KR20190067885A - 플라즈마 중합 코팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 중합 코팅장치를 제공하였고, 상기 장치의 진공 챔버(1) 측부의 챔버 바디 내벽중 임의의 단면은 직경이 같은 원 또는 길이가 같은 정다각형이고, 정다각형의 변의 개수는 적어도 6개이며; 진공 챔버(1) 내벽에 다공성 전극(2)이 장착되어 있고, 다공성 전극(2)은 고주파 전원(3)에 연결되며, 진공 챔버(1) 외벽에는 2개의 방전 챔버(4)가 밀봉 장착되어 있으며, 방전 챔버(4)와 진공 챔버(1) 내벽이 연결되는 위치에 적어도 2층의 금속 그리드(5)가 설치되어 있고, 진공 챔버(1)내의 중심 축에는 배기 가스 수집관(11)이 수직으로 장착되어 있고, 진공 챔버(1)내에는 회전선반(12)이 설치되어 있고, 상기 회전 선반(12)의 회전축은 진공 챔버(1)의 중심 축과 동축으로 마련되며, 회전 선반(12)에는 처리할 기재(15)가 배치된다. 상기 장치는 중심 축이 대칭되는 진공 챔버 구조를 사용하여 공간 중합반응의 활성 종의 농도의 안정성을 유지하고, 진공 챔버의 용적이 크고 일차 처리 수량이 많으며 처리 효율이 높고 비용이 낮으며 일괄 처리 균일성이 양호한 장점을 가진다.

Description

플라즈마 중합 코팅 장치
본 발명은 플라즈마 공학 기술 분야에 속하며, 플라즈마 코팅 장치에 관한 것이다.
플라즈마 중합 코팅 처리는 중요한 표면 처리 방법으로, 처리하고자 하는 기재를 진공 챔버에 넣고 진공 상태에서 공정 가스 및 가스 유기성 단량체를 유입하여 방전을 통해 유기 가스 단량체를 플라즈마화시켜 각종 활성 종을 발생하도록 하고, 활성 종 사이 또는 활성 종과 단량체 사이의 첨가 반응에 의해 기재 표면에 중합체 필름을 형성시키는 것이다. 나노 플라즈마 중합 코팅은 소수성 필름 등 부분 적용분야에서 우수한 특성을 갖고 있다. 그러나 나노 중합 코팅의 필름이 얇아 코팅의 균일성에 대해 요구가 높다. 종래의 플라즈마 나노 코팅 장치는 사각형의 진공 챔버를 사용하고 코팅 처리 과정에서 진공 챔버 내에서의 지그 및 지그상에 배치된 기재의 위치는 고정된 것이며, 일괄 처리되는 서로 다른 기재의 진공 챔버에서의 부동한 위치와 전극, 단량체/캐리어 기체 출구, 진공 배출구 등과의 거리 차이로 인해 필연적으로 코팅 균일성의 차이가 발생할 수 있다. 이러한 처리과정의 불균일성을 줄이기 위해, 종래의 플라즈마 나노 코팅 장치는 작은 용량의 진공 챔버를 사용하고 일차 처리 수량을 줄여야만 하므로 처리 효율이 저하되고 비용이 증가된다. 그럼에도 불구하고, 여전히 일괄 처리의 우수한 균일성을 얻을 수 없다. 현재 나노 중합 코팅 적용의 급속한 발전에 따라, 가공 요구와 일차 처리 수량이 급격히 증가되므로, 종래 기술의 플라즈마 나노 코팅 가공에 따른 일차 처리 수량이 적고 효율성이 낮으며 비용이 높고 일괄 처리 균일성이 열위한 문제를 해결하는 것이 현실적이며 시급한 상황이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 종래의 플라즈마 나노 코팅 장치에서 사용된 사각형의 진공 챔버의 용량이 작고 일차 처리 수량이 적으며 처리 효율이 낮고 비용이 높으며 일괄 처리 불균일성 문제를 해결하는 플라즈마 나노 코팅 장치를 제공한다.
본 발명의 플라즈마 중합 코팅장치는, 진공 챔버를 포함하고, 상기 진공 챔버 측부의 챔버 바디 내벽중 임의의 단면은 직경이 같은 원 또는 길이가 같은 정다각형이고, 상기 정다각형의 변의 개수는 적어도 6개이며;
상기 진공 챔버에서 진공 챔버의 내벽에 가까운 곳에 다공성 전극이 장착되어 있고, 상기 다공성 전극은 진공 챔버 내벽과 일정 거리를 유지하는 다공성 곡면 구조를 가지며, 상기 다공성 전극은 고주파 전원에 연결되고, 고주파 전원의 전력은 15-1000W이며, 다공성 전극은 고주파 전원에 의해 전력이 제공되고, 방전시 플라즈마를 생성하여 기재의 표면 청정 및 전처리에 사용하며;
상기 진공 챔버 외벽에는 적어도 2개의 방전 챔버가 밀봉 장착되어 있으며; 다공성 전극과 각 방전 챔버는 공정 요구에 따라 함께 또는 별도로 방전할 수 있다.
