WO2024014611A1 - 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리, 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법 및 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리를 포함하는 플라즈마 세정기 - Google Patents

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plasma cleaner
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housing
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김해동
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김해동
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    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/335—Cleaning

Definitions

  • the present invention relates to an electrode assembly for a plasma cleaner, a method of manufacturing an electrode assembly for a plasma cleaner, and a plasma cleaner including an electrode assembly for a plasma cleaner. More specifically, the present invention relates to minimizing electrode deformation and power efficiency through a film-shaped electrode. and an electrode assembly for a plasma cleaner capable of improving cleaning efficiency, a method of manufacturing an electrode assembly for a plasma cleaner, and a plasma cleaner including an electrode assembly for a plasma cleaner.
  • plasma is widely used industrially for surface treatment of objects because it generates a flux of a large amount of reactive species such as ions or radicals.
  • electrodes required to operate existing plasma cleaners they have been manufactured in the form of ceramic electrodes by seating a metal electrode such as titanium on a ceramic body and molding it with silicon.
  • this manufacturing method takes a long time, is expensive, and has the problem of changing the performance of the plasma cleaner depending on the manufacturing skill of the operator.
  • the purpose of the present invention is to provide an electrode assembly for a plasma cleaner and a plasma cleaner that can minimize electrode deformation and improve power efficiency and cleaning efficiency.
  • the purpose of the present invention is to provide a method of manufacturing an electrode assembly for a plasma cleaner that can easily manufacture electrodes of various sizes and reduce manufacturing costs.
  • a method of manufacturing an electrode assembly for a plasma cleaner includes a first step of preparing a body portion of a non-conductive material; A second step of forming an electrode on one surface of the body portion; And a third step of forming an insulating part by applying a non-conductive material to one side of the body so that the electrode is not exposed to the outside.
  • the electrode is applied with a conductive material to one side of the body. It can be formed by coating.
  • the electrode in the second step may be formed by melting a spray material in the form of powder or wire, spraying it on one surface of the body, and then curing it.
  • the body portion of the first step includes a base part constituting a bottom surface; and a side part that protrudes along an edge of the base part and forms an electrode receiving groove on the inside.
  • an electrode application groove formed by being recessed to a predetermined depth may be provided on the upper surface of the base part.
  • the electrode application groove may include a pair of horizontal grooves formed in parallel along the longitudinal direction of the base part and a connection groove connecting the horizontal grooves.
  • the electrode in the second step may be formed by melting a spray material in the form of powder or wire, spraying it on the horizontal groove and the connecting groove, and then hardening it.
  • the second step may include forming the electrode and then attaching an external electrode connection terminal to the electrode using a conductive adhesive.
  • an insulating portion may be formed by applying a non-conductive material so that at least a portion of the external electrode connection terminal is exposed to the outside.
  • the second step may include curing the conductive material in an oven
  • the third step may include curing the non-conductive material in an oven.
  • the electrode assembly for a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention may be manufactured by the above-described manufacturing method.
  • a plasma cleaner includes a housing provided with an internal space; a cover plate coupled to the upper surface of the housing and having a voltage port connection hole and a gas port connection hole; A ground plate coupled to the lower surface of the housing and having micro holes formed therein; a partition wall provided inside the housing and dividing an internal space of the housing in the width direction of the housing; Electrode assemblies for a plasma cleaner according to claim 10, each of which is disposed in an internal space of the housing defined by the partition wall and spaced apart from the ground plate; a suction module coupled to one surface of the cover plate and provided in communication with the suction chamber to suck air inside the suction chamber; a high voltage connection port coupled to the electrode connection hole and electrically connected to the electrode assembly for the plasma cleaner; and a gas connection port coupled to the gas port connection hole and provided in communication with the internal space of the housing.
  • a voltage supply terminal connected to an external power source through the high voltage connection port is coupled to the partition, and one end of the voltage supply terminal is branched and electrically connected to the electrode assemblies for the plasma cleaner disposed on both sides of the partition. You can.
  • micro hole may be provided in the longitudinal direction of the housing to face the electrode assembly for the plasma cleaner.
  • a stopper that determines the position of the electrode assembly for the plasma cleaner may be protruding from the inner surface of the housing.
  • the housing includes a body frame provided with an internal space and a suction chamber creation groove formed on the outer surface of the width direction side wall; and a side plate coupled to both sides of the body frame in the width direction to cover the suction chamber creation groove, forming a suction chamber with an open lower portion between the body frame and the body frame.
  • the electrode assembly for a plasma cleaner and the plasma cleaner according to an embodiment of the present invention can minimize heat generation, electrode deformation, and device damage due to application of high voltage.
  • the electrode assembly for a plasma cleaner and the plasma cleaner according to an embodiment of the present invention can improve power efficiency and cleaning efficiency.
  • the method of manufacturing an electrode assembly for a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention can easily manufacture electrodes of various sizes and reduce the manufacturing cost.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic bottom perspective view of a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a schematic exploded perspective view of the housing of a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic overall exploded perspective view of a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a schematic cross-sectional view taken along AA' in Figure 1.
  • Figure 6 is a schematic plan view of the body portion of an electrode assembly for a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 1.
  • Figure 8 is a schematic cross-sectional view taken along line C-C' in Figure 1.
  • FIG. 9 is a step-by-step schematic cross-sectional view of an electrode assembly for a plasma cleaner in a method of manufacturing an electrode assembly for a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the longitudinal direction means the y-axis direction based on Figure 1
  • the width direction means the x-axis direction based on Figure 1
  • the thickness direction means the z-axis direction based on Figure 1.
  • 1 is a schematic perspective view of a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention
  • 2 is a schematic bottom perspective view of the plasma cleaner according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a housing of the plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a schematic overall exploded perspective view of a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the plasma cleaner 1 includes a housing 100, a cover plate 200, a ground plate 300, a partition wall 400, and an electrode assembly for a plasma cleaner ( 500), a suction module 600, a high voltage connection port 700, and a gas connection port 800.
  • the housing 100 is coupled to a body frame 110 having an internal space and a side plate 120 that is coupled to both sides in the width direction of the body frame 110 and forms a suction chamber 110a between the body frame 110 and the body frame 110.
  • a body frame 110 having an internal space and a side plate 120 that is coupled to both sides in the width direction of the body frame 110 and forms a suction chamber 110a between the body frame 110 and the body frame 110.
  • the body frame 110 may be provided with its upper and lower sides open.
  • a cover plate 200 may be coupled to the upper portion of the body frame 110, and a ground plate 300 may be coupled to the lower portion.
  • a suction chamber creation groove 111 recessed to a predetermined depth in the inner direction of the body frame 110 may be formed on the outer surface of the side wall in the width direction of the body frame 110.
