KR20180035536A - 영역 구분형 누설 감지 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비도전성 소재로 형성한 베이스 시트에 설정된 패턴에 따라 도전성 물질을 도포 또는 인쇄하여 형성한 센서층 및 상기 센서층의 말단에 구비되는 종단 저항을 포함하고, 서로 다른 저항값을 갖도록 형성한 복수의 센서부; 상기 센서부들과 전기적으로 연결되고, 각각의 센서부들의 저항값 변화에 따라 해당 센서부에서의 누설을 판단하고, 누설이라 판단한 센서부의 위치를 기초로 누설 영역을 구분하는 회로부; 및 상기 회로부와 전기적으로 연결되고, 상기 회로부의 판단 결과를 전달받아 영역별 누설 여부를 검출하는 검출부를 포함하는 영역 구분형 누설 감지 센서이다.

Description

영역 구분형 누설 감지 센서{Area division type leak sensor}

본 발명은 유체의 누설 영역을 구분하여 감지할 수 있는 영역 구분형 누설 감지 센서에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정에는 많은 화학 물질들이 이용된다. 예를 들면, 웨이퍼의 절단 및 연마 후 세정 공정에 사용되는 세정액, 웨이퍼의 감광 공정에 사용되는 감광액, 웨이퍼의 현상 공정에 사용되는 현상액, 웨이퍼 식각 공정에 사용되는 식각액 등이 반도체 제조 공정에 이용된다.

이러한 화학 물질들은 이송관(배관)을 통해 각 공정이 수행되는 위치까지 내외부에서 이송되는데, 이송관의 불량 및 열화에 의해 화학 물질이 이송관 외부로 누설되는 일이 발생할 수 있다. 누설된 화학 물질은 사람은 물론 반도체 제조 현장의 다른 장치나 부품들에 악영향을 끼치므로, 이송관의 누설을 감지하여 빠르게 조치를 취할 필요가 있다.

특히, 저장 탱크 내부로 누설된 화학 물질은 일정량 이상으로 누설되기 전에 작업자가 조치를 취해야 물적 그리고 인적 피해를 최소화할 수 있다.

이에 따라, 종래의 누설 감지 센서들은 누설된 화학 물질이 센서의 도전성 표면에 접촉함으로써 발생하는 저항 변화를 측정하여 누설 여부를 판별하였다. 예를 들면, 종래의 누설 감지 센서들은 도전성 패턴이 형성된 센서의 표면에 누설된 도전성 액체가 접촉하게 되면, 도전성 패턴이 전기적으로 통전되는 원리를 이용하여 화학 물질의 누설 여부를 감지하였다.

그런데 종래의 누설 감지 센서들은 유체의 누설이 의심되는 특정 위치에 설치되어 이 특정 위치의 누설만을 감지하도록 구성되어 있고, 센서가 설치되어 있지 않은 다른 위치의 누설을 감지하기 위해서는 복수의 센서들을 누설 의심 위치에 설치해야 하며, 센서의 감지 면적이 넓게 구성된 경우, 유체 누설의 정확한 위치를 찾기가 쉽지 않았다.

