KR100820744B1 - Method of coating metallic material - Google Patents

Method of coating metallic material Download PDF

Info

Publication number
KR100820744B1
KR100820744B1 KR1020070089986A KR20070089986A KR100820744B1 KR 100820744 B1 KR100820744 B1 KR 100820744B1 KR 1020070089986 A KR1020070089986 A KR 1020070089986A KR 20070089986 A KR20070089986 A KR 20070089986A KR 100820744 B1 KR100820744 B1 KR 100820744B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tungsten
film
base material
aqueous solution
temperature
Prior art date
Application number
KR1020070089986A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조재승
박성인
김정호
Original Assignee
(주)제이스
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 (주)제이스 filed Critical (주)제이스
Priority to KR1020070089986A priority Critical patent/KR100820744B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100820744B1 publication Critical patent/KR100820744B1/en
Priority to PCT/KR2008/005233 priority patent/WO2009031841A2/en
Priority to TW97134148A priority patent/TWI421373B/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C25D5/12Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/20Electrolytic after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24Chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12Process control or regulation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/12Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

A method of coating tungsten on a metal matrix is provided to increase life of the vacuum chamber and reduce the pollution level by improving plasma resistance, heat crack resistance and corrosion resistance of aluminum subsidiary materials of a vacuum chamber and electrodes used in fabrication processes of semiconductors and TFT-LCD, and semiconductor and TFT-LCD parts fabricated by the coating method are provided. A method of coating tungsten on a metal matrix comprises the steps of: performing an anodizing process of a metal matrix comprising aluminum or aluminum alloy to form an anodizing film; carrying out an electroplating process or an electroless plating process on the anodizing film of the metal matrix to form a tungsten coating film; and a heat treatment step, wherein the tungsten electroplating is performed by adjusting a temperature of the aqueous solution to a temperature of 75 to 85 deg.C and applying electricity to the aqueous solution at a current density of 1 to 10 A/dm^2 after preparing an aqueous solution with a pH of 6 to 7 containing 5 to 50 g/L of Na2OWO3.H2O, 10 to 30 g/Lof Na2CO3, 1 to 15 g/L of NH4OH, 1 to 5 g/L of CH2OHCOONa, and 20 to 50 g/L of Na3C6H5O7, and the tungsten electroless plating is conducted by adjusting a temperature of the aqueous solution to a temperature of 80 to 90 deg.C after preparing an aqueous solution with a pH of 8 to 10 containing 10 to 30 g/L of Na2WO4.H2O, 5 to 15 g/L of NiCl2.6H2O, 10 to 30 g/L of NaH2PO2.H2O, 5 to 15 g/L of CH2OHCOONa, 5 to 10 g/L of Na3C6H5O7, 5 to 10 g/L of CH4N2S, 10 to 25 g/L of Na2CO3, and 5 to 15% of NH4NF2.

Description

금속 모재의 텅스텐 코팅방법{METHOD OF COATING METALLIC MATERIAL}Tungsten coating method of metal base material {METHOD OF COATING METALLIC MATERIAL}

본 발명은 금속 모재의 텅스텐 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 및 TFT-LCD 제조 공정에 사용되는 진공 챔버 및 전극의 부자재로 사용되는 알루미늄 모재의 내플라즈마성, 내열균열성 및 내부식성을 향상시켜 진공 챔버의 수명을 높이고 오염도를 줄일 수 있는 금속 모재의 코팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tungsten coating method of a metal base material, and more particularly, the plasma resistance, cracking resistance and corrosion resistance of an aluminum base material used as a subsidiary material of a vacuum chamber and an electrode used in a semiconductor and TFT-LCD manufacturing process. The present invention relates to a coating method of a metal base material that can improve the life of the vacuum chamber and reduce the degree of contamination.

반도체나 TFT-LCD 제조는 진공 챔버에서 전극을 이용하여 식각 또는 증착 가스를 공급하고, 상기 가스를 전력을 인가하여 플라즈마 상태로 활성화시켜 식각하거나 기판 상에 물질을 고온에서 화학기상증착 등을 수행하고 있다.In semiconductor or TFT-LCD manufacturing, an etching or deposition gas is supplied by using an electrode in a vacuum chamber, and the gas is applied to activate a plasma to etch or perform chemical vapor deposition on a substrate at a high temperature. have.