  • the suction chamber creation groove 111 may extend to the lower end of the side wall of the body frame 110. Accordingly, the lower portion of the suction chamber 110a, which is created by coupling the side plate 120 to the body frame 110, may be open.
  • the suction chamber creation groove 111 may include a section whose width direction depth increases from the bottom to the top. For example, the width direction depth d1 of the lower end of the suction chamber creation groove 111 may be lower than the width direction depth d2 of the upper end.
  • the suction chamber creation groove 111 may include a section sloping upward from the front to the back. By providing an upwardly inclined section, harmful gases can be effectively inhaled throughout the entire longitudinal direction of the housing 100.
  • An opening 112 communicating with the suction chamber creation groove 111 may be provided at the upper end of the width direction side wall of the body frame 110. The suction module 600 can suck harmful gas inside the suction chamber 110a through the opening 112.
  • Side plates 120 may be coupled to both sides of the body frame 110 in the width direction.
  • the side plate 120 may be coupled to the body frame 110 to cover the suction chamber creation groove 111 of the body frame 110.
  • a suction chamber 110a may be formed between the side plate 120 and the body frame 110.
  • the lower end of the suction chamber 110a may be open, and harmful gases such as ozone and NO x generated by plasma may be inhaled through the open lower end.
  • the cover plate 200 may be provided on the upper surface of the housing 100.
  • the cover plate 200 may be provided with a voltage port connection hole 210 and a gas port connection hole 220.
  • a high voltage connection port 700 may be connected to the voltage port connection hole 210, and a gas connection port 800 may be connected to the gas port connection hole 220.
  • the ground plate 300 may be coupled to the lower surface of the housing 100.
  • the ground plate 300 may be made of a conductive material.
  • the ground plate 300 may be provided with a micro hole 300a.
  • the microholes 300a may be arranged along the longitudinal direction of the ground plate 300.
  • the microhole 300a may be formed at a position opposite to the electrode assembly 500 for a plasma cleaner.
  • the number and arrangement of the micro holes 300a may be changed in various ways to correspond to the electrode assembly 500 for a plasma cleaner. Radicals may be sprayed onto the product to be cleaned through the micro hole 300a of the ground plate 300.
  • the plasma cleaner 1 when the plasma cleaner 1 is driven, a high voltage is applied to the plasma cleaner electrode assembly 500 and the plasma cleaner electrode assembly 500 is ionized by ionizing the process gas supplied to the space where the plasma cleaner electrode assembly 500 is placed.
  • Plasma and radicals are generated between the electrode assembly 500 and the ground plate 300. The generated radicals may be discharged to the outside through the microhole 300a, and may ultimately be sprayed onto the product to be cleaned, which is placed under the ground plate 300.
  • Open lower portions of the suction chamber 110a may be disposed on both sides of the ground plate 300 in the width direction. Therefore, harmful substances discharged outside the ground plate 300 may flow into and be discharged from the open lower part of the suction chamber 110a.
  • the partition wall 400 may be provided inside the housing 100.
  • the partition wall 400 may be provided inside the body frame 110.
  • Steps 114 for seating the partition wall 400 may be protruded on both inner surfaces of the body frame 110 in the longitudinal direction.
  • the partition wall 400 may be fixed to the body frame 110 by having both ends in the longitudinal direction seated on the steps 114 .
  • the partition 400 may be made of a highly heat-resistant material, for example, Teflon (PTFE).
  • the partition wall 400 may partition the internal space of the body frame 110 in the width direction.
  • the partition wall 400 may divide the internal space of the body frame 110 into a first space (S1) and a second space (S2) (see FIG. 5).
  • a terminal receiving slit 410 in which the voltage supply terminal 710 is seated may be provided at the top of the partition wall 400.
  • the terminal receiving slit 410 may be formed by cutting at least a portion of the upper end of the partition wall 400.
  • one end (710a, 710b) of the voltage supply terminal 710 may be branched, and each of the branched ends may be disposed to face each other with respect to the partition wall 400.
  • the branched ends of the voltage supply terminal 710 may be disposed in the first space S1 and the second space S2, respectively.
  • a manifold receiving slit 420 may be formed in a portion of the upper end of the partition 400 where the terminal receiving slit 410 is not formed.
  • the manifold receiving slit 420 may be formed by cutting a portion of the upper end of the partition wall 400.
  • the manifold 810 may be seated in the manifold receiving slit 420. At this time, at least a portion of the gas discharge holes 810a of the manifold 810 is disposed in the first space S1 of the body frame 110, and the remaining portion is disposed in the second space S2 of the body frame 110. can be placed.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1
  • FIG. 6 is a schematic plan view of the body portion of the electrode assembly for a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • an electrode assembly 500 for a plasma cleaner may be provided inside the housing 100.
  • the electrode assembly 500 for a plasma cleaner may be provided in the first space S1 and the second space S2 of the body frame 110 partitioned by the partition wall 400, respectively.
  • the electrode assembly 500 for a plasma cleaner may be provided to be spaced apart from the upper surface of the ground plate 300 by a predetermined distance.
  • a stopper 113 that determines the position of the electrode assembly 500 for a plasma cleaner may be provided on the inner surface of the body frame 110. The position of the electrode assembly 500 for a plasma cleaner can be determined by having the upper surface contact the bottom surface of the stopper 113.
  • the electrode assembly 500 for a plasma cleaner includes, for example, a body 510 made of a non-conductive material and including an internal space, an electrode 520 provided on the bottom of the body 510, and an electrode 520. It may include an insulating portion 540 made of a non-conductive material provided to cover the upper surface of.
  • the body portion 510 may be made of a non-conductive material, for example, synthetic resin, ceramic, etc.
  • the body portion 510 may include a base part 511 constituting the bottom surface and a side part 512 protruding along an edge of the base part 511.
  • An electrode 520 may be provided on the upper surface of the base part 511.
  • the electrode 520 may be provided in the form of a film.
  • the electrode 520 may be formed by melting conductive powder or wire-type thermal spray material, applying it to the upper surface of the base part 511, and curing it.
  • Electrode application grooves 510a and 510b may be provided on the upper surface of the base part 511.
  • the electrode application grooves 510a and 510b may be formed by being recessed to a predetermined depth on the upper surface of the base part 511.
  • the electrode 520 may be formed by applying a spray material to the electrode application grooves 510a and 510b and curing it. Accordingly, the electrode application grooves 510a and 510b and the electrode 520 may be provided in corresponding shapes.
  • the electrode application grooves 510a and 510b may include a pair of horizontal grooves 510a formed in parallel along the longitudinal direction of the base part 511 and a connection groove 510b connecting the horizontal grooves 510a. there is. Accordingly, when the electrode 520 is formed by applying a spray material to the horizontal groove 510a and the connecting groove 510b, the electrode 520 may be provided in an overall 'H' shape.
  • the external electrode connection terminal 530 may be connected to the electrode 520.
