KR100701267B1 - Apparatus for pulse arc by low an electric current - Google Patents

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김성완
조용기
김상권
문경일
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이동우
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한국생산기술연구원
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Abstract

A low current driving type pulse arc generating system which suppresses the generation of macro particles of an arc source by increasing a moving speed of arc during arc deposition at a low electric current, and reduces the installation cost of the system by simplifying the installation structure of a magnetic field generating means for increasing the arc moving speed is provided. In a pulse arc generating system which generates arc by applying an electric current to an arc source(20) within a vacuum chamber(10) through a power source part(70) and an arc generating part(40) connected to the power source part, and which has a magnetic field generating means(80) consisting of a permanent magnet or an electromagnet embedded in the arc source to increase a moving speed of arc or pulse arc generated from the arc source, a low current driving type pulse arc generating system comprises a plurality of the magnetic field generating means such that the magnetic field generating means having a polarity different from that of a neighboring magnetic field generating means is fixed to the arc source, and the magnetic field generating means is longitudinally fixed to an inner surface of the arc source. The low current driving type pulse arc generating system further comprises the power supply part and the arc generating part respectively installed at both ends of the arc source to generate arc and pulse arc.

Description

저전류 구동형 펄스 아크 발생장치{Apparatus for pulse arc by low an electric current}Low current driven pulse arc generator {Apparatus for pulse arc by low an electric current}

도 1은 종래 기술에 의한 아크 발생장치를 나타낸 개략도,1 is a schematic diagram showing an arc generator according to the prior art,

도 2는 다른 종래 기술에 의한 진공 증착장치를 도시한 개략도,Figure 2 is a schematic diagram showing another vacuum deposition apparatus according to the prior art,

도 3은 본 발명에 따른 아크 발생장치를 도시한 개략도,3 is a schematic view showing an arc generating apparatus according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 자장발생수단의 장착 일례를 개략적으로 도시한 아크 소스의 평단면도,4 is a plan sectional view of an arc source schematically showing an example of mounting of a magnetic field generating means according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 자장발생수단의 다른 장착 일례를 개략적으로 도시한 아크 소스의 평단면도,5 is a plan sectional view of an arc source schematically showing another example of the magnetic field generating means according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 아크 발생장치의 다른 일실시예를 도시한 개략도.Figure 6 is a schematic diagram showing another embodiment of the arc generating apparatus according to the present invention.

*도면중 주요 부호에 대한 설명** Description of Major Symbols in Drawings *

10 : 진공실 20 : 아크 소스10: vacuum chamber 20: arc source

30 : 아크전류 인가부 35 : 구동벨트30: arc current applying unit 35: driving belt

40 : 아크발생부 45 : 트리거40: arc generator 45: trigger

60 : 기판 70 : 전원부60: substrate 70: power supply

80 : 자장발생수단 M : 모터80: magnetic field generating means M: motor

본 발명은 아크 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저전류에서의 아크 증착시 아크의 이동속도를 증가시켜 매크로 입자 발생을 억제하고, 이동속도 증가를 위한 장치 구조를 간소화시킨 저전류 구동형 펄스 아크발생부에 관한 것이다.The present invention relates to an arc generating apparatus, and more particularly, a low current driven pulse that increases the movement speed of an arc during arc deposition at low current to suppress macroparticle generation and simplifies a device structure for increasing the movement speed. It relates to an arc generating unit.

일반적으로, 기판에 피막을 도포 및 증착하기 위한 방법으로는 화학적 증착, 물리적 증착, 캐소드(cathode) 아크 증착과 같은 방법이 있다.In general, methods for coating and depositing a coating on a substrate include methods such as chemical vapor deposition, physical vapor deposition, and cathode arc deposition.

상기한 방법들에 대해 간략하게 설명하면, 먼저 화학적 증착은 하나 또는 그 이상의 피복될 기판을 수용한 피복 진공실 내에 반응성 가스 성분을 도입하여 피막을 도포한다.Briefly described above, chemical vapor deposition first introduces a coating by introducing a reactive gas component into a coated vacuum chamber containing one or more substrates to be coated.

그리고, 물리적 증착은 소스 재료(source material) 및 피복될 기판을 진공 피복 챔버 내에 제공하여 피막을 도포하는 것으로, 상기 소스 재료는 저항성, 유도성 또는 전자 비임 수단에 의한 가열과 같은 에너지의 입력에 의해서 증기로 전환이 된다.And physical vapor deposition provides a source material and a substrate to be coated in a vacuum coating chamber to apply a coating, the source material being subjected to input of energy such as resistive, inductive or heating by electron beam means. It is converted to steam.

