KR20150058162A - 이중-용매 증기 디그리싱 시스템에서 린스 유체로부터 세척 용매의 연속적인 분리를 위한 방법 및 장치 - Google Patents
이중-용매 증기 디그리싱 시스템에서 린스 유체로부터 세척 용매의 연속적인 분리를 위한 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
정밀 구성요소를 세척하기 위한 방법은 사전-세척 모듈 탱크에 배치된 가열된 용매화 작용제에서의 구성요소를 침지하여, 접착성 오염물을 제거하는, 침지 단계와; 개별적인 린스 디그리서에서 임의의 나머지 오염물 및 잔류 용매화 작용제를 제거하기 위해 린스 용매로 구성요소를 처리하여, 구성요소로부터 제거된 오염물은 린스 디그리서에 수집되는, 처리 단계와; 린스 용매로부터 오염물을 제거하고 린스 용매를 린스 디그리서로 향하게 하기 위해 린스 디그리서로부터 마이크로-스틸로의 오염된 린스 용매를 제거하는 단계를 포함한다. 정밀 구성요소로부터 오염물을 세척하기 위한 장치가 또한 제공되며, 상기 장치는 가열된 용매화 작용제를 함유하는 사전-세척 모듈 탱크와, 린스 용매를 함유하는 증기 디그리서와, 린스 용매로부터 오염물을 분리하고, 정화된 린스 용매를 린스 디그리서로 향하게 하는 마이크로-스틸을 포함한다.
Description
본 발명은 전자기기 및 다른 구성요소들을 세척하기 위한 시스템에서 린스 유체로부터 오염물을 연속적으로 분리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
땜납 플럭스 및 다른 오염물은 종종 제조시에 전자 및 다른 구성요소 상에 남아있다. 오염물은 용매의 이용에 의해 구성요소로부터 제거된다. 용매 및 잔류 오염물은 린스 용매로 제거된다.
다양한 제품, 특히 회로 보드, 의료용 디바이스, 항공 우주 구성요소, 및 군용 구성요소와 같은 전자 구성요소의 제조에서, 이중-용매 세척 시스템이 사용된다. 일반적으로, 제 1 용매{또한 " 용매화 작용제(solvating agent)로 언급됨}는 땜납 플럭스, 오일, 윤활유 등과 같은 접착성 토양(adherent soil)을 제거하는데 사용되고, 제 2 용매(또한, "린스제"로 언급됨)는 제품을 헹구는데 사용된다. 이렇게 할 때, 세척 용매 및 제조 퇴적물(detritus)의 양은 린스 용매에서 수집된다. 린스 용매는 비용이 많이 드는 라인 폐쇄를 야기하지 않고도 이들 오염물을 주기적으로 정화해야 한다.
본 발명은 디그리서(degreaser)에서 재사용하기 위해 고가의 린스 용매를 재생(reclaiming)하면서, 다중 용매 및 오염물을 자동으로 분리하기 위해 시스템 동작 동안 연속적으로 수행된 이중-용매 프로세스에 기초한다. 프로세스는, 세척 작용에 영향을 미치지 않고, 용매, 기기 및 세척되는 제품에 어떠한 손상도 야기하지 않도록 하는 품질로 높은 백분율의 재생된 용매를 산출하고, 시스템으로부터의 주기적인 제거를 위해 폐기물 스트림을 자동으로 격리시킨다. 이러한 이중-용매 프로세스는 침지 하의 스프레이(spray-under-immersion)에서의 용매화 작용제, 초음파를 이용한 초기 세척 단계, 또는 그렇지 않으면 하나의 유형의 응용 특정 화학에서의 교반(agitated) 프로세스와, 뒤이어 잔류 오염물 또는 용매화 작용제를 제거하기 위해 2차 세척 및 린스 작용을 위한 제 2 상이한 용매 프로세스와 병합한다.
이러한 세척 모듈 프로세스는 2차 린스 용매 상의 작은 부하를 생성하여, 세척 레벨을 개선하면서 용매 배스(bath) 수명을 연장하는 토양 제거의 초기 단계를 제공할 것이다.
본 발명은 기재로부터 접착성 토양을 효과적으로 제거하기 위해 프로세스 단계의 조합을 이용한다. "기재"라는 용어는 불필요한 물질에 의한 오염을 겪을 수 있는 제조의 임의의 디바이스 또는 물품을 나타내는 넓은 범위에서 본 명세서에 사용된다. 따라서, "기재"라는 용어는 예를 들어, 기계 부분, 툴, 또는 인쇄 회로 보드, 의료용 디바이스, 항공 우주 구성요소, 및 군용 구성요소와 같은 전자 구성요소를 포함한다. 마찬가지로, "접착성 토양"이라는 용어는 또한 예를 들어, 통상적인 기계적 수단에 의해 기재로부터 쉽게 제거되지 않는 불필요한 물질을 나타내는 넓은 범위에서 사용된다. 따라서, "접착성 토양"이라는 용어는 예를 들어, 그리스, 왁스, 오일, 접착제, 로진, 및 수지 계의 플럭스와 같은 무기 및 유기 물질을 포함한다. 하지만, 출원인은, 본 발명이 인쇄 회로 보드로부터 로진 및 또는 수지 플럭스의 세척과 연계하여 그리고 기계 부분으로부터 왁스, 그리스 및/또는 오일의 세척과 연계하여 특정한 용도를 발견할 것임을 구상한다.