  • the external electrode connection terminal 530 may be connected to the electrode 520 through a conductive adhesive.
  • a conductive adhesive As an example of the conductive adhesive, silver paste may be used.
  • the external electrode connection terminal 530 may be disposed on the connection groove 510b and connected to the electrode 520.
  • the external electrode connection terminal 530 is electrically connected to the voltage supply terminal 710 and can receive high-voltage current.
  • the insulating portion 540 may be provided to cover the upper surface of the electrode 520.
  • the insulating portion 540 is provided to insulate the electrode 520 and may be made of a non-conductive material.
  • the insulating portion 540 may be made of synthetic resin, ceramic, etc.
  • the insulating portion 540 may be provided in powder form by applying it to the body portion 510 and then hardening it. Additionally, the insulating portion 540 may be manufactured in the form of bulk ceramic that has been hardened and coupled to the body portion 510.
  • the upper surface of the electrode 520 can be sealed through the insulating portion 540. At this time, at least some of the external electrode connection terminals 530 may be exposed to the top of the insulating portion 540.
  • the high voltage connection port 700 may be coupled to the cover plate 200.
  • the high voltage connection port 700 may be coupled to the voltage port connection hole 210 of the cover plate 200.
  • the high voltage connection port 700 may include a voltage supply terminal 710.
  • the high voltage current supplied from the external power source may be supplied to the electrode 520 through the voltage supply terminal 710 and the external electrode connection terminal 530.
  • the ends (710a, 710b) of the voltage supply terminal 710 are branched to supply high voltage current to the electrodes 520 provided in the first space (S1) and the second space (S2) of the body frame 110, respectively. You can.
  • the voltage supply terminal 710 may be connected to the external electrode connection terminal 530 through a separate wire or conductive material.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 1.
  • the gas connection port 800 may be coupled to the cover plate 200.
  • the gas connection port 800 may be coupled to the gas port connection hole 220 of the cover plate 200.
  • the gas connection port 800 can be connected to an external gas supplier to receive process gas necessary for driving the plasma cleaner 1.
  • the process gas may be an inert gas necessary for plasma generation.
  • the process gas may include nitrogen and clean dry air (CDA).
  • the gas connection port 800 may include a manifold 810 to smoothly supply process gas into the housing 100.
  • the manifold 810 may be coupled to the bottom of the cover plate 200, and a gas inlet space S3 may be formed between the manifold 810 and the bottom of the cover plate 200.
  • the gas connection port 800 is provided to communicate with the gas inlet space (S3) and can supply process gas to the gas inlet space (S3).
  • the manifold 810 includes a horizontal portion 811 that is seated in the manifold receiving slit 420 of the partition wall 400 and a vertical portion 812 that protrudes upward along the edge of the horizontal portion 811. can do.
  • the horizontal portion 811 may be provided across the partition wall 400.
  • at least a part of the horizontal portion 811 may be placed in the first space (S1), and the other part may be placed in the second space (S2).
  • the horizontal portion 811 may be provided with a plurality of gas discharge holes 810a.
  • the gas discharge hole 810a may be formed through the horizontal portion 811 and may communicate with the gas inlet space S3 and the first space S1 and the second space S2.
  • At least a portion of the gas discharge hole 810a may communicate with the first space (S1), and the other portion may communicate with the second space (S2).
  • a gas discharge pipe 810b may be connected to the gas discharge hole 810a.
  • the process gas supplied from the external gas supplier may sequentially pass through the gas connection port 800, the gas inlet space (S3), and the gas discharge pipe (810b) and flow into the first space (S1) and the second space (S2). there is.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line C-C' in Figure 1.
  • the suction module 600 may be coupled to the upper part of the housing 100.
  • the suction module 600 may be connected to an external pump.
  • the suction module 600 is provided to communicate with the suction chamber 110a and can inhale harmful gas through the suction chamber 110a.
  • the suction module 600 may include a duct 610 coupled to the upper part of the housing 100 and a suction port 620 connected to an external pump.
  • the duct 610 may include an internal space 610a whose lower part is open.
  • the duct 610 may be provided to cover the opening 112 of the housing 100, and thus the internal space 610a of the duct 610 and the suction chamber 110a may be communicated through the opening 112. there is.
  • the high voltage current supplied from the external power source may be supplied to the electrode 520 through the voltage supply terminal 710 and the external electrode connection terminal 530.
  • the ends (710a, 710b) of the voltage supply terminal 710 are branched to supply high voltage current to the electrodes 520 provided in the first space (S1) and the second space (S2) of the body frame 110, respectively. You can.
  • process gas may be supplied to the inside of the housing 100, that is, the first space S1 and the second space S2, through the gas connection port 800.
  • the process gas may correspond to an inert gas required for plasma generation, for example, a mixed gas containing nitrogen and CDA (clean dry air).
  • plasma and radicals may be generated between the electrode 520 and the ground plate 300. That is, the inert gas supplied around the electrode 520 may be ionized to generate plasma and radicals. Radicals may pass through the microholes 300a of the ground plate 300 and be sprayed onto the product to be cleaned.
  • harmful substances such as ozone and NOX may be generated due to plasma generation. These harmful substances may be sucked in through the suction chamber 110a, pass through the suction module 600, and be discharged to the outside.
  • FIG. 9 is a step-by-step schematic cross-sectional view of an electrode assembly for a plasma cleaner in a method of manufacturing an electrode assembly for a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing an electrode assembly for a plasma cleaner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.
  • Step 1 Preparing the body of non-conductive material (see (a) in Figure 9)
  • the body portion 510 may be made of a non-conductive material.
  • the body portion 510 may be provided by melting/sintering ceramic powder. It is also possible to manufacture the body portion 510 from synthetic resin.
  • the body portion 510 may include a base part 511 constituting the bottom surface and a side part 512 protruding along an edge of the base part 511.
  • An electrode application groove 510a may be provided on the upper surface of the base part 511.
  • the electrode application groove 510a may be provided by recessing the upper surface of the base part 511 to a predetermined depth.
  • a step of attaching masking tape to the body portion 510 may be further performed.
  • the masking tape may be attached to one side of the body portion 510 where no electrodes are formed.
  • masking tape may be attached to areas excluding the electrode application groove 510a.
  • Second step forming an electrode on one side of the body (see Figures 9 (b) and (c))
  • an electrode 520 may be formed on one surface of the body portion 510.
  • the electrode 520 may be formed by, for example, a thermal spray coating method.
  • Thermal spray coating refers to a technology that forms a film by injecting a thermal spray material in the form of powder or wire into a thermal spraying device that generates a high-temperature heat source, changing it to a molten state, spraying/impacting it on the surface of the base material, and then curing it.
  • a conductive material may be used as a spray material used to form the electrode 520.
  • the electrode 520 may be formed along the electrode application groove 510a.
