KR20150015679A - 초음파 세정 장치 및 이를 이용한 세정 시스템 - Google Patents

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KR20150015679A KR1020130091317A KR20130091317A KR20150015679A KR 20150015679 A KR20150015679 A KR 20150015679A KR 1020130091317 A KR1020130091317 A KR 1020130091317A KR 20130091317 A KR20130091317 A KR 20130091317A KR 20150015679 A KR20150015679 A KR 20150015679A
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Abstract

본 발명에 따른 초음파 세정 장치는 하면이 피세정물에 대향하도록 구비되고, 내부로 냉각유체가 유입되기 위한 냉각유체유입구와, 내부에 유입된 냉각유체가 배출되기 위한 냉각유체배출구가 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 수납되는 제1전달체와, 상기 제1전달체의 상면에 각각 경사지게 설치되며 초음파를 발생시키느 제1압전소자 및 제2압전소자와, 상면이 상기 하우징의 하면에 밀착 고정되면서 상기 제1전달체의 하면과 결합되는 제2전달체를 포함하며, 상기 하우징의 내부로 유입된 냉각유체에 의해 냉각되는 진동자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 세정 시스템은 초음파 세정 장치; 및 피세정물에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 세정 장치 및 이를 이용한 세정 시스템{An ultrasonic cleaning apparatus and ultrasonic cleaning system using the same}
본 발명은 초음파 세정 장치 및 이를 이용한 세정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 장치에서 연마설비는 화학적 작용과 기계적 작용을 이용하여 웨이퍼의 표면이 연마되게 함으로써 평탄화하는 방식을 사용하며, 이를 통상 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, 일명 약칭해서 CMP라고도 함)라고 한다.
반도체 분야에서 미세한 선폭의 회로선들을 다단층의 고밀도로 집적시켜 반도체 소자를 제조하는 것이 요구되며, 이러한 고집적도의 반도체 소자 제조를 위해서는 그에 상응하는 고도의 표면 평탄화를 이루어낼 수 있는 연마기술이 필요하다.
이러한 고집적 반도체 소자 제조를 위한 미크론 단위(약 1㎛ 이하)의 초정밀 표면연마를 이루어내기 위해서는 기계적인 표면 연마만으로는 한계가 있으므로 현재는 화학적 연마와 기계적 연마를 병행토록 하는 화학적 기계적 연마가 주로 이용되고 있다.
웨이퍼의 평탄화는 폴리싱 헤드에서의 진공압에 의해 웨이퍼의 비연마면을 흡착하고, 연마면은 연마 패드에 면접촉되도록 한 상태에서 연마 패드와 폴리싱 헤드를 동시에 회전시키도록 하는 것이다.
이 때, 연마 패드와 웨이퍼의 연마면 사이로는 슬러리(slury)가 동시에 공급되게 함으로써 기계적인 연마와 함께 화학적인 연마가 이루어지도록 하는 것이다.
기계적 마찰과 슬러리를 이용하여 화학적 기계적 연마가 수행되도록 한 다음에는 연속적으로 후속의 웨이퍼를 연마할 수 있도록 연마 패드에 잔류하는 슬러리를 제거하는 세정을 수행한다.
웨이퍼의 세정은 웨이퍼를 세정액에 투입하였다가 배출하는 방식이 주로 사용되었으나, 최근에는 웨이퍼를 세정액에 투입한 후, 세정액에 초음파를 인가하여 세정 효율을 높이는 초음파 세정 장치 및 이를 이용한 세정 시스템이 이용되고 있다.
이 때, 초음파를 이용한 세정은 입자 가속도와 초음파의 캐비테이션(cavitation) 현상에 의해 이루어진다.
이러한 캐비테이션 현상은 초음파가 용액 중에 전달될 때 초음파의 압력에 의해 마이크로미터(㎛) 크기이하이면서 내부가 진공상태인 미세한 기포가 생성된 후 폭발하면서 소멸되는 현상이 빠르게 반복되는 것을 의미하는데 캐비테이션 현상에 의해 발생된 기포가 폭발할 때 순간적으로 강한 충격파가 발생될 뿐만 아니라 높은 압력과 고온을 동반한다.