본 발명에 사용된 용매화 작용제는 종래 기술에 잘 알려진 하나 이상의 세척제이다. 그러한 세척제의 예는 Bixenman 등의 미국 특허 번호 5,128,057' Doyel 등의 미국 특허 번호 7,288,511 B2에 기재된 것과; 컬럼 4, 라인 64 내지 컬럼 5, 라인 12로의 Hayes 등의 미국 특허 번호 5,679,175에 기재된 세척제와, Doyel 등의 특허 공보 20120152286에 기재된 것과, Doyel 등의 미국 특허 번호 6,130,195에 기재된 것이다. 세척제는 또한 다른 바람직한 특성 및 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 바람직한 용매화 작용제는 기재 또는 기재의 구성요소의 구성의 물질에 대한 세기, 무결성(integrity) 또는 조작성(operability)에 악영향을 미치지 않을 것이다. 인쇄 회로 보드를 포함하는 기재에 대해, 용매화 작용제는 바람직하게 에폭시 수지 주입 유리 섬유에 대해 비활성이고, 이를 위한 용매가 아니다. 용매화 작용제는 또한 바람직하게 처리 특징을 개선하기 위해 표면 장력이 낮고, 안전 특징을 개선하기 위해 독성이 낮고, 높은 발화점을 갖는다. 용매화 작용제가 대기, 토양 및 물에 좋다는 것이 매우 바람직하다. 화학적 및 광화학 안정성은 또한 용매화 작용제의 다른 바람직한 특성이다. 용매화 작용제의 추가의 바람직한 특징은, 린스제의 개선된 복구를 용이하게 할 린스제의 끓는 점에, 당업자에 의해 매칭되는, 끓는 점이다.
린스제는 또한 바람직하게 오존층의 고갈을 야기하는 경향이 거의 없거나 전혀 없어야 한다. 더 구체적으로, 린스제가 약 0.15보다 크지 않은, 더 바람직하게 약 0.05보다 크지 않은, 심지어 더 바람직하게 약 0의 오존 고갈 인자(ODP)를 갖는다는 것이 매우 바람직하다. 오존 고갈 인자는 지구의 오존 층 상에 휘발성 물질이 갖는 악영향의 잘 알려진 척도이다.
현재 사용되는 린스제가 적어도 부분적으로 린스제를 구성하는 분자에서 염소의 부재(absence) 또는 감소된 양으로 인해 대기 오존에 비교적 좋다는 것이 당업자에 의해 인식되어야 한다. 하지만, 또한 감소된 염소 함량이, 로진 땜납 플럭스를 포함하는 많은 접착성 토양을 린스제가 용매화할 수 있는 능력을 감소시킨다는 것이 인식될 것이다. 그럼에도 불구하고, 바람직한 린스제의 비교적 낮은 용매화 파워(power)는 본 발명의 방법의 세척 유효성에 유해하지 않다. 따라서, 본 린스제가 세척될 기재로부터 용매화 작용제를 씻는다는 것이 이해될 것이고, 린스제가 접착성 토양을 용매화할 수 있는 임의의 능력을 갖는다는 것이 요구되지 않지만, 이러한 능력은 본 발명의 특정 실시예에 존재할 수 있다.
본 발명에 사용된 린스제는 또한 다른 바람직하고 유리한 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 린스제는 바람직하게 구성요소의 기재의 구성의 물질에 대한 세기, 무결성 또는 조작성에 악영향을 끼치지 않는다. 인쇄 회로 보드를 포함하는 기재에 대해, 린스제는 바람직하게 에폭시 수지 주입 유리 섬유에 대해 비활성이지만, 이를 위한 용매가 아니다. 린스제는 또한 바람직하게 안전 특징을 개선하기 위해 독성이 낮고 높은 발화점을 소유한다. 또한 린스제가 대기, 토양 및 물에 좋다는 것이 매우 바람직하다. 화학적 및 광화학적 안정성은 또한 린스제의 다른 바람직한 특성이다. 린스제에 대해 전술한 각 특징은 전체적으로 린스 조성물에 대해 동일하게 바람직하다. 린스제의 추가의 바람직한 특징은 세척제로부터 린스제의 분리를 용이하게 하는 끓는점 및 끓는점에서의 특성과 같이 당업자에게 명백해야 한다.
