KR100828665B1 - 유체 분사노즐 - Google Patents

Abstract

유체 분사노즐이 개시된다. 그러한 유체 분사노즐은 한 쌍의 플레이트로 이루어지고, 기판을 향해 유체가 토출되는 토출구를 가진 노즐 몸체와, 상기 노즐 몸체 내부에 형성되어 상기 토출구로 유체를 안내하는 유로를 포함하여 이루어지되, 상기 토출구는 상기 유로의 단면적 보다 확장된 토출면적을 가지도록 형성되어 유로를 통해 유동되는 유속을 저감시켜 토출되도록 한다. 이러한 유체 분사노즐은 노즐의 내부에 형성되는 유로의 폭을 작게 형성하여 유체와 유로 내면사이의 부착력을 증가시킴으로써, 밸브 차단시, 잔존하는 유체의 흐름을 정지시켜서 불필요한 유체의 토출을 방지하여 유체를 절감할 수 있는 장점이 있다.

노즐, 유체, 분사, 토출, 유로, 곡면, 챔버

Description

유체 분사노즐{NOZZLE FOR JETTING FLUID}

도 1은 종래 기술에 따른 유체 분사노즐의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 2는 도1 의 정면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 분사노즐을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 4는 도 3의 정면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 유체 분사노즐의 측면도이다.

도 6은 도 5의 토출구에 대한 부분 확대도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 노즐(Nozzle) 12: 노즐몸체

14: 제 2플레이트(First plate) 16: 제 1플레이트(second plate)

20: 유로 22: 챔버(Chamber)

본 발명은 유체 분사노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그 구조를 개선하 여 약액을 균일하게 분사할 수 있는 유체 분사노즐에 관한 것이다.

일반적으로 유체 분사노즐은 기판의 표면에 약액 등의 유체를 분사할 수 있는 장치이다. 이러한 유체 분사노즐은 그 용도에 따라 다양한 분야에 적용될 수 있다.

즉, 기판상에 약액을 도포하여 코팅층을 형성하는 코팅장치, 약액에 의하여 기판을 현상하는 장치, 혹은 세정액을 분사하여 기판상의 이물질을 제거하는 세정장치 등에 적용될 수 있다.

도1 과 도2 는 이러한 유체분사노즐이 현상장치에 적용된 경우를 예를 들어 도시하는 도면이다. 도시한 바와 같이, 유체 분사노즐(1)의 노즐몸체(2)는 기판(G)의 상부에 배치된다. 그리고, 이 노즐몸체(2)에는 약액(W)을 공급하는 약액 공급관(6)이 연결된다. 따라서, 약액 공급관(6)을 통하여 공급된 약액(W)는 노즐몸체(2)의 토출구(N)를 통하여 기판(G)상에 분사된다.

이때, 노즐몸체(2)는 제1 및 제2 플레이트(3,4)로 이루어지며, 제1 및 제2 플레이트(3,4)는 서로 일정 간격 떨어져 배치됨으로써 그 사이에 유로를 형성한다. 그리고, 이 유로의 단부에 토출구(N)가 형성됨으로써 약액(W)을 외부로 분사할 수 있다.

그러나, 이러한 종래 기술에 따른 유체 분사노즐은 약액이 노즐을 통하여 분사되는 경우, 약액이 직선 궤적을 따라 고속으로 분사되어 기판에 접촉하게 된다. 이때, 고속의 약액은 기판상에 점접촉하게 되므로 기판상에는 약액에 의하여 형성되는 토출면이 일정하지 못하고 물결무늬 형상을 이루어 공정상 에러를 발생시킬 수 있는 문제점이 있다.

그리고, 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 토출구의 단면적을 늘림으로써 감속하는 경우, 토출구의 내부 표면과 약액사이의 부착력이 약해짐으로써 상대적으로 약액을 구성하는 분자간의 인력이 더 커져서 약액끼리 서로 뭉치게 되어 균일하지 못한 상태로 분사되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 노즐 구조를 개선하여 약액이 기판상에 균일하게 토출될 수 있도록 하는 유체 분사노즐을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는 한 쌍의 플레이트로 이루어지고, 기판을 향해 유체가 토출되는 토출구를 가진 노즐 몸체와, 상기 노즐 몸체 내부에 형성되어 상기 토출구로 유체를 안내하는 유로를 포함하여 이루어지되, 상기 토출구는 상기 유로의 단면적 보다 확장된 토출면적을 가지도록 형성되어 유로를 통해 유동되는 유속을 저감시켜 토출되도록 하는 유체 분사노즐을 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 분사노즐의 구조를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이때, 상기 유체분사노즐은 현상장치, 코팅장치, 혹은 세정장치 등에 적용될 수 있지만, 이하, 현상장치에 적용되는 경우에 의하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 분사노즐을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유체 분사노즐(10)은 롤러(Roller;R)에 의하여 이송되는 기판(G)의 상면에 배치될 수 있다.

