KR20100050124A - Vacuum deposition apparatus with temperature control units and method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies - Google Patents

Vacuum deposition apparatus with temperature control units and method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies Download PDF

Info

Publication number
KR20100050124A
KR20100050124A KR1020080109254A KR20080109254A KR20100050124A KR 20100050124 A KR20100050124 A KR 20100050124A KR 1020080109254 A KR1020080109254 A KR 1020080109254A KR 20080109254 A KR20080109254 A KR 20080109254A KR 20100050124 A KR20100050124 A KR 20100050124A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
vacuum deposition
solid powder
solid
nozzle
Prior art date
Application number
KR1020080109254A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101038187B1 (en
Inventor
김옥률
김옥민
이근식
Original Assignee
주식회사 펨빅스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 펨빅스 filed Critical 주식회사 펨빅스
Priority to KR1020080109254A priority Critical patent/KR101038187B1/en
Priority to US12/999,058 priority patent/US9139912B2/en
Priority to PCT/KR2009/004041 priority patent/WO2010011076A2/en
Publication of KR20100050124A publication Critical patent/KR20100050124A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101038187B1 publication Critical patent/KR101038187B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/137Spraying in vacuum or in an inert atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE: A vacuum deposition device with a temperature controller for solid powder and a method using the same are provided to use compressed air as transferred gas without using inert gas, and to eliminate noise. CONSTITUTION: A vacuum deposition device for solid powder is composed of an air supply unit, an air pressing unit, an air processing unit, a solid powder supply unit, a vacuum deposition chamber(26), an adiabatic carrier(22), a transfer gas heating temperature controller(102), a spraying nozzle(25), and a system controller(H). Solid powder is deposited in a base material. The base material is located inside the vacuum deposition chamber. The adiabatic carrier transfers an aerosol to the vacuum deposition chamber. The transfer gas heating temperature controller pre-heats transferred air, and controls the temperature of the air.

Description

온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치 및 고상파우더 진공증착방법{Vacuum deposition apparatus with temperature control units and Method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies}Vacuum deposition apparatus with temperature control units and method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies}

본 발명은 아음속 및 초음속 상태로 분사노즐 출구단에서 분사되는 이송기체 및 입자크기에 따른 고상파우더의 온도를 제어하여 기재에 열충격(thermal shock)과 분사 반류(bow shock)를 최소화 하여 기재에 증착할 수 있는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치 및 그 증착방법에 관한 것이다.The present invention controls the temperature of the solid phase powder according to the transport gas and the particle size injected from the injection nozzle outlet end in the subsonic and supersonic state to minimize the thermal shock (bow shock) to the substrate to be deposited on the substrate It relates to a solid-phase powder vacuum deposition apparatus equipped with a temperature control device that can be, and a deposition method thereof.

본 발명의 발명자들은 고상파우더의 입자 크기, 형태, 비중에 상관없이 이송기체와 고상파우더가 혼합된 에어로졸을 균등하게 분산시켜, 기재의 재질 및 크기에 관계없이 균일하게 연속적으로 증착시켜 균일한 박막을 형성할 수 있는 장치 및 방법에 대하여 특허출원한 바 있다.(대한민국 특허출원 제2008-0072119호 "고상파우더 연속 증착장치 및 고상파우더 연속 증착방법")The inventors of the present invention uniformly disperse the aerosol mixed with the carrier gas and the solid powder regardless of the particle size, shape, specific gravity of the solid powder, uniformly and continuously deposited regardless of the material and size of the substrate to form a uniform thin film It has been applied for a device and a method which can be formed. (Korean Patent Application No. 2008-0072119 "Solid-Powder Continuous Deposition Apparatus and Solid-Powder Continuous Deposition Method")

본 발명은 상기 특허출원 제2008-0072119호의 연속 발명으로서, 그 전체 장 치구성은 1)에어공급 및 가압부, 2)에어처리부, 3)이송기체가열온도조절장치부, 4)고상파우더공급부, 5)고상파우더냉각온도조절장치부, 6)단열수송관, 7)분사노즐, 8)진공증착챔버, 9)진공펌프 및 진공척, 10)고상파우더 집진 및 회수 처리부, 11)시스템 제어부로 구성되고, 이송 기체 및 입자 크기에 따른 고상파우더의 온도 제어를 통하여, 노즐 출구에서의 이송기체와 고상파우더를 동일 온도범위로 제어함으로써 열충격에 의한 기재의 손상과 반류로 인한 분사속도의 감소 없이 증착 효율(deposition efficiency)을 높일 수 있는 고상 파우더 증착방법을 제공한다.The present invention is a continuous invention of the patent application No. 2008-0072119, the overall device configuration of 1) air supply and pressurization unit, 2) air processing unit, 3) transfer gas heating temperature control unit, 4) solid powder supply unit, 5) Solid powder cooling temperature control unit, 6) Insulation transport pipe, 7) Injection nozzle, 8) Vacuum deposition chamber, 9) Vacuum pump and vacuum chuck, 10) Solid powder dust collection and recovery processing unit, 11) System control unit By controlling the temperature of the solid powder according to the transport gas and the particle size, the transport gas and the solid powder at the nozzle outlet are controlled in the same temperature range, so that the deposition efficiency is reduced without damaging the substrate due to thermal shock and reducing the injection speed due to the reflux. It provides a solid powder deposition method that can increase the deposition efficiency.

한편, 종래의 고상파우더 증착방법은 다음과 같다.Meanwhile, the conventional solid powder deposition method is as follows.

1) 용사 증착(thermal spray deposition) 방법1) Thermal spray deposition method

용사 증착 방법은 고상 파우더를 보통 플라즈마에 의해 녹여서 불꽃에 의해 가속하여 기재에 분사하는 방법으로서, 이 과정에서 분말에 가해지는 온도는 용사 공정의 종류에 따라 차이가 있으나 3,000K 내지 15,000K에 이르는 고온이며, 기재에 도달한 후의 냉각속도는 초당 106K에 이르기도 한다. 이 때 분말의 온도는 고온이고 초음속의 빠른 속도로 분사되므로 분말의 입자크기는 수십마이크로미터 이상의 것을 사용한다. 입자들이 녹아서 기재에 증착되기 때문에 입자간의 결합력이 우수하지만, 증착층 내에 기공(dimple)이 존재하는 경우가 많고, 입자들이 고온에 노출되어 증발이나 화학적 조성의 변화 등이 발생할 수 있으며, 급속 냉각에 의해 비 정질상이 형성되고, 균열이 발생하기 쉽고, 기재와의 결합력이 감소되는 단점이 있으며, 빠른 속도로 두꺼운 증착층을 형성할 수 있으나, 증착층의 두께 제어가 어렵고 표면이 거친 특징이 있다.The thermal spray deposition method is a method of dissolving a solid powder by a plasma, accelerated by a flame, and sprayed onto a substrate. In this process, the temperature applied to the powder varies depending on the type of the thermal spraying process, but a high temperature of 3,000K to 15,000K is applied. The cooling rate after reaching the substrate may reach 10 6 K per second. At this time, the temperature of the powder is hot and sprayed at a high speed at a supersonic speed, so that the particle size of the powder is used for several tens of micrometers or more. Since particles are melted and deposited on a substrate, the bonding strength between particles is excellent. However, dimples are often present in the deposition layer, and the particles may be exposed to high temperature to cause evaporation or change in chemical composition. As a result, there is a disadvantage in that an amorphous phase is formed, cracks are easily generated, and bonding strength with the substrate is reduced, and a thick deposition layer can be formed at a high speed, but the thickness of the deposition layer is difficult to control and the surface is rough.

2) 콜드스프레이 증착(저온분사 증착; cold spray deposition) 방법2) Cold Spray Deposition (Cold Spray Deposition) Method

콜드스프레이 증착방법은 용사공정과 비슷하나 용사 증착방법과 같은 고온의 기체 또는 플라즈마를 사용하지 않고 수백℃ 정도의 기체를 사용하여 수~수십마이크로미터 크기의 금속 입자들을 기재표면에 분사 증착하는 방법이다. 이 방법에 의해 분사되는 기체의 속도는 초음속으로서 운동에너지와 기체의 열에 의해 입자들이 기재에 충돌시 소성 변형되고 표면의 온도 상승에 의해 입자가 기재에 융착되는 방식으로 증착이 이루어지고, 증착층의 두께는 수 mm에서 수 cm까지 가능하다. 다만, 비중이 낮거나 미세한 입자들은 고속기체의 반류(aerodynamic drag; 기체가 기재에 충돌한 후 되돌아오는 흐름)에 의해 입자 흐름의 속도가 감소하여 증착효율이 저하되는 단점이 있다. The cold spray deposition method is similar to the spraying process, but sprays and deposits metal particles of several to several tens of micrometers on the surface of a substrate using a gas of several hundred degrees Celsius without using a high temperature gas or plasma, such as a spray deposition method. . The velocity of the gas injected by this method is supersonic, which is plastically deformed when the particles collide with the substrate by the kinetic energy and heat of the gas, and the deposition is performed in such a way that the particles are fused to the substrate by the temperature rise of the surface. The thickness can be from several mm to several cm. However, particles having a low specific gravity or fine particles have a disadvantage in that the deposition efficiency decreases due to a decrease in the velocity of the particle flow due to aerodynamic drag (flow returning after the gas collides with the substrate).

미합중국 특허등록 5,302,414("Gas-dynamic spraying method for applying a coating”, 1994; PCT/SU90/00126)은 콜드스프레이의 원조가 된 특허기술로서, 40~400℃의 수송가스에 1~50마이크로미터 크기의 금속(metal), 합금(alloy), 폴리머(polymer) 파우더를 투입하여 300~1,200m/s로 분사 증착하는 기술로, 기존의 용사 및 플라즈마증착, 폭발증착에서 사용되는 분말의 녹는점(melting point) 이상의 고온보다 상대적으로 낮은 온도로 증착하기 때문에 기재에 열충격을 상대적으로 감 소시킬 수 있는 기술이다. 다만, 증착시 소성변형(plastic deformation)이 발생하는 금속과 달리 입자가 파쇄되어 증착되는 세라믹과 같은 분말의 증착은 어렵고, 증착효율 또한 매우 낮다. 그리고, 금속 분말이든 세라믹 분말이든 서브 마이크로미터 크기 이하의 나노미터 분말입자의 증착은 이송기체의 반류로 분사노즐 출구에서 분말의 분사속도가 매우 감소하여 기재에 증착되기 어렵고, 증착효율이 매우 저하되는 단점이 있다. 따라서, 이 저온분사법으로 서브 마이크로미터크기 분말 및 비중이 낮은 분말을 증착하기 어렵고, 파쇄되어 증착되는 세라믹 분말의 증착효율 또한 매우 낮은 문제점이 있다.U.S. Patent No. 5,302,414 ("Gas-dynamic spraying method for applying a coating", 1994; PCT / SU90 / 00126) is a patented technology that aided in cold spraying, and has a size of 1 to 50 micrometers for transport gases at 40 to 400 ° C. The metal, alloy, and polymer powders are sprayed and deposited at 300 ~ 1,200m / s. Melting point of powders used in conventional spraying, plasma deposition and explosion deposition. It is a technology that can relatively reduce the thermal shock on the substrate because it is deposited at a temperature lower than the high temperature above the point, except that the ceramic is deposited by crushing the particles, unlike the metal which causes plastic deformation during deposition. Deposition of powders is difficult, and deposition efficiency is very low, and the deposition of nanometer powder particles of sub-micrometer size, whether metallic or ceramic powders, is sprayed by the return gas of the transfer gas. The injection speed of the powder at the exit of the blade is very low, and it is difficult to deposit on the substrate, and the deposition efficiency is very low.Therefore, it is difficult to deposit sub-micrometer-sized powder and low specific gravity powder by this low temperature injection method, The deposition efficiency of the ceramic powder to be deposited also has a very low problem.

대한민국 특허등록 10-0691161("전계방출 에미터전극 제조방법")은 상기 콜드스프레이 방법을 이용하여 탄소나노튜브 분말을 초음속으로 분사하여 기재에 증착하여 전계방출 에미터 전극을 제조하는 방법을 개시하였다. 이 방법은 전술한 바와 같이 공기 중에서 기체가 초음속으로 분사되므로, 심한 소음이 발생하는 단점이 있으며, 특히 금속 입자가 아닌 비중이 작고 나노미터 크기 입자인 탄소나노튜브가 분사되면, 이송기체가 기재에 충돌시 고속기체의 반류 현상으로 인하여 기재에 증착되기 어려운 문제점이 있다.Republic of Korea Patent Registration 10-0691161 ("Method for producing field emission emitter electrode") discloses a method for producing a field emission emitter electrode by spraying carbon nanotube powder at a supersonic speed to the substrate using the cold spray method. . This method has a disadvantage in that the gas is injected at supersonic speed in the air as described above, so that severe noise is generated. In particular, when carbon nanotubes, which are small particles and nanometer-sized particles, are injected rather than metal particles, the transfer gas is applied to the substrate. There is a problem in that it is difficult to deposit on the substrate due to the reflux phenomenon of the high-speed gas during the collision.

대한민국 특허등록 10-0515608("분말 예열 장치가 구비된 저온 스프레이 장치"; 미합중국 특허공개 US2007/0137560 A1, "Cold spray apparatus having powder preheating device"; PCT/KR04/03395)은 코팅 분말을 코팅 전에 예열하여 같은 저온 스프레이 공정조건에서 높은 적층율과 우수한 코팅층을 얻도록 하는 분말 예열장치가 구비된 저온 스프레이 장치를 제공하는 기술로서, 이 특허에서 언급한 바와 같이 인성(ductility)이 낮은 세라믹 소재, 합금, WC-Co와 같은 도성합금(cermat)의 분말을 기존 저온스프레이 공정으로 증착하기 어렵기 때문에, 주 가스를 예열 하는 방법으로 속도를 증가 시키는 것이 아니라, 분말을 예열함으로써 증착률을 높이려는 기술로 기재되어 있다. 이 방법은 미합중국 특허등록 5,302,414의 Fig. 4에 보이는 바와 같이 압축된 기체를 분말공급장치로 이송하여, 이송된 기체와 분말을 히터에서 예열한 후 노즐로 이송하여 기재에 분사하는 방법과 Fig. 5에 보이는 바와 같이 가열되지 않은 분말과 히터에서 예열된 압축가스를 노즐 입구 전에 위치한 프리믹스챔버에서 혼합하여 분사하는 방법과 유사하다. 다만 상기 특허등록 10-0515608의 도면 1에 보이는 바와 같이 가스공급량 컨트롤부를 통과한 주가스가 히터를 통해 가열되어 혼합챔버에서 예열된 분말과 함께 혼합되어 노즐로 분사되는 방법을 취하고 있다. 결국 혼합챔버내에서 주가스 온도와 분말온도가 같아지는 결과가 된다. 본 발명의 도 2에 보이는 바와 같이 초음속 노즐목을 통과한 이송기체와 고상파우더의 온도는 급격하게 하강되고, 고상 파우더의 입자크기에 따라 온도 하강 변화가 다르다. 따라서, 상기 기술과 같이 초음속 노즐목을 통과한 이송기체 및 고상파우더의 온도와 고상파우더의 입자 크기에 따른 온도하강변화를 고려하여 노즐목 전 단계에서 이송기체 및 고상파우더의 온도를 조절하지 않으면 초음속 노즐목을 통과한 이송기체와 고상파우더의 온도차(ΔTm)가 크게 발생하여 기재에 더 큰 열충격이 가해진다. 특히, 플라스틱 등과 같은 열충격에 약한 기재에는 이 방법을 적용하지 못하는 한계가 있다.Korean Patent Registration 10-0515608 ("Low Temperature Spray Apparatus with Powder Preheating Device"; US Patent Publication US2007 / 0137560 A1, "Cold spray apparatus having powder preheating device"; PCT / KR04 / 03395) preheats the coating powder before coating. To provide a low temperature spray device equipped with a powder preheating device to obtain a high lamination rate and an excellent coating layer under the same low temperature spray process conditions. As described in this patent, low ductility ceramic materials, alloys, Since it is difficult to deposit the powder of cermat such as WC-Co by the existing low temperature spraying process, it is described as a technique to increase the deposition rate by preheating the powder rather than increasing the speed by preheating the main gas. It is. This method is shown in Fig. 5,302,414. As shown in Fig. 4, the compressed gas is transferred to the powder supply device, and the gas and powder are preheated in the heater and then transferred to the nozzle and sprayed onto the substrate. As shown in Fig. 5, it is similar to the method of mixing and spraying the unheated powder and the compressed gas preheated in the heater in the premix chamber located before the nozzle inlet. However, as shown in FIG. 1 of Patent Registration 10-0515608, the main gas passing through the gas supply amount control unit is heated through a heater, mixed with the preheated powder in the mixing chamber, and sprayed to the nozzle. As a result, the main gas temperature and the powder temperature in the mixing chamber are the same. As shown in FIG. 2 of the present invention, the temperature of the conveying gas and the solid powder which has passed through the supersonic nozzle throat is drastically lowered, and the temperature drop change is different depending on the particle size of the solid powder. Therefore, considering the temperature drop change according to the temperature of the transfer gas and the solid powder passing through the supersonic nozzle neck and the particle size of the solid powder as described above, if the temperature of the conveying gas and the solid powder is not adjusted at all stages of the nozzle neck, The large difference in temperature (ΔT m ) between the conveying gas and the solid powder passing through the nozzle neck causes a greater thermal shock to the substrate. In particular, there is a limit that this method can not be applied to a substrate that is susceptible to thermal shock, such as plastic.

대한민국 특허등록 10-0575139("가스냉각장치가 구비된 저온 스프레이 코팅장치")는 대한민국 특허등록 10-0515608("분말 예열 장치가 구비된 저온 스프레이 장치") 장치에 추가하여 주 가스 예열장치의 전단에 가스를 극저온으로 냉각시켜 공급하는 냉각장치를 설치하여, 단위체적당 가스밀도를 높여주고 밀도가 높아진 가스가 예열히터에 의해 팽창됨으로써 보다 높은 가스 속도를 발휘되도록 함에 따라, 저온 스프레이 공정조건에서 높은 적층율과 우수한 코팅층을 얻을 수 있는 가스냉각장치가 구비된 저온 스프레이 코팅 장치 기술로 기재되어있다. 즉, 인성이 감소하는 분말의 경우에는 코팅이 이루어지는 임계속도가 증가하게 되므로, 분말을 가속시키는 가스속도를 증가시키기 위해 가스 압력을 증가시키면 이에 비례하여 가스의 소비량이 증가하는 문제점이 있고, 특히 저온분사법에서 질소, 헬륨 가스 사용으로 인한 가스 공급량 증가로 경제성에 문제가 될 수 있으므로, 가스 공급량을 줄이고 속도를 증가시키기 위해 냉각장치를 통해 가스의 밀도를 높이는 장치를 마련한 기술이다. 이 특허명세서 도면 3에 보이는 바와 같이 이 장치는 압축가스 저장부로부터 이송된 가스를 냉각장치에서 극저온으로 냉각시켜 주 가스 예열장치와 분말송급장치로 보내고 혼합챔버에서 예열된 주 가스와 예열된 분말이 혼합되어 분사되도록 되어 있다. 따라서, 이 장치는 비활성 기체(질소, 헬륨) 사용을 감소시키기 위해 냉각장치를 통하여 가스의 밀도를 증가시켜 높은 가스속도를 발휘하는데 주안점이 있으나, 대한민국 특허등록 10-0515608("분말 예열 장치가 구비된 저온 스프레이 장치")과 마찬가지로 초음속 노즐목을 통과한 이송기체 및 고상파우더의 온도와 고상파우더의 입자크기에 따른 온도하강변화를 고려하여, 노즐목 전 단계에서 이송기체 및 고상파우더의 온도를 조절하지 않으면 초음속 노즐을 통과한 이송기체와 고상파우더의 온도차(ΔTm)가 크게 발생하여 기재에 더 큰 열충격이 가해진다. 또한 각 분말의 임계속도 이상의 과도한 가스속도로 기재에 분사시 오히려 증착 코팅층을 깍아내기(erosion) 때문에 분사속도만 높이는 것이 능사가 아니며, 각 분말의 증착 임계속도(critical velocity) 및 침식속도(erosion velocity)를 고려하여 분사 증착하여야 한다. Republic of Korea Patent Registration 10-0575139 ("Low Temperature Spray Coating Device with Gas Cooling Device") is added to the Republic of Korea Patent Registration 10-0515608 ("Low Temperature Spray Device with Powder Preheating Device") in front of the main gas preheating device. By installing a cooling device to cool the gas at a low temperature and supplying it, the gas density per unit volume is increased, and the gas having a higher density is expanded by a preheating heater so that a higher gas velocity can be exhibited. It is described as a low temperature spray coating device technology equipped with a gas cooling device to obtain a rate and an excellent coating layer. That is, in the case of powders having reduced toughness, the critical speed at which the coating is increased increases, so increasing the gas pressure in order to increase the gas velocity for accelerating the powder increases the consumption of gas in proportion to the gas. In the injection method, the increase in the gas supply amount due to the use of nitrogen and helium gas may be a problem in economics. Thus, in order to reduce the gas supply amount and increase the speed, a device for increasing the density of gas through the cooling device is provided. As shown in FIG. 3 of the patent specification, the device cools the gas transferred from the compressed gas storage unit to a cryogenic temperature in a cooling device to a main gas preheater and a powder feeder, and the preheated main gas and preheated powder are mixed in a mixing chamber. It is intended to be mixed and sprayed. Therefore, this device is focused on high gas velocity by increasing the density of gas through the cooling device to reduce the use of inert gas (nitrogen, helium), but Korea Patent Registration 10-0515608 ("Powder preheating device is provided Like the low temperature spraying device "), the temperature of the transfer gas and the solid powder is adjusted at all stages of the nozzle neck by considering the temperature drop of the transfer gas and the solid powder passing through the supersonic nozzle neck and the particle size of the solid powder. Otherwise, a large temperature difference ΔT m between the transfer gas passing through the supersonic nozzle and the solid phase powder is generated, and a greater thermal shock is applied to the substrate. In addition, when spraying the substrate with excessive gas velocity above the critical velocity of each powder, it is not a good idea to increase the spraying speed only by erosion of the deposition coating layer, and the deposition velocity and the erosion velocity of each powder are not excellent. ) By spray deposition.

