하게 마멸되고, 그에 따라서, 상기 점성 유체를 정확하게 공급하기가 어렵다. 또한, 마멸이 추가로 진행되는 때에, 상기 고점도 유체는 펌프로부터 누출되고, 환경이 오염될 수 있다.
반면, 본 발명의 디스펜서는 고속회전 회전자가 아니라 선형 운동을 수행하는 플런저에 의해서 압력하에 충전제 입자를 함유하는 고점도 유체를 전달한다. 그에 의해서, 본 발명의 디스펜서에서, 충전제 입자를 함유하는 상기 고점도 유체와 접촉되는 부분이 플런저의 팁 주변으로 한정된다. 또한, 플런저는 신속하게 회전하지 않으며, 이러한 이유로, 고점도 유체와 플런저의 이들의 접촉 시간에서의 상대적인 속도가 제어될 수 있다. 따라서, 디스펜서가 충전제 입자를 함유하는 고점도 유체와 접촉하는 경우에도 본 발명의 디스펜서를 마멸시키는 것이 어려우며, 충전제 입자에 의해서 유발된 마멸로 인한 상기 고점도 유체의 체적 또는 중력 공급의 어려움이 없다.
또한, 본 발명의 디스펜서의 또 다른 특징은 그러한 디스펜서가 유압 구동 기계장치에 의해서 작동되지 않는다는 것이다.
일반적으로, 유압 구동 제어에서뿐만 아니라, 액체 압 구동 제어에서도, 동력은 액체를 통해서 유도되며, 이러한 이유로, 동력을 유도하기 위한 약간의 시간차가 발생한다. 또한, 액체의 점성과 같은 성질은 온도에 따라서 변화될 수 있고, 성능이 영향을 받을 수 있다. 따라서, 높은 정확성이 요구되는 사용에서, 예를 들어, 전자 장치의 제조시에, 유압 디스펜서에서 요망되는 정확도로 배출량을 제어하는 것은 어렵다. 특히, 배출량이 감소됨에 따라서, 배출되는 특정된 양을 유지하는 것은 극히 어렵다.
따라서, 본 발명의 디스펜서에서, 플런저는 서보모터를 사용하는 전기 구동 기계장치에 의해서 구동 제어된다. 서보모터는 완전히 전기적으로 구동-제어되며, 이러한 이유로, 플런저가 아주 정확하게 구동될 수 있다. 따라서, 전자 장치의 제조에 사용되는 경우에도, 배출량은, 배출량이 작은 경우에도, 높은 정확도로 제어될 수 있다. 또한 액체, 예컨대, 오일이 사용되지 않으며, 이러한 이유로, 본 발명의 디스펜서는 클린 룸에도 사용될 수 있다. 또한, 전기 구동-제어가 에너지 효과 면에서 유압 구동-제어보다 더 우수하다.
따라서, 본 발명의 디스펜서는 내마멸성인 플런저에 의한 압력하의 전달 및 서보모터에 의한 전기 구동-제어의 이용에 의해서 충전제 입자를 함유하는 특정된 양의 고점도 유체를 장시간 동안 배출할 수 있으며, 그러한 디스펜서는 클린 룸에서도 또한 사용될 수 있다.
압력하에 충전제 입자를 함유하는 그리스와 같은 고점도 유체를 전달하기 위해서는, 일반적으로, 큰 출력 파워가 요망되며, 그러한 이유로, 큰 출력 파워를 용이하게 얻을 수 있는 유압 구동-제어가 일반적으로 사용된다. 반면, 본 발명의 디스펜서는 약 1 내지 10g과 같은 비교적 소량으로 고점도 유체를 배출시키는 경향이 있으며, 이러한 이유로, 배출 파워는 서보모터에 의한 구동에 의해서 충분히 얻어질 수 있다.
서보모터에서, 회전 구동-형 서보모터 및 선형 구동-형 서보모터(선형 서보모터)가 존재한다. 선형 서보모터를 사용하는 경우에, 선형 서보모터는 플런저와 직접적으로 연결된다. 회전 구동-형 서보모터를 사용하는 경우에, 바람직하게는, 서보모터의 회전 구동을 선형 구동으로 전환시키기 위한 스크류 잭(screw jack), 또는 볼 스크류(ball screw) 등과 같은 전환 기계장치가 구비된다.
다음으로, 본 발명의 디스펜서를 사용하는 방식이 도면을 참조로 하여 기재된다. 도 1은 본 발명의 디스펜서의 한 가지 구체예를 나타내는 개략도이다.
도 1에 도시된 디스펜서에는 케이싱(casing: 1)내에 충전제 입자를 함유하는 그리스와 같은 고점도 유체(M)를 함유하는 압력-내성 용기(3)가 구비된다. 상기 압력-내성 용기(3)는 이의 하부면에 인접하여 출구(3a)를 지닌다. 도 1에 도시된 구체예에서, 한 출구(3a)가 제공되지만, 복수의 출구가 존재할 수도 있다.