상기 유체 분사노즐(10)에는 기판(G)상에 유체(W;이하, 약액)를 토출하기 위한 토출구(N)가 형성되고, 상기 노즐(10)에 약액(W)을 공급하는 유체 공급관(18;이하, 약액 공급관)을 포함하여 이루어진다.

이러한 유체분사노즐(10)은 상기 기판(G)에 대하여 일정 각도로 경사지도록 배치된다. 따라서, 유체분사노즐(10)로부터 토출되는 약액(W)은 기판(G)의 진행방향과 역방향으로 토출된다.

본 발명의 실시예에 따른 유체분사노즐(10)은 도4 내지 도6 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 플레이트(14,16)로 이루어지고 기판(G)을 향해 약액(W)이 토출되는 토출구(N)를 가진 노즐 몸체(12)와. 상기 노즐 몸체(12)의 내부에 형성되어 상기 토출구(N)로 유체의 흐름을 안내하는 유로(20)를 포함하여 이루어진다.

상기 노즐 몸체(12)를 이루는 상기 한 쌍의 플레이트(14,16)는 기판(G)에 근접하게 배치되는 제1 플레이트(16)와, 상기 제1 플레이트(16)와 대응되도록 배치되어 별도의 체결부재(미도시)에 의해 상기 제1 플레이트(16)와 체결되는 제2 플레이트(14)로 이루어지고, 장방형으로 길게 형성된 구조이다.

이때, 상기 제1 플레이트(16)와 제2 플레이트(14)는 서로 일정 간격 이격되도록 설치되고 그 사이에 유로(20)가 형성된다.

상기 유로(20)는 언급한 바와 같이 제1 및 제2 플레이트(16,14)와 같은 2 개의 플레이트를 각각 구비하여 체결부재에 의해 서로 결합시켜 형성할 수도 있고, 하나의 플레이트의 내부를 가공하여 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 다수의 약액 공급관(18)은 상기 노즐 몸체(12)와 각각 연통되도록 설치되며, 각 약액 공급관(18)은 장방형인 노즐 몸체(12)에 일정 간격 이격된 상태로 설치되는 것이 바람직하다. 이는 유로(20) 상에 균일한 약액을 제공할 수 있도록 하기 위함이다.

이때, 상기 유로(20)의 폭(t)은 일정 범위, 예를 들면, 0.1 내지 1.9mm 범위로 형성된다. 즉, 기존의 유로폭인 2.0mm에 비하여 좁게 형성된다.

이와 같이, 유로(20)의 폭(t)을 좁게 형성하는 경우, 단위면적당 유량이 감소하게 되므로 유로(20) 내부의 표면과 약액(W) 사이의 부착력이 증가하게 된다.

즉, 약액(W)과 유로(20) 내면사이에 작용하는 부착력이 약액간에 작용하는 인력을 극복하게 된다.

따라서, 유로(20)를 흐르는 약액(W)은 서로 뭉치려는 경향보다 편평한 형상을 갖는 유로(20)의 내면을 따라 흐르는 경향이 우세하게 됨으로써, 약액(W)이 편평한 유로(20)의 내면을 따라 균일한 상태로 토출될 수 있다.

그리고, 상기 유로(20)에 약액(W)을 공급하는 약액 공급관(18)은 온(On)/오프(Off) 기능에 의하여 유체를 효율적으로 분사시킬 수 있다.

즉, 노즐(12)의 유로(20)에 공급되는 약액(W)을 차단하면, 약액의 추가적인 공급이 없음으로 약액(W)은 중력에 의하여 흘러내리려는 힘보다 유로(20)의 내면에 부착되는 부착력이 더 크게 된다.

따라서, 유로(20)의 내부에 잔존하는 약액(W)은 상기한 부착력에 의하여 흘러내리지 않게 됨으로써 일정 지점에서 멈추게 된다.

이러한 노즐(12)의 온/오프 기능에 의하여 약액의 불필요한 토출을 방지할 수 있음으로, 약액의 약 50%를 절감할 수 있다.

한편, 상기 유로(20)에는 챔버(Chamber;C)가 형성됨으로써 약액(W)을 보다 균일하게 분사될 수 있도록 유도한다. 즉, 상기 챔버(C)는 제1 플레이트(16)의 표면에 일정 깊이로 형성되는 반원단면을 갖는 홈이다. 이러한 챔버(C)는 제1 플레이트(16)의 표면에 가로방향으로 형성된다.

따라서, 상기 유로(20)를 통하여 흘러내리는 약액(W)이 이 챔버(C)에 저장되며, 챔버(C) 내부에서 약액(W)이 서로 혼합된다. 그리고, 챔버(C)내부에 약액(W)이 일정량이 저장되면 넘침으로써 약액(W)이 다시 유로(20)를 따라 흘러 내리게 된다.