전술한 바와 같이 종래의 용사증착 방법과 저온분사증착 방법에서 공통적으로 발생하는 문제점은 ; 1) 압축된 고가의 비활성기체(예; 질소, 헬륨 등)를 사용하며 재활용이 어렵고, 2) 기재에 가해지는 열충격으로 인한 코팅단면에 기공이 생기고, 3) 대기압상태의 공기중에 분사되므로 소음이 발생하며, 4) 고온의 가스 및 분말 온도로 인하여 플라스틱과 같이 열충격에 약한 기재를 사용할 수 없으며, 5) 초음속의 고속 분사에 의한 반류(aerodynamic drag; bow shock)로 임의 분말의 증착 임계속도 이하로 속도가 감소되어 증착효율이 현저히 감소하며, 6) 비중이 낮거나 마이크로미터 이하 크기의 분말을 증착하기 어렵고, 7) 이송기체와 고상 파우더가 노즐출구를 통과한 후 기재에 분사될 때의 동일한 온도범위의 온도 제어가 어렵다. As described above, problems commonly encountered in the conventional thermal spray deposition method and low temperature spray deposition method are; 1) Compressed expensive inert gas (e.g. nitrogen, helium, etc.) is difficult to recycle, and 2) pores are formed in the coated section due to thermal shock applied to the substrate, and 3) noise is injected into the air under atmospheric pressure. 4) It is impossible to use a substrate that is weak to thermal shock, such as plastic, due to high temperature gas and powder temperature, and 5) below the critical velocity of deposition of any powder by aerodynamic drag (bow shock). Decreased speed reduces deposition efficiency significantly, 6) it is difficult to deposit powders of low specific gravity or sub-micrometer size, and 7) the same temperature when the carrier gas and solid powder are sprayed onto the substrate after passing through the nozzle outlet Temperature control of the range is difficult.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이송 기체 가열 온도 조절 장치와 고상파우더 냉각 온도 조절 장치가 구비되어 있고, 이송기체와 고상파우더가 혼합된 에어로졸을 아음속 또는 초음속으로 분사시 이송기체 및 입자 크기에 따른 고상파우더의 온도 제어를 통하여 이송기체와 고상파우더의 온도를 동일한 범위로 제어하여, 고상파우더를 진공증착챔버 내에 위치한 기재에 분사 증착하여 열충격에 의한 기재의 손상과 반류로 인한 분사속도의 감소 없이 증착 효율(deposition efficiency)을 높일 수 있는 온도조절장치를 구비한 고상파우더 진공증착장치 및 그 증착방법을 제공함을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is provided with a carrier gas heating temperature control device and a solid powder cooling temperature control device, the carrier gas and particles when spraying the aerosol mixed with the carrier gas and the solid powder at subsonic or supersonic speed By controlling the temperature of the solid powder according to the size, the temperature of the transfer gas and the solid powder is controlled in the same range, and the solid powder is spray deposited on the substrate located in the vacuum deposition chamber to reduce the spray rate due to the damage and backflow of the substrate by thermal shock. It is an object of the present invention to provide a solid-phase powder vacuum deposition apparatus having a temperature control device capable of increasing deposition efficiency without a reduction, and a deposition method thereof.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치는 에어펌프 및 공기저장탱크로 구성되는 에어공급부; 상기 에어공급부로부터 공급되는 공기에 압력을 부가하는 에어가압부; 상기 에어공급부 및 에어가압부로부터 제공받은 가압된 공기를 필터링 및 건조처리하여 배출하는 에어처리부; 상기 에어처리부를 통해 배출된 공기에 고상파우더를 일정량으로 공급하는 고상파우더공급부; 내부에 기재가 위치하며 진공연결관에 의해 연결된 진공펌프를 통해 내부의 공기를 배출시켜 내부를 진공상태로 유지하는 진공증착챔버; 상기 에어처리부와 상기 진공증착챔버를 연결하는 관으로서, 상기 에어처리부에서 배출된 공기에 상기 고상파우더공급부에서 공급받은 고상파우더가 혼입되어 형성된 에어로졸을 상기 진공증착챔버로 이송하는 단열수송관; 상기 에어처리부와 상기 고상파우더공급부 사이에 위치하여 단열수송관에 부설되며 상기 에어처리부로부터 배출되어 이송되는 공기를 고상파우더가 혼입되어 에어로졸을 형성하기 전에 미리 가열하여 공기의 온도를 조절하는 이송기체가열온도조절장치부; 상기 단열수송관의 말단에 구비되어 상기 에어로졸을 상기 진공증착챔버 내부에 위치하는 기재에 분사하는 단일 또는 슬릿으로 구성된 분사노즐; 및 상기 각 구성요소와 연결되어 있으며, 이송기체 및 고상파우더의 압력, 속도, 유량, 온도 등의 조건을 각 구성요소에 연동하여 제어하는 시스템제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the solid-phase powder vacuum deposition apparatus with a temperature control apparatus according to the present invention comprises an air supply unit consisting of an air pump and an air storage tank; An air pressurizing unit for adding pressure to air supplied from the air supply unit; An air processor for filtering and drying the pressurized air provided from the air supply unit and the air pressurizing unit to discharge the filtered air; Solid powder supply unit for supplying a solid powder in a predetermined amount to the air discharged through the air processing unit; A vacuum deposition chamber in which a substrate is located inside and discharging the air through a vacuum pump connected by a vacuum connection tube to maintain the interior in a vacuum state; An insulating transport pipe for connecting the air processing unit and the vacuum deposition chamber, the aerosol formed by mixing the solid powder supplied from the solid powder supply unit with the air discharged from the air processing unit to the vacuum deposition chamber; Located between the air processing unit and the solid powder supply unit is placed in the adiabatic transport pipe and the transfer gas heating to control the temperature of the air by heating before the solid powder is mixed to form the aerosol mixed with the air discharged from the air processing unit Temperature control unit; An injection nozzle provided at the end of the adiabatic transport pipe and configured to single or slit to inject the aerosol to a substrate positioned inside the vacuum deposition chamber; And a system control unit connected to each of the above components and controlling the conditions such as pressure, speed, flow rate, temperature, etc. of the transfer gas and the solid powder to each component.

이때, 상기 에어펌프와 공기저장탱크 사이 및 상기 공기저장탱크와 에어처리부 사이에 각각 설치되는 유동제어밸브를 더 포함하여 구성되며, 상기 에어처리부와 단열수송관 사이에 설치되며 필터링 및 건조처리된 공기의 유량을 일정하게 조절하여 배출하는 유량조절기를 더 포함하여 구성되는 것을 본 발명의 다른 특징으로 한다. 한편, 상기 에어처리부는 1차필터, 1차건조기, 2차필터 및 2차건조기가 순차적으로 구성되어 유입된 공기의 필터링 처리 및 건조처리를 반복적으로 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는데, 상기 2차필터는 수분필터, 유분필터 및 먼지필터로 구성된 것이 바람직하다. 아울러, 상기 2차건조기와 상기 유량조절기 사이에 설치되는 수분필터와 상기 1차필터와 1차건조기 사이 및 수분필터와 유량조절기 사이에 각각 설치되는 유동제어밸브를 더 포함하여 구성되는 것이 좋다. In this case, the air pump and the air storage tank, and between the air storage tank and the air processing unit is further configured to include a flow control valve, respectively installed between the air processing unit and the adiabatic transport pipe, filtered and dried air It is another feature of the present invention to be configured to further include a flow rate regulator for controlling the discharge of the flow rate constant. On the other hand, the air processing unit is characterized in that the primary filter, the primary dryer, the secondary filter and the secondary dryer are sequentially configured to perform the filtering and drying treatment of the introduced air repeatedly, the secondary filter Is preferably composed of a water filter, an oil filter and a dust filter. In addition, the water filter is installed between the secondary dryer and the flow regulator and the flow control valve between the primary filter and the primary dryer, and between the water filter and the flow regulator may be further configured to include.

한편, 상기 고상파우더공급부는 단위시간당 공급되는 고상파우더의 양을 일 정하게 조절하고 고상파우더를 균등하게 분산시키는 고상파우더공급장치와 고상파우더공급장치의 토출구 전면에 연결되어 있고 상부에는 공기가 내부로 유입될 수 있도록 개방구가 형성되어 있어 압력차를 통해 상기 단열수송관에 제공되는 고상파우더가 흡입(suction)되도록 하는 블록챔버로 구성되는데, 상기 고상파우더공급부는, 일측은 상기 블록챔버의 하부와 연통되어 있고 타측은 상기 단열수송관과 연통되어 있는 블록챔버하부연결관을 더 포함하여 구성된다. On the other hand, the solid powder supply unit is connected to the front of the discharge port of the solid powder supply device and the solid powder supply device to uniformly regulate the amount of solid powder supplied per unit time and to distribute the solid powder evenly, the upper air flows into the inside The opening is formed so that the solid phase powder provided to the insulated transport pipe through the pressure difference is composed of a block chamber, the solid powder supply unit, one side is in communication with the lower portion of the block chamber The other side further comprises a block chamber lower connection pipe in communication with the insulated transport pipe.

한편, 본 발명에 의한 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치는, 상기 블록챔버의 상부에 위치한 개방구에 설치되며 상기 블록챔버 내부로 유입되는 공기의 수분 및 불순물을 제거하기 위한 전처리장치를 더 포함하여 구성되는 것을 다른 특징으로 한다. On the other hand, the solid-phase powder vacuum deposition apparatus equipped with a temperature control apparatus according to the present invention, is installed in the opening located in the upper portion of the block chamber and a pre-treatment apparatus for removing moisture and impurities in the air introduced into the block chamber It is characterized by being configured to further include.

아울러, 본 발명은 상기 단열수송관을 통하여 이송되는 에어로졸의 유량, 속도 및 온도가 일정한지 체크하기 위하여 상기 단열수송관에 각각 설치되는 유량측정기, 압력측정기 및 온도측정기를 더 포함하여 구성되는 것을 또 다른 특징으로 하는데, 이때 상기 단열수송관에 설치되며 단열수송관의 길이를 조절하여 분사노즐과 기재간의 거리를 조절할 수 있도록 길이조절장치를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. In addition, the present invention further comprises a flow rate meter, a pressure gauge and a temperature meter respectively installed in the insulation transport pipe to check whether the flow rate, speed and temperature of the aerosol transported through the insulation transport pipe is further In another aspect, it is preferable to further include a length adjusting device installed in the insulation transport pipe and to adjust the length of the insulation transport pipe to adjust the distance between the injection nozzle and the substrate.

한편, 상기 단열수송관의 중간에 엘보우가 형성되어 있는 경우에 엘보우의 초입 부분에 설치되며 이송기체의 이송속도를 일정하게 유지시켜 주는 유동조절기를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 단열수송관의 중간 부분의 직경이 확장된 경우 상기 단열수송관 내벽에 설치되며 수송관의 전단면에 걸쳐 균일한 유 속분포를 유지하도록 하는 유동조절기를 더 포함하여 구성되는 것이 공기의 유속 및 유량을 일정하게 조절할 수 있다는 점에서 바람직하다. On the other hand, when the elbow is formed in the middle of the adiabatic transport pipe is installed on the entry portion of the elbow is preferably configured to further include a flow regulator for maintaining a constant feed rate of the transfer gas, the adiabatic transport pipe If the diameter of the middle portion of the expansion is installed on the inner wall of the insulated transport pipe further comprises a flow regulator for maintaining a uniform flow distribution over the front end surface of the transport pipe to maintain a constant flow rate and flow rate of air It is preferable at the point which can adjust.

아울러, 본 발명의 구성요소 중 상기 분사노즐은 아음속 노즐 또는 초음속 노즐인 것을 특징으로 하는데, 상기 아음속 노즐은 노즐입구로부터 노즐출구로 갈수록 단면적이 좁아지는 튜브 형태로 구성된다. 한편, 노즐입구의 절대압력과 노즐출구의 절대압력의 비가 0.001~1.0의 범위로 분포하고, 이 중 노즐입구의 절대압력과 노즐출구의 절대압력비가 0.528인 것이 가장 빠른 아음속을 낼 수 있다. 따라서, 각 고상파우더의 임계속도와 침식속도를 고려하여 상기 절대압력비를 조절하는 것이 바람직하다. In addition, the injection nozzle of the components of the present invention is characterized in that the subsonic nozzle or supersonic nozzle, the subsonic nozzle is configured in the form of a tube narrowing the cross-sectional area from the nozzle inlet to the nozzle outlet. On the other hand, the ratio of the absolute pressure of the nozzle inlet and the absolute pressure of the nozzle outlet is distributed in the range of 0.001 to 1.0, and the ratio of the absolute pressure of the nozzle inlet and the absolute pressure of the nozzle outlet is 0.528 can achieve the fastest subsonic speed. Therefore, it is preferable to adjust the absolute pressure ratio in consideration of the critical speed and the erosion speed of each solid powder.

한편, 상기 초음속 노즐은 노즐입구로부터 노즐목으로 갈수록 단면적이 작아지다가 다시 노즐목으로부터 노즐출구로 갈수록 단면적이 커지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는데, 이는 에어로졸이 진공증착챔버 내에 공급되어 기재에 분사될 때 초음속으로 분사되도록 하기 위함이다.On the other hand, the supersonic nozzle is characterized in that the cross-sectional area is reduced from the nozzle inlet to the nozzle neck, the cross-sectional area is larger from the nozzle neck to the nozzle outlet, which is characterized in that the aerosol is supplied into the vacuum deposition chamber to be injected into the substrate When it is to be injected at supersonic speed.

초음속 노즐을 위와 같은 형태로 구성하여 사용하는 경우, 상기 고상파우더공급부에서 공급되는 고상파우더를 단열수송관을 거치지 않고 초음속 분사노즐의 노즐목과 노즐출구 사이의 내부로 직접 공급하여, 초음속 노즐의 노즐목을 통과한 초음속의 속도를 가진 이송기체와 혼합된 고상파우더를 기재에 분사할 수 있다. 상기 초음속 노즐의 노즐목과 노즐출구 사이에는 노즐의 외부로부터 내부로 노즐 본체의 일측을 관통하여 고상파우더공급로를 형성시킨 후 상기 블록챔버하부연결관의 타측을 고상파우더공급로와 연통시켜 고상파우더가 고상파우더공급로를 통해 직접 노즐내부로 공급되도록 할 수 있다. In the case of using the supersonic nozzle in the above configuration, the solid powder supplied from the solid powder supply unit is directly supplied between the nozzle neck of the supersonic injection nozzle and the nozzle outlet without passing through the adiabatic transport pipe, and the nozzle neck of the supersonic nozzle The solid powder mixed with the conveying gas having a supersonic velocity passing through can be injected onto the substrate. A solid powder supply path is formed between the nozzle neck of the supersonic nozzle and the nozzle outlet through the one side of the nozzle body from the outside of the nozzle to the inside, and the other side of the block chamber lower connection pipe communicates with the solid powder supply path. It can be supplied directly into the nozzle through the solid powder supply path.

한편, 본 발명은 상기 진공증착챔버에 기재온도조절단열관을 통하여 연결되어 있으며 상기 시스템 제어부와 연동하여 기재의 온도를 조절하기 위한 기재온도조절장치를 더 포함하여 구성되는 것을 다른 특징으로 하는데, 이는 상기 기재온도조절장치를 통해 진공증착챔버 내부에 위치한 기재의 온도가 상기 분사노즐출구의 온도보다 낮도록 조절하여 고상파우더의 증착효율을 높이도록 하기 위함이다. 아울러, 상기 진공증착챔버 내에 설치되며 기재를 이동시키는 이송장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the present invention is connected to the vacuum deposition chamber through a substrate temperature control insulation tube and is characterized in that it further comprises a substrate temperature control device for controlling the temperature of the substrate in conjunction with the system control unit, which This is to increase the deposition efficiency of the solid phase powder by adjusting the temperature of the substrate located inside the vacuum deposition chamber to be lower than the temperature of the injection nozzle outlet through the substrate temperature control device. In addition, the vacuum deposition chamber is installed in the chamber, characterized in that it further comprises a transfer device for moving the substrate.

본 발명은 상기 진공증착챔버와 상기 진공펌프 사이에 설치되며 진공증착챔버의 진공상태를 효율적으로 유지조절할 수 있도록 해주는 압력제어밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that it further comprises a pressure control valve which is installed between the vacuum deposition chamber and the vacuum pump to efficiently maintain and control the vacuum state of the vacuum deposition chamber.

그리고, 본 발명은 상기 진공펌프에 연결된 고상파우더집진회수처리연결관과 고상파우더집진회수처리연결관을 통해 회수된 상기 진공증착챔버 내에서 기재에 증착된 후 남은 미량의 고상파우더를 집진 및 회수처리할 수 있는 고상파우더집진회수처리기와 공기배기장치로 구성되는 고상파우더집진회수처리부를 더 포함하여 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다. The present invention collects and recovers a small amount of solid powder remaining after being deposited on a substrate in the vacuum deposition chamber recovered through a solid powder dust collection connector and a solid powder dust collection connector connected to the vacuum pump. It is another feature that it further comprises a solid powder dust collection recovery portion consisting of a solid powder dust collection recovery processor and an air exhaust device.

아울러, 본 발명은 상기 고상파우더공급부와 상기 단열수송관 사이에 위치하며, 상기 블록챔버하부연결관으로부터 공급되는 고상파우더의 온도를 냉각시키는 고상파우더냉각온도조절장치와 냉각된 고상파우더가 냉각된 온도를 유지하면서 상기 단열수송관으로 공급되도록 출구가 상기 단열수송관에 관통되어 있는 관로 형태 의 단열냉각관으로 구성되는 고상파우더냉각온도조절장치부를 더 포함하여 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다. 이때, 상기 단열냉각관은 상기 진공증착챔버의 입구 측에 위치한 단열수송관에 연통되어 있는 것이 바람직하다. In addition, the present invention is located between the solid powder supply unit and the adiabatic transport pipe, the solid powder cooling temperature control device and the cooled solid powder cooling temperature of the solid powder supplied from the block chamber lower connection pipe cooled temperature It is characterized in that it further comprises a solid-phase powder cooling temperature control unit consisting of a heat-insulating cooling tube in the form of a pipe that is passed through the heat-insulated transport pipe while maintaining the outlet. At this time, the adiabatic cooling tube is preferably in communication with the adiabatic transport tube located on the inlet side of the vacuum deposition chamber.

본 발명의 다른 관점인 고상파우더 진공증착방법은 (a) 공기를 흡입하여 저장하는 공정; (b) 공기를 가압하는 공정; (c) 흡입된 공기에 대해 필터링 및 건조처리하여 일정량을 이송하는 공정; (d) 상기 (c)공정을 거친 공기를 가열하는 공정; (e) 고상파우더를 상기 (d)공정을 거친 공기에 정량공급하여 일정한 혼합밀도로 혼합 분산된 에어로졸을 형성시켜 분사노즐로 이송하는 공정; 및 (f) 상기 에어로졸을 분사노즐을 통해 진공상태의 진공증착챔버 내부에 구비된 기재에 아음속 또는 초음속으로 분사하는 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In another aspect, a solid powder vacuum deposition method of the present invention comprises the steps of: (a) sucking and storing air; (b) pressurizing air; (c) filtering and drying the sucked air to transfer a predetermined amount; (d) heating the air that has undergone the step (c); (e) supplying a solid powder to the air which has undergone the step (d) to form aerosol mixed and dispersed at a constant mixing density, and transferring the solid powder to the injection nozzle; And (f) spraying the aerosol at a subsonic or supersonic speed on a substrate provided in the vacuum deposition chamber in a vacuum state through a spray nozzle.

