KR20190140295A

KR20190140295A - 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐

Info

Publication number: KR20190140295A
Application number: KR1020180066907A
Authority: KR
Inventors: 이구환
Original assignee: 주식회사 버메스코리아
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2019-12-19

Abstract

본 발명은 노즐의 외면과 분사공의 내면에 일정 두께를 가지는 코팅층을 형성하여 표면 마찰력을 감쇄시켜줌으로써 분사 효율을 개선시킨 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐에 관한 것으로, 구동부(10)와, 상기 구동부(10)의 저면에 장착되는 결합부(20)와, 상기 결합부(20)의 하방에 설치되는 노즐부(30)와, 상기 결합부(20)의 측면에 장착되는 실린지부(40)를 포함하고, 상기 구동부(10)의 하단에는 진동 운동하는 태핏(50)이 노출되도록 설치되어 상기 결합부(20)를 통해 노즐부(30)로 삽입 장착되며, 상기 노즐부(30)의 저면에는 노즐(100)이 장착되는 고정밀 디스펜서에 적용되는 것으로, 상기 노즐(100)은, 본체(110)의 상단 중앙에는 유체물질이 수용되는 수용부(120)가 형성되고, 상기 본체(110) 하단의 돌출부(140) 내부에는 상기 수용홈(110)의 바닥면 중앙을 통해 유체물질이 분사되는 분사공(130)이 형성되고, 상기 돌출부(140)의 표면부(141)와 분사공(130) 출구가 형성되는 선단부(142) 표면에는 표면 마찰력을 감쇄시키기 위한 발수 코팅층(150)을 일정 두께 더 형성하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐{NOZZLE OF HIGH-PRECISION DISPENSER FORMING COATING LAYER}

본 발명은 고정밀 디스펜서(dispenser)의 노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노즐의 외면과 분사공의 내면에 일정 두께를 가지는 코팅층을 형성하여 표면 마찰력을 감쇄시켜줌으로써 분사 효율을 개선시킨 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐에 관한 것이다.

주지한 바와 같은 고정밀 디스펜서는 소정의 디스펜서액(이하 '유체물질' 이라함)을 노즐을 통해 설정된 양 만큼 정확하게 분사하여 목표물에 도포하는 장치로, 특히 반도체 제조공정 등 정밀한 접합이나 가공에 사용되어진다.

종래의 고정밀 디스펜서를 도 1을 참조하여 설명한다.

종래의 고정밀 디스펜서는 구동부(10)와, 상기 구동부(10)의 저면에 장착되는 결합부(20)와, 상기 결합부(20)의 저면에 설치되는 노즐부(30)와, 상기 결합부(20)의 측면에 장착되는 실린지부(40)를 포함한다.

상기 구동부(10)의 하단에는 진동(전후진 동작) 운동하는 태핏(50)이 노출되도록 설치되며, 센터링피스(12)와 실링부재(15)를 통해 결합부(20)의 유입공(21)에 상기 태핏(50)이 삽입되도록 장착 구성된다.

상기 결합부(20)에는 상기 구동부(10)의 태핏(50)이 삽입되는 유입공(21)과, 일측에 형성되어 실린지부(40)가 장착 체결되는 장착공(22)과, 저면에 형성되어 노즐부(30)가 장착되는 체결부(23)가 형성된다.

또한 상기 결합부(20)는 상기 실린지부(40)를 통해 공급되는 유체물질이 유입공(21)으로 유입되는 내부 구조를 가지게 된다.

상기 노즐부(30)는 상기 결합부(20)의 체결부(23) 내측으로 오링(34)을 통해 삽입되는 가이던스(31)와, 상기 가이던스(31)의 저면에 삽입 장착되는 노즐(32)과, 상기 가이던스(31) 및 노즐(32)을 커버하며 상기 결합부(20)의 체결부(23)에 체결 고정되는 덮개부(33)를 포함한다.

상기 노즐(32)은 도 2에서와 같이 중앙에는 깔때기 형상의 수용부(32a)가 형성되고, 상기 수용부(32a)의 중앙에는 유체물질(a1)이 토출 분사되는 분사공(32b)이 형성된다.

이와 같이 구성된 디스펜서의 구동 동작을 살펴본다.