  • the electrode 520 may be formed by melting a spray material in the form of powder or wire, spraying it on the horizontal groove (510a, see FIG. 6) and the connection groove (510b, see FIG. 6), and then curing it.
  • the electrode 520 may be formed as an overall 'H' shape.
  • an oven may be used as a method of curing the applied thermal spray material of the conductive material.
  • the electrode 520 can be formed by applying the spraying material to the body portion 510 and then curing the spraying material in an oven.
  • a step of attaching the external electrode connection terminal 530 to the electrode 520 using a conductive adhesive may be performed.
  • a conductive adhesive silver paste may be used.
  • the external electrode connection terminal 530 may be disposed on the connection groove 510b and connected to the electrode 520.
  • the electrode 520 By forming the electrode 520 in the form of a film through this thermal spray coating method, deformation of the electrode 520 can be minimized even when a high voltage current is applied and heat is generated. In addition, power efficiency and cleaning efficiency can be improved by minimizing heat generation when high voltage current is applied. In addition, electrodes of various sizes can be easily manufactured using the thermal spray coating method, which has the effect of lowering the manufacturing cost.
  • Third step forming an insulating part by applying a non-conductive material to one side of the body so that the electrode is not exposed to the outside (see (d) in Figure 9)
  • an insulating material made of a non-conductive material may be applied to insulate the electrode 520.
  • the masking tape attached to the body portion 510 may be removed before applying the insulating material.
  • Ceramic may be used as an insulating material.
  • the insulating portion 540 may be formed by applying a non-conductive insulating material to the body portion 510 and then curing it. At this time, an oven may be used as a curing method.
  • the insulating portion 540 by sintering ceramic and processing it into a bulk ceramic form and then bonding it to the upper surface of the base part 511 of the body portion 510.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법은 비전도성 재질의 몸체부를 준비하는 제1 단계; 상기 몸체부의 일면에 전극을 형성하는 제2 단계; 및 상기 전극이 외부로 노출되지 않도록 상기 몸체부의 일면에 비전도성 물질을 도포하여 절연부를 형성하는 제3 단계;를 포함하고, 상기 제2 단계에서 상기 전극은 상기 몸체부의 일면에 전도성 재질의 물질을 코팅하여 형성될 수 있다.

Description

플라즈마 세정기용 전극 어셈블리, 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법 및 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리를 포함하는 플라즈마 세정기
본 발명은 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리, 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법 및 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리를 포함하는 플라즈마 세정기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 막 형태의 전극을 통하여, 전극의 변형을 최소화하고, 전력 효율 및 세정 효율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리, 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법 및 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리를 포함하는 플라즈마 세정기에 관한 것이다.
반도체 기판 등을 생산하는 과정에서 기판 세정 공정을 거치게 되며, 최근에는 건식 기술인 플라즈마 기술을 많이 사용하고 있다.
일반적으로 플라즈마(plasma)는 이온이나 라디칼(radical)과 같은 다량의 반응성 핵종(reactive species)의 플럭스를 발생시키기 때문에, 산업적으로 물체의 표면처리를 위하여 많이 사용되고 있다.
기존의 플라즈마 세정기의 구동에 필요한 전극의 경우 세라믹 바디에 티타늄 등의 금속 전극을 안착시키고, 실리콘으로 몰딩처리하여 세라믹 전극 형태로 제조되어 왔다. 그러나 이러한 제조 방법의 경우 작업시간이 오래 걸리고, 고비용에 해당하며, 작업자의 제작 숙련도에 따라 플라즈마 세정기의 성능 변화가 발생하는 문제가 있었다.
뿐만 아니라, 세라믹 전극의 온도 상승으로 인해 실리콘 몰딩이 들뜨거나, 발열에 따른 열 방출 효율 저하, 금속 전극의 변형/이탈 문제가 있었다.
따라서, 최근에는 제작이 용이하고 전력 효율 및 세정 효율이 우수하면서도, 발열에 따른 변형/이탈 문제를 감소시킬 수 있는 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리에 대한 연구가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전극의 변형을 최소화하고, 전력 효율 및 세정 효율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 및 플라즈마 세정기를 제공하는데 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 사이즈의 전극을 용이하게 제작할 수 있으며 제작 단가를 낮출 수 있는 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법은 비전도성 재질의 몸체부를 준비하는 제1 단계; 상기 몸체부의 일면에 전극을 형성하는 제2 단계; 및 상기 전극이 외부로 노출되지 않도록 상기 몸체부의 일면에 비전도성 물질을 도포하여 절연부를 형성하는 제3 단계;를 포함하고, 상기 제2 단계에서 상기 전극은 상기 몸체부의 일면에 전도성 재질의 물질을 코팅하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 단계의 상기 전극은 분말 또는 와이어 형태의 용사재료를 용융시켜 상기 몸체부의 일면에 분사한 후 경화시켜 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 단계의 상기 몸체부는, 바닥면을 구성하는 베이스 파트; 및 상기 베이스 파트의 테두리를 따라 돌출 구비되어 내측에 전극 수용홈을 형성하는 사이드 파트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스 파트의 상면에는 소정 깊이 인입되어 형성된 전극 도포홈이 구비될 수 있다.
또한, 상기 전극 도포홈은 상기 베이스 파트의 길이방향을 따라 평행하게 형성된 한 쌍의 수평홈과 상기 수평홈을 연결하는 연결홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 단계의 상기 전극은 분말 또는 와이어 형태의 용사재료를 용융시켜 상기 수평홈 및 상기 연결홈에 분사한 후 경화시켜 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 단계는 상기 전극을 형성한 후 전도성 접착제를 통해 상기 전극에 외부 전극 연결 단자를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 단계는 상기 외부 전극 연결 단자의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 비전도성 물질을 도포하여 절연부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제2 단계는 상기 전도성 재질의 물질을 오븐에서 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 제3 단계는 비전도성 물질을 오븐에서 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리는 전술한 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기는 내부 공간이 구비된 하우징; 상기 하우징의 상면에 결합되고 전압 포트 연결홀 및 가스 포트 연결 홀이 형성된 커버 플레이트; 상기 하우징의 하면에 결합되고 미세홀이 형성된 그라운드 플레이트; 상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 하우징의 내부 공간을 상기 하우징의 폭방향으로 구획하는 격벽; 상기 격벽에 의해 구획되는 상기 하우징의 내부 공간에 각각 배치되고, 상기 그라운드 플레이트와 이격되게 배치되는 제10 항의 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리; 상기 커버 플레이트의 일면에 결합되고 상기 석션 챔버와 연통되게 구비되어 상기 석션 챔버 내부 공기를 흡입하는 석션 모듈; 상기 전극 연결홀에 결합되고, 상기 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리와 전기적으로 연결된 고전압 연결 포트; 및 상기 가스 포트 연결홀에 결합되고, 상기 하우징의 내부 공간과 연통되게 구비되는 가스 연결 포트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 격벽에는 상기 고전압 연결 포트를 통해 외부 전원과 연결되는 전압 공급 단자가 결합되고, 상기 전압 공급 단자의 일측 단부는 분지되어 상기 격벽 양측에 배치되는 상기 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 미세홀은 상기 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리와 대향하도록 상기 하우징의 길이방향으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 내측면에는 상기 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리의 위치를 결정하는 스토퍼가 돌출 구비될 수 있다.