상기와 같이 캐비테이션 현상에 의해 발생되는 충격파에 의해서 반도체 기판에 형성되어 있는 패턴의 깊숙한 곳까지 단시간 내에 세정이 이루어지도록 하는 것이 초음파 세정 장치 및 이를 이용한 세정 시스템이다.
그런데, 초음파 세정 장치는 매엽식에 있어서, 피세정물을 세정하면서 피세정물에 전달된 초음파 중 반사된 반사파에 의해 진동자의 임피던스 특성이 변화하게 된다.
도 1은 통상적인 상태의 진동자의 임피던스 특성과 피세정물을 세정하면서 변화되는 진동자의 임피던스 특성을 나타낸 그래프이다. 여기에서 도 1에 도시된 A는 통상적인 상태의 진동자의 임피던스 특성 변화를 나타낸 그래프이고, 도 1에 도시된 B는 피세정물을 세정하는 상태에서 변화되는 진동자의 임피던스 특성을 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 진동자는 피세정물을 세정하면서 피세정물에 전달된 초음파 중 반사된 반사파에 의해, 임피던스의 특성이 변하거나 세정성능이 저하되는 문제점이 있다.
이와 관련된 기술로서, KR 2005-0051907 A1은 2개의 진동로드 중 하나의 단부가 초음파의 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이조건을 갖도록 구성하고, 상기 단부에 다른 진동로드를 수직/조합하여 종파모드 대비 횡파모드로 진동하는 구조인 것이 특징이다. 또한 이러한 진동로드의 조합구조를 반도체 웨이퍼 또는 LCD 패널의 초음파 세정에 적용하기 위해 거치대 및 구동수단을 구비하고, 대응하는 진동로드가 반도체 웨이퍼 또는 LCD 패널의 상면 전반에 걸쳐 초음파 진동을 공급하도록 구동수단은 거치대를 회전 또는 이송할 수 있는 구조를 갖는 초음파 세정장치가 기재되어 있다.
그러나 종래기술은 초음파에서 피세정물로 전달된 반사파가 다시 진동소자에서 초음파가 발생한 지점으로 귀환되어 진동소자의 임피던스 특성이 영향을 받게 되는 문제점이 있다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 초음파 세정 장치 및 이를 이용한 세정 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
(선행문헌 1) KR 2005-0051907 A1 (2005.06.02)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 반사파에 의해 압전소자가 영향을 받아 진동자의 임피던스 특성이 변화되는 것을 방지할 수 있는 초음파 세정 장치 및 이를 이용한 세정 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 진동자가 동작하면서 발생하는 열 때문에 진동자의 특성이 변하여 진동자의 내부에 설치된 압전소자가 영향을 받아 손상되는 것을 방지할 수 있는 초음파 세정 장치 및 이를 이용한 세정 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 초음파 세정 장치는 하면이 피세정물에 대향하도록 구비되고, 내부로 냉각유체가 유입되기 위한 냉각유체유입구와, 내부에 유입된 냉각유체가 배출되기 위한 냉각유체배출구가 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에 수납되는 제1전달체와, 상기 제1전달체의 상면에 각각 경사지게 설치되며 초음파를 발생시키느 제1압전소자 및 제2압전소자와, 상면이 상기 하우징의 하면에 밀착 고정되면서 상기 제1전달체의 하면과 결합되는 제2전달체를 포함하며, 상기 하우징의 내부로 유입된 냉각유체에 의해 냉각되는 진동자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동자는 상기 제1전달체의 상면에 각각 서로 반대 방향으로 경사진 제1경사면 및 제2경사면이 형성되고, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자가 각각 상기 제1경사면 및 제2경사면에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1전달체는 상기 제1경사면과 제2경사면이 서로 대칭되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1전달체는 상기 제1경사면과 제2경사면의 둘레면에 각각 단차가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 초음파 세정 장치는 상기 하우징과 제2전달체가 나사결합에 의해 서로 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치를 이용한 세정 시스템은 상기 초음파 세정 장치; 및 피세정물에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치는 진동자의 제1압전소자 및 제2압전소자에서 피세정물로 전달된 초음파 중 반사된 반사파가 다시 제1압전소자 및 제2압전소자로 귀환되는 것을 방지할 수 있어 진동자의 임피던스 특성이 반사파에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있는 효과가 있고,
