JP7779557B2 - 平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置 - Google Patents

Description

本発明は、平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置に係り、より詳細には、ナノまたはマイクロサイズの粉末を多孔性であり、平板状のフィルター電極上に分散させ、吸着させることにより、より均一に表面処理することができる粉末表面処理用プラズマ装置に関する。

一般的に、炭素ナノチューブ、グラフェンなど炭素ナノ粉末素材は、優れた物性にも拘らず、互いに凝集が起こりやすいので、事業化のためには、母材や溶媒に均一に混ぜる分散技術が必須的である。

従来の分散技術は、ミリングなどの機械的方式、化学反応を利用した湿式方式及びプラズマを利用した乾式方式などに区分される。

機械的方式や湿式方式は、複雑な工程、長い工程時間、素材の損傷、不純物の残留、廃水発生などの問題点がある。

一方、乾式プラズマ方式は、量産性や環境親和性などを考慮する際に好まれる方法であるが、炭素ナノ粉末にプラズマ表面処理を行うために、炭素ナノ粉末を均一に混ぜるための回転、撹拌などの装置が必須的であり、粉末のサイズが小さくなるほど均一な表面処理が非常に難しく、機能化の効率が低く、処理時間が長くかかるという問題点がある。

最近、乾式方式で回転や撹拌など機械的な方法を利用し、粉末を均一に混ぜる技術が採択されているが、チャンバ内で浮遊する多量の粉末を均一に高効率でプラズマ処理することは、非常に難しいという問題点がある。

本発明の目的は、ナノ粉末を均一に処理し、処理時間は短縮し、処理容量は向上させうる平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を提供することである。

本発明の一側面による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置は、プラズマが生成される空間を形成するチャンバ；前記チャンバの内部に設けられ、平板状であり、多孔性構造を有するように形成され、電源印加時に、プラズマを生成して粉末を表面処理して機能化させるフィルター電極；前記フィルター電極の内部圧力を減少させて、前記フィルター電極の表面に前記粉末を吸着させる吸着手段；前記チャンバと前記フィルター電極とのうち何れか１つに備えられ、前記フィルター電極に上下方向と水平方向とのうち少なくとも一方向に振動を加えて、前記フィルター電極の表面で前記粉末を分散させる振動発生器；を含む。

前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配され、前記離隔空間ごとに配されて、前記フィルター電極の上面、下面に前記粉末が吸着されるように、前記離隔空間に前記粉末を供給して粉末噴射器をさらに含む。

前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配され、前記離隔空間に沿って移動可能に備えられて、前記フィルター電極の上面、下面に前記粉末が吸着されるように、前記離隔空間ごとに連続して前記粉末を供給して粉末噴射器をさらに含む。

前記チャンバの内部に備えられて、前記複数のフィルター電極が差し込まれるように形成されたラック（Ｒａｃｋ）と、前記ラックと前記フィルター電極との間に備えられて、前記フィルター電極の振動時に、衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、をさらに含む。

前記吸着手段は、前記複数のフィルター電極の各下部から空気を吸い込んで、前記フィルター電極の各内部を真空状態に形成する真空ポンプと、前記真空ポンプと前記複数のフィルター電極との各下部を連結する真空流路と、を含む。

前記吸着手段は、前記フィルター電極の内部空気を吸い込んで、前記フィルター電極の内部を真空状態に形成する真空ポンプを含む。

前記フィルター電極は、上面を形成し、多孔性構造で形成された上面フィルター部と、下面を形成し、多孔性構造で形成された下面フィルター部と、前記上面フィルター部と前記下面フィルター部との間に形成されて、前記真空ポンプによって真空状態になる真空部と、を含む。

前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように上下方向に積層されて配され、前記複数のフィルター電極間の離隔空間に前記粉末を供給する粉末噴射器をさらに含む。