또한, 캐소드 아크 증착은 소스 재료 및 피복될 기판을 진공실 내에 배치하여 피막을 도포하는 것으로, 상기 진공실 내에는 비교적 소량의 가스만을 포함하게 된다.Cathodic arc deposition is also the application of a coating by placing a source material and a substrate to be coated in a vacuum chamber, wherein the vacuum chamber contains only a relatively small amount of gas.

이 중에서 특히 캐소드 아크 증착을 위한 장치에 대해 간략하게 설명하면, 진공실 내측 벽면에 다수의 아크 소스(캐소드)를 설치하고, 상기 진공실 중앙에 기판을 설치하여 상기 아크 소스에서 발생하는 아크에 의해 기판 표면에 피막을 증착 시킬 수 있는 것이다.In particular, the apparatus for the cathode arc deposition will be briefly described. A plurality of arc sources (cathodes) are installed on the inner wall of the vacuum chamber, and a substrate is installed in the center of the vacuum chamber, whereby the substrate surface is generated by the arc generated from the arc source. The film can be deposited on it.

그러나, 상기한 기존의 아크 발생장치는 아크 소스가 진공실 내측에 고정되는 구조로 이루어져 있어, 대용량 기판의 피막 처리시 아크 소스를 다수 설치하여 사용해야 하는 문제가 있었고, 이로 인해 아크 소스의 이용률 및 효율이 나쁘고, 또한 아크 소스의 설치 위치가 진공실 벽면에 제한되는 단점이 있었다.However, the conventional arc generator has a structure in which the arc source is fixed inside the vacuum chamber, there is a problem that a large number of arc sources should be installed and used when coating a large-capacity substrate. It was bad and also had the disadvantage that the installation location of the arc source was limited to the wall of the vacuum chamber.

도 1은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 아크 발생장치에 대한 것으로, 진공실(10) 중앙에 봉 형상의 아크 소스(20)를 설치하고, 상기 진공실(10) 벽면에 피막 처리하고자 하는 기판(60)을 조성하며, 상기 아크 소스(20) 단부에는 구동벨트(35)를 통해 모터(M)와 연결하여 상기 아크 소스(20)를 회동 가능하게 설치한다.1 is a conventional arc generator for solving the above problems, the rod-shaped arc source 20 is installed in the center of the vacuum chamber 10, the substrate to be coated on the wall of the vacuum chamber 10 60, the arc source 20 is connected to the motor M through a driving belt 35 at the end of the arc source 20 to install the arc source 20 to be rotatable.

그리고, 전원부(70)에서 공급되는 직류(DC) 전원의 음극 도선은 아크 소스(20)(캐소드)에 부착되고, 양극 도선은 양극의 진공실(10)에 부착된다. 이때, 상기 아크 소스(20)는 파이프 형태로 형성하되, 내부에 냉각수를 공급하여 상기 아크 소스(20)를 냉각시키게 된다.The negative lead of the direct current (DC) power supplied from the power supply unit 70 is attached to the arc source 20 (cathode), and the positive lead is attached to the vacuum chamber 10 of the positive electrode. At this time, the arc source 20 is formed in the form of a pipe, and supplies the cooling water therein to cool the arc source 20.

또한, 트리거(45)(trigger)는 기계식 또는 전자식의 아크발생부(40)를 통하여 아크 소스(20)에 접촉되고, 상기 트리거(45)의 구동을 통해 아크 소스(20)에 전류를 인가하여 아크를 발생시킨다.In addition, the trigger 45 (trigger) is in contact with the arc source 20 through a mechanical or electronic arc generating unit 40, by applying a current to the arc source 20 through the drive of the trigger 45 Generate an arc.

즉, 모터(M)의 회전을 통해 아크 소스(20)가 회전하면서 아크를 발생하게 됨으로써, 아크 발생 지점이 계속적으로 이동하게 되고, 이에 따라 아크 소스의 이용률을 높여 다수의 기판(60)에 간편하게 피막 처리를 할 수 있는 것이다.That is, by generating the arc while the arc source 20 is rotated through the rotation of the motor (M), the arc generation point is continuously moved, thereby increasing the utilization of the arc source to simplify the plurality of substrates 60 It can be coated.