이러한 공정 등으로 인해 진공 챔버 및 전극을 이루고 있는 알루미늄(Al) 재질의 부자재는 고온에서 부식성 플라즈마 가스에 노출된다. 그 결과 알루미늄 부자재의 균열이나 부식이 나타나고, 심각한 경우 알루미늄 부자재로부터 파티클이 발생하여 알루미늄 부자재의 수명뿐만 아니라 증착하고자 하는 반도체나 TFT-LCD 기판 등에 유입되어 제품의 불량을 가져오거나 공정을 중단해야 하는 사태가 일어난다.Due to such a process, an auxiliary material made of aluminum (Al) constituting the vacuum chamber and the electrode is exposed to the corrosive plasma gas at a high temperature. As a result, cracks or corrosion of the aluminum subsidiary materials appear, and in a serious case, particles are generated from the aluminum subsidiary materials, and not only the lifetime of the aluminum subsidiary materials but also flow into the semiconductor or TFT-LCD substrate to be deposited and bring about product defects or stop the process. Happens.

이에 진공 챔버 내 열악한 분위기 하에서 견딜 수 있도록 내플라즈마성과 내 열균열성을 갖도록 알루미늄 부자재의 표면을 다양한 방식으로 처리하기 위한 기술들이 제안되고 있다.Accordingly, technologies for treating the surface of the aluminum subsidiary materials in various ways have been proposed to have plasma resistance and thermal crack resistance to withstand the harsh atmosphere in the vacuum chamber.

미합중국특허 제5,641,375호는 알루미늄 챔버 벽이 플라즈마 부식 및 벽의 마모(wear)를 줄이기 위하여 양극 산화처리(anodized)를 수행하여 양극 산화피막을 형성하는 기술을 제시하고 있다. 그러나 양극산화의 경우 고온에서 피막 두께를 조절하여 내플라즈마성이나 내열균열성을 어느 정도 확보가 가능하나 플라즈마 가스에 의한 부식으로 인한 피막 손상이 심각하여 또 다른 문제가 발생하였다.U. S. Patent No. 5,641, 375 discloses a technique in which an aluminum chamber wall is subjected to anodization to reduce plasma corrosion and wall wear to form an anodized film. However, in the case of anodization, it is possible to secure some degree of plasma resistance or thermal crack resistance by controlling the film thickness at high temperature, but another problem occurred because the film damage due to corrosion by plasma gas is serious.

일본 출원공개번호 제62-103379호에서는 알루미늄 물질 상에 Al2O3, AlC, TiN, TiC, 및 AlN 등과 같은 부식 방지막을 형성하는 기술을 제안하고 있다. 상기 부식 방지막의 경우 내플라즈마성이 향상되나 알루미늄과의 접착력으로 인해 균열이 발생하는 문제가 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-103379 proposes a technique for forming a corrosion preventing film such as Al 2 O 3 , AlC, TiN, TiC, and AlN on an aluminum material. In the case of the anti-corrosion film, the plasma resistance is improved, but there is a problem that a crack occurs due to the adhesive strength with aluminum.

또한 알루미늄 부자재 표면에 산화크롬(Cr2O3) 피막을 코팅하는 방법이 제안되었으나, 이 산화크롬 피막만으로는 내식성을 높이는데 한계가 있다.In addition, a method of coating a chromium oxide (Cr 2 O 3 ) film on the surface of an aluminum subsidiary material has been proposed, but the chromium oxide film alone has a limit in improving corrosion resistance.

대한민국 특허공개 제2000-59295는 금속 표면에 전기 도금에 의해 텅스텐 합금을 코팅하여 표면 경도 및 내식성을 향상시킬 수 있다고 언급하고 있으며, 대한민국 특허공개 제2004-272호는 알루미늄 합금의 표면에 텅스텐, 팔라듐, 니켈 및 인을 무전해 습식 도금방법으로 도금하는 방법을 제안하고 있다.Korean Patent Publication No. 2000-59295 mentions that tungsten alloy can be coated on a metal surface by electroplating to improve surface hardness and corrosion resistance, and Korean Patent Publication No. 2004-272 describes tungsten and palladium on an aluminum alloy surface. , Nickel and phosphorus are proposed by electroless wet plating method.

이들 특허에서와 같이 텅스텐의 도금으로 알루미늄 부자재의 내플라즈마성을 어느 정도 확보할 수 있다. 그러나 알루미늄 부자재 상에 텅스텐을 도금하더라도 공정온도 자체의 높기 때문에 알루미늄 부자재와 텅스텐 도금층과의 큰 열팽창 특성 차이에 기인한 크랙 및 박리, 기포 등 이러한 원인으로 인하여 종래의 코팅기술에 의한 진공 챔버 내 알루미늄 부자재의 경우 급격한 파티클을 유발시킬 수 있다는 새로운 문제가 발생하였다.As in these patents, the plasma resistance of aluminum subsidiary materials can be secured to some extent by tungsten plating. However, even though tungsten is plated on aluminum subsidiary materials, the process temperature itself is high, and due to such causes such as cracks, peeling and bubbles due to large thermal expansion characteristics between aluminum subsidiary materials and tungsten plating layers, aluminum subsidiary materials in the vacuum chamber by conventional coating techniques are used. In this case, a new problem has occurred that can cause a sudden particle.

