KR20200106599A - 다주파 생성모듈, 다주파 생성모듈을 이용한 초음파 세정장치 - Google Patents

다주파 생성모듈, 다주파 생성모듈을 이용한 초음파 세정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세정대상물에 도포된 세정액을 사이에 두고 세정대상물과 이격 배치되는 진동전달 플레이트와, 진동전달 플레이트로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생 시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부를 포함하며, 초음파 모듈을 통해 진동전달 플레이트로 전달된 초음파가 세정대상물로 경사지게 방출되어, 초음파가 진동플레이트 하면의 일정 영역에서 연속적으로 무한 반사되며 세정대상물의 넓은 영역을 보다 긴 시간동안 세정하는 다주파 생성 모듈과 이를 이용한 세정장치에 관한 것이다.

Description

다주파 생성모듈, 다주파 생성모듈을 이용한 초음파 세정장치{Multiple frequency module and Ultrasonic cleaning device with multiple frequency module}
본 발명은 다주파 생성모듈과, 다주파 생성모듈을 이용한 초음파 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 초음파를 생성하는 다주파 생성모듈과 이를 이용한 초음파 세정장치에 관한 것이다.
종래의 세정장치는 세정액을 기판을 향하여 고압으로 직접 방출하여 기판을 세정하는 방식을 사용하였다.
도 1에는 이러한 고압제트 방식의 세정기술을 이용한 세정장치가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 세정장치는 기판(11)을 향하여 고압으로 세정액을 방출하여 기판(11)을 세정하는 노즐부(12)와, 세정된 기판(11) 위에 있는 세정액을 제거하기 위해 린스액를 방출하는 린스부(13)와, 린스액이 도포된 기판(11)으로 뜨거운 공기 또는 압축공기를 방출하여 기판(11)의 표면에 위치된 린스액 및 잔여 세정액을 제거하는 건조부(14)를 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 노즐부(12)에서 직접 기판(11)으로 고압의 세정액을 방출하여 기판(11) 상의 오염물질을 제거한 후, 상기 린스부(13) 및 상기 건조부(14)에서 기판(11) 상에 위치된 린스액 및 잔여 세정액을 제거하였던 것이다.
그러나, 이러한 세정장치는 고압으로 세정액을 방출시켜, 충격력으로 패턴이 형성된 기판(11)의 표면에 위치된 오염물질을 제거하는 방식으로, 오염물질 크기에 대응하여 노즐을 통해 방출되는 세정액 입자의 크기를 조절할 수 없어, 기판(11)의 표면에 다양한 입자 크기를 가지는 오염물질이 위치된 상태인 경우 세정 효과가 떨어지는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 초음파 세정장치의 필요성이 대두되고 있다.
특허문헌 1) 등록특허공보 제10-1827296호(명칭: 대면적 초음파 세정장치, 공고일: 2018.02.09.) 특허문헌 2) 등록특허공보 제10-1599214호(명칭: 대면적 초음파 정밀 세정장치, 공고일: 2016.03.15)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 입자 크기를 가지는 오염물질을 보다 효율적으로 세정할 수 있는 다주파 생성 모듈과, 이를 이용한 초음파 세정장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 다주파 생성 모듈은, 세정대상물(1)에 도포된 세정액(2)을 사이에 두고 상기 세정대상물(1)과 이격 배치되는 진동전달 플레이트(100); 및 상기 진동전달 플레이트(100)로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생 시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부(200);를 포함하며, 상기 초음파 생성부(200)는 상기 세정대상물(1)의 이동 방향으로 복수개의 상기 초음파 모듈이 초음파 주파수에 대응하여 오름차순 또는 내림차순으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 다주파 생성 모듈은, 세정대상물(1)에 도포된 세정액(2)을 사이에 두고 상기 세정대상물(1)과 이격 배치되는 진동전달 플레이트(100); 및 상기 진동전달 플레이트(100)로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생 시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부(200);를 포함하며, 복수개의 상기 초음파 모듈 중 어느 하나 이상의 초음파 모듈을 통해 상기 진동전달 플레이트(100)로 전달된 초음파는 상기 세정대상물(1)의 표면에 경사지게 입사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동전달 플레이트(100)는 각각의 상기 초음파 모듈이 결합되는 복수개의 결합부(110)를 포함하며, 복수개의 상기 결합부(110) 중 어느 하나 이상의 상기 결합부(110)는 상기 초음파 모듈로부터 진동을 전달받는 진동 전달면(102)이 상기 세정대상물(1)의 표면과 일정 경사를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동전달 플레이트(100)는 복수개의 상기 초음파 모듈이 결합되는 진동 전달홈(111)이 상기 세정대상물(1)의 표면과 경사지게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동전달 