특히, 진동자가 동작하면서 발생하는 열이 냉각유체에 의해 냉각됨으로써, 진동자가 동작하면서 발생하는 열 때문에 진동자의 특성이 변하여 제1압전소자 및 제2압전소자가 영향을 받아서 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 진동자는 제1전달체의 상면에 각각 서로 반대 방향으로 경사진 제1경사면 및 제2경사면이 형성되고, 제1압전소자 및 제2압전소자가 각각 제1경사면 및 제2경사면에 결합됨으로써, 제1경사면 및 제2경사면의 경사각도를 자유롭게 조절하여 제1압전소자 및 제2압전소자에서 발생한 초음파가 피세정물로 조사되는 각도를 자유롭게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 제1전달체는 경사면의 둘레면에 단차가 형성됨으로써, 냉각유체에 의한 냉각효율이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치는 하우징과 제2전달체가 나사결합에 의해 서로 탈착가능하게 결합됨으로써, 진동자가 고장날 경우 하우징과 제2전달체의 나사결합을 간편하게 분리하여 교체할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치를 이용한 세정 시스템은 피세정물에 경사지게 대향하도록 구비됨으로써, 피세정물에 전달된 초음파 중 반사된 반사파가 압전소자의 초음파가 발생한 지점으로 귀환되는 것을 더욱 방지할 수 있어 진동자의 임피던스 특성이 반사파에 의해 영향을 받는 것을 더욱 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통상적인 상태의 진동자의 임피던스 특성과 피세정물을 세정하면서 변화되는 진동자의 임피던스 특성을 나타낸 그래프
도 2는 본 발명에 따른 초음파 세정 장치를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 초음파 세정 장치를 나타낸 분해사시도
도 5는 통상적인 상태의 진동자의 임피던스 특성과 피세정물을 세정하는 상태의 본 발명의 실시예에 따른 진동자의 임피던스 특성을 나타낸 그래프
도 6은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치의 실시예 1을 나타낸 단면도
도 7은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치의 실시예 2를 나타낸 단면도
도 8은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치의 실시예 3을 나타낸 단면도
도 9는 본 발명에 따른 초음파 세정 장치의 실시예 4를 나타낸 단면도
도 10은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치를 이용한 초음파 세정 시스템을 나타낸 단면도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 포괄적인 의미로, 피세정물(10)을 초음파 진동을 이용하여 세정하기 위한 초음파 세정 장치(1) 및 이를 이용한 세정 시스템(1000)에 관한 것이다. 이 때, 피세정물(10)은 웨이퍼기판, 인쇄회로기판 또는 LCD 기판 등이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 방향 표시에 있어서, 도면의 상측이 상측, 도면의 하측이 하측으로 정의하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)를 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)를 나타낸 분해사시도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 세정 장치(1)는 하우징(100) 및 진동자를 포함하여 구성된다.
상기 하우징(100)은 피세정물(10)과 상측으로 일정간격 이격되어 하면이 피세정물(10)에 대향하도록 구비되고, 냉각유체유입구(110)와, 냉각유체배출구(120)를 포함하여 구성된다.
또한, 도면에는 상기 하우징(100)이 원통형으로 형성된 실시예가 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
상기 냉각유체유입구(110)는 상기 하우징(100)의 상면에 형성될 수 있고, 일단이 상기 하우징(100)의 내부와 연통되고 타단이 냉각유체가 저장된 냉각유체저장탱크(미도시)와 연통되어 상기 하우징(100)의 내부로 냉각유체를 유입하는 역할을 한다.
