KR100727645B1 - 이온 플레이팅장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온 플레이팅장치를 개시한다. 본 발명에 따른 이온 플레이팅장치는 진공 챔버 내부에 플라즈마 상태로 존재하는 금속 이온이 이온화 되어 모재의 표면에 코팅되도록 상기 모재에 마이너스 전압이 걸리도록 외부로부터 마이너스 전압이 인가되며, 상기 모재가 이동되도록 상기 모재가 거치되는 회전부를 가지는 지그와; 상기 챔버의 외측에 설치되어 상기 회전부를 구동시킬 수 있도록 원동기어가 고정되어 있는 모터를 포함하여 구성되며, 상기 모터의 모터축과 상기 원동기어는 상기 지그로 인가된 마이너스 전압이 상기 모터축을 통하여 상기 챔버로 통전되지 않도록 일측은 상기 모터축에 고정되고 타측은 상기 원동기어에 고정되어 있는 절연부재에 의하여 상호 고정되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 지그로 인가된 마이너스 전압이 절연부재에 의하여 모터축을 통하여 외부로 통전되는 것이 방지되므로, 마이너스 전압이 그대로 모재에 걸리게 되어 모재를 균일하게 코팅할 수 있는 효과가 있다.
이온, 챔버, 코팅, 모터

Description

이온 플레이팅장치{ION PLATING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 이온 플레이팅장치를 개략적으로 보인 측면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 이온 플레이팅장치의 회전부와 모터가 연결된 상태를 보인 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 절연부재의 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 절연부재의 결합단면도이다.
♠ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♠
10 : 이온 플레이팅장치 20 : 챔버
30 : 지그 40 : 회전부
41 : 모재 50 : 모터
51 : 모터축 53 : 원동기어
55 : 회전축 100 : 절연부재
110 : 상부 고정판 120 : 하부 고정판
130 : 절연체
본 발명은 이온 플레이팅 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 챔버의 내부에 회전부에 의하여 이동되면서 코팅되는 모재에 인가되는 마이너스 전압이 회전부를 구동시키는 모터의 모터축을 통하여 외부로 통전되는 것을 방지할 수 있는 이온 플레이팅장치에 관한 것이다.
일반적으로 이온 플레이팅(Ion plating)은 진공 용기 내에 증착시키고 싶은 금속을 증발시켜 피가공물인 모재의 표면에 금속피막을 증착시키거나, 또는 반응가스를 진공 용기 내에 도입하여 피가공물인 모재의 표면에 두 성분으로 된 화합물을 형성시키는 방법이 널리 사용되고 있다.
이 두 경우 모두 진공 용기인 챔버(Chamber) 내에서 증발된 금속은 그로우방전이나 다른 이온화 수단에 의하여 일부 또는 전부가 이온화되어 플라즈마 상태를 유지하게 된다. 그리고 챔버 내부에 위치되어 있는 피가공물인 모재에 마이너스의 바이어스 전압이 걸리면, 플라즈마 상태를 유지하고 있던 이온에 큰 운동에너지가 부여되어 이온화 된 금속이 모재의 표면에 충돌하여 부착력이 큰 피막을 형성하면서 모재를 코팅하게 된다.
최근에 널리 사용되고 있는 이온 플레이팅 장치는 진공 용기로 사용되는 챔버의 내부에 많은 수의 모재를 동시에 코팅함과 동시에 모재 표면의 코팅이 균일하게 이루어 질 수 있도록 다량의 모재를 거치할 수 있는 지그가 마련되어 있다. 지그에는 모재를 거치하여 회전시킬 수 있는 회전부가 설치되어 있으며, 회전부는 챔버의 외측에 마련되어 있는 모터에 의하여 회전된다. 이때, 지그에는 마이너스 전압이 걸리게 되고, 지그와 접촉되어 있는 모재에도 마이너스 전압이 걸리게 되는 것이다.