그러나, 상기한 종래의 아크 발생장치는 아크의 이동속도가 낮아 과열된 아크 소스 표면에서 풀(pool)이 형성되고, 또한 매크로 입자(macro particle)가 발생하는 문제가 있었다.However, the conventional arc generator has a problem in that a pool is formed on the surface of an overheated arc source due to a low arc moving speed, and macro particles are generated.

다만, 상기한 매크로 입자(macro particle)가 발생하는 문제는 아크의 이동속도를 증가시키는 것으로 해결할 수 있는데, 상기 아크 이동속도는 아크 소스재료, 아크 소스 표면상태, 공정압력 및 아크전류에 의해서 결정이 된다.However, the problem in which the macro particles occur can be solved by increasing the moving speed of the arc, which is determined by the arc source material, the arc source surface state, the process pressure and the arc current. do.

그러나, 상기와 같이 아크 이동속도를 결정하는 요소 중, 아크전류를 제외한 나머지 변수는 공정상 실질적으로 가변이 거의 불가능한 문제가 있고, 또한 상기 아크전류 역시 상기한 아크 소스에서 임의로 선택하여 제어할 수 있는 독립 요소가 아니며, 만일 아크전류를 가변하게 되더라도 아크가 외부로 빠져나가 아크가 꺼져버리는 현상이 발생하게 되는 문제도 있었다.However, among the factors for determining the arc moving speed as described above, the remaining variables except for the arc current are virtually impossible to be changed in the process, and the arc current may also be arbitrarily selected and controlled from the arc source. It is not an independent element, and even if the arc current is variable, there is a problem in which the arc escapes and the arc is turned off.

한편, 상기한 문제점을 해결하기 위한 다른 대안으로는 아크 소스로부터 튀어나오는 매크로 입자가 기판에 도달하지 않도록 상기 아크 소스를 기하학적으로 별도 배치하거나 아크 소스에서 발생하는 플라즈마를 자장을 이용하여 기판에 가이드함으로써, 문제를 해결할 수도 있게 된다.On the other hand, another alternative to solve the above problems is to arrange the arc source geometrically so that the macro particles protruding from the arc source does not reach the substrate or by guiding the plasma generated from the arc source to the substrate using a magnetic field The problem can be solved.

도 2는 상기한 문제 해결 방법 중 그 일예를 도시한 다른 종래의 "진공아크 증착장치"(대한민국 등록특허공보 공고번호 제1995-162921호)에 대한 것으로, 이하 설명하면, 진공실(1) 내부에 증발소스(2)가 배치되고, 상기 증발소스(2)의 양단은 홀더(4)에 각각 전기적으로 접속되어 고정된다.2 is a view of another conventional "vacuum arc deposition apparatus" (Korean Patent Publication No. 195-162921) showing an example of the above-described problem solving method. An evaporation source 2 is arranged, and both ends of the evaporation source 2 are electrically connected to and fixed to the holders 4, respectively.

그리고, 상기 홀더(4)는 절연체(3)에 의해 진공실(1) 좌우 측벽에 지지되고, 가공체로써의 기판(6)은 상기한 증발소스(2)를 둘러싸도록 배치된다. 또한, 상기 홀더(4)에 대응되게 한 쌍의 아크전원(7)이 설치되는데, 상기 아크전원(7)의 음극은 좌우 홀더에 각각 접속되고, 아크전원(7)의 양극은 진공실(1)에 접속된다.The holder 4 is supported on the left and right side walls of the vacuum chamber 1 by the insulator 3, and the substrate 6 as the workpiece is arranged to surround the evaporation source 2 described above. In addition, a pair of arc power sources 7 are installed so as to correspond to the holders 4, the cathodes of the arc power sources 7 are connected to the left and right holders respectively, and the anodes of the arc power sources 7 are vacuum chambers 1. Is connected to.

또한, 상기 증발소스(2)의 양단에 외부방향으로 이격된 위치에 실린더형 여자코일(8)이 배치되고, 상기 여자코일(8)은 코일전원(9)에 독립적으로 접속되어 여자코일(8)에 인가된 여자전류를 제어할 수 있게 된다.In addition, cylindrical excitation coils 8 are disposed at positions spaced outwardly at both ends of the evaporation source 2, and the excitation coils 8 are independently connected to the coil power supply 9 to excite the coils 8. Excitation current applied to the can be controlled.

