KR20090005431U - 시린지 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 시린지 펌프를 제공한다. 상기 시린지 펌프는 플런져의 이동과 연동하여 수축/팽창되는 탄성격막을 실린더 내부에 배치하여 감광액이 유입/정체되는 실린더 내부공간과 씰링부재 사이를 단절시킨 것을 구성의 요지로 하며, 이러한 본 고안에 의하면, 탄성격막을 통한 실린더 내부공간과 씰링부재의 단절로 인하여, 감광액을 흡입하고 토출시키는 과정에서 실린더 내부의 체적변화 시 씰링부재에 압이 가해지지 않으며, 탄성격막 배치로 인하여 플런져와 긴밀히 접하는 씰링부재 마모에 의한 미세한 파티클(particle)들이 상기 실린더 내부공간으로 유입되는 것을 원천 차단할 수 있는 장점을 가진다.

Description

시린지 펌프{Syringe Pump}
본 고안은 시린지 펌프에 관한 것으로, 상세하게는 플런져 직선 운동에 의한 실린더 내부의 체적변화에 따라 외부로부터 유체를 끌어들이고 소정의 토출압으로 정량 배출하는 시린지 펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스 또는 평판 디스플레이(FPD; flat panel display)의 제조공정에서는 피처리기판(실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판)상의 특정 기능을 수행하는 박막, 예를 들면, 산화 박막, 금속 박막, 반도체 박막 등이 원하는 형상으로 패터닝(patterning)되도록 광원과 반응하는 감광액(sensitive material)을 상기 박막상에 도포하는 공정이 수행된다.
이처럼, 피처리기판의 박막에 소정의 회로패턴이 구현되도록 감광액을 도포하여 감광막 코팅하고, 회로패턴에 대응하여 상기 감광막을 노광하며, 노광된 부위 또는 노광되지 않은 부위를 현상처리하여 제거하는 일련의 과정을 사진공정 또는 포토리소그래피(Photolithography)공정이라 한다.
상기 사진공정에서는 감광막이 소정 두께로 균일하게 생성되어야 제조공정 중 불량이 발생되지 않는다. 예를 들어, 감광막이 기준치보다 두껍게 생성될 경우 박막 중 원하는 부분이 식각되지 않을 수 있고, 감광막이 기준치보다 얇게 생성될 경우 박막이 원하는 식각량보다 더 많이 식각될 수 있다. 이처럼 피처리기판에 균일한 두께의 감광막을 생성하려면, 우선 피처리기판에 감광액을 균일한 두께로 도포하는 것이 중요하다.
이에 유리 기판의 경우, 기판을 정반(surface plate)에 지지한 상태에서 감광액을 배출을 위한 슬릿(slit)이 형성된 노즐을 기판을 따라 주행시키고, 상기 슬릿을 통해서는 기판 표면에 일정두께로 감광액을 도포하는 방식인 스핀리스 코팅(spinless coating)법 또는 슬릿 코팅(slit coating)법이 주로 사용된다.
도 1은 스핀리스 코팅법에 의한 종래 코터(coater) 시스템을 개략적으로 보인 도면으로, 종래 감광액 도포를 위한 코터 시스템은, 감광액을 저장하는 저장유닛(1) 및 상기 저장유닛(1)에 저장된 감광액을 제공받아 기판 상에 도포하는 코터유닛(2)을 포함한다. 상기 코터유닛(2)은 기판이 로딩되는 스테이지(200) 및 스테이지(200) 상에 로딩된 기판(S)에 감광액을 도포하는 슬릿 노즐(210)로 이루어져, 상기 슬릿 노즐(210)이 미도시된 갠트리에 지지된 채 스테이지(200) 상에 로딩된 기판(S) 상을 스캔(scan) 하듯 이동하면서 기판 표면에 감광액을 도포한다.
감광액은 저장유닛(1)과 코터유닛(2) 사이에 배치되는 토출유닛(3)를 통해 저장유닛(1)으로부터 상기 코터유닛(2)에 제공되고, 상기 토출유닛(3)으로는 유체 정량 배출에 매우 용이한 구조를 가진 시린지 펌프(Syringe Pump)가 적용된다. 이러한 시린지 펌프는 플런져의 왕복운동에 의한 실린더 내부의 체적변화에 따라 감 광액을 끌어들이고 소정의 토출압으로 배출하여 슬릿 노즐에 정량 공급하는 기능을 가진다.
구체적으로, 상기 시린지 펌프는 도 2에서와 같이, 입구과 토출구를 갖는 주사기 형태의 실린더(300)와, 이 실린더(300) 내부를 직선 왕복운동 하면서 실린더 내부의 체적을 변화시키는 플런져(310) 및, 실린더(300)와 플런져(310)의 사이에 개입되어 씰성을 유지시켜 주는 씰링부재(320)를 포함하는 구성으로 이루어져, 실린더(300) 내부에서의 상기 플런져(310)의 직선 운동에 의한 체적변화에 따라 외부로부터 감광액을 끌어들이고 소정의 토출압으로 배출하여 슬릿 노즐에 정량 공급한다.