도 1에 도시된 구체예에서, 상기 압력-내성 용기(3)은 상단면이 개방된 실린더의 형태이다. 상기 압력-내성 용기(3)의 내부 원주 형태와 일치하는 실린더 형태의 단부(2a)가 제공된 플런저(2)는 상기 압력-내성 용기(3)내에서 맞물려서, 상기 압력-내성 용기내에 함유된 상기 고점도 유체(M)가 상기 상단면으로부터 가압될 수 있게 한다. 상기 플런저(2)의 샤프트(2b)는 스크류 잭(6)에 의해서 고정되어서 상기 플런저(2)가 수직으로 자유롭게 움직일 수 있게 한다. 상기 샤프트(2b)는 케이싱(1)의 개방을 통해서 상기 유지된 케이싱(1)의 내부면을 통해 통과하는데, 이는 도면에 도시되지 않는다.
상기 스크류 잭(6)은 커플링(5)을 통해서 회전 구동 유형의 상기 서보모터(4)의 회전 구동 축에 연결되고, 상기 서보모터(4)의 회전 구동은 커플링(5)를 통해서 상기 축으로부터 상기 스크류 잭(6)에 전달될 수 있다. 상기 서보모터(4)는 도면에서는 도시되지 않은 제어 시스템에 의해서 제어될 수 있다. 상기 스크류 잭(6)은 서보모터의 회전 구동을 선형 구동으로 전환시키고 상기 플런저(2)에 전달하는 전환 기계장치로서 작용한다. 상기 전환 기계장치는 스크류 잭으로 제한되지 않으며, 예를 들어, 볼 스크류 등이 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 구체예에서, 상기 압력-내성 용기(3), 플런저(2), 및 서보모터(4)는 고점도 유체 공급 부분(A)을 구성한다.
액체-기밀성을 향상시키기 위해서, 바람직하게는, 팩킹이 상기 플런저와 압력-내성 용기(3)가 접촉하는 부분에 제공된다. 팩킹을 위한 제료는 특별히 제한되지 않는다. 상기 고점도 유체(M) 중의 충전제 입자와 접촉함으로써 유발되는 마멸을 방지하기 위해서, 바람직하게는, 적어도 팩킹의 표면은 마멸-내성 물질로부터 형성된다.
상기 압력-내성 용기(3)와 상기 플런저(2)의 단부(2a)는 충전제 입자를 함유하는 상기 고점도 유체(M)와 접촉하는 부분이기 때문에, 바람직하게는, 적어도 상기 압력-내성 용기(3)의 내부 원주 표면과 상기 단부(2a)의 표면이 마멸-내성 물질로부터 형성된다. 마멸-내성 물질은 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 공지된 마멸-내성 물질, 예컨대, 고-크롬강, 및 다양한 경질 세라믹 등이 그에 대해서 사용될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 디스펜서는 상기 출구(3a)로부터 배출된 상기 고점도 유체(M)를 전달하기 위한 상기 압력-내성 용기(3)의 상기 출구(3a)에 연결된 파이프(7)를 지닌다. 상기 파이프(7)에서의 압력을 측정하기 위한 마노미터(manometer: 10,11)가 시작 단부 주변 및 종료 단부 주변에 각각 제공된다. 상기 마노미터(10,11)는 도면에 도시되지 않은 제어 시스템에 연결된다. 상기 마노미터(10,11)에 의해서 측정된 결과를 기초로 하여, 상기 서보모터(4)가 구동 제어될 수 있다. 상기 파이프(7)는 상기 고점도 유체(M)를 배출시키기 위한 노즐(9)이 구비된 밸브(8)에 연결되고, 상기 파이프(7)에 의해서 전달된 상기 고점도 유체(M)는 상기 밸브(8) 및 노즐(9)을 통해서 배출될 수 있다. 상기 밸브(8)와 노즐(9)을 통합시키는 것은 필요하지 않으며, 이들은 상기 파이프(7)의 어떠한 부분에 배열될 수 있다. 배출량을 정확하게 조절하기 위해서, 상기 밸브(8)는 바람직하게는 상기 노즐(9)에 가능한 한 가장 가까운 위치에 제공된다.
도 1에 도시된 구체예에서, 상기 파이프(7), 밸브(8) 및 노즐(9)은 고점도 유체-배출 부분(B)을 구성한다.