대한민국 특허공개 제2005-22184호는 반도체 부품인 금속 모듈의 표면에 제1니켈 도금층/제2니켈 도금층/텅스텐 도금층/제3니켈 도금층/로듐 도금층을 순차적으로 설치하여 장비의 수명을 향상시킬 수 있다고 제안하고 있다. 이러한 기술로 인하여 금속 모듈의 내부식성과 금속 층간 박리를 해소할 수 있으나, 5층의 박막을 형성하여야 하므로 공정이 복잡해지고 제조 비용이 증가하는 문제가 있다.Korean Patent Publication No. 2005-22184 says that the life of equipment can be improved by sequentially installing the first nickel plating layer, the second nickel plating layer, the tungsten plating layer, the third nickel plating layer, and the rhodium plating layer on the surface of the metal module which is a semiconductor component. I'm proposing. Due to this technology, the corrosion resistance of the metal module and the peeling between the metal layers can be eliminated. However, since the 5-layer thin film must be formed, the process is complicated and the manufacturing cost increases.

본 발명의 목적은 반도체 및 TFT-LCD 제조 공정시 사용되는 진공 챔버 및 전극의 알루미늄 부자재의 내플라즈마성, 내열균열성 및 내부식성을 향상시켜 진공 챔버의 수명을 높이고 오염도를 줄일 수 있는 금속 모재의 텅스텐 코팅방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the plasma resistance, crack resistance and corrosion resistance of aluminum subsidiary materials of vacuum chambers and electrodes used in semiconductor and TFT-LCD manufacturing processes. It is to provide a tungsten coating method.

본 발명의 다른 목적은 상기 코팅 방법으로 제조된 반도체 및 TFT-LCD 부품을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor and a TFT-LCD component manufactured by the coating method.

본 발명은 The present invention

알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 금속 모재를 양극 산화공정을 수행하여 양극 산화피막을 형성하는 단계, Forming an anodized film by performing an anodizing process on a metal base material including aluminum or an aluminum alloy;

상기 금속 모재의 양극 산화피막 상에 전해 또는 무전해 도금공정을 수행하여 텅스텐 도금막을 형성하는 단계, 및Forming a tungsten plated film by performing an electrolytic or electroless plating process on the anodized film of the metal base material, and

열처리 단계Heat treatment step

를 포함하는 금속 모재의 코팅방법을 제공한다.It provides a coating method of a metal base material comprising a.

이때 추가로 상기 양극 산화피막을 형성한 후, 상기 양극 산화피막 상에 전해도금 공정으로 니켈 도금막을 형성하는 단계를 수행한다.At this time, after forming the anodized film further, the step of forming a nickel plating film on the anodized film by an electroplating process.

또한 본 발명은 상기 방법으로 표면에 알루미늄 산화피막 및 텅스텐 도금막이 순차적으로 형성된 반도체 및 TFT-LCD 제조용 진공 챔버, 챔버 부속물 또는 전극을 제공한다.The present invention also provides a vacuum chamber, a chamber accessory or an electrode for manufacturing a semiconductor and a TFT-LCD, in which an aluminum oxide film and a tungsten plating film are sequentially formed on the surface by the above method.

본 발명은 알루미늄 재질의 금속 모재 표면에 양극 산화피막과 텅스텐 도금막을 형성하여 금속의 내플라즈마성, 내열균열성 및 내부식성을 향상시킨다.The present invention forms an anodized film and a tungsten plating film on the surface of the metal base material of the aluminum material to improve the plasma resistance, thermal crack resistance and corrosion resistance of the metal.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 각 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것으로 이해되는 것이 바람직하다. 이때 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층의 "상"에 있다 라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 층은 상기 다른 층에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제3의 층이 개재되어질 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It is preferable to understand that the shape and the like of the elements in each drawing are exaggerated in order to emphasize a more clear description. In this case, elements denoted by the same reference numerals in the drawings mean the same elements. In addition, where a layer is described as being "on" another layer, the layer may exist in direct contact with the other layer, or a third layer may be interposed therebetween.

도 1은 본 발명의 제1 구현 예에 따른 금속 모재의 코팅방법을 보여주는 순서도이고, 도 2∼4는 이의 모식도이다.1 is a flow chart showing a coating method of a metal base material according to a first embodiment of the present invention, Figures 2 to 4 is a schematic diagram thereof.