그러나 위와 같은 일반적인 종래의 시린지 펌프는 약액을 흡입하고 토출시키는 과정에서 그 체적변화에 따른 외압 또는 내압이 씰링부재(320)에 직접적으로 가해져 씰링부재의 터짐 또는 들뜸이 발생되는 문제가 있고, 이 경우 실린더 내부로 에어가 유입되어 이를 통해 배출되는 감광액에 다량의 기포가 포함될 수 밖에 없었다.
더욱이, 플런져의 왕복에 따라 플런져와 긴밀히 접한 씰링부재 마모가 발생했을 경우에, 그 마모로 인해 발생한 미세한 파티클(particle)들이 상기 실린더 내부 공간으로 유입될 수 밖에 없는 구조이어서, 유입된 미세한 파티클들이 실린더 내부에 퇴적되면 실린더 토출구가 막히거나 감광액과 함께 슬릿 노즐로 제공되어 도포 불량의 원인이 된다.
상기한 문제점을 해소하기 위하여 본 고안은, 감광액을 흡입하고 토출시키는 과정에서 실린더 내부의 체적변화 시 씰링부재에 압이 가해지지 않는 구조의 시린지 펌프를 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 고안은, 플런져와 긴밀히 접하는 씰링부재 마모에 의한 미세한 파티클(particle) 들이 상기 실린더 내부 공간으로 유입되는 것을 원천차단할 수 있는 구조의 시린지 펌프를 제공하는 데에 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 플런져의 이동과 연동하여 수축/팽창되는 탄성격막을 실린더 내부에 배치하여 감광액이 유입/정체되는 실린더 내부공간과 씰링부재 사이를 단절시킨 시린지 펌프를 제공한다.
여기서, 상기 실린더는 주사기 형태의 실린더 본체와, 상기 본체 개방단에 분리/체결 가능하게 조립되는 체결단을 포함하며, 상기 탄성격막은 상기 실린더 본체 개방단과 이와 접촉하는 상기 체결단 사이에 그 외연이 압착되어 고정된다.
그리고, 상기 체결단과 실린더 본체 개방단 사이에는 상기 탄성격막 외연을 압착 고정시켜주는 압압부재 및 체결단과 실린더 본체 경계면을 통해 감광액이 외부로 누출되는 것을 차단하는 오링이 설치된다.
상기한 본 고안에 의하면, 탄성격막을 통한 실린더 내부공간과 씰링부재의 단절로 인하여, 감광액을 흡입하고 토출시키는 과정에서 실린더 내부의 체적변화 시 씰링부재에 압이 가해지지 않는다. 따라서, 종래와 같은 씰링부재 터짐 또는 들뜸에 따른 실린더 내부로의 에어 유입을 원천 차단할 수 있다.
또한, 탄성격막 배치로 인하여 플런져와 긴밀히 접하는 씰링부재 마모에 의한 미세한 파티클(particle)들이 상기 실린더 내부공간으로 유입되는 것이 원천 차단된다. 따라서, 미세한 파티클에 의한 토출구 막힘 또는 도포 불량이 예방될 수 있다.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 시린지 펌프의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 고안은 플런져와 실린더 사이에 씰성을 유지시켜주는 씰링부재의 파손 또는 들뜸을 방지하기 위하여, 실린더 내부에 플런져 이동에 따라 수축/팽창되는 탄성격막을 배치함으로써, 감광액이 유입/정체되는 실린더 내부공간과 상기 씰링부재 사이를 단절시킨 것을 요지로 한다.
도 3을 다시 참조하면, 상기 시린지 펌프는, 입구과 토출구를 갖는 주사기 형태의 실린더(10) 및 이 실린더(10) 내부를 직선 왕복운동 하면서 실린더 내부의 체적을 가변시키는 플런져(20)를 포함한다. 상기 실린더(10)와 플런져(20)는 그 사 이에 개입되는 씰링부재(30)에 의해 씰성이 유지되며, 상기 씰링부재(30)와 감광액이 유입/정체되는 실린더 내부공간은 탄성격막(40)을 통해 단절된다. 상기 탄성격막(40)은 플런져(20) 전방에 배치되어 이 플런져(20)의 이동에 따라 수축 또는 팽창하면서 실린더 본체(10a) 내부의 체적을 가변시킨다..