前記振動発生器は、音響を発生させ、共鳴させて、音響振動を加える音響振動モジュールを含む。

前記振動発生器は、超音波を発生させて振動を加える超音波振動子を含む。

前記粉末は、ナノまたはマイクロサイズの粉末を含む。

本発明の他の側面による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置は、プラズマが生成される空間を形成するチャンバ；前記チャンバの内部に設けられ、平板状であり、多孔性構造を有するように形成され、電源印加時に、プラズマを生成して粉末を表面処理して機能化させるフィルター電極；前記フィルター電極の内部圧力を減少させて、前記フィルター電極の表面に前記粉末を吸着させる吸着手段；前記チャンバと前記フィルター電極とのうち何れか１つに備えられ、前記フィルター電極に上下方向と水平方向とのうち少なくとも一方向に振動を加えて、前記フィルター電極の表面で前記粉末を分散させる振動発生器；を含み、前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配され、前記吸着手段は、前記複数のフィルター電極の内部空気を吸い込んで、前記フィルター電極の各内部を真空状態に形成する真空ポンプと、前記真空ポンプと前記複数のフィルター電極とを連結する真空流路と、を含み、前記振動発生器は、前記フィルター電極にそれぞれ備えられて、超音波を発生させて振動する超音波振動子を含む。

前記粉末は、ナノまたはマイクロサイズの粉末を含む。

本発明のさらに他の側面による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置は、プラズマが生成される空間を形成するチャンバ；前記チャンバの内部に設けられ、平板状であり、多孔性構造を有するように形成され、電源印加時に、プラズマを生成して粉末を表面処理して機能化させるフィルター電極；前記フィルター電極の内部圧力を減少させて、前記フィルター電極の表面に粉末を吸着させる吸着手段；前記チャンバと前記フィルター電極とのうち何れか１つに備えられ、前記フィルター電極に上下方向と水平方向とのうち少なくとも一方向に振動を加えて、前記フィルター電極の表面で前記粉末を分散させる振動発生器；を含み、前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配され、前記吸着手段は、前記チャンバに備えられて、前記複数のフィルター電極の内部空気を吸い込んで、前記フィルター電極の各内部を真空状態に形成する真空ポンプと、前記真空ポンプと前記複数のフィルター電極とを連結する真空流路と、を含み、前記振動発生器は、前記フィルター電極にそれぞれ備えられて、音響を発生させ、共鳴させて、音響振動を発生させる音響振動モジュールを含む。

前記粉末は、ナノまたはマイクロサイズの粉末を含む。

本発明のさらに他の側面による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置は、平板状であり、多孔性構造を有するように形成され、電源印加時に、プラズマを生成して、ナノまたはマイクロサイズの粉末を表面処理して機能化させるフィルター電極；前記フィルター電極に振動を加えて、前記フィルター電極の表面で前記粉末を振動分散させる振動発生器；前記振動分散される前記粉末が前記フィルター電極から外部への離脱を防止させるように、前記フィルター電極の内部圧力を減少させて、前記フィルター電極の表面に粉末を吸着させる吸着手段；を含む。

前記振動発生器は、超音波を発生させて振動を加える超音波振動子と、音響を発生させ、共鳴させて、音響振動を加える音響振動モジュールのうち少なくとも１つを含む。

前記吸着手段は、前記フィルター電極の内部空気を吸い込んで、前記フィルター電極の内部を真空状態に形成する真空ポンプを含む。

前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配置される。

本発明のさらに他の側面による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置は、多孔性構造を有する平板で形成され、電源印加時に、プラズマを生成して粉末を表面処理して機能化させるフィルター電極；前記フィルター電極から上下方向に離隔して積層されて配され、前記フィルター電極に対応するように平板で形成され、接地される接地電極；前記フィルター電極と前記接地電極とのうち何れか１つの内部圧力を減少させて、前記フィルター電極と前記接地電極とのうち何れか１つの表面に前記粉末を吸着させる吸着手段；を含む。

前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配され、前記接地電極は、複数個が前記フィルター電極と交互に積層されて配置される。

前記フィルター電極と前記接地電極とのうち何れか１つに振動を加えて、前記フィルター電極と前記接地電極とのうち何れか１つの表面で前記粉末を振動分散させる振動発生器をさらに含む。

前記振動発生器は、超音波を発生させて振動を加える超音波振動子と、音響を発生させ、共鳴させて、音響振動を加える音響振動モジュールのうち少なくとも１つを含む。

前記吸着手段は、前記フィルター電極と前記接地電極とのうち何れか１つの内部空気を吸い込んで、内部を真空状態に形成する真空ポンプを含む。

本発明による粉末処理用プラズマ装置は、平板型であり、多孔性構造のフィルター電極を複数個積層配置することにより、一回に処理することができる処理容量を極大化させることができるので、処理効率が向上する。