또한, 상기 하우징은, 내부 공간이 구비되고, 폭방향 측벽 외면에 석션 챔버 생성홈이 형성된 바디 프레임; 및 상기 석션 챔버 생성홈을 덮도록 상기 바디 프레임의 폭방향 양측에 결합되어, 상기 바디 프레임과의 사이에 하부가 개방된 석션 챔버를 형성하는 사이드 플레이트;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 및 플라즈마 세정기는 고전압 인가에 따른 발열, 전극 변형 및 장치 손상을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 및 플라즈마 세정기는 전력 효율 및 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법은 다양한 사이즈의 전극을 용이하게 제작할 수 있으며, 제작 단가를 낮출수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기의 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기의 개략 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기의 하우징의 개략 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기의 개략 전체 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 A-A'에 따른 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리의 몸체부의 개략 평면도이다.
도 7은 도 1의 B-B'에 따른 개략 단면도이다.
도 8은 도 1의 C-C'에 따른 개략 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제작 방법에서 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리의 단계별 개략 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
방향에 대한 용어를 정의하면 길이 방향이란 도 1을 기준으로 y축 방향을 의미하며, 폭방향이란 도 1을 기준으로 x축 방향을 의미하며, 두께 방향이란 도 1을 기준으로 z축 방향을 의미할 수 있다. 다만, 이는 도 1의 도시를 기준으로 정의한것이며, 도면의 도시가 변경되면 이에 따라 의미가 달리 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기의 개략 사시도이고, 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기의 개략 저면 사시도이고, 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기의 하우징의 개략 분해 사시도이고, 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기의 개략 전체 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기(1)는 하우징(100), 커버 플레이트(200), 그라운드 플레이트(300), 격벽(400), 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500), 석션 모듈(600), 고전압 연결 포트(700) 및 가스 연결 포트(800)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 내부 공간이 구비된 바디 프레임(110) 및 바디 프레임(110)의 폭방향 양측에 결합되어, 바디 프레임(110)과의 사이에서 석션 챔버(110a)를 형성하는 사이드 플레이트(120)를 포함할 수 있다.
바디 프레임(110)은 상부 및 하부가 개방되어 구비될 수 있다. 바디 프레임(110)의 상부에는 커버 플레이트(200)가 결합될 수 있고, 하부에는 그라운드 플레이트(300)가 결합될 수 있다.
바디 프레임(110)의 폭방향 측벽 외면에는 바디 프레임(110)의 내측 방향으로 소정 깊이 인입된 석션 챔버 생성홈(111)이 형성될 수 있다. 석션 챔버 생성홈(111)은 바디 프레임(110)의 측벽 하단부까지 연장될 수 있다. 따라서, 사이드 플레이트(120)가 바디 프레임(110)에 결합되어 생성되는 석션 챔버(110a)는 하부가 개방될 수 있다. 석션 챔버 생성홈(111)은 하부에서 상부로 갈수록 폭방향 깊이가 깊어지는 구간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 석션 챔버 생성홈(111)은 하단부의 폭방향 깊이(d1)가 상단부의 폭방향 깊이(d2) 보다 낮을 수 있다. 하단부로 갈수록 폭방향 단면적을 감소시킴으로써, 유해가스 흡입력을 향상시킬 수 있다. 또한, 석션 챔버 생성홈(111)은 전방에서 후방으로 상향 경사진 구간을 포함할 수 있다. 상향 경사 구간을 구비함으로써, 하우징(100)의 길이 방향 전체에 걸쳐 효과적으로 유해가스를 흡입할 수 있다. 바디 프레임(110)의 폭방향 측벽 상단부에는 석션 챔버 생성홈(111)과 연통되는 개구(112)가 구비될 수 있다. 석션 모듈(600)은 개구(112)를 통해 석션 챔버(110a) 내부의 유해가스를 흡입할 수 있다.
바디 프레임(110)의 폭방향 양측에는 사이드 플레이트(120)가 결합될 수 있다. 사이드 플레이트(120)는 바디 프레임(110)의 석션 챔버 생성홈(111)을 덮도록 바디 프레임(110)에 결합될 수 있다. 사이드 플레이트(120)와 바디 프레임(110) 사이에는 석션 챔버(110a)가 형성될 수 있다. 석션 챔버(110a)의 하단부는 개방될 수 있으며, 개방된 하단부를 통해 플라즈마로 인하여 발생되는 오존, 녹스(NOx) 등의 유해 가스가 흡입될 수 있다.
커버 플레이트(200)는 하우징(100)의 상면에 구비될 수 있다. 커버 플레이트(200)에는 전압 포트 연결홀(210) 및 가스 포트 연결홀(220)이 구비될 수 있다. 전압 포트 연결홀(210)에는 고전압 연결 포트(700)가 결합될 수 있으며, 가스 포트 연결홀(220)에는 가스 연결 포트(800)가 연결될 수 있다.
그라운드 플레이트(300)는 하우징(100)의 하면에 결합될 수 있다. 그라운드 플레이트(300)는 전도성 재질로 구비될 수 있다. 그라운드 플레이트(300)에는 미세홀(300a)이 구비될 수 있다. 미세홀(300a)은 그라운드 플레이트(300)의 길이방향을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 미세홀(300a)은 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)와 대향하는 위치에 형성될 수 있다. 미세홀(300a)의 개수 및 배치 형태는 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)에 대응하도록 다양하게 변경될 수 있다. 그라운드 플레이트(300)의 미세홀(300a)을 통해 라디칼이 세정 대상 제품에 분사될 수 있다. 다시 말해, 플라즈마 세정기(1)가 구동하는 경우, 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)에는 고전압이 인가되고 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)가 배치된 공간으로 공급된 공정 가스의 이온화에 의해 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)와 그라운드 플레이트(300) 사이에는 플라즈마 및 라디칼이 발생하게 된다. 발생된 라디칼은 미세홀(300a)을 통해 외부로 배출될 수 있고, 최종적으로 그라운드 플레이트(300)의 하부에 배치되는 세정 대상 제품에 분사될 수 있다.
그라운드 플레이트(300)의 폭방향 양측에는 석션 챔버(110a)의 개방된 하부가 배치될 수 있다. 따라서, 그라운드 플레이트(300) 외부로 배출된 유해 물질은 석션 챔버(110a)의 개방된 하부로 유입되어 배출될 수 있다.