따라서, 본 발명은 하나의 양상에서, 정밀 구성요소로부터 오염물을 세척하기 위한 장치이며, 상기 장치는
a. 정밀 구성요소로부터 오염물을 제거하는 가열된 용매화 작용제를 함유하는 사전-세척 모듈 탱크와,
b. 정밀 구성요소로부터 잔류 용매화 작용제 및 접착성 토양을 제거하는 린스제를 함유하는 린스 탱크로서 작용하는 증기 디그리서와,
c. 린스제로부터 상기 잔류 용매화 작용제 및 접착성 토양을 분리하고, 린스제를 린스 탱크로 다시 향하게 하고, 잔류 용매화 작용제 및 오염물을 폐기물 처분부(waste disposal)로 향하게 하는 마이크로-스틸(micro-still)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장치에서, 린스 탱크는, 사전-세척 모듈 탱크로부터 넘겨진(carried over) 잔류 용매화 작용제 및 접착성 토양으로 오염된 린스제를 운반하기 위해, 그리고 린스제를 린스 탱크로 다시 운반하기 위해 마이크로-스틸에 동작가능하게 연결된다.
본 발명의 다른 양상에서, 전자 및 다른 구성요소를 세척하기 위해 시스템에서 린스 용매로부터 오염물을 연속적으로 분리하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은
a. 개별적인 린스 탱크에서 임의의 나머지 오염물 및 잔류 용매화 작용제를 제거하기 위해 린스 용매를 갖는 용매화 작용제를 이용하여 처리된 오염된 기재를 처리하는 단계로서, 구성요소로부터 제거된 오염물은 린스 탱크에서 수집되는, 처리 단계와;,
b. 린스 용매로부터 오염물을 분리하고, 린스제를 린스 탱크로 다시 향하게 하고, 잔류 용매화 작용제 및 오염물을 폐기물 처분부로 향하게 하기 위해 린스 탱크로부터 마이크로-스틸로의 오염된 린스 용매를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에서, 정밀 구성요소를 세척하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은
a. 사전-세척 모듈 탱크에 배치된 가열된 용매화 작용제에서의 구성요소를 침지하여, 접착성 오염물을 제거하는, 침지 단계와;
b. 개별적인 린스 디그리서에서 임의의 나머지 오염물 및 잔류 용매화 작용제를 제거하기 위해 린스 용매로 구성요소를 처리하여, 구성요소로부터 제거된 오염물은 린스 디그리서에 수집되는, 처리 단계와;
c. 린스 용매로부터 오염물을 제거하고 린스 용매를 린스 디그리서로 향하게 하기 위해 린스 디그리서로부터 마이크로-스틸로의 오염된 린스 용매를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 린스제로 구성요소를 처리하는 단계는
d. 린스 디그리서 상에 배치된 린스제의 고온 증기에 상기 구성요소를 노출시킴으로써 구성요소를 사전-담금(pre-soak) 작용을 겪게 하는 단계와;
e. 보일 섬프(boil sump)에 배치된 끓는 린스제에 구성요소를 침지하여, 임의의 나머지 접착성 토양 및 잔류 용매화 작용제를 제거하는, 침지 단계와;
f. 보일 섬프로부터 구성요소를 제거하고, 린스 챔버에 배치된 정화된 용매에 구성요소를 침지하는 단계를 포함한다.
본 발명의 프로세스는, 세척 작용에 영향을 미치지 않고, 용매, 기기 및 세척되는 제품에 어떠한 손상도 야기하지 않도록 하는 품질로 높은 백분율의 재생된 용매를 산출하고, 시스템으로부터의 주기적인 제거를 위해 폐기물 스트림을 자동으로 격리시키는 효과를 갖는다.
도 1은 세척 및 린스 및 디그리스(degrease) 모드를 보여주는 본 발명의 세척 시스템의 개략도.
도 2는 세척, 린스, 및 용매 복구 단계를 도시한 흐름도.
도 2는 세척, 린스, 및 용매 복구 단계를 도시한 흐름도.
본 발명에 따른 이중-용매 세척 시스템(10)은 도 1에 도시되어 있다. 이중-용매 세척 시스템(10)은 광범위하게 사전-세척 모듈 탱크(12) 및 린스 디그리서(14)를 포함한다. 마이크로 스틸(16)은 바람직하게 용매의 연속적인 낮은 부피의 증류를 위해 사전-세척 모듈(12)의 캐비넷 내에 포함된다. 본 명세서에 기재된 장치가 스테인리스 강 또는 Hastelloy7(Haynes International, Inc.의 등록 상표; 상표는 "슈퍼 합금"이라 불리는 22개의 상이한 높은 부식 방지 금속 합금의 범위의 접두어로서 적용된다.)과 같이 종래 기술에 잘 알려진 임의의 적합한 물질로 구성될 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다.