また、吸着手段を用いてフィルター電極の表面に粉末を吸着させながら、振動発生器を用いてフィルター電極に振動を加えることにより、粉末がフィルター電極の表面で均一に分散されて混ざるために、粉末を均一に表面処理することができる。

本発明の第１実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す構成図である。 図１に示された平板型フィルター電極を示す側面図である。 図１に示された平板型フィルター電極を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態によるフィルター電極を示す断面図である。 本発明の第３実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。 本発明の第４実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。 本発明の第５実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。 本発明の第６実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。 本発明の第７実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明すれば、次の通りである。

図１は、本発明の実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す構成図である。図２は、図１に示された平板型フィルター電極を示す側面図である。図３は、図１に示された平板型フィルター電極を示す斜視図である。

図１ないし図３を参照すれば、本発明の実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置は、チャンバ１０、フィルター電極２０、吸着手段３０及び振動発生器を含む。

前記チャンバ１０は、前記複数のフィルター電極２０が収容され、内部でプラズマが生成される空間を形成する。

前記チャンバ１０には、電源装置（図示せず）、外部ガスを供給するガス供給部（図示せず）が連結される。前記チャンバ１０は、接地されてグラウンド電極の役割を果たす。

前記チャンバ１０の内部には、前記複数のフィルター電極２０が差し込まれるラック２５が備えられる。但し、これに限定されず、前記ラック２５を使用せず、前記複数のフィルター電極２０を互いに所定間隔離隔して上下方向に積層配置することも可能である。

前記ラック２５は、前記チャンバ１０の内部に固設されてもよく、前記チャンバ１０から引き出し可能に設けられて、前記複数のフィルター電極２０を差し込んだ後、再び引き込むようにすることも可能である。

前記フィルター電極２０は、前記電源装置（図示せず）から電源が印加される電源電極である。前記フィルター電極２０は、前記電源装置（図示せず）から電源が印加され、前記ガス供給部（図示せず）から前記チャンバ１０の内部にガスが供給されれば、前記チャンバ１０の内部にプラズマを発生させる。本実施形態では、高周波（ＲＦ）プラズマ放電を利用するために、１個のフィルター電極２０が使われ、前記フィルター電極２０に高周波電源が印加されるものと例として説明する。但し、これに限定されず、ＡＣプラズマ放電やＤＣプラズマ放電も可能であり、前記フィルター電極２０を第１電極とし、前記第１電極と電位差を有する第２電極を含む構成も可能であり、周辺をグラウンド処理して第２電極として使用することも可能である。ＡＣプラズマ放電の場合、各電極には、誘電体が覆われる。

前記フィルター電極２０で発生したプラズマは、前記粉末を表面処理して機能化させる。前記粉末の表面機能化は、既存の物性の低下なしに粉末どうしは凝集されないように分散させるが、前記粉末と異なる異種材料の界面結合力は向上させうる。

前記フィルター電極２０は、上面に粉末が載せられるように平らな板状に形成される。前記フィルター電極２０は、四角板状であると例として説明するが、これに限定されず、円板状であることも可能である。

前記フィルター電極２０は、複数個が上下方向または水平方向に互いに離隔空間を有するように積層されて配置される。本実施形態では、前記複数のフィルター電極２０は、前記ラック２５に１０個が上下方向に離隔して差し込まれたと例として説明する。前記フィルター電極２０の積層個数は、処理容量によって調節可能である。

前記フィルター電極２０は、それぞれ多孔性構造を有するように形成される。

前記フィルター電極２０は、多孔質体や多孔性メッシュで形成されたフィルター部２０ａと、前記フィルター部２０ａの下部に形成され、後述する真空ポンプ３２によって真空状態になる真空部２０ｂと、を含む。前記フィルター電極２０は、上面のみ多孔性構造を有するように形成されることも可能である。

前記フィルター部２０ａは、ナノまたはマイクロ単位サイズに加工され、穴が前記粉末のサイズよりは小さく形成されるか、ナノ不織布が備えられて、前記粉末が通過できないように形成されることが望ましい。