이때, 상기 (e)공정은 아음속이나 초음속으로 기재에 분사하는 경우에는 상기 단열수송관을 통해 이송되는 가열된 공기에 고상파우더를 공급하여 혼합 분산된 에어로졸을 형성시켜 분사노즐로 이송하는 공정으로 구성할 수도 있다. 단열수송관에 고상파우더를 공급하는 경우에는 증착효율을 높이기 위해 상기 에어로졸을 연속적으로 일정한 속도, 유량, 혼합밀도를 가지도록 제어하며 분사노즐로 이송하는 것이 바람직하다. At this time, the step (e) is a step of supplying a solid powder to the heated air conveyed through the adiabatic transport pipe when spraying to the substrate at subsonic or supersonic speed to form a mixed aerosol to be transferred to the injection nozzle You may. In the case of supplying the solid powder to the adiabatic transport pipe, it is preferable that the aerosol is continuously controlled to have a constant speed, flow rate, and mixing density in order to increase the deposition efficiency, and transported to the injection nozzle.

본 발명에 의한 고상파우더 진공증착방법은 상기 (e)공정에서 상기 단열수송관을 통해 이송되는 가열된 공기에 고상파우더를 공급하기 전에 고상파우더를 냉각시키는 공정이 더 포함되어 구성되는 것을 다른 특징으로 한다. .The solid powder vacuum deposition method according to the present invention further comprises a step of cooling the solid powder before supplying the solid powder to the heated air conveyed through the adiabatic transport pipe in the step (e). do. .

한편, 본 발명에 의한 고상파우더 진공증착방법은 에어로졸을 초음속으로 분사하여 기재에 증착을 시키는 경우에는 상기 (e) 공정을 초음속 노즐의 노즐목을 통과한 초음속의 이송기체에 고상파우더를 노즐 내부로 직접 공급하여 노즐목과 노즐출구 사이에서 분산된 에어로졸을 형성시켜 분사노즐로 이송하는 공정으로 구성할 수도 있다. 이 경우 상기 에어로졸은 분사노즐을 통해 진공상태의 진공증착챔버 내부에 구비된 기재에 초음속으로 분사된다. On the other hand, in the solid-phase powder vacuum deposition method according to the present invention, when the aerosol is sprayed at a supersonic speed to deposit on the substrate, the step (e) is carried out in the supersonic transfer gas that has passed through the nozzle neck of the supersonic nozzle. It can also be configured to supply a direct injection to form aerosol dispersed between the nozzle neck and the nozzle outlet to the injection nozzle. In this case, the aerosol is injected at a supersonic speed to the substrate provided inside the vacuum deposition chamber in a vacuum state through the injection nozzle.

그리고, 본 발명에 의한 고상파우더 진공증착방법은 상기 (f)공정 이후에는 증착 후 진공증착챔버 내부에 남은 미량의 고상파우더를 포집 및 회수하는 공정이 더 포함되어 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, the solid powder vacuum deposition method according to the present invention is characterized in that after the step (f) further comprises a step of collecting and recovering a small amount of solid powder remaining in the vacuum deposition chamber after deposition.

이하, 본 발명의 구성에 관하여 좀 더 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail.

본 발명에서는 상기한 과제 해결을 위해 다음과 같은 수단을 적용한다.In the present invention, the following means are applied to solve the above problems.

첫째, 고상파우더의 증착효율을 높이기 위해서는 아음속에서 초음속에 이르는 분사속도가 필요하며, 이때의 이송기체는 상당한 고유량 및 고압력이 유지되어야 한다. 이를 위해 일반적으로 사용되는 고압펌프(예; 7~14bar)의 성능으로는 해결하기 어려우며, 고가의 고압펌프(예; ~40bar) 또는 고압의 질소가스를 사용하여야 한다. 특히, 고압 질소가스의 사용은 연속공정을 위해서 고가의 질소가스 발생기를 사용해야 하는 문제점이 있다. 상기 문제점을 해결하기 위하여 에어공급부의 용량과 이송기체의 압력을 증가시킬 수 있는 에어가압부를 설치하여, 고가의 고압 비활성 기체(예; 질소, 헬륨 가스)를 대체할 수 있다. First, in order to increase the deposition efficiency of the solid phase powder, the injection speed from subsonic to supersonic speed is required, and the transfer gas at this time must maintain a high flow rate and high pressure. For this purpose, it is difficult to solve by the performance of the high pressure pump (eg, 7 ~ 14bar) that is generally used, and expensive high pressure pump (eg ~ 40bar) or high pressure nitrogen gas should be used. In particular, the use of high pressure nitrogen gas has a problem in that an expensive nitrogen gas generator is used for the continuous process. In order to solve the above problems, by installing an air pressurizing unit capable of increasing the capacity of the air supply unit and the pressure of the transfer gas, it is possible to replace expensive high-pressure inert gas (eg, nitrogen, helium gas).

둘째, 고상파우더를 이송하는 기체의 먼지, 유분, 수분 등을 제거하기 위해 필터링 처리와 건조처리를 수행하여 정량으로 공급하도록 구성한다.Second, to remove the dust, oil, moisture, etc. of the gas transporting the solid powder is configured to perform a filtering treatment and drying treatment to supply in a quantitative manner.

셋째, 고상파우더를 분산하여, 에어로졸 상태로 노즐출구에서 일정 시간에 일정한 양 및 일정한 속도로 분사되도록 한다. Third, the solid powder is dispersed so that the nozzle is sprayed at a constant amount and at a constant speed at the nozzle exit in the aerosol state.

넷째, 이송기체 온도를 올릴 수 있는 이송기체가열온도조절장치를 구성하고; 아음속 노즐일 경우, 노즐 통과 시 이송기체의 온도가 하강되므로 일정 수준으로 가열하거나 열충격이 없는 범위 내에서 가열하지 않거나; 초음속 노즐일 경우, 노즐목(throat) 통과 시 온도가 급강하되므로 노즐 입구 전에서 이송기체를 가열하여 노즐출구에서 분사되는 이송기체의 온도로 인하여 진공증착챔버 내 기재에 열충격이 가해지지 않도록 한다. 예를 들면, 플라스틱 기재일 경우 노즐출구에서 분사되는 이송기체의 온도가 영하 40℃~영상 80℃ 이내로 조절되어야 한다.Fourth, to configure a transfer gas heating temperature control device capable of raising the temperature of the transfer gas; In the case of a subsonic nozzle, the temperature of the conveying gas is lowered when passing through the nozzle, so that it is not heated to a predetermined level or is not heated within a range without thermal shock; In the case of a supersonic nozzle, since the temperature drops sharply when passing through the nozzle throat, the transfer gas is heated before the nozzle inlet so that the thermal shock is not applied to the substrate in the vacuum deposition chamber due to the temperature of the transfer gas injected from the nozzle outlet. For example, in the case of a plastic substrate, the temperature of the conveying gas injected from the nozzle outlet should be controlled within minus 40 ° C to 80 ° C.

다섯째, 고상파우더 온도를 내릴 수 있는 고상파우더냉각온도조절장치를 구성하고; 가열된 이송기체에 공급되는 고상파우더의 크기에 따라 열 전달율이 상이함으로 노즐출구를 통과하여 분사될 때 고상파우더의 온도가 직접적으로 기재의 손상 및 열충격의 영향이 미칠 수 있으므로 이를 고려하여야 한다; 1) 공급되는 고상파우더가 마이크로미터 크기일 경우, 초음속 노즐 통과시 이송기체의 온도보다 높으므로, 기재에 열적충격을 가하지 않도록 이송기체온도와 고상파우더의 온도차이 만큼 공급되는 고상파우더의 온도를 하강시켜야 하고, 2) 공급되는 고상파우더가 나노미터 크기일 경우, 초음속 노즐 통과 시 이송기체의 온도와 고상파우더의 온도가 거의 동일한 범위에 있으므로, 공급되는 이송기체의 온도를 기재에 열충격을 가 하지 않는 범위 내에서 이송기체가열온도조절장치부에서 이송기체 온도를 조절할 수 있다.Fifth, to constitute a solid powder cooling temperature control apparatus capable of lowering the solid powder temperature; As the heat transfer rate varies depending on the size of the solid powder supplied to the heated conveying gas, the temperature of the solid powder may directly affect the damage and thermal shock of the substrate when sprayed through the nozzle outlet; 1) If the supplied solid powder is micrometer size, it is higher than the temperature of the conveying gas when passing through the supersonic nozzle, so that the temperature of the solid powder supplied by the temperature difference between the conveying gas temperature and the solid powder is lowered so as not to apply thermal shock to the substrate. 2) If the supplied solid powder is in nanometer size, the temperature of the transfer gas and the temperature of the solid powder are almost in the same range when passing through the supersonic nozzle, so that the temperature of the supplied transfer gas is not applied to the substrate. The conveying gas temperature can be adjusted in the conveying gas heating temperature control unit within the range.

여섯째, 1) 고상 파우더의 아음속 임계 증착속도를 발현하기 위해 오리피스(orifice) 형태의 분사노즐을 구성하고; 아음속의 분사속도는 에어공급부 및 에어가압부의 절대압력(P1)과 진공챔버의 절대압력(P2) 비(P2/P1)를 0.528에 근접하게 유지하여 약 340m/s 이하의 속도(V)를 발현할 수 있고, 노즐의 단면적(A)으로 유량(Q=AV)을 결정할 수 있고; 2차원 형상 및 3차원 형상의 기재 코팅을 위하여 단일 또는 슬릿(slit)한 아음속 노즐을 구성한다. 2) 고상 파우더의 초음속 임계 증착속도를 발현하기 위해 초음속 라발노즐(de Laval nozzle)을 구성하고; 이송기체와 고상파우더는 노즐 단면의 입구에서 아음속으로 노즐목(throat)을 통과하면서 이송기체의 단열팽창으로 인하여 초음속으로 발현되고, 노즐목을 통과한 이송기체 및 고상파우더의 온도 및 압력은 급속하게 감소되고; 2차원 형상 및 3차원 형상의 기재 코팅을 위하여 단일 또는 슬릿(slit)한 노즐을 구성한다.Sixth, 1) construct an orifice-type spray nozzle to express the subsonic critical deposition rate of the solid powder; Spraying speed subsonic an air supply and an air pressurizing portion of absolute pressure (P 1) and the absolute pressure (P 2) ratio (P 2 / P 1) a speed of about 340m / s or less by keeping it close to the 0.528 of the vacuum chamber ( V), and the flow rate Q = AV can be determined by the cross-sectional area A of the nozzle; Single or slit subsonic nozzles are constructed for two- and three-dimensional substrate coating. 2) construct a supersonic de Laval nozzle to express the supersonic critical deposition rate of the solid powder; The conveying gas and the solid powder are expressed at supersonic speed due to the adiabatic expansion of the conveying gas as they pass through the nozzle throat at subsonic velocity at the inlet of the nozzle cross section, and the temperature and pressure of the conveying gas and the solid powder passing through the nozzle throat rapidly become Reduced; Single or slit nozzles are constructed for two- and three-dimensional substrate coating.

일곱째, 증착챔버에 연결된 진공펌프를 마련하고, 진공상태를 통해 증착챔버 내의 1) 화학적 반응(예; 산소와 반응 등)을 감소시켜 코팅층의 화학적 특성을 향상 시키고, 2) 증착시 발생하는 고속기체의 반류(기체가 기재에 충돌한 후 되돌아오는 흐름)에 의해 분사 속도가 감소되는 것을 방지할 수 있고, 3) 증착시 발생하는 소음을 제거할 수 있으며, 증착챔버 내에 위치한 기재를 흡착하여 고정할 수 있는 진공척(vacuum chuck)이 설치되어 있어, 분사에 의한 기재의 요동을 억제하는 기능을 수행할 수 있도록 구성되어 있다. Seventh, to provide a vacuum pump connected to the deposition chamber, to improve the chemical properties of the coating layer by reducing 1) chemical reactions (e.g., reaction with oxygen, etc.) in the deposition chamber through the vacuum state, 2) high-speed gas generated during deposition It is possible to prevent the injection speed from being reduced by the reflux (flow back after the gas collides with the substrate), 3) to remove the noise generated during deposition, and to adsorb and fix the substrate located in the deposition chamber. The vacuum chuck which can be provided is comprised, and it is comprised so that the function which suppresses the fluctuation | variation of the base material by injection can be performed.

본 발명에 따른 온도조절장치를 구비한 고상파우더 진공증착장치와 그 진공증착방법에 의하면 기존 증착법에서 제기된 여러 문제점들을 해결할 수 있다. According to the solid-state powder vacuum deposition apparatus having a temperature control device according to the present invention and the vacuum deposition method thereof, various problems posed by the conventional deposition method can be solved.

구체적으로는, 첫째, 이송기체를 고가의 비활성 기체를 사용하지 않고, 공기를 흡입, 가압하여 압축된 공기로 이송기체를 사용할 수 있고, 1) 소성변형으로 증착되는 금속류, 파쇄로 증착되는 세라믹류(산화물, 질화물, 붕화물 등), 중간적인 증착특성을 지닌 특수재료(탄소나노튜브, 풀러린(fullerene), 그라펜(graphene), 이종재료(예; 금속+세라믹, 금속(또는 세라믹)+특수재료 등) 및 상기 원소들의 조합인 화합물 등의 고상 파우더, 2) 입자 크기가 마이크로미터 크기뿐만 아니라 마이크로미터 크기 이하의 나노미터 크기(예: 어느 한 방향만이 나노미터 크기로 제한되어 있는 2차원 구조의 양자우물(quantum well), 두 방향이 나노미터 크기로 제한되는 1차원 구조의 양자선(quantum wire), 세 방향 모두 나노미터 크기로 제한되는 0차원 구조의 양자점(quantum dot)) 및 비중이 낮은 고상파우더, 3) 입자 형태가 튜브형, 판형, 구형, 선형(예:rod, wire) 등의 형상을 가지고 있는 고상파우더;를 높은 증착효율로 기재에 증착할 수 있다.Specifically, first, the transfer gas can be used as compressed air by suctioning and pressurizing the air without using expensive inert gas, and the transfer gas can be used as compressed air. 1) Metals deposited by plastic deformation and ceramics deposited by fracture. (Oxides, nitrides, borides, etc.), special materials with intermediate deposition properties (carbon nanotubes, fullerenes, graphenes, dissimilar materials (e.g. metals + ceramics, metals (or ceramics) + specials) Solid powders, such as materials, etc.) and compounds that are combinations of the above elements; Quantum wells of structure, quantum wires of one-dimensional structure with two directions limited to nanometer size, quantum dots of zero-dimensional structure with three directions limited to nanometer size, and specific gravity Low solid powder, 3) the particles form a tubular, plate-shaped, spherical, linear (such as solid powder, which has a shape such as a rod, wire); a can be deposited on the substrate at a high deposition efficiency.

둘째, 이송기체와 고상 파우더가 노즐출구를 통과한 후 기재에 분사될 때의 동일한 온도범위의 온도제어로 기재에 열충격, 상변화(phase transformation) 및 기공(dimple) 없이 증착할 수 있기 때문에 종래의 증착 결과에서 볼 수 없었든 치 밀한 고품질 코팅층을 만들 수 있다.Second, since the transfer gas and the solid powder can be deposited on the substrate without thermal shock, phase transformation and porosity by controlling the temperature of the same temperature range when the substrate is sprayed on the substrate after passing through the nozzle outlet, Dense, high quality coatings can be made that are not seen in the deposition results.

셋째, 진공증착챔버를 이용하여 상기 증착방법에서 발생하고 있는 고속가스 및 고상파우더의 반류를 해소하여 증착효율을 극대화 할 수 있고, 분사시 발생하는 소음을 제거할 수 있으며, 화학적 반응을 감소시킬 수 있다.Third, it is possible to maximize the deposition efficiency by eliminating the backflow of the high-speed gas and solid powder generated in the deposition method using the vacuum deposition chamber, to remove the noise generated during the injection, and to reduce the chemical reaction have.

넷째, 진공증착챔버에 연결되어 있는 온도조절장치를 이용하여, 기재의 온도(Ts)를 에어로졸의 온도(Te)보다 낮게 온도를 제어하면 증착시 발생하는 반류를 최소화 할 수 있다.Fourth, by controlling the temperature of the substrate (T s ) lower than the temperature (T e ) of the aerosol using a temperature control device connected to the vacuum deposition chamber, it is possible to minimize the reflux generated during deposition.

다섯째, 아음속 노즐과 초음속 노즐을 사용하여 고상파우더의 종류에 따른 증착 임계속도 이상으로 높은 증착효율을 실현할 수 있다.Fifth, using a subsonic nozzle and a supersonic nozzle, it is possible to realize a high deposition efficiency above the deposition critical speed according to the type of solid phase powder.

여섯째, 다양한 소재의 기재(금속, 세라믹, 고분자 플라스틱, 폴리머 등)에 고밀도, 균일 및 균열이 없는 구조의 코팅층을 형성할 수 있다. 특히 열충격에 약한 고분자 플라스틱 및 폴리머 소재에 적용성이 높다.Sixth, it is possible to form a coating layer having a high density, uniformity and crack-free structure on the substrate (metal, ceramic, polymer plastic, polymer, etc.) of various materials. In particular, it has high applicability to polymer plastics and polymer materials which are weak to thermal shock.

일곱째, 고속의 코팅층 형성 속도가 가능하고, 광범위한 코팅층의 두께(서브마이크로미터~수백마이크로미터) 조절이 용이하다.Seventh, it is possible to form a high-speed coating layer, it is easy to control the thickness (submicrometer ~ hundreds of micrometer) of a wide range of coating layer.

본 발명에 따른 고상파우더 증착장치 및 증착방법에 의해 제조할 수 있는 제품은 전기ㆍ전자관련 코팅; 전도성 (반)투명 전극, FED(field emission display)용 전계방출소자, BLU(back light unit)용 전계방출소자, 조명장치, 태양전지, 반도체, 전자 차폐재, 발열체, 센서, 플렉시블(flexible) 디스플레이, 정전기 분산재, 유전체(dielectric), 자장(magnetically conducting) 재료 등을 예로 들 수 있고, 기계관련 코팅; 내마모성(antifriction) 재료, 내부식성(corrosion-resistance) 재료, 표면 강화(surface hardening) 재료 등을 예로 들 수 있다. Products which can be produced by the solid-phase powder deposition apparatus and deposition method according to the present invention include electrical and electronic related coating; Conductive (semi) transparent electrode, field emission device for FED (field emission display), field emission device for BLU (back light unit), lighting device, solar cell, semiconductor, electronic shielding material, heating element, sensor, flexible display, Electrostatic dispersions, dielectrics, magnetically conducting materials, and the like; Examples include antifriction materials, corrosion-resistance materials, surface hardening materials, and the like.

Ⅰ. 고상파우더 증착장치I. Solid Powder Deposition Equipment

본 발명은 에어공급 및 가압부; 상기 에어공급부로부터 제공받은 공기를 필터링 및 건조 처리하여 배출하는 에어처리부; 상기 에어처리부를 통해 배출된 공기를 가열하는 이송기체온도조절장치부; 상기 가열된 이송기체에 고상파우더를 일정량으로 공급하는 고상파우더공급부; 고상파우더를 냉각할 수 있는 고상파우더냉각온도조절장치부; 내부에 기재가 구비된 진공증착챔버; 상기 에어처리부와 진공증착챔버를 연결하는 관으로서, 상기 에어처리부에서 배출된 공기에 고상파우더가 혼입되어 형성된 에어로졸을 상기 진공증착챔버로 이송하는 단열수송관; 상기 단열수송관의 말단에 구비되어 상기 에어로졸을 상기 진공증착챔버 내부의 기재에 분사하는 분사노즐; 및 상기 진공증착챔버를 진공상태로 유지시키도록 구비된 진공펌프 및 기재를 흡착할 수 있는 진공척(vacuum chuck); 증착 후 남은 미량의 고상파우더를 집진 및 회수 처리하는 고상파우더집진회수처리부; 상기 전체 모듈을 제어할 수 있는 시스템 제어부를 포함하여 구성되는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치를 제공한다.The present invention air supply and pressurization; An air processing unit for filtering and drying the air provided from the air supply unit and discharging the air; A transfer gas temperature adjusting unit for heating the air discharged through the air processing unit; A solid powder supply unit supplying a solid powder to the heated transfer gas in a predetermined amount; Solid-phase powder cooling temperature control unit for cooling the solid-phase powder; A vacuum deposition chamber provided with a substrate therein; A tube for connecting the air processing unit and the vacuum deposition chamber, the adiabatic transport pipe for transporting the aerosol formed by mixing the solid powder into the air discharged from the air processing unit to the vacuum deposition chamber; An injection nozzle provided at an end of the adiabatic transport pipe to inject the aerosol to a substrate in the vacuum deposition chamber; And a vacuum chuck capable of adsorbing a vacuum pump and a substrate provided to maintain the vacuum deposition chamber in a vacuum state. A solid powder dust collection unit for collecting and recovering a small amount of solid powder remaining after deposition; It provides a solid-phase powder vacuum deposition apparatus equipped with a temperature control device configured to include a system control unit that can control the entire module.

