압축공기 분사형 정전기제거장치의 공기 분출구의 형태 변화에 따른 제전특성 연구

Abstract

최근 FPD(Flat Panel Display) 및 반도체 제조에서는 유리 기판의 대형화와 생산 시스템의 혁신을 통한 생산성 향상과 불량률의 저감 그리고 보다 높은 성능이 요구되어지고 있다. 이러한 초대용량 집적회로(Large Scale Integration) 또는 액정디스플레이(Liquid Crystal Display) 등과 같은 제조 환경에서는 미립자 농도, 원자?분자 상의 불순물 농도, 정전기, 온습도 변화와 같은 환경 구성요소를 엄밀히 관리하지 않으면 안 된다. 특히 LCD 제조공정은 정전기와의 전쟁이라 하여도 과언이 아니다. 따라서 LCD 제조공정 에서는 적절한 정전기 제어대책이 중요한 기술과제로서 연구할 필요가 있다1~3). 최근 박막 트랜지스터 구동방식(TFT-LCD)은 전기적으로 절연성이 우수한 유리기판 위에 전자회로가 형성된 복합, 다층 구조로 되어 있으며, 제조 공정은 마찰, 박리, 가열, 냉각 등 물리적, 기계적 힘이 유리 기판에 부여되는 공정이 많아 정전기의 발생이 더욱 증가하였다. 특히 액정 제조용의 클린룸에서의 정전기 장해는 정전기력에 의해 여러 가지 장해를 일으킨다. 때문에, ESD 대책으로 이오나이저 장치는 크린룸 내의 환경 대책으로 대부분의 공정에 설치되어 있는 것으로 불량률의 감소, 원료 대비 제품생산 비율의 향상 등 환경의 정비를 목적으로 한 도입이 많아지고 있다. 이오나이저의 능력을 평가할 때, 지금까지와 같이 빠른 시간에 제전대상물로부터 전하를 제거하는 스폿 에리어를 목적으로 하고 있는지 혹은 환경 전체의 대책을 목적으로 하고 있는 지, 공기 소모량에 대한 항목을 평가 목적으로 가지는 사업장이 나날이 늘어나고 있는 실정이며, 이러한 현실에 발맞추어 정전기 제거 장치에 대한 요구 성능 또한 다양해지고 있다. 각 제조공정에서 정전기를 위한 대책으로 코로나방전을 이용한 정전기 제거 장치 중 압축 공기 분사형 정전기 제거장치(ION BAR)를 가장 많히 사용하고 있으며, 압축 공기 분사형 정전기 제거 장치를 사용하는 경우에는 이온 바의 보수 관리에 대하여 도입 전에 검토를 하여 사용개시 후에는 확실하게 실행 하여야한다4).이온 바의 방전전극을 청소하는 빈도와 청소에 필요한 노력, 시간, 비용은 이온 바와 그 사용조건, 환경조건에 따라 다르다. 퇴적하는 이물의 량과 이온 발생량 및 이온 밸런스에 대한 영향의 정도에 대해서는 개개의 이온 바의 조건이 다르므로 정량적으로 판단하는 것은 어렵지만 1 ~ 2개월에 1회의 청소 빈도가 일반적이라고 생각되는데, 청소 빈도는 사용자에 따라 결정되어야 한다6~7). 또한, 정전기 제거장치인 이온 바의 사용에 있어서 소모성 부품인 방전전극, 다양한 압축 공기(건조공기, 질소), 압축 공기 분사구, 방전전극의 사용량은. 이온 바가 설치된 대 수에 따라 기하급수적으로 늘어난다. 앞으로의 정전기 제거 장치는 기본적인 정전기 제거 성능을 가졌으며 각 사업장 마다 요구되어지는 요구 조건에 충족될 수 있는 성능을 갖춘 것이어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 압축 공기 분사구의 형상에 중점을 두어 정전기 제거 장치의 기본 성능 척도인 정전기 제거 시간과 갈수록 중요해지고 있는 공기 소모량, 지속적인 보수 관리가 필요한 방전 전극의 오염도를 연구하였다.

This study conducted an experiment with changes made in the shape of the compressed-air nozzle to carry cations (? ions) and anions (? ions) to a distance when they are produced from a discharge probe, one of the important components of a static electricity remover, and to satisfy the conditions resulting from a decrease in air consumption by inhibiting the occurrence of whitening events. The results of the experiment are as follows: 1) The shape of type 1 with high air consumption provided the best results in electrostatic decay time and ion current flow, but showed a higher level of dust pollution compared to other types. 2) For the shape of type 2, its air nozzle had a relatively low air consumption compared to types 1 and 2, and the most unfavorable result was observed with regard to the time required for static electricity to dissipate. Also in the level of dust pollution, this shape was relatively low compared to type 1. 3) In air consumption, the air nozzle of type 3 shape showed a lower level than that of type 1 but a higher level than that of type 2. For electrostatic decay time, it was found that the shape of type 3 was superior to type 2 but inferior to type 1. The results indicated that the level of dust pollution was lowest in type 3 shape among three types. 4) The results also suggest that the air nozzle of type 1 shape are suitable for use in a clean room with no standards for measurement of air consumption and in the workplace where a fast decay time is required. 5) The shape of type 3 provides an air nozzle suitable for use in dusty places with applicable, but not strict, standards for air consumption and in the workplace where a slightly fast decay time is required. 6) It is suitable to use the air nozzle of type 2 shape in a semi-clean process with applicable, but not high, standards for air pollution and in the workplace where a normal decay time is required. If through further elaborated studies more variations can be developed in the shapes of air exhaust nozzles used for static electricity removers, it will greatly contribute to enhancing the performance of such static electricity removers installed currently.