KR20200125118A - 파쇄 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른, 파쇄 장치로서, 밀폐된 내부 공간을 구비하는 파쇄 챔버(chamber); 상기 파쇄 챔버의 상면 일 영역에 위치하여 개폐 가능한 도어를 구비하고 실리콘 웨이퍼가 투입되는 투입구; 상기 내부 공간에 위치하고 상기 투입구의 하방에 배치되어 상기 투입구를 통해 투입된 실리콘 웨이퍼를 분쇄하는 파쇄기; 상기 내부 공간에 위치하고 상기 파쇄기의 하방에 배치되어 상기 파쇄기에서 배출된 제 1 배출물을 분쇄하는 콘 크러셔(cone crusher); 상기 내부 공간에 위치하고 상기 콘 크러셔의 하방에 배치되어 상기 콘 크러셔에서 배출된 제 2 배출물을 수집하는 컬렉터(collector); 상기 컬렉터에서 배출된 상기 제 2 배출물을 투입 받고, 상기 제 2 배출물을 분쇄하는 볼 밀 장치(ball mill); 및 상기 파쇄기, 상기 콘 크러셔 및 상기 볼 밀 장치를 구동하는 구동부; 를 포함하는, 파쇄 장치.

Description

파쇄 장치{CRUSHING APPARATUS}

본 개시는 파쇄 장치에 관한 것이다.

현대 사회는 늘어만 가는 에너지 수요량을 만족시키기 위해 무분별하게 에너지를 사용한다 해도 과언이 아닐 정도로 각종 에너지원을 통해 에너지를 소모하고 있다. 특히, 가장 보편적으로 사용되는 화석 연료는 조선, 자동차, 중공업 등의 각종 산업만이 아니라 일반 가정에서도 연간 엄청난 량을 사용하고 있다.

그런데, 이러한 화석 연료는 가장 보편적으로 사용됨에도 불구하고 한정된 자원이라는 제한 또한 존재한다. 그리고, 화석 연료는 연소를 통해 얻는 에너지로써 필수 불가결하게 생태계 파괴, 지구 온난화, 이상 기후 등의 문제가 뒤따라왔다. 이로 인해, 전 세계는 친환경 에너지의 개발에 힘을 쏟고 있다. 그리고, 그 중에서도 무한하고도 안정적인 에너지원인 태양광을 이용한 발전의 개발이 활발하게 이루어 지고 있다.

하지만, 태양광 발전 또한 문제가 없는 것은 아니다. 태양광 발전의 핵심을 이루는 태양광 모듈의 수명이 약 20년 정도밖에 되지 않는다. 그리고, 태양광 모듈을 제작하기 위해서는 많은 양의 실리콘 웨이퍼가 소비되며, 실리콘 웨이퍼를 생산하는데 에는 많은 양의 화학 물질과 약품이 사용된다.

이러한 문제를 해결하고자, 폐 태양광 모듈에 포함된 실리콘 웨이퍼를 재활용하는 산업이 개발 중에 있으나, 아직은 실리콘 웨이퍼를 재활용하는 데에 드는 비용이 추출 가능한 부재를 재활용하는 비용보다 많이 소비되기도 하여, 폐 태양광 모듈은 매립 처분되거나, 재활용 기술이 발전되기를 기다리며 창고에 방치되기도 한다.

대한민국 공개 특허 10-2010-0130640

본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 실리콘 웨이퍼를 분쇄하는 장치를 제공하고자 한다.

본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 실리콘 웨이퍼를 분쇄하는 장치를 제공하고자 한다. 상기 파쇄 장치는 밀폐된 내부 공간을 구비하는 파쇄 챔버(chamber); 상기 파쇄 챔버의 상면 일 영역에 위치하여 개폐 가능한 도어를 구비하고 실리콘 웨이퍼가 투입되는 투입구; 상기 내부 공간에 위치하고 상기 투입구의 하방에 배치되어 상기 투입구를 통해 투입된 실리콘 웨이퍼를 분쇄하는 파쇄기; 상기 내부 공간에 위치하고 상기 파쇄기의 하방에 배치되어 상기 파쇄기에서 배출된 제 1 배출물을 분쇄하는 콘 크러셔(cone crusher); 상기 내부 공간에 위치하고 상기 콘 크러셔의 하방에 배치되어 상기 콘 크러셔에서 배출된 제 2 배출물을 수집하는 컬렉터(collector); 상기 컬렉터에서 배출된 상기 제 2 배출물을 투입 받고, 상기 제 2 배출물을 분쇄하는 볼 밀 장치(ball mill); 및 상기 파쇄기, 상기 콘 크러셔 및 상기 볼 밀 장치를 구동하는 구동부; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동부는: 상기 챔버의 외부에 위치하는 구동 모터; 상기 구동 모터의 샤프트와 커플링 결합되고 상기 내부 공간에 적어도 일 부분이 삽입되어 상기 콘 크러셔에 동력을 전달하는 구동축; 제 1 베벨 기어부를 통해 상기 구동축으로부터 동력을 전달받는 제 1 종동축; 상기 제 1 종동축으로부터 감속 기어부를 통해 동력을 전달받아 상기 볼 밀 장치에 동력을 전달하는 제 2 종동축; 제 2 베벨 기어부를 통해 상기 제 2 종동축으로부터 동력을 전달받는 제 3 종동축; 제 3 베벨 기어부를 통해 상기 제 3 종동축으로부터 동력을 전달받아 상기 파쇄기에 동력을 전달하는 제 4 종동축; 을 포함할 수 있다.

또한, 상기 콘 크러셔는, 상기 제 1 배출물이 내부로 투입되는 개구부를 상측에 구비하고 상기 제 2 배출물이 배출되는 배출부를 하측 일 영역에 구비하는 원통 형상의 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 상기 개구부에 배치되고, 하측으로 갈수록 단면적이 감소되는 제 1 중공부가 구비된 제 1 쉘; 상기 제 1 쉘의 하측에 배치되고, 하측으로 갈수록 단면적이 증가되는 제 2 중공부가 구비된 제 2 쉘; 및 상기 제 1 중공부 및 제 2 중공부의 내부에 배치되고 상측으로 뾰족한 콘 형상을 갖고 상기 구동축과 결합되어 상기 구동축의 회전에 따라 같이 회전하며, 상기 제 2 쉘과 마찰을 일으켜 상기 제 1 배출물을 분쇄하는 원뿔 형상의 분쇄부; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 볼 밀 장치는, 상기 제 2 종동축과 결합되어 상기 제 2 종동축의 회전에 따라 같이 회전하는 서브 챔버; 및 상기 서브 챔버에 구비되어 상기 서브 챔버가 회전함에 따라 충돌 및 마찰을 일으켜 상기 제 2 배출물을 분쇄하는 복수의 볼; 을 포함할 수 있다.

또한, 상기 파쇄기는, 상기 제 4 종동축과 결합되어 상기 제 4 종동축의 회전에 따라 같이 회전하는 제 1 파쇄 롤러(roller); 상기 제 4 종동축으로부터 평기어부를 통해 동력을 전달받는 회전하는 제 5 종동축; 상기 제 5 종동축과 결합되어 상기 제 5 종동축이 회전함에 따라 회전하며, 상기 제 1 파쇄 롤러와 축 사이에 상방에서 하방으로 실리콘 웨이퍼를 끌어넣도록 상기 제 1 파쇄 롤러와 서로 반대 방향으로 회전하는 제 2 파쇄 롤러; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 파쇄 롤러 및 상기 제 2 파쇄 롤러는, 원통 형상의 외주면에 래칫(ratchet) 기어 형상의 적어도 하나의 커터를 구비할 수 있다.

또한, 상기 내부 공간에 존재하는 공기를 외부로 배출시키는 공기 배출부; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 공기 배출부를 통해 상기 공기가 상기 내부 공간 내에서 상기 외부로 배출된 경우, 가스(gas)를 투입하는 가스 투입부; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가스는, 아르곤 가스 또는 질소 가스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 파쇄 챔버 내의 산소의 농도를 측정하는 산소 농도 측정부; 를 더 포함하고, 상기 가스 투입부는, 상기 산소 농도 측정부를 통해 측정된 상기 파쇄 챔버 내의 상기 산소의 농도가 기 설정된 농도 미만일 경우, 상기 가스를 상기 내부 공간에 투입할 수 있다.

또한, 상기 파쇄 챔버 내의 상기 가스의 농도를 측정하는 가스 농도 측정부; 를 더 포함하고, 상기 가스 투입부는, 상기 가스 농도 측정부에 의해 측정된 상기 파쇄 챔버 내의 상기 가스의 농도가 기 설정된 농도가 될 때까지 상기 가스를 상기 내부 공간에 투입할 수 있다.

또한, 상기 가스 투입부는, 상기 가스 농도 측정부에 의해 측정된 상기 가스의 농도가 기 설정된 농도를 초과하는 경우, 상기 가스의 투입을 정지할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 가스 농도 측정부에 의해 측정된 상기 가스의 농도가 기 설정된 농도를 초과하는 경우, 상기 파쇄기, 상기 콘 크러셔 및 상기 볼 밀 장치를 구동할 수 있다.