다공성 전극은 세정 즉 표면청정을 위한 플라즈마를 생성: 코팅전에 기재 표면의 수분, 오일 및 기타 유기 불순물을 세정하고, 또한 유기 기판을 활성화시켜 기판 표면에 단글링 본드(dangling bond)를 형성하여 코팅 증착을 용이하게 하고 기재와 코팅의 결합력을 강화시키도록 하기 위해 다공성 전극은 큰 전력으로 연속적으로 방전하여 강한 플라즈마를 생성하고, 다공성 전극은 코팅과정에서 작동되지 않으며;
방전 챔버는 중합을 위한 플라즈마를 생성: 코팅과정에서 각 방전 챔버에서는 작은 전력으로 방전하여 약한 플라즈마를 생성하고, 금속 그리드는 간헐적인 방출을 통해 플라즈마를 진공 챔버로 유입시켜 단량체의 중합을 유발하고 기재 표면에 증착되어 코팅층을 형성하는 것을 제어한다.
상기 방전 챔버와 진공 챔버 내벽이 연결되는 위치에 적어도 2층의 금속 그리드가 설치되어 있고, 상기 금속 그리드와 진공 챔버 내벽은 절연되어 있으며, 금속 그리드는 펄스 전원에 연결되며, 펄스 전원은 양 펄스 바이어스를 인가하고 방전 챔버내의 플라즈마를 간헐적으로 방출하여 진공챔버로 유입시는 작용을 하며, 그 중 플라즈마는 펄스 오프 기간에 다층 금속 그리드에 의해 방전 챔버내에 차단되고, 펄스 인가 기간에 다층 금속 그리드를 투과하여 진공 챔버에 유입됨으로써 진공 챔버내의 단량체 증기의 중합반응을 유발한다,
상기 방전 챔버내에 방전 소스가 설치되어 있고, 방전 소스는 전원 공급 소스에 연결되며, 상기 방전 챔버에 캐리어 가스 관로가 연결되어 있고, 캐리어 가스 관로의 타단은 캐리어 가스 소스에 연결되며, 단량체 증기 관로는 진공 챔버내에 연결되고 그 출구는 방전 챔버 전방에 위치하며, 단량체 증기 관로의 타단은 단량체 증기 소스에 연결되며;
상기 진공 챔버내의 중심 축에는 배기 가스 수집관이 수직으로 장착되어 있고, 배기 가스 수집관의 일단은 진공 챔버외로 연장되어 진공 펌프에 연결되며, 상기 배기 가스 수집관의 관벽에 홀이 형성되며;
상기 진공 챔버내에는 회전 선반이 설치되어 있고, 상기 회전 선반의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 회전 선반에는 처리할 기재가 배치되어 있다.
상기 진공 챔버의 상부 커버 및 하부 커버는 진공 챔버의 측부 챔버 바디 내벽 단면과 대응되는 평판 또는 구형, 정다각형 및 타원형 등인 아치형 구조이다.
상기 다공성 전극은 원통형 또는 적어도 2부분으로 분할된 원기둥형의 곡면형상을 가지고, 상기 다공성 전극은 진공 챔버와 동축으로 마련되고 진공 챔버의 내벽과의 간격이 1-6cm이며, 상기 다공성 전극에는 관통 홀이 가득 형성되어 있으며 홀 직경은 2-30mm이고 홀 사이의 간격은 2-30mm이다.
상기 방전 챔버는 원통형상을 가지며 재질은 알루미늄, 탄소강 또는 스테인리스 강이고, 직경은 5-20cm이고 깊이가 3-15cm이며 인접한 방전 챔버의 축선사이의 간격은 7-40cm이다.
상기 금속 그리드의 층수는 2-6층이고, 재질은 스테인리스 강 또는 니켈이며 크기가 100-1000메쉬이고 투과율이 25%-40%이다.
상기 펄스 전원은 피크가 20-140V이고 펄스 폭이 2μs-1ms이며 펄스 반복 주파수가 20Hz-10kHz인 양 펄스를 출력한다.
상기 방전 소스는 필라멘트, 전극, 유도 코일 또는 마이크로 안테나이며 방전 전력은 2-500W이다.
상기 단량체 증기 관로의 출구와 방전 챔버사이의 거리는 1-10cm이다.
상기 배기 가스 수집관의 내경은 25-100mm이고, 관벽에는 홀이 균일하게 형성되어 있으며, 홀 직경은 2-30mm이고 홀사이의 간격은 2-100mm이다.
상기 회전 선반의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 상기 회전 선반은 회전축에 따라 회전될 수 있으며, 상기 회전 선반에는 2-8층의 거치대가 대칭되게 고정 설치되고, 상기 거치대에는 처리할 기재가 배치된다.