즉, 진공실(1) 내부의 증발소스(2)로부터 진공아크 방전이 발생되고, 상기한 진공아크 방전에 따라 아크전류가 집중된 아크스폿은 증발소스(2)의 표면상에 나타나게 되어 증발소스재료를 증발시킨다. 이때, 상기한 증발소스는 여자코일(8)이 발생시키는 자장에 의해 그 아크스폿을 조절할 수 있게 된다.That is, a vacuum arc discharge is generated from the evaporation source 2 inside the vacuum chamber 1, and the arc spot where the arc current is concentrated by the vacuum arc discharge appears on the surface of the evaporation source 2, Evaporate. At this time, the evaporation source is able to adjust the arc spot by the magnetic field generated by the excitation coil (8).

따라서, 증발된 증발소스재료는 진공실(1) 내에 배치된 기판(6)을 향해 이동되어 기판(6)에 균일한 두께의 피막을 형성할 수 있게 되고, 또한 증발소스(2)의 국부적인 소모를 방지할 수 있는 것이다.Thus, the evaporated evaporation source material can be moved toward the substrate 6 disposed in the vacuum chamber 1 to form a film having a uniform thickness on the substrate 6, and also the local consumption of the evaporation source 2. It can prevent.

그러나, 상기한 종래의 진공아크 증착장치는 여자코일이 진공실 외부에 설치되고, 상기 여자코일의 제어를 위한 코일전원을 별도 구비해야 하므로, 구조가 복잡해짐은 물론, 이로 인한 장치 설비 비용이 상승하게 되는 폐단이 있었다.However, in the conventional vacuum arc deposition apparatus, since the excitation coil is installed outside the vacuum chamber, and a coil power source for controlling the excitation coil must be separately provided, the structure becomes complicated, and thus, the equipment cost increases. There was a discontinuance.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 저전류에서의 아크 증착시 아크의 이동속도를 증가시켜 아크 소스의 매크로 입자 발생을 억제할 수 있도록 한 저전류 구동형 펄스 아크 발생장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, low current-driven pulse arc to increase the movement speed of the arc during arc deposition at low current to suppress the generation of macro particles of the arc source The present invention provides a generator.

본 발명의 다른 목적은 아크의 이동속도를 증가시키기 위한 자장발생수단의 설치 구조를 간단하게 하여 장치 설비 비용을 절감할 수 있도록 한 저전류 구동형 펄스 아크 발생장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a low current drive type pulse arc generator that can simplify the installation structure of the magnetic field generating means for increasing the moving speed of the arc, thereby reducing the cost of equipment installation.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 전원부 및 상기 전원부와 연결된 아크발생부를 통해 진공실 내부의 아크 소스에 전류를 인가하여 아크를 발생시키는 장치에 있어서, 상기 아크 소스에서 발생되는 아크 및 펄스아크의 이동속도를 증가시킬 수 있도록 상기 아크 소스 내부에 자장발생수단을 내장 구비한 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object, in the device for generating an arc by applying a current to the arc source in the vacuum chamber through the power source and the arc generating unit connected to the power source, the arc generated in the arc source and The magnetic field generating means is provided in the arc source to increase the moving speed of the pulse arc.

이때, 상기 자장발생수단은 영구자석이나 전자석인 것을 특징으로 한다.At this time, the magnetic field generating means is characterized in that the permanent magnet or electromagnet.

그리고, 상기 자장발생수단은 이웃하는 자장발생수단과 서로 다른 극성으로 아크 소스에 고정 배치될 수 있게 복수 구비하는 것을 특징으로 한다.And, the magnetic field generating means is characterized in that it is provided with a plurality so as to be fixed to the arc source with a different polarity from the neighboring magnetic field generating means.

또한, 상기 아크 소스는 양끝 각각에서 아크 및 펄스아크를 발생시킬 수 있도록 양단에 전원부와 아크발생부를 각각 설치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the arc source is characterized in that each of the power supply and the arc generator is installed at both ends to generate an arc and a pulse arc at each end.

또, 상기 전원부의 전원은 직류(DC)전원이나 펄스전원 형태를 취하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power supply of the power supply unit is characterized in that it takes the form of a direct current (DC) power supply or a pulse power supply.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.