이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

1. 에어공급 및 가압부1. Air supply and pressurization part

종래의 증착방법에서 이송기체로는 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He) 등의 비활성 가스를 사용하였고, 이러한 이송기체를 수송관 또는 에어로졸챔버에 유입시켜 에어로졸을 생성시켰다. 그러나 상기 비활성 가스는 상용화 제품을 양산하기 위한 연속공정에 사용하기에는 매우 고가의 기체이며, 저장용기로 사용할 경우에도 용기의 용량 한계성으로 인하여 연속적인 공정을 실행할 수 없는 단점이 있다. 본 발명은 비활성 가스를 사용하지 않고, 일반 공기를 외부에서 유입시켜 활용하도록 구성된 것으로서, 상기 에어공급은 외부의 일반 공기를 유입하여, 후술할 에어처리부에 제공하는 역할을 담당한다. 따라서 본 발명은 상용화 제품을 양산하기 위한 연속공정에 적합하며, 본 발명을 이용하여 제작한 제품의 제작 단가도 크게 줄일 수 있게 된다. In the conventional deposition method, an inert gas such as argon (Ar), nitrogen (N 2 ), helium (He), etc. was used as a transfer gas, and the transfer gas was introduced into a transport tube or an aerosol chamber to generate an aerosol. However, the inert gas is a very expensive gas to be used in a continuous process for mass production of a commercialized product, and even when used as a storage container, there is a disadvantage in that the continuous process cannot be performed due to the capacity limitation of the container. The present invention is configured not to use an inert gas, the general air is introduced to utilize from the outside, the air supply is responsible for providing the air processing unit to be introduced later, by introducing the external general air. Therefore, the present invention is suitable for a continuous process for mass-producing a commercialized product, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost of the product produced using the present invention.

상기 에어공급 및 가압부는 도 1에 도시된 바와 같이 가압장치(100)와 가압관(101)으로 구성된 에어가압부를 설치하여 노즐출구에서 아음속의 분사속도 또는 초음속의 분사속도(Ve; 식 1)를 내기 위하여 노즐입구에서 이송기체의 압력(P)을 높이는 장치를 포함하며, 에어공급부는 에어펌프(10) 및 공기저장탱크(11)로 구성하여, 상기 에어펌프(10)에서는 일측에 구비된 공기흡입구에서 흡입한 공기를 펌핑하여 상기 공기저장탱크(11)로 유입되도록 하고, 공기저장탱크(11)에서는 유입된 공기를 저장한 후 상기 에어처리부(B)에 제공할 수 있다. 상기 공기저장탱크(11)는 다음 단계로 수송되는 공기 토출량의 불규칙성과 지연을 방지하여, 안정적이고 연 속적인 제품 양산을 시행할 수 있게 된다. 또한, 상기 에어펌프(10)와 공기저장탱크(11) 사이 및 상기 공기저장탱크(11)와 에어처리부(B) 사이에는 각각 유동제어밸브(34)를 구비시켜 둠으로써 각 단계별 유입-배출 공기량을 정량으로 조절할 수 있다.As shown in FIG. 1, the air supply and pressurizing unit is provided with an air pressurizing unit consisting of a pressurizing device 100 and a pressurizing tube 101, and a subsonic injection speed or a supersonic injection speed at the nozzle outlet (V e ; Equation 1). It includes a device for increasing the pressure (P) of the transfer gas at the nozzle inlet, the air supply unit comprises an air pump 10 and the air storage tank 11, the air pump 10 is provided on one side The air sucked at the air inlet may be pumped to be introduced into the air storage tank 11, and the air storage tank 11 may be provided to the air processor B after storing the air introduced therein. The air storage tank 11 can prevent the irregularity and delay of the air discharge amount to be transported to the next step, it is possible to carry out a stable and continuous mass production. In addition, a flow control valve 34 is provided between the air pump 10 and the air storage tank 11 and between the air storage tank 11 and the air processor B, respectively, so that the amount of inlet-exhaust air in each stage is increased. Can be controlled quantitatively.

Figure 112008076639542-PAT00001
(식 1)
Figure 112008076639542-PAT00001
(Equation 1)

여기서, Ve = 초음속 노즐 출구에서의 분사속도(m/s)Where V e = injection speed at the supersonic nozzle outlet (m / s)

T = 노즐입구에서의 이송기체 절대온도(K)T = absolute gas temperature at the nozzle inlet (K)

R = 기체상수(universal gas law constant), 8,314.5J/(kmolㆍK)R = universal gas law constant, 8,314.5 J / (kmolK)

M = 이송기체의 분자질량(molecular mass; kg/kmol) M = molecular mass of the carrier gas (kg / kmol)

k = cp/cv = 등엔트로피 팽창계수(isentropic expansion factor)k = c p / c v = isentropic expansion factor

cp = 정압력(constant pressure)에서의 이송기체의c p = conveying gas at constant pressure

비열(specific heat)Specific heat

cv = 정체적(constant volume)에서 이송기체의 비열(specific heat)c v = specific heat of the carrier gas at constant volume

Pe = 초음속 노즐 출구에서 이송기체의 절대압력(Pa)P e = Absolute pressure of conveying gas at the supersonic nozzle outlet (Pa)

P = 초음속 노즐 입구에서 이송기체의 절대압력(Pa)P = absolute pressure of the conveying gas at the supersonic nozzle inlet (Pa)

2. 에어처리부2. Air treatment unit

상기 에어처리부(B)는 상기 에어공급 및 가압부(A)로부터 제공받은 공기를 필터링 및 건조 처리하여 배출하도록 구성된 것이다. 또한, 상기 에어처리부에는 필터링 및 건조 처리된 공기의 유량을 일정하게 조절하여 배출하는 유량조절기(18)를 더 장착할 수 있다. The air processing unit (B) is configured to discharge the filtered and dried treatment of the air provided from the air supply and pressurizing unit (A). In addition, the air processing unit may be further equipped with a flow controller 18 for constantly controlling the discharge of the filtered and dried air flow rate.

에어처리부는 이송기체(즉, 상기 에어공급부로부터 공급된 공기)의 불순물을 제거하고, 상기 유량조절기(18)는 에어공급 및 가압부(A)에서 공급받아 필터링 및 건조 처리된 공기의 양을 일정하게 조절하는 것으로서, 고상파우더와 공기의 혼합으로 형성된 에어로졸이 진공증착챔버(26) 내에 단위 시간당 일정량(liter/min)으로 공급되도록 통제하는 역할을 한다.The air treatment unit removes impurities from a transfer gas (ie, air supplied from the air supply unit), and the flow regulator 18 supplies the filtered and dried air amount supplied from the air supply and pressurization unit A to a predetermined amount. In this case, the aerosol formed by the mixing of the solid powder and the air is controlled to be supplied at a predetermined amount (liter / min) per unit time in the vacuum deposition chamber 26.

한편, 상기 에어처리부는 1차필터(12), 1차건조기(13), 2차필터(13-1) 및 2차건조기(17)를 차례로 구비하여 유입된 공기에 대한 필터링 처리와 건조처리를 반복적으로 시행하도록 구성할 수 있다. 또한 상기 2차필터(13-1)는 수분필터(14), 유분필터(15) 및 먼지필터(16)로 구성하여 공기 중의 불순물을 제거 할 수 있다. 더 나아가, 상기 2차건조기(17) 다음에는 공기가 수분필터(14)를 한번 더 거치도록 구성하여, 공기를 건조 상태로 배출시킬 수 있다.Meanwhile, the air treatment unit includes a primary filter 12, a primary dryer 13, a secondary filter 13-1, and a secondary dryer 17 in order to filter and dry the introduced air. It can be configured to be repeated. In addition, the secondary filter 13-1 may be formed of a water filter 14, an oil filter 15, and a dust filter 16 to remove impurities in the air. Furthermore, after the secondary dryer 17, the air passes through the water filter 14 once again, so that the air may be discharged in a dry state.

상기 1차필터(12)와 1차건조기(13) 사이 및 상기 수분필터(14)와 유량조절기(18) 사이에도 각각 유동제어밸브(34)를 구비시켜 둠으로써 각 단계별 유입-배출 공기량을 정량으로 조절할 수 있다.A flow control valve 34 is also provided between the primary filter 12 and the primary dryer 13 and between the moisture filter 14 and the flow regulator 18 to quantify the inflow / exhaust air volume at each stage. Can be adjusted.

3. 이송기체가열온도조절장치부3. Transfer gas heating temperature control unit

도 1에 도시된 바와 같이 이송기체가열온도조절장치부는 에어처리부(B)와 고 상파우더공급부(D) 사이에 위치하고, 이 장치는 이송기체를 가열하여 온도를 올릴 수 있으며, 도 2 및 도 7c에 보이는 바와 같이 1) 초음속 노즐에서; 가열된 이송기체는 노즐입구에서 노즐 목(throat)을 통과하면서 속도가 증가되어 노즐출구에서 초음속의 분사속도가 발현되고, 이송기체의 온도(식 1에서 T)와 압력(P)은 급강하한다. 따라서, 진공증착챔버에 위치한 기재에 열충격을 가하지 않기 위하여 이송기체의 온도를 조절할 수 있다.As shown in Figure 1, the transfer gas heating temperature control unit is located between the air processing unit (B) and the solid powder supply unit (D), the device can heat the transfer gas to raise the temperature, Figures 2 and 7c As shown in 1) in the supersonic nozzle; The heated conveying gas increases in speed as it passes through the nozzle throat at the nozzle inlet, thereby generating a supersonic injection speed at the nozzle outlet, and the temperature of the conveying gas (T in Equation 1) and the pressure P drop rapidly. Therefore, the temperature of the transfer gas can be adjusted so as not to apply thermal shock to the substrate located in the vacuum deposition chamber.

예를 들어, 650m/s의 초음속 분사속도를 내기 위하여 상온(20℃)의 이송기체를 가열하지 않고, 그대로 노즐 목을 통과시키면 노즐출구에서의 이송기체 온도는 약 영하 120℃가 되어 증착챔버 내에 위치한 기재에 열충격을 가할 수 있다. 따라서, 이송기체의 온도를 160℃로 가열하여 노즐에 통과시키면 이송기체의 온도가 20℃가 되어 열충격을 피할 수 있다는 것이다. 2) 아음속 노즐에서; 도 7a, 도 7b에 보이는 바와 같이 아음속 노즐을 사용하여 340m/s 분사속도 미만을 내기 위한 것으로서, 초음속 노즐과 비교하면 상대적으로 분사속도가 느리기 때문에 분사로 인한 온도 하강은 상대적으로 작은 편이다. 따라서, 아음속 노즐에서는 이송기체의 온도를 초음속 노즐에 적용한 높은 가열온도 보다 낮은 온도로 충분히 기재에 열충격을 가하지 않는 온도로 제어할 수 있다. 그러므로, 상기 초음속 및 아음속의 분사 속도에 따라 이송기체의 온도를 조절하여 기재의 열충격 허용범위로 제어할 수 있다.For example, if the feed gas at room temperature (20 ℃) is not heated to give a supersonic injection speed of 650m / s, and it passes through the nozzle neck as it is, the temperature of the feed gas at the nozzle outlet is about minus 120 ℃. Thermal shock may be applied to the located substrate. Therefore, when the temperature of the transfer gas is heated to 160 ° C. and passed through the nozzle, the temperature of the transfer gas is 20 ° C., thereby avoiding thermal shock. 2) at subsonic nozzles; As shown in FIGS. 7A and 7B, the subsonic nozzle is used to produce less than 340 m / s injection speed, and the temperature drop due to the injection is relatively small compared to the supersonic nozzle because the injection speed is relatively slow. Therefore, in the subsonic nozzle, it is possible to control the temperature of the conveying gas at a temperature lower than the high heating temperature applied to the supersonic nozzle at a temperature that does not sufficiently apply thermal shock to the substrate. Therefore, by controlling the temperature of the transfer gas in accordance with the injection speed of the supersonic and subsonic speed it can be controlled to the thermal shock tolerance of the substrate.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 진공증착챔버(26)에 연결되어 있는 기재온도조절장치(405)를 통하여 증착시 발생하는 반류를 최소화 할 수 있다. 도 9에서 도 시한 그래프에서 알 수 있듯이 진공증착챔버 내부에 위치한 기재의 온도(Ts)를 노즐출구에서의 에어로졸 온도(Te)보다 높게 온도를 제어하면, 고상파우더의 충돌속도감소 없이 증착효율을 더 향상시킬 수 있다. 다시 말하면, 에어로졸의 온도(Te)보다 기재의 온도(Ts)가 클 경우(Ta<Ts) 기재와 분사된 에어로졸의 접촉면에 큰 온도차가 생겨 에어로졸 중에 존재하는 고상파우더가 기재와 분사된 에어로졸 간의 온도차에 의한 기재의 수직한 방향으로 큰 압력(P)을 받아 충돌속도가 감소되어 증착효율이 감소된다는 의미이다. In addition, through the substrate temperature control device 405 connected to the vacuum deposition chamber 26 as shown in FIG. As can be seen from the graph shown in FIG. 9, if the temperature T s of the substrate located inside the vacuum deposition chamber is controlled to be higher than the aerosol temperature T e at the nozzle outlet, the deposition efficiency of the solid phase powder is not reduced. Can be further improved. In other words, when the substrate temperature (T s ) is greater than the temperature (T e ) of the aerosol (T a <T s ), a large temperature difference occurs between the contact surface of the substrate and the injected aerosol, so that the solid powder present in the aerosol is sprayed with the substrate. The impact speed is reduced by receiving a large pressure P in the vertical direction of the substrate due to the temperature difference between the aerosols, which means that the deposition efficiency is reduced.

4. 고상파우더공급부4. Solid powder supply

고상파우더공급부(D)는 도 3에 보이는 바와 같이 고상파우더냉각온도조절장치(103) 및 단열냉각관(109)을 통과하여 에어처리부(B)를 통해 배출된 공기에 고상파우더를 정량으로 공급하기 위한 구성요소이다. 상기 고상파우더공급부는 고상파우더공급장치(21)와 블록챔버(111)로 구성되어 있다. 상기 고상파우더공급장치(21)에서는 단위시간당 토출되는 고상파우더의 양을 일정하게 조절하고, 고상파우더를 균등하게 분산되도록 하여야 한다. 상기 블록챔버(block chamber)(111)는 상기 고상파우더공급장치(21)의 토출구 전면에 연결되어 있고, 고상파우더공급장치(21)에서 토출되는 고상파우더를 블록챔버하부연결관(20)을 통하여 고상파우더냉각온도조절장치(103)로 이송되도록 한다. 또한 블록챔버(111)의 상부에는 기체가 유입될 수 있도록 개방된 개방구(104)가 설치되어 있어, 이송기체의 속도(수~수십m/s)와 압 력(~40bar)이 유지되는 단열수송관(22)에 고상파우더가 흡입(suction)되는 기능을 수행한다. 상기 블록챔버(111)의 상부에 위치한 개방구(104)에는 유입되는 기체의 수분 및 불순물을 제거하기 위한 필터가 구비되거나, 수분 및 불순물이 제거된 기체를 공급할 수 있는 전처리 장치가 구비될 수 있다.The solid powder supply unit D passes through the solid powder cooling temperature controller 103 and the adiabatic cooling tube 109 and supplies solid powder to the air discharged through the air processing unit B as shown in FIG. 3. It is a component for. The solid powder supply unit includes a solid powder supply device 21 and a block chamber 111. In the solid powder supply apparatus 21, the amount of solid powder discharged per unit time is constantly adjusted, and the solid powder must be evenly distributed. The block chamber 111 is connected to the front surface of the discharge port of the solid powder supply device 21, and the solid powder discharged from the solid powder supply device 21 is provided through the lower block chamber connection pipe 20. It is to be transferred to the solid powder cooling temperature control device (103). In addition, an opening 104 is provided at the upper portion of the block chamber 111 to allow gas to flow therein, so that the speed (several to several tens of m / s) and the pressure (˜40 bar) of the transfer gas is maintained. The solid powder is suctioned to the transport pipe 22. The opening 104 located above the block chamber 111 may be provided with a filter for removing moisture and impurities of the gas introduced therein, or may be provided with a pretreatment apparatus for supplying a gas from which moisture and impurities have been removed. .

5. 고상파우더냉각온도조절장치부5. Solid powder cooling temperature controller

고상파우더냉각온도조절장치부(E)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 고상파우더공급부(D)에 직접 연결되어 고상파우더공급장치(21)로부터 토출되어 블록챔버(111)를 통해 공급되는 고상파우더를 냉각하여 온도를 강하시키는 장치이다. 도 2에서 도시한 바와 같이 초음속 노즐입구(201)를 통과한 가열된 이송기체의 온도(T)는 전술한 바와 같이 초음속 노즐목(202)을 통과하여 급격한 온도 하강(Te)이 발생한다. 다만 고상파우더의 입자 크기에 따라 상이한 양상을 보이므로 이를 고려하여야 하는데, 도 2에 보이는 바와 같이 나노입자 크기의 고상파우더는 거의 이송기체의 온도 범위(ΔTn)의 거동을 보이나, 마이크로 크기의 고상파우더는 이송기체의 온도와 큰 온도차(ΔTm)를 보이므로, 이 온도차(ΔTm)만큼 노즐입구 전에서 고상파우더의 온도를 하강시키지 않으면, 이송기체와 별도로 기재에 손상을 줄 수 있으므로, 고상파우더의 온도를 조절하여 이송기체와 같이 거동하게 하여야 한다. 따라서, 상기 초음속 노즐출구(203)의 이송기체 온도뿐만 아니라 고상파우더의 온도 또한 진공증착챔버 내에 위치한 기재에 열 충격을 가하지 않는 허용범위에서 온도가 제어되어야 한다. 따라서, 상기 이송기체가열온도조절장치부(C)와 고상파우더냉각온도조절장치부(E)를 연동시켜 피드백을 통한 온도조절이 가능한 진공증착장치를 구성할 수 있다.Solid powder cooling temperature control unit (E) is directly connected to the solid powder supply unit (D) as shown in Figure 3 is discharged from the solid powder supply device 21 is supplied through the block chamber 111 It is a device to cool down the temperature. Temperature (T) of Fig transferred gas is heated passing through the supersonic nozzle inlet 201 as shown in 2 is a sudden temperature drop (T e) generated through the supersonic nozzle throat 202 as discussed above. However, it should be considered because it shows a different aspect according to the particle size of the solid phase powder, as shown in FIG. 2, the solid phase powder of nanoparticle size almost shows the behavior of the temperature range (ΔT n ) of the carrier gas, Since the powder shows a large temperature difference (ΔT m ) with the temperature of the transfer gas, if the temperature of the solid powder is not lowered before the nozzle entrance by this temperature difference (ΔT m ), the substrate may be damaged separately from the transfer gas. The temperature of the powder should be controlled to behave like a conveying gas. Therefore, not only the temperature of the transfer gas of the supersonic nozzle outlet 203 but also the temperature of the solid phase powder must be controlled within an allowable range in which no thermal shock is applied to the substrate located in the vacuum deposition chamber. Therefore, the transfer gas heating temperature control unit (C) and the solid-phase powder cooling temperature control unit (E) can be configured to configure a vacuum deposition apparatus capable of temperature control through feedback.