또한, 상기 내부 공간에 위치하고 상기 컬렉터에서 배출된 제 2 배출물을 상기 볼 밀 장치로 운반하여 상기 볼 밀 장치에 상기 제 2 배출물을 투입하는 트레드 밀(tread mill); 을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 컬렉터는, 상기 콘 크러셔에서 낙하된 제 2 배출물을 투입받도록 호퍼 형태로 이루어지고, 상기 트레드 밀과 상기 콘 크러셔 사이에 배치될 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 기술적 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시는 실리콘 웨이퍼를 효과적으로 분쇄하는 장치를 제공할 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 파쇄 장치를 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 파쇄 장치의 구동의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 파쇄기를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 콘 크러셔를 설명하기 위한 단면 사시도이다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 볼 밀 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 파쇄 장치가 구동되는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼가 가공되는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 감지될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

이하, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

더불어, 본 명세서에서 사용되는 용어 "정보7" 및 "데이터"는 종종 서로 상호교환 가능하도록 사용될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

구성 요소(elements) 또는 층이 다른 구성 요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소 또는 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.

예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성 요소를 뒤집을 경우, 다른 구성 요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성 요소는 다른 구성 요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 개시의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 개시를 설명하는데 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 파쇄 장치를 설명하기 위한 블록도를 도시한다.

본 개시에 따른 파쇄 장치(100)는 실리콘 웨이퍼를 분쇄할 수 있는 장치일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 실리콘 웨이퍼 이외의 다른 물질을 분쇄할 수 있는 장치일 수도 있다.

실리콘 웨이퍼는 고부가가치를 갖는 질화 규소 등을 획득할 수 있는 재활용 가능한 자원일 수 있다. 또한, 실리콘 웨이퍼를 재활용하는 공정은 실리콘 웨이퍼를 잘게 부수는데 것으로부터 시작될 수 있다.

도 1을 참조하면, 파쇄 장치(100)는 제어부(110), 구동부(120), 공기 배출부(130), 가스 투입부(140), 산소 농도 측정부(150), 가스 농도 측정부(160) 및 전원 공급부(170)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 파쇄 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 파쇄 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 여기서, 각각의 구성 요소들은 별개의 칩이나 모듈이나 장치로 구성될 수 있고, 하나의 장치 내에 포함될 수도 있다.

제어부(110)는 통상적으로 파쇄 장치(100)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 제어부(110)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(도 1에 미도시)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 파쇄 장치(100)의 구동에 요구되는 적절한 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

구동부(120)는 제어부(110)에 제어에 따라 파쇄 장치(100)에 포함된 각종 장치들을 구동 시킬 수 있다.

일례로, 구동부(120)는 제어부(110)의 제어에 따라 구동 모터(121)를 구동시킬 수 있다. 그리고, 구동 모터의 샤프트(122)는 커플링(123)을 통해 구동축(124)의 일 측과 결합될 수 있다. 또한, 구동축(124)의 타 측은 후술할 콘 크러셔(cone crusher)(400)의 분쇄부(460)와 결합되어 분쇄부(460)를 구동시킬 수 있다. 그리고, 분쇄부는 마찰을 통해 실리콘 웨이퍼가 1차 분쇄된 상태인 제 1 배출물을 분쇄할 수 있다.

다른 일례로, 구동부(120)는 제어부(110)의 제어에 따라 구동 모터(121)를 구동시킬 수 있다. 그리고 구동 모터(121)로부터 동력을 전달받은 구동축(210)은 제 1 베벨 기어부(211)를 통해 제 1 종동축(125)에 동력을 전달할 수 있다. 여기서, 베벨 기어는 원뿔 모양으로서 직각 또는 둔각 등으로 만나 두 축 사이에 운동을 전달하는 2개의 기어로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제 1 베벨 기어부(211)는 구동축(124)에 결합된 베벨 기어와 제 1 종동축(125)에 결합된 베벨 기어를 포함할 수 있다. 그리고, 구동 모터(121)는 구동축(210)과 결합된 베벨 기어와 제 1 종동축(125)에 결합된 베벨 기어의 치합을 통해 제 1 종동축(125)에 동력을 전달할 수 있다. 한편, 제 1 종동축(125)은 감속 기어부(214)를 통해 제 2 종동축(126)에 동력을 전달할 수 있다. 여기서, 감속 기어부(214)는 상이한 잇수를 가진 적어도 두개의 평기어로 구성될 수 있다. 즉, 감속 기어부(2140)는 제 1 종동축(125)과 제 2 종동축(126)의 회전 속도가 상이하도록 기어비(gear ratio)가 설계된 기어부 일 수 있다.

그리고, 제 2 종동축(126)은 후술할 볼 밀(ball mill) 장치(700)에 구비된 서브 챔버(710)와 결합되어 서브 챔버(710)를 회전시킬 수 있다. 그리고, 서브 챔버(710)의 내부에 구비된 복수개의 볼(ball)(720)의 회전에 따라 2차 분쇄된 제 2 배출물을 분쇄할 수 있다.

또 다른 일례로, 구동 모터(121)로부터 동력을 전달받은 제 2 종동축(126)은 제 2 베벨 기어부(212)를 통해 제 3 종동축(127)에 동력을 전달할 수 있다. 그리고, 제 3 종동축(127)은 제 3 베벨 기어부(213)를 통해 제 4 종동축(128)에 동력을 전달할 수 있다. 동력을 전달받은 제 4 종동축(128)은 후술할 파쇄기(300)에 구비된 제 1 파쇄 롤러(roller)(310)와 결합되어 제 1 파쇄 롤러(310)를 회전시킬 수 있다. 그리고, 파쇄기(300)는 구비된 제 1 파쇄 롤러(310) 및 제 2 파쇄 롤러(320)를 통해 실리콘 웨이퍼를 분쇄할 수 있다.

이하, 구동부(120)의 동작에 따른 파쇄 장치(100)에 포함된 각종 장치의 동작에 대한 자세한 설명은 도 2 내지 도 5를 통해 후술한다.

본 개시에서, 구동부(120)에는 밸브 개폐부(미도시)가 포함될 수도 있다.

구체적으로, 밸브 개폐부는 제어부(110)의 제어에 따라 밸브의 개/폐를 통해 실리콘 웨이퍼, 제 1 배출물, 제 2 배출물 및 제 3 배출물을 파쇄기(300), 콘 크러셔(400) 및 볼 밀 장치(700) 각각으로 투입 또는 파쇄기(300), 콘 크러셔(400) 및 볼 밀 장치(700) 각각으로부터 배출할 수 있다. 여기서, 밸브는 솔레노이드 밸브, 전동 밸브 및 오토 밸브 등 전자 제어를 통해 열리는 동작 또는 닫히는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 상술한 밸브들은 비상시에는 사용자가 수동으로 열거나 닫을 수 있다.

여기서, 제 1 배출물은 파쇄기(300)를 통해 1차 분쇄되어 배출된 배출물 일 수 있다. 또한, 제 2 배출물은 콘 크러셔(400)를 통해 2차 분쇄되어 배출된 배출물 일 수 있다. 그리고, 제 3 배출물은 볼 밀 장치(700)를 통해 3차 분쇄되어 배출된 배출물 일 수 있다. 이하, 실리콘 웨이퍼의 분쇄 공정에 따라 생산되는 제 1, 제 2 및 제 3 배출물은 도 2 내지 도 7을 통해 후술한다.

한편, 공기 배출부(130)는 파쇄 장치(100)의 적어도 일부분에 존재하는 공기를 외부로 배출시킬 수 있다.

구체적으로, 파쇄 장치(100)는 밀폐된 내부 공간(181)을 구비하는 파쇄 챔버(chamber)(180)를 구비할 수 있다. 여기서, 내부 공간(181)은 파쇄 챔버(180) 내의 공간일 수 있다. 그리고, 공기 배출부(130)는 파쇄 챔버(180)의 외부에 구비되어 진공 펌프와 파이프 등의 결합을 통해 파쇄 챔버(180) 내의 공기를 배출할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 공기 배출부(130)는 파쇄 챔버(180)의 내부에 구비될 수도 있다.

한편, 파이프는 파쇄 챔버(180) 내부의 존재하는 유체의 밀폐를 위해 실링(sealing) 처리될 수 있다.

일례로, 파쇄 챔버(180)의 파이프 홀에는 고무 패킹(packing) 또는 오링(O-ring) 등이 결합될 수 있다. 그리고, 파쇄 챔버(180)는 고무 패킹 또는 오링에 파이프를 결합함으로써 외부로부터의 공기의 유입을 차단할 수 있다.

다른 일례로, 파쇄 챔버(180)의 파이프 홀에는 나사산(암나사)이 가공되어 있을 수 있다. 그리고, 파이프의 일 측에는 파이프 홀에 가공된 나사산에 대응하는 나사산(수나사)이 가공되어 있을 수 있다. 이때, 파이프의 일 측에 구비된 나사산에 유체의 유입을 방지할 수 있는 씰 테이프 또는 테프론(Teflon) 테이프 등을 감아 파이프 홀에 구비된 나사산과 결합함으로써 공기의 유입을 차단할 수 있다. 다만, 파쇄 챔버(180)와 파이프의 밀폐 결합은 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.

진공 펌프는 파쇄 챔버(180)와 결합된 파이프의 타 측과 결합되어 파쇄 챔버(180) 내부의 공기를 배출할 수 있다.