또한, 상기 냉각유체유입구(110)는 도면에 파이프형태로 형성된 실시예가 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 상기 냉각유체유입구(110)는 다수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉각유체유입구(110)는 표면에 다수의 통공(미도시)이 형성되어 냉각유체를 분무할 수 있다.
상기 냉각유체배출구(120)는 상기 하우징(100)의 상면에 형성될 수 있고, 일단이 상기 하우징(100)의 내부와 연통되고 타단이 상기 하우징(100)의 외부와 연통되어 상기 하우징(100)의 내부에 유입된 냉각유체를 배출하는 역할을 한다.
또한, 상기 냉각유체배출구(120)는 도면에 파이프형태로 형성된 실시예가 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 상기 냉각유체배출구(120)는 다수개 형성될 수 있다.
상기 진동자는 피세정물(10)을 향하여 초음파를 전달하기 위한 구성으로, 제1전달체(210), 제1압전소자(220), 제2압전소자(230), 제2전달체(240)를 포함하여 구성된다.
상기 제1전달체(210)는 상기 하우징(100)의 내부에 수납된다. 이 때, 상기 제1전달체(210)의 재질은 열전달효율이 높은 재질인 알루미늄 또는 구리 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)는 상기 제1전달체(210)의 상면에 각각 경사지게 설치되며 초음파가 발생한다. 이 때, 상기 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)에서 각각 발생된 초음파는 상기 제1전달체(210)로 전달된다.
상기 제2전달체(240)는 상기 하우징(100)의 하면에 밀착 고정되며, 상기 제1전달체(210)의 하면과 결합되어 상기 제1전달체(210)에서 이송된 초음파를 피세정물(10)로 전달한다.
한편, 진동자와 피세정물(10) 사이에는 세정액이 도포되어 세정액층이 형성된다.
도 5는 통상적인 상태의 진동자의 임피던스 특성과 피세정물(10)을 세정하는 상태의 본 발명의 실시예에 따른 진동자의 임피던스 특성을 나타낸 그래프이다. 여기에서 도 5의 A 선은 통상적인 상태의 진동자의 임피던스 특성 변화를 나타낸 그래프이고, 도 5의 C선은 피세정물(10)을 세정하는 상태의 본 발명의 실시예에 따른 진동자의 임피던스 특성 변화를 나타낸 그래프이다. 단, 도 5에 도시된 임피던스 값 0, 2, 8, 10은 실제 임피던스 값이 아니며, 이해를 돕기 위해 임의로 설정한 수치이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)에 구성된 진동자는 피세정물(10)에 전달된 초음파 중 반사된 반사파가 압전소자의 초음파 발생 지점으로 귀환되지 않게 되어, 상기 압전소자가 반사파의 영향을 받지 않게 되어 상기 진동자의 임피던스 특성 변화폭이 줄어드는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)는 진동자의 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)에서 피세정물(10)로 전달된 초음파 중 반사된 반사파가 다시 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)로 귀환되는 것을 방지할 수 있어 진동자의 임피던스 특성이 반사파에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있는 효과가 있고,
특히, 진동자가 동작하면서 발생하는 열이 냉각유체에 의해 냉각됨으로써, 진동자가 동작하면서 발생하는 열 때문에 진동자의 특성이 변하여 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)가 영향을 받아서 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 압전소자에서 발생하여 피세정물(10)을 전달된 초음파는 상기 제1전달체(210), 상기 제2전달체(240), 및 상기 제2전달체(240)와 상기 세정액층을 순차적으로 경유한 후, 피세정물(10)에 도달하게 된다.
또한, 상기 진동자는 상기 제1전달체(210)의 상면에 각각 서로 반대 방향으로 경사진 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)이 형성되고, 상기 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)가 각각 상기 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)에 결합되어, 상기 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)가 각각 상기 제1전달체(210)의 상면에 경사지게 설치될 수 있다. 이 때, 상기 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)은 서로 대향하는 방향으로 갈수록 경사가 높아지는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)은 0.7도 내지 45도로 구성될 수 있으며, 이는 상기 진동자의 임피던스 특성이 반사파에 의해 영향을 받지 않게 되는 최소한의 수치로서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 수치를 경험적 및 실험적으로 산출하였다.