스테이지 #1 사전-세척 프로세스 사이클:
세척될 소재(workpiece)는, 탱크에 있는 동안 "담금" 작용을 달성하기 위해 가열된 용매화 작용제(20)에 노출되는 사전-세척 모듈 탱크(12)에서의 침지 챔버(18) 안으로 물질 취급 시스템(미도시)을 통해 낮아진다. 물질 취급 시스템은, 수동으로 탱크 안으로 낮아지거나 자동화 시스템에 의해 제어된 랙 또는 바스킷과 같은 캐리어일 수 있는 종래 기술에 잘 알려진 유형이고, 이들 모두는 종래 기술에 잘 알려져 있다. 용매화 작용제(20)는 자동 온도 조절(thermostatic) 제어부(24)와 오프셋된(off-set) 탱크에 설치된 전기 침지 히터(22)에 의해 가열된다. 히터(22)를 오프셋함으로써, 이들 히터는, 진입하는 부분/바스킷이 부주의하게 히터와 접촉하고 발생될 수 있는 손상을 방지하기 위해 알코브(alcove)에 의해 차폐된다. 용매화 작용제(20)의 조성물은 기재 및 토양의 유형에 특정하고, 종래 기술에 잘 알려져 있다. 용매화 작용제의 조성물은 하나 이상의 별개의 상(phase)을 포함하거나, 당업자에게 알려질 수 있는 반응성, 용해도 파라미터, 발화점, 산도 또는 알칼리성, 끓는점, 및 다양한 다른 화학적 및 물질적 특성을 변형하는 첨가물을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지 않는다.
침지 챔버(18)에서의 가열된 용매화 작용제(20)는 더러운 부분의 표면으로부터 접착성 토양을 제거한다. 접착성 토양의 특성에 따라, 용액은 제거될 접착성 토양과 세척제의 화학적 반응 또는 용매 작용을 실시한다. 몇몇 응용에서, 사용되는 유체는 에멀젼(emulsion)을 형성하거나, 린스 용매를 갖는 기재로부터 추가 해제의 용이함을 위해 이들을 연화(soften)시키기 위해 접착성 토양과 화학적으로 반응한다.
소재가 용매화 작용제(20)에 잠겨지지만, 액체 챔버(18)에서의 침지 하의 스프레이 작용(26)은, 기재의 표면으로부터 미립자 물질 및 접착성 토양을 제거하기 위해 기계 보조물(mechanical aide)로서 사용된다. 세척되는 부분에 대한 유효성에 관련한 침지 하의 스프레이 작용이 부분 노출/랙킹(racking)/바스킷 설계에 의해 영향을 받을 수 있다는 것이 주지될 것이다. 침지 스프레이 헤더(26)는 탱크의 중심에서 난류성(turbulent) 세척 작용 지역을 생성하는 가열된 용액의 상향 방향의 흐름을 제공하기 위해 탱크의 하부 상에 가장 일반적으로 장착된다. 가열된 용액은, 유체가 재순환되고 스프레이 노즐을 보호하기 때문에 배스로부터 변위된 오염물을 제거하기 위해 여과 시스템(30)을 통해 밀봉된 펌프(28)에 의해 재순환된다.
침지 사이클 지속기간은 원하는 세척 결과에 기초하여 사용자에 의해 결정될 것이다. 일단 침지 하의 스프레이 스프레이 작용(26)으로 용매화 작용제(20)에서의 침지 담금이 완료되면, 소재는 탱크에 걸쳐 중력 배수를 위해 머무르도록 허용되는 기계(32)의 프리보드(freeboard) 영역으로 상승된다. 이러한 작용은 반출(carry-out)/용액 보존을 감소하기 위해 부분 및 소재 바스킷으로부터 다시 프로세스 탱크로의 용액 배수를 허용한다.
선택적인 압축된 공기 스윕 헤더(34){솔레노이드(36)를 통해 장소 및 지속기간을 위해 물질 취급 시스템에 의해 제어된}는, 부분/바스킷으로부터의 유체 제거에 도움을 주어, 원하는 경우 용액 반출 및 떠나는(fugitive) 방출을 감소시키기 위해 탱크에 설치될 수 있다. 일단 이것이 완료되면, 소재는 시스템(12)으로부터 제거될 수 있고, 프로세스에서의 다음 단계로 전달된다.
소재가 세척되고 사전-세척 모듈(12)로부터 제거된 후에, 소재(부분/바스킷) 상에서 반출된 소량의 용액이 있을 수 있다. 이들 품목이 그러한 프로세스 사이클 동안 린스 디그리서(14)로 운반될 때, 잔류 반출물은 린스 디그리서 보일 섬프(38)에 증착될 것이다.
따라서, 세척 모듈(12)에서의 용액 레벨은 시간에 걸쳐 부피가 감소하기 시작할 것이다. 정상 용액 동작 레벨을 유지하기 위해, 전달 펌프(40)는 흡입 호스(42)를 통해 순수한(virgin) 용액 컨테이너(44)에 연결된다.