플레이트(100)는 상기 세정액(2)과 접하는 하측에 위치되며 하면이 상기 세정대상물(1)의 표면과 수평지게 배치되는 수평결합부(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동전달 플레이트(100)는 복수개의 상기 초음파 모듈과 세정액 사이에 위치되어 각각의 초음파 모듈에서 상기 진동전달 플레이트(100)로 전달되는 초음파 간의 간섭을 제한하는 간섭 방지부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 간섭 방지부(130)는 복수개의 상기 초음파 모듈 사이에 형성된 홈인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동전달 플레이트는 각각의 상기 초음파 모듈이 개별적으로 지지되는 복수개의 지지부가 모여 이루어지는 지지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 각각의 상기 지지부는 결합된 각각의 상기 초음파 모듈의 각도를 조절 가능한 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 초음파 세정장치는, 운반되는 세정대상물(1)에 세정액(2)을 도포하는 세정액 도포부(300); 상기 세정대상물(1)에 도포된 상기 세정액(2)을 사이에 두고 상기 세정대상물(1)과 이격 배치되는 진동전달 플레이트(100)와, 상기 진동전달 플레이트(100)로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생 시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부(200)를 포함하여 이루어지는 다주파 생성 모듈; 상기 세정대상물(1)의 표면에 린스액를 방출하는 린스부(400); 및 상기 세정대상물(1)의 표면에 기체를 방출하여 세정대상물(1)의 표면에 위치된 린스액 및 잔여 세정액을 제거하는 건조부(500);를 포함하며, 상기 다주파 생성 모듈은 상기 세정대상물(1)을 향하여 비스듬한 각도로 초음파를 방출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 다주파 생성 모듈은, 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 초음파 진동을 세정대상물의 표면에 위치된 세정액에 전달 가능하므로, 서로 다른 입자 크기를 가지는 오염물질을 보다 효율적으로 세정 가능한 장점이 있다.
상세히 설명하면, 세정대상물의 표면에 위치된 오염물질의 입자 크기에 따라 세정에 적합한 초음파의 주파수가 다르므로, 세정대상물의 표면에 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 초음파를 인가하여, 다양한 크기를 가지는 입자 상의 오염물질을 보다 효율적으로 세정 가능하게 한 것이다.
또한, 세정대상물의 표면에 초음파가 경사지게 입사되므로 진동전달 플레이트와 세정대상물 사이에서 초음파가 무한 반사되며 진행되므로, 초음파의 세정영역이 획기적으로 확대되어, 초음파의 세정 시간이 늘어남으로써 세정 효율이 극대화 되는 장점이 있다.
아울러, 서로 다른 주파수를 가지는 각각의 초음파 진동을 서로 격리시켜, 서로 다른 주파수를 가지는 초음파가 서로 간섭하는 것을 방지 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래의 고압제트방식 세정장치를 나타낸 개념도.
도 2은 본 발명에 따른 초음파 세정장치를 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다주파 생성모듈을 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다주파 생성모듈을 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다주파 생성모듈의 분리 형태를 나타낸 개념도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다주파 생성모듈을 나타낸 개념도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다주파 생성모듈을 나타낸 개념도.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 다주파 생성모듈을 나타낸 개념도.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 다주파 생성모듈을 나타낸 개념도.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 다주파 생성모듈을 나타낸 개념도.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 다주파 생성모듈을 나타낸 개념도.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다주파 생성 모듈(M)과, 이를 이용한 초음파 세정장치(1000)에 관하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 세정장치(1000)를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 초음파 세정장치(1000)는 운반되는 세정대상물(1)에 세정액(2)을 도포하는 세정액 도포부(300)와, 세정액(2)에 서로 다른 주파수를 가지는 복수개의 초음파를 인가하는 다주파 생성 모듈(M)과, 상기 세정대상물(1)의 표면에 린스액를 방출하는 린스부(400)와, 상기 세정대상물(1)의 표면에 기체를 방출하여 세정대상물(1)의 표면에 위치된 린스액 및 잔여 세정액을 제거하는 건조부(500)를 포함하여 이루어진다.