이와 같이, 약액(W)이 챔버(C)를 통과하는 과정에서, 유로(20)의 상부구역, 즉 챔버(C)의 상부 구역을 통과할 때 약액(W)이 유로(20)의 내면에 접촉함으로써 약액(W)의 유동성이 증가하여 불균일 상태로 흘러내릴 수 있다.

따라서, 상기 챔버(C)를 구비하여, 흘러내리는 약액(W)을 챔버(C)에서 일시적으로 서로 혼합시킨 후, 다시 유로(20)의 하부구역을 통하여 흘러내림으로써 약액(W)이 서로 혼합되어 보다 균일한 상태로 분사될 수 있다.

상기에서는 챔버(C)의 단면형상을 반원형상으로 설명하였지만, 본 발명은 이러한 형상을 제한하지 않고, 삼각형상, 사각형상 등과 같이 약액(W)이 저장될 수 있는 형상이면 모두 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 도6 에 도시된 바와 같이 토출구(N)는 제1 및 제2 플레이트(16,14)의 단부(25,22)에 의하여 형성된다. 이러한 토출구(N)는 상기 유로(20)의 폭(t) 보다 큰 폭(t1)을 갖는다.

따라서, 토출구(N)의 토출면적은 유로(20)의 단면적 보다 확장된 토출면적을 가지도록 형성되어 유로(20)를 통해 유동되는 유속을 저감시켜 토출시킨다.

그리고, 본 발명의 실시예는 상기 제1플레이트(16)의 단부(25)가 제2 플레이트(14)의 단부(22) 보다 기판(G)을 향해 더 돌출 형성된 것을 제시하며, 상기 제1플레이트(16)의 토출구(N) 측 단부(25)에는 곡면(24)이 형성되는 것이 바람직하다.

더욱 구체적으로 상기 제2플레이트(14) 보다 제1플레이트(16)의 단부(25)를 더 돌출 형성한 것은 제1 및 제2 플레이트(16,14)의 단부(25,22)들이 서로 일정한 높이차이(t2)를 갖도록 하여 기판(G)과 근접하게 설치된 제1플레이트(16) 측으로 약액(W)이 토출될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 제1플레이트(16)의 단부(25)에 곡면(24)을 형성함에 따라 상기 토출되는 약액이 곡면(24)을 따라 토출되어 결국, 제1플레이트(16)의 저면과 기판(G)의 상면 사이로 토출된다.

이때, 상기 제1 플레이트(16)의 저면이 기판(G)상에 토출된 약액의 상층에 접촉할 수 있다.

따라서, 다량의 약액(W)이 저속 상태로 제1플레이트(16)의 저면 측으로 토출됨으로써, 기판(G)의 표면에 선접촉 하거나, 제1 플레이트(16)의 저면이 약액의 상 층에 접촉하게 되어 기판(G)상에 보다 균일한 상태로 토출될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체분사노즐의 작동과정을 더욱 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 약액 공급관(18)을 통하여 공급된 약액(W)은 노즐 몸체(12)의 유로(20)로 공급된다. 이때, 상기 유로(20)의 폭(t)을 좁게 형성함으로써 단위면적당 유량이 감소하게 되어 유로(20) 내부의 표면과 약액(W) 사이의 부착력이 증가하게 된다.

따라서, 유로(20)를 흐르는 약액(W)은 서로 뭉치려는 경향보다 편평한 형상을 갖는 유로(20)의 내면을 따라 흐르는 경향이 우세하게 됨으로써, 약액(W)이 편평한 유로(20)의 내면을 따라 균일한 상태로 토출될 수 있다.

그리고, 상기 유로(20)를 통하여 흘러내리는 약액(W)은 챔버(C)를 거치면서 균일하게 혼합될 수 있다.

즉, 유로(20)의 상부구역을 통과할 때 약액(W)의 유동성 증가로 인하여 불균일 상태로 흘러내릴 수 있는 약액(W)을 챔버(C)에서 일시적으로 서로 혼합시킨 후, 다시 유로(20)의 하부구역을 통하여 흘러내림으로써 약액(W)이 서로 혼합되어 보다 균일한 상태로 분사될 수 있다.

이와 같이, 약액(W)은 유로(20)의 내부를 균일한 상태로 흘러내려 토출구(N)를 통하여 토출될 수 있다.

그리고, 상기 약액 공급관(18)은 온(On)/오프(Off) 기능에 의하여 유체를 효율적으로 분사시킬 수 있다.

즉, 노즐(12)의 유로(20)에 공급되는 약액(W)을 차단하면, 약액(W)의 추가적인 공급이 없음으로 약액(W)은 중력에 의하여 흘러내리려는 힘보다 유로(20)의 내면에 부착되는 부착력이 더 크게 된다.