표준 전달 펌프(40)는 공압식 펌프이고, 수동으로 동작된 압축 공기 공급 밸브(46)가 개방될 때, 이러한 펌프는 컨테이너(44)로부터 새로운 용액을 끌어당길 것이고, 이러한 새로운 용액을 사전-세척 모듈 침지 섬프(18)에 전달할 것이다. 이러한 전달 펌프(40)는 조작자에 의해 주기적으로 관찰되는 모듈 탱크(12)에서의 액체 레벨에 기초하여 조작자에 의해 수동으로 제어된다. 화학적 구성은 또한 옵션으로서 자동으로 수행될 수 있다.
스테이지 #2B 린스
디그리서
프로세스 사이클
소재가 사전-세척 모듈(12)로부터 제거된 후에, 2차 세척/린스 프로세스를 위해 린스 디그리서(14)로 전달된다. 일단 디그리서(14) 위에 있으면, 보일 섬프(38)로 아래로 전달되는 동안 "사전-담금" 작용을 위해 고온 용매 증기(48)에 노출되는 디그리서 탱크(46)로 낮아진다. 소재는 하향 전달되고, 디그리서의 보일 챔버(38)에 침지된다. 이러한 챔버에서의 끓는 용매는 부분의 표면으로부터 임의의 나머지 오염물 및 잔류 용매화 작용제를 제거한다. 챔버(38)에서의 끓는 용매에 의해 생성된 난류는 세척 프로세스를 개선하기 위해 부분을 문지르는 기계적 작용을 생성한다. 추가로, 디그리서는 보일 섬프(38)에서 초음파 또는 다른 교반 성능을 가질 수 있다. 다른 첨가제는 혼화성(miscibilltry), 끓는점, 용매화 성질, 및 공비 혼합(azeotrope) 또는 공비 혼합과 같은 거동과 같지만, 이에 한정되지 않는 원하는 특성을 변형하기 위해 당업자에 의해 린스제에 병합될 수 있다.
소재가 기재, 접착성 토양, 사용되는 용매화 시스템의 유형, 및 프로세스 챔버에 사용되는 기계적 작용의 유형(초음파/침지 하의 스프레이, 등)의 특성에 따라 미리 결정된 시간 길이 동안 처리된 후에, 소재는 보일 섬프(38)로부터 상승되고, 증기 지역(48)과 프리보드 지역(54) 사이에서 1차 컨덴서 코일(52)의 수직 중간점인 증기 라인 아래로 전달되고, 정화된 린스 용매에서의 제 2 총 침지 동안 기계의 린스 섬프(50)에 침지되어, 작업 청결도(cleanliness) 레벨을 개선한다.
린스 사이클이 완료될 때, 소재는 액체로부터 상승되고, 배수 일시 정지(drainage dwell) 동안 증기 지역(48)에 거주하도록 허용된다. 초과 린스 용매는 부분/바스킷으로부터 중력에 의해 배수될 것이고, 용매 보존을 위해 린스 탱크로 다시 떨어질 것이다. 여기서 소재는 최종 응축물 린스 및 건조 효과를 위해 순수한 깨끗한 용매 증기(48)로의 노출에 의해 재가열된다.
응축물 린스가 완료될 때, 소재는 임의의 린스 용매 반출을 감소하여, 린스 용매를 보존하기 위해 응축물 린스/건조 시간 또는 연장된 시간의 1/3과 동등한 시간 동안 거주하도록 허용될 기계의 프리보드 영역(54)으로 상승된다.
일단 이것이 완료되면, 소재는 디그리서(14)로부터 제거될 수 있고, 프로세스는 원하는 경우 처리될 새로운 소자를 가지고 반복하였다.
스테이지 #3 마이크로-스틸 프로세스 사이클
소재가 디그리서(14)에서 린스될 때, 용매화 작용제에 의해 제품으로부터 제거된 오염물은 시간에 걸쳐 보일 섬프(38)에서 질량을 증가시키기 시작한다. 세척 및/또는 린스 성능 및 증기 생성 용량에 영향을 미치지 않도록 용매 순도(purity) 레벨를 수용가능한 범위 내에 유지하기 위해, 보일 섬프(38)로부터 오염물을 규칙적으로 제거하는 것이 필요하다.
이것은 용매 증류 시스템의 이용에 의해 달성된다. "마이크로-스틸"(16)은 오염된 린스 용매의 연속적인 낮은 부피의 증류를 위해 디그리서 보일 섬프(38)에 연결된다.
마이크로-스틸(16)은 스틸 액체 레벨 제어부(58)에 의해 제어된 전달 펌프(56)로부터 오염된 린스 용매를 주기적으로 수용한다. 스틸 베슬(vessel)은 혼합물의 내부 용매 부분을 증발시키기 위해 히터(60)에 의해 가열된다. 접착성 토양/오염물은 일반적으로 린스 용매에 사용되는 용매의 유형에 기초하여 적용된 저온 설계 범위에서 증발하지 않을 것이고, 이에 따라 고온 린스 용매 증기가 린스되어 증기 이주(vapor migration)를 통해 외부 열 교환기/컨덴서(62)로 빠져나갈 때 베슬에 남아있을 것이다.