먼저, 구동부(10)를 동작시키기 위하여 소정의 전원(주파수를 가지는 펄스파형)이 내부의 진동수단(11)에 인가되면, 상기 진동수단(11)은 구동하고 이에 연동하여 태핏(50)이 진동하게 된다.

한편, 유체물질(a1)이 충전된 실린지부(40)를 결합부(20)의 장착공(22)에 장착한다. 그러면 상기 유체물질(a1)이 결합부(20)의 유입공(21)으로 유입되고, 또 태핏(50)이 관통되고 있는 가이던스(31)의 공간을 통해 노즐(32)의 수용부(32a)에 수용되게 된다.

이때 상기 유체물질(a1)은 노즐(32)의 분사공(32b)을 통해 외부로 배출되지는 않는다. 왜냐하면 상기 분사공(32b)의 직경이 매우 미세할 뿐만 아니라 상기 유체물질(a1)은 일정한 점탄성(viscoelasticity)을 가지고 있기 때문에 중력에 의해 외부로 유출되지 않게 된다.

이와 같은 상태에서, 도 3에서와 같이 전술한 진동수단(11)의 구동에 의해 상기 태핏(50)이 하방으로 순간 이동하여 그 선단부(50a)가 노즐(32) 수용부(32a)의 표면과 접촉하면, 상기 수용부(32a)에 고여 있던 유체물질(a1)이 분사공(32b)을 통해 외부로 분사되는 것이다.

그리고 상기 태핏(50)이 상방으로 후퇴하면 분사는 중지된다. 이와 같은 진동 동작을 반복하여 유체물질(a1)을 액적(a2)의 형태로 토출 분사하는 것이다.

그런데, 이와 같은 액적(a2)의 분사 동작에 있어서, 상기 액적(a2)의 분사 후에는 도 4에서와 같이 노즐(32)의 선단부(32d)에 잔여 유체물질(a3)이 들러붙는 현상이 발생된다.

이러한 현상은 유체물질의 점탄성과 태핏(50)의 후퇴 운동에 기인된 것으로, 수용부(32a) 및 분사공(32b) 내부에 충전된 유체물질(a1)이 태핏(50)의 전진으로 강하게 외부로 토출되면서 액적(a2)이 만들어 지고 이어서 바로 태핏(50)이 후퇴하면서 흡인력이 발생되어 유체물질의 일부가 다시 노즐(32) 선단부(32d) 쪽으로 향하게 되는 현상이다.

이와 같이 발생되는 잔여 유체물질(a3)은 노즐(32)의 선단부(32d)에 전반적으로 형성되어 다음 분사동작 시 분사공(32b)을 통해 토출되는 유체물질을 방해하게 된다.

물론 이러한 방해는 노즐 분사 압력이 워낙 크기 때문에 분사 자체를 차단하지는 않지만 고정밀 분야에서는 분사 품질에 미세한 영향을 주게 된다.

또한 상기 잔여 유체물질(a3)은 노즐(32)의 선단부(32d) 뿐 아니라 선단부(32) 주위인 돌출부(32c)의 표면에도 유체물질(a4) 형태로 증착되어 점점 그 두께가 증가하게 되며, 이러한 증가는 분사품질에 영향을 주게 된다.

한편, 노즐에 들러붙는 유체물질을 청소하여 주는 청소장치가 있으나, 이는 일정한 분사동작 후에 의무적으로 청소를 수행하는 것으로, 1초에 수십, 수백 번의 액적 분사동작을 수행하는 노즐에 실시간으로 들러붙는 유체물질을 제거하는 것은 사실상 불가능하다.

또한, 상기 노즐(32)에 들러붙는 잔여 유체물질(a3,a4)은 노즐(32)의 표면과 매우 밀접한 관계가 있는데, 이는 금속으로 가공되는 노즐(32)은 도 4에서와 같이 노즐(32)의 외면(f1)과 분사공(32b)의 내면(f2)의 표면이 거친 상태, 즉 마찰력이 높기 때문에 상대적으로 점탄성이 높은 유체물질이 달라붙어 잘 떨어지지 않기 때문이기도 하다.