상기 회전 선반의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 상기 회전 선반은 회전축을 중심으로 회전할 수 있으며, 회전 선반에는 2-8개의 유성 회전축이 대칭되게 설치되고, 상기 유성 회전축은 상기 회전 선반에 수직되게 마련되고 자전할 수 있으며,
상기 유성 회전축에는 2-8층의 회전 거치대가 설치되고, 상기 회전 거치대에는 처리할 기재가 배치된다.
본 발명의 유익한 효과는 아래와 같다.
1. 중심 축이 대칭되는 진공 챔버 구조를 사용하여 공간 중합반응의 활성 종의 농도의 안정성을 유지할 수 있다.
진공 챔버 측벽으로부터 가스를 유입하고 반경방향으로 수송하여 중심 축 방향으로 배출되는 방식을 이용한다.
캐리어 가스 관로는 각 방전 챔버내에 출구를 설치하고, 캐리어 가스는 상기 관로를 통해 각 방전 챔버내에 유입된 후, 다층 금속 그리드를 통해 확산되어 진공 챔버로 유입하며; 단량체 증기 관로는 진공 챔버내의 각 방전 챔버외의 전방에 출구를 설치하고, 단량체 증기는 상기 관로를 통해 진공 챔버내로 유입하며; 진공 챔버의 축선상에서 진공 챔버와 동축으로 배기 가스 수집관을 설치하고, 배기 가스 수집관은 진공 챔버를 종방향으로 관통하며, 배기 가스 수집관의 단부는 진공 펌프와 연통되며, 관벽에는 홀이 균일하게 형성되고, 배기 가스는 배기 가스 수집관의 홀을 통해 배기 가스 수집관으로 유입한 후 진공 펌프를 통해 진공 챔버외로 배출된다.
상기 진공 챔버 측벽으로부터 가스를 유입하고 반경방향으로 수송하여 중심 축 방향으로 배출되는 방식을 이용하는 과정에서, 기체 수송 과정이 집중되어 있어 공간 중합반응의 활성 종 농도의 안정성을 향상시키고 활성 종의 더욱 균일한 분포에 유리하다. 그 과정은 다음과 같다. 단량체 증기는 각 방전 챔버의 부근에서 플라즈마의 작용을 받아 중합반응의 활성 종을 생성하고; 캐리어 가스의 작용에 의해 중합반응의 활성 종은 반경 방향을 따라 진공 챔버 축선 방향으로 수송되며; 수송 과정에서 중합반응의 활성 종의 수량은 끊임없이 소모되어 감소되지만, 한편 중합반응의 활성 종은 수송 과정에서 끊임없이 집중되어 상기 감소 량을 보충할수 있어, 중합반응의 활성 종 농도의 안정성을 유지하고 진공 챔버내의 활성 종의 체적 밀도가 변하지 않도록 유지하고 일괄 처리의 양호한 균일성을 얻을 수 있다. 즉, 종래의 코팅 장치 및 기술에 의하면 일괄 처리에 따른 기재의 코팅층 두께 차이가 30%이상이지만, 본 발명의 일괄 처리에 따른 기재의 코팅층 두께 차이는 10%미만이다.
2. 회전 선반을 이용하여 각 기재에 대한 코팅의 균일성을 현저하게 향상시킬수 있다.
진공 챔버내에 회전 선반이 장착되어 있고; 회전 선반상의 거치대는 진공 챔버내에서 회전 또는 유성 회전 운동을 하며, 특히 유성 회전운동은 거치대가 자신의 유성 회전축을 중심으로 자전하는 동시에 회전 선반의 회전축을 따라 진공 챔버의 동축선을 중심으로 공전하는 것이며; 거치대에는 처리할 기재가 배치된다. 기재의 코팅 처리과정에서의 공간 위치는 유성 회전에 의해 끊임없이 변화되고, 하나의 완전한 처리 과정에서 서로 다른 기재의 공간위치의 변화가 같아 종래기술의 부동한 기재의 공간 위치의 차이로 인한 코팅 효과의 차이를 제거할 수 있어, 각 기재의 처리 정도가 같고 코팅효과가 기본적으로 같으며 각 기재사이의 균일성이 보다 우수하다.
3. 진공 챔버의 체적을 크게 증가시키고 처리 효율을 현저하게 향상할 수 있다.
진공 챔버 구조와 선반의 개선으로 일괄 처리에 따른 코팅 필름의 두께의 균일성을 크게 향상시킬 수 있고 진공 챔버 용적을 현재 진공 챔버의 5-6배로 늘릴수 있으며 일차 처리 수량과 처리 효율을 상응하게 크게 향상할 수 있다.
4. 다층 그리드는 플라즈마와 단량체에 대해 차단 작용을 일으킨다.