고상파우더냉각온도조절장치부(E)에 연결되어 있는 단열냉각관(109)과 단열수송관(22)이 연결되는 위치는 이송기체를 가열하여 일정한 온도가 유지될 수 있고 고상파우더의 냉각온도가 이 이송기체의 온도 영향을 덜 받는 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 단열냉각관(109)의 출구부가 진공증착챔버(26)에 가깝게 설치하는 것이 바람직하다. 다시 말하면 가열된 이송기체와 냉각된 고상파우더가 임의의 일정한 온도차로, 에어로졸 상태로 노즐목에 도달하여 노즐목 통과 후 이송기체와 고상파우더의 온도차가 거의 없이 분사된다는 의미이다. 다만 에어로졸의 분산이 잘 되게 하는 일정한 거리가 있어야 하므로, 단열냉각관(109)의 길이를 충분히 길게 하면 고상파우더의 냉각 및 분산효과를 동시에 달성할 수 있다. The position where the adiabatic cooling pipe 109 and the adiabatic transport pipe 22 connected to the solid powder cooling temperature control unit E can be maintained at a constant temperature by heating the transfer gas, and the cooling temperature of the solid powder is It is desirable to install at a location that is less affected by the temperature of the transfer gas. In other words, it is preferable that the outlet portion of the adiabatic cooling tube 109 is provided close to the vacuum deposition chamber 26. In other words, the heated conveying gas and the cooled solid powder reach the nozzle neck at an arbitrary temperature difference, and are sprayed with little difference in temperature between the conveying gas and the solid powder after passing through the nozzle neck. However, since there must be a certain distance for the dispersion of the aerosol well, by lengthening the length of the adiabatic cooling tube 109 sufficiently can achieve the cooling and dispersing effect of the solid phase powder at the same time.

이렇게 함으로써 이송기체와 고상파우더의 온도를 제어하기가 용이하고, 노즐출구에서 발생되는 온도변화를 열충격이 없는 온도범위로 제어할 수 있다는 의미이다. By doing so, it is easy to control the temperature of the transfer gas and the solid powder, and it is possible to control the temperature change generated at the nozzle outlet in the temperature range without thermal shock.

한편, 고상파우더를 냉각하는 고상파우더냉각온도조절장치부가 필요하지 않는 경우도 있다. 도 8a에 보이는 바와 같이 초음속 노즐목(202)과 초음속 노즐출구(203)의 사이 중 초음속 노즐목(202)의 근처에 형성된 고상파우더공급로(41)를 통해 상온의 고상파우더를 공급하면, 도 8b에 보이는 바와 같이 초음속 노즐입구(201)로 유입된 가열된 이송기체(106)가 초음속 노즐목(202)을 통과하는 순간 공 급된 고상파우더와 혼합되어 에어로졸을 형성시키며, 고상파우더와 이송기체가 혼합된 에어로졸(107)은 이송기체와 같은 속도로 거동하여 초음속 노즐출구(203)를 빠져 나가고, 온도 또한 열충격 영향이 없는 온도로 진공증착챔버 내에서 기재에 분사되어 증착될 수 있다. 단, 기재에 열충격을 가하지 않는 온도로 이송기체를 가열하여 이송하여야 하는 조건을 만족하여야 한다. On the other hand, there is a case where a solid powder cooling temperature control unit for cooling the solid powder is not necessary. As shown in FIG. 8A, when the solid powder at room temperature is supplied through the solid powder supply path 41 formed near the supersonic nozzle neck 202 among the supersonic nozzle neck 202 and the supersonic nozzle outlet 203, FIG. As shown in 8b, the heated conveying gas 106 introduced into the supersonic nozzle inlet 201 is mixed with the supplied solid powder at the moment of passing through the supersonic nozzle neck 202 to form an aerosol, and the solid powder and the conveying gas are The mixed aerosol 107 behaves at the same speed as the conveying gas and exits the supersonic nozzle outlet 203, and may be sprayed and deposited on the substrate in the vacuum deposition chamber at a temperature without thermal shock effects. However, it should satisfy the condition that the transfer gas should be heated and transferred to a temperature that does not apply thermal shock to the substrate.

6. 단열수송관6. Insulation transport pipe

상기 단열수송관(22)은 에어처리부(B)에서 배출된 공기에 고상파우더가 혼입되어 형성된 에어로졸을 상기 진공증착챔버(26)로 이송하는 관로로서, 상기 에어처리부와 진공증착챔버를 연결하도록 구비된 것이다.The adiabatic transport pipe 22 is a conduit for transporting the aerosol formed by mixing the solid powder into the air discharged from the air processing unit B to the vacuum deposition chamber 26, and is provided to connect the air processing unit and the vacuum deposition chamber. It is.

노즐출구에서의 에어로졸 온도를 일정하게 제어하기 위해서는 이송기체가열 온도조절장치부(C)에서 가열된 이송기체 또는 고상파우더냉각온도조절장치부(D)에서 냉각된 고상파우더의 열 손실을 최대한 줄일 수 있는 단열수송관(22)이 필요하다.In order to constantly control the aerosol temperature at the nozzle outlet, the heat loss of the conveying gas heated in the conveying gas heating thermostat section (C) or the solid state powder cooled in the solid state powder cooling thermostat section (D) can be reduced as much as possible. Insulated transport pipe 22 is required.

상기 단열수송관(22)을 지나는 에어로졸이 일정한 유량과 속도를 유지하기 위해서는, 상기 단열수송관의 단면적이 외부의 충격 또는 내부 압력으로 인해 증가하거나 감소되지 않아야 한다. 단열수송관을 플라스틱 재질 등으로 제작하면 외부압력 등의 요인에 의해 단열수송관이 진동되거나, 단면적이 축소 또는 증가하게 되므로 상기 단열수송관을 통해 이송되는 에어로졸의 단면속도분포가 불규칙하게 이루어져 기재에 균일하게 증착되는 것이 어려울 수 있기 때문이다. In order for the aerosol passing through the insulation transport pipe 22 to maintain a constant flow rate and speed, the cross-sectional area of the insulation transport pipe should not increase or decrease due to external impact or internal pressure. If the insulation transport pipe is made of plastic, etc., the insulation transport pipe is vibrated or the cross-sectional area is reduced or increased due to factors such as external pressure, so that the cross-sectional velocity distribution of the aerosol transferred through the insulation transport pipe is irregular, This is because it may be difficult to deposit uniformly.

상기 단열수송관을 통해 이송되는 에어로졸의 유량, 속도 및 온도가 일정한지 체크하기 위해서는 상기 단열수송관에 유량측정기, 압력측정기(23) 및 온도측정기를 더 장착할 수 있다. 또한, 상기 단열수송관은 길이조절장치(24)를 더 구비하며, 단열수송관의 길이를 조절함으로써 단열수송관 말단에 장착된 분사노즐(25)과 기재(27)간의 거리를 조절할 수 있다.In order to check whether the flow rate, speed, and temperature of the aerosol transferred through the adiabatic transport pipe are constant, the adiabatic transport pipe may be further equipped with a flow meter, a pressure gauge 23 and a temperature meter. In addition, the adiabatic transport pipe further includes a length adjusting device 24, by adjusting the length of the adiabatic transport pipe can adjust the distance between the injection nozzle 25 and the substrate 27 mounted at the end of the adiabatic transport pipe.

한편, 상기 단열수송관(22)은 관로배치상 중간에 엘보우(elbow)가 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 단열수송관(22)에 엘보우가 형성된 경우에는 상기 단열수송관 내 엘보우의 초입 부분에 유동조절기(19)를 장착시켜야 한다. 상기 유동조절기(19)는 단열수송관(22)이 엘보우 형태로 변형됨에도 불구하고 이송기체(106)의 속도를 일정하게 유지시켜 주는 장치로서 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 엘보우 없이 수송관과 분사노즐이 연결될 경우에는 추가로 장착할 필요가 없는 장치이다.On the other hand, the adiabatic transport pipe 22 may be an elbow (elbow) is formed in the middle of the pipeline arrangement. As such, when the elbow is formed in the adiabatic transport pipe 22, the flow regulator 19 should be mounted on the inlet portion of the elbow in the adiabatic transport pipe. The flow regulator 19 is a device that maintains a constant speed of the transfer gas 106 even though the adiabatic transport pipe 22 is deformed in the form of an elbow. As shown in FIG. If the pipe and spray nozzle are connected, no additional installation is required.

그러나, 도 4의 (d)에서 도시한 바와 같이 단열수송관(22)에 엘보우가 형성된 경우에는 수송되는 이송기체가 만곡부를 통과하면 원심력에 의해 단열수송관의 내벽 외측을 통과하는 이송기체의 유속이 커지는 현상이 발생하므로 도 4의 (c)에서 도시한 것과 같은 단열수송관 내의 균일한 속도유지를 위해서는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 엘보우 초입 부분에 유동조절기(19)를 설치해 두어야 한다. However, as shown in (d) of FIG. 4, when the elbow is formed in the heat insulation transport pipe 22, the flow rate of the transport gas passing outside the inner wall of the heat insulation transport pipe by centrifugal force when the transport gas transported passes through the curved portion. Since this increase occurs, in order to maintain a uniform speed in the adiabatic transport pipe as shown in (c) of FIG. 4, the flow regulator 19 must be installed at the inlet portion of the elbow as shown in FIG. 4 (b). do.

또한, 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이 단열수송관의 직경이 중간에 확장될 경우에는 도 4의 (f)에 보이는 바와 같이 단열수송관의 중심부분에서 가장 높은 속도분포를 나타내므로, 단열수송관의 전단면에 걸쳐 균일한 속도분포를 얻기 위해 단열수송관 내벽에 유동조절기를 설치하여 도 4의 (g)에 도시된 바와 같은 균일한 유속분포를 얻어 낼 수 있다.In addition, as shown in (e) of FIG. 4, when the diameter of the adiabatic transport tube is extended in the middle, as shown in FIG. 4 (f), the highest velocity distribution is shown in the central portion of the adiabatic transport pipe. In order to obtain a uniform velocity distribution over the front end surface of the adiabatic transport tube, a flow regulator may be installed on the inner wall of the adiabatic transport tube to obtain a uniform flow rate distribution as shown in FIG.

물론, 상기 단열수송관은 엘보우와 같은 만곡변화 또는 단면변화가 없는 상태로 구성하여 별도의 유동조절기의 설치가 필요 없도록 하는 것이 가장 바람직하다. Of course, the adiabatic transport pipe is most preferably configured so that there is no bending change or cross-sectional change such as elbow so that no separate flow regulator is required.

7. 분사노즐7. Injection nozzle

상기 분사노즐(25)은 상기 단열수송관(22)의 말단에 구비되어 상기 에어로졸을 상기 진공증착챔버(26) 내부의 기재(27)에 분사하도록 구비된 것이다.The injection nozzle 25 is provided at the end of the adiabatic transport pipe 22 so as to inject the aerosol to the substrate 27 inside the vacuum deposition chamber 26.

상기 분사노즐(25)은 고상파우더를 증착 임계속도(critical velocity) 이상 및 침식속도(erosion velocity) 미만으로 분사하여 증착효율(deposition efficiency)을 최대로 하기 위한 것이며, 고상파우더의 종류 및 크기에 따라 아음속(subsonic) 노즐 또는 초음속(supersonic) 노즐을 적용할 수 있다. 예를 들어, 25μm 크기 주석(tin) 분말을 약 150m/s 정도의 아음속으로 분사하면 기재에 증착되나, 340m/s 이상의 초음속으로 분사하면 이 분사속도로 인하여 기재 및 증착층이 깍여져 나가는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 각 고상파우더의 종류 및 크기, 비중에 따라 임계속도와 침식속도가 상이하므로, 각 고상파우더에 적합한 분사노즐을 선택적으로 사용하여야 한다. The injection nozzle 25 is for maximizing deposition efficiency by injecting a solid powder at a deposition velocity above a critical velocity and below an erosion velocity, depending on the type and size of the solid powder. Subsonic nozzles or supersonic nozzles may be applied. For example, when spraying 25μm tin powder at subsonic speed of about 150m / s, it is deposited on the substrate, but when spraying at supersonic speed of 340m / s or more, the substrate and the deposition layer are chipped out due to this spraying speed. May occur. Therefore, the critical speed and the erosion speed are different depending on the type, size, and specific gravity of each solid powder. Therefore, a spray nozzle suitable for each solid powder should be selectively used.

아음속 노즐(300)은 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이 아음속 노즐입구(301)의 절대압력(P1)과 아음속 노즐출구(302)의 절대압력(P2) 즉, 진공증착챔버 내부의 절대압력(P2)의 비(P2/P1)가 0.528보다 같거나 작게 하면 분사속도를 340m/s 미만의 아음속으로 낼 수 있고, 이 때 필요한 유량은 P1의 압력에 달려 있으므로 소요유량이 커지지 않도록 P1을 조절할 수 있고, 최대분사 속도를 340m/s 미만으로 발휘하기 위한 오리피스의 단면적을 유량과 분사속도 관계식를 이용하여 계산할 수 있다. 도 5a 및 도 5b는 단일 형태를 가지는 아음속 노즐의 구성 및 그 단면을 도시한 것으로서, 도 5d와 같이 2차원 기재 및 3차원 형상의 물체에 고상 파우더를 증착할 수 있고, 상기 단열수송관(22)과 아음속 노즐(300)을 연결하는 노즐위치제어기(400)를 통해 상기 아음속 노즐(300)은 3축(x,y,z축)으로 운동이 가능한 장치로 위치가 제어된다. 한편, 도 5c는 대면적 증착을 하기 위한 슬릿(slit)형태를 가지는 아음속 노즐(303)의 형상을 나타낸 것이고, 도 5e는 2차원 및 3차원 대면적 형상을 가지는 기재(27)에 고상파우더를 증착할 수 있는 진공증착챔버(26) 내에 위치한 슬릿(slit)형태를 가지는 아음속 노즐(303)을 보여주고 있다. Subsonic nozzle 300 is an absolute pressure (P 2) of the absolute pressure (P 1) and the subsonic nozzle outlet 302 of the subsonic nozzle inlet 301, as shown in Fig. 7a and 7b i.e., inside the vacuum deposition chamber, If the ratio (P 2 / P 1 ) of the absolute pressure (P 2 ) is less than or equal to 0.528, the injection speed can be achieved at subsonic speeds of less than 340 m / s, and the required flow rate depends on the pressure of P 1 . P 1 can be adjusted so as not to become large, and the cross-sectional area of the orifice for exhibiting the maximum injection speed of less than 340 m / s can be calculated using the relationship between the flow rate and the injection speed. 5A and 5B illustrate a configuration and a cross section of a subsonic nozzle having a single shape, and as shown in FIG. 5D, solid powder may be deposited on a two-dimensional substrate and an object having a three-dimensional shape. ) And the subsonic nozzle 300 is controlled by a device capable of moving in three axes (x, y, z axes) through the nozzle position controller 400 connecting the subsonic nozzle 300. On the other hand, Figure 5c shows the shape of the subsonic nozzle 303 having a slit (slit) form for large-area deposition, Figure 5e is a solid powder to the substrate 27 having a two-dimensional and three-dimensional large area shape A subsonic nozzle 303 is shown having a slit shape located within a vacuum deposition chamber 26 that can be deposited.

초음속 노즐(200)은 초음속 노즐입구(201)에서 초음속 노즐목(throat)(202)으로 갈수록 단면적이 작아지고 다시 초음속 노즐목(202)을 지나 초음속 노즐출구(203)로 갈수록 단면적이 커지는 형상을 가지고 있는데, 이를 일반적으로 라발(laval) 노즐이라고 부른다. 이 초음속 노즐은 1897년 스웨덴의 Gustaf de Laval에 의해 개발되어 증기 터빈(steam turbine)에 이용되었고, 그 후 Robert Goddard에 의해 로켓트 엔진에 그 원리가 적용되었다.The supersonic nozzle 200 has a shape in which the cross-sectional area decreases as it goes from the supersonic nozzle inlet 201 to the supersonic nozzle throat 202, and then crosses the supersonic nozzle neck 202 and toward the supersonic nozzle outlet 203 and has a larger cross-sectional area. This is commonly called a laval nozzle. This supersonic nozzle was developed by Gustaf de Laval in Sweden in 1897 and used in steam turbines, which was then applied to rocket engines by Robert Goddard.

이 초음속 노즐의 관계식은 전술한 식 (1)과 같고, 그 단면은 도 6a 및 도 6b에서 도시한 바와 같다. 도 7c와 같이 고상파우더와 이송기체가 혼합된 에어로졸(107)이 초음속 노즐목(202)을 통과하면서 팽창하여 속도가 초음속으로 되고, 압력과 온도는 급강하된다. 왜냐하면 초음속 노즐입구(201)와 초음속 노즐출구(203)의 질량 유량(mass flow rate)이 같아야 하므로 초음속 노즐목(202)의 급속한 단면변화가 초음속 노즐의 역할을 할 수 있어 오랫동안 초음속을 내기 위한 장치로 활용되어 왔다. 도 6c는 대면적 증착을 위한 슬릿(slit) 형태의 초음속 노즐(306)의 형상을 나타낸 것이고, 도 6d는 2차원 및 3차원 형상의 물체에 고상파우더를 증착할 수 있으며, 단열수송관(22)과 초음속 노즐(200)을 연결하는 노즐위치제어기(400)를 통해 3축(x,y,z축)으로 운동이 가능한 장치로 위치가 제어되는 구조로 구성되어 있다. 한편, 도 6e는 2차원 및 3차원 형상의 대면적 기재(27)에 고상파우더를 증착할 수 있는 진공증착챔버(26) 내에 위치한 슬릿 형태의 초음속노즐(306)을 보여주고 있다.The relational expression of this supersonic nozzle is the same as that of Formula (1) mentioned above, and the cross section is as shown in FIG. 6A and 6B. As shown in FIG. 7C, the aerosol 107 in which the solid powder and the conveying gas are mixed expands while passing through the supersonic nozzle neck 202, and the speed becomes supersonic speed, and the pressure and the temperature drop sharply. Because the mass flow rate of the supersonic nozzle inlet 201 and the supersonic nozzle outlet 203 must be the same, the rapid cross-sectional change of the supersonic nozzle neck 202 can act as a supersonic nozzle, thereby making the device supersonic for a long time. It has been used as. Figure 6c shows the shape of the supersonic nozzle 306 of the slit (slit) for large area deposition, Figure 6d is able to deposit the solid state powder on the object of the two-dimensional and three-dimensional shape, the heat insulation transport pipe 22 ) And a device capable of moving in three axes (x, y, z axes) through a nozzle position controller 400 connecting the supersonic nozzle 200. 6E shows a slit-type supersonic nozzle 306 located in the vacuum deposition chamber 26 capable of depositing a solid powder on a large-area substrate 27 having a two-dimensional and three-dimensional shape.

도 8a에 보이는 바와 같이 고상파우더를 초음속 노즐목(202) 근처에 직접 공급하여 노즐 내부에서 에어로졸을 형성시킬 수 있는 개량된 초음속 노즐을 사용하면, 도 8b에 보이는 바와 같이 초음속 노즐입구(201)에서 가열된 이송기체(106)가 초음속 노즐목(202)을 통과하는 순간 고상파우더공급로(41)를 통해 직접 공급된 고상파우더와 혼합되어 노즐 내부에서 에어로졸 상태로 되어 초음속 노즐출구(203)로 빠져나가 초음속으로 기재에 분사된다. 따라서, 고상파우더는 에어로졸 상태로 이송기체와 같은 속도로 거동하고, 온도 또한 열충격 영향이 없는 온도로 진공증착챔버 내에서 기재에 증착될 수 있다. 여기서, 이송기체의 온도는 열충격이 없는 범위 의 온도로 가열하여 초음속 노즐을 통과하여 상온의 고상파우더와 혼합되어 에어로졸이 된 상태의 온도이다. 도 8c 및 도 8d는 개량된 초음속 노즐을 사용하여 적용한 실시예를 도시한 것이다. As shown in FIG. 8A, using an improved supersonic nozzle capable of supplying a solid powder directly near the supersonic nozzle neck 202 to form an aerosol inside the nozzle, at the supersonic nozzle inlet 201 as shown in FIG. 8B. At the moment when the heated conveying gas 106 passes through the supersonic nozzle neck 202, it is mixed with the solid powder supplied directly through the solid powder supply path 41 to be in an aerosol state inside the nozzle and exits to the supersonic nozzle outlet 203. Naga is sprayed on the substrate at supersonic speed. Therefore, the solid powder behaves at the same speed as the transfer gas in the aerosol state, and can be deposited on the substrate in the vacuum deposition chamber at a temperature without temperature and thermal shock effects. Here, the temperature of the conveying gas is a temperature in which the aerosol is mixed with a solid powder at room temperature through a supersonic nozzle heated to a temperature in the range of no thermal shock. 8C and 8D show an embodiment applied using an improved supersonic nozzle.