격벽(400)은 하우징(100)의 내부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 격벽(400)은 바디 프레임(110)의 내부에 구비될 수 있다. 바디 프레임(110)의 길이 방향 양측 내측면에는 격벽(400)을 안착시키기 위한 단턱(114)이 돌출 구비될 수 있다. 격벽(400)은 길이방향 양측 단부가 단턱(114)에 안착되어 바디 프레임(110)에 고정될 수 있다. 격벽(400)은 고내열성 소재로 구비될 수 있으며 예를 들어 테프론(PTFE)으로 구비될 수 있다.
격벽(400)은 바디 프레임(110)의 내부 공간을 폭방향으로 구획할 수 있다. 예를 들어, 격벽(400)은 바디 프레임(110)의 내부 공간을 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 구획할 수 있다(도 5 참조).
격벽(400)의 상단에는 전압 공급 단자(710)가 안착되는 단자 수용 슬릿(410)이 구비될 수 있다. 단자 수용 슬릿(410)은 격벽(400)의 상측 단부 중 적어도 일부가 절개되어 형성될 수 있다. 이때, 전압 공급 단자(710)의 일측 단부(710a, 710b)는 분지될 수 있으며, 분지된 단부 각각은 격벽(400)을 기준으로 대향하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 전압 공급 단자(710)의 분지된 단부는 각각 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)에 배치될 수 있다.
또한, 격벽(400)의 상측 단부 중 단자 수용 슬릿(410)이 형성되지 않은 일부에는 매니폴드 수용 슬릿(420)이 형성될 수 있다. 매니폴드 수용 슬릿(420)은 격벽(400)의 상측 단부 중 일부가 절개되어 형성될 수 있다. 매니폴드 수용 슬릿(420)에는 매니폴드(810)가 안착될 수 있다. 이때, 매니폴드(810)의 가스 배출홀(810a)중 적어도 일부는 바디 프레임(110)의 제1 공간(S1)에 배치되고, 나머지 일부는 바디 프레임(110)의 제2 공간(S2)에 배치될 수 있다.
도 5는 도 1의 A-A'에 따른 개략 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리의 몸체부의 개략 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 하우징(100)의 내부에는 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)가 구비될 수 있다. 일 예로, 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)는 격벽(400)으로 구획된 바디 프레임(110)의 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)에 각각 구비될 수 있다.
플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)는 그라운드 플레이트(300)의 상면과 소정 간격 이격되도록 구비될 수 있다. 이를 위해, 바디 프레임(110)의 내측면에는 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)의 위치를 결정하는 스토퍼(113)가 구비될 수 있다. 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)는 상면이 스토퍼(113)의 저면에 접촉됨으로써 위치가 결정될 수 있다.
플라즈마 세정기용 전극 어셈블리(500)는 예를 들어, 비전도성 재질로 구비되고 내부 공간을 포함하는 몸체부(510), 몸체부(510)의 바닥면에 구비되는 전극(520), 전극(520)의 상면을 덮도록 구비되는 비전도성 재질의 절연부(540)를 포함할 수 있다.
몸체부(510)는 비전도성 재질로 구비될 수 있으며, 예를 들어, 합성수지, 세라믹 등으로 구비될 수 있다. 몸체부(510)는 바닥면을 구성하는 베이스 파트(511) 및 베이스 파트(511)의 테두리를 따라 돌출 구비되는 사이드 파트(512)를 포함할 수 있다.
베이스 파트(511)의 상면에는 전극(520)이 구비될 수 있다. 전극(520)은 막 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 전극(520)은 전도성 재질의 분말 또는 와이어 형태의 용사재료를 용융시켜 베이스 파트(511)의 상면에 도포하고 이를 경화시켜 형성될 수 있다.
베이스 파트(511)의 상면에는 전극 도포홈(510a, 510b)이 구비될 수 있다. 전극 도포홈(510a, 510b)은 베이스 파트(511)의 상면에서 소정 깊이 인입되어 형성될 수 있다. 전극 도포홈(510a, 510b)에 용사재료가 도포되어 경화됨으로써 전극(520)이 형성될 수 있다. 따라서, 전극 도포홈(510a, 510b)과 전극(520)은 대응하는 형상으로 구비될 수 있다.
전극 도포홈(510a, 510b)은 일예로, 베이스 파트(511)의 길이 방향을 따라 평행하게 형성된 한쌍의 수평홈(510a)과 수평홈(510a)을 연결하는 연결홈(510b)을 포함할 수 있다. 따라서, 수평홈(510a)과 연결홈(510b)에 용사재료가 도포되어 전극(520)이 형성되는 경우 전극(520)은 전체적으로 'H' 형상으로 구비될 수 있다.
외부 전극 연결 단자(530)는 전극(520)과 연결될 수 있다. 외부 전극 연결 단자(530)는 전극(520)에 전도성 접착제를 통해 연결될 수 있다. 전도성 접착제는 일 예로, 실버 페이스트가 사용될 수 있다. 외부 전극 연결 단자(530)는 연결홈(510b)상에 배치되어 전극(520)과 연결될 수 있다. 외부 전극 연결 단자(530)는 전압 공급 단자(710)와 전기적으로 연결되어 고압의 전류를 공급받을 수 있다.
절연부(540)는 전극(520)의 상면을 덮도록 구비될 수 있다. 절연부(540)는 전극(520)의 절연을 위해 구비되는 것으로서 비전도성 재질로 구비될 수 있다. 예를 들어, 절연부(540)는 합성 수지, 세라믹 등으로 구비될 수 있다. 절연부(540)는 분말 형태로 몸체부(510)에 도포된 후 경화되어 구비될 수 있다. 또한, 절연부(540)는 경화처리가 완료된 벌크 세라믹 형태로 제작되어 몸체부(510)에 결합될 수 있다.
절연부(540)를 통해 전극(520)의 상면은 밀폐될 수 있다. 이때, 외부 전극 연결 단자(530) 중 적어도 일부는 절연부(540)의 상부로 노출될 수 있다.
고전압 연결 포트(700)는 커버 플레이트(200)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 고전압 연결 포트(700)는 커버 플레이트(200)의 전압 포트 연결홀(210)에 결합될 수 있다. 고전압 연결 포트(700)는 전압 공급 단자(710)를 포함할 수 있다. 고전압 연결 포트(700)에 외부 전원이 연결되는 경우, 외부 전원으로부터 공급된 고전압 전류는 전압 공급 단자(710), 외부 전극 연결 단자(530)를 통해 전극(520)으로 공급될 수 있다. 이때, 전압 공급 단자(710)의 단부(710a, 710b)는 분지되어 각각 바디 프레임(110)의 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)에 구비된 전극(520)에 고전압 전류를 공급할 수 있다. 도면에 도시되어 있진 않으나, 전압 공급 단자(710)는 별도의 전선, 전도성 소재를 통해 외부 전극 연결 단자(530)와 연결될 수 있다.