특허등록 10-1703730, 공개특허공보 10-2005-0106219, 등록특허공보 10-1274328, 등록특허공보 10-1767443

본 발명은 상기한 배경 하에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 노즐의 외면과 분사공의 내면에 일정 두께를 가지는 코팅층을 형성하여 표면 마찰력을 감쇄시켜줌으로써 분사 효율을 개선시킨 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐을 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구동부와, 상기 구동부의 저면에 장착되는 결합부와, 상기 결합부의 하방에 설치되는 노즐부와, 상기 결합부의 측면에 장착되는 실린지부를 포함하고, 상기 구동부의 하단에는 진동 운동하는 태핏이 노출되도록 설치되어 상기 결합부를 통해 노즐부로 삽입 장착되며, 상기 노즐부의 저면에는 노즐이 장착되는 고정밀 디스펜서에 적용되는 것으로,

상기 노즐은,

본체의 상단 중앙에는 유체물질이 수용되는 수용부가 형성되고, 상기 본체 하단의 돌출부 내부에는 상기 수용홈의 바닥면 중앙을 통해 유체물질이 분사되는 분사공이 형성되고,

상기 돌출부의 표면부와 분사공 출구가 형성되는 선단부 표면에는 표면 마찰력을 감쇄시키기 위한 발수 코팅층을 일정 두께 더 형성하여 된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면 상기 발수 코팅층은 DNC코팅인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면 상기 수용부의 표면부과, 상기 분사공의 내부 표면부에는 표면 마찰력을 감쇄시키기 위한 발수 코팅층을 일정 두께 더 형성하여 된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은 노즐의 외면과 분사공의 내면에 일정 두께를 가지는 코팅층을 형성하여 표면 마찰력을 감쇄시켜줌으로써 분사 효율을 개선시킨 장점을 제공한다.

도 1은 종래의 디스펜서 장치의 구성도,
도 2는 상기 도 1의 노즐부 확대 단면도,
도 3은 및 도 4는 상기 도 2의 동작 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐의 사시도,
도 6는 상기 도 5의 측단면도,
도 7은 상기 도 6의 동작 구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들은 보다 상세히 설명한다.

우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하였다.

도 5는 본 발명에 따른 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐의 사시도, 도 6는 측단면도, 도 7은 동작 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐은,

전술한 바와 같은 구동부(10)와, 상기 구동부(10)의 저면에 장착되는 결합부(20)와, 상기 결합부(20)의 하방에 설치되는 노즐부(30)와, 상기 결합부(20)의 측면에 장착되는 실린지부(40)를 포함하고, 상기 구동부(10)의 하단에는 진동 운동하는 태핏(50)이 노출되도록 설치되어 상기 결합부(20)를 통해 노즐부(30)로 삽입 장착되며, 상기 노즐부(30)의 저면에는 노즐(100)이 장착되는 고정밀 디스펜서에 적용되는 것으로,

상기 노즐(100)은,

본체(110)의 상단 중앙에는 유체물질이 수용되는 수용부(120)가 형성되고, 상기 본체(110) 하단의 돌출부(140) 내부에는 상기 수용홈(110)의 바닥면 중앙을 통해 유체물질이 분사되는 분사공(130)이 형성되고,

상기 돌출부(140)의 표면부(141)와 분사공(130) 출구가 형성되는 선단부(142) 표면에는 표면 마찰력을 감쇄시키기 위한 발수 코팅층(150)을 일정 두께 더 형성하여 된 것이다.

상기 발수 코팅층(150)은 DNC코팅이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.

이와 같이 구성되는 노즐(100)은 상기 발수 코팅층(150)의 구성에 의하여 노즐(100) 돌출부(140)의 표면부(141)와 선단부(142) 표면에 마찰력이 감쇄되어 분사동작 시 잔여 유체물질이 들러붙는 양을 현저하게 감소시키게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명한다.

먼저, 디스펜서의 구동으로 실린지부(40)로부터 제공된 유체물질(a1)이 태핏(50)의 주위를 통해 노즐(100)의 수용부(120)에 유입되면, 유입된 유체물질(a1)은 유체물질의 특성 상 분사공(120)을 통해 외부로 흘러내리지는 않게 되며, 분사 동작 대기상태가 된다.

이때 분사 동작을 위하여 상기 태핏(50)이 전진 동작하면, 상기 태핏(50)의 선단부가 하강하여 도 7에서와 같이 노즐(100) 수용부(120)의 상단에 접촉하게 된다.