다층 금속 그리드는 방전 챔버로부터 진공 챔버로의 캐리어 가스의 확산에 대해 차단 작용을 하여, 방전 챔버내의 기압이 진공 챔버내의 기압보다 높도록 하며; 다층 금속 그리드는 진공 챔버로부터 방전 챔버로의 단량체 증기의 역확산에 대해 차단작용을 하고 또한 방전 챔버내의 기압이 진공 챔버내의 기압보다 높기 때문에, 단량체가 역확산되기 어려워 진공 챔버로부터 방전 챔버로 유입되어, 단량체 증기가 방전 챔버내의 연속적인 방전에 따른 플라즈마에 의해 과도하게 분해되어 파괴되는 것을 방지할 수 있으며, 본 발명의 장치는 단량체 증기가 분해되어 파괴되는 것을 효과적으로 방지하여 양호한 품질을 갖는 중합 코팅을 얻을 수 있다.
도 1은 실시예1에 따른 회전 선반에 유성 회전축이 설치된 플라즈마 중합 코팅 장치의 정면 단면 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 도 1의 평면 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
이하, 기술방안과 도면을 결합하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
실시예1
도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 플라즈마 중합 코팅 장치는 진공 챔버를 포함하고, 진공 챔버(1) 측부의 챔버 바디 내벽중 임의의 단면은 직경이 같은 원이며, 즉 진공 챔버의 챔버 바디 내벽은 원기둥체 형상을 갖는다.
진공 챔버(1)의 상부 커버 및 하부 커버는 진공 챔버의 측부 챔버 바디 내벽 단면과 대응되는 구형이다.
진공 챔버(1)에서 진공 챔버(1)의 내벽에 가까운 곳에 다공성 전극(2)이 장착되어 있고, 다공성 전극(2)은 진공 챔버 내벽과 일정 거리를 유지하는 다공성 곡면 구조를 가지며, 다공성 전극은 고주파 전원(3)과 연결되고, 진공 챔버 외벽에는 8개의 방전 챔버(4)가 밀봉 장착되어 있으며;
다공성 전극(2)은 원통형상을 가지며, 상기 다공성 전극은 진공 챔버와 동축으로 마련되고 진공 챔버의 내벽과의 간격이 1cm 이며, 다공성 전극(2)에는 관통 홀이 가득 형성되어 있으며 홀 직경은 30mm이고, 홀사이의 간격은 30mm이며; 다공성 전극에 연결된 고주파 전원의 전력은 15W이다.
방전 챔버(4)는 원통형상을 가지며 재질은 알루미늄이고 직경은 5cm이며 깊이가 15cm이며 인접한 방전 챔버(4)의 축선사이의 간격은 40cm이다. 단량체 증기 관로(10)의 출구와 방전 챔버(4)사이의 거리는 1cm이다.
방전 챔버와 진공 챔버 내벽이 연결되는 위치에 2층의 금속 그리드(5)가 설치되어 있고, 금속 그리드와 진공 챔버 내벽은 절연되어 있으며, 금속 그리드는 펄스 전원(6)에 연결되며, 방전 챔버(4)내에 방전 소스(7)가 설치되어 있고, 방전 소스는 전원 공급 소스(8)에 연결되며, 방전 챔버에 캐리어 가스 관로(9)가 연결되어 있고, 캐리어 가스 관로의 타단은 캐리어 가스 소스에 연결되며, 단량체 증기 관로(10)는 진공 챔버내에 연결되고 그 출구는 방전 챔버(4) 전방에 위치하며, 단량체 증기 관로의 타단은 단량체 증기 소스에 연결된다.
금속 그리드의 재질은 스테인리스 강이고 크기가 100메쉬이며 투과율이 40%이다.
펄스 전원(6)은 피크가 20V이고 펄스 폭이 1ms이며 펄스 반복 주파수가 10kHz인 양 펄스를 출력한다.
방전 소스(7)는 필라멘트이며 그 방전 전력은 2W이다.
진공 챔버내의 중심 축에는 배기 가스 수집관(11)이 수직으로 장착되어 있고, 배기 가스 수집관의 일단은 진공 챔버외로 연장되어 진공 펌프에 연결되며, 상기 배기 가스 수집관의 관벽에 홀이 형성되며; 배기 가스 수집관(11)의 내경은 25mm이고 그 관벽에는 홀이 균일하게 형성되며, 홀 직경은 2mm이고 홀사이의 간격은 2mm이다.
진공 챔버내에는 회전 선반(12)이 설치되어 있고, 회전 선반(12)의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 회전 선반 회전축에 따라 회전될 수 있으며, 회전 선반에는 4개의 유성 회전축(13)이 대칭되게 설치되고, 유성 회전축은 회전 선반(12)에 수직되게 마련되어 자전할 수 있으며;
유성 회전축에는 4층의 회전 거치대(14)가 설치되고, 상기 회전 거치대에는 처리할 기재(15)가 배치된다.