그런데, 상기와 같은 종래의 이온 플레이팅 장치는 모재에 마이너스의 바이어스 전압을 걸어주기 위하여 지그에 마이너스 전압을 인가하면, 회전부를 구동시키는 모터의 모터축 회전부에 직접 연결되어 있어서 지그에 인가되는 마이너스 전압이 모터축을 통하여 외부로 통전된다. 이로 인하여, 모재에 걸리는 마이너스 전압이 작아져 플라스마 상태의 이온이 이온화 되지 못하여 모재의 표면이 코팅되지 않는 등의 문제가 발생되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 지그의 회전부를 구동시키는 모터의 모터축을 절연시켜 지그에 걸리는 마이너스 전압이 모터축을 통하여 외부로 통전되는 것을 방지하여 모재의 표면을 원활하게 코팅할 수 있는 이온 플레이팅 장치의 구동부 절연장치 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이온 플레이팅장치는 진공 챔버 내부에 플라즈마 상태로 존재하는 금속 이온이 이온화 되어 모재의 표면에 코팅되도록 상기 모재에 마이너스 전압이 걸리도록 외부로부터 마이너스 전압이 인가되며, 상기 모재가 이동되도록 상기 모재가 거치되는 회전부를 가지는 지그와; 상기 챔버의 외측에 설치되어 상기 회전부를 구동시킬 수 있도록 원동기어가 고정되어 있는 모터를 포함하여 구성되며, 상기 모터의 모터축과 상기 원동기어는 상기 지그로 인가된 마이너스 전압이 상기 모터축을 통하여 상기 챔버로 통전되지 않도 록 일측은 상기 모터축에 고정되고 타측은 상기 원동기어에 고정되어 있는 절연부재에 의하여 상호 고정되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 이온 플레이팅장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 이온 플레이팅장치(10)는 내부가 진공인 챔버(20)와, 이 챔버(20)의 내부에 설치되며 전원공급부(31)로부터 마이너스(-) 전압을 인가받는 지그(30)와, 지그(30)에 회전 가능하게 설치되며 모재(41)가 거치되는 회전부(40)와, 회전부(40)를 구동시키는 모터(50)로 포함하여 구성되어 있다.
챔버(20)의 내부에는 금속 이온이 플라즈마 상태로 존재하며, 이 플라스마 상태의 금속 이온은 모재(41)에 마이너스 전압이 걸리게 되면 이온화 되어 모재(41)의 표면에 증착되어 코팅된다.
모재(41)는 표면의 코팅이 잘 이루어지도록 회전부(40)에 거치되어 이동되면서 코팅된다. 모재(41)로는 표면에 코팅이 필요한 기계부품, 금형, 장식품 등 다양한 물품을 사용할 수 있지만, 본 실시예에서는 모재(41)로 수저, 젓가락, 포크 등의 생활용품을 사용하는 것이 바람직하다.
회전부(40)는 모재(41)를 거치할 수 있도록 거치대(43)가 형성되어 있는 체인(45)을 구비한다. 체인(45)은 스프로킷(Sprocket: 47)에 연결되어 회전되며 모재(41)를 이동시키고, 스프로킷(47)에는 모터(50)에 의하여 구동되는 종동기어(49)가 연결되어 있다.
모터(50)는 모터축(51)이 챔버(20)의 내측에 위치되도록 챔버(20)에 결합되 어 있다. 모터(50)의 모터축(51)에는 회전부(40)의 종동기어(49)와 맞물려 종동기어(49)를 회전시키는 원동기어(53)가 절연부재(100)에 의하여 모터축(51)과 연결되어 있다.
한편, 모재(41)는 마이너스 전압이 인가되는 지그(20)가 회전부(40)와 연결되어 있어서 마이너스 전압을 공급 받을 수 있는 것이다.
본 실시예에 따른 이온 플레이팅 장치는 절연부재(100)에 의하여 지그(30)에 인가된 마이너스 전압이 외부로 통전되는 것이 방지되는데, 이를 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 절연부재(100)는 원형으로 형성되어 있으며, 모터축(51)이 고정되는 상부 고정판(110)과, 원동기어(53)의 회전축(55)이 고정되는 하부 고정판(120)과, 상부 고정판(110)과 하부 고정판(120) 사이에 개제되어 모터(50)의 모터축(51)과 원동기어(53)의 회전축(55)을 절연시키는 절연체(130)로 구성되어 있다.
