KR101376091B1 - 곡면 처리용 플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 토출구가 하측 및 측방으로 돌출되어 곡면 형상의 피처리물에 대해서도 효과적으로 대응할 수 있는 곡면 처리용 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치는, 다수의 관통홀이 형성되어 있는 평면형의 유전체 베이스 전극; 상기 유전체 베이스 전극의 하측에 배치되며, 다수의 접지 전극들로 구성된 접지 전극군; 상기 유전체 베이스 전극 상측에서 하측 방향으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부; 상기 접지 전극군 하측에 하측으로 돌출되도록 설치되며, 발생된 플라즈마를 하방 및 하측방으로 토출하는 플라즈마 토출구;를 포함한다.

Description

곡면 처리용 플라즈마 처리장치{THE APPARATUS FOR TREATING THE WORKPIECE BY PLASMA}

본 발명은 곡면 처리용 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 토출구가 하측 및 측방으로 돌출되어 곡면 형상의 피처리물에 대해서도 효과적으로 대응할 수 있는 곡면 처리용 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

필름 또는 플라스틱 재질의 구조물 또는 유리 재질의 구조물 등에 접착물을 접착하는 과정에서는 접착성을 향상시키기 위하여 그 표면을 처리하는 과정을 거치는 것이 일반적이다.

이러한 표면처리에는 다양한 방법이 이용될 수 있으나, 가장 효과적인 표면 처리 방법은 상압 플라즈마를 이용하여 표면을 처리하는 것이다. 상압 플라즈마를 이용하여 표면처리하는 방법에 의하면 소재 표면의 접착 성능이 최대로 향상됨은 물론이거니와 상압 플라즈마에 의하여 표면이 세정되는 효과 등 부수적인 효과를 얻을 수 있는 장점도 있다.

그런데 종래의 상압 플라즈마 처리장치는 평면 형태를 가지는 피처리체에 대해서는 소면적 또는 대면적에 대하여 모두 대응가능하게 개발되어 있으나, 피처리체가 곡면 형상을 가지는 것에 대해서는 대응이 어려운 문제점이 있다. 특히, 곡면 형태를 가지는 피처리체에는 필름 등 피부착물을 부착하는 작업이, 평면 형태의 피처리체에 비하여 어려워서 필름 등의 접착성을 향상시키는 전처리 과정이 평면 형태를 가지는 피처리체에 비하여 훨씬 강하게 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 플라즈마 토출구가 하측 및 측방으로 돌출되어 곡면 형상의 피처리물에 대해서도 효과적으로 대응할 수 있는 곡면 처리용 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치는, 다수의 관통홀이 형성되어 있는 평면형의 유전체 베이스 전극; 상기 유전체 베이스 전극의 하측에 배치되며, 다수의 접지 전극들로 구성된 접지 전극군; 상기 유전체 베이스 전극 상측에서 하측 방향으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부; 상기 접지 전극군 하측에 하측으로 돌출되도록 설치되며, 발생된 플라즈마를 하방 및 하측방으로 토출하는 플라즈마 토출구;를 포함한다.

본 발명에서 상기 플라즈마 토출구는, 평행하게 다수열로 배치되며, 직하방으로 플라즈마를 토출하는 하방 토출구; 및 상기 하방 토출구의 양 측에 각각 배치되며, 측하방으로 플라즈마를 토출하는 측방 토출구;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 측방 토출구에는, 플라즈마 토출 각도를 변경할 수 있도록 상기 측방 토출구의 각도를 회동하는 토출구 회동부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 곡면 처리용 플라즈마 처리장치에는, 상기 곡면 처리용 플라즈마 처리장치를 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 곡면 처리용 플라즈마 처리장치의 하부에는 피처리물의 위치를 확인하는 위치 감지수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 곡면 처리용 플라즈마 처리장치에 의하면 플라즈마 토출구가 발생된 플라즈마를 하방 및 측방으로 균일하게 토출하므로, 평면과 곡면으로 이루어진 곡면 형상의 피처리체에 대하여 효과적인 표면처리 작업을 진행할 수 있는 효고가 있다.

또한 본 발명의 곡면 처리용 플라즈마 처리장치는 플라즈마 처리장치 자체를 수평 방향으로 이동시키면서 표면 처리를 진행하므로 다양한 폭을 가지는 피처리체에 대한 표면 처리가 가능한 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토출구의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 토출구의 구조를 도시하는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치(1)는, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 유전체 베이스 전극(10), 접지 전극군(20), 반응가스 공급부(30) 및 플라즈마 토출구(40)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 유전체 베이스 전극(10)은 평면형의 형상을 가지며, 상기 플라즈마 처리장치(1) 내에서 반응가스가 이동하는 경로 상에 설치된다. 상기 유전체 베이스 전극(10)에는 고전압의 전원이 연결되며, 상기 유전체 베이스 전극(10)은 세리믹 등의 유전체 위에 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 등이 금속 성분을 도포한 다음 다시 유전체를 덮고, 이를 고온에서 소성함으로써 제작된다.