실시예2
플라즈마 중합 코팅장치는 진공 챔버(1)를 포함하고, 진공 챔버 측부의 챔버 바디 내벽중 임의의 단면은 길이가 같은 정육각형인 다각형이며;
진공 챔버(1)의 상부 커버 및 하부 커버는 진공 챔버의 측부 챔버 바디 내벽 단면과 대응되는 정육각형의 아치형 구조를 갖는다.
진공 챔버(1)에서 진공 챔버(1)의 내벽에 가까운 곳에 다공성 전극(2)이 장착되어 있고, 다공성 전극(2)은 진공 챔버 내벽과 일정 거리를 유지하는 다공성 곡면 구조를 가지며, 다공성 전극은 고주파 전원(3)과 연결되고, 진공 챔버 외벽에는 2개의 방전 챔버(4)가 밀봉 장착되어 있으며;
다공성 전극(2)은 2부분으로 분할된 원기둥형의 곡면형상을 가지고, 상기 다공성 전극은 진공 챔버와 동축으로 마련되고 진공 챔버의 내벽과의 간격이 3cm 이며, 다공성 전극(2)에는 관통 홀이 가득 형성되어 있으며 홀 직경은 18mm이고, 홀사이의 간격은 15mm이며; 다공성 전극에 연결된 고주파 전원의 전력은 500W이다.
방전 챔버(4)는 원통형상을 가지며 재질은 탄소강이고 직경은 20cm이고 깊이가 8cm이며 인접한 방전 챔버(4)의 축선사이의 간격은 20cm이다. 단량체 증기 관로(10)의 출구와 방전 챔버(4)사이의 거리는 6cm이다.
방전 챔버와 진공 챔버 내벽이 연결되는 위치에 4층의 금속 그리드(5)가 설치되어 있고, 금속 그리드와 진공 챔버 내벽은 절연되어 있으며, 금속 그리드는 펄스 전원(6)에 연결되며, 방전 챔버(4)내에 방전 소스(7)가 설치되어 있고, 방전 소스는 전원 공급 소스(8)에 연결되며, 방전 챔버에 캐리어 가스 관로(9)가 연결되어 있고, 캐리어 가스 관로의 타단은 캐리어 가스 소스에 연결되며, 단량체 증기 관로(10)는 진공 챔버내에 연결되고 그 출구는 방전 챔버(4) 전방에 위치하며, 단량체 증기 관로의 타단은 단량체 증기 소스에 연결된다.
금속 그리드의 재질은 니켈이고 크기가 600메쉬이며 투과율이 32%이다.
펄스 전원(6)은 피크가 86V이고 펄스 폭이 0.1ms이며 펄스 반복 주파수가 700Hz인 양 펄스를 출력한다.
방전 소스(7)는 전극이며 그 방전 전력은 280W이다.
진공 챔버내의 중심 축에는 배기 가스 수집관(11)이 수직으로 장착되어 있고, 배기 가스 수집관의 일단은 진공 챔버외로 연장되어 진공 펌프에 연결되며, 상기 배기 가스 수집관의 관벽에 홀이 형성되며; 배기 가스 수집관(11)의 내경은 60mm이고 그 관벽에는 홀이 균일하게 형성되며, 홀 직경은 16mm이고 홀사이의 간격은 55mm이다.
진공 챔버내에는 회전 선반(12)이 설치되어 있고, 회전 선반(12)의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 회전 선반 회전축에 따라 회전될 수 있으며, 회전 선반에는 2개의 유성 회전축(13)이 대칭되게 설치되고, 유성 회전축은 회전 선반(12)에 수직되게 마련되어 자전할 수 있으며;
유성 회전축에는 8층의 회전 거치대(14)가 설치되고, 상기 회전 거치대에는 처리할 기재(15)가 배치된다.
실시예3
플라즈마 중합 코팅장치는 진공 챔버(1)를 포함하고, 진공 챔버 측부의 챔버 바디 내벽중 임의의 단면은 길이가 같은 정구각형인 다각형이며;
진공 챔버(1)의 상부 커버 및 하부 커버는 진공 챔버의 측부 챔버 바디 내벽 단면과 대응되는 정구각형의 평판이다.
진공 챔버(1)에서 진공 챔버(1)의 내벽에 가까운 곳에 다공성 전극(2)이 장착되어 있고, 다공성 전극(2)은 진공 챔버 내벽과 일정 거리를 유지하는 다공성 곡면 구조를 가지며, 다공성 전극은 고주파 전원(3)과 연결되고, 진공 챔버 외벽에는 2개의 방전 챔버(4)가 밀봉 장착되어 있고;
다공성 전극(2)은 4부분으로 분할된 원기둥형의 곡면형상을 가지고, 상기 다공성 전극은 진공 챔버와 동축으로 마련되고 진공 챔버의 내벽과의 간격이 6cm이며, 다공성 전극(2)에는 관통 홀이 가득 형성되어 있으며 홀 직경은 30mm이고, 홀사이의 간격은 30mm이며; 다공성 전극에 연결된 고주파 전원의 전력은 1000W이다.