선행기술문헌 1: 대한민국 등록특허공보 제10-1538504호

선행기술문헌 2: 일본 공개실용신안공보 평01-171340호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 저항값의 편차가 생기도록 복수의 센서부를 구성하여 누설 영역을 구분하여 검출할 수 있는 영역 구분형 누설 감지 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 비도전성 소재로 형성한 베이스 시트에 설정된 패턴에 따라 도전성 물질을 도포 또는 인쇄하여 형성한 센서층 및 상기 센서층의 말단에 구비되는 종단 저항을 포함하고, 서로 다른 저항값을 갖도록 형성한 복수의 센서부; 상기 센서부들과 전기적으로 연결되고, 각각의 센서부들의 저항값 변화에 따라 해당 센서부에서의 누설을 판단하고, 누설이라 판단한 센서부의 위치를 기초로 누설 영역을 구분하는 회로부; 및 상기 회로부와 전기적으로 연결되고, 상기 회로부의 판단 결과를 전달받아 영역별 누설 여부를 검출하는 검출부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 복수의 센서부들은 일방향으로 연장되고 서로 나란하게 배치되어 소정의 면적을 형성하고, 상기 회로부의 반대편 단부에 상기 종단 저항이 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 종단 저항들은 하우징에 함께 수용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 복수의 센서부들은 상기 회로부로부터 일방향으로 연장된 후 다시 상기 회로부 측으로 복귀하도록 'ㄷ'자 형태로 형성되고 서로 나란하게 배치되어 소정의 면적을 형성하고, 상기 종단 저항들은 상기 회로부가 수용된 하우징에 함께 수용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 센서부는 상기 베이스 시트를 중심으로 서로 포개어지도록 배치된 2개의 센서층들을 포함하고, 상기 2개의 센서층들 중 제1 센서층과 상기 베이스 시트에는 관통 구멍이 형성되어 상기 제2 센서층이 상기 제1 센서층을 향하여 노출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 센서부들이 서로 다른 저항값을 가지고 서로 다른 영역으로 구분되어 하나의 검출부로 누설 영역들을 구분하여 검출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다수의 종단 저항들이 하나의 하우징에 장착되거나, 회로부와 함께 하나의 하우징에 구비되므로, 누설 감지 센서의 제조 원가를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 누설 유체 이외의 다른 금속 물질에 의해 센서가 오작동하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서를 도시한 평면도,
도 2는 도 1의 영역 구분형 누설 감지 센서를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 이해를 돕기 위해 베이스 시트와 센서층 및 관통 구멍을 과장하여 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 관통 구멍을 절개하여 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서에 대한 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1과 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서는 영역별로 나뉘어진 복수의 센서부(100a, 100b), 각각의 센서부(100a)의 누설을 판단하는 회로부(200) 및 회로부(200)의 누설 판단 결과를 기초로 하여 누설 여부를 검출하는 검출부(300)를 포함한다. 이하에서, 설명의 편의를 위해 센서부에 대해서는 도면부호 100a로 표시된 센서부를 위주로 설명한다.

각각의 센서부(100a)는 베이스 시트(10)에 형성된 센서층(110a) 및 센서층(110a)의 말단에 구비된 종단 저항(120a)을 포함한다. 베이스 시트(10)는 전기적으로 절연되는 비도전성 소재로 이루어진다. 센서층(110a)은 베이스 시트(10) 상에 기 설정된 패턴에 따라 도전성 물질을 도포 또는 인쇄하여 형성된다.

또한, 센서층(110a)은 소정의 패턴으로 형성된 + 단자(111a) 및 이와 대응되는 - 단자(112a)로 구성된다. 여기서 센서층(110a)은 불소 수지와 도전성 혼합물이 혼합되어 이루어진 도전성 물질로 형성될 수 있고, 불소 수지는 예를 들면 내약품성 및 내열성이 우수한 ETFE(Ethylene TetraFluoroEthylene), FEP(Flourinated Ethylene Prophylene), PTFE(PolyTetraFluoroeEhylene), PFA(Perfluorinated acids) 등일 수 있다. 또한, 센서층(110a)의 말단에는 종단 저항(120a)이 구비되고, 각각의 센서층(110a, 110b)은 서로 다른 저항값을 갖도록 형성되어, 센서부들(100a, 110b)은 각각 별도의 검출 영역을 형성하게 된다. 즉, 각각의 센서부들(100a, 110b)은 저항값의 편차가 생기도록 형성된 센서층(110a, 110b)을 구비한다.