도 7은 도 1의 B-B'에 따른 개략 단면도이다. 도 7을 참조하면, 가스 연결 포트(800)는 커버 플레이트(200)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 가스 연결포트(800)는 커버 플레이트(200)의 가스 포트 연결홀(220)에 결합될 수 있다. 가스 연결 포트(800)는 외부 가스 공급기에 연결되어 플라즈마 세정기(1)의 구동에 필요한 공정 가스를 공급받을 수 있다. 공정 가스는 플라즈마 발생에 필요한 불활성 가스로 구비될 수 있다. 예를 들어, 공정 가스는 질소와 CDA(clean dry air)를 포함할 수 있다.
가스 연결 포트(800)는 하우징(100) 내부로의 원활한 공정 가스 공급을 위해 매니폴드(810)를 포함할 수 있다. 매니폴드(810)는 커버 플레이트(200)의 저면에 결합될 수 있으며, 매니폴드(810)와 커버 플레이트(200)의 저면 사이에는 가스 유입 공간(S3)이 형성될 수 있다. 가스 연결 포트(800)는 가스 유입 공간(S3)과 연통되도록 구비되어 가스 유입 공간(S3)에 공정 가스를 공급할 수 있다.
매니폴드(810)는 예를 들어, 격벽(400)의 매니폴드 수용 슬릿(420)에 안착되는 수평부(811)와 수평부(811)의 테두리를 따라 상향 돌출되는 수직부(812)를 포함할 수 있다. 수평부(811)는 격벽(400)을 가로질러 구비될 수 있다. 예를 들어, 수평부(811)의 적어도 일부는 제1 공간(S1)에 배치될 수 있고, 다른 일부는 제2 공간(S2)에 배치될 수 있다. 수평부(811)에는 복수개의 가스 배출홀(810a)이 구비될 수 있다. 가스 배출홀(810a)은 수평부(811)를 관통하여 형성될 수 있으며, 가스 유입 공간(S3)과 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)을 연통시킬 수 있다. 가스 배출홀(810a)의 적어도 일부는 제1 공간(S1)과 연통할 수 있고, 다른 일부는 제2 공간(S2)과 연통할 수 있다. 가스 배출홀(810a)에는 가스 배출관(810b)이 연결될 수 있다. 외부 가스 공급기에서 공급된 공정 가스는 가스 연결 포트(800), 가스 유입공간(S3) 및 가스 배출관(810b)을 순차적으로 통과하여 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 유입될 수 있다.
도 8은 도 1의 C-C'에 따른 개략 단면도이다. 도 8을 참조하면, 석션 모듈(600)은 하우징(100)의 상부에 결합될 수 있다. 석션 모듈(600)은 외부 펌프와 연결될 수 있다. 석션 모듈(600)은 석션 챔버(110a)와 연통되도록 구비되어, 석션 챔버(110a)를 통해 유해 가스를 흡입할 수 있다.
석션 모듈(600)은 일 예로, 하우징(100)의 상부에 결합되는 덕트(610) 및 외부 펌프와 연결되는 석션 포트(620)를 포함할 수 있다. 덕트(610)는 하부가 개방된 내부 공간(610a)을 포함할 수 있다. 덕트(610)는 하우징(100)의 개구(112)를 덮도록 구비될 수 있으며, 이에 따라 덕트(610)의 내부 공간(610a)과 석션 챔버(110a)는 개구(112)를 통해 연통될 수 있다.
이하에서는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기(1)의 구성을 바탕으로 플라즈마 세정기(1)의 개략적인 구동방법에 대해 설명한다.
고전압 연결 포트(700)에 외부 전원이 연결되는 경우, 외부 전원으로 부터 공급된 고전압 전류는 전압 공급 단자(710), 외부 전극 연결 단자(530)를 통해 전극(520)으로 공급될 수 있다. 이때, 전압 공급 단자(710)의 단부(710a, 710b)는 분지되어 각각 바디 프레임(110)의 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)에 구비된 전극(520)에 고전압 전류를 공급할 수 있다.
이와 동시에, 가스 연결 포트(800)를 통해 하우징(100) 내부, 즉, 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 공정 가스가 공급될 수 있다. 공정 가스는 플라즈마 발생에 필요한 불활성 가스에 해당할 수 있으며, 예를 들어 질소와 CDA(clean dry air)를 포함하는 혼합가스에 해당할 수 있다.
전극(520)에 고전압 전류가 인가되면, 전극(520)과 그라운드 플레이트(300) 사이에는 플라즈마 및 라디칼이 발생할 수 있다. 즉, 전극(520) 주변으로 공급된 불활성 가스의 이온화가 이루어져 플라즈마 및 라디칼이 발생할 수 있다. 라디칼은 그라운드 플레이트(300)의 미세홀(300a)을 통과하여 세정 대상 제품에 분사될 수 있다.
한편, 플라즈마 발생에 의해 오존, 녹스 등과 같은 유해 물질이 발생할 수 있다. 이러한 유해 물질은 석션 챔버(110a)를 통해 흡입되어, 석션 모듈(600)을 통과해 외부로 배출될 수 있다.
상기와 같은 일련의 과정을 거쳐 세정 대상 제품의 표면처리 작업이 수행될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법에서 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리의 단계별 개략 단면도이다. 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법을 설명한다.
제1 단계: 비전도성 재질의 몸체부를 준비하는 단계 (도 9의 (a) 참조)
제1 단계에서 몸체부(510)는 비전도성 재질로 구비될 수 있다. 예를 들어, 몸체부(510)는 세라믹 분말을 용융/소결시켜 구비될 수 있다. 몸체부(510)를 합성 수지로 제작하는 것도 가능하다. 몸체부(510)는 바닥면을 구성하는 베이스 파트(511)와 베이스 파트(511)의 테두리를 따라 돌출 구비되는 사이드 파트(512)를 포함할 수 있다. 베이스 파트(511)의 상면에는 전극 도포홈(510a)이 구비될 수 있다. 전극 도포홈(510a)은 베이스 파트(511)의 상면이 소정 깊이 인입되어 구비될 수 있다.
한편, 몸체부(510)에 마스킹 테이프를 부착하는 단계가 더 수행될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나, 마스킹 테이프는 몸체부(510)의 전극이 형성되지 않는 일면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 마스킹 테이프는 전극 도포홈(510a)을 제외한 영역에 부착될 수 있다.
제2 단계: 몸체부의 일면에 전극을 형성하는 단계 (도 9의 (b) 및 (c)참조)
제2 단계에서 몸체부(510)의 일면에 전극(520)이 형성될 수 있다. 전극(520)은 예를 들어, 용사 코팅 방식으로 형성될 수 있다. 용사 코팅이란 고온의 열원을 발생시키는 용사장치에 분말 또는 와이어 형태의 용사재료를 주입한 후, 용융 상태로 변화시켜 모재표면에 분사/충돌시킨후 경화하여 막을 형성하는 기술을 의미한다. 전극(520)의 형성에 사용되는 용사재료로서 전도성 물질이 사용될 수 있다.