방전 챔버(4)는 원통형상을 가지며 재질은 스테인리스 강이고 직경은 12cm이고 깊이가 3cm이며 인접한 방전 챔버(4)의 축선사이의 간격은 7cm이다. 단량체 증기 관로(10)의 출구와 방전 챔버(4)사이의 거리는 10cm이다.
방전 챔버와 진공 챔버 내벽이 연결되는 위치에 5층의 금속 그리드(5)가 설치되어 있고, 금속 그리드와 진공 챔버 내벽은 절연되어 있으며, 금속 그리드는 펄스 전원(6)에 연결되며, 방전 챔버(4)내에 방전 소스(7)가 설치되어 있고, 방전 소스는 전원 공급 소스(8)에 연결되며, 방전 챔버에 캐리어 가스 관로(9)가 연결되어 있고, 캐리어 가스 관로의 타단은 캐리어 가스 소스에 연결되며, 단량체 증기 관로(10)는 진공 챔버내에 연결되고 그 출구는 방전 챔버(4) 전방에 위치하며, 단량체 증기 관로의 타단은 단량체 증기 소스에 연결된다.
금속 그리드의 재질은 니켈이고 크기가 1000메쉬이며 투과율이 25%이다.
펄스 전원(6)은 피크가 140V이고 펄스 폭이 2μs이며 펄스 반복 주파수가 20Hz인 양 펄스를 출력한다.
방전 소스(7)는 마이크로 안테나이며 그 방전 전력은 500W이다.
진공 챔버내의 중심 축에는 배기 가스 수집관(11)이 수직으로 장착되어 있고, 배기 가스 수집관의 일단은 진공 챔버외로 연장되어 진공 펌프에 연결되며, 상기 배기 가스 수집관의 관벽에 홀이 형성되며; 배기 가스 수집관(11)의 내경은 100mm이고 그 관벽에는 홀이 균일하게 형성되며, 홀 직경은 30mm이고 홀사이의 간격은 100mm이다.
진공 챔버내에는 회전 선반(12)이 설치되어 있고, 회전 선반(12)의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 회전 선반은 회전축에 따라 회전될 수 있으며, 회전 선반에는 8개의 유성 회전축(13)이 대칭되게 설치되고, 유성 회전축은 회전 선반(12)에 수직되게 마련되어 자전할 수 있으며;
유성 회전축에는 2층의 회전 거치대(14)가 설치되고, 상기 회전 거치대에는 처리할 기재(15)가 배치된다.
실시예4
플라즈마 중합 코팅장치는 진공 챔버(1)를 포함하고, 진공 챔버 측부의 챔버 바디 내벽중 임의의 단면은 길이가 같은 정12각형인 다각형이며;
진공 챔버(1)의 상부 커버 및 하부 커버는 진공 챔버의 측부 챔버 바디 내벽 단면과 대응되는 정12각형의 아치형 구조를 가진다.
진공 챔버(1)에서 진공 챔버(1)의 내벽에 가까운 곳에 다공성 전극(2)이 장착되어 있고, 다공성 전극(2)은 진공 챔버 내벽과 일정 거리를 유지하는 다공성 곡면 구조를 가지며, 다공성 전극은 고주파 전원(3)에 연결되고, 진공 챔버 외벽에는 2개의 방전 챔버(4)가 밀봉 장착되어 있고;
다공성 전극(2)은 5부분으로 분할된 원기둥형의 곡면형상을 가지고, 상기 다공성 전극은 진공 챔버와 동축으로 마련되고 진공 챔버의 내벽과의 간격이 5cm이며, 다공성 전극(2)에는 관통 홀이 가득 형성되어 있으며 홀 직경은 12mm이고, 홀사이의 간격은 18mm이며; 다공성 전극에 연결된 고주파 전원의 전력은 260W이다.
방전 챔버(4)는 원통형상을 가지며 재질은 스테인리스 강이고 직경은 16cm이고 깊이가 6cm이며 인접한 방전 챔버(4)의 축선사이의 간격은 26cm이다. 단량체 증기 관로(10)의 출구와 방전 챔버(4)사이의 거리는 4cm이다.
방전 챔버와 진공 챔버 내벽이 연결되는 위치에 6층의 금속 그리드(5)가 설치되어 있고, 금속 그리드와 진공 챔버 내벽은 절연되어 있으며, 금속 그리드는 펄스 전원(6)에 연결되며, 방전 챔버(4)내에 방전 소스(7)가 설치되어 있고, 방전 소스는 전원 공급 소스(8)에 연결되며, 방전 챔버에 캐리어 가스 관로(9)가 연결되어 있고, 캐리어 가스 관로의 타단은 캐리어 가스 소스에 연결되며, 단량체 증기 관로(10)는 진공 챔버내에 연결되고 그 출구는 방전 챔버(4) 전방에 위치하며, 단량체 증기 관로의 타단은 단량체 증기 소스에 연결된다.