먼저, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질의 금속 모재(11)를 준비한다(도 2).First, a metal base material 11 of aluminum or aluminum alloy is prepared (FIG. 2).

상기 금속 모재(11)는 탈지 공정, 수세 공정, 에칭 공정 및 전해 탈지 공정으로 이루어진 전처리 공정을 거친다.The metal base material 11 is subjected to a pretreatment step consisting of a degreasing step, a water washing step, an etching step, and an electrolytic degreasing step.

상기 전처리 공정은 금속 모재(11)를 피막이 잘 형성되도록 표면의 기름때를 없애기 위해 60∼80 ℃의 탈지액에 넣고 처리하는 탈지(Cleaning, Degreesing) 공정을 수행한 후, 상기 탈지액 및 이물질을 제거하기 위해 수세 공정을 수행한다. 이어 표면적을 넓히기 위해 에칭(etching) 공정을 수행하고, 전해 탈지(electrocleaning)를 수행한다. 이러한 전처리 공정은 상기 공정 외에 초음파 인가와 같은 공지된 전처리 공정들이 추가 또는 대체 사용할 수 있다.In the pretreatment process, the metal base material 11 is put in a degreasing solution at 60 to 80 ° C. to remove grease on the surface so that the film is well formed, followed by a degreasing (degreesing) process, and then the degreasing solution and foreign substances are removed. To carry out the washing process. Then, an etching process is performed to increase the surface area, and electrolytic degreasing is performed. This pretreatment process may be used in addition to or in addition to the known pretreatment processes such as ultrasonic application.

다음으로, 금속 모재(11)의 표면을 양극 산화시켜 상기 금속 모재(11)의 표면에 기공이 있는 양극 산화피막(13)을 형성한다(도 3).Next, the surface of the metal base material 11 is anodized to form an anodized film 13 having pores on the surface of the metal base material 11 (FIG. 3).

구체적으로, 금속 모재(11)를 양극(positive electrode)으로 하고, 이를 산을 포함하는 양극 산화 전해질에 담근 후 전압을 인가하여 양극화(Anodization)가 발생되도록 한다. 이때 인가된 전압에 의해 금속 모재(11)가 표면에서부터 전기적으로 산화되어 상기 금속 모재(11)의 표면이 양극 산화피막(13)인 알루미늄 산화막(Al2O3)으로 전환된다. 이어 지속적으로 전압이 인가되면 금속 모재(11)에 대해 수직 방향으로 양극 산화피막(13)에 기공이 형성된다. Specifically, the metal base material 11 is a positive electrode, immersed it in an anodizing electrolyte containing an acid, and then applied a voltage to cause anodization. At this time, the metal base material 11 is electrically oxidized from the surface by the applied voltage, and the surface of the metal base material 11 is converted into the aluminum oxide film Al 2 O 3 , which is an anodized film 13. Subsequently, when voltage is continuously applied, pores are formed in the anodized film 13 in a direction perpendicular to the metal base material 11.

양극 산화에 사용되는 양극 산화 전해질은 인산, 옥살산, 황산, 유기산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 산을 포함하고, 묽은 농도로 사용하며, 바람직하기로 황산 15∼18 중량% 또는 옥살산 1∼5 중량%의 수용액을 사용한다.The anodic oxidation electrolyte used for anodic oxidation includes one acid selected from the group consisting of phosphoric acid, oxalic acid, sulfuric acid, organic acid, and combinations thereof, and is used in a dilute concentration, preferably 15 to 18% by weight of sulfuric acid or oxalic acid. An aqueous solution of 1 to 5% by weight is used.

이때 양극 산화는 0.1 내지 100 V의 전압을 인가하고, 25 내지 100 ℃의 온도에서 0.5 내지 5 시간 동안 수행하며, 이러한 조건은 산 종류, 나노 기공의 직경 및 정렬도와 같은 여러 요인을 고려하여 상기 범위 내에서 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 충분히 변경 가능하다.In this case, anodization is performed at a voltage of 0.1 to 100 V, and is performed at a temperature of 25 to 100 ° C. for 0.5 to 5 hours, and the conditions are in the above range in consideration of various factors such as acid type, nanopore diameter, and alignment. It can be sufficiently modified by those skilled in the art within.

이와 같은 양극 산화는 1회 이상, 필요에 따라 2 내지 4회 수행하여 기공의 정렬도를 높인다.Such anodization is carried out one or more times, if necessary 2 to 4 times to increase the degree of alignment of the pores.