회로부(200)는 각각의 센서부들(100a, 100b)과 전기적으로 연결되고, 각각의 센서부들(100a, 100b)의 저항값 변화에 따라 해당 센서부에서의 누설을 판단한다. 또한, 회로부(200)는 누설이라 판단한 센서부의 위치를 기초로 누설 영역을 판단한다. 즉, 회로부(200)는 각각의 센서부의 설정된 저항값 변화에 기초하여 어느 영역에서 누설이 발생하였는지를 판단하여, 누설 영역을 구분할 수 있다. 그리고, 회로부(200)는 회로부 하우징(210)에 내장되고, 각 센서부들(100a, 100b)의 일단이 회로부 하우징(210) 내에서 회로부(200)와 연결된다.

검출부(300)는 회로부(200)와 전기적으로 연결되고, 회로부(200)의 판단 결과를 전달받아 영역별 누설 여부를 검출한다. 즉, 검출부(300)는 어느 센서부에서 누설에 발생하였지에 대한 판단 결과를 전달받아 영역별 누설 여부를 검출한다. 또한, 검출부(300)는 회로부(200)와 1채널로 연결되고, 회로부(200)로부터 전달받은 정보를 기초로 영역별 센서부의 누설 및 단선 등을 검출한다. 한편, 검출부(300)는 검출된 누설 결과를 표출하는 LED들을 구비할 수 있다. 이 LED들은 각각의 센서부들과 대응되는 수로 구비되어, 해당 센서부의 누설 검출시에 해당 LED가 작동되도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 복수의 센서부(100a, 100b)들은 일단이 회로부(200)와 연결되고, 타단에는 종단 저항(120a, 120b)을 구비한다. 즉, 센서부들(100a, 100b)은 회로부(200)로부터 일방향으로 연장되고 서로 나란하게 배치되어 각각 소정의 면적을, 즉 소정의 영역을 형성한다. 그리고, 회로부(200)의 반대편 단부에 종단 저항(120a, 120b)이 구비된 형태를 갖는다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서는, 각각의 센서부에 종단 저항을 개별적으로 구성하고 센서부들이 서로 다른 저항값을 갖도록 구성하여 각각의 센서부들을 영역별로 구분함으로써, 하나의 회로부(200)와 하나의 검출부(300)로 누설 영역을 구분하여 검출할 수 있다. 또한, 하나의 회로부(200)와 하나의 검출부(300) 그리고 복수의 센서부(100a, 100b)를 이용하여 센서의 누설 검출 면적을 확장시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서는 제1 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서와 전체적으로 동일한 구성을 포함하고, 추가적으로 각 센서부(100a, 100b)들의 종단 저항들(120a, 120b)이 종단 저항 하우징(130)에 함께 수용된 구조를 갖는다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서는 다수의 종단 저항들(120a, 120b)이 하나의 하우징(130)에 장착됨으로써, 누설 감지 센서의 제조 원가를 절감할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서는 제2 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서와 전체적으로 유사한 구성을 가지며, 센서부(100a, 100b)의 구성에 차이가 있다.

구체적으로, 각각의 센서부들(100a, 110b)은 회로부(200)로부터 일방향으로 연장된 후 다시 회로부(200) 측으로 복귀하도록 'ㄷ'자 형태로 형성된다. 또한, 각각의 센서부들(100a, 100b)은 서로 나란하게 배치되어 소정의 면적, 즉 소정의 영역을 형성한다. 그리고, 센서부들(100a, 100b)에 구비된 종단 저항들(120a, 120b)은 회로부(200)가 수용된 회로부 하우징(210) 내부에 함께 수용된다.

따라서, 제2 실시예에서와 같이 별도의 종단 저항 하우징(130)을 구비할 필요가 없어, 누설 감지 센서 제조 원가를 더욱 절감할 수 있다.

도 5와 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서는 센서부(100a)(또는 100b)들은 각각 2개의 센서층(110a, 110a')을 포함할 수 있다. 이 2개의 센서층들(110a, 110a')은 베이스 시트(10)를 중심으로 서로 포개어지도록 배치된다.