도 1에 도시된 상기 디스펜서를 사용하여 상기 고점도 유체(M)를 배출시키는 경우에, 먼저, 상기 고점도 유체(M)가 상기 압력-내성 용기(3)에 공급된다. 도 1에 도시된 구체예에서, 상기 플런저(2)는 위로 당겨져서 상기 압력-내성 용기(3)의 상단면을 개방시키고, 충전제 입자를 함유하는 상기 고점도 유체(M)가 도면에는 도시되지 않은 공급 수단으로부터 상기 압력-내성 용기(3)에 공급된다. 공급 포트가 상기 압력-내성 용기(3)에 제공될 수 있으며, 상기 고점도 유체(M)는 상기 공급 포트로부터 상기 압력-내성 용기(3)에 공급될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 상단면을 개방시키는 것이 필요하지 않으며, 이러한 이유로, 상기 고점도 유체(M)에 외부로부터의 오염물을 혼합시킬 가능성은 방지될 수 있다.
다음으로, 상기 서보모터(4)는 도면에 도시되지 않은 상기 제어 수단으로부터의 신호에 의해서 구동되고, 상기 플런저(2)는 상기 압력-내성 용기(3)로 압박되며, 상기 압력-내성 용기(3) 내의 고점도 유체가 가압되고 압출된다. 그에 의해서, 상기 고점도 유체(M)는 상기 압력-내성 용기(3)의 상기 출구(3a)로부터 상기 파이프(7)로 배출된다. 또한, 상기 출구(3a)로부터 배출된 상기 고점도 유체(M)는 상기 파이프(7)내에서 압력하에 전달되고, 상기 밸브(8)를 통해서 상기 노즐(9)로부터 배출된다.
상기 파이프(7)에서의 상기 고점도 유체(M)의 압력은 마노미터(10, 11)에 의해서 검출되고, 상기 제어 시스템에 전송된다. 도 1에 도시된 구체예에서, 상기 제어 시스템에 전송된 정보를 기초로 하여, 상기 서보모터(4) 및/또는 밸브(8)가 구동-제어된다. 예를 들어, 상기 고점도 유체(M)의 압력 감소를 상쇄하기 위해서 상기 밸브(8)가 개방되는 동안에는, 상기 플런저(2)의 가압력이 상기 서보모터(4)의 회전수가 증가함으로써 증가된다. 반면, 상기 밸브(9)가 폐쇄되는 동안에는, 상기 플런저(2)의 가압력이 상기 서보모터(4)의 회전수가 감소함으로써 감소된다. 그에 의해서, 상기 밸브(8)가 개방되는 동안에는, 상기 고점도 유체(M)의 압력이 표적된 수준으로 유지되고, 배출량이 특정된 양으로 제어될 수 있다. 그에 의해서, 상기 노즐(9)로부터 배출된 상기 고점도 유체(M)의 양이 정확하게 제어될 수 있다. 상기 노즐(9)로부터의 상기 고점도 유체(M)의 단일 배출량은 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 1 내지 10g 범위이고, 1 내지 5g 범위일 수 있다.
온도계가 상기 압력-내성 용기(3) 및/또는 파이프(7)에 설치되어 상기 고점도 유체(M)의 온도를 검출할 수 있고, 측정에 의해서 얻은 결과를 기초로 하여, 상기 서보모터(4)의 회전 및/또는 상기 밸브(8)의 개방 및 폐쇄가 제어될 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 디스펜서는 클린 룸에서 사용될 수 있으며, 이러한 이유로, 디스펜서는 바람직하게는 클린 룸에서 수행되는 다양한 복사 구성물(radiation construction)이 구비된 전자 장치의 제조에 사용될 수 있다.
특히, 본 발명의 디스펜서는 서보모터를 사용하는 정확한 전자 구동-제어에 의해서 소량으로도 장시간 동안 고점도 유체를 정확하게 배출시킬 수 있다. 이러한 이유로, 전자 장치에서의 사용에 요구되는 복사 구성물이 아주 정확하게 생산될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명이 실시예 및 비교예를 참조로 상세히 기재된다. 본 발명은 그러한 실시예로 제한되지 않음을 이해해야 한다.
실시예 1
2.9 W/m·K의 열전도성을 지니는 실리콘 그리스(Dow Corning Toray Co.에 의해서 제조된 TC-5351)를 도 1에 도시된 디스펜서에 의해서 간헐적으로 방출시켰다. 이의 점도를 기하학적 구조: 직경이 20mm인 평행 플레이트, 갭: 200㎛, 및 전단율: 10.0(l/s)의 조건하에 레오미터(TA Instruments에 의해서 제작된 AR 550)에 의해서 측정하였다. 그 결과, 25℃에서의 상기 실리콘 그리스의 점도는 318Pa·s였다.
더욱 특히, 상기 서보모터(4)를 구동시켰고, 상기 압력-내성 용기(3)에서의 실리콘 그리스가 상기 플런저(2)에 의해서 가압되는 동안에, 상기 밸브(8)를 15초 동안 개방시켰다. 이러한 동안에, 상기 노즐(9)로부터 배출된 그리스의 중량을 측정하였고, 배출 안정성을 평가하였다. 상기 실리콘-그리스의 배출을 4,000회 수행하였다. 그 결과를 표 1에 기재하였다.