금속 그리드의 재질은 니켈이고 크기가 360메쉬이며 투과율이 28%이다.
펄스 전원(6)은 피크가 115V이고 펄스 폭이 160μs이며 펄스 반복 주파수가 380Hz인 양 펄스를 출력한다.
방전 소스(7)는 필라멘트이고 그 방전 전력은 130W이다.
진공 챔버내의 중심 축에는 배기 가스 수집관(11)이 수직으로 장착되어 있고, 배기 가스 수집관의 일단은 진공 챔버외로 연장되어 진공 펌프에 연결되며, 상기 배기 가스 수집관의 관벽에 홀이 형성되며; 배기 가스 수집관(11)의 내경은 85mm이고 그 관벽에는 홀이 균일하게 형성되며, 홀 직경은 18mm이고 홀사이의 간격은 38mm이다.
회전 선반의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 상기회전 선반은 회전축을 중심으로 회전할 수 있으며, 상기 회전 선반에는 2층의 거치대가 대칭되게 고정 설치되고, 상기 거치대에는 처리할 기재가 배치된다.
실시예5
플라즈마 중합 코팅장치는 진공 챔버(1)를 포함하고, 진공 챔버 측부의 챔버 바디 내벽중 임의의 단면은 직경이 같은 원이며, 즉 진공 챔버의 챔버 바디의 내벽이 원기둥체이다.
진공 챔버(1)의 상부 커버 및 하부 커버는 진공 챔버의 측부 챔버 바디 내벽 단면과 대응되는 원형 평판이다.
진공 챔버(1)에서 진공 챔버(1)의 내벽에 가까운 곳에 다공성 전극(2)이 장착되어 있고, 다공성 전극(2)은 진공 챔버 내벽과 일정 거리를 유지하는 다공성 곡면 구조를 가지며, 다공성 전극은 고주파 전원(3)에 연결되고, 진공 챔버 외벽에는 2개의 방전 챔버(4)가 밀봉 장착되어 있고;
다공성 전극(2)은 8부분으로 분할된 원기둥형의 곡면형상을 가지고, 상기 다공성 전극은 진공 챔버와 동축으로 마련되고 진공 챔버의 내벽과의 간격이 2cm 이며, 다공성 전극(2)에는 관통 홀이 가득 형성되어 있으며 홀 직경은 5mm이고, 홀사이의 간격은 12mm이며; 다공성 전극에 연결된 고주파 전원의 전력은 120W이다.
방전 챔버(4)는 원통형상을 가지며 재질은 탄소강이고 직경은 11cm이고 깊이가 8cm이며 인접한 방전 챔버(4)의 축선사이의 간격은 20cm이다. 단량체 증기 관로(10)의 출구와 방전 챔버(4)사이의 거리는 7cm이다.
방전 챔버와 진공 챔버 내벽이 연결되는 위치에 3층의 금속 그리드(5)가 설치되어 있고, 금속 그리드와 진공 챔버 내벽은 절연되어 있으며, 금속 그리드는 펄스 전원(6)에 연결되며, 방전 챔버(4)내에 방전 소스(7)가 설치되어 있고, 방전 소스는 전원 공급 소스(8)에 연결되며, 방전 챔버에 캐리어 가스 관로(9)가 연결되어 있고, 캐리어 가스 관로의 타단은 캐리어 가스 소스에 연결되며, 단량체 증기 관로(10)는 진공 챔버내에 연결되고 그 출구는 방전 챔버(4) 전방에 위치하며, 단량체 증기 관로의 타단은 단량체 증기 소스에 연결된다.
금속 그리드의 재질은 니켈이고 크기가 640메쉬이며 투과율이 30%이다.
펄스 전원(6)은 피크가 58V이고 펄스 폭이 620μs이며 펄스 반복 주파수가 55Hz인 양 펄스를 출력한다.
방전 소스(7)는 유도 코일이고 그 방전 전력은 480W이다.
진공 챔버내의 중심 축에는 배기 가스 수집관(11)이 수직으로 장착되어 있고, 배기 가스 수집관의 일단은 진공 챔버외로 연장되어 진공 펌프에 연결되며, 상기 배기 가스 수집관의 관벽에 홀이 형성되며; 배기 가스 수집관(11)의 내경은 45mm이고 그 관벽에는 홀이 균일하게 형성되며, 홀 직경은 24mm이고 홀사이의 간격은 58mm이다.
회전 선반의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 상기 회전 선반은 회전축을 중심으로 회전할 수 있으며, 상기 회전 선반에는 8층의 거치대가 대칭되게 고정 설치되고, 상기 거치대에는 처리할 기재가 배치된다.