상부 및 하부 고정판(110. 120)에는 볼트(140)에 의하여 절연체(130)와 결합되도록 볼트(140)가 관통되는 다수의 관통구멍(113, 123)이 각각 형성되어 있으며, 상부 고정판(110)의 중앙부에는 모터축(51)이 삽입되어 고정되는 플랜지(111)가 돌출되어 형성되어 있고, 하부 고정판(130)에는 원동기어(53)의 회전축(55)이 삽입되어 고정되는 플랜지(121)가 돌출되어 형성되어 있다. 본 실시예에 따른 상부 및 하부 고정판(110, 120)은 내식성과 강도가 우수한 스테인레스에 의하여 제작되는 것이 바람직하다.
절연체(130)의 상면 및 하면에는 상부 및 하부 고정판(110, 120)의 관통구멍(113, 123)과 정렬되며, 볼트(140)가 체결되는 체결구멍(131)이 각각 형성되어 있다. 본 실시예에 따른 절연체(130)는 화학적 비활성 및 내열성이 좋으며, 가격이 비교적 절염한 테프론에 제작되어 있다. 절연체(130)를 테프론으로 제작하는 것은 모재(41)를 코팅할 때 챔버(10) 내의 온도가 약 500ㅀC를 유지하게 되는데, 이때 절연체(130)는 대략 200ㅀC ~ 260ㅀC 정도의 열을 받게 되므로 절연체()가 변형되거나 파손되는 것을 방지하기 위하여 내열성이 우수한 테프론을 사용하여 제작하는 것이다.
상기와 같이 구성되어 있는 이론 플레이팅 장치(10)는 지그(30)로 인가된 마이너스 전압이 체인(45)을 통하여 모재(41)로 전달되어 모재(41)가 마이너스 전압을 받게 되는 것인데, 이때, 체인(45)을 구동시키기는 모터(50)가 절연부재(100)에 의하여 원동기어(53)와 연결되어 있어서 지그(30)에 인가된 마이너스 전압이 모터축(51)을 통하여 외부로 통전되는 것이 방지된다. 따라서 모재(41)에 전달되는 마이너스 전압 즉, 마이너스 전하의 손실이 거의 일어나지 않게 되므로, 챔버(10) 내부에서 플라즈마 형태로 존재하는 금속 이온의 이온화가 촉진되어 모재(41)를 균일하게 코팅할 수 있는 것이다.
이상에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이온 플레이팅 장치는 전원 공급부로부터 지그로 인가된 마이너스 전압이 절연부재에 의하여 모터축을 통하여 외부로 통전되는 것이 방지되므로, 마이너스 전압이 그대로 모재에 걸리게 되어 모재를 균일하게 코팅할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 진공 챔버 내부에 플라즈마 상태로 존재하는 금속 이온이 이온화 되어 모재의 표면에 코팅되도록 상기 모재에 마이너스 전압이 걸리도록 외부로부터 마이너스 전압이 인가되며, 상기 모재가 이동되도록 상기 모재가 거치되는 회전부를 가지는 지그와; 상기 챔버의 외측에 설치되어 상기 회전부를 구동시킬 수 있도록 원동기어가 고정되어 있는 모터; 및 상기 모터의 모터축과 상기 원동기어는 상기 지그로 인가된 마이너스 전압이 상기 모터축을 통하여 상기 챔버로 통전되지 않도록 일측은 상기 모터축에 고정되고 타측은 상기 원동기어에 고정되어 있는 절연부재로 이루어진 이온 플레이팅 장치에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 모터축 및 상기 원동기어의 회전축에 각각 고정되어 있는 상부 및 하부 고정판과; 상기 상부 및 하부 고정판 사이에 개제되어 상기 모터축과 상기 회전축을 절연하는 절연체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 플레이팅장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 고정판은 중앙부에 상기 모터축 및 상기 고정축이 삽입되어 고정되도록 플랜지가 외측으로 돌출되어 형성되어 있으며, 볼트가 관통되는 관통구멍이 다수 형성되어 있고,
    상기 절연체의 상면 및 하면에는 상기 상부 및 하부 고정판의 관통구멍과 정렬되며 상기 볼트가 체결되는 체결구멍이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 플레이팅장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 절연체는 고온에서 잘 견딜 수 있는 내열성이 우수한 테프론에 의하여 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 플레이팅장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 고정판은 스테인레스에 의하여 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 플레이팅장치.
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