구체적으로, 진공 펌프는 펌프의 외관을 형성하는 케이싱, 유체를 수용하는 챔버, 공기의 흡입을 위한 인렛(inlet), 흡입된 공기를 밖으로 배출하기 위한 아웃렛(outlet), 챔버의 내부에 회전 가능하게 구비되는 로터(rotor) 및 로터에 의하여 슬라이드 가능하게 지지되는 베인(vane)을 포함할 수 있다. 한편, 진공 펌프의 내부에 구비된 로터 및 베인은 진공 펌프에 구비된 샤프트를 통해 외부로부터 동력을 전달받아 회전한다. 로터 및 베인의 회전에 의해 외부의 공기는 인렛을 통해 진공 펌프의 내부로 흡입될 수 있다. 그리고, 흡입된 공기는 로터 및 베인이 회전 방향으로 더 회전함에 따라 아웃렛을 통해 챔버의 외부로 배출될 수 있다. 이하, 본 개시에서의 진공 펌프는 일반적으로 사용되는 진공 펌프를 사용하며, 진공 펌프의 구조 및 기능에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 개시에서 제어부(110)는 기 설정된 시간 동안 파쇄 챔버(180)내의 내부 공간(181)에 존재하는 공기가 배출되도록 공기 배출부(130)를 제어할 수 있다. 여기서, 기 설정된 시간은 제어부(110)의 메모리에 사전 저장되어 있을 수 있다.

제어부(110)는 공기 배출부(130)를 통해 공기가 내부 공간(181) 내에서 외부로 배출된 경우, 가스(gas)를 투입하도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다. 여기서, 가스는 파쇄 장치(100)에 포함된 적어도 하나의 장치를 구동함에 있어서, 마찰열, 스파크(spark) 등에 의해 발생될 수 있는 화재를 예방하기 위한 가스일 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 가스는 불활성 기체 또는 비활성 기체인 아르곤 가스 또는 질소 가스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 파쇄 챔버(180)에 투입되는 가스는 상술한 가스에만 한정되는 것은 아니다.

한편, 가스 투입부(140)는 파쇄 챔버(180)의 외부에 구비될 수 있다.

구체적으로, 가스 투입부(140)는 파이프 등을 통해 파쇄 챔버(180)의 적어도 일부와 연결되어 내부 공간(181)에 가스를 투입할 수 있다. 또한, 파이프는 상술한 공기 배출부(130)에 구비된 파이프와 같은 방법을 통해 파쇄 챔버(180)와 밀폐 결합될 수 있다.

본 개시에서, 제어부(110)는 공기 배출부(130)를 통해 기 설정된 시간 동안 내부 공간(181)에 존재하는 공기를 배출한 이후, 가스가 투입되도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 기 설정된 시간 동안 내부 공간(181)에 가스가 투입되도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다.

산소 농도 측정부(150)는 파쇄 챔버(180) 내의 내부 공간(181)의 일부분에 위치할 수 있다. 여기서, 산소 농도 측정부(150)는 내부 공간(181) 내의 산소의 농도를 측정할 수는 적어도 하나의 센서일 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제어부(110)는 산소 농도 측정부(150)를 통해 측정된 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181) 내의 산소의 농도가 기 설정된 농도 미만인 경우, 가스를 내부 공간(181)에 투입하도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다. 여기서, 기 설정된 농도는 메모리에 사전 저장 되어있을 수 있다. 또한, 기 설정된 농도는 파쇄 장치(100)에 포함된 적어도 하나의 장치를 구동함에 있어서 화재의 위험성이 적은 농도일 수 있다.

예를 들어, 일반적으로 공기 중 산소는 대략 21%의 비율을 차지하고 있다. 그리고, 공기 중 산소의 농도가 21% 미만일 경우, 연소는 멈추거나 감소될 수 있다. 따라서, 기 설정된 농도는 일반적인 공기 내에서의 산소의 농도인 21% 보다 작을 수 있다. 다만, 산소의 농도는 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.

한편, 파쇄 챔버(180) 내의 내부 공간(181)의 일 부분에는 가스 농도 측정부(160)가 구비될 수 있다. 여기서, 가스 농도 측정부(160)는 내부 공간(181) 내의 적어도 하나의 가스의 농도를 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서일 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제어부(110)는 가스 농도 측정부(160)에 의해 측정된 내부 공간(181) 내의 가스의 농도가 기 설정된 농도가 될 때까지 가스를 내부 공간(181)에 투입하도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다.

또한, 본 개시에서 제어부(110)는 가스 농도 측정부(160)에 의해 측정된 가스의 농도가 기 설정된 농도를 초과하는 경우, 가스의 투입을 정지하도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다. 여기서, 기 설정된 농도는 내부 공간(181) 내의 산소의 배출을 통한 연소를 방지하는 것에 더하여, 불활성 기체를 투입함으로써 연소가 더 방지될 수 있는 농도 일 수 있다. 또한, 기 설정된 농도는 메모리에 사전 저장되어 있을 수 있다.

한편, 제어부(110)는 가스 농도 측정부(160)에 의해 측정된 가스의 농도가 기 설정된 농도를 초과하는 경우, 파쇄기, 콘 크러셔 및 볼 밀 장치를 구동하도록 구동부(120)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(110)는 내부 공간(181)에 존재하는 공기를 배출하도록 공기 배출부(130)를 제어할 수 있다. 또한, 내부 공간(181) 내의 공기가 기 설정된 농도만큼 배출된 경우, 제어부(110)는 가스를 투입하도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 내부 공간(181)에 투입된 가스의 농도가 기 설정된 농도를 초과하는 경우, 구동부(120)를 구동시킬 수 있다.

한편, 구동부(120)는 구동 모터(121)를 구동 시킴으로써 파쇄 장치(100)에 포함된 장치들에 동력을 전달할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 구동부(120)가 파쇄 장치(100)에 포함된 장치들에 동력을 전달하는 방법을 자세히 후술한다.

도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 파쇄 장치의 구동의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.

도 2를 참조하면, 파쇄 장치(100)는 파쇄 챔버(180), 구동부(120), 파쇄기(300), 콘 크러셔(400), 컬렉터(500), 트레드 밀(tread mill)(600) 및 볼 밀 장치(700)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 파쇄 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 파쇄 장치(100)는 위에서 열거된 구성 요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성 요소들을 가질 수 있다. 또한, 각각의 구성 요소들은 별개의 장치로 구성될 수 있고, 하나의 장치 내에 포함될 수도 있다.

파쇄 챔버(180)는 파쇄 장치(100)에 포함된 적어도 하나의 장치를 구비할 수 있도록 밀폐된 내부 공간(181)을 구비할 수 있다. 여기서, 밀폐된 내부 공간(181)은 제어부(110)의 제어 없이는 파쇄 챔버(180) 내의 유체가 유입 또는 배출이 이루어지지 않는 공간일 수 있다.

또한, 파쇄 챔버(180)는 도어(182) 및 투입구(183)를 포함할 수 있다.

도어(182)는 파쇄 챔버(180)의 상면 일 영역에 위치하여 개폐가 가능하도록 힌지를 통해 회전 가능하게 결합될 수 있다. 다만, 도어의 위치는 상면에 한정되는 것은 아니고, 파쇄 챔버(180)의 내부에 구비된 장치의 위치에 따라 측면에 구비될 수도 있다. 또한, 도어(182)는 롤러 등을 구비하여 슬라이드 가능하게 결합될 수도 있다.

일례로, 도어(182)는 투입구(183)를 통해 투입된 실리콘 웨이퍼가 파쇄기(300)의 상부까지 이어지도록 경사를 가진 통로가 내부 공간(181)에 구비된 경우, 파쇄 챔버(180)의 측면에 위치할 수도 있다.

한편, 실리콘 웨이퍼는 도어(182)의 개폐에 따라 투입구(183)를 통해 파쇄 챔버(180) 내부로 투입될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 도어(182)가 열린 경우, 투입구(183)를 통해 실리콘 웨이퍼를 투입할 수 있다.

본 개시에서, 도어(182)는 내부 공간(181)에 존재하는 유체가 유입 및 배출되는 것을 방지하기 위해 실링처리될 수 있다.

구체적으로, 도어(182)와 투입구(183)가 결합되는 위치에는 유체의 이동을 방지할 수 있도록 고무 가스켓(gasket) 등이 구비될 수 있다. 이때, 고무 가스켓은 도어(182)의 가장 자리에 구비될 수 있다. 또는, 고무 가스켓은 투입구(183)의 가장 자리에 구비될 수도 있다. 그리고, 도어(182)를 닫을 시 도어(182)와 투입구(183) 사이에 구비된 고무 가스켓이 압축되어 유체의 이동을 방지할 수 있다. 다만, 도어(182)의 실링처리는 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.

본 개시에서, 파쇄 챔버(180)는 측면 하방 일 영역에 추가적인 도어를 구비할 수 있다. 추가적인 도어는 사람 및 기계 장치 등이 파쇄 챔버(180) 내부에 진입하기 위한 도어 일 수 있다. 또한, 추가적인 도어도 상술한 도어(182)와 마찬가지로 실링처리 될 수 있다.

구동부(120)는 구동 모터(121), 구동 모터의 샤프트(122), 커플링(123), 구동축(124), 제 1 종동축(125), 제 2 종동축(126), 제 3 종동축(127), 제 4 종동축(128), 제 5 종동축(129), 제 1 베벨 기어부(211), 제 2 베벨 기어부(212), 제 3 베벨 기어부(213), 감속 기어부(214) 및 평기어부(215)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 구동부(120)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 구동부(120)는 위에서 열거된 구성 요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성 요소들을 가질 수 있다.

한편, 구동부(120)는 구동 모터(121)를 통해 파쇄기(300), 콘 크러셔(400) 및 볼 밀 장치(700)를 구동할 수 있다.

구동 모터(121)는 제어부(110)의 제어에 따라 구동 모터의 샤프트(122)를 회전시키기 위한 모터로서, AC 모터, Dc 모터 및 BLDC 모터 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 모터가 구동 모터(121)로 사용될 수 있다.