1:진공 챔버,
2:다공성 전극,
3:고주파 전원,
4:방전 챔버,
5:다층 금속 그리드,
6:펄스 전원,
7:방전 소스,
8:전원 공급 소스,
9:캐리어 가스 관로,
10:단량체 증기 관로,
11:배기 가스 수집관,
12:회전 선반,
13:유성 회전축,
14:회전 거치대,
15:기재.

Claims (10)

  1. 진공 챔버를 포함하는 플라즈마 중합 코팅장치에 있어서,
    상기 진공 챔버(1) 측부의 챔버 바디 내벽중 임의의 단면은 직경이 같은 원 또는 길이가 같은 정다각형이고, 상기 정다각형의 변의 개수는 적어도 6개이며;
    상기 진공 챔버(1)에서 진공 챔버(1)의 내벽에 가까운 곳에 다공성 전극(2)이 장착되어 있고, 상기 다공성 전극(2)은 진공 챔버 내벽과 일정 거리를 유지하는 다공성 곡면 구조를 가지며, 상기 다공성 전극은 고주파 전원(3)에 연결되고, 상기 진공 챔버 외벽에는 2개의 방전 챔버(4)가 밀봉 장착되어 있으며;
    상기 방전 챔버와 진공 챔버 내벽이 연결되는 위치에 적어도 2층의 금속 그리드(5)가 설치되어 있고, 상기 금속 그리드와 진공 챔버 내벽은 절연되어 있으며, 금속 그리드는 펄스 전원(6)에 연결되며, 상기 방전 챔버(4)내에 방전 소스(7)가 설치되어 있고, 방전 소스는 전원 공급 소스(8)에 연결되며, 상기 방전 챔버에 캐리어 가스 관로(9)가 연결되어 있고, 캐리어 가스 관로의 타단은 캐리어 가스 소스에 연결되며, 단량체 증기 관로(10)는 진공 챔버내에 연결되고 그 출구는 방전 챔버(4) 전방에 위치하며, 단량체 증기 관로의 타단은 단량체 증기 소스에 연결되며;
    상기 진공 챔버내의 중심 축에는 배기 가스 수집관(11)이 수직으로 장착되어 있고, 배기 가스 수집관의 일단은 진공 챔버외로 연장되어 진공 펌프에 연결되며, 상기 배기 가스 수집관의 관벽에 홀이 형성되며;
    상기 진공 챔버내에는 회전 선반(12)이 설치되어 있고, 상기 회전 선반의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 회전 선반에는 처리할 기재가 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진공 챔버(1)의 상부 커버 및 하부 커버는 진공 챔버의 측부 챔버 바디 내벽 단면과 대응되는 평판 또는 아치형 구조인 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 전극(2)은 원통형 또는 적어도 2부분으로 분할된 원기둥형의 곡면형상을 가지고, 상기 다공성 전극은 진공 챔버와 동축으로 마련되고 진공 챔버의 내벽과의 간격이 1-6cm이며, 상기 다공성 전극(2)에는 관통 홀이 가득 형성되어 있으며 홀 직경은 2-30mm이고, 홀사이의 간격은 2-30mm이며; 상기 다공성 전극에 연결된 고주파 전원(3)의 전력은 15-1000W인 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방전 챔버(4)는 원통형상을 가지며 재질은 알루미늄, 탄소강 또는 스테인리스 강이고 직경은 5-20cm이고 깊이가 3-15cm이며 인접한 방전 챔버(4)의 축선사이의 간격은 7-40cm이고; 상기 단량체 증기 관로(10)의 출구와 방전 챔버(4)사이의 거리는 1-10cm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속 그리드(5)의 층수는 2-6층이고, 재질은 스테인리스 강 또는 니켈이며 크기가 100-1000메쉬이고 투과율이 25%-40%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 전원(6)은 피크가 20-140V이고 펄스 폭이 2μs-1ms이며 펄스 반복 주파수가 20Hz-10kHz인 양 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방전 소스(7)는 필라멘트, 전극, 유도 코일 또는 마이크로 안테나이며, 그 방전 전력은 2-500W인 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배기 가스 수집관(11)의 내경은 25-100mm이고 그 관벽에는 홀이 균일하게 형성되며, 홀 직경은 2-30mm이고 홀사이의 간격은 2-100mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회전 선반의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 상기 회전 선반은 회전축을 중심으로 회전할 수 있으며, 상기 회전 선반에는 2-8층의 거치대가 대칭되게 고정 설치되고, 상기 거치대에는 처리할 기재가 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회전 선반(12)의 회전축은 진공 챔버의 중심 축과 동축으로 마련되며, 상기 회전 선반은 회전축에 따라 회전될 수 있으며, 회전 선반에는 2-8개의 유성 회전축(13)이 대칭되게 설치되고, 상기 유성 회전축은 상기 회전 선반(12)에 수직되게 마련되어 자전할 수 있으며,
    상기 유성 회전축에는 2-8층의 회전 거치대(14)가 설치되고, 상기 회전 거치대에는 처리할 기재(15)가 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 중합 코팅장치.
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