제2 단계에서, 전극(520)은 전극 도포홈(510a)을 따라 형성될 수 있다. 다시 말해, 전극(520)은 분말 또는 와이어 형태의 용사재료를 용융시켜 수평홈(510a, 도 6 참조) 및 연결홈(510b, 도 6 참조)에 분사한 후 경화시켜 형성될 수 있다. 따라서, 전극(520)은 전체적으로 'H'자 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 도포된 전도성 재질의 용사재료를 경화시키는 방법으로 오븐이 사용될 수 있다. 다시 말해, 몸체부(510)에 용사재료를 도포한 후, 오븐에 넣어 용사재료를 경화시킴으로써 전극(520)을 형성할 수 있다.
한편, 전극(520)이 형성된 후, 전도성 접착제를 통해 전극(520)에 외부 전극 연결 단자(530)를 부착하는 단계가 수행될 수 있다. 전도성 접착제는 일 예로, 실버 페이스트가 사용될 수 있다. 외부 전극 연결 단자(530)는 연결홈(510b)상에 배치되어 전극(520)과 연결될 수 있다.
이와 같이 용사 코팅 방식을 통해, 전극(520)을 막 형태로 형성함으로써, 고전압의 전류가 인가되어 발열이 발생하는 경우에도 전극(520)의 변형을 최소화 할 수 있다. 또한, 고전압 전류 인가 시 발열을 최소화하여 전력 효율 및 세정 효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 용사 코팅 방식으로 다양한 사이즈의 전극을 용이하게 제작할 수 있으며, 제작 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
제3 단계: 전극이 외부로 노출되지 않도록 몸체부의 일면에 비전도성 물질을 도포하여 절연부를 형성하는 단계 (도 9의 (d) 참조)
제3 단계에서 전극(520)의 절연을 위해 비전도성 재질의 절연재가 도포될 수 있다. 절연재를 도포하기 전에 몸체부(510)에 부착된 마스킹 테이프는 제거될 수 있다. 절연재로서 세라믹이 사용될 수 있다. 절연부(540)는 비전도성 재질의 절연재를 몸체부(510)에 도포한 후 경화시켜 형성될 수 있다. 이때, 경화 방법으로서 오븐이 사용될 수 있다.
또한, 세라믹을 소결시켜 벌크 세라믹 형태로 가공시킨 상태에서 몸체부(510)의 베이스 파트(511) 상면에 결합시키는 방식으로 절연부(540)를 형성하는 것도 가능하다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

Claims (15)

  1. 비전도성 재질의 몸체부를 준비하는 제1 단계;
    상기 몸체부의 일면에 전극을 형성하는 제2 단계; 및
    상기 전극이 외부로 노출되지 않도록 상기 몸체부의 일면에 비전도성 물질을 도포하여 절연부를 형성하는 제3 단계;를 포함하고,
    상기 제2 단계에서 상기 전극은 상기 몸체부의 일면에 전도성 재질의 물질을 코팅하여 형성되는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 단계의 상기 전극은 분말 또는 와이어 형태의 용사재료를 용융시켜 상기 몸체부의 일면에 분사한 후 경화시켜 형성되는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 단계의 상기 몸체부는,
    바닥면을 구성하는 베이스 파트; 및
    상기 베이스 파트의 테두리를 따라 돌출 구비되어 내측에 전극 수용홈을 형성하는 사이드 파트;를 포함하는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 베이스 파트의 상면에는 소정 깊이 인입되어 형성된 전극 도포홈이 구비되는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 전극 도포홈은 상기 베이스 파트의 길이방향을 따라 평행하게 형성된 한 쌍의 수평홈과 상기 수평홈을 연결하는 연결홈을 포함하는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 단계의 상기 전극은 분말 또는 와이어 형태의 용사재료를 용융시켜 상기 수평홈 및 상기 연결홈에 분사한 후 경화시켜 형성되는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 단계는 상기 전극을 형성한 후 전도성 접착제를 통해 상기 전극에 외부 전극 연결 단자를 부착하는 단계를 포함하는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 단계는 상기 외부 전극 연결 단자의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 비전도성 물질을 도포하여 절연부를 형성하는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 단계는 상기 전도성 재질의 물질을 오븐에서 경화시키는 단계를 포함하고,
    상기 제3 단계는 비전도성 물질을 오븐에서 경화시키는 단계를 포함하는,
    플라즈마 세정기용 전극 어셈블리 제조 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 하나의 제조 방법에 의해 제조된 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리.
  11. 내부공간이 구비된 하우징;
    상기 하우징의 상면에 결합되고 전압 포트 연결홀 및 가스 포트 연결 홀이 형성된 커버 플레이트;
    상기 하우징의 하면에 결합되고 미세홀이 형성된 그라운드 플레이트;
    상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 하우징의 내부 공간을 상기 하우징의 폭방향으로 구획하는 격벽;
    상기 격벽에 의해 구획되는 상기 하우징의 내부 공간에 각각 배치되고, 상기 그라운드 플레이트와 이격되게 배치되는 제10 항의 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리;
    상기 커버 플레이트의 일면에 결합되고 상기 석션 챔버와 연통되게 구비되어 상기 석션 챔버 내부 공기를 흡입하는 석션 모듈;
    상기 전압 포트 연결홀에 결합되고, 상기 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리와 전기적으로 연결된 고전압 연결 포트; 및
    상기 가스 포트 연결홀에 결합되고, 상기 하우징의 내부 공간과 연통되게 구비되는 가스 연결 포트;를 포함하는
    플라즈마 세정기.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 격벽에는 상기 고전압 연결 포트를 통해 외부 전원과 연결되는 전압 공급 단자가 결합되고,
    상기 전압 공급 단자의 일측 단부는 분지되어 상기 격벽 양측에 배치되는 상기 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리와 각각 전기적으로 연결되는,
    플라즈마 세정기.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 미세홀은 상기 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리와 대향하도록 상기 하우징의 길이방향으로 구비되는,
    플라즈마 세정기.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 하우징의 내측면에는 상기 플라즈마 세정기용 전극 어셈블리의 위치를 결정하는 스토퍼가 돌출 구비된,
    플라즈마 세정기.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    내부 공간이 구비되고, 폭방향 측벽 외면에 석션 챔버 생성홈이 형성된 바디 프레임; 및
    상기 석션 챔버 생성홈을 덮도록 상기 바디 프레임의 폭방향 양측에 결합되어, 상기 바디 프레임과의 사이에 하부가 개방된 석션 챔버를 형성하는 사이드 플레이트;를 포함하는,
    플라즈마 세정기.
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