상기 분사노즐(25)은 상기 단열수송관(22)에 장착된 길이조절장치(24)에 의해 기재(27)와의 이격거리를 적절하게 조절할 수 있고, 각 고상파우더의 임계속도 및 침식속도를 고려하여 아음속 노즐 또는 초음속 노즐을 선택적으로 적용하여 사용할 수 있고, 이때 아음속의 한계 속도 근처의 아음속은 초음속 노즐로도 발현 가능하다. 상기 분사노즐(25)의 재질은 압력과 온도에 강한 스테인레스 스틸이나, 티타늄, 알루미늄 합금 등의 재질로 제작할 수 있다.The injection nozzle 25 can be properly adjusted the separation distance with the substrate 27 by the length adjusting device 24 mounted to the insulated transport pipe 22, considering the critical speed and erosion speed of each solid powder Thus, a subsonic nozzle or a supersonic nozzle can be selectively applied and used, and the subsonic speed near the subsonic speed can be expressed as a supersonic nozzle. The injection nozzle 25 may be made of a material, such as stainless steel, titanium, aluminum alloy, or the like, resistant to pressure and temperature.

8. 진공증착챔버8. Vacuum deposition chamber

상기 진공증착챔버(26)는 고상파우더를 기재 및 형상 물체에 증착시키는 공간을 제공한다. 진공증착챔버(26)의 재질은 진공상태에 따른 외부의 압력에 충분히 저항할 수 있고, 내구성이 있는 스테인레스 스틸 등의 재료로 구성하는 것이 좋고, 증착챔버의 내부를 외부에서 관찰할 수 있도록 투명한 재료를 결합하여 제작할 수 있다.The vacuum deposition chamber 26 provides a space for depositing the solid powder on the substrate and the shape object. The material of the vacuum deposition chamber 26 may be sufficiently resistant to external pressure according to the vacuum state, and may be made of durable stainless steel or the like, and may be transparent to observe the inside of the deposition chamber from the outside. Can be produced by combining.

상기 진공증착챔버(26) 내에는 기재(27)를 이동시키는 이송장치(28)를 더 구비할 수 있다. 이송장치(28)가 구비된 도 1에 도시된 실시예를 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다. 도 1에 도시된 실시예는 분사노즐(25)이 상기 진공증착챔버(26) 안에 위치하고, 기재(27)는 이송장치(28) 위에 배치되어 있다. 또한, 상기 진공증 착챔버는 진공펌프(31)와 연결되어 있다. 또한, 상기 진공증착챔버 일측에는 기재를 진공증착챔버 내부로 위치시키거나, 챔버 내부의 청소 등의 작업을 원활하게 하기 위한 도어가 설치되어 있다. 상기 진공증착챔버 내에서는 기재의 종류에 상관없이 고상파우더를 증착할 수 있다. 다만, 유리, 금속 등과 같이 딱딱한 소재의 기재에 대량으로 고상파우더를 증착시키는 공정을 위해서는 상기 이송장치(28)를 배치타입(소정의 면적을 가지는 기재가 이송장치에 의해 이동하며 증착되는 공정을 실행하기 위한 구조)장치로 구성하고, 폴리머 필름, 호일(foil) 등과 같이 플렉시블한 소재의 기재가 사용되는 경우에는 상기 이송장치를 롤투롤(roll-to-roll) 형태의 인라인 장치로 대체될 수 있다.(도 1에서는 배치타입의 이송장치만을 도시하였다.) 상기 이송장치(28)는 기재의 재질에 따라 조립, 해체 및 치환 가능하도록 구성할 수 있다. 도 5d 및 도 6d에 보이는 바와 같이 3차원 형상(구체, 사면체, 봉, 관 등의 규칙적인 형상 또는 불규칙한 형상) 물체에 고상파우더를 증착시키기 위한 거치대를 설치할 수 있고, 이 거치대는 3차원 형상 물체를 전체적으로 코팅하기 위하여 물체의 위치 제어가 가능한 것으로 구성되어 있다. 또한, 도 5e 및 도6e에 보이는 바와 같이 이송장치는 기재의 이송속도를 조절할 수 있도록 구성할 수 있다. 아울러, 도 9에 도시된 바와 같이 분사된 에어로졸의 온도(Te)와 기재의 온도(Ts) 차이로 인한 분사방향과 반대방향의 압력 발생(기재에 반류 발생)을 최소화하기 위하여, 기재의 온도(Ts)를 노즐출구에서의 에어로졸의 온도(Te)보다 낮게 유지해야 한다. 이를 위해 진공증착챔버(26)에 연결된 기재온도조절장치(405)를 더 추가하여 구성할 수 있으며, 상기 기재온도조절장치(405)는 시스템제어부(H)와 연동하여 기재의 온도를 조절할 수 있다.The vacuum deposition chamber 26 may further include a transfer device 28 for moving the substrate 27. Looking at the embodiment shown in Figure 1 with a transfer device 28 in more detail as follows. In the embodiment shown in FIG. 1, the spray nozzle 25 is located in the vacuum deposition chamber 26, and the substrate 27 is disposed on the transfer device 28. As shown in FIG. In addition, the vacuum deposition chamber is connected to the vacuum pump 31. In addition, one side of the vacuum deposition chamber is provided with a door for locating the substrate into the vacuum deposition chamber or to facilitate the cleaning of the inside of the chamber. In the vacuum deposition chamber, the solid powder may be deposited regardless of the type of the substrate. However, for the process of depositing a large amount of solid powder on a substrate of a hard material such as glass, metal, etc., the transfer apparatus 28 is a batch type (substrate having a predetermined area is carried out by the transfer apparatus to carry out the deposition process. And the transfer device may be replaced with a roll-to-roll type in-line device when a substrate of a flexible material such as a polymer film or a foil is used. (In FIG. 1, only a batch type transfer device is illustrated.) The transfer device 28 may be configured to be assembled, disassembled, and replaced according to the material of the substrate. As shown in FIGS. 5D and 6D, a holder for depositing a solid powder on a three-dimensional object (regular or irregular shape such as a sphere, a tetrahedron, a rod, a tube, etc.) may be installed, and the holder may be a three-dimensional object. It is possible to control the position of the object to coat the whole. In addition, as shown in Figures 5e and 6e the transfer apparatus can be configured to adjust the feed rate of the substrate. In addition, as shown in FIG. 9, in order to minimize the generation of pressure in the opposite direction of the injection direction due to the difference between the temperature (T e ) of the injected aerosol and the temperature (T s ) of the substrate (reflection in the substrate), The temperature T s must be kept below the temperature T e of the aerosol at the nozzle outlet. To this end, the substrate temperature adjusting device 405 connected to the vacuum deposition chamber 26 may be further configured, and the substrate temperature adjusting device 405 may adjust the temperature of the substrate in conjunction with the system control unit H. .

다만, 진공증착챔버의 진공도를 크게 하면 진공증착챔버와 연결되어 있는 온도조절장치(405)를 가동하지 않아도 반류를 최소화할 수 있다. However, if the vacuum degree of the vacuum deposition chamber is increased, the reflux can be minimized even without operating the temperature control device 405 connected to the vacuum deposition chamber.

9. 진공펌프 및 진공척9. Vacuum pump and vacuum chuck

상기 진공펌프(31)는 상기 진공증착챔버(26)를 진공상태로 유지시키기 위한 장비이다. 상기 진공증착챔버를 진공상태로 유지시킴으로써 진공증착챔버 내의 화학적 반응을 감소시키고, 증착시 발생하는 고속기체의 반류(aerodynamic drag; 기체가 기재에 충돌한 후 되돌아오는 흐름)에 의해 입자 흐름의 속도가 감소되는 것을 방지할 수 있고, 또한 증착 소음을 감소시킬 수 있다. 상기 진공증착챔버(26)와 상기 진공펌프(31) 사이에는 압력제어밸브(30)를 장착시킴으로써 진공증착챔버의 진공상태를 효율적으로 유지, 조절할 수 있다. 도 5e 및 도 6e의 기재 하부에는 기재를 흡착하여 고정할 수 있는 진공척(vacuum chuck)(403)이 설치되어 있어, 분사에 의한 기재의 요동을 억제하는 기능을 수행할 수 있도록 구성되어 있다.The vacuum pump 31 is a device for maintaining the vacuum deposition chamber 26 in a vacuum state. By maintaining the vacuum deposition chamber in a vacuum state, the chemical reaction in the vacuum deposition chamber is reduced, and the velocity of the particle flow is increased by the aerodynamic drag (flow returning after the gas collides with the substrate) generated during deposition. The reduction can be prevented, and the deposition noise can also be reduced. By mounting a pressure control valve 30 between the vacuum deposition chamber 26 and the vacuum pump 31, it is possible to efficiently maintain and control the vacuum state of the vacuum deposition chamber. 5E and 6E are provided with a vacuum chuck 403 capable of adsorbing and fixing the substrate, and is configured to perform a function of suppressing the fluctuation of the substrate by spraying.

따라서 진공증착챔버에 별도로 이송장치를 구비하지 않는 회분식 분사공정으로 증착을 시행하는 경우에는 진공증착챔버의 바닥면과 기재 사이에 위치하여 상기 기재의 하부를 진공흡착시켜 고정한 후에 에어로졸을 분사하여 기재에 고상파우더를 기재에 증착시킬 수 있고, 상기 진공증착챔버(26)에 이송장치(28)를 구비하여야 하는 연속식 분사공정으로 증착을 시행하는 경우에는 이송장치(28)의 윗면과 기재 사이에 진공척(403)을 고정설치하여 기재(27)의 하부를 진공흡착하여 고정시킨다. 상기 진공척(403)에 의해 이송장치(28)가 동작되는 경우에도 상기 기재(27)가 안정되게 고정될 뿐만 아니라 에어로졸 분사에 의한 요동 발생도 함께 억제할 수 있다. Therefore, when the deposition is carried out by a batch spraying process that does not have a separate transport device in the vacuum deposition chamber, it is located between the bottom surface of the vacuum deposition chamber and the substrate, and the lower part of the substrate is vacuum-adsorbed and fixed, and then aerosol is sprayed onto the substrate. When the solid powder can be deposited on the substrate, and the deposition is carried out by a continuous spraying process in which the transfer apparatus 28 must be provided in the vacuum deposition chamber 26, a vacuum is formed between the upper surface of the transfer apparatus 28 and the substrate. The chuck 403 is fixed to the lower part of the substrate 27 by vacuum suction. Even when the transfer device 28 is operated by the vacuum chuck 403, the base 27 is not only stably fixed, but also the occurrence of shaking due to aerosol injection can be suppressed.

10. 고상파우더집진회수처리부10. Solid-state powder collection recovery unit

본 고상파우더집진회수처리부(G)는 진공펌프(31)와 연결하여, 증착 후 진공증착챔버(26)에 남은 미량의 고상파우더를 집진 및 회수처리할 수 있도록 구비된 것이다. The solid powder collection and recovery processing unit (G) is connected to the vacuum pump 31 and is provided to collect and recover a small amount of solid powder remaining in the vacuum deposition chamber 26 after deposition.

상기 고상파우더집진회수처리부는 분사노즐을 통해 이송기체와 고상파우더가 혼합되어 형성된 에어로졸이 기재에 증착되고 남은 고상파우더를 집진하여 회수할 수 있다. 고상파우더는 공기보다 무거우므로 공기는 배기하고, 고상파우더는 하부 바닥에서 집진하는 원리를 사용할 수 있다.The solid powder collecting and recovering unit may collect and recover the remaining solid powder by depositing an aerosol formed by mixing the transfer gas and the solid powder through a spray nozzle. Since solid powder is heavier than air, air may be exhausted and solid powder may be collected at a lower floor.

11. 시스템 제어부11. System Control

본 고상파우더 진공증착장치의 구성은 상기 1) 에어공급부 및 가압부, 2) 에어처리부, 3) 이송기체가열온도조절장치부, 4) 고상파우더공급부, 5) 고상파우더냉각온도조절장치부, 6) 단열수송관, 7) 분사노즐, 8) 진공증착챔버, 9) 진공펌프 및 진공척, 10) 고상파우더 집진회수처리부 및 상기 모듈들을 제어할 수 있는 11) 시스템 제어부로 구성되고, 시스템 제어부(H)는 높은 증착효율을 발휘하기 위하여 이송기체 및 고상파우더의 압력, 속도, 유량, 온도 등을 상기 1)~10)의 각 모듈에 연 동하여 제어할 수 있는 것으로 구성되어 있다. The solid powder vacuum deposition apparatus is composed of the above 1) air supply unit and pressurization unit, 2) air processing unit, 3) conveying gas heating temperature control unit, 4) solid powder supply unit, 5) solid powder cooling temperature control unit, 6 A) Insulation transport pipe, 7) injection nozzle, 8) vacuum deposition chamber, 9) vacuum pump and vacuum chuck, 10) solid-phase powder dust collection unit and 11) system control unit for controlling the modules, system control unit ( H) is configured to control and control the pressure, speed, flow rate, temperature, etc. of the transfer gas and solid phase powder to each module of 1) to 10 in order to exhibit high deposition efficiency.

Ⅱ. 고상파우더 진공증착방법II. Solid Powder Vacuum Deposition

본 발명은 (a) 공기를 흡입하여 저장하는 공정; (b) 공기를 가압하는 공정; (c) 흡입된 공기에 대해 필터링 및 건조처리하여 일정량을 이송하는 공정; (d) 상기 (c)공정을 거친 공기를 가열하는 공정; (e) 고상파우더의 정량공급 및 냉각공정; (f) 냉각된 고상파우더를 상기 (d)공정을 거친 공기에 정량공급하여 일정한 혼합밀도로 분산된 에어로졸을 형성시켜 분사노즐로 이송하는 공정; 및 (g) 상기 이송된 에어로졸을 분사노즐을 통해 진공상태의 진공증착챔버 내부에 구비된 기재에 아음속 또는 초음속으로 분사하는 공정; (h) 증착 후 남은 미량의 고상파우더를 포집 및 회수하는 공정; 및 상기 (a)~(h) 공정을 전체적으로 제어하는 고상파우더 진공증착방법을 함께 제공한다.The present invention (a) a step of sucking and storing air; (b) pressurizing air; (c) filtering and drying the sucked air to transfer a predetermined amount; (d) heating the air that has undergone the step (c); (e) quantitative supply and cooling of solid powder; (f) quantitatively supplying the cooled solid powder to the air that has undergone the step (d) to form aerosols dispersed at a constant mixing density, and transferring the same to a spray nozzle; And (g) spraying the transported aerosol at a subsonic or supersonic speed on a substrate provided in the vacuum deposition chamber in a vacuum state through a spray nozzle; (h) collecting and recovering a small amount of solid powder remaining after deposition; And it provides a solid-phase powder vacuum deposition method for controlling the (a) ~ (h) process as a whole.

상기 공정 중 고상파우더가 서브 마이크로미터(나노미터 크기)일 경우에 한해서 상기 (e) 공정 중 고상파우더를 냉각시키는 공정을 생략하여 진행할 수 있다. 왜냐하면 도 2에 보이는 바와 같이 노즐출구에서 분사된 이송기체와 고상파우더의 온도차가 작은 온도범위로 거동하기 때문이다. Only in the case where the solid powder is a submicrometer (nanometer size) in the process, the process of cooling the solid powder in the step (e) may be omitted. This is because, as shown in FIG. 2, the temperature difference between the conveying gas injected from the nozzle outlet and the solid powder behaves in a small temperature range.

상기 고상파우더 진공증착방법은 전술한 고상파우더 진공증착장치를 가동하여 실현할 수 있으며, 자세한 내용은 이하에서 각 공정별로 설명하기로 한다.The solid powder vacuum deposition method may be realized by operating the solid powder vacuum deposition apparatus described above, and details thereof will be described for each process below.

1. (a)공정1. (a) Process

본 공정은 공기를 흡입, 저장하는 공정이다. 본 과정에서 공기펌프로 공기를 흡입하고 공기저장탱크에 저장하여, 공기 토출량의 불규칙성과 지연을 방지하여, 안정적이고 연속적인 제품 양산을 시행할 수 있게 된다.This step is a step of sucking and storing air. In this process, the air is sucked into the air pump and stored in the air storage tank, thereby preventing irregularities and delays in the air discharge amount, thereby enabling stable and continuous mass production.

2. (b)공정2. (b) process

본 공정은 공기를 가압하는 공정으로서, 본 과정에서 가압기(pressure booster)를 이용하여 공기펌프의 압력을 더 증가시켜, 노즐 출구에서 아음속 또는 초음속의 분사속도를 발현할 수 있다.This step is a step of pressurizing the air, in this step by using a pressure booster (pressure booster) to further increase the pressure of the air pump, it is possible to express the injection speed of subsonic or supersonic at the nozzle outlet.

3. (c)공정 3. (c) process

본 공정은 흡입된 공기에 대한 필터링 및 건조 처리하여 일정량으로 배출하는 공정이다. 본 공정은 구체적으로 다음의 과정으로 수행할 수 있다.This process is a process of filtering and drying the sucked air to discharge a certain amount. This process can be specifically performed by the following process.

ⅰ) 외부에서 흡입하여 저장시킨 공기의 불순물을 1차적으로 필터링 하는 단계;Iii) primarily filtering impurities contained in the inhaled and stored air;

ⅱ) 1차 필터링된 공기를 1차 건조기를 통해 공기의 수분을 제거하는 단계;Ii) removing the moisture of the air through the primary filtered air through the primary dryer;

ⅲ) 1차 공기건조기를 통해 수송된 공기의 불순물을 수분필터, 유분필터 및 먼지필터로 2차 필터링하는 단계;Iii) secondary filtering the impurities in the air transported through the primary air dryer with a water filter, an oil filter and a dust filter;

ⅳ) 2차 필터링된 공기를 2차 건조기에 수송하여 공기의 수분을 제거하는 단계; Iii) transporting the secondary filtered air to a secondary dryer to remove moisture from the air;

ⅴ) 수분을 제거하기 위하여 필터링 하는 단계;Iii) filtering to remove moisture;

ⅵ) 이상의 각 단계를 거쳐 불순물이 제거된 공기를 유량조절기로 일정량 배출시키는 단계;Iii) discharging the air from which impurities are removed through each of the above steps to a flow controller;

상기한 각 단계는 전술한 고상파우더진공증착장치의 에어처리부에 의해 시행할 수 있다.Each of the above steps can be carried out by the air processing unit of the solid-phase powder vacuum deposition apparatus described above.

4. (d)공정4. (d) process

본 공정은 상기 (c)공정을 거친 공기를 가열하는 공정으로서, 전술한 바와 같이 진공증착챔버 내에 위치한 기재 및 물체에 열충격을 주지 않는 범위(예를 들면, 플라스틱 기재는 영하 40℃~영상 80℃)에서 분사속도를 아음속에서 초음속까지 내기 위하여 이송기체를 가열하는 공정이다.This step is a step of heating the air that has passed through the step (c), and as described above, the range that does not give a thermal shock to the substrate and the object located in the vacuum deposition chamber (for example, the plastic substrate is minus 40 ℃ ~ image 80 ℃ ) Is the process of heating the transfer gas to produce the injection speed from subsonic to supersonic speed.

5. (e)공정5. (e) Process

본 공정은 고상파우더를 정량공급하여 냉각하는 공정으로서, 전술한 바와 같이, 초음속 노즐목을 통과하는 마이크로미터 입자 크기의 고상파우더는 초음속 노즐출구에서의 이송기체의 온도 및 고상파우더의 온도 차이를 고려하여 초음속 노즐의 입구 전에서 미리 고상파우더를 냉각시킨 후, 가열되어 이송되는 이송기체에 이송하여 초음속 노즐의 출구단에서 이송기체와 마이크로미터 입자 크기의 고상파우더를 동일한 온도범위로 기재에 분사하여, 기재에 열충격을 가하지 않은 공정을 채택하고, 나노미터 입자크기의 고상파우더를 사용하는 경우에는 초음속 노즐출구를 통과하여도 진공증착챔버 내에서 이송기체와 고상파우더의 온도 차가 거의 없으므로, 고상파우더를 미리 냉각시키는 공정을 생략할 수도 있다.This process is a process to quantify and cool the solid powder. As described above, the micrometer particle size that passes through the supersonic nozzle neck takes into account the difference between the temperature of the transfer gas and the solid powder at the supersonic nozzle exit. After cooling the solid powder in advance before the inlet of the supersonic nozzle, it is transferred to the conveying gas that is heated and transported, and at the outlet of the supersonic nozzle, the carrier gas and the solid powder of the micrometer particle size are sprayed on the substrate in the same temperature range, In case of adopting a process that does not apply thermal shock to the substrate and using a solid-state powder of nanometer particle size, there is almost no temperature difference between the transfer gas and the solid-phase powder in the vacuum deposition chamber even when passing through the supersonic nozzle outlet. The step of cooling may be omitted.