따라서, 유로(20)의 내부에 잔존하는 약액(W)은 상기한 부착력에 의하여 흘러내리지 않게 됨으로써 일정 지점에서 멈추게 된다.

이러한 노즐(12)의 온/오프 기능에 의하여 약액(W)의 불필요한 토출을 방지할 수 있음으로, 약액(W)의 약 50%를 절감할 수 있다.

이와 같이, 유로(20)를 통과한 약액(W)은 토출구(N)를 통하여 기판(G)상에 토출될 수 있다. 이때, 상기 토출구(N)는 상기 유로(20)의 폭(t) 보다 큰 폭(t1)을 갖는다. 따라서, 토출구(N)의 토출면적은 유로(20)의 단면적 보다 확장된 토출면적을 가지도록 형성되어 유로(20)를 통해 유동되는 유속을 저감시켜 토출시킨다.

그리고, 상기 제1플레이트(16)의 단부(25)가 제2 플레이트(14)의 단부(22) 보다 기판(G)을 향해 더 돌출 형성되며, 상기 제1플레이트(16)의 토출구(N) 측 단부(25)에는 곡면(24)이 형성된다.

따라서, 토출구(N)를 통하여 토출되는 약액(W)은 제1플레이트(16) 측으로 토출된다.

이때, 토출되는 약액(W)이 상기 제1플레이트(16)의 단부(25)에 형성된 곡면(24)을 따라 토출되어 결국, 제1플레이트(16)의 저면과 기판(G)의 상면 사이로 토출된다.

이때, 상기 제1 플레이트(16)의 저면이 기판(G)상에 토출된 약액의 상층에 접촉할 수 있다.

따라서, 다량의 약액(W)이 저속 상태로 제1플레이트(16)의 저면 측으로 토출됨으로써, 기판(G)의 표면에 선접촉 하거나, 제1 플레이트(16)의 저면이 약액의 상층에 접촉하게 되어 기판(G)상에 보다 균일한 상태로 토출될 수 있다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여 약액(W)이 기판상에 균일한 상태로 토출될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유체 분사노즐은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 노즐의 내부에 형성되는 유로의 폭을 작게 형성하여 유체와 유로 내면사이의 부착력을 증가시킴으로써, 밸브 차단시, 잔존하는 유체의 흐름을 정지시켜서 불필요한 유체의 토출을 방지하여 유체를 절감할 수 있는 효과를 가진다.

둘째, 유로의 단면적 보다 토출구의 토출면적을 확장시킨 것에 의해 다량의 유체를 저속으로 토출시킬 수 있는 효과를 가진다.

셋째, 토출구 측에 곡면을 형성하여 유체가 이 곡면을 따라 토출되도록 함으로써, 다량의 유체를 저속으로 기판상에 토출시킬 수 있는 효과를 가진다.

넷째, 유로 상에 챔버를 형성하여 유체를 일시 저장한 후, 다시 유동되도록 한 것에 의해 유로 상에서 유체를 균일하게 유동시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (6)

1. 한 쌍의 플레이트로 이루어지고, 기판을 향해 유체가 토출되는 토출구를 가진 노즐 몸체와, 상기 노즐 몸체 내부에 형성되어 상기 토출구로 유체를 안내하는 유로를 포함하여 이루어지되,

   상기 토출구는 상기 유로의 단면적 보다 확장된 토출면적을 가지도록 형성되어 유로를 통해 유동되는 유속을 저감시켜 토출되도록 하는 유체 분사노즐.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 노즐 몸체는

   기판에 근접하게 배치된 제1 플레이트와,

   상기 제1 플레이트의 상측에 배치되어 상기 제1 플레이트와 결합되는 제2 플레이트를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 플레이트의 단부가 제2 플레이트의 단부 보다 기판을 향해 더 돌출 형성된 유체 분사노즐.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 제1 플레이트의 토출구 측 단부에 곡면이 형성된 유체 분사 노즐.
4. 제1 항에 있어서, 상기 유로는 유체의 흐름을 차단하는 경우, 유체와 유로내면 사이의 부착력에 의하여 유체를 정지시킬 수 있는 정도의 폭을 가지도록 형성된 유체 분사노즐.
5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유로 상에는 일정 용적을 가지도록 형성되어 상기 유로를 흐르는 유체가 일시적으로 저장된 후 다시 흐를 수 있도록 하는 챔버를 더 포함하는 유체 분사노즐.
6. 제3 항에 있어서, 상기 토출구를 통하여 분사된 유체가 곡면을 따라 토출되어 상기 기판상에 선접촉하고, 상기 제1 플레이트의 저면이 상기 기판상의 유체에 접촉함으로써 유체가 기판상에 균일하게 도포되는 유체분사노즐.

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