이에 따라, 본 발명에 따른 진동자는 제1전달체(210)의 상면에 각각 서로 반대 방향으로 경사진 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)이 형성되고, 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)가 각각 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)에 결합됨으로써, 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)의 경사각도를 자유롭게 조절하여 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)에서 발생한 초음파가 피세정물(10)로 조사되는 각도를 자유롭게 조절할 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 제1전달체(210)는 상기 경사면의 둘레면에 단차(213)가 형성될 수 있다. 이 때, 상기 단차(213)는 요철형태로 형성되거나 다수의 핀이 나란히 배열된 형태로 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 제1전달체(210)는 경사면의 둘레면에 단차(213)가 형성됨으로써, 냉각유체에 의한 냉각효율이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)는 상기 하우징(100)과 제2전달체(240)가 나사(310)에 의해 서로 탈착가능하게 결합될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 진동자는 하우징(100)과 제2전달체(240)가 나사결합에 의해 서로 탈착가능하게 결합됨으로써, 압전소자가 고장날 경우 하우징(100)과 제2전달체(240)의 나사결합을 간편하게 분리하여 교체 또는 수리 할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예에 대해 설명하기로 한다.
<실시예 1>
도 6은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 1을 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 1은 상기 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)이 서로 대향하는 반대 방향으로 갈수록 경사가 높아지는 형태로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)는 상기 제1경사면(211) 및 제2경사면(212)에 각각 결합되어, 상기 제1압전소자(220)에서 발생하는 초음파의 입사경로와 제2압전소자(230)에서 발생하는 초음파의 입사경로가 서로 겹치지 않게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 1은 상기 제1압전소자(220)에서 발생하는 초음파와 제2압전소자(230)에서 발생하는 초음파가 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
<실시예 2>
도 7은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 2를 나타낸 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 2는 상기 냉각유체유입구(110)가 상기 하우징(100)의 수평방향 일면에 형성될 수 있고, 상기 냉각유체배출구(120)가 상기 하우징(100)의 수평방향 타면에 형성될 수 있다.
이 때, 상기 냉각유체유입구(110)는 상기 하우징(100)의 내부로 유입되는 냉각유체를 상기 제1전달체(210)의 단차(213)로 바로 분사할 수 있어서 냉각효율을 더욱 높일 수 있으며, 상기 냉각유체배출구(120)는 상기 하우징(100)의 내부에 유입된 냉각유체를 수평방향으로 배출함으로써, 더욱 신속하게 배출할 수 있다.
<실시예 3>
도 7은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 3을 나타낸 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 3은 상기 실시예 1과 실시예 2의 구성을 모두 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1압전소자(220) 및 제2압전소자(230)는 상기 제1압전소자(220)에서 발생하는 초음파의 입사경로와 제2압전소자(230)에서 발생하는 초음파의 입사경로가 서로 겹치지 않게 되고, 상기 냉각유체유입구(110)는 상기 하우징(100)의 내부로 유입되는 냉각유체를 상기 제1전달체(210)의 단차(213)로 바로 분사할 수 있어서 냉각효율을 더욱 높일 수 있으며, 상기 냉각유체배출구(120)는 상기 하우징(100)의 내부에 유입된 냉각유체를 수평방향으로 배출함으로써, 더욱 신속하게 배출할 수 있는 효과를 모두 가질 수 있다.