상세히 설명하면, 상기 세정액 도포부(300)에서 상기 세정대상물(1)의 표면에 세정액(2)을 도포한 후, 상기 다주파 생성 모듈(M)에서 세정대상물(1)의 표면에 위치된 세정액(2)에 초음파를 인가하여, 세정대상물(1)의 표면에 위치된 파티클과 같은 오염물질을 떼어내고, 상기 린스부(400)에서 잔여 세정액 상에 린스액을 방출하여 오염물이 포함된 세정액을 제거한 후, 상기 건조부(500)에서 세정대상물(1)의 표면에 압축공기 또는 뜨거운 공기 등을 인가하여 세정대상물(1) 표면에 위치된 잔여 세정액, 파티클, 린스액을 제거하여 주는 것이다. 그리고 도면 상에는 상기 세정액 도포부(300)와 상기 다주파 생성 모듈(M)과 상기 린스부(400) 및 상기 건조부(500)가 세정대상물(1)의 두께방향 일측에 위치되어, 이동하는 세정대상물(1)의 일면만을 세정하는 것으로 나타나 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며 필요에 따라 세정대상물(1)의 두까방향 일측과 타측에 서로 대칭 구비되어, 이송되는 세정대상물(1)의 양면을 동시 세정 가능함은 물론이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 상기 초음파 세정장치(1000)에 사용되는 다주파 생성 모듈(M)의 다양한 실시예를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)은 세정대상물(1)에 도포된 세정액(2)을 사이에 두고 상기 세정대상물(1)과 이격 배치되는 진동전달 플레이트(100)와, 상기 진동전달 플레이트(100)로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생 시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부(200)를 포함하며, 복수개의 상기 초음파 모듈이 초음파 주파수에 따라 세정대상물(1)의 이동 방향으로 오름차순 또는 내림차순 배치될 수 있다.
상세히 설명하면, 세정대상물(1)은 표면에 다양한 크기를 가지는 오염물질이 부착되며, 이러한 오염물질은 그 크기에 따라 효과적으로 오염물질을 제거할 수 있는 초음파의 주파수가 달라진다.
즉, 입자가 큰 오염물질의 경우는 주파수가 낮은 초음파를 인가할 경우 효과적으로 세정대상물(1)의 표면에서 떼어낼 수 있고, 입자가 작은 오염물질의 경우는 주파수가 높은 초음파를 인가할 경우 효과적으로 오염물질을 세정대상물(1)의 표면에서 떼어낼 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 주파수를 가지는 초음파 모듈을 세정대상물(1)의 이동방향으로 순차 배치하여, 보다 효과적으로 세정대상물(1)을 세정할 수 있게 한 것이다.
그리고, 상기 초음파 생성부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어질 수 있고, 초음파 생성부(200)를 형성하는 복수개의 초음파 모듈은 개별적인 주파수를 가질 수 있으며, 서로 다른 주파수를 가지는 초음파 모듈은 세정 대상에 대응하여 다양하게 배치될 수 있다.
상세히 설명하면, 세정대상물(1)에 부착된 오염물질에 대응하여 초음파 생성부(200)를 구성하는 초음파 모듈이 생성하는 초음파의 주파수와, 초음파 모듈의 배치구조를 가변하여 보다 효율적으로 세정대상물(1)에 부착되어 있는 오염물질을 제거 가능하게 한 것이다.