구동 모터(121)는 파쇄 챔버(180)의 외부에 위치할 수 있다. 다만, 구동 모터(121)의 위치는 파쇄 챔버(180)의 외부에 한정되는 것은 아니고, 파쇄 챔버(180)의 내부에 위치할 수도 있다.

구동 모터(121)는 발생된 회전력을 구동 모터의 샤프트(122)를 통해 구동축(124)에 전달할 수 있다.

구체적으로, 구동 모터의 샤프트(122)는 커플링(123)을 통해 구동축(124)과 결합될 수 있다. 그리고, 커플링(123)을 통해 결합된 구동축(124)은 구동 모터의 샤프트(122)가 회전함에 따라 함께 회전될 수 있다.

한편, 구동축(124)은 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181)에 적어도 일부분이 삽입되어 콘 크러셔(400)에 동력을 전달할 수 있다. 여기서, 구동축(124)은 중실축으로 이루어진 샤프트(shaft) 등일 수 있다.

한편, 구동축(124)은 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181)에 유체가 유입되거나 배출되는 것을 방지하기 위해 파쇄 챔버(180)와 밀폐 결합될 수 있다.

구체적으로, 파쇄 챔버(180)의 일 열역에는 구동축(124)이 삽입되기 위한 홈이 구비될 수 있다. 또한, 홈에는 구동축(124)이 회전할 수 있도록 베어링이 결합될 수 있다. 이때, 홈과 베어링이 결합되는 부위에는 유체의 유입을 방지할 수 있도록 가스켓이 결합될 수 있다. 여기서, 가스켓은 고무 재질로 이루어진 리테이너(retainer) 등일 수도 있다.

구체적으로, 가스켓은 외경은 홈의 직경보다 크고 내경은 홈의 직경보다 작을 수 있다. 또한, 가스켓은 베어링과 홈이 결합된 경우, 파쇄 챔버(180)의 외벽 면 및 내벽 면에 구비될 수 있다. 그리고, 구동축(124)의 직경보다 상대적으로 큰 홀을 가진 플레이트를 볼트 등을 통해 파쇄 챔버(180)와 결합함으로써 가스켓은 파쇄 챔버(180)의 외벽 및 내벽면에 압착되어 유체의 유입을 방지할 수 있다.

한편, 구동축(124)과 베어링이 결합되는 부위에는 실리콘 가스켓등이 고르게 분포되어 있을 수 있다. 여기서, 실리콘 가스켓은 유체의 이동을 방지할 수 있는 액상 형태의 가스켓으로써, 일종의 본드 등일 수 있다.

또한, 실리콘 가스켓은 베어링과 구동축(124)의 결합부위에 고르게 분포된 후 일정 시간이 지나면 굳음으로써 유체의 유입 및 유출을 방지할 수 있다.

제 1 종동축(125)은 제 1 베벨 기어부(211)를 통해 구동축(124)로부터 동력을 전달받을 수 있다. 여기서, 제 1 종동축(125)은 중실축으로 이루어진 샤프트 등일 수 있다.

구체적으로, 제 1 베벨 기어부(211)는 구동축(124)의 일 영역에 결합된 베벨 기어 및 제 1 종동축(125)의 일 영역에 결합된 베벨 기어를 포함할 수 있다. 그리고, 제 1 베벨 기어부(211)에 포함된 두개의 베벨 기어는 직각으로 치합될 수 있다. 따라서, 구동축(124)의 일 영역에 결합된 베벨 기어는 제 1 종동축(125)의 일 영역에 결합된 베벨 기어에 구동축(124)으로부터 전달받은 동력을 전달할 수 있다.

즉, 구동축(124)은 제 1 베벨 기어부(211)를 통해 구동축(124)과 직각을 이루는 제 1 종동축(125)에 동력을 전달할 수 있다.

한편, 제 2 종동축(126)은 제 1 종동축(125)으로부터 감속 기어부(214)를 통해 동력을 전달받아 볼 밀 장치(700)에 동력을 전달할 수 있다. 여기서, 제 2 종동축(126)은 중실축으로 이루어진 샤프트 등일 수 있다.

구체적으로, 감속 기어부(214)는 제 1 종동축(125)의 일 영역에 결합된 제 1 감속 기어 및 제 2 종동축(126)의 일 영역에 결합된 제 2 감속 기어를 포함할 수 있다. 그리고, 제 1 감속 기어와 제 2 감속 기어는 치합될 수 있다. 따라서, 제 1 감속 기어는 제 2 감속 기어에 제 1 종동축(125)으로부터 전달받은 동력을 전달할 수 있다. 여기서, 제 1 감속 기어의 잇수와 제 2 감속 기어의 잇수는 상이할 수 있다.

즉, 제 1 종동축(125)은 감속 기어부(214)를 통해 제 2 종동축(126)에 동력을 전달할 수 있다. 그리고, 제 1 종동축(125)과 제 2 종동축(126)의 회전 속도는 감속 기어부(214)에 의해 상이할 수 있다.

구체적으로, 제 2 감속 기어의 잇수는 제 1 감속 기어의 잇수보다 많을 수 있다. 따라서, 제 1 종동축(125)의 회전 속도는 제 2 종동축(126)의 회전 속도보다 빠를 수 있다.

또한, 제 3 종동축(127)은 제 2 베벨 기어부(212)를 통해 제 2 종동축(126)으로부터 동력을 전달받을 수 있다. 여기서, 제 3 종동축(127)은 중실축으로 이루어진 샤프트 등일 수 있다.

구체적으로, 제 2 베벨 기어부(212)는 제 2 종동축(126)의 일 영역에 결합된 베벨 기어 및 제 3 종동축(127)의 일 영역에 결합된 베벨 기어를 포함할 수 있다. 그리고, 제 2 종동축(126)의 일 영역에 결합된 베벨 기어와 제 3 종동축(127)의 일 영역에 결합된 베벨 기어는 직각으로 치합될 수 있다. 따라서, 제 2 종동축(126)의 일 영역에 결합된 베벨 기어는 제 3 종동축(127)의 일 영역에 결합된 베벨 기어에 제 2 종동축(126)으로부터 전달받은 동력을 전달할 수 있다.

즉, 제 2 종동축(126)은 제 2 베벨 기어부(212)를 통해 제 2 종동축(126)과 직각을 이루는 제 3 종동축(127)에 동력을 전달할 수 있다.

마찬가지로, 제 4 종동축(128)은 제 3 베벨 기어부(213)를 통해 제 3 종동축(127)으로부터 동력을 전달받을 수 있다.

구체적으로, 제 3 베벨 기어부(213)는 제 3 종동축(127)의 일 영역에 결합된 베벨 기어 및 제 4 종동축(128)의 일 영역에 결합된 베벨 기어를 포함할 수 있다. 그리고, 제 3 종동축(127)의 일 영역에 결합된 베벨 기어와 제 4 종동축(128)의 일 영역에 결합된 베벨 기어는 직각으로 치합될 수 있다. 따라서, 제 3 종동축(127)의 일 영역에 결합된 베벨 기어는 제 4 종동축(128)의 일 영역에 결합된 베벨 기어에 제 3 종동축(127)으로부터 전달받은 동력을 전달할 수 있다.

즉, 제 3 종동축(127)은 제 3 베벨 기어부(213)를 통해 제 3 종동축(127)과 직각을 이루는 제 4 종동축(128)에 동력을 전달할 수 있다.

본 개시에서, 제 1 베벨 기어부(211), 제 2 베벨 기어부(212) 및 제 3 베벨 기어부(213)에 포함된 베벨 기어의 잇수는 서로 상이할 수 있다.

구체적으로, 제 1 베벨 기어부(211)에 포함된 2개의 베벨 기어 각각의 잇수는 상이할 수 있다. 그리고, 구동부(120)는 서로 다른 잇수를 가진 2개의 베벨 기어를 통해 구동축(124)의 회전 속도와 제 1 종동축(125)의 속도를 상이하게 구동할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 제 2 베벨 기어부(212) 및 제 3 베벨 기어부(213)의 기어비도 상이할 수 있다.

한편, 제 5 종동축(129)은 평기어부(215)를 통해 제 4 종동축(128)으로부터 동력을 전달받을 수 있다.

구체적으로, 평기어부(215)는 제 4 종동축(128)의 일 영역에 결합된 제 1 평기어 및 제 5 종동축(129)의 일 영역에 결합된 제 2 평기어를 포함할 수 있다. 그리고, 제 1 평기어와 제 2 평기어는 치합될 수 있다. 따라서, 제 1 평기어는 제 2 평기어에 제 4 종동축(128)으로부터 전달받은 동력을 전달할 수 있다.

즉, 제 4 종동축(128)은 평기어부(215)를 통해 제 5 종동축(129)에 동력을 전달할 수 있다.

본 개시에서, 파쇄기(300)는 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181)에 위치하고 투입구(183)의 하방에 배치될 수 있다.

구체적으로, 파쇄기(300)는 투입구(183)를 통해 투입된 실리콘 웨이퍼가 별다른 이송 없이도 파쇄기(300)에 투입될 수 있도록 투입구(183)의 하방에 배치될 수 있다. 다만, 파쇄기(300)의 위치는 투입구(183)의 하방에 한정되는 것은 아니고, 내부 공간(181)의 다른 위치에 위치할 수도 있다.

예를 들어, 파쇄 장치(100)가 투입구(183)로부터 경사진 통로 등을 구비한 경우, 파쇄기(300)는 투입구(183) 측에 위치한 경사진 통로의 반대측에 구비될 수도 있다.

파쇄기(300)는 투입구(183)를 통해 투입된 실리콘 웨이퍼를 분쇄할 수 있다. 파쇄기(300)에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 좀더 자세히 후술한다.