<실시예4>
도 9는 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 4를 나타낸 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 4는 상기 제2전달체(240)의 상면이 함몰된 형태로 형성되고 상기 제2전달체(240)의 하면이 돌출된 형태로 형성되고, 상기 하우징(100)이 캡형태로 형성되어 상기 제2전달체(240)의 상면에 결합된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)의 실시예 3은 상기 하우징(100)과 제2전달체(240)가 서로 결합된 결합면이 피세정물(10)에서 좀 더 멀리 배치됨으로써, 피세정물(10)에 도포된 세정액이 상기 하우징(100)과 제2전달체(240) 사이로 난입되는 것이 방지할 수 있어, 진동자에 의한 피세정물(10)의 역오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 10은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)를 이용한 초음파 세정 시스템(1000)을 나타낸 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)를 이용한 세정 시스템(1000)은 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1); 및 피세정물(10)에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단(400);을 포함하여, 상기 초음파 세정 장치(1)가 피세정물(10)에 경사지게 대향하도록 구비될 수 있다.
상기 세정액 공급수단(400)은 피세정물(10)에 세정액을 공급하여 피세정물(10)에 세정액으로 이루어진 세정액층이 형성되게 한다. 이 때, 피세정물(10)은 회전이 가능한 회전판(20)나 수평방향으로 이동이 가능한 컨베이어 벨트(미도시)에 배치되어 세정액을 공급받을 수 있다.
또한, 상기 세정액 공급수단(400)은 피세정물(10)의 표면이 파손되지 않도록 세정액을 분무식으로 분사할 수 있다.
또한, 상기 초음파 세정 장치(1)를 이용한 세정 시스템(1000)은 피세정물(10)에 0.5도 내지 7도로 경사지게 대향하도록 구비될 수 있다.
단, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)를 이용한 세정 시스템(1000)이 피세정물(10)에 경사지게 대향하는 각도가 커질수록 상기 진동자의 반사파에 의한 임피던스 특성 변화가 줄어드나 각이 너무 크면 설치 및 동작 등의 문제가 발생하므로, 상기 초음파 세정 장치(1)는 위와 같은 경사각도로 경사지게 대향하도록 구비되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에 따른 초음파 세정 장치(1)를 이용한 세정 시스템(1000)은 상기 초음파 세정장치가 피세정물(10)에 경사지게 대향하도록 구비됨으로써, 피세정물(10)에 전달된 초음파 중 반사된 반사파가 압전소자의 초음파가 발생한 지점으로 귀환되는 것을 더욱 방지할 수 있어 진동자의 임피던스 특성이 반사파에 의해 변화되는 것을 더욱 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 피세정물
20 : 회전판
1 : 본 발명에 따른 초음파 세정 장치
100 : 하우징
110 : 냉각유체유입구
120 : 냉각유체배출구
210 : 제1전달체
211 : 제1경사면
212 : 제2경사면
213 : 단차
220 : 제1압전소자
230 : 제2압전소자
240 : 제2전달체
310 : 나사
1000 : 본 발명의 실시예에 따른 초음파 세정 장치를 이용한 초음파 세정 시스템;
400 : 세정액 공급수단

Claims (6)

  1. 하면이 피세정물에 대향하도록 구비되고, 내부로 냉각유체가 유입되기 위한 냉각유체유입구와, 내부에 유입된 냉각유체가 배출되기 위한 냉각유체배출구가 형성되는 하우징; 및
    상기 하우징의 내부에 수납되는 제1전달체와, 상기 제1전달체의 상면에 각각 경사지게 설치되며 초음파를 발생시키느 제1압전소자 및 제2압전소자와, 상면이 상기 하우징의 하면에 밀착 고정되면서 상기 제1전달체의 하면과 결합되는 제2전달체를 포함하며, 상기 하우징의 내부로 유입된 냉각유체에 의해 냉각되는 진동자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진동자는
    상기 제1전달체의 상면에 각각 서로 반대 방향으로 경사진 제1경사면 및 제2경사면이 형성되고, 상기 제1압전소자 및 제2압전소자가 각각 상기 제1경사면 및 제2경사면에 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1전달체는
    상기 제1경사면과 제2경사면이 서로 대칭되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1전달체는
    상기 제1경사면과 제2경사면의 둘레면에 각각 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 초음파 세정 장치는
    상기 하우징과 제2전달체가 나사결합에 의해 서로 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치.
  6. 제1항에 의한 초음파 세정 장치; 및
    피세정물에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 장치를 이용한 세정 시스템.
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