前記吸着手段３０は、前記フィルター電極２０の内部圧力を減少させて、前記フィルター電極２０の表面に前記粉末を吸着させるための装置である。

前記吸着手段３０は、真空ポンプ３２、真空流路３３及び粉末を濾過するための粉末遮断部（図示せず）を含む。

前記真空ポンプ３２は、前記チャンバ１０の外部に設けられて、前記複数のフィルター電極２０の内部から空気を吸い込んで、前記複数のフィルター電極２０の内部を真空状態に形成する。

前記真空流路３３は、前記真空ポンプ３２と前記複数のフィルター電極２０との各下部を連結する流路である。前記真空流路３３の一端部は、前記複数のフィルター電極２０の下部にそれぞれ連結され、他端部は、前記真空ポンプ３２に連結される。前記真空流路３３は、前記フィルター電極２０の真空部２０ｂに連結される。

但し、これに限定されず、前記真空ポンプ３２は、前記フィルター電極２０の各下部ごとに設けられてもよく、前記ラック２５に設けられることも可能である。

前記振動発生器は、前記フィルター電極２０に上下方向と水平方向とのうち少なくとも一方向に振動を加えて、前記フィルター電極２０の表面で前記粉末を分散させる。すなわち、前記振動発生器は、前記フィルター電極２０の下部を叩く効果のような振動を発生させて、前記粉末を分散させる。

前記振動発生器は、音響振動モジュール（図示せず）や超音波振動子４０を使用することができる。

前記音響振動モジュール（図示せず）は、音響を発生させ、共鳴させて、前記フィルター電極２０に音響振動を発生させる音響共鳴振動機である。前記音響振動モジュールは、前記フィルター電極２０に装着されてもよく、前記ラック２５に設けられたことも可能である。

以下、図３を参照して、本実施形態では、前記超音波振動子を使用するものと例として説明する。

前記超音波振動子４０は、前記フィルター電極２０にそれぞれ備えられて、前記電源装置（図示せず）から印加される電源で超音波を発生させて振動を発生させる。

前記超音波振動子４０は、前記フィルター電極２０の各下部ごとに装着されたと例として説明する。前記超音波振動子４０は、複数個が互いに所定間隔離隔して装着される。本実施形態では、前記超音波振動子４０は、前記フィルター電極２０の下部中央側に３個が備えられたと例として説明する。前記超音波振動子４０は、前記フィルター電極２０の下部中央側に振動を加えることにより、前記フィルター電極２０の表面で前記粉末が中央から縁部に広がるように分散させることができる。

本実施形態では、前記超音波振動子４０が前記フィルター電極２０の真空部２０ｂの下面に付着されたと例として説明するが、これに限定されず、前記超音波振動子４０は、前記フィルター電極２０と所定間隔離隔して設けられることも可能である。

また、前記超音波振動子４０は、前記ラック２５に設けられて、前記ラック２５に振動を加えて前記複数のフィルター電極２０を振動させることも可能である。

一方、前記粉末は、炭素ナノチューブ、グラフェンなどナノまたはマイクロサイズの粉末を含む。

前記のように構成された本発明の実施形態によるプラズマ装置の作動を説明すれば、次の通りである。

前記複数のフィルター電極２０の各上面に粉末を載せた後、前記フィルター電極２０を前記ラック２５に差し込んで積層配置する。

本実施形態では、前記ラック２５に前記複数のフィルター電極２０を差し込んで積層配置すると例として説明するが、これに限定されず、前記ラック２５を使用せず、前記複数のフィルター電極２０が互いに所定間隔離隔して積層配置することも可能である。

また、前記実施形態に限定されず、前記チャンバ１０の内部に装着された前記複数のフィルター電極２０に粉末を供給することも可能である。

前記真空ポンプ３２を作動させれば、前記真空ポンプ３２の吸入圧力によって、前記フィルター電極２０の真空部２０ｂの内部圧力が減少する。

前記フィルター電極２０の真空部２０ｂの内部が真空状態になれば、前記粉末は、前記フィルター電極２０の表面に吸着される。すなわち、前記粉末には、前記フィルター電極２０の表面に向けた方向に吸着力（Ａ）が作用する。