본 개시에서, 파쇄기(300)와 투입구(183)의 사이에는 실리콘 웨이퍼의 운송 및 적재가 가능한 호퍼 형태의 실리콘 웨이퍼 저장부가 포함될 수 있다. 또한, 호퍼 형태의 실리콘 웨이퍼 저장부의 상측(즉, 투입구 측)은 투입구(183)의 면적보다 크게 구비될 수 있다. 따라서, 투입구(183)를 통해 투입된 실리콘 웨이퍼가 파쇄기(300)로 투입되지 않고 바깥으로 흘러내리는 것이 방지될 수 있다.

또한, 본 개시에서, 실리콘 웨이퍼 저장부의 하측(즉, 파쇄기 측)에는 밸브가 구비될 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 파쇄기(300)의 동작이 감지된 경우, 실리콘 웨이퍼가 투입될 수 있도록 밸브를 제어할 수 있다.

한편, 콘 크러셔(400)는 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181)에 위치하고 파쇄기(300)의 하방에 배치될 수 있다.

구체적으로, 콘 크러셔(400)는 파쇄기(300)를 통해 1차 분쇄되어 배출된 제 1 배출물이 별다른 이송 없이도 콘 크러셔(400)에 투입될 수 있도록 파쇄기(300)의 하방에 배치될 수 있다. 다만, 콘 크러셔(400)의 위치는 파쇄기(300)의 하방에 한정되는 것은 아니고, 내부 공간(181)의 다른 위치에 위치할 수도 있다.

예를 들어, 파쇄기(300)의 하방에 경사진 통로 등이 구비된 경우, 콘 크러셔(400)는 파쇄기(300) 측에 위치한 경사진 통로의 반대측에 구비될 수도 있다.

콘 크러셔(400)는 파쇄기(300)로부터 배출된 제 1 배출물을 분쇄할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.

한편, 컬렉터(collector)(500)는 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181)에 위치하고 콘 크러셔(4090)의 하방에 배치될 수 있다. 또한, 컬렉터(500)는 콘 크러셔(400)의 배출부(470)에서 낙하된 제 2 배출물을 투입받도록 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지는 호퍼 형태로 이루어질 수 있다.

컬렉터(500)의 입구부는 콘 크러셔(400)의 배출부(470)와 연결되어 콘 크러셔(400)에서 배출된 제 2 배출물을 수집할 수 있다. 그리고, 컬렉터(500)의 하측에 구비된 컬렉터 배출부를 통해 제 2 배출물을 배출할 수 있다.

여기서, 컬렉터(500)의 상측(즉, 배출부와 연결된 측)의 면적은 콘 크러셔(400)의 배출부(470)의 면적보다 넓을 수 있다. 따라서, 배출부(470)를 통해 배출된 제 2 배출물이 바깥으로 흘러내리는 것이 방지될 수 있다.

또한, 컬렉터(500)의 하방에는 트레드 밀(tread mill)(600)이 구비될 수 있다. 즉, 컬렉터(500)는 콘 크러셔(400)와 트레드 밀(600) 사이에 배치될 수 있다.

본 개시에서, 컬렉터(500)에 구비된 컬렉터 배출부에는 밸브가 구비될 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 트레드 밀(600)의 동작이 감지된 경우, 제 2 배출물이 배출될 수 있도록 밸브를 제어할 수 있다.

트레드 밀(600)은 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181)에 위치하고 컬렉터(500)에서 배출된 제 2 배출물을 볼 밀 장치(700)로 운반할 수 있다. 그리고, 트레드 밀(600)은 볼 밀 장치(700)에 구비된 볼 밀 투입부(730)를 통해 제 2 배출물을 투입할 수 있다.

구체적으로, 트레드 밀(700)은 벨트부(미도시), 타이밍 기어부(미도시), 지지부(미도시) 및 전동 모터(미도시)가 포함될 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 트레드 밀(700)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 트레드 밀(700)은 위에서 열거된 구성 요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성 요소들을 가질 수 있다.

벨트부는 컬렉터(500)에서 배출된 제 2 배출물을 탑재할 수 있다. 구체적으로, 벨트부의 일 측은 컬렉터 배출부의 하방에 위치하여 컬렉터(500)가 제 2 배출물을 배출할 시 낙하된 제 2 배출물을 적재할 수 있다.

본 개시에서, 벨트부는 내측면에 톱니 형상이 구비된 타이밍 벨트일 수 있다.

구체적으로, 벨트부는 타이밍 기어부와 맞물려 회전할 수 있도록 톱니 형상이 벨트의 내측에 구비될 수 있다.

타이밍 기어부는 전동 모터를 통해 동력을 전달받아 벨트부를 회전시킬 수 있다. 구체적으로, 타이밍 기어부는 전동 모터의 샤프트와 직접 결합되거나 또는 풀리, 기어, V-벨트 등을 통해 전동 모터로부터 동력을 전달받을 수 있다.

또한, 타이밍 기어부는 벨트부의 내측면과 치합될 수 있다. 따라서, 전동 모터에서 발생된 동력이 타이밍 기어부를 통해 벨트부에 전달될 수 있다.

지지부는 트레드 밀(600)이 구동될 수 있도록 벨트부 및 타이밍 기어부를 지지할 수 있는 다리 및 지지판이 구비될 수 있다.

본 개시에서, 트레드 밀(600)의 지지부에 포함된 다리는 벨트부에 경사가 구비되도록 높이가 상이할 수 있다.

구체적으로, 트레드 밀(600)은 컬렉터(500) 하방의 일 측에서 타 측인 볼 밀 장치(700)의 상방으로 갈 수록 높이가 점점 높아지도록 경사를 가질 수 있다. 따라서, 볼 밀 장치(700)의 위치는 콘 크러셔(400)의 하방에 한정되지 않을 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 트레드 밀(600)의 타이밍 기어부는 구동부(120)에 포함된 구동 모터(121)로부터 동력을 전달받을 수도 있다.

구체적으로, 제 2 종동축(126)의 일 영역에는 제 4 베벨 기어부가 구비될 수 있다. 그리고, 제 4 베벨 기어부를 통해 제 2 종동축으로부터 동력을 전달받는 제 6 종동축을 구비할 수 있다. 이때, 제 6 종동축의 일 측은 트레드 밀(600)의 타이밍 기어부와 결합될 수 있다. 따라서, 트레드 밀(600)은 구동 모터(121)로부터 동력을 전달받을 수 있다. 다만, 트레드 밀(600)에 동력을 전달하는 축은 제 2 종동축에 한정되는 것은 아니다.

본 개시에서, 파쇄 장치(100)는 컬렉터(500)와 볼 밀 장치(700)의 사이에 트레드 밀(600)을 구비하지 않을 수도 있다.

일례로, 컬렉터(500)의 하방에는 볼 밀 장치(700)의 투입부까지 이어진 경사진 통로가 구비될 수도 있다. 다른 일례로, 볼 밀 장치(700)는 컬렉터(500)의 하방에 위치하여 컬렉터(500)에서 배출된 제 2 배출물을 직접 받을 수도 있다.

한편, 볼 밀 장치(700)는 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181) 내에 일 위치에 위치할 수 있다.

볼 밀 장치(700)는 트레드 밀(600)을 통해 컬렉터(500)에서 배출된 제 2 배출물을 투입 받을 수 있다. 그리고, 볼 밀 장치(700)는 투입된 제 2 배출물을 분쇄할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.

파쇄 장치(100)는 상술한 바와 같이 구동부(120)에 구비된 하나의 구동 모터(121)를 통해 파쇄기(300), 콘 크러셔(400) 및 볼 밀 장치(700)에 동력을 전달하여 구동할 수 있다. 즉, 파쇄 장치(100)는 파쇄기(300), 콘 크러셔(400) 및 볼 밀 장치(700) 각각을 구동하기 위한 구동 모터를 구비할 필요가 없고, 하나의 구동 모터(121)로 파쇄 장치(100)는 파쇄기(300), 콘 크러셔(400) 및 볼 밀 장치(700) 각각을 구동시킬 수 있다. 따라서, 파쇄 장치(100)의 크기가 작아질 수 있다.

도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 파쇄기를 설명하기 위한 사시도이다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 파쇄기(300)는 투입구(183)를 통해 실리콘 웨이퍼를 투입 받을 수 있다. 또한, 파쇄기(300)는 투입구(183)를 통해 실리콘 웨이퍼가 투입된 경우, 투입된 실리콘 웨이퍼를 분쇄하여 제 1 배출물을 배출할 수 있다.

도 3을 참조하면, 파쇄기(300)는 제 1 파쇄 롤러(310), 제 2 파쇄 롤러(320) 및 적어도 하나의 커터(330)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 파쇄기(300)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 파쇄기(300)는 위에서 열거된 구성 요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성 요소들을 가질 수 있다.

제 1 파쇄 롤러(310)는 제 4 종동축(128)과 결합되어 제 4 종동축(128)의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다. 여기서, 제 4 종동축(128)은 도 1 내지 도 2에서 설명한 바를 통해 구동 모터(121)로부터 동력을 전달받을 수 있다.

제 1 파쇄 롤러(310)는 내주면에 구비된 키 홈에 키(key)등을 결합하여 제 4 종동축(128)과 결합될 수 있다. 또한, 제 4 종동축(128)에도 제 1 파쇄 롤러(310)와의 결합을 위한 키 홈 등이 구비될 수 있다. 다만, 제 1 파쇄 롤러(310)와 제 4 종동축(128)의 결합은 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다.