구체적으로, 상기 실린더(10)는 주사기 형태의 실린더 본체(10a) 및 실린더 본체 개방단에 분리/체결 가능하게 조립되는 체결단(10b)으로 구성되며, 탄성격막(40)은 상기 실린더 본체(10a) 개방단과 이와 접촉하는 체결단(10b) 사이에 그 외연이 압착되어 고정된다. 따라서, 상기 탄성격막(40) 파손으로 인해 교체가 요구되는 경우, 상기 실린더 본체(10a)로부터 체결단(10b)을 분리시켜 파손된 탄성격막(40)을 용이하게 교체할 수 있다.
상기 체결단(10b)과 실린더 본체(10a) 개방단 사이에는 압압부재(33) 및 오링(35)이 설치된다. 상기 압압부재(33)는 탄성격막(40) 외연을 압착 고정시켜주는 역할을 하며, 오링(35)은 상기 체결단(10b)과 실린더 본체(10a) 경계면을 통해 감광액이 외부로 누출되는 것을 차단하는 씰링재 역할을 한다.
도 4a 내지 도 4b는 본 고안에 따른 시린지 펌프의 동작을 나타낸 도면으로서, 도 4a는 감광액을 실린더 내부로 끌어들이는 과정을 나타낸 도면이고, 도 4b는 실린더에 유입된 감광액을 토출구를 통해 외부로 정량 배출하는 과정을 나타낸 도면이다. 이들 도면을 참조하여 본 고안의 시린지 펌프의 동작을 간단히 살펴본다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 플런져(20)가 화살표 방향으로 후퇴하면, 탄성격막(40) 역시 자체 탄성에 의해 원상태로 복귀되고, 이 과정에서 탄성격막(40) 전방 의 실린더 본체(10a) 내부 공간의 체적증가에 따른 감압으로 인하여 입구를 통해 외부로부터 감광액이 유입된다.
이 같은 상태에서 도 4b에서와 같이 플런져(20)가 전진하면, 탄성격막(40) 역시 플런져(20) 이동방향으로 탄성 확장하면서 실린더 본체(10a) 내부 체적이 감소되고, 이 과정에서 탄성격막(40) 전방의 실린더 본체(10a) 내부 공간에 유입/정체되어 있던 감광액은 플런져(20)에 의해 외압을 받아 토출구를 통해 외부로 강제 배출된다.
이와 같이 작동하는 본 고안은, 감광액이 유입/정체되는 실린더(10) 내부 공간과 씰링부재(30)가 탄성격막(40)을 통해 단절되어 있다. 따라서, 감광액 흡입/토출 시 상기 씰링부재(30) 외면에 압이 전달되지 않으므로 종래와 같은 씰링부재(30) 터짐 또는 들뜸이 발생하지 않는다.
또한 본 고안은, 탄성격막(40) 배치로 인하여 플런져(20)와 긴밀히 접하는 씰링부재(30) 마모에 의한 미세한 파티클(particle)들 상기 실린더 내부공간으로 유입되는 것이 원천 차단된다. 따라서, 토출구 막힘 또는 차후 미세 이물에 의한 도포 불량이 예방될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 고안을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 스핀리스 코팅법에 의한 종래 코터 시스템 구성을 개략적 나타낸 도면.
도 2는 종래 코터 시스템에 적용되는 일반적인 시린지 펌프의 개략 단면도.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 시린지 펌프의 단면도.
도 4a 내지 도 4b는 본 고안에 따른 시린지 펌프의 동작을 나타낸 도면으로서,
도 4a는 감광액을 실린더 내부로 끌어들이는 과정을 나타낸 도면.
도 4b는 실린더에 유입된 감광액을 토출구를 통해 외부로 정량 배출하는 과정을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10a...실린더 본체 10b...체결단
20...플런져 30...씰링부재
33...압압부재 35...오링(O-Ring)
40...탄성격막

Claims (3)

  1. 플런져 직선 운동에 의한 실린더 내부의 체적변화에 따라 외부로부터 감광액을 끌어들이고 소정의 토출압으로 배출하여 슬릿 노즐에 정량 공급하는 시린지 펌프에 있어서,
    플런져의 이동과 연동하여 수축/팽창되는 탄성격막을 실린더 내부에 배치하여 감광액이 유입/정체되는 실린더 내부공간과 씰링부재 사이를 단절시킨 것을 특징으로 하는 시린지 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더는 주사기 형태의 실린더 본체와,
    상기 본체 개방단에 분리/체결 가능하게 조립되는 체결단을 포함하며,
    상기 탄성격막은 상기 실린더 본체 개방단과 이와 접촉하는 상기 체결단 사이에 그 외연이 압착되어 고정된 것을 특징으로 하는 시린지 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성격막 외연을 압착 고정시켜주는 압압부재 및 체결단과 실린더 본체 경계면을 통해 감광액이 외부로 누출되는 것을 차단하는 오링이 상기 체결단과 실 린더 본체 개방단 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 시린지 펌프.
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