이러한 공기 냉각된 외부 컨덴서(62)는 고온 용매 증기 온도를 낮춰서, 중력에 의해 배수되고 파이프를 통해 연결된 디그리서(14)로 흐르는 곳에서 액체로 변화시킨다. 증류된/복구된 린스제의 흐름은 정상적인 디그리서 작용 동안 증발되는 기존의 용매와 혼합하기 위해 디그리서 보일 섬프(38)로 향한다.
표준 설계에서, 본 명세서에 기재된 마이크로-스틸 및 구성요소는 도 1에 도시된 바와 같이 사전-세척 모듈(10)의 캐비넷에 포함된다.
자동-
덤프
(
auto
-
dump
) 특징:
스틸 베슬(16)에 대한 선택된 프로세스 파라미터에 기초하여, 스틸 쿡-다운(still cook-down)은 주기적으로 개시되는 반면, 어떠한 추가 오염된 린스제도 마이크로-스틸 베슬(16)에 들어가도록 허용되지 않을 것이다. 전달 펌프(56)는 자동으로 로킹(locked out)된다. 마이크로-스틸 베슬(16)에서의 존재하는 유체는, 대부분/높은 산출량의 복구가능한 린스 용매가 방출될 때까지 히터(60)에 의해 계속해서 가열될 것이다. 프로세스 파라미터는 사용되는 용매, 재순환하는 린스 용매 스트림으로부터 제거되는 오염물/접착성 토양의 유형 및 부피, 시스템 동작의 경과된 시간, 처리되는 다양한 기재/다양한 오염물/접착성 토양에 기초한 오염물/접착성 토양 적재의 변동, 원하는 용매 순도 레벨에 기초한 마이크로-스틸 쿡-다운에 대한 최종 사용자 선호도, 및 기재 청결도 레벨을 고려한다.
일단 모니터링 디바이스가 사전-설정된 상태에 도달하면, 히터(60)는 전력 공급 중단(de-energized)될 것이고, 하부 덤프 솔레노이드 밸브(64)는 "개방되게(open)" 전력 공급될 것이다. 이러한 하부 밸브(64)는 소비자에 의한 주기적인 적절한 처분(disposal)을 위해 유연한 파이프(66)에 의해 스틸 "하부"를 수용하는 폐기물 컨테이너(68)에 연결된다.
일단 자동-덤프 사이클이 미리 결정된 시간 기간 동안 완료되었으면, 하부 밸브(64)는 자동으로 차단될 것이다. 이 후, 프로그램은 전달 펌프(56)를 통해 마이크로-스틸 베슬(16)을 재충진함으로써 정상 동작을 재개할 것이다. 일단 베슬 레벨이 액체 레벨 센서(58)에 의해 결정된 정상 동작 레벨에 있으면, 펌프(56)는 전력 공급 중단될 것이고, 이 후 히터(60)는 마이크로-스틸(16)을 정상 동작으로 복귀시키도록 전력 공급될 것이다.
일단 마이크로-스틸(16)이 열을 가하여 증기를 생성하면, 전달 펌프(56)는 디그리서 보일 섬프(38)로부터 오염된 린스 용매를 가지고 스틸을 재충진하기 위해 필요한 경우 순환할 것이다.
이러한 설계는 프로세스로부터 조작자를 격리시키는 동안 마이크로-스틸 동작, 쿡-다운 및 덤프 사이클을 자동으로 제어한다. 이러한 기능은 프로세스 모니터링을 위해 HMI 스크린 상에 디스플레이된다.
마이크로-스틸 B 용매 사이클:
결합시, 마이크로-스틸이 디그리서 보일 섬프로부터 오염된 린스 용매를 처리할 때, 린스 용매는 디그리서로부터 마이크로-스틸로 다시 순환하여, 소량을 갖는 디그리서는 스틸 하부와 함께 주기적으로 폐기된다. 특정 양의 린스 용매는 전술한 "자동-덤프" 사이클을 통해 스틸로부터 주기적으로 제거되는 용매화 작용제 및 접착성 토양/오염물과 현탁(suspension) 상태로 남아있을 것이다.
마이크로-스틸 베슬 액체 부피는 디그리서로부터 공급될 때 자동으로 제어될 것이다. 따라서, 디그리서 보일 섬프는 동작 시간에 부수적인(contingent) 주기적인 구조화(make-up) 용매, 처리되는 부분/바스킷의 유형/크기/구성, 및 스틸 덤프 사이클을 필요로 할 것이다.