이하 설명하기에 앞서, 도 1을 통해 설명된 종래 기술의 구성과 동일 또는 유사한 본 발명의 구성에 대해서는 동일한 부호를 적용하여 도시 및 설명하였음을 미리 밝혀둔다.Prior to the following description, for the configuration of the present invention the same as or similar to the configuration of the prior art described with reference to Figure 1 by applying the same reference numerals it will be apparent in advance that.

이에 따른 첨부 도면 도 3 내지 도 6은 본 발명의 저전류 구동형 펄스 아크발생부(40)를 도시한 것으로, 아크 소스(20) 내부에 자장발생수단(80)을 설치한 것을 주요 구성요소로 한다.3 to 6 illustrate the low current driven pulse arc generating unit 40 of the present invention, in which the magnetic field generating unit 80 is installed inside the arc source 20 as a main component. do.

이하 상기한 주요 구성을 포함한 본 발명의 기술 구성에 대해 보다 상세하게 설명하면, 진공실(10) 내부 중앙에 봉 형상의 아크 소스(20)를 구비하고, 상기 진공실(10) 벽면에 피막 처리하고자 하는 기판(60)을 다수 장착한다. 이때, 상기 아크 소스(20) 양단에는 충진된 전극(50)을 설치하여 아크로부터 소스를 보호하고, 또한 아크를 소멸시키는 작용을 하게 된다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention including the above-described main configuration will be described in more detail. A rod-shaped arc source 20 is provided in the center of the vacuum chamber 10 and the film is to be coated on the wall of the vacuum chamber 10. Many board | substrates 60 are mounted. At this time, both ends of the arc source 20 are provided with a charged electrode 50 to protect the source from the arc and also to extinguish the arc.

그리고, 상기 진공실(10) 외부에는 전원부(70)와 아크발생부(40)를 각각 설치하여 상기 전원부(70)에서 공급되는 전류를 아크 소스(20)에 인가한다. 즉, 전원부(70)의 음극 도선은 아크발생부(40)에 연결하고, 상기 아크발생부(40)는 후술되는 트리거(45)에 의해 아크 소스(20)에 접속하며, 상기한 전원부(70)의 양극 도선은 양극의 진공실(10)에 각각 부착하여 아크발생을 위한 전류를 트리거(45)에 공급할 수 있는 것이다.In addition, the power supply unit 70 and the arc generating unit 40 are installed outside the vacuum chamber 10 to apply the current supplied from the power supply unit 70 to the arc source 20. That is, the negative electrode wire of the power supply unit 70 is connected to the arc generating unit 40, the arc generating unit 40 is connected to the arc source 20 by the trigger 45 to be described later, the power supply unit 70 The anode wires of) are attached to the vacuum chamber 10 of the anode to supply current to the trigger 45 for arc generation.

또한, 상기 전원부(70)는 아크 소스(20) 단부에 조성된 아크전류 인가부(30)에 연결하여 상기 아크 소스(20)에 아크전류를 공급하게 된다. 그리고, 상기 아크전류 인가부(30)에는 구동벨트(35)를 통해 모터(M)와 연결하여 상기 아크 소스(20)를 회동 가능하게 설치한다.In addition, the power supply unit 70 is connected to the arc current applying unit 30 formed at the end of the arc source 20 to supply an arc current to the arc source 20. In addition, the arc current applying unit 30 is connected to the motor (M) through the drive belt 35 to install the arc source 20 to be rotatable.

이때, 상기한 전원부(70)에 사용되는 전원은 직류(DC)전원이나 펄스전원 형태를 취하게 되며, 상기 전원이 직류(DC) 전원인 경우 펄스의 폭은 아크 소스(20)의 길이와 아크의 이동속도에 의해 결정된다.At this time, the power used in the power supply unit 70 takes the form of a direct current (DC) power or a pulse power supply, and when the power supply is a direct current (DC) power, the width of the pulse is the length of the arc source 20 and the arc. It is determined by the moving speed of.

계속해서, 상기한 트리거(45)(trigger)는 기계식 또는 전자식의 아크발생부(40)를 통하여 아크 소스(20)에 접촉되고, 상기 트리거(45)의 구동을 통해 아크 소스(20)에 전류를 전달하여 상기 아크 소스(20)로부터 아크 및 펄스아크를 발생시킨다.Subsequently, the trigger 45 (trigger) is in contact with the arc source 20 through the mechanical or electronic arc generator 40, the current to the arc source 20 through the drive of the trigger 45 By transmitting the arc and pulse arc from the arc source 20.