이때 상기 수용부(120)에 고여 있던 유체물질(a1)은 일정량 분사공(130)을 통해 외부로 액적(a2) 형태로 토출된다.

이러한 분사동작 후, 상기 태핏(50)이 후퇴하면 다시 유체물질(a1)이 수용부(120) 내부로 신속하게 유입 충전되고, 다시 분사동작을 수행하게 된다.

이러한 분사동작에 있어서, 상기 태핏(50)이 후퇴동작하고, 동시에 유체물질(a1)의 점탄성에 의해 잔여 유체물질(a5)이 노즐 돌출부(140)의 선단부(142)에 들러붙게 된다.

그러나 이와 같이 들러붙는 잔여 유체물질(a5)은 노즐(100)의 돌출부(140)의 표면부(141)에는 전혀 달라붙지 않고 분사공(130) 출구가 형성된 선단부(142)에만 소량 많이 달라붙는 것으로 확인되었다.

이는 상기 돌출부(140)의 표면부(141)와 선단부(142)에 형성된 발수 코팅층(150)에 의해 표면 마찰력이 현저하게 줄어들어 잔여 유체물질(a5)이 잘 붙지 않게 되기 때문이다.

이는 종래에 비하여 약 30%정도 개선된 효과를 보여준다.

또한 본 발명의 다른 실시 예에 따르면,

상기 노즐(100)은,

상기 돌출부(140)의 표면부(141)와 분사공(130) 출구가 형성되는 선단부(142) 표면과, 상기 수용부(120)의 표면부(121)과, 상기 분사공(130)의 내부 표면부(131)에는 표면 마찰력을 감쇄시키기 위한 발수 코팅층(150)을 일정 두께 더 형성하여 된 것이다.

이와 같은 본 발명에 다른 실시 예에 따르자면, 노즐(100) 수용부(120)의 표면부(121)와 상기 분사공(130)의 내부 표면부(131)에도 발수 코팅층(150)을 형성하여 노즐 수용부(120)에 수용된 유체물질(a1)이 분사공(130)을 통해 분사될 때 분사공(130) 내부에서의 마찰력을 최소화하여 분사압력을 상승시켜줌으로써 상기 노즐 선단부(142)에 들러붙은 잔여 유체물질(a5)의 방해를 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 노즐의 외면과 분사공의 내면에 일정 두께를 가지는 코팅층을 형성하여 표면 마찰력을 감쇄시켜줌으로써 분사 효율을 개선시킨 장점을 제공한다.

10: 구동부 20: 결합부
30: 노즐부 40: 실린지부
100: 노즐 110: 본체
120: 수용부 121,131,141: 표면부
130: 분사공 140: 도출부
142: 선단부 150: 발수 코팅부

Claims

구동부(10)와, 상기 구동부(10)의 저면에 장착되는 결합부(20)와, 상기 결합부(20)의 하방에 설치되는 노즐부(30)와, 상기 결합부(20)의 측면에 장착되는 실린지부(40)를 포함하고, 상기 구동부(10)의 하단에는 진동 운동하는 태핏(50)이 노출되도록 설치되어 상기 결합부(20)를 통해 노즐부(30)로 삽입 장착되며, 상기 노즐부(30)의 저면에는 노즐(100)이 장착되는 고정밀 디스펜서에 적용되는 것으로,
상기 노즐(100)은,
본체(110)의 상단 중앙에는 유체물질이 수용되는 수용부(120)가 형성되고, 상기 본체(110) 하단의 돌출부(140) 내부에는 상기 수용홈(110)의 바닥면 중앙을 통해 유체물질이 분사되는 분사공(130)이 형성되고,
상기 돌출부(140)의 표면부(141)와 분사공(130) 출구가 형성되는 선단부(142) 표면에는 표면 마찰력을 감쇄시키기 위한 발수 코팅층(150)을 일정 두께 더 형성하여 된 것을 특징으로 하는 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 발수 코팅층(150)은 DNC코팅인 것을 특징으로 하는 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 수용부(120)의 표면부(121)과, 상기 분사공(130)의 내부 표면부(131)에는 표면 마찰력을 감쇄시키기 위한 발수 코팅층(150)을 일정 두께 더 형성하여 된 것을 특징으로 하는 코팅층을 형성한 고정밀 디스펜서의 노즐.