이때, 상기 초음파 생성부(200)를 구성하는 초음파 모듈은 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 주파수를 가지는 초음파를 발생시키는 제1 초음파 모듈(210)과, 제2 초음파 모듈(220)과, 제3 초음파 모듈(230) 등을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)은 세정대상물(1)에 도포된 세정액(2)을 사이에 두고 상기 세정대상물(1)과 이격 배치되는 진동전달 플레이트(100)와, 상기 진동전달 플레이트(100)로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부(200)를 포함하며, 복수개의 상기 초음파 모듈 중 어느 하나 이상의 초음파 모듈을 통해 상기 진동전달 플레이트(100)로 전달된 초음파는 상기 세정대상물(1)의 표면에 경사지게 입사될 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 초음파 생성부(200)는 위에서 설명한 바와 같이 서로 다른 주파수를 가지는 초음파를 생성하는 제1 초음파 모듈(210), 제2 초음파 모듈(220), 제3 초음파 모듈(230)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 도 4에 도시된 제2 초음파 모듈(220)과 같이 초음파를 세정대상물(1)을 향해 수직으로 인가할 경우 세정액(2)을 통해 세정대상물(1)로 인가되는 초음파의 영역이 좁고, 인가 시간이 짧아 대면적 기판과 같이 면적이 넓은 세정대상물(1)을 빠르게 이동시켜 세정하는데 적합하지 못하고, 세정대상물(1)에 입사 후 반사되는 정지반사파가 제2 초음파 모듈(220)에서 방출되어 세정대상물(1)로 입사되는 입사파와 만나 간섭 현상이 발생될 수 있는 문제점이 있으므로, 본 발명에서는 제1 초음파 모듈(210) 및 제3 초음파 모듈(230)과 같이 초음파 모듈이 세정대상물(1)의 표면에 초음파를 경사지게 방출하여, 세정대상물(1)에 입사된 초음파가 세정대상물(1)의 상면과 진동전달 플레이트(100)의 하면에 지속적으로 반사되며 진행반사파를 형성하게 함으로써, 초음파 모듈에서 조사되는 초음파가 보다 긴 시간동안 유지되며 넓은 영역을 세정 가능하게 한 것이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 구성하는 진동전달 플레이트(100)에서 초음파 생성부(200)가 분리된 형태를 나타낸 분해도이다.
도 5를 참조하면 본 발명의 제2 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)은, 상기 진동전달 플레이트(100) 상면에 각각의 상기 초음파 모듈이 결합되는 복수개의 결합부(110)가 형성될 수 있고, 상기 결합부(110)는 상기 제1 초음파 모듈(210)이 결합되는 제1 결합부(110A)와, 상기 제2 초음파 모듈(220)이 결합되는 제2 결합부(110B)와, 상기 제3 초음파 모듈(230)이 결합되는 제3 결합부(110C)를 포함할 수 있으며, 복수개의 상기 결합부 중 어느 하나 이상의 결합부는 초음파 모듈로부터 진동을 전달받는 진동 전달홈(111)이 상기 세정대상물(1)의 표면과 일정 경사를 가질 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 결합부(110)가 상기 진동전달 플레이트(100)에 형성되어 각각의 상기 초음파 모듈이 끼워지는 홈일 경우, 진동전달 플레이트(100)의 하면과 접하는 상기 결합부(110)의 하면이 세정대상물(1)의 표면과 일정 경사를 가지게 하여, 진동전달 플레이트(100)를 통해 세정대상물(1)로 입사되는 초음파가 세정대상물(1)의 표면과 경사를 가지게 한 것이다.
이때, 결합부(110)의 진동 전달홈(111)이 수평면과 형성하는 경사 각도는 0도 내지 7도인 것을 권장한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 나타낸 개념도이다.
도 6을 참조하면 제3 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)은 각각의 상기 초음파 모듈이 결합되는 상기 진동전달 플레이트(100)에 경사부(112)가 형성되어, 초음파 모듈에서 생성된 후 상기 진동전달 플레이트(100)를 통해 세정대상물(1)로 인가되는 초음파가 경사지게 방출되어 진행반사파를 형성할 수 있다.
상세히 설명하면, 진동전달 플레이트(100)를 통해 세정대상물(1)로 인가되는 초음파가 진동전달 플레이트(100)의 하면과, 세정대상물(1)의 상면에서 반사되며 진행반사파를 형성하기 위해서는, 진동전달 플레이트(100)를 통해 세정대상물(1)로 인가되는 초음파가 세정대상물(1)의 표면과 경사지게 방출되어야 하므로, 본 발명에서는 도 6에 도시된 바와 같이 초음파 모듈이 결합되는 진동전달 플레이트(100)에 초음파 모듈이 경사지게 결합되는 상기 경사부(112)를 형성한 것이다.