제 2 파쇄 롤러(320)는 제 5 종동축(129)과 결합되어 제 5 종동축(129)의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다. 여기서, 제 5 종동축(129)은 제 4 종동축(128)으로부터 평기어부(215)를 통해 동력을 전달받아 회전할 수 있다.

제 2 파쇄 롤러(320)는 내주면에 구비된 키 홈에 키(key)등을 결합하여 제 5 종동축(129)과 결합될 수 있다. 또한, 제 5 종동축(129)에도 제 2 파쇄 롤러(320)와의 결합을 위한 키 홈 등이 구비될 수 있다.

그리고, 제 2 파쇄 롤러(320)는 제 1 파쇄 롤러(310)와 축 사이에 상방에서 하방으로 실리콘 웨이퍼를 끌어넣도록 제 1 파쇄 롤러(310)와 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.

한편, 제 1 파쇄 롤러(310) 및 제 2 파쇄 롤러(320)는 롤러를 이루는 원통 형상의 외주면에 래칫(ratchet) 기어 형상의 적어도 하나의 커터(330)를 구비할 수 있다. 여기서, 래칫 기어 형상은 한쪽 방향으로만 회전 가능하게 형성된 톱니 바퀴 형상일 수 있다. 다만, 커터(330)의 형상은 래칫 기어 형상에 한정되는 것은 아니고, 실리콘 웨이퍼를 분쇄하기 위한 다양한 형상을 구비할 수 있다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제 1 파쇄 롤러(310) 및 제 2 파쇄 롤러(320)는 적어도 하나의 커터(330)를 구비할 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 커터(330)는 롤러의 일 측에서 타 측으로 갈수록 축방향으로 회전하며 제 1 파쇄 롤러(310)에 결합될 수 있다.

구체적으로, 도 3을 참조하면, 제 1 파쇄 롤러(310)의 평기어부(215)의 반대측에는 복수의 커터(330)가 구비된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 복수의 커터(330)로부터 평기어부(215) 측으로 조금 더 가깝게 구비된 커터는 시계 방향으로 조금 회전하여 결합된 것을 확인할 수 있다. 같은 방법으로, 복수의 커터(330) 각각은 일 측에서 타 측(평기어부 측)으로 갈수록 시계 방향으로 회전하며 제 1 파쇄 롤러(310)에 결합된 것을 확인할 수 있다.

또한, 제 2 파쇄 롤러(320)의 적어도 하나의 커터(330)는 제 1 파쇄 롤러(310)에 구비된 적어도 하나의 커터(330)와 반대 방향으로 회전하며 제 2 파쇄 롤러에 결합될 수 있다.

즉, 제 1 파쇄 롤러(310)와 제 2 파쇄 롤러(320)는 적어도 하나의 커터(330)를 상술한 구조와 같이 구비함으로써, 실리콘 웨이퍼가 분쇄 공정에서 발생되는 응력에 대한 반발력으로 튕겨 나가는 것을 억제할 수 있다.

따라서, 파쇄기(300)는 실리콘 웨이퍼를 분쇄함으로써 제 1 배출물을 획득할 수 있다. 즉, 실리콘 웨이퍼가 재활용될 수 있도록 분쇄할 수 있다.

도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 콘 크러셔를 설명하기 위한 단면 사시도이다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 콘 크러셔(400)는 파쇄기(300)로부터 제 1 배출물을 투입받을 수 있다. 또한, 콘 크러셔(400)는 투입된 제 1 배출물을 분쇄하여 제 2 배출물을 배출할 수 있다.

도 4를 참조하면, 콘 크러셔(400)는 메인 프레임(410), 제 1 중공부(420), 제 2 중공부(430), 제 1 쉘(440), 제 2 쉘(450), 분쇄부(460) 및 배출부(470)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 콘 크러셔(400)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 콘 크러셔(400)는 위에서 열거된 구성 요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성 요소들을 가질 수 있다.

메인 프레임(410)은 콘 크러셔(400)의 외관을 형성하는 것으로서, 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 메인 프레임(410)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

메인 프레임(410)은 파쇄기(300)로부터 배출된 제 1 배출물이 내부로 투입되는 개구부를 상측에 구비할 수 있다. 또한, 메인 프레임(410)은 제 1 배출물을 분쇄하여 생성된 제 2 배출물이 배출되는 배출부(470)를 하측 일 영역에 구비할 수 있다.

제 1 쉘(440)은 메인 프레임(410)의 상측 개구부에 배치될 수 있다. 또한, 제 1 쉘(440)은 하측으로 갈수록 단면적이 증가할 수 있다.

구체적으로, 제 1 쉘(440)은 제 1 중공부(420)의 공간을 하측으로 갈수록 좁힐 수 있는 구조일 수 있다.

한편, 제 1 중공부(420)는 메인 프레임(410)에 구비된 제 1 쉘(440)에 대응하는 공간일 수 있다. 구체적으로, 제 1 중공부(420)는 메인 프레임(410)의 개구부에 배치되고, 하측으로 갈수록 단면적이 넓어지는 제 1 쉘(440)에 대응하여 단면적이 감소될 수 있다.

제 2 쉘(450)은 제 1 쉘(440)의 하측에 배치될 수 있다. 또한, 제 2 쉘(450)은 하측으로 갈수록 단면적이 감소할 수 있다.

구체적으로, 제 2 쉘(450)은 제 2 중공부(430)의 공간을 하측으로 갈수록 넓힐 수 있는 구조일 수 있다.

한편, 제 2 중공부(430)는 메인 프레임(410)에 구비된 제 2 쉘(450)에 대응하는 공간일 수 있다. 구체적으로, 제 2 중공부(430)는 제 1 쉘(440)의 하측에 배치되고, 하측으로 갈수록 단면적이 좁아지는 제 2 쉘(450)에 대응하여 단면적이 증가될 수 있다.

분쇄부(460)는 제 1 중공부(420) 및 제 2 중공부(430)의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 분쇄부(460)는 상측으로 뾰족한 콘(cone) 형상으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 제 1 중공부(420)에는 분쇄부(460)의 상측이 위치할 수 있다. 여기서, 분쇄부(460)의 상측은 제 1 쉘(440)이 갖는 높이와 같은 길이의 높이를 의미할 수 있다. 그리고, 제 1 중공부(420)는 하측 제 2 중공부(430)가 위치한 방향으로 갈수록 분쇄부(460)에 의해 공간이 좁아 질 수 있다. 즉, 제 1 중공부(420)는 상측은 제 1 분쇄물을 투입 받기위해 넓은 공간을 가지고, 하측은 제 1 쉘(440)과 분쇄부(460)가 밀접해질 수 있도록 좁은 공간을 가질 수 있다.

한편, 제 2 중공부(430)에는 분쇄부(460)의 하측이 위치할 수 있다. 여기서, 분쇄부(460)의 하측은 제 1 쉘(440)과 제 2 쉘(450)이 맞닿는 지점과 대응되는 위치부터 분쇄부(460)의 바닥 면까지를 의미할 수 있다. 그리고, 제 2 중공부(430)는 하측 방향으로 갈수록 분쇄부(460)가 구비된 공간은 좁아질 수 있다. 즉, 제 2 중공부(430)는 상측에서 하측으로 갈수록 분쇄부(460)가 위치할 수 있는 공간은 좁아질 수 있다.

분쇄부(460)의 하측에는 구동축(124)과의 결합을 위한 결합부(미도시)가 구비될 수 있다. 그리고, 분쇄부(460)의 결합부는 커플링(coupling), 플렌지(flange), 기어(gear), 풀리(pully), 벨트(belt) 등을 통해 구동축(124)과 결합됨으로써, 동력을 전달받을 수 있다. 구동 모터(121)로부터 구동축(124)을 통해 동력을 전달받은 분쇄부(460)는 회전할 수 있다.

또한, 분쇄부(460)는 구동축(124)과 결합되어 구동축(124)의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다. 그리고, 분쇄부(460)의 하측은 제 2 쉘(450)을 통해 제 1 배출물에 마찰을 일으켜 파쇄기(300)로부터 투입된 제 1 배출물을 분쇄할 수 있다.

따라서, 콘 크러셔(400)는 제 1 배출물을 분쇄함으로써 제 2 배출물을 배출할 수 있다. 즉, 실리콘 웨이퍼가 재활용될 수 있도록 더욱 잘게 분쇄할 수 있다.

분쇄된 제 1 배출물(즉, 제 2 배출물)은 콘 크러셔(400)에 구비된 배출부(470)를 통해 콘 크러셔(400)의 외부로 배출될 수 있다.

도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 볼 밀 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 볼 밀 장치(700)는 트레드 밀(600)을 통해 제 2 배출물을 투입 받을 수 있다. 또한, 볼 밀 장치(700)는 제 2 배출물을 분쇄하여 제 3 배출물을 배출할 수 있다.

도 5를 참조하면, 볼 밀 장치(700)는 서브 챔버(710), 볼(720), 제 2 배출물 투입부(730) 및 제 3 배출물 배출부(740)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 볼 밀 장치(700)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 볼 밀 장치(700)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

서브 챔버(710)의 내면은 특수강 또는 니켈판으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

볼(720)(강구)은 주철, 칠주물, 플린트석, 천연석 등으로 형성될 수 있고, 구 형태를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 서브 챔버(710)는 제 2 종동축(126)과 결합되어 제 2 종동축(126)의 회전에 따라 같이 회전할 수 있다.