상기 유전체 베이스 전극(10)은 반응 가스의 흐름을 위해 다량의 홀을 천공할 수도 있다. 한편 이러한 구조 이외에 금속판을 사이에 두고 2개의 유전체판을 붙여서 상기 금속판이 함입되게 하는 구조를 가질 수 있는 등 다양한 구조를 가질 수 있다.

다음으로 상기 접지 전극군(20)은 상기 플라즈마 처리장치(1)에서 상기 유전체 베이스 전극(10)의 하측에 배치되며, 복수의 접지 전극들로 구성된다. 상기 접지 전극들은 봉 형태를 이루며, 다수개의 접지 전극이 일정 간격 이격되어 설치되는 구조를 가진다.

본 실시예에서 상기 접지 전극(22)은 몰리브덴(Mo), 스테인리스스틸(SUS304), 텅스텐(W)과 같이 일함수가 큰 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 상기 접지 전극(22)의 단면은 원형이 바람직하며, 상기 접지 전극(22)의 표면에 세라믹과 같은 유전물질을 코팅하여 접지 전극을 구성할 수도 있을 것이다.

다음으로 상기 반응가스 공급부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유전체 베이스 전극(10) 상측에서 하측 방향으로 반응가스를 공급하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 반응가스 공급부(30)는 외부에서 공급된 반응가스가 고르게 분산되어 상기 유전체 베이스 전극(10) 상으로 공급되도록 하기 위하여 버퍼 공간(32)과 분산 플레이트(33) 등의 구조를 가질 수 있다.

다음으로 상기 플라즈마 토출구(40)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 접지 전극군(20) 하측에 하측으로 돌출되도록 설치되며, 발생된 플라즈마를 하방 및 하측방으로 토출하는 구성요소이다. 전술한 반응가스 공급부(30)에 의하여 공급된 반응가스가 상기 유전체 베이스 전극(10)과 접지 전극군(20)을 통과하면서 발생된 플라즈마를 원하는 방향으로 토출하기 위한 구성요소인 것이다. 이를 위하여 본 실시예에서 상기 플라즈마 토출구(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하방 토출구(44)와 측방 토출구(42)를 포함하여 구성된다.

먼저 하방 토출구(44)는 직하방으로 플라즈마를 토출하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 직하방을 향하는 토출구(44) 다수개가 평행하게 다수열로 배치되는 구조를 가질 수 있다. 또한 상기 하방 토출구(44)는 일체로 형성되는 케이스에 하측 방향으로 형성되는 다수개의 관통홀로 구성될 수도 있다.

한편 상기 측방 토출구(42)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하방 토출구(44)의 양 측에 각각 배치되며, 측하방으로 플라즈마를 토출하는 구성요소이다. 상기 측방 토출구(42)에 의하여 상기 하방 토출구(44)와 다른 방향으로 플라즈마가 토출되어 도 3에 도시된 바와 같이, 곡면 형상을 가지는 피처리체(2)의 곡면 부분을 효과적으로 표면 처리할 수 있는 것이다.

그리고 상기 플라즈마 처리장치의 하면이 직사각형을 이루는 경우에는 상기 측방 토출구(42)가 상기 플라즈마 처리장치 하면의 각 모서리에 1개씩 4개가 설치되어, 하면 직사각형의 4 모서리의 하측방으로 플라즈마를 토출할 수 있는 것이 바람직하다.

상기 측방 토출구(42)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하방 토출구(44)의 측면에 토출 방향이 사선으로 형성되도록 형성되는 관통홀로 구성될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하방 토출구(44)와는 별도로 분리되어 형성되는 구조를 가질 수도 있다.

한편 상기 측방 토출구(42)에는 플라즈마 토출 각도를 변경할 수 있도록 상기 측방 토출구(42)의 각도를 회동하는 토출구 회동부(46)가 더 구비될 수도 있다. 이 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 측방 토출구(42)를 일정 각도 범위 내에서 회동시켜서 그 토출 각도를 조정하게 하는 것이다.