이렇게 형성된 다수의 기공을 갖는 양극산화 피막(13)은 완전한 결정형 피막이 아니라, 비정형의 Al2O3피막을 형성한다. 이 양극산화 피막(13)은 금속 모재(11) 쪽으로 50% 성장하고, 외부로 50% 성장하기 때문에 세라믹 특성을 나타내지만, 금속 모재(11)와의 크랙성은 존재하지 않는다. 이는 완전한 결정형 피막(즉 용사를 이용하여 Al모재에 형성시킨 Al2O3피막)의 경우 완전한 세라믹 결정이므로 Al 모재와 비교하여 약 4배의 열팽창 특성 차이를 보인다.The anodic oxidation film 13 having a plurality of pores thus formed forms an amorphous Al 2 O 3 film, not a complete crystalline film. The anodic oxide film 13 grows 50% toward the metal base material 11 and grows 50% to the outside, and thus exhibits ceramic characteristics. However, cracking with the metal base material 11 does not exist. In the case of the complete crystalline coating (that is, Al 2 O 3 coating formed on the Al base material by thermal spraying), since it is a perfect ceramic crystal, the thermal expansion property difference is about 4 times that of the Al base material.

상기 양극 산화 후 후속의 도금 공정의 효율을 높이기 위해 세척 공정을 수행한다. 이러한 도금 공정은 매우 민감하기 때문에 공정과 공정 사이에 철저한 수세 공정이 이루어져야 한다.After the anodization, a washing process is performed to increase the efficiency of subsequent plating processes. Since this plating process is very sensitive, a thorough washing process should be performed between the processes.

다음으로, 상기 양극 산화피막(13) 상에 전해 또는 무전해 도금 공정을 수행하여 텅스텐 도금막(15)을 형성한다(도 4).Next, the tungsten plating film 15 is formed by performing an electrolytic or electroless plating process on the anodized film 13 (FIG. 4).

텅스텐은 내부식성, 내플라즈마성 및 내열균열성이 우수하여 금속 모재(11)의 물성을 향상시킨다.Tungsten has excellent corrosion resistance, plasma resistance, and thermal crack resistance, thereby improving physical properties of the metal base material 11.

특히 본 발명에서는 다공성의 양극 산화피막(11) 상에 텅스텐 도금막(15)을 형성하는데, 이 경우 도 3에 나타낸 바와 같이 양극 산화피막(13)의 기공 내부에 텅스텐이 존재하고 그 상부에 텅스텐이 코팅된다. 그 결과 금속 모재(11)와 텅스텐 도금막(15) 간 접착력이 향상되어, 텅스텐 도금막(15)을 형성함으로써 얻어지는 효과를 극대화할 수 있다.In particular, in the present invention, a tungsten plated film 15 is formed on the porous anodized film 11. In this case, as shown in FIG. 3, tungsten is present in the pores of the anodized film 13 and tungsten is formed thereon. It is coated. As a result, the adhesion between the metal base material 11 and the tungsten plated film 15 is improved, thereby maximizing the effect obtained by forming the tungsten plated film 15.

상기 텅스텐 도금막(15)은 전해 또는 무전해 도금 공정을 통해 형성한다.The tungsten plating film 15 is formed through an electrolytic or electroless plating process.

먼저, 전해 도금 공정은 전해 텅스텐 도금액으로 Na2OWO3·H2O (5∼50g/l), Na2CO3 (10∼30g/l), NH4OH (1∼15g/l), CH2OHCOONa (1∼5g/l), 및 Na3C6H5O7 (20∼50g/l)로 이루어진 수용액(pH 6∼7)을 제조한 후, 이를 75∼85 ℃의 온도로 조절하고, 1∼10 A/dm2의 전류 밀도로 전기를 인가하여 수행한다.First, the electroplating process is performed by electrolytic tungsten plating solution, Na 2 OWO 3 · H 2 O (5-50 g / l), Na 2 CO 3 (10-30 g / l), NH 4 OH (1-15 g / l), CH 2 aqueous solution (pH 6-7) consisting of OHCOONa (1-5 g / l) and Na 3 C 6 H 5 O 7 (20-50 g / l) was prepared, which was then adjusted to a temperature of 75-85 ° C. , By applying electricity at a current density of 1 to 10 A / dm 2 .