구체적으로, 서브 챔버(710)의 일 측에는 제 2 종동축(126)과의 결합을 위한 결합부(미도시)가 구비될 수 있다. 그리고, 서브 챔버(710)의 결합부는 커플링, 플렌지, 기어 등을 통해 제 2 종동축(126)과 결합됨으로써, 동력을 전달받을 수 있다. 구동 모터(121)로부터 제 2 종동축(126)을 통해 동력을 전달받은 서브 챔버(710)는 회전할 수 있다.

한편, 서브 챔버(710)에는 복수 개의 볼(720)을 내부에 구비하고 있을 수 있다.

서브 챔버(710)가 회전하는 경우, 서브 챔버(710)의 내부에 구비된 복수의 볼(720)은 서브 챔버(710)가 회전함에 따라 충동 밀 마찰을 일으켜 제 2 배출물을 분쇄할 수 있다. 즉, 복수의 볼(720)은 서브 챔버(710)가 회전함에 따라, 강구운동에 의한 충격으로 제 2 불순물을 분쇄할 수 있다.

제 2 배출물 투입부(730)는 트레드 밀(600)로부터 제 2 배출물을 투입받을 수 있다. 일례로, 제 2 배출물 투입부(730)의 상측은 트레드 밀(600)의 벨트부가 가지는 넓이보다 넓은 면적을 구비할 수 있다. 따라서, 제 2 배출물 투입부(730)는 트레드 밀(600)을 통해 제 2 배출물을 투입 받을 때 제 2 배출물이 바깥으로 흘러내리는 것이 방지될 수 있다.

분쇄된 제 2 배출물(즉, 제 3 배출물)은 제 3 배출물 배출부(740)를 통해 볼 밀 장치(700)의 외부로 배출될 수 있다.

본 개시에서, 볼 밀 장치(700)의 분쇄 동작 시, 특수강 또는 세라믹으로 이루어진 복수개의 볼(720)들이 원료물질(즉, 제 2 불순물)과 충돌 및 마찰하면서 분쇄대상물을 분쇄하게 된다. 공전 방향과 반대 방향으로 회전하는 자전을 통해 볼(720)과 분쇄대상물이 서로 반대방향의 원심력의 힘(코리올리의 힘)으로 충돌 및 마찰을 일으키면서 분쇄대상물의 분쇄가 이루어질 수 있다.

따라서, 볼 밀 장치(700)는 제 2 배출물을 분쇄함으로써 제 3 배출물을 획득할 수 있다. 즉, 콘 크러셔(400)에서 분쇄된 실리콘 웨이퍼 분쇄물이 재활용될 수 있도록 더욱 잘게 분쇄할 수 있다.

도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 파쇄 장치가 구동되는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 제어부(110)는 파쇄 챔버(180)의 내부 공간(181)에 존재하는 공기를 외부로 배출하도록 공기 배출부(130)를 제어할 수 있다(S110).

구체적으로, 제어부(110)는 파쇄 장치(100)의 사용자로부터 동작을 요청하는 신호를 입력 받은 경우, 공기 배출부(130)에 구비된 진공 펌프를 통해 내부 공간(181)에 존재하는 공기를 외부로 배출할 수 있다. 여기서, 제어부(110)는 기 설정된 시간 동안 공기가 배출되도록 공기 배출부(130)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 산소 농도 측정부(150)를 통해 측정된 내부 공간(181)의 산소 농도가 기 설정된 농도 미만이 될 때까지 공기를 배출하도록 공기 배출부(130)를 제어할 수 있다.

한편, 제어부(110)는 공기가 외부로 배출된 경우, 내부 공간(181)에 가스를 투입하도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다(S120).

구체적으로, 제어부(110)는 내부 공간(181)에 불활성 기체인 아르곤 가스 또는 질소 가스가 투입되도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다. 여기서, 제어부(110)는 기 설정된 시간동안 내부 공간(181)에 가스가 투입되도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 가스 농도 측정부(160)를 통해 측정된 가스 농도가 기 설정된 농도가 될 때까지 내부 공간(181)에 가스를 투입하도록 가스 투입부(140)를 제어할 수 있다.

제어부(110)는 가스 농도 측정부(160)에 의해 측정된 내부 공간(181)의 가스 농도가 기 설정된 농도를 초과하는 경우, 파쇄기, 콘크러셔 및 볼 밀 장치를 구동할 수 있다(S130).

여기서, 기 설정된 농도는 내부 공간(181)에 구비된 적어도 하나의 장치를 구동함에 있어서 장치의 구동에 따른 화재의 위험성이 적은 농도 일 수 있다. 즉, 제어부(110)는 메모리 등에 연소 및 발화로부터 안전하다고 저장된 농도를 초과하도록 가스 투입부(140)를 통해 가스가 투입된 경우, 구동부(120)를 구동 시킬 수 있다.

한편, 파쇄 장치(100)는 파쇄기(300), 콘 크러셔(400) 및 볼 밀 장치(700)의 구동을 통해 실리콘 웨이퍼를 잘게 부술 수 있다.

도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 실리콘 웨이퍼가 가공되는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 파쇄 장치(100)는 파쇄 챔버(180)에 구비된 도어(182)의 개폐에 따라 투입구(183)에 실리콘 웨이퍼를 투입할 수 있다(S210).

여기서, 실리콘 웨이퍼는 고부가가치를 갖는 질화 규소 등을 획득할 수 있는 재활용 가능한 자원일 수 있다.

또한, 실리콘 웨이퍼는 사용자, 기계 장치 및 통로 등을 통해 투입구(183)에 투입될 수 있다. 여기서, 기계 장치는 사용자가 조작 가능한 로봇 암 등일 수 있다. 또한, 장치는 실리콘 웨이퍼를 운송하기 위한 트레이드 밀 등일 수 있다.

또한, 통로는 입구로부터 출구까지 하방으로 경사를 가질 수 있다. 또한, 통로의 출구 측은 도어의 상방에 위치할 수 있다. 그리고, 도어(182)가 열린 경우, 사용자 또는 기계 장치 등은 도어의 입구에 실리콘 웨이퍼를 투입할 수 있다. 그리고 투입된 실리콘 웨이퍼는 출구를 통해 파쇄 챔버(180)의 투입구(183)에 투입될 수도 있다.

한편, 파쇄 장치(100)는 내부 공간(181)에 구비된 파쇄기(300)를 통해 투입구(183)로부터 투입된 실리콘 웨이퍼를 1차 분쇄할 수 있다(S220).

구체적으로, 투입구(183)를 통해 투입된 실리콘 웨이퍼는 파쇄기(300)의 상방으로 낙하할 수 있다. 또한, 파쇄기(300)는 구동부(120)를 통해 동력을 전달받아 제 1 파쇄 롤러 및 제 2 파쇄 롤러를 서로 반대 방향으로 회전시키며 투입된 실리콘 웨이퍼를 분쇄할 수 있다. 여기서, 제 1 파쇄 롤러 및 제 2 파쇄 롤러에는 실리콘 웨이퍼를 분쇄하기 위한 적어도 하나의 커터가 구비될 수 있다.

또한, 파쇄 장치(100)는 파쇄기(300)에서 배출된 제 1 배출물을 콘 크러셔(400)를 통해 2차 분쇄할 수 있다(S230).

구체적으로, 파쇄기(300)는 실리콘 웨이퍼를 분쇄하여 제 1 배출물을 배출할 수 있다. 또한, 콘 크러셔(400)는 파쇄기(300)의 하방에 위치하여 파쇄기(300)에서 낙하된 제 1 배출물을 투입 받을 수 있다. 그리고, 콘 크러셔(400)는 구동부(120)를 통해 동력을 전달받아 분쇄부(460)를 회전시키며 투입된 제 1 배출물을 분쇄할 수 있다.

구체적으로, 제 1 배출물은 상측으로 뾰족한 콘 형상을 가진 분쇄부(460)와 제 2 쉘(450) 사이에 구비된 제 2 중공부(430)에 투입될 수 있다. 그리고, 제 2 중공부(430)에 투입된 제 1 배출물은 분쇄부(460)가 회전하며 제 2 쉘(450)과의 사이에서 발생시키는 마찰에 의해 더 잘게 분쇄될 수 있다.

한편, 콘 크러셔(400)에서 분쇄된 제 1 배출물은 콘 크러셔(400)의 하측에 구비된 배출부(470)를 통해 제 2 배출물로써 배출될 수 있으며, 배출된 제 2 배출물은 컬렉터(500)에 적재될 수 있다.

파쇄 장치(100)는 콘 크러셔(400)에서 배출되어 컬렉터(500)에 적재된 제 2 배출물을 트레드 밀(600)을 통해 볼 밀 장치(700)로 이송할 수 있다(S240).

구체적으로, 컬렉터(500)는 콘 크러셔(400)의 하측에 구비된 배출부(470)의 하방에 위치할 수 있다. 또한, 컬렉터(500)는 콘 크러셔(400)로부터 배출된 제 2 배출물을 적재할 수 있다.

이때, 컬렉터(500)는 트레드 밀(600)의 동작이 감지된 경우, 제 2 배출물을 배출할 수 있다.

구체적으로, 제어부(110)는 트레드 밀(600)이 구동되도록 제어할 수 있다. 일례로, 제어부(110)는 트레드 밀(600)의 벨트부가 구동되도록 트레드 밀(600)의 전동 모터를 제어할 수 있다.

다른 일례로, 구동부(120)에 포함된 적어도 하나의 종동축과 트레드 밀(600)의 일부가 결합되어 트레드 밀(600)의 벨트부가 구동될 수 있다.

제어부(110)는 벨트부가 구동 중이라고 인식한 경우, 컬렉터(500)의 배출부에 구비된 밸브를 제어하여 제 2 배출물을 트레드 밀에 적재할 수 있다. 그리고, 적재된 제 2 배출물은 볼 밀 장치로 이송될 수 있다.