また、前記超音波振動子４０を作動させれば、前記超音波振動子４０によって、前記フィルター電極２０に振動が加えられる。

前記フィルター電極２０の下部に振動が加えられれば、前記フィルター電極２０の上面で前記粉末の位置が変わりながら均一に分散される。すなわち、前記粉末には、前記フィルター電極２０の表面から弾く方向に分散力（Ｂ）が作用する。

この際、前記吸着力（Ａ）と前記分散力（Ｂ）は、前記真空ポンプ３０の吸入力と前記超音波振動子４０の振動強度とによって調節可能である。前記吸着力（Ａ）と前記分散力（Ｂ）は、実験などによって最適の値を算出可能である。前記吸着力（Ａ）と前記分散力（Ｂ）とを適切に調節することにより、前記粉末が前記フィルター電極２０の表面から飛ばずに互いに位置移動のみ可能であって、粉末の全体が均一にプラズマ表面処理が可能である。

また、前記フィルター電極２０の表面に一定厚さ以上に粉末が積もることが防止される。

また、前記超音波振動子４０を用いて前記フィルター電極２０を叩く効果を与えることにより、前記フィルター電極２０の表面で粉末を完全に取り外してから分散させることを繰り返す工程が必要ではないので、処理時間が短縮される。

したがって、前記フィルター電極２０の表面に粉末が吸着された状態で位置移動が可能であって、均一に混合されて、粉末が均一にプラズマによって表面処理される。

前記プラズマによって表面処理される工程は、既定の設定時間の間に行われる。前記設定時間が経過すれば、プラズマ処理を中断し、前記粉末を回収する。

前記のように、本発明では、前記複数のフィルター電極２０の表面に粉末が吸着され、分散された後、プラズマによって表面処理される。

したがって、前記フィルター電極２０の積層個数によって一回に処理することができる容量を最大化させることができる。

また、前記吸着力（Ａ）と前記分散力（Ｂ）とを適切に調節することにより、前記粉末が前記フィルター電極２０の表面から飛ばずに互いに位置移動が可能であって、粉末の全体が均一にプラズマ表面処理が可能である。

また、前記のような方法は、前記フィルター電極２０の表面から粉末を完全に取り外してから分散させることを繰り返す反復工程が必要ないので、一回に表面処理が可能であって、処理容量に比べて処理時間が短縮される。

また、前記フィルター電極２０に振動を加えることにより、前記粉末を均一に混ぜて分散させることができるので、均一な表面処理が可能な利点がある。

図４は、本発明の第２実施形態によるフィルター電極を示す断面図である。

図４を参照すれば、本発明の第２実施形態によるフィルター電極２２０は、上面フィルター部２２０ａ、下面フィルター部２２０ｂ及び真空部２２０ｃを含むことが、前記第１実施形態と異なり、それ以外の残りの構成及び作用は類似しているので、異なる構成を中心に説明し、類似構成についての詳細な説明は省略する。

前記フィルター電極２２０は、多孔性構造を有するように形成され、複数個が上下方向に互いに離隔空間を有するように積層されて配置される。

前記上面フィルター部２２０ａと前記下面フィルター部２２０ｂは、多孔質体や多孔性メッシュで形成される。前記上面フィルター部２２０ａと前記下面フィルター部２２０ｂは、ナノまたはマイクロ単位サイズに加工され、穴が前記粉末のサイズよりは小さく形成されるか、ナノ不織布を備えて、前記粉末が通過できないように形成されることが望ましい。

前記真空部２２０ｃは、前記上面フィルター部２２０ａと前記下面フィルター部２２０ｂとの間に形成されて、前記真空ポンプ３２によって真空状態になる。前記真空部２２０ｃには、真空流路３３が連結される。

前記真空ポンプ３２が作動すれば、前記真空ポンプ３２が前記真空部２２０ｃの内部空気を吸い込んで、前記真空部２２０ｃの内部が真空状態になる。

前記真空部２２０ｃの内部が真空状態になれば、前記チャンバ１０の内部または前記フィルター電極２２０の周辺に供給された粉末が、前記上面フィルター部２２０ａと前記下面フィルター部２２０ｂとの表面に吸着される。