여기서, 전원부(70), 아크발생부(40), 트리거(45)는 전술한 일실시예와 같이 아크 소스(20) 단부에 설치할 수 있으나, 도 7에서 도시한 바와 같이 아크 소스(20) 양단에 각각 설치하여 상기 아크 소스(20) 양단으로부터 아크 및 펄스아크를 발생시키는 구성 또한 본 발명의 구성에 포함된다.Here, the power supply unit 70, the arc generating unit 40, the trigger 45 may be installed at the end of the arc source 20 as in the above-described embodiment, as shown in Figure 7 both ends of the arc source 20 Installed in each of the arc source 20 to generate an arc and a pulse from both ends are also included in the configuration of the present invention.

한편, 도 4와 도 5에 도시된 자장발생수단(80)은 본 발명의 핵심적인 구성으로 상기 아크 소스(20)에서 발생되는 아크 및 펄스아크의 이동속도를 증가시킬 수 있도록 상기 아크 소스(20) 내부에 내장 구비한다.On the other hand, the magnetic field generating means 80 shown in Figures 4 and 5 is the core configuration of the present invention to increase the moving speed of the arc and pulse arc generated in the arc source 20 to the arc source 20 Equipped with built-in inside.

이러한, 상기 자장발생수단(80)은 영구자석이나 전자석을 사용하게 되고, 이웃하는 영구자석 및 전자석과 서로 다른 극성으로 아크 소스(20)에 고정 배치될 수 있게 복수 구비하되, 상기 자장발생수단(80)은 아크 소스(20) 내측면에 종방향으로 길게 고정 설치한다.Such a magnetic field generating means 80 is to use a permanent magnet or an electromagnet, a plurality of magnetic field generating means so as to be fixed to the arc source 20 with a different polarity from neighboring permanent magnets and electromagnets, the magnetic field generating means ( 80 is fixedly installed in the longitudinal direction on the inner surface of the arc source (20).

즉, 아크 소스(20) 내측면에 접촉되는 어느 자장발생수단(80)의 극성을 N극으로 배치할 때에, 상기 아크 소스(20) 내측면에 이웃되게 접촉되는 다른 자장발생수단(80)의 극성은 S극이 될 수 있도록 배치하여 아크 소스(20)의 원주 방향으로 자장을 증가시키게 되고, 결과적으로 아크의 이동속도를 증가시키는 것이다.That is, when arranging the polarity of any magnetic field generating means 80 in contact with the inner surface of the arc source 20 to the N pole, the magnetic field generating means 80 of the other magnetic field generating means 80 is in contact with the inner surface of the arc source 20. The polarity is arranged to be the S pole to increase the magnetic field in the circumferential direction of the arc source 20, and consequently to increase the moving speed of the arc.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.

본 발명의 저전류 구동형 펄스 아크 발생장치를 통해 아크를 발생하여 기판(60)에 피막을 증착하기 위해서는 전원부(70)에서 전원을 공급받아 트리거(45)가 구동되고, 상기 트리거(45)의 구동을 통해 아크 소스(20)에 전류를 인가함으로써, 아크 소스(20)로부터 아크 및 펄스아크를 발생할 수 있게 된다.In order to generate an arc through the low current driving type pulse arc generator of the present invention and deposit a film on the substrate 60, the trigger 45 is driven by receiving power from the power supply unit 70, and the trigger 45 By applying a current to the arc source 20 through driving, it is possible to generate an arc and pulse arc from the arc source 20.

이때, 상기 아크 소스(20) 단부에는 모터(M)가 장착되어 있어, 상기 아크 소스(20)는 회전하면서 아크를 발생하게 되고, 이에 따라 아크 발생지점이 계속적으로 이동하면서 아크를 발생하게 됨으로써, 아크 소스(20)의 이용률을 높일 수 있는 것이다. 따라서, 아크 소스(20)로부터 발생되는 아크가 기판(60)으로 이동됨으로써, 기판(60)에 피막을 증착시킬 수 있는 것이다.At this time, the end of the arc source 20 is equipped with a motor (M), the arc source 20 is to generate an arc while rotating, thereby generating an arc while the arc generating point continuously moves, It is possible to increase the utilization of the arc source 20. Therefore, the arc generated from the arc source 20 is moved to the substrate 60, whereby a film can be deposited on the substrate 60.