또한 무전해 도금 공정은 무전해 텅스텐 도금액 Na2WO4 ·2H2O (10∼30g/l), NiCl2·6H2O (5∼15g/l), NaH2PO2·H2O (10∼30g/l), CH2OHCOONa (5∼15g/l), Na3C6H5O7 (5∼10g/l), CH4N2S (5∼10g/l), Na2CO3 (10∼25g/l), NH4NF2 (5∼15%)로 이루어진 수용액(pH 8∼10)을 제조한 후, 이를 80∼90 ℃의 온도로 조절하여 수행한다.In addition, the electroless plating process is performed by electroless tungsten plating solution Na 2 WO 4 · 2H 2 O (10 to 30 g / l), NiCl 2 · 6H 2 O (5 to 15 g / l), NaH 2 PO 2 · H 2 O (10 30 g / l), CH 2 OHCOONa (5-15 g / l), Na 3 C 6 H 5 O 7 (5-10 g / l), CH 4 N 2 S (5-10 g / l), Na 2 CO 3 (10 to 25 g / l), an aqueous solution (pH 8 to 10) consisting of NH 4 NF 2 (5 to 15%) was prepared and then adjusted to a temperature of 80 to 90 ° C.

이때 상기 전해 및 무전해 도금 공정 시간은 텅스텐 도금막(15)이 5∼50㎛의 두께를 가질 때까지 수행한다. 만약 그 두께가 상기 범위 미만이면 내플라즈마 특성이 심각하게 떨어지는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하면 기존 텅스텐 피막에서도 문제가 되었던 기포문제 및 계면박리 문제가 발생하므로, 상기 범위 내로 조절한다.At this time, the electrolytic and electroless plating process time is performed until the tungsten plating film 15 has a thickness of 5 ~ 50㎛. If the thickness is less than the above range, there is a problem that the plasma characteristics are seriously degraded. If the thickness exceeds the above range, bubbles and interfacial separation problems, which have been a problem even in the existing tungsten coating, occur, so that the thickness is adjusted within the above range.

상기 텅스텐 도금막(15)을 형성 후 수세 공정 및 건조 공정을 수행한다.After the tungsten plating film 15 is formed, a washing process and a drying process are performed.

다음으로, 상기 금속 모재를 열처리하여 공정을 완성한다.Next, the metal base material is heat treated to complete the process.

상기 열처리는 350∼600 ℃의 산화 또는 환원 분위기 하에서 수행하는데, 이러한 열처리를 통해 텅스텐 도금막(15)의 막 밀도를 높이고 양극 산화피막(13)과의 접착력을 높이는 효과가 있다. 만약 열처리 온도가 상기 범위 미만이면 텅스텐 피막의 기계적 특성이 떨어지는 문제가 있고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 모재손상 및 양극산화 피막의 크랙 등의 문제가 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 수행한다.The heat treatment is performed under an oxidizing or reducing atmosphere of 350 to 600 ° C., through the heat treatment, the film density of the tungsten plated film 15 is increased and the adhesion to the anodized film 13 is increased. If the heat treatment temperature is less than the above range, there is a problem that the mechanical properties of the tungsten film is inferior, on the contrary, if the heat treatment temperature exceeds the above range, there is a problem such as damage to the base material and crack of the anodized film, it is performed properly within the above range.

이렇게 본 발명은 금속 모재(11)의 표면에 양극 산화에 의해 다공성 구조의 양극 산화피막(13)을 형성하여 내플라즈마성 및 내열균열성을 확보하고, 그 상부에 텅스텐 도금막(15)을 형성하여 내부식성을 가지고, 다공성 구조의 양극 산화피막(13)의 기공 내부로 텅스텐이 존재하여 양극 산화피막(13)과 텅스텐 도금막(15) 간의 박리를 해소하는 효과가 있다.Thus, according to the present invention, the anodic oxide film 13 having a porous structure is formed on the surface of the metal base material 11 by anodization to ensure plasma resistance and thermal crack resistance, and a tungsten plating film 15 is formed thereon. As a result, corrosion resistance is present, and tungsten is present in the pores of the anodic oxide film 13 having a porous structure, thereby eliminating the separation between the anodized film 13 and the tungsten plating film 15.

종래 금속 모재(11) 상에 텅스텐과 같은 금속층을 코팅하는 경우 금속 모재(11)와 금속층간의 낮은 접착력으로 인해 밀착성을 높이기 위해 징케이트(Zincate) 처리나, 금속 모재(11)와 금속층 사이에 접착층을 추가로 형성할 필요가 없게 되어 공정을 단순화할 수 있어 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.In the case of coating a metal layer, such as tungsten on the conventional metal base material 11, due to the low adhesion between the metal base material 11 and the metal layer to increase the adhesion, or (Zincate) treatment between the metal base material 11 and the metal layer There is no need to further form an adhesive layer, which simplifies the process, thereby reducing the manufacturing cost.

또한 본 발명은 추가로 상기 양극 산화피막을 형성한 후, 상기 양극 산화피막 상에 전해도금 공정으로 니켈 도금막을 형성하는 단계를 수행한다. In another aspect, the present invention after the formation of the anodized film, and performing a step of forming a nickel plating film on the anodized film by an electroplating process.