したがって、前記フィルター電極２２０の上面、下面にいずれも粉末が吸着されてプラズマ表面処理されるので、プラズマ処理容量が増加する。

図５は、本発明の第３実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。

図５を参照すれば、本発明の第３実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末処理用プラズマ装置は、チャンバ３１０、フィルター電極３２０、吸着手段３３０及び振動発生器を含むが、前記振動発生器は、音響振動モジュール３５５であることが、前記第１実施形態と異なり、それ以外の残りの構成及び作用は類似しているので、異なる構成を中心に説明し、類似構成についての詳細な説明は省略する。

前記音響振動モジュール３５５は、音響を発生させ、共鳴させて、前記フィルター電極３２０に音響振動を発生させる音響共鳴振動機である。

前記音響振動モジュール３５５の上部は、連結部材３５２によって前記フィルター電極３２０と連結される。

本実施形態では、前記フィルター電極３２０が１つが配されたと例として説明したが、これに限定されず、前記フィルター電極３２０は、複数個が上下方向または水平方向に互いに所定間隔離隔して配置される。

前記フィルター電極３２０の内部には、真空ポンプ（図示せず）と連結される真空流路３３３が連結される。

また、前記チャンバの内部に備えられて、前記フィルター電極３２０が差し込まれるように形成されたラックが備えられ、前記ラックと前記フィルター電極３２０との間には、前記フィルター電極３２０の振動時に、衝撃を吸収する衝撃吸収部材（図示せず）が備えられうる。

図６は、本発明の第４実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。

図６を参照すれば、本発明の第４実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末処理用プラズマ装置は、複数のフィルター電極４２０が上下方向に所定間隔離隔して配され、フィルター電極４２０は、それぞれ上面フィルター部４２０ａ、下面フィルター部４２０ｂ及び真空部４２０ｃを含むことが、前記第３実施形態と異なり、それ以外の残りの構成及び作用は類似しているので、異なる構成を中心に説明し、類似構成についての詳細な説明は省略する。

前記フィルター電極４２０は、複数個が上下方向に互いに離隔空間を有するように積層されて配置される。前記フィルター電極４２０の積層個数は、処理容量によって調節可能である。

前記上面フィルター部４２０ａと前記下面フィルター部４２０ｂは、多孔質体や多孔性メッシュで形成される。前記上面フィルター部４２０ａと前記下面フィルター部４２０ｂは、ナノまたはマイクロ単位サイズに加工され、穴が前記粉末のサイズよりは小さく形成されて、前記粉末が通過できないように形成されることが望ましい。

前記真空部４２０ｃは、前記上面フィルター部４２０ａと前記下面フィルター部４２０ｂとの間に形成されて、前記真空ポンプ４３２によって真空状態になる。前記真空部４２０ｃには、真空流路４３３が連結される。

前記真空ポンプ４３２が作動すれば、前記真空ポンプ４３２が前記真空部４２０ｃの内部空気を吸い込んで、前記真空負傷期真空部４２０ｃの内部が真空状態になる。

前記真空部４２０ｃの内部が真空状態になれば、前記チャンバ３１０の内部または前記フィルター電極４２０の周辺に供給された粉末が、前記上面フィルター部４２０ａと前記下面フィルター部４２０ｂとの表面に吸着される。

したがって、前記フィルター電極４２０の上面、下面にいずれも粉末が吸着されてプラズマ表面処理されるので、プラズマ処理容量が増加する。

前記実施形態では、前記複数のフィルター電極４２０の真空部４２０ｃが１つの真空ポンプ４３２によって真空状態になると例として説明したが、これに限定されず、前記複数のフィルター電極４２０の真空部４２０ｃごとに真空流路と真空ポンプとがそれぞれ連結されることも可能である。

また、前記複数のフィルター電極４２０間の離隔空間には、粉末を噴射して供給する粉末噴射器（図示せず）が備えられる。

前記粉末噴射器（図示せず）は、前記複数のフィルター電極４２０間の離隔空間ごとに配されて、前記離隔空間に一括的に噴射することも可能であり、１つの粉末噴射器（図示せず）が上下方向に移動可能に設けられて移動しながら、前記フィルター電極４２０間の離隔空間ごとに連続して噴射することも可能である。また、前記粉末噴射器（図示せず）は、前記チャンバ３１０の内部に粉末を噴射することも可能である。