그리고, 2개의 센서층(110a, 110a')과 베이스 시트(10)로 이루어진 센서부(100a)에는 복수의 관통 구멍들(140)이 구비된다. 이 관통 구멍들(140)은 2개의 센서층들 중에서 상부에 위치한 제1 센서층(110a) 및 베이스 시트(10)를 관통하여 형성되고, 하부에 위치한 제2 센서층(110a')에는 관통 구멍(140)이 형성되지 않는다. 따라서, 제2 센서층(110a')의 상면은 제1 센서층(110a)을 향하여 노출된다.

이러한 제4 실시예의 구성에 의해, 센서부(100a)의 상부에서 누설되어 제1 센서층(110a)으로 떨어진 누설 유체는 제1 센서층(110a)과 접촉되고 관통 구멍(140)을 통해 제2 센서층(110a')과 접촉된다. 그러면, 회로부(200)는 센서부(100a)의 누설이 발생하였다고 판단하게 된다.

한편, 관통 구멍들(140)은 매우 작게 형성되어, 누설 유체는 통과 가능하지만, 누설 유체 이외에 다른 전도성 물품, 예를 들면 핀이나 볼트와 같은 고체의 금속 물질 또는 분진이나 미세 먼지 등이 이 센서부(100a)의 제1 센서층(110a) 위에 유입하는 경우, 이 물질들은 관통 구멍(140)을 통과하기 어렵다. 따라서, 제1 센서층(110a)은 통전되어 저항값이 변하지만, 제2 센서층(110a')의 저항값은 변화하지 않는다. 그러면, 회로부(200)는 유체 누설이라 판단하지 않는다.

이와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 영역 구분형 누설 감지 센서는 누설 유체가 관통 구멍(140)으로 유입되어 제1 센서층(110a)과 제2 센서층(110a')이 모두 통전된 경우에만 누설이라 판단하고, 제1 센서층(110a)만이 통전된 경우에는 누설이라 판단하지 않는다. 따라서, 누설 유체 이외의 다른 금속 물질에 의해 센서가 오작동하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 비도전성 소재로 형성한 베이스 시트에 설정된 패턴에 따라 도전성 물질을 도포 또는 인쇄하여 형성한 센서층 및 상기 센서층의 말단에 구비되는 종단 저항을 포함하고, 서로 다른 저항값을 갖도록 형성한 복수의 센서부;
   상기 센서부들과 전기적으로 연결되고, 각각의 센서부들의 저항값 변화에 따라 해당 센서부에서의 누설을 판단하고, 누설이라 판단한 센서부의 위치를 기초로 누설 영역을 구분하는 회로부; 및
   상기 회로부와 전기적으로 연결되고, 상기 회로부의 판단 결과를 전달받아 영역별 누설 여부를 검출하는 검출부를 포함하는 영역 구분형 누설 감지 센서.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 센서부들은 일방향으로 연장되고 서로 나란하게 배치되어 소정의 면적을 형성하고, 상기 회로부의 반대편 단부에 상기 종단 저항이 구비되는 것을 특징으로 하는 영역 구분형 누설 감지 센서.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 종단 저항들은 하우징에 함께 수용되는 것을 특징으로 하는 영역 구분형 누설 감지 센서.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 센서부들은 상기 회로부로부터 일방향으로 연장된 후 다시 상기 회로부 측으로 복귀하도록 'ㄷ'자 형태로 형성되고 서로 나란하게 배치되어 소정의 면적을 형성하고, 상기 종단 저항들은 상기 회로부가 수용된 하우징에 함께 수용되는 것을 특징으로 하는 영역 구분형 누설 감지 센서.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는 상기 베이스 시트를 중심으로 서로 포개어지도록 배치된 2개의 센서층들을 포함하고, 상기 2개의 센서층들 중 제1 센서층과 상기 베이스 시트에는 관통 구멍이 형성되어 상기 제2 센서층이 상기 제1 센서층을 향하여 노출되는 것을 특징으로 하는 영역 구분형 누설 감지 센서.

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