이때, 상기 아크 소스(20) 내부에는 자장발생수단(80)을 구비하여 상기 아크의 이동속도를 증가시키게 됨으로써, 아크 소스(20)에 매크로 입자가 발생하는 것을 방지하게 되고, 이에 따라 기판(60)에 균일한 피막 처리를 수행할 수 있고, 아크 소스(20)의 이용률을 보다 향상시킬 수 있게 된다.At this time, the arc source 20 is provided with a magnetic field generating means 80 to increase the moving speed of the arc, thereby preventing the generation of macro particles in the arc source 20, thereby the substrate 60 Uniform coating treatment can be performed, and the utilization rate of the arc source 20 can be further improved.

상기한 자장발생수단(80)을 통한 아크 이동속도의 증가 작용을 부연하여 설명하면, 일반적으로 아크의 이동속도는 전류에 비례하여 증가하므로, 아크 이동속도를 증가시키기 위해서는 아크 발생시의 전류를 증가시키면 되고, 다시 상기 아크전류를 증가시키기 위해서는 상기 아크전류에 의해 발생하는 힘(F)을 증가시키면 된다.In detail by explaining the action of increasing the arc moving speed through the magnetic field generating means 80, in general, since the arc moving speed increases in proportion to the current, increasing the current at the time of arc generation to increase the arc moving speed In order to increase the arc current again, the force F generated by the arc current may be increased.

이때, 상기 아크전류에 의해 발생하는 힘(F)은 아래의 식과 같다.At this time, the force (F) generated by the arc current is as follows.

F = J ×BF = J × B

여기서, J는 아크전류 밀도, B는 아크전류에 의해 발생된 자장을 가리킨다.Where J is the arc current density and B is the magnetic field generated by the arc current.

즉, 본 발명에서는 영구자석이나 전자석을 이용한 자장발생수단(80)을 아크 소스(20) 내부에 구비함으로써, 아크 소스(20)의 원주 방향으로 자장을 인가할 수 있게 된다. 따라서, 자장의 증가를 통해 아크전류에 의해 발생하는 힘(F)을 증가시킬 수 있고, 아크 이동속도를 증가시켜 아크 발생시 아크 소스(20)에서의 매크로 입자가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 결과적으로 기판(60)에 균일한 두께의 피막을 코팅할 수 있는 것이다.That is, in the present invention, the magnetic field generating means 80 using the permanent magnet or the electromagnet is provided inside the arc source 20, whereby the magnetic field can be applied in the circumferential direction of the arc source 20. Therefore, it is possible to increase the force (F) generated by the arc current through the increase of the magnetic field, it is possible to prevent the occurrence of macro particles in the arc source 20 when the arc is generated by increasing the arc moving speed, and consequently As a result, a film having a uniform thickness can be coated on the substrate 60.

다만, 상기 매크로 입자의 발생을 억제하기 위한 다른 방법으로 아크전류를 1000A 수준으로 동작시킬 수도 있으나, 이 경우 대전류 펄스전원이 필요한 문제가 있다. 그리고, 본 발명에서와 같이 저전류 펄스전원을 이용하는 경우에는 펄스 주기를 증가시켜야 하는 문제가 있으므로, 매크로 입자의 발생 억제를 위해서는 본 발명에서와 같은 자장 증가를 통한 아크 이동속도의 증가 방식이 매우 효율적이라 할 수 있는 것이다.However, the arc current may be operated at a level of 1000 A as another method for suppressing the generation of the macro particles, but in this case, a large current pulse power source is required. In addition, in the case of using a low current pulse power supply as in the present invention, there is a problem in that the pulse period needs to be increased. Therefore, the method of increasing the arc moving speed through the increase of the magnetic field as in the present invention is very effective for suppressing the generation of macro particles. This can be called.

더욱이, 본 발명의 저전류 구동형 펄스 아크 발생장치는 종래의 진공 아크증착장치와 달리 아크 소스(20) 내부에 자장발생수단을 구비하되, 상기 자장발생수단을 전원을 공급하는 별도의 전원공급장치가 불필요하여 구조를 단순화하고 장치 설비 비용을 감소시킬 수 있는 것이다.Furthermore, unlike the conventional vacuum arc deposition apparatus, the low current driven pulse arc generator of the present invention has a magnetic field generating means inside the arc source 20, and a separate power supply device for supplying power to the magnetic field generating means. Is unnecessary to simplify the structure and reduce the equipment installation cost.