용매 흐름의 요약
도 2를 참조하면, 소재가 용매화 작용제에 침지되는 스테이지 1에서, 순수한 용매뿐 아니라 사용되고 필터링된 용매가 주입된다는 것을 알 것이다. 소재는 이 후 증기 및 액체 린스제 모두를 통해 린스 및 추가 세척을 거치는 스테이지 2로 이동된다.
넘겨지는 용매화 작용제 및 접착성 토양뿐 아니라 린스제는 높은 끓는점의 용매화 작용제 및 다른 오염물로부터 낮은 끓는점의 린스제를 열적으로 격리시키는 마이크로-스틸 유닛으로 보내진다. 인입하는 오염된 린스제는 폐기물 스트림에서 물질의 양을 감소시키기 위해 농축된다. 증발된 린스제는 응축되고, 증기 디그리서 보일 섬프로 복귀된다. 주로 용매화 작용제 및 제거된 토양인 농축된 스틸 하부는 생태학적으로 수용가능한 처분을 위해 폐기물 컨테이너로 전달된다.
본 발명이 본 명세서에 기재된 예시적인 실시예 및 예에 의해 과도하게 제한되는 것으로 의도되지 않고, 그러한 예 및 실시예가 단지 예로서 제공된다는 것이 이해된다. 예에서, 모든 백분율은 중량%이다.
예 1:
린스제로부터 세척제의 분리를 효율적으로 설명하기 위해, 린스 디그리서는 2,3-디히드로데카플루오로펜탄으로 채워졌고, 54℃(약 129°F)에서 끓게 되었다. 마이크로-스틸은 활성화되었고, 프로그램은 마이크로-스틸로의 오염된 린스 용매의 첨가 및 마이크로-스틸의 온도를 제어하였다. 그 구성이 미국 특허 번호 5,128,057과 일치하는 활성제, 계면활성제, 및 부식 방지제와 함께, 주로 테트라히드로푸르푸릴 알코올로 구성된 용매화 작용제의 250-mL 부분은 매시간 린스제에 첨가되었다. 이러한 250 mL 부분은 PCB를 세척할 때 넘겨지는 것으로 예측된 용매화 작용제의 부피의 25배보다 크다. 용매화 작용제의 첨가 이전 및 이후에 보일 섬프에서의 린스제의 가스 크로마토그래피 샘플은, 그 구성이 미국 특허 번호 5,128,057과 일치하는 활성제, 계면활성제, 및 부식 방지제와 함께, 주로 테트라히드로푸르푸릴 알코올뿐 아니라, 마이크로-스틸 및 마이크로-스틸로부터의 하부로부터의 증류물로 구성된다. 마이크로-스틸은 그 구성이 미국 특허 번호 5,128,057과 일치하는 활성제, 계면활성제, 및 부식 방지제와 함께, 주로 테트라히드로푸르푸릴 알코올로 구성된 용매화 작용제 및 접착성 토양을 2 중량% 미만의 순도의 오염으로 농축시킬 수 있어서, 이들 스틸 하부가 폐기물로서 폐기될 때 폐기되는 귀중한 린스제의 양을 크게 감소시킨다. 마이크로-스틸로부터의 증류물은 본질적으로 순수한 린스제(1 중량% 미만의 용매화 작용제 및 접착성 토양 오염물)여서, 마이크로-스틸이 린스제로부터 용매화 작용제 및 접착성 토양을 효과적으로 제거한다는 것을 증명한다.
예 2:
이러한 프로세스에 사용될 수 있는 다양한 세척제 및 용매화 작용제를 추가로 예시하기 위해, 린스 디그리서는 에틸 노나플루오로부틸에테르로 채워졌고, 78℃(약 172°F)에서 끓게 되었다. 마이크로-스틸은 활성화되었고, 프로그램은 마이크로-스틸로의 오염된 린스 용매의 첨가 및 마이크로-스틸의 온도를 제어하였다. 그 구성이 Doyel 등의 미국 특허 번호 6,130,195와 일치하는 소량의 테트라히드로푸르푸릴 알코올, 계면활성제, 활성제, 및 부식 방지제와 함께 주로 3-메톡시-3-메틸-1-부타놀로 구성된 용매화 작용제의 250-mL 부분은 매시간 린스제에 첨가되었다. 용매화 작용제의 첨가 이전 및 이후에 보일 섬프에서의 린스제의 가스 크로마토그래피 샘플은, 소량의 테트라히드로푸르푸릴 알코올, 계면활성제, 활성제, 및 부식 방지제와 함께, 주로 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올, 뿐 아니라 마이크로-스틸 및 마이크로-스틸로부터의 하부로부터의 증류물로 구성된다. 마이크로-스틸은 소량의 테트라히드로푸르푸릴 알코올, 계면활성제, 활성제, 및 부식 방지제와 함께, 주로 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올로 구성된 용매화 작용제 및 접착성 토양을 2 중량% 미만의 순도의 오염으로 농축시킬 수 있어서, 이들 스틸 하부가 폐기물로서 폐기될 때 폐기되는 귀중한 린스제의 양을 크게 감소시킨다. 마이크로-스틸로부터의 증류물은 본질적으로 순수한 린스제(1 중량% 미만의 용매화 작용제 및 접착성 토양 오염물)여서, 마이크로-스틸이 린스제로부터 용매화 작용제 및 접착성 토양을 효과적으로 제거한다는 것을 증명한다.