図７は、本発明の第５実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。

図７を参照すれば、本発明の第５実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置は、フィルター電極５２０と接地電極５３０とが上下方向に互いに離隔して配されて、前記フィルター電極５２０と前記接地電極５３０との間に粉末が供給される点が、前記第１実施形態と異なり、それ以外の残りの構成及び作用は類似しているので、異なる点を中心に詳しく説明する。

前記フィルター電極５２０は、多孔性構造を有する平板状に形成されて、電源印加時に、プラズマを生成して粉末を表面処理して機能化させる。ここで、前記電源は、ＲＦ、ＡＣ、ＤＣ ｐｌｕｓｅのうち何れか１つのプラズマ電源が使われる。本実施形態では、ＲＦ電源が印加されるものと例として説明する。

前記フィルター電極５２０は、多孔質体や多孔性メッシュで形成されたフィルター部５２０ａと、前記フィルター部５２０ａの下部に形成され、後述する真空ポンプによって真空状態になる真空部５２０ｂと、を含む。前記フィルター電極５２０は、上面のみ多孔性構造を有するように形成されることも可能である。

前記フィルター電極５２０と前記接地電極５３０との間には、離隔空間が形成される。

前記接地電極５３０は、前記フィルター電極５２０に対応するように平板状に形成される。前記接地電極５３０は、多孔性構造を有することも可能であり、一般平板状に形成されることも可能である。

前記フィルター電極５２０の下部には、吸着手段が備えられる。前記吸着手段は、前記フィルター電極５２０の真空部５２０ｂに連結された真空流路５４０と、前記真空流路５４０に連結された真空ポンプ（図示せず）と、をさらに含む。

前記フィルター電極５２０と前記接地電極５３０との各下部には、粉末を振動分散させるための振動発生器（図示せず）が備えられる。前記振動発生器（図示せず）は、超音波振動子、音響振動モジュールなどを使用することができる。

図８は、本発明の第６実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。

図８を参照すれば、本発明の第６実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置は、フィルター電極６２０と接地電極６３０とが上下方向に互いに離隔して配されるが、前記接地電極６３０の下部に吸着手段が備えられた点が、前記第５実施形態と異なり、それ以外の残りの構成及び作用は類似しているので、異なる点を中心に詳しく説明する。

前記フィルター電極６２０は、多孔性構造を有する平板状に形成されて、電源印加時に、プラズマを生成して粉末を表面処理して機能化させる。ここで、前記電源は、ＲＦ、ＡＣ、ＤＣ ｐｌｕｓｅのうち何れか１つのプラズマ電源が使われる。本実施形態では、ＲＦ電源が印加されるものと例として説明する。

前記フィルター電極６２０と前記接地電極６３０との間には、離隔空間が形成される。

前記接地電極６３０は、前記フィルター電極６２０に対応するように平板状に形成される。前記接地電極６３０は、多孔性構造を有すると例として説明する。前記接地電極６３０は、多孔質体や多孔性メッシュで形成された多孔性部６３０ａと、前記多孔性部６３０ａの下部に形成され、後述する真空ポンプによって真空状態になる真空部６３０ｂと、を含む。前記接地電極６３０は、上面のみ多孔性構造を有するように形成されることも可能である。

前記接地電極６３０の下部には、吸着手段が備えられる。前記吸着手段は、前記接地電極６３０の真空６３０ｂに連結された真空流路６４０と、前記真空流路６４０に連結された真空ポンプ（図示せず）と、をさらに含む。

前記接地電極６３０の下部には、粉末を振動分散させるための振動発生器（図示せず）が備えられる。前記振動発生器（図示せず）は、超音波振動子、音響振動モジュールなどを使用することができる。

図９は、本発明の第７実施形態による平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置を概略的に示す図面である。

図９を参照すれば、本発明の第７実施形態によるプラズマ装置は、複数のフィルター電極７２０が上下方向に互いに離隔して積層されて配され、複数の接地電極７３０が前記フィルター電極７２０と交互に積層されて配された点が、前記第５実施形態と異なり、それ以外の残りの構成及び作用は類似しているので、類似した内容についての詳細な説明は省略し、異なる点を中心に詳しく説明する。