뿐만 아니라, 본 발명의 저전류 구동형 펄스 아크 발생장치는 아크 발생을 위한 전원부(70) 및 아크발생부(40)를 아크 소스(20) 양단에 각각 설치하므로 상기 아크 소스(20) 양끝으로부터 아크 및 펄스 아크를 발생시킬 수 있고, 이에 따라 아크 소스(20)의 이용률을 향상시킬 수 있는 것이다.In addition, the low-current-driven pulse arc generating apparatus of the present invention, because the power supply unit 70 and the arc generating unit 40 for generating the arc, respectively installed at both ends of the arc source 20, the arc from both ends of the arc source 20 And it can generate a pulse arc, thereby improving the utilization of the arc source 20.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.On the other hand, the present invention has been described in detail only with respect to the specific examples described above it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, it is natural that such variations and modifications belong to the appended claims. .

이상에서와 같이 본 발명은 영구자석이나 전자석을 이용한 자장발생수단을 아크 소스 내부에 구비함으로써, 아크 소스의 원주 방향으로 자장을 인가할 수 있게 되고, 이에 따라 자장의 증가를 통해 아크 이동속도를 증가시켜 아크 발생시 아크 소스에서의 매크로 입자가 발생하는 것을 방지할 수 효과가 있으며, 결과적으로 기판에 균일한 두께의 피막을 코팅할 수 있는 것이다.As described above, the present invention provides a magnetic field generating means using a permanent magnet or an electromagnet inside the arc source, thereby enabling the magnetic field to be applied in the circumferential direction of the arc source, thereby increasing the arc moving speed through the increase of the magnetic field. In this case, it is possible to prevent the generation of macro particles in the arc source when the arc is generated, and as a result, it is possible to coat a film having a uniform thickness on the substrate.

더욱이, 상기한 자장발생수단을 아크 소스 내부에 구비하되, 별도의 전원공급장치가 불필요하여 구조를 단순화하고 장치 설비 비용을 감소시킬 수 있는 효과도 있고, 또한 아크 발생을 위한 전원부 및 아크발생부를 아크 소스 양단에 각각 설치하므로 상기 아크 소스 양끝으로부터 아크 및 펄스 아크를 발생시킬 수 있고, 이에 따라 아크 소스의 이용률을 향상시킬 수 있는 효과도 있는 것이다.In addition, the magnetic field generating means is provided inside the arc source, but a separate power supply is unnecessary, which simplifies the structure and reduces the equipment installation cost. Since it is installed at both ends of the source, it is possible to generate arc and pulse arc from both ends of the arc source, thereby improving the utilization of the arc source.

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 전원부 및 상기 전원부와 연결된 아크발생부를 통해 진공실 내부의 아크 소스에 전류를 인가하여 아크를 발생시키되, 상기 아크 소스에서 발생되는 아크 및 펄스아크의 이동속도를 증가시킬 수 있도록 상기 아크 소스 내부에 영구자석이나 전자석으로 이루어진 자장발생수단을 내장 구비한 펄스 아크 발생장치에 있어서,Permanent magnet inside the arc source to generate an arc by applying a current to the arc source in the vacuum chamber through the power source and the arc generator connected to the power source to increase the moving speed of the arc and pulse arc generated from the arc source In the pulse arc generator having a built-in magnetic field generating means consisting of 상기 자장발생수단(80)은 이웃하는 다른 자장발생수단(80)과 서로 다른 극성으로 아크 소스(20)에 고정 배치될 수 있게 복수 구비하되, 상기 자장발생수단(80)은 아크 소스(20) 내측면에 종방향으로 고정 설치한 것을 특징으로 하는 저전류 구동형 펄스 아크 발생장치.The magnetic field generating means 80 is provided with a plurality so as to be fixed to the arc source 20 with a different polarity from the other magnetic field generating means 80, the magnetic field generating means 80 is the arc source 20 A low current driven pulse arc generator, which is fixed to the inner side in the longitudinal direction. 제 3항에 있어서, 상기 아크 소스(20)는 양끝 각각에서 아크 및 펄스아크를 발생시킬 수 있도록 양단에 전원부(70)와 아크발생부(40)를 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 저전류 구동형 펄스 아크 발생장치.4. The low current driving type of claim 3, wherein the arc source 20 is provided with a power supply unit 70 and an arc generating unit 40 at both ends so as to generate an arc and a pulse arc at each end. Pulse arc generator. 삭제delete
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