한편, 파쇄 장치(100)는 트레드 밀(600)을 통해 이송된 제 2 배출물을 볼 밀 장치(700)를 통해 3차 분쇄할 수 있다(S250).

구체적으로, 파쇄 장치(100)는 볼 밀 장치(700)에 구비된 제 2 배출물 투입부(730)에 트레드 밀(600)을 통해 제 2 배출물을 투입할 수 있다. 또한, 볼 밀 장치(700)의 서브 챔버(710)는 구동부(120)로부터 동력을 전달받아 회전할 수 있다. 이때, 서브 챔버(710)의 내부에 구비된 복수개의 볼(720)은 회전에 의해 서브 챔버(710)의 상방으로 올라갔다가 중력에 의해 낙하될 수 있다. 그리고, 서브 챔버(710)에 투입된 제 2 배출물은 복수개의 볼(720)의 낙하에서 발생되는 충격으로 인해 분쇄될 수 있다.

파쇄 장치(100)의 볼 밀 장치(700)에서 분쇄된 제 3 배출물은 외부로 배출될 수 있다(S260).

구체적으로, 제 3 배출물은 사람 또는 기계 장치 등을 통해 외부로 배출될 수 있다.

따라서, 파쇄 장치(100)에 투입된 실리콘 웨이퍼는 상술한 장치 등을 통해 재활용 가능하도록 잘게 분쇄될 수 있다.

한편, 잘게 분쇄된 실리콘 웨이퍼는 파쇄 장치(100)의 외부로 이송되어 외부 장치를 통해 후 가공될 수 있다.

일례로, 잘게 분쇄된 실리콘 웨이퍼는 혼합산을 통한 세척 등을 통해 순도가 향상될 수 있다. 또한, 분쇄된 실리콘 웨이퍼의 혼합산을 통한 세척은 불순물 제거 장치 등을 통해 이루어질 수 있다.

다른 일례로, 잘게 분쇄되고, 혼합산을 통해 세척된 실리콘 웨이퍼는 하이 에너지 볼 밀(high energy ball mill) 장치로 이송될 수 있다. 또한, 하이 에너지 볼 밀 장치로 이송된 실리콘 웨이퍼는 제 3 배출물보다 더 작은 나노(nano) 사이즈로 분말화 될 수도 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

본 개시의 청구범위에서의 방법에 대한 권리범위는, 각 단계들에 기재된 기능 및 특징들에 의해 발생되는 것이지, 방법을 구성하는 각각의 단계에서 그 순서의 선후관계를 명시하지 않는 이상, 청구범위에서의 각 단계들의 기재 순서에 영향을 받지 않는다. 예를 들어, A단계 및 B단계를 포함하는 방법으로 기재된 청구범위에서, A단계가 B단계 보다 먼저 기재되었다고 하더라도, A단계가 B단계에 선행해야한다는 것으로 권리범위가 제한되지는 않는다.

Claims (15)

1. 밀폐된 내부 공간을 구비하는 파쇄 챔버(chamber);
   상기 파쇄 챔버의 상면 일 영역에 위치하여 개폐 가능한 도어를 구비하고 실리콘 웨이퍼가 투입되는 투입구;
   상기 내부 공간에 위치하고 상기 투입구의 하방에 배치되어 상기 투입구를 통해 투입된 실리콘 웨이퍼를 분쇄하는 파쇄기;
   상기 내부 공간에 위치하고 상기 파쇄기의 하방에 배치되어 상기 파쇄기에서 배출된 제 1 배출물을 분쇄하는 콘 크러셔(cone crusher);
   상기 내부 공간에 위치하고 상기 콘 크러셔의 하방에 배치되어 상기 콘 크러셔에서 배출된 제 2 배출물을 수집하는 컬렉터(collector);
   상기 컬렉터에서 배출된 상기 제 2 배출물을 투입 받고, 상기 제 2 배출물을 분쇄하는 볼 밀 장치(ball mill); 및
   상기 파쇄기, 상기 콘 크러셔 및 상기 볼 밀 장치를 구동하는 구동부;
   를 포함하는,
   파쇄 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는:
   상기 챔버의 외부에 위치하는 구동 모터;
   상기 구동 모터의 샤프트와 커플링 결합되고 상기 내부 공간에 적어도 일 부분이 삽입되어 상기 콘 크러셔에 동력을 전달하는 구동축;
   제 1 베벨 기어부를 통해 상기 구동축으로부터 동력을 전달받는 제 1 종동축;
   상기 제 1 종동축으로부터 감속 기어부를 통해 동력을 전달받아 상기 볼 밀 장치에 동력을 전달하는 제 2 종동축;
   제 2 베벨 기어부를 통해 상기 제 2 종동축으로부터 동력을 전달받는 제 3 종동축;
   제 3 베벨 기어부를 통해 상기 제 3 종동축으로부터 동력을 전달받아 상기 파쇄기에 동력을 전달하는 제 4 종동축;
   을 포함하는,
   파쇄 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 콘 크러셔는,
   상기 제 1 배출물이 내부로 투입되는 개구부를 상측에 구비하고 상기 제 2 배출물이 배출되는 배출부를 하측 일 영역에 구비하는 원통 형상의 메인 프레임;
   상기 메인 프레임의 상기 개구부에 배치되고, 하측으로 갈수록 단면적이 감소되는 제 1 중공부가 구비된 제 1 쉘;
   상기 제 1 쉘의 하측에 배치되고, 하측으로 갈수록 단면적이 증가되는 제 2 중공부가 구비된 제 2 쉘; 및
   상기 제 1 중공부 및 제 2 중공부의 내부에 배치되고 상측으로 뾰족한 콘 형상을 갖고 상기 구동축과 결합되어 상기 구동축의 회전에 따라 같이 회전하며, 상기 제 2 쉘과 마찰을 일으켜 상기 제 1 배출물을 분쇄하는 원뿔 형상의 분쇄부;
   을 포함하는,
   파쇄 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 볼 밀 장치는,
   상기 제 2 종동축과 결합되어 상기 제 2 종동축의 회전에 따라 같이 회전하는 서브 챔버; 및
   상기 서브 챔버에 구비되어 상기 서브 챔버가 회전함에 따라 충돌 및 마찰을 일으켜 상기 제 2 배출물을 분쇄하는 복수의 볼;
   을 포함하는,
   파쇄 장치.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 파쇄기는,
   상기 제 4 종동축과 결합되어 상기 제 4 종동축의 회전에 따라 같이 회전하는 제 1 파쇄 롤러(roller);
   상기 제 4 종동축으로부터 평기어부를 통해 동력을 전달받는 회전하는 제 5 종동축;
   상기 제 5 종동축과 결합되어 상기 제 5 종동축이 회전함에 따라 회전하며, 상기 제 1 파쇄 롤러와 축 사이에 상방에서 하방으로 실리콘 웨이퍼를 끌어넣도록 상기 제 1 파쇄 롤러와 서로 반대 방향으로 회전하는 제 2 파쇄 롤러;
   를 포함하는,
   파쇄 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 파쇄 롤러 및 상기 제 2 파쇄 롤러는,
   원통 형상의 외주면에 래칫(ratchet) 기어 형상의 적어도 하나의 커터를 구비하는,
   파쇄 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 내부 공간에 존재하는 공기를 외부로 배출시키는 공기 배출부;
   를 더 포함하는,
   파쇄 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 공기 배출부를 통해 상기 공기가 상기 내부 공간 내에서 상기 외부로 배출된 경우, 가스(gas)를 투입하는 가스 투입부;
   를 더 포함하는,
   파쇄 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 가스는,
   아르곤 가스 또는 질소 가스 중 적어도 하나를 포함하는,
   파쇄 장치
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 파쇄 챔버 내의 산소의 농도를 측정하는 산소 농도 측정부;
    를 더 포함하고,
    상기 가스 투입부는,
    상기 산소 농도 측정부를 통해 측정된 상기 파쇄 챔버 내의 상기 산소의 농도가 기 설정된 농도 미만일 경우, 상기 가스를 상기 내부 공간에 투입하는,
    파쇄 장치.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 파쇄 챔버 내의 상기 가스의 농도를 측정하는 가스 농도 측정부;
    를 더 포함하고,
    상기 가스 투입부는,
    상기 가스 농도 측정부에 의해 측정된 상기 파쇄 챔버 내의 상기 가스의 농도가 기 설정된 농도가 될 때까지 상기 가스를 상기 내부 공간에 투입하는,
    파쇄 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 투입부는,
    상기 가스 농도 측정부에 의해 측정된 상기 가스의 농도가 기 설정된 농도를 초과하는 경우, 상기 가스의 투입을 정지하는
    파쇄 장치.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 가스 농도 측정부에 의해 측정된 상기 가스의 농도가 기 설정된 농도를 초과하는 경우, 상기 파쇄기, 상기 콘 크러셔 및 상기 볼 밀 장치를 구동하는,
    파쇄 장치.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 공간에 위치하고 상기 컬렉터에서 배출된 제 2 배출물을 상기 볼 밀 장치로 운반하여 상기 볼 밀 장치에 상기 제 2 배출물을 투입하는 트레드 밀(tread mill);
    을 더 포함하는,
    파쇄 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 컬렉터는,
    상기 콘 크러셔에서 낙하된 제 2 배출물을 투입받도록 호퍼 형태로 이루어지고,
    상기 트레드 밀과 상기 콘 크러셔 사이에 배치되는,
    파쇄 장치.
    

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