따라서, 상기 노즐출구의 이송기체 온도뿐만 아니라 고상파우더의 온도 또한 진공증착챔버 내에 위치한 기재에 열 충격을 가하지 않는 허용범위에서 최초 고상파우더의 온도가 제어되어야 한다. 따라서, 상기 이송기체가열온도조절장치부와 고상파우더냉각온도조절장치부를 연동시켜 피드백을 통한 온도조절이 가능한 장치를 구성할 수 있다.Therefore, the temperature of the solid-state powder as well as the temperature of the conveying gas at the nozzle outlet must also be controlled at the temperature of the initial solid-phase powder within an allowable range in which no thermal shock is applied to the substrate located in the vacuum deposition chamber. Therefore, the apparatus for controlling temperature through feedback may be configured by interlocking the transfer gas heating temperature adjusting unit and the solid powder cooling temperature adjusting unit.

6. (f)공정6. (f) Process

본 공정은 냉각된 고상파우더를 상기 (d)공정을 거친 공기에 정량공급하여 일정한 혼합밀도로 분산된 에어로졸을 형성시켜 분사노즐로 이송하는 공정이다.This process is a process of quantitatively supplying the cooled solid powder to the air that has passed through the step (d) to form aerosol dispersed in a constant mixing density to transfer to the injection nozzle.

본 공정은 단열수송관 내에서 시행되도록 할 수 있으며, 고상파우더와 공기를 일정량으로 제어함으로써 수송관 내에서 이송되는 에어로졸의 유량과 유속을 일정하게 유지시킬 수 있다.This process can be carried out in the adiabatic transport pipe, it is possible to maintain a constant flow rate and flow rate of the aerosol transported in the transport pipe by controlling a certain amount of solid powder and air.

7. (g)공정7. (g) Process

본 공정은 상기 에어로졸을 진공상태의 진공증착챔버 내에 구비된 기재에 아음속 또는 초음속의 속도로 분사하는 공정이다. 상기 진공증착챔버는 진공펌프와 연동시켜 진공상태를 유지할 수 있고, 반류에 의한 증착율 저하를 최소화하고 증착 소음을 제거할 수 있다. This step is a step of injecting the aerosol to the substrate provided in the vacuum deposition chamber in a vacuum state at a subsonic or supersonic speed. The vacuum deposition chamber may maintain a vacuum state by interlocking with a vacuum pump, minimize deposition rate reduction due to reflux, and remove deposition noise.

한편, 전술한 증착챔버의 진공으로 증착시 반류를 최소화 할 수 있는 방법 외에 도 1에 보이는 바와 같이 진공증착챔버에 연결된 온도조절장치를 통하여 진공증착챔버 내부에 위치한 기재의 온도(Ts)를 노즐출구에서의 분사 에어로졸 온도(Te) 보다 낮게 온도를 제어하면, 고상파우더의 충돌속도 감소 없이 증착효율을 더 향상시킬 수 있다. 다시 말하면, 도 9에 보이는 바와 같이 에어로졸의 온도(Te)보다 기재의 온도(Ts)가 클 경우(Te<Ts) 기재와 분사된 에어로졸의 접촉면에 온도차로 인한 수직한 방향으로 큰 압력(P)을 받아 충돌속도가 감소되어 증착효율이 감소된다. On the other hand, in addition to the method of minimizing the reflux during the deposition of the vacuum deposition chamber described above, as shown in Figure 1 through the temperature control device connected to the vacuum deposition chamber the temperature (T s ) of the substrate located inside the vacuum deposition chamber nozzle When controlling the temperature of the aerosol jet (T e) less than the temperature at the outlet, it is possible to further improve the deposition efficiency without reducing the impact velocity of the solid powder. That is, as shown in 9, a temperature of the substrate above the temperature of the aerosol (T e) If (T s) is large (T e <T s) larger in the vertical direction due to the temperature difference in the contact surface of the base material and spraying the aerosol Under the pressure P, the collision speed is reduced, thereby reducing the deposition efficiency.

여기서, 상기 진공증착챔버에 연결된 기재온도조절장치는 진공증착챔버 내에 위치한 기재에 열충격을 가하지 않는 범위로 온도를 제어한다.Here, the substrate temperature control device connected to the vacuum deposition chamber controls the temperature to a range that does not apply a thermal shock to the substrate located in the vacuum deposition chamber.

8. (h)공정8. (h) process

상기 (g)공정에 의해 분사된 고상파우더 중 증착되지 않은 미량의 고상파우더를 배기하여 포집ㆍ회수하는 공정이다. This is a step of collecting and recovering a small amount of solid powder which is not deposited among the solid powder injected by the step (g).

최대 증착효율을 발휘하기 위하여 상기 (a)~(h) 공정을 상기 1) 에어공급부 및 가압부, 2) 에어처리부, 3) 이송기체가열온도조절장치부, 4) 고상파우더공급부, 5) 고상파우더냉각온도조절장치부, 6) 단열수송관, 7) 분사노즐, 8) 진공증착챔버, 9) 진공펌프 및 진공척, 10) 고상파우더집진회수처리부의 각 모듈을 11) 시스템 제어부에 연동하여 제어할 수 있는 고상파우더 진공증착방법을 함께 제공한다.In order to achieve the maximum deposition efficiency, the steps (a) to (h) are performed in the following steps: 1) air supply unit and pressurization unit, 2) air processing unit, 3) transfer gas heating temperature control unit, 4) solid phase powder supply unit, 5) solid phase Powder Cooling Temperature Control Unit, 6) Insulation Transport Pipe, 7) Injection Nozzle, 8) Vacuum Deposition Chamber, 9) Vacuum Pump and Vacuum Chuck, 10) Solid Module Dust Collector Provided is a solid powder vacuum deposition method that can be controlled.

Ⅲ. 고상파우더 진공증착에 의해 형성되는 결과물III. Result formed by solid powder vacuum deposition

상기한 본 발명을 적용할 수 있는 영역은 다음과 같다.The area to which the present invention described above is applicable is as follows.

1. 고상파우더(탄소나노튜브, ITO(indium tin oxide) 등)로 증착하여 구현되는 전도성 (반)투명 전극1. Conductive (semi) transparent electrode formed by depositing with solid phase powder (carbon nanotube, ITO (indium tin oxide), etc.)

2. 탄소나노튜브 분말로 증착 구현되는 FED(field emission display) 및 BLU(back light unit)용 전계방출소자2. Field emission device for FED (field emission display) and BLU (back light unit) which is deposited by carbon nanotube powder

3. 탄소나노튜브 분말로 증착 구현되는 고효율 조명장치3. High-efficiency lighting device deposited by carbon nanotube powder

4. 고상 파우더로 증착 구현되는 태양 전지4. Solar Cells Deposited by Solid Powders

- 실리콘(silicon) 태양전지  -Silicon solar cell

- Ⅲ-Ⅴ족 화합물 GaAs, InP 태양전지  -Group III-V compound GaAs, InP solar cell

- CIGS(CGS, CIS), CdTe 태양전지  -CIGS (CGS, CIS), CdTe Solar Cell

- 양자점(quantum dot) 태양전지-Quantum dot solar cell

5. 고상파우더로 증착구현되는 양자점(quantum dot) 반도체 소자(semiconductor diode)5. Quantum dot semiconductor diode deposited by solid powder

6. 고상파우더(탄소나노튜브, 구리 등)로 증착 구현되는 반도체 배선6. Semiconductor wiring deposited by solid powder (carbon nanotube, copper, etc.)

7. 고상파우더로 증착 구현되는 전자 차폐재7. Electronic shield material deposited by solid powder

8. 탄소나노튜브 분말로 증착 구현되는 고효율 발열체8. High efficiency heating element deposited by carbon nanotube powder

9. 탄소나노튜브 분말로 증착 구현되는 고효율 센서9. High-efficiency sensor deposited with carbon nanotube powder

10. 고상파우더로 증착 구현되는 플렉시블(flexible) 디스플레이10. Flexible Display Deposited by Solid-Powder

11. 고상파우더로 증착 구현되는 정전기 분산재11. Electrostatic Dispersion Impregnated with Solid Powder

12. 탄소나노튜브로 증착 구현되는 고분자 복합재 및 초경량, 고강도 복합재 12. Polymer composite and ultra light, high strength composite with carbon nanotubes

13. 고상파우더로 증착구현 되는 유전체(dielectric)13. Dielectric deposited by solid powder

14. 고상파우더로 증착 구현 되는 전자장(magnetically conducting) 재료14. Magnetically conducting material deposited by solid powder

15. 고상파우더로 증착구현 되는 내마모성(antifriction) 재료15. Antifriction material deposited by solid powder

16. 고상파우더로 증착구현 되는 내부식성(corrosion-resistance) 재료16. Corrosion-resistance material deposited by solid powder

17. 고상파우더로 증착구현 되는 표면 강화(surface hardening) 재료 등.17. Surface hardening materials, etc., deposited by solid powder.

도 1은 본 발명 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an apparatus of the present invention.

도 2는 초음속 노즐에서의 이송기체와 고상파우더 입자크기에 따른 온도변화 그래프이다.Figure 2 is a graph of the temperature change according to the particle size of the solid gas and the conveying gas in the supersonic nozzle.

도 3은 단열수송관에 냉각된 고상파우더를 흡입하여 가열된 이송기체와 혼합되는 것을 나타낸 개략도이다. 3 is a schematic view showing that the solid powder cooled in the adiabatic transport pipe is mixed with a heated transport gas.

도 4는 수송관의 엘보우 단면 또는 확장 단면에서 발생하는 이송기체의 속도분포를 나타낸 모식도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing the velocity distribution of the transfer gas generated in the elbow cross-section or expansion cross-section of the transport pipe.

도 5a는 아음속 노즐의 단면도이다.5A is a cross-sectional view of a subsonic nozzle.

도 5b는 도 5a의 A-A단면 형상이다.5B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 5A.

도 5c는 슬릿 형태의 아음속 노즐의 구조를 나타낸 것이다.Figure 5c shows the structure of the subsonic nozzle in the slit form.

도 5d는 아음속 노즐이 증착챔버에 위치하여 3차원 형상을 코팅하기 위한 개략도이다.5D is a schematic diagram for coating a three-dimensional shape with a subsonic nozzle positioned in the deposition chamber.

도 5e는 아음속 슬릿 노즐이 증착챔버에 위치하여 2차원 형상의 대면적 기재를 코팅하기 위한 개략도이다.5E is a schematic diagram for coating a large area substrate of a two-dimensional shape with a subsonic slit nozzle positioned in the deposition chamber.

도 6a는 초음속 노즐의 단면도이다.6A is a cross-sectional view of the supersonic nozzle.

도 6b는 도 6a의 B-B단면 형상이다.FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 6A.

도 6c는 초음속 슬릿 노즐의 사시도이다.6C is a perspective view of the supersonic slit nozzle.

도 6d는 초음속 노즐이 증착챔버에 위치하여 3차원 형상을 코팅하기 위한 개략도이다.6D is a schematic diagram for coating a three-dimensional shape with a supersonic nozzle located in the deposition chamber.

도 6e는 초음속 슬릿 노즐이 증착챔버에 위치하여 2차원 형상의 대면적 기재를 코팅하기 위한 개략도이다.6E is a schematic diagram for coating a large area substrate of a two-dimensional shape with a supersonic slit nozzle positioned in the deposition chamber.

도 7a는 아음속 노즐에서의 분사속도 그래프이다. 7A is a graph of injection speed in a subsonic nozzle.

도 7b는 노즐입구의 절대압력(P1)과 노즐출구 절대압력(P2) 비(P2/P1)에 따른 분사속도 변화 그래프이다.Figure 7b is a graph according to the injection rate change of absolute pressure of the nozzle inlet (P 1) and the nozzle outlet absolute pressure (P 2) ratio (P 2 / P 1).

도 7c는 초음속 노즐의 단면 위치에 따른 분사속도, 압력 및 온도의 변화 분포를 나타낸 그래프이다.Figure 7c is a graph showing the distribution of the change in injection speed, pressure and temperature according to the cross-sectional position of the supersonic nozzle.

도 8a는 고상파우더를 초음속 노즐목 후반부에 공급할 수 있는 개량된 초음속 노즐의 단면도이다.8A is a cross-sectional view of an improved supersonic nozzle capable of supplying a solid powder to the rear of the supersonic nozzle neck.

도 8b는 상온의 고상파우더를 초음속 노즐목 후반부에 공급할 때 발생하는 이송기체 및 고상파우더의 온도 거동과 속도 변화를 나타내는 그래프이다.8B is a graph showing the temperature behavior and the speed change of the conveying gas and the solid powder generated when the solid powder at room temperature is supplied to the latter part of the supersonic nozzle neck.

도 8c는 도 8a의 초음속 노즐을 진공증착챔버에 위치하여 3차원 형상을 코팅하기 위한 개략도이다.8C is a schematic diagram for coating the three-dimensional shape by placing the supersonic nozzle of FIG. 8A in a vacuum deposition chamber.

도 8d는 도 8a의 슬릿 형태의 초음속 노즐을 진공증착챔버에 위치하여 2차원 형상의 대면적 기재를 코팅하기 위한 개략도이다.FIG. 8D is a schematic diagram for coating a large area substrate having a two-dimensional shape by placing the slit-type supersonic nozzle of FIG. 8A in a vacuum deposition chamber.

도 9는 노즐출구에서의 이송기체와 고상파우더가 혼합되어 형성된 에어로졸의 온도(Te)와 기재의 온도(Ts) 및 노즐과 기재간 거리(D)에 따른 압력(P) 변화를 보여주는 그래프이다.9 is a graph showing the pressure (P) changes according to the nozzle exit transport gas and solid phase between powder is the temperature (T s) of the substrate temperature (T e) of an aerosol of a mixture formed and the nozzle and the substrate distance (D) in to be.

<발명의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Codes for Main Parts of the Invention>

A : 에어공급부 및 에어가압부 B : 에어처리부A: Air supply part and air pressurization part B: Air processing part

C : 이송기체가열온조조절장치부 D : 고상파우더공급부C: Transfer gas heating thermostat part D: Solid powder supply part

E : 고상파우더 냉각온도조절장치부E: Solid powder cooling temperature controller

F : 에어로졸 분사증착부 G : 고상파우더 집진회수처리부F: Aerosol injection deposition part G: Solid powder dust collection part

H : 시스템 제어부H: system control unit

10 : 에어펌프 11 : 공기저장탱크10: air pump 11: air storage tank

12 : 1차필터 13 : 1차건조기12: 1st filter 13: 1st dryer

13-1 : 2차필터 14 : 수분필터13-1: Secondary filter 14: Moisture filter

15 : 유분필터 16 : 먼지필터15 oil filter 16 dust filter

17 : 2차건조기 18 : 유량조절기17: secondary dryer 18: flow controller

19 : 유동조절기 20 : 블록챔버하부연결관19: flow regulator 20: block chamber lower connection pipe

21 : 고상파우더공급장치 22 : 단열수송관21: solid powder supply device 22: heat insulation transport pipe

23 : 압력측정기 24 : 길이조절장치23: pressure measuring instrument 24: length adjusting device

25 : 분사노즐 26 : 진공증착챔버25: injection nozzle 26: vacuum deposition chamber

27 : 기재 28 : 이송장치27: substrate 28: transfer device

29 : 진공연결관 30 : 압력제어밸브29: vacuum connection pipe 30: pressure control valve

31 : 진공펌프 34 : 유동제어밸브31: vacuum pump 34: flow control valve

35 : 단열수송관과 분사노즐연결부35: insulated transport pipe and spray nozzle connection

40 : 공기흡입구 41 : 고상파우더공급로40: air intake 41: solid powder supply path

100 : 가압장치 101 : 가압관100: pressure device 101: pressure tube

102 : 이송기체가열온도조절장치 103 : 고상파우더냉각온도조절장치102: transfer gas heating temperature control device 103: solid powder cooling temperature control device

104 : 개방구 105 : 고상파우더104: opening 105: solid powder

106 : 이송기체 107 : 고상파우더와 공기의 에어로졸106: transfer gas 107: aerosol of solid powder and air

108 : 고상파우더 집진회수처리기 109 : 단열냉각관108: solid powder dust collection unit 109: adiabatic cooling tube

110 : 고상파우더 집진회수처리연결관 111 : 블록챔버110: solid-state powder dust collection connector 111: block chamber

200 : 초음속 노즐 201 : 초음속 노즐입구200: supersonic nozzle 201: supersonic nozzle inlet

202 : 초음속 노즐목 203 : 초음속 노즐출구202: Supersonic nozzle neck 203: Supersonic nozzle exit

205 : 초음속 노즐의 사각형 단면 206 : 초음속 노즐의 원형단면205: square cross section of the supersonic nozzle 206: circular cross section of the supersonic nozzle

300 : 아음속 노즐 301 : 아음속 노즐입구300: subsonic nozzle 301: subsonic nozzle inlet

302 : 아음속 노즐출구 303 : 슬릿 형태의 아음속 노즐 302: subsonic nozzle outlet 303: slit type subsonic nozzle

304 : 아음속 노즐의 사각형 단면 305 : 아음속 노즐의 원형 단면304: square cross section of a subsonic nozzle 305: circular cross section of a subsonic nozzle

306 : 슬릿 형태의 초음속 노즐 400 : 노즐위치제어기306: Slit-type supersonic nozzle 400: nozzle position controller

401 : 3차원 형상 물체 위치제어대 402 : 3차원 형상 물체401: three-dimensional object position control table 402: three-dimensional object

403 : 진공척 404 : 기재온도조절단열관403: vacuum chuck 404: substrate temperature control insulation tube

405 : 기재온도조절장치 500 : 시스템 제어장치405: substrate temperature control device 500: system control device

Claims (32)