표 1
Figure pct00001
후속하여, 배출을 500 시간이 경과할 때까지 수행하였다. 그 결과, 디스펜서의 고점도 유체의 공급 부분에서의 그리스의 누출과 같은 문제가 발견되었다.
비교예 1
도 1에서의 고점도 유체의 공급 부분을 페일 펌프(pail pump)(Taiyo Techno Ltd.에 의해서 제작됨)로 대체함을 제외하고는, 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 디스펜서를 사용하여, 시간에 따른 실리콘 그리스의 배출량의 변화를 실시예 1에 기재된 방식과 동일한 방식으로 평가하였다. 평가를 시작한 지 300시간이 경과한 후에, 페일 펌프의 샤프트로부터 실리콘 그리스의 누출이 두드러지게 관찰되었다. 475 시간 후에, 대량의 누출이 관찰되었다. 샤프트 및 샤프트 근처에서의 팩킹의 분석 결과로서, 상당한 마멸이 샤프트 및 팩킹 둘 모두에서 발생했다.
비교예 2
도 1에서의 상기 플런저(2)의 구동 수단으로서 상기 서보모터(4)를 유압 실린더로 대체함을 제외하고는, 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 디스펜서를 사용하여, 시간에 따른 실리콘 그리스의 배출량의 변화를 실시예 1에 기재된 방식과 동일한 방식으로 평가하였다. 결과를 표 2에 기재하였다.
표 2
Figure pct00002
비교예 2에서, 배출량은 실시예 1과 비교하여 초기 배출 단계에서도 대체로 변화되었다. 따라서, 수력학적 구동 시스템에 의한 특정된 양의 고점도 실리콘 그리스를 정확하게 제공하는 것은 어렵다.
산업산 이용 가능성
본 발명의 디스펜서는, 예를 들어, 클린 룸에서 전자 장치를 제조하는데 적합하게 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 디스펜서는, 열전도성 그리스가 가열 부재, 예컨대, 반도체 부재 등과 라디에이터, 예컨대, 히트 파이프, 또는 히트싱크 등 사이에 존재하는, 복사 구조물을 함유하는 전자 장치의 제조에서 적합하게 사용될 수 있다.
1: 케이싱, 2: 플런저, 3: 압력-내성 용기, 4: 서보모터, 5: 커플링, 6: 스크류 잭, 7: 파이프, 8: 밸브, 9: 노즐, 10,11: 마노미터.

Claims (10)

  1. 25℃에서 10 내지 1,000Pa·s 범위의 점도를 지니며 충전제 입자를 함유하는 고점도 유체를 배출시키기 위한 디스펜서로서,
    (i) 상기 고점도 유체를 함유하고 상기 고점도 유체의 출구를 지니는 용기, 상기 용기에 함유된 상기 고점도 유체를 가압함으로써 상기 출구로부터 상기 고점도 유체를 배출시킬 수 있는 플런저(plunger), 및 상기 플런저를 구동시키는 서보모터(servomotor)가 구비된 고점도 유체-공급 부분; 및
    (ii) 상기 출구로부터 배출된 상기 고점도 유체를 전달하도록 배열된 파이프, 상기 파이프에 연결된 개폐 가능한 밸브 및 상기 고점도 유체를 배출시키기 위한 배출 포트가 구비된 고점도 유체-배출 부분을 포함하는 디스펜서.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 서보모터의 회전 구동을 선형 구동으로 전환시키기 위한 전환 기계장치를 추가로 포함하는 디스펜서.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 플런저와 상기 용기 사이에 제공된 팩킹을 추가로 포함하는 디스펜서.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고점도 유체상에 발휘되는 압력을 검출함으로써 상기 밸브의 개폐 및 상기 서보모터의 구동을 제어할 수 있는 디스펜서.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고점도 유체상에 발휘되는 압력을 검출함으로써 상기 밸브의 개폐 및 상기 서보모터의 구동을 제어하여 상기 고점도 유체의 배출량을 제어할 수 있는 디스펜서.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고점도 유체의 단일 배출량이 1 내지 10g의 범위인 디스펜서.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 고점도 유체와 접촉하는 상기 용기 및/또는 상기 플런저의 부분이 마멸-내성인 디스펜서.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전제 입자가 금속, 무기 산화물, 무기 질화물, 및 무기 탄화물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 입자를 포함하는 디스펜서.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전제 입자의 양이 고점도 유체의 전체 질량에 대해서 50 내지 99질량%의 범위인 디스펜서.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고점도 유체가 실리콘 그리스인 디스펜서.
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