본 발명의 도시되고 기재된 본 바람직한 실시예가 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않고, 다른 경우 다음의 청구항의 범주 내에서 다양하게 구현되고 실시될 수 있다는 것이 명백하게 이해될 것이다. 본 발명의 다양한 변형 및 변경은 본 발명의 범주 및 사상에서 벗어나지 않고도 당업자에게 명백할 것이다.
Claims (5)
- 정밀 구성요소로부터 오염물을 세척하기 위한 장치로서,
a. 상기 정밀 구성요소로부터 오염물을 제거하는 가열된 용매화 작용제(solvating agent)를 함유하는 사전-세척 모듈 탱크와,
b. 상기 정밀 구성요소로부터 잔류 용매화 작용제 및 접착성 토양을 제거하는 린스제를 함유하는 린스 탱크로서 작용하는 증기 디그리서(vapor degreaser)와,
c. 상기 린스제로부터 상기 잔류 용매화 작용제 및 접착성 토양을 분리하고, 상기 린스제를 상기 린스 탱크로 다시 향하게 하고, 상기 잔류 용매화 작용제 및 오염물을 폐기물 처분부(waste disposal)로 향하게 하는 마이크로-스틸(micro-still)을
포함하는 것을 특징으로 하는, 정밀 구성요소로부터 오염물을 세척하기 위한 장치. - 제 1항에 있어서, 상기 린스 탱크는, 상기 사전-세척 모듈 탱크로부터 넘겨진(carried over) 잔류 용매화 작용제 및 접착성 토양으로 오염된 린스제를 운반하기 위해, 그리고 린스제를 상기 린스 탱크로 다시 운반하기 위해 상기 마이크로-스틸에 동작가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 정밀 구성요소로부터 오염물을 세척하기 위한 장치.
- 전자 및 다른 구성요소를 세척하기 위해 시스템에서 린스 용매로부터 오염물을 연속적으로 분리하기 위한 방법으로서,
a. 개별적인 린스 탱크에서 임의의 나머지 오염물 및 잔류 용매화 작용제를 제거하기 위해 린스 용매를 갖는 용매화 작용제를 이용하여 처리된 오염된 기재를 처리하는 단계로서, 상기 구성요소로부터 제거된 오염물은 린스 탱크에서 수집되는, 처리 단계와;,
b. 상기 린스 용매로부터 상기 오염물을 분리하고, 상기 린스제를 상기 린스 탱크로 다시 향하게 하고, 상기 잔류 용매화 작용제 및 오염물을 폐기물 처분부로 향하게 하기 위해 상기 린스 탱크로부터 마이크로-스틸로의 오염된 린스 용매를 제거하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 및 다른 구성요소를 세척하기 위해 시스템에서 린스 용매로부터 오염물을 연속적으로 분리하기 위한 방법. - 정밀 구성요소를 세척하기 위한 방법으로서,
a. 사전-세척 모듈 탱크에 배치된 가열된 용매화 작용제에 상기 구성요소를 침지하여, 접착성 오염물을 제거하는, 침지 단계와;
b. 개별적인 린스 디그리서에서 임의의 나머지 오염물 및 잔류 용매화 작용제를 제거하기 위해 린스 용매로 구성요소를 처리하여, 구성요소로부터 제거된 오염물은 상기 린스 디그리서에 수집되는, 처리 단계와;
c. 상기 린스 용매로부터 상기 오염물을 제거하고 상기 린스 용매를 상기 린스 디그리서로 향하게 하기 위해 상기 린스 디그리서로부터 마이크로-스틸로 오염된 린스 용매를 제거하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는, 정밀 구성요소를 세척하기 위한 방법. - 제 4항에 있어서, 린스제로 구성요소를 처리하는 상기 단계는
d. 린스 디그리서 상에 배치된 린스제의 고온 증기에 상기 구성요소를 노출시킴으로써 상기 구성요소를 사전-담금(pre-soak) 작용을 겪게 하는 단계와;
e. 보일 섬프(boil sump)에 배치된 끓는 린스제에 상기 구성요소를 침지하여, 임의의 나머지 접착성 토양 및 잔류 용매화 작용제를 제거하는, 침지 단계와;
f. 상기 보일 섬프로부터 상기 구성요소를 제거하고, 린스 챔버에 배치된 정화된 용매에 상기 구성요소를 침지하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는, 정밀 구성요소를 세척하기 위한 방법.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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