에어펌프 및 공기저장탱크로 구성되는 에어공급부;An air supply unit configured of an air pump and an air storage tank; 상기 에어공급부로부터 공급되는 공기에 압력을 부가하는 에어가압부;An air pressurizing unit for adding pressure to air supplied from the air supply unit; 상기 에어공급부 및 에어가압부로부터 제공받은 가압된 공기를 필터링 및 건조처리하여 배출하는 에어처리부;An air processor for filtering and drying the pressurized air provided from the air supply unit and the air pressurizing unit to discharge the filtered air; 상기 에어처리부를 통해 배출된 공기에 고상파우더를 일정량으로 공급하는 고상파우더공급부;Solid powder supply unit for supplying a solid powder in a predetermined amount to the air discharged through the air processing unit; 내부에 기재가 위치하며 진공연결관에 의해 연결된 진공펌프를 통해 내부의 공기를 배출시켜 내부를 진공상태로 유지하는 진공증착챔버;A vacuum deposition chamber in which a substrate is located inside and discharging the air through a vacuum pump connected by a vacuum connection tube to maintain the interior in a vacuum state; 상기 에어처리부와 상기 진공증착챔버를 연결하는 관으로서, 상기 에어처리부에서 배출된 공기에 상기 고상파우더공급부에서 공급받은 고상파우더가 혼입되어 형성된 에어로졸을 상기 진공증착챔버로 이송하는 단열수송관;An insulating transport pipe for connecting the air processing unit and the vacuum deposition chamber, the aerosol formed by mixing the solid powder supplied from the solid powder supply unit with the air discharged from the air processing unit to the vacuum deposition chamber; 상기 에어처리부와 상기 고상파우더공급부 사이에 위치하는 단열수송관에 부설되며 상기 에어처리부로부터 배출되어 이송되는 공기를 고상파우더가 혼입되어 에어로졸을 형성하기 전에 미리 가열하여 공기의 온도를 조절하는 이송기체가열온도조절장치부;The transfer gas heating is installed in the adiabatic transport pipe located between the air processing unit and the solid powder supply unit and heats the air discharged and transferred from the air processing unit before the solid powder is mixed to form an aerosol to control the temperature of the air. Temperature control unit; 상기 단열수송관의 말단에 구비되어, 상기 에어로졸을 상기 진공증착챔버 내부에 위치하는 기재에 분사하는 단일 또는 슬릿으로 구성된 분사노즐; 및An injection nozzle provided at an end of the adiabatic transport pipe and configured to inject the aerosol to a substrate positioned inside the vacuum deposition chamber; And 상기 각 구성요소와 연결되어 있으며, 이송기체 및 고상파우더의 압력, 속 도, 유량, 온도 등의 조건을 각 구성요소에 연동하여 제어하는 시스템제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.Is connected to each of the components, the temperature control device characterized in that it comprises a system control unit for controlling the conditions, such as pressure, speed, flow rate, temperature, etc. of the transfer gas and solid state powder to each component Solid-phase powder vacuum deposition apparatus provided. 제1항에서,In claim 1, 상기 에어펌프와 공기저장탱크 사이 및 상기 공기저장탱크와 에어처리부 사이에 각각 설치되는 유동제어밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. And a flow control valve disposed between the air pump and the air storage tank, and between the air storage tank and the air processing unit, respectively. 제1항에서,In claim 1, 상기 에어처리부와 단열수송관 사이에 설치되며 필터링 및 건조처리된 공기의 유량을 일정하게 조절하여 배출하는 유량조절기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.And a flow controller installed between the air processing unit and the adiabatic transport pipe and configured to discharge and regulate the flow rate of the filtered and dried air uniformly. 제3항에서,4. The method of claim 3, 상기 에어처리부는 1차필터, 1차건조기, 2차필터 및 2차건조기가 순차적으로 구성되어 유입된 공기의 필터링 처리 및 건조처리를 반복적으로 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. The air processing unit is a solid-state with a temperature control device, characterized in that the primary filter, the primary dryer, the secondary filter and the secondary dryer are sequentially configured to perform filtering and drying treatment of the incoming air repeatedly Powder vacuum deposition system. 제4항에서,In claim 4, 상기 2차필터는 수분필터, 유분필터 및 먼지필터로 구성된 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.The secondary filter is a solid-phase powder vacuum deposition apparatus having a temperature control device, characterized in that consisting of a water filter, an oil filter, and a dust filter. 제5항에서,In claim 5, 상기 2차건조기와 상기 유량조절기 사이에 설치되는 수분필터와 A water filter installed between the secondary dryer and the flow controller; 상기 1차필터와 1차건조기 사이 및 수분필터와 유량조절기 사이에 각각 설치되는 유동제어밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. And a flow control valve disposed between the primary filter and the primary dryer and between the moisture filter and the flow regulator, respectively. 제1항에서,In claim 1, 상기 고상파우더공급부는 단위시간당 공급되는 고상파우더의 양을 일정하게 조절하고 고상파우더를 균등하게 분산시키는 고상파우더공급장치와 고상파우더공급장치의 토출구 전면에 연결되어 있고 상부에는 공기가 내부로 유입될 수 있도록 개방구가 형성되어 있어 압력차를 통해 상기 단열수송관에 제공되는 고상파우더가 흡 입되도록 하는 블록챔버로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.The solid powder supply unit is connected to the front of the discharge port of the solid powder supply device and the solid powder supply device that uniformly regulates the amount of solid powder supplied per unit time and evenly distributes the solid powder, the air can be introduced into the upper portion The solid-state powder vacuum deposition apparatus with a temperature control device, characterized in that the opening is formed so that it consists of a block chamber to suck the solid powder provided to the insulation transport pipe through the pressure difference. 제7항에서,In claim 7, 상기 고상파우더공급부는 일측은 상기 블록챔버의 하부와 연통되어 있고 타측은 상기 단열수송관과 연통되어 있는 블록챔버하부연결관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. The solid powder supply unit is a solid powder vacuum with a temperature control device, characterized in that the one side is further connected to the lower portion of the block chamber and the other side is connected to the lower chamber chamber connecting tube is in communication with the heat insulating transport pipe Vapor deposition apparatus. 제8항에서,In claim 8, 상기 블록챔버의 상부에 위치한 개방구에 설치되며 상기 블록챔버 내부로 유입되는 공기의 수분 및 불순물을 제거하기 위한 전처리장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. It is installed in the opening located in the upper portion of the block chamber and solid-phase powder vacuum deposition with a temperature control device characterized in that it further comprises a pre-treatment device for removing moisture and impurities in the air introduced into the block chamber Device. 제1항에서,In claim 1, 상기 단열수송관을 통하여 이송되는 에어로졸의 유량, 속도 및 온도가 일정한지 체크하기 위하여 상기 단열수송관에 각각 설치되는 유량측정기, 압력측정기 및 온도측정기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.Temperature control device, characterized in that further comprises a flow rate meter, a pressure gauge and a temperature meter respectively installed in the insulation transport pipe to check whether the flow rate, speed and temperature of the aerosol transported through the insulation transport pipe Equipped with a solid powder vacuum deposition apparatus. 제10항에서,In claim 10, 상기 단열수송관에 설치되며 단열수송관의 길이를 조절함으로써 분사노즐과 기재간의 거리를 조절할 수 있도록 하는 길이조절장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.The solid-phase powder vacuum deposition apparatus provided with the temperature control device is installed in the insulation transport pipe and further comprising a length adjusting device to adjust the distance between the injection nozzle and the substrate by adjusting the length of the insulation transport pipe. . 제1항에서,In claim 1, 상기 단열수송관의 중간에 엘보우가 형성되어 있는 경우에 엘보우의 초입 부분에 설치되며 이송기체의 이송속도를 일정하게 유지시켜 주는 유동조절기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. When the elbow is formed in the middle of the adiabatic transport pipe is installed in the initial portion of the elbow is provided with a temperature control device characterized in that it further comprises a flow regulator for maintaining a constant feed rate of the transfer gas Solid powder vacuum deposition system. 제1항에서,In claim 1, 상기 단열수송관의 중간 부분의 직경이 확장된 경우 상기 단열수송관 내벽에 설치되며 수송관의 전단면에 걸쳐 균일한 유속분포를 유지하도록 하는 유동조절기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. When the diameter of the middle portion of the insulation transport tube is expanded, the temperature control, characterized in that it is installed on the inner wall of the insulation transport pipe further comprises a flow regulator to maintain a uniform flow rate distribution over the front end surface of the transport pipe Solid powder vacuum deposition apparatus equipped with a device. 제1항에서,In claim 1, 상기 분사노즐은 아음속 노즐 또는 초음속 노즐인 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.The spray nozzle is a solid-phase powder vacuum deposition apparatus equipped with a temperature control device, characterized in that the subsonic nozzle or supersonic nozzle. 제14항에서, The method of claim 14, 상기 아음속 노즐은 노즐입구로부터 노즐출구로 갈수록 단면적이 좁아지는 튜브 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. The subsonic nozzle is a solid-phase powder vacuum deposition apparatus equipped with a temperature control device, characterized in that the cross-sectional area is narrowed toward the nozzle outlet from the nozzle inlet. 제14항에서,The method of claim 14, 상기 초음속 노즐은 노즐입구로부터 노즐목으로 갈수록 단면적이 작아지다가 다시 노즐목으로부터 노즐출구로 갈수록 단면적이 커지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.The supersonic nozzle is a solid-phase powder vacuum deposition apparatus having a temperature control device, characterized in that the cross-sectional area is reduced from the nozzle inlet to the nozzle neck, the cross-sectional area is larger from the nozzle neck to the nozzle outlet. 제1항에서,In claim 1, 상기 진공증착챔버에 기재온도조절단열관을 통해 연결되어 있으며 상기 시스템 제어부와 연동하여 기재의 온도를 조절하기 위한 기재온도조절장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.Is connected to the vacuum deposition chamber through a substrate temperature control heat insulating tube and the solid state powder with a temperature control device characterized in that it further comprises a substrate temperature control device for controlling the temperature of the substrate in conjunction with the system control unit Vacuum deposition equipment. 제17항에서,The method of claim 17, 상기 기재온도조절장치는 진공증착챔버 내부에 위치한 기재의 온도가 상기 분사노즐출구의 온도보다 낮도록 조절하는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.The substrate temperature control device is a solid-phase powder vacuum deposition apparatus having a temperature control device, characterized in that for controlling the temperature of the substrate located inside the vacuum deposition chamber lower than the temperature of the injection nozzle outlet. 제1항에서,In claim 1, 상기 진공증착챔버 내에 설치되며 기재를 이동시키는 이송장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.Solid-phase powder vacuum deposition apparatus is installed in the vacuum deposition chamber and further comprising a transfer device for moving the substrate. 제1항에서,In claim 1, 상기 진공증착챔버의 기재 하부에 설치되며, 상기 기재의 하부를 진공흡착하여 고정시켜 에어로졸 분사에 의한 기재의 요동 발생을 억제하는 진공척을 더 포함 하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.It is installed under the substrate of the vacuum deposition chamber, the lower portion of the substrate by vacuum adsorption fixed to the vacuum chuck to suppress the generation of shaking of the substrate by aerosol injection is provided with a temperature control device Solid powder vacuum deposition system. 제1항에서,In claim 1, 상기 진공증착챔버와 상기 진공펌프 사이에 설치되며 진공증착챔버의 진공상태를 효율적으로 유지조절할 수 있도록 해주는 압력제어밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.It is installed between the vacuum deposition chamber and the vacuum pump and the solid-state powder vacuum deposition apparatus provided with a temperature control device further comprises a pressure control valve for efficiently maintaining and controlling the vacuum state of the vacuum deposition chamber . 제1항에서,In claim 1, 상기 진공펌프에 연결된 고상파우더집진회수처리연결관과 고상파우더집진회수처리연결관을 통해 회수된 상기 진공증착챔버 내에서 기재에 증착된 후 남은 미량의 고상파우더를 집진 및 회수처리할 수 있는 고상파우더집진회수처리기와 공기배기장치로 구성되는 고상파우더집진회수처리부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.Solid powder which is capable of collecting and recovering a small amount of solid powder remaining after being deposited on a substrate in the vacuum deposition chamber recovered through the solid powder dust collection and recovery pipe connected to the vacuum pump and the solid powder dust collection and recovery pipe Solid-phase powder vacuum deposition apparatus having a temperature control device, characterized in that further comprises a solid-state powder dust collection recovery portion consisting of a dust collection and the air exhauster. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 22, 상기 고상파우더공급부와 상기 단열수송관 사이에 위치하며, 상기 블록챔버 하부연결관을 통하여 공급되는 고상파우더의 온도를 냉각시키는 고상파우더냉각온도조절장치와 냉각된 고상파우더가 냉각된 온도를 유지하면서 상기 단열수송관으로 공급되도록 출구가 상기 단열수송관에 관통되어 있는 관로 형태의 단열냉각관으로 구성되는 고상파우더냉각온도조절장치부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치.Located between the solid powder supply unit and the insulated transport pipe, the solid powder cooling temperature control device and the cooled solid powder to cool the temperature of the solid powder supplied through the block chamber lower connection pipe while maintaining the cooled temperature Solid powder vacuum equipped with a temperature control device characterized in that it further comprises a solid powder cooling temperature control unit consisting of a heat insulation cooling tube in the form of a pipe passing through the insulation transport pipe so that the outlet is supplied to the insulation transport pipe. Vapor deposition apparatus. 제23항에서,The method of claim 23, 상기 단열냉각관은 상기 진공증착챔버의 입구 측에 위치한 단열수송관에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. And the adiabatic cooling tube is in communication with the adiabatic transport tube located at the inlet side of the vacuum deposition chamber. 제16항에서, The method of claim 16, 상기 초음속 노즐의 노즐목과 노즐출구 사이에는 노즐의 외부로부터 내부로 노즐 본체의 일측을 관통하여 고상파우더공급로가 형성되어 있으며, 상기 블록챔버하부연결관의 타측을 고상파우더공급로와 연통시켜 고상파우더공급로를 통해 직접 노즐내부로 공급된 고상파우더가 노즐목을 통과하여 초음속으로 가속된 공기에 혼합되어 에어로졸을 형성시키도록 한 후 초음속으로 기재에 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 온도조절장치가 구비된 고상파우더 진공증착장치. A solid powder supply path is formed between the nozzle neck of the supersonic nozzle and the nozzle outlet through one side of the nozzle body from the outside to the inside of the nozzle, and the other side of the block chamber lower connection pipe communicates with the solid powder supply path. The solid state powder supplied directly into the nozzle through the supply passage is mixed with the air accelerated at supersonic speed through the nozzle neck to form an aerosol and then sprayed on the substrate at supersonic speed. Solid powder vacuum deposition system. (a) 공기를 흡입하여 저장하는 공정;(a) inhaling and storing air; (b) 공기를 가압하는 공정;(b) pressurizing air; (c) 흡입된 공기에 대해 필터링 및 건조처리하여 일정량을 이송하는 공정;(c) filtering and drying the sucked air to transfer a predetermined amount; (d) 상기 (c)공정을 거친 공기를 가열하는 공정;(d) heating the air that has undergone the step (c); (e) 고상파우더를 상기 (d)공정을 거친 공기에 정량공급하여 일정한 혼합밀도로 혼합 분산된 에어로졸을 형성시켜 분사노즐로 이송하는 공정; 및(e) supplying a solid powder to the air which has undergone the step (d) to form aerosol mixed and dispersed at a constant mixing density, and transferring the solid powder to the injection nozzle; And (f) 상기 에어로졸을 분사노즐을 통해 진공상태의 진공증착챔버 내부에 구비된 기재에 아음속 또는 초음속으로 분사하는 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고상파우더 진공증착방법.(f) solid-phase powder vacuum deposition method comprising the step of injecting the aerosol to the substrate provided in the vacuum deposition chamber in a vacuum state at a subsonic or supersonic speed through a spray nozzle. 제26항에서,The method of claim 26, 상기 (e)공정은 상기 단열수송관을 통해 이송되는 가열된 공기에 고상파우더를 공급하여 혼합 분산된 에어로졸을 형성시켜 분사노즐로 이송하는 공정인 것을 특징으로 하는 고상파우더 진공증착방법.Wherein (e) is a solid powder vacuum deposition method characterized in that the step of supplying the solid powder to the heated air conveyed through the adiabatic transport pipe to form a mixed aerosol dispersed and transported to the injection nozzle. 제27항에서,The method of claim 27, 상기 (e) 공정은 상기 에어로졸을 연속적으로 일정한 속도, 유량, 혼합밀도 를 가지도록 제어하며 분사노즐로 이송하는 공정인 것을 특징으로 하는 고상파우더 진공증착방법.The step (e) is a solid-phase powder vacuum deposition method characterized in that the aerosol is continuously controlled to have a constant speed, flow rate, mixing density and conveyed to the injection nozzle. 제27항에서,The method of claim 27, 상기 (e)공정에는 상기 단열수송관을 통해 이송되는 가열된 공기에 고상파우더를 공급하기 전에 고상파우더를 냉각시키는 공정이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 고상파우더 진공증착방법.Wherein (e) is a solid powder vacuum deposition method further comprises the step of cooling the solid powder before supplying the solid powder to the heated air conveyed through the adiabatic transport pipe. 제26항에서,The method of claim 26, 상기 (e)공정은 상기 초음속 노즐의 노즐목을 통과하여 노즐출구를 향하여 초음속으로 이송되는 공기에 고상파우더를 노즐 내부로 직접 공급하여 혼합시켜 노즐목과 노즐출구 사이에서 분산된 에어로졸을 형성시키는 공정인 것을 특징으로 하는 고상파우더 진공증착방법. The step (e) is a process of forming aerosol dispersed between the nozzle neck and the nozzle outlet by directly supplying and mixing the solid powder into the nozzle in the air transferred to the supersonic speed toward the nozzle outlet through the nozzle neck of the supersonic nozzle. Solid-phase powder vacuum deposition method characterized in that. 제30항에서,The method of claim 30, 상기 (f)공정은 상기 에어로졸을 분사노즐을 통해 진공상태의 진공증착챔버 내부에 구비된 기재에 초음속으로 분사하는 공정인 것을 특징으로 하는 고상파우더 진공증착방법.The step (f) is a solid-phase powder vacuum deposition method, characterized in that for spraying the aerosol to the substrate provided in the vacuum deposition chamber in a vacuum state at a supersonic speed through the injection nozzle. 제26항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, The method of any one of claims 26 to 31, 상기 (f)공정 이후에는 증착 후 진공증착챔버 내부에 남은 미량의 고상파우더를 포집 및 회수하는 공정이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 고상파우더 진공증착방법.After the step (f) is a solid-phase powder vacuum deposition method characterized in that it further comprises the step of collecting and recovering a small amount of solid powder remaining in the vacuum deposition chamber after deposition.
KR1020080109254A 2008-07-24 2008-11-05 Vacuum deposition apparatus with temperature control units and Method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies KR101038187B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080109254A KR101038187B1 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Vacuum deposition apparatus with temperature control units and Method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies
US12/999,058 US9139912B2 (en) 2008-07-24 2009-07-21 Apparatus and method for continuous powder coating
PCT/KR2009/004041 WO2010011076A2 (en) 2008-07-24 2009-07-21 Continuous solid powder vapour-deposition device, and a continuous solid powder vapour deposition method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080109254A KR101038187B1 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Vacuum deposition apparatus with temperature control units and Method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100050124A true KR20100050124A (en) 2010-05-13
KR101038187B1 KR101038187B1 (en) 2011-06-01

Family

ID=42276322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080109254A KR101038187B1 (en) 2008-07-24 2008-11-05 Vacuum deposition apparatus with temperature control units and Method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101038187B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150118001A (en) * 2014-04-10 2015-10-21 고려대학교 산학협력단 Apparatus for Coating with Ag-nano wire by cold spray coating and method for controllling the apparatus
KR101839273B1 (en) * 2017-10-30 2018-04-27 국방과학연구소 Liquid precursor with metal powder deposition apparatus
CN109225061A (en) * 2018-11-08 2019-01-18 常州市星云润滑材料有限公司 Powdered lubricant ultimogeniture producing line and lubrication powder preparation method
KR102418283B1 (en) * 2022-02-14 2022-07-07 주식회사 성운테크 Lubricating powder production system capable of producing high-purity lubricating powder through cooling and filtration

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102649715B1 (en) 2020-10-30 2024-03-21 세메스 주식회사 Surface treatment apparatus and surface treatment method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2145644C1 (en) * 1998-11-05 2000-02-20 Дикун Юрий Вениаминович Method and device for producing coat from powder materials
US20060040048A1 (en) 2004-08-23 2006-02-23 Taeyoung Han Continuous in-line manufacturing process for high speed coating deposition via a kinetic spray process
JP4555992B2 (en) 2005-01-13 2010-10-06 富士通株式会社 Aerosol deposition system
KR100916944B1 (en) 2008-07-24 2009-09-14 주식회사 펨빅스 Continuous desposition apparatus and method of fixing solid powder on diverse substrates

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150118001A (en) * 2014-04-10 2015-10-21 고려대학교 산학협력단 Apparatus for Coating with Ag-nano wire by cold spray coating and method for controllling the apparatus
KR101839273B1 (en) * 2017-10-30 2018-04-27 국방과학연구소 Liquid precursor with metal powder deposition apparatus
CN109225061A (en) * 2018-11-08 2019-01-18 常州市星云润滑材料有限公司 Powdered lubricant ultimogeniture producing line and lubrication powder preparation method
KR102418283B1 (en) * 2022-02-14 2022-07-07 주식회사 성운테크 Lubricating powder production system capable of producing high-purity lubricating powder through cooling and filtration

Also Published As

Publication number Publication date
KR101038187B1 (en) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9139912B2 (en) Apparatus and method for continuous powder coating
US8936830B2 (en) Apparatus and method for continuous powder coating
US9079209B2 (en) Apparatus for power coating
US6808817B2 (en) Kinetically sprayed aluminum metal matrix composites for thermal management
KR101038187B1 (en) Vacuum deposition apparatus with temperature control units and Method of vacuum fixing solid powder on substrates and bodies
US6811812B2 (en) Low pressure powder injection method and system for a kinetic spray process
US8512816B2 (en) Method of fabricating thin film by microplasma processing and apparatus for same
EP1579921A2 (en) Improved kinetic spray nozzle system design
CN103215535B (en) Method for preparing protective coating layer for surface of plasma etched cavity
CN102747363A (en) Nano metal particle cold spraying technique
CN102884224B (en) The manufacture method of multiple stage heater and axle
KR101065271B1 (en) Powder coating apparatus
JP6162333B2 (en) Solid phase powder coating apparatus and coating method
EP1508379B1 (en) Gas collimator for a kinetic powder spray nozzle
US20040065432A1 (en) High performance thermal stack for electrical components
KR20080065480A (en) Method for coating with copper-tungsten composite material by using cold spraying process
US7244466B2 (en) Kinetic spray nozzle design for small spot coatings and narrow width structures
CN109295451B (en) Plasma-assisted aerosol deposition film-forming method and aerosol deposition device
KR100916944B1 (en) Continuous desposition apparatus and method of fixing solid powder on diverse substrates
KR101235302B1 (en) Apparatus and method of forming thin film using laser
KR101020042B1 (en) Deposition apparatus of solid powder with thermal shock control units ? Temperature control method for eliminating thermal shock in solid powder spray deposition
KR100964060B1 (en) Apparatus and method of depositing powder through transient supply of conveying gas
KR100965024B1 (en) Method and Apparatus for coating powder material on substrate
CN105220116B (en) Film build method, film formation device and structure
US7351450B2 (en) Correcting defective kinetically sprayed surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140305

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150309

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180516

Year of fee payment: 8