이때, 상기 경사부(112)는 세정대상물(1)의 표면과 약 0도 초과 내지 7도 이하의 각도를 가지는 것을 권장하며, 도면상에는 경사부(112)가 진동전달 플레이트(100)의 상면과 하면에 모두 형성되는 것을 도시하였지만, 이는 일 실시예일 뿐이며 필요에 따라 초음파 모듈이 결합되는 진동전달 플레이트(100)의 상면 또는 하면에만 경사부(112)가 형성될 수 있음은 물론이다. 다시한번 설명하면 진동전달 플레이트(100)의 상면에 경사부(112)가 형성 시 경사부(112)에 결합되는 초음파 모듈이 세정대상물(1)의 표면과 경사지게 배치되어 생성하는 초음파가 경사지게 방출되어 진행 반사파를 형성하고, 진동전달 플레이트(100)의 하면에 경사부(112)가 형성시 세정대상물(1)에 반사된 초음파가 경사부(112)에 부딪힌 후 경사지게 세정대상물(1)의 표면으로 재입사 하여 진행 반사파를 형성할 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)은 상기 진동전달 플레이트(100)의 상측 진동 전달면(102)이 상기 세정대상물(1)의 표면과 일정 경사를 가지게 배치되고, 진동전달 플레이트(100)의 하면에 세정대상물(1)의 표면과 수평지게 배치되는 수평결합부(120)가 형성될 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 초음파 생성부(200)가 결합되는 상기 진동전달 플레이트(100)를 경사지게 형성하여, 초음파 생성부(200)를 구성하는 복수개의 초음파 모듈에서 전달되는 초음파가 세정대상물(1)의 표면과 일정 경사를 가지게 하되, 진동전달 플레이트(100)를 경사지게 기울인 형태로 배치할 경우 진동전달 플레이트(100)의 하면이 세정액(2)과 완전히 접하지 못하는 부위가 발생할 수 있으므로, 도 7에 도시된 바와 같이 진동전달 플레이트(100)의 하면에 세정대상물(1)의 표면과 수평 상태로 배치되는 수평결합부(120)를 형성하여, 진동전달 플레이트(100)로 전달된 초음파가 공기층을 거치지 않고 세정액(2)으로 직접 전달될 수 있게 한 것이다.
이때, 상기 수평결합부(120)의 각도는 진동전달 플레이트(100)의 하면과 세정액(2)의 상측 표면이 형성하는 각도이며, 이러한 수평결합부(120)의 각도는 0도 초과 내지 7 도 이하인 것을 권장한다.
그리고, 수평결합부(120)는 상기 진동전달 플레이트(100)의 하면에 배치되어 상기 세정액(2)의 표면과 진동전달 플레이트(100) 사이에 공기층이 형성되는 것을 방지하면 충분하므로 다양한 재질이 될 수 있으나, 보다 효과적으로 초음파를 전달하기 위하여 세정액과 같거나 비슷한 음향임피던스(Z=ρc, ρ:밀도, c:음속)를 가지는 재질로 이루어지는 것을 권장한다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 나타낸 개념도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)은 복수개의 상기 초음파 모듈 사이에 위치되어 각각의 초음파 모듈에서 상기 진동전달 플레이트(100)로 전달되는 초음파 간의 간섭을 제한하는 간섭 방지부(130)를 더 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 진동전달 플레이트(100) 상에 제1 초음파 모듈(210), 제2 초음파 모듈(220), 제3 초음파 모듈(230)을 위치시킬 경우, 각각의 초음파 모듈에서 진동전달 플레이트(100)로 전달되는 초음파가 서로 간섭하여, 세정액(2)을 통해 세정대상물(1)로 인가되는 초음파가 지정된 이동경로 또는 주파수를 가지지 못할 수 있으므로, 본 발명에서는 각각의 초음파 모듈 사이에 초음파의 전달을 제한하는 상기 간섭 방지부(130)를 형성하여, 이러한 문제점을 해결 한 것이다.