상기 니켈 도금막은 양극 산화피막 및 텅스텐 도금막 사이에 위치하여 이들과의 계면 밀착성을 높이고, 상기 양극 산화피막과 텅스텐 도금막 간의 밀착성을 높인다.The nickel plated film is positioned between the anodized film and the tungsten plated film to increase interfacial adhesion therewith and to improve the adhesion between the anodized film and the tungsten plated film.

도 5는 본 발명의 제2 구현예에 따른 금속 모재의 코팅방법을 보여주는 순서도이고, 도 6 및 도 7은 모식도이다.5 is a flowchart showing a coating method of a metal base material according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are schematic views.

구체적으로, 금속 모재의 표면을 양극 산화시켜 양극 산화피막을 형성한다. Specifically, the surface of the metal base material is anodized to form an anodized film.

이때 양극 산화에 대한 구체적인 내용은 제1 구현예에서 언급한 바를 따른다.In this case, the details of the anodic oxidation are as described in the first embodiment.

다음으로, 상기 양극 산화피막(13)이 형성된 금속 모재(11)를 전해도금에 의해 니켈 도금막(17)을 형성한다(도 7 참조).Next, a nickel plated film 17 is formed by electroplating the metal base material 11 on which the anodized film 13 is formed (see FIG. 7).

상기 전해 도금 공정은 전해 니켈 도금액으로 NiSO4·6H2O (100∼500g/l), NiCl2·6H2O (20∼80g/l), H3BO3 (20∼50g/l)로 이루어진 수용액 (pH 8∼10)을 제조한 후, 이를 40∼80 ℃의 온도로 조절하고, 1∼20A/dm2의 전류 밀도로 전기를 인가하여 수행한다.The electroplating process is made of NiSO 4 · 6H 2 O (100-500 g / l), NiCl 2 · 6H 2 O (20-80 g / l), H 3 BO 3 (20-50 g / l) as an electrolytic nickel plating solution. After preparing an aqueous solution (pH 8-10), it is carried out by adjusting the temperature to 40-80 ° C and applying electricity at a current density of 1-20 A / dm 2 .

이때 니켈 도금막(17)은 도 6에 나타낸 바와 같이 양극 산화피막(13)의 기공 내부에 니켈이 존재하고 그 상부에 니켈이 코팅된다. 그 결과 금속 모재(11)와 니켈 도금막(17) 간 접착력이 향상되고, 그 상부로 후속에서 텅스텐 도금막(19)을 형성한다.In this case, as shown in FIG. 6, nickel plated film 17 has nickel present in the pores of anodized film 13 and nickel is coated thereon. As a result, the adhesion between the metal base material 11 and the nickel plated film 17 is improved, and the tungsten plated film 19 is subsequently formed thereon.

다음으로, 상기 니켈 도금막(17) 상에 전해 또는 무전해도금 공정을 수행하여 텅스텐 도금막(19)을 형성한다(도 7 참조).Next, an electrolytic or electroless plating process is performed on the nickel plated film 17 to form a tungsten plated film 19 (see FIG. 7).

상기 텅스텐 도금막(19)은 전해 또는 무전해 도금 공정으로 수행하며, 자세한 처리 공정은 상기 제1 구현예에서 언급한 바를 따른다.The tungsten plating film 19 is performed by an electrolytic or electroless plating process, and the detailed processing process is as described in the first embodiment.

다음으로, 상기 금속 모재를 열처리하여 공정을 완성한다.Next, the metal base material is heat treated to complete the process.

이때 열처리 이전에 상기 텅스텐 도금막(19)을 형성한 후 건조 공정을 수행한다.At this time, the tungsten plating film 19 is formed before the heat treatment, and then a drying process is performed.

상기한 단계를 거쳐 본 발명에 의해 금속 모재의 표면에 양극 산화피막/텅스텐 도금막 또는 양극 산화피막/니켈 도금막/텅스텐 도금막이 순차적으로 형성된다.Through the above-described steps, anodization / tungsten plating or anodization / nickel plating / tungsten plating is sequentially formed on the surface of the metal base material.

본 발명에 따른 금속 모재의 표면 처리는 반도체 및 TFT-LCD 제조 장비의 진공 챔버 및 진공챔버 내부에서 사용되는 히터 및 샤워헤드(디퓨져)와 같은 각종 부자재의 표면 처리에 응용된다.The surface treatment of the metal base material according to the present invention is applied to the surface treatment of various subsidiary materials such as heaters and shower heads (diffusers) used in vacuum chambers and vacuum chambers of semiconductor and TFT-LCD manufacturing equipment.