다음으로 상기 곡면 처리용 플라즈마 처리장치(1)에는 전체 플라즈마 처리장치를 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동부(60)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치(1)에서 상기 플라즈마 토출구(40)는 그 폭이 다양하게 변화될 수 있지만, 한번 제조된 플라즈마 토출구(40)의 폭이 변화되기는 어렵다. 따라서 다양한 크기의 피처리체(2)에 대응하기 위해서는 상기 플라즈마 토출구(40)가 좌우 방향으로 수평 이동하면서 플라즈마 처리할 필요성이 있다. 따라서 상기 수평 이동부(60)가 상기 플라즈마 처리장치(1) 전체를 수평 방향으로 이동시키면서 광폭을 가지는 피처리체(2)에 대하여 플라즈마 처리가 가능하게 하는 것이다.

한편 본 실시예에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치(1)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 피처리체(2)가 장착되는 피처리체 장착대(70)가 구비된다. 상기 피처리체 장착대(70)는 상기 피처리체(2)가 처리되는 동안 움직이지 않도록 고정하며, 장착된 피처리체(2)를 도 3에 도시된 바와 같이, 상하 방향으로 이동시켜 처리 과정에서 상기 피처리체(2)가 최대한 상기 플라즈마 토출구(40)에 가깝게 접근하도록 한다. 이렇게 상기 피처리체(2)가 상기 플라즈마 토출구(40)에 가깝게 접근하면, 상기 곡면 형상의 피처리체(2)와 상기 플라즈마 처리장치(1)의 하면 사이에 일정한 밀폐 공간과 같은 처리 공간이 형성된다. 이 공간 내에 플라즈마 토출구(40)에 의하여 토출된 플라즈마가 일정 시간 동안 머물면서 상기 피처리체(2)의 표면을 더욱 효과적으로 처리할 수 있는 장점이 있다.

상기 피처리체 장착대(70)는 처리 과정이 완료되면 상기 피처리체를 하측으로 이동시켜 배출한다. 물론 상기 피처리체 장착대(70)에 승강장치가 구비되지 않고, 상기 플라즈마 처리장치(1)에 승강장치가 구비될 수도 있을 것이다.

다음으로 본 실시예에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치(1)의 하부에는 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 피처리물(2)의 위치를 확인하는 위치 감지수단(80)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 플라즈마 처리장치(1)를 좌우로 수평 이동시키면서 처리 과정이 진행될 수 있다. 이 경우에 상기 플라즈마 처리장치(1)의 좌우 이동폭은 피처리체(2)의 폭에 의하여 정해진다. 따라서 상기 위치 감지수단(80)이 피처리체(2)의 돌출된 말단 부분을 감지하여 상기 수평 이동부(60)의 구동을 제어하는 것이다.

또한 상기 위치 감지수단(80)은 상기 피처리체 장착대(70)의 승강 동작시에도 상기 피처리체(2)의 높이를 감지하여 상기 피처리체 장착대(70)가 과도하게 상승하는 것을 방지한다.

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 처리용 플라즈마 처리장치
10 : 유전체 베이스 전극 20 : 접지 전극군
30 : 반응가스 공급부 40 : 플라즈마 토출구
50 : 하우징 60 : 수평 이동부
70 : 피처리체 장착대 80 : 위치 감지수단
2 : 피처리체

Claims (5)

1. 다수의 관통홀이 형성되어 있는 평면형의 유전체 베이스 전극;
   상기 유전체 베이스 전극의 하측에 배치되며, 다수의 접지 전극들로 구성된 접지 전극군;
   상기 유전체 베이스 전극 상측에서 하측 방향으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부;
   상기 접지 전극군 하측에 하측으로 돌출되도록 설치되며, 발생된 플라즈마를 하방 및 하측방으로 토출하는 플라즈마 토출구;
   상기 플라즈마 토출구 하측에 상하 방향으로 승강가능하게 구비되며, 상면이 곡면 형상을 가지는 피처리체가 장착되는 피처리체 장착대;
   상기 곡면 처리용 플라즈마 처리장치의 하부에 설치되며, 상기 피처리체 장착대에 장착된 피처리체의 위치를 확인하는 위치 감지수단;
   상기 곡면 처리용 플라즈마 처리장치를 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동부;를 포함하며,
   상기 플라즈마 토출구는,
   평행하게 다수열로 배치되며, 직하방으로 플라즈마를 토출하는 하방 토출구;
   상기 하방 토출구의 양 측에 각각 배치되며, 측하방으로 플라즈마를 토출하는 측방 토출구; 및
   상기 측방 토출구에 설치되며, 상기 측방 토출구의 플라즈마 토출 각도를 변경할 수 있도록 상기 측방 토출구의 각도를 회동하는 토출구 회동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 처리용 플라즈마 처리장치.
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