이때, 상기 간섭 방지부(130)는 도면에 도시된 바와 같이 복수개의 상기 초음파 모듈들 사이에 형성된 홈일 수 있으나, 이 외에도 진동전달 플레이트(100)와 음향임피던스가 크게 다른 이종 매질일 수 있다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 나타낸 개념도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)은 상기 진동전달 플레이트(100)의 하측에 세정대상물(1)의 표면과 마주보며 배치되는 수평결합부(120)를 더 포함하고, 상기 수평결합부(120)는 세정액(2)과 같거나 비슷한 음향임피던스를 가지는 매질일 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 초음파 생성부(200)를 구성하는 상기 초음파 모듈이 발생시키는 초음파가 상기 진동전달 플레이트(100)를 통하여 상기 세정대상물(1)의 표면에 위치하는 세정액(2)으로 전달되지 않을 시, 초음파가 진동전달 플레이트(100) 상에서 증폭된 후 초음파 생성부(200)로 반사되어 초음파 생성부(200)를 파손시키는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기 진동전달 플레이트(100)의 하측에 결합되는 상기 수평결합부(120)를 상기 세정액(2)과 같거나 비슷한 음향임피던스를 가지는 재질로 하여, 진동전달 플레이트(100)의 하면이 세정액(2)과 직접 접하지 않는 상황일 경우, 초음파 생성부(200)에서 발생시킨 초음파가 초음파 수평결합부(120)로 전달되어 초음파 모듈을 파손하지 않게 한 것이다.
그리고, 일 실시예로 상기 수평결합부(120)는 내부에 유체가 구비되는 구비공간(121)이 형성되는 수평결합 몸체(122)와, 상기 구비공간(121) 상에 구비되는 유체 상의 매질(123)을 포함할 수 있음은 물론이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 나타낸 개념도이다.
도 10을 참조하여 설명하면, 상기 진동전달 플레이트(100)는 각각의 상기 초음파 모듈(210, 220, 230)을 개별적으로 지지하는 복수개의 지지부(141)가 모여 이루어지는 지지모듈(140)을 더 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 각각의 상기 초음파 모듈은 서로 다른 주파수를 가지며, 세정 대상에 대응하여 초음파 모듈의 위치를 바꿔 장치의 효과를 더욱 증대할 수 있으므로, 본 발명에서는 각각의 상기 지지부(141)에 각각의 상기 초음파 모듈이 조립식으로 결합되게 하여, 사용자가 편리하게 초음파 모듈의 배치를 가변 가능하게 한 것이다.
이때, 상기 지지부(141)는 각각의 상기 초음파 모듈의 가장자리를 압박 고정하는 구조일 수 있으며, 필요에 따라 사용자가 지지부를 움직여 초음파 모듈의 경사를 조절할 수도 있다.
도 11은 는 본 발명의 제8 실시예에 따른 다주파 생성모듈(M)을 나타낸 개념도이다.
도 11을 참조하여 설명하면, 상기 지지모듈(140)이 상기 초음파 모듈(210, 220, 230)을 압박 고정할 경우에도, 상기 진동전달 플레이트(100)에 상기 경사부(112)가 형성되어, 초음파 모듈(210, 220, 230)이 발생시키는 초음파가 진동전달 플레이트(100)로 전달된 후, 세정대상물(1)로 인가되는 초음파의 방향을 조절할 수 있다.
상세히 설명하면, 위에서 설명한 바와 같이 초음파를 세정대상물(1)의 표면과 수직방향으로 조사 시 초음파가 지정된 일정 지역에서만 반사를 반복하며 정지반사파를 형성하고, 정지반사파의 경우 세정 가능한 영역이 매우 좁아 연속식 세정이 어려운 문제점이 있었으므로, 본 발명에서는 세정대상물(1)로 초음파가 경사지게 인가되어 넓게 퍼져나가는 진행반사파를 형성하게 함으로써, 기존의 초음파 세정장치가 세정 영역이 좁아 세정효율이 떨어짐으로써 연속식 세정에 사용하지 못하고 배치(batch) 식에서만 사용되었던 문제를 해결 한 것이다.