前記フィルター電極７２０に印加される電源は、ＲＦ、ＡＣ、ＤＣ ｐｌｕｓｅのうち何れか１つのプラズマ電源が使われる。本実施形態では、ＲＦ電源が印加されるものと例として説明する。

前記のように、前記複数の接地電極７３０が前記複数のフィルター電極７２０と交互に積層されて配される場合、単一の接地電極を使用する場合に比べて、プラズマ密度が相対的に減少するが、イオン衝突の効果はより向上する。

本発明は、図面に示された実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。

本発明によれば、より均一に表面処理することができる粉末表面処理用プラズマ装置を製造することができる。

Claims (15)

1. 平板状であり、多孔性構造を有するように形成され、電源印加時に、プラズマを生成して粉末を表面処理して機能化させるフィルター電極であって、前記粉末が通過できない穴を有する多孔性メッシュで形成されたフィルター部、および前記フィルター部の下部に形成された真空部を備えるフィルター電極と、
   前記フィルター電極に振動を加えて、前記フィルター電極の表面で前記粉末を振動分散させる振動発生器と、
   前記振動分散される前記粉末が前記フィルター電極から外部への離脱を防止させるように、前記真空部を真空状態として前記フィルター部の表面に粉末を吸着させる吸着手段と、
   を含む、平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
2. 前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配され、
   前記離隔空間ごとに配されて、前記フィルター電極の上面、下面に前記粉末が吸着されるように、前記離隔空間に前記粉末を供給して粉末噴射器をさらに含む、請求項１に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
3. 前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配され、
   前記離隔空間に沿って移動可能に備えられて、前記フィルター電極の上面、下面に前記粉末が吸着されるように、前記離隔空間ごとに連続して前記粉末を供給して粉末噴射器をさらに含む、請求項１に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
4. チャンバの内部に備えられて、複数のフィルター電極が差し込まれるように形成されたラックと、
   前記ラックと前記フィルター電極との間に備えられて、前記フィルター電極の振動時に、衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、をさらに含む、請求項１に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
5. 前記吸着手段は、
   複数のフィルター電極の各下部から空気を吸い込んで、前記フィルター電極の各内部を真空状態に形成する真空ポンプと、
   前記真空ポンプと前記複数のフィルター電極との各下部を連結する真空流路と、を含む、請求項２に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
6. 前記吸着手段は、
   前記フィルター電極の内部空気を吸い込んで、前記フィルター電極の内部を真空状態に形成する真空ポンプを含む、請求項１に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
7. 前記フィルター電極は、
   上面を形成し、多孔性構造で形成された上面フィルター部と、下面を形成し、多孔性構造で形成された下面フィルター部と、前記上面フィルター部と前記下面フィルター部との間に形成されて、前記真空ポンプによって真空状態になる真空部と、を含む、請求項６に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
8. 前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように上下方向に積層されて配され、
   複数のフィルター電極間の離隔空間に前記粉末を供給する粉末噴射器をさらに含む、請求項７に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
9. 前記振動発生器は、
   超音波を発生させて振動を加える超音波振動子を含む、請求項１に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
10. 前記振動発生器は、
    チャンバと前記フィルター電極とのうち何れか１つに備えられ、前記フィルター電極に上下方向と水平方向とのうち少なくとも一方向に振動を加える、請求項１に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
11. 前記粉末は、ナノまたはマイクロサイズの粉末を含む、請求項１に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
12. 前記フィルター電極から上下方向に離隔して積層されて配され、前記フィルター電極に対応するように平板で形成され、接地される接地電極をさらに含む、請求項１に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
13. 前記フィルター電極は、複数個が互いに離隔空間を有するように積層されて配され、
    前記接地電極は、複数個が前記フィルター電極と交互に積層されて配された、請求項１２に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
14. 前記振動発生器は、
    超音波を発生させて振動を加える超音波振動子を含む、請求項１２に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。
15. 前記吸着手段は、
    前記フィルター電極と前記接地電極とのうち何れか１つの内部空気を吸い込んで、内部を真空状態に形成する真空ポンプを含む、請求項１２に記載の平板型フィルター電極を利用した粉末表面処理用プラズマ装置。