아울러, 도 3 내지 도 11을 참조하여 설명하면 본 발명에서 각각의 상기 초음파 모듈(210), 220, 230)은 초음파를 생성하는 진동자와, 진동자가 결합되며 진동자에서 전달되는 초음파를 집속하여 음압을 4배 이상 증폭하는 혼(Wedge-shaped horn)을 더 포함할 수 있으며, 혼을 이용하여 증폭된 초음파가 경사진 상태로 세정대상물(1)의 표면에 입사되어 진행반사파를 형성하기 때문에, 기존의 정지반사파를 이용한 세정방법과 비교하여 세정 영역이 5~10배 획기적으로 확대 가능하므로, 이러한 음압 증폭과 세정영역 확대 효과에 의해서 세정 속도 또한 5~10배 증가되어, 연속식 세정을 보다 용이하게 가능한 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 세정대상물 2 : 세정액
100 : 진동전달 플레이트 102 : 진동 전달면
110 : 결합부 111 : 진동 전달홈
112 : 경사부
120 : 수평결합부 130 : 간섭 방지부
200 : 초음파 생성부
300 : 세정액 도포부
400 : 린스부
500 : 건조부

Claims (11)

  1. 세정대상물에 도포된 세정액을 사이에 두고 상기 세정대상물과 이격 배치되는 진동전달 플레이트; 및
    상기 진동전달 플레이트로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생 시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부;를 포함하며,
    상기 초음파 생성부는 상기 세정대상물의 이동 방향으로 복수개의 상기 초음파 모듈이 초음파 주파수에 따라 오름차순 또는 내림차순으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  2. 세정대상물에 도포된 세정액을 사이에 두고 상기 세정대상물과 이격 배치되는 진동전달 플레이트; 및
    상기 진동전달 플레이트로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생 시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부;를 포함하며,
    복수개의 상기 초음파 모듈 중 어느 하나 이상의 초음파 모듈을 통해 상기 진동전달 플레이트로 전달된 초음파는 상기 세정대상물의 표면에 경사지게 입사되는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 진동전달 플레이트는 각각의 상기 초음파 모듈이 결합되는 복수개의 결합부를 포함하며, 복수개의 상기 결합부 중 어느 하나 이상의 상기 결합부는 상기 초음파 모듈로부터 진동을 전달받는 경사부, 진동 전달면, 진동 전달홈 중 어느 하나가 세정대상물의 표면과 일정 경사를 가지는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 진동전달 플레이트는 상기 세정액과 접하는 하측에 위치되며 하면이 상기 세정대상물의 표면과 수평지게 배치되는 수평결합부를 더 포함하고, 복수개의 상기 초음파 모듈이 결합되는 진동 전달면이 상기 세정대상물의 표면과 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수평결합부는 내부에 유체가 구비되는 구비공간이 형성되는 수평결합 몸체와, 상기 구비공간 상에 구비되는 유체 상의 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 진동전달 플레이트는 복수개의 상기 초음파 모듈 사이에 위치되어 각각의 초음파 모듈에서 상기 진동전달 플레이트로 전달되는 초음파 간의 간섭을 제한하는 간섭 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 간섭 방지부는 복수개의 상기 초음파 모듈 사이에 형성된 홈인 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 진동전달 플레이트는 각각의 상기 초음파 모듈이 개별적으로 지지되는 복수개의 지지부가 모여 이루어지는 지지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  9. 제 8항에 있어서,
    각각의 상기 지지부는 결합된 각각의 상기 초음파 모듈의 각도를 조절 가능한 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈.
  10. 운반되는 세정대상물에 세정액을 도포하는 세정액 도포부;
    상기 세정대상물에 도포된 상기 세정액을 사이에 두고 상기 세정대상물과 이격 배치되는 진동전달 플레이트와, 상기 진동전달 플레이트로 서로 다른 주파수의 초음파를 발생 시키는 복수개의 초음파 모듈이 모여 이루어지는 초음파 생성부를 포함하여 이루어지는 다주파 생성 모듈;
    상기 세정대상물의 표면에 린스액를 방출하는 린스부; 및
    상기 세정대상물의 표면에 기체를 방출하여 세정대상물의 표면에 위치된 린스액 및 잔여 세정수를 제거하는 건조부;를 포함하며,
    상기 다주파 생성 모듈은 상기 세정대상물을 향하여 비스듬한 각도로 초음파를 방출하는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈을 이용한 초음파 세정장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 세정액 도포부와, 상기 다주파 생성 모듈과, 상기 린스부와, 상기 건조부는 한 쌍이 상기 세정대상물을 사이에 두고 서로 대향 배치되는 것을 특징으로 하는, 다주파 생성 모듈을 이용한 초음파 세정장치.
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