상기 부자재는 주로 그 재질이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어져 있는데, 이러한 부자재의 표면에 텅스텐을 코팅하여 내부식성, 내플라즈마성 및 내열균열성이 향상되는 효과가 있다. 이러한 본 발명에 따른 방법은 텅스텐이 지닌 물성 향상을 최대한 발휘하고, 텅스텐 도금막과 부자재간 접착력을 높이고, 공정이 단순하여 기존의 표면처리 공정과 비교하여 그 효과는 우수하고 비용이 저감되는 잇점이 있다.The subsidiary material is mainly made of aluminum or aluminum alloy, the surface of the subsidiary material is coated with tungsten has the effect of improving the corrosion resistance, plasma resistance and thermal crack resistance. The method according to the present invention exhibits the greatest improvement in physical properties of tungsten, increases the adhesion between the tungsten plated film and the subsidiary materials, and the process is simple, so that the effect is excellent and the cost is reduced compared to the conventional surface treatment process. have.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.

실시예 1Example 1

알루미늄 기판을 공지의 방법으로 탈지, 수세, 에칭 및 전해 탈지를 수행하 여 전처리를 하였다.The aluminum substrate was pretreated by degreasing, washing with water, etching and electrolytic degreasing by a known method.

이어 황산 및 옥살산이 1:5의 중량비로 용해된 0.5M 농도의 산 용액에 담근 후 이를 양극으로 하여 0.2A/㎠의 전류를 28℃에서 60분간 공급하여 양극 산화피막을 형성하였다.Subsequently, sulfuric acid and oxalic acid were immersed in an acid solution having a concentration of 0.5 M dissolved in a weight ratio of 1: 5, and then a 0.2 A / cm 2 current was supplied at 28 ° C. for 60 minutes to form an anodic oxide film.

상기 알루미늄 기판을 DI수로 깨끗이 수세한 후 텅스텐 도금막 형성을 위한 무전해 도금조(Na2WO4 ·2H2O (30g/l), NiCl2·6H2O (5g/l), NaH2PO2·H2O (12g/l), CH2OHCOONa(5.5g/l), Na3C6H5O7 (10g/l), CH4N2S (5g/l), Na2CO3 (15g/l), NH4NF2 (12%))에 담근 후 pH 10, 90℃에서 30분간 교반·침적하였다. 이러한 무전해 도금 방식을 이용하여 양극 산화피막 상에 25 ㎛ 두께의 텅스텐 도금막을 형성하였다.After washing the aluminum substrate with DI water, an electroless plating bath (Na 2 WO 4 · 2H 2 O (30 g / l), NiCl 2 · 6H 2 O (5 g / l), NaH 2 PO) was formed to form a tungsten plated film. 2 · H 2 O (12g / l), CH 2 OHCOONa (5.5g / l), Na 3 C 6 H 5 O 7 (10g / l), CH 4 N 2 S (5g / l), Na 2 CO 3 (15 g / l), NH 4 NF 2 (12%), and then stirred and deposited at pH 10 and 90 ° C. for 30 minutes. By using the electroless plating method, a tungsten plating film having a thickness of 25 μm was formed on the anodized film.

이어 물로 깨끗이 수세한 후 상온에서 1시간 건조한 다음, 산소 분위기 하에 400℃에서 2시간 동안 열처리를 수행하였다.Then washed with water and then dried at room temperature for 1 hour, and then heat treatment was performed at 400 ℃ for 2 hours under oxygen atmosphere.

실시예 2Example 2

알루미늄 기판을 공지의 방법으로 탈지, 수세, 에칭 및 전해 탈지를 수행하여 전처리를 하였다.The aluminum substrate was pretreated by degreasing, washing with water, etching and electrolytic degreasing by a known method.

이어 황산 및 옥살산이 1:5의 중량비로 용해된 0.5M 농도의 산 용액에 담근 후 이를 양극으로 하여 0.2A/㎠의 전류를 28℃에서 60분간 공급하여 양극 산화피막을 형성하였다.Subsequently, sulfuric acid and oxalic acid were immersed in an acid solution having a concentration of 0.5 M dissolved in a weight ratio of 1: 5, and then a 0.2 A / cm 2 current was supplied at 28 ° C. for 60 minutes to form an anodic oxide film.

상기 알루미늄 기판을 DI수로 깨끗이 수세한 후 텅스텐 도금막 형성을 위한 전해조(Na2OWO3·H2O (20g/l), Na2CO3 (10g/l), NH4OH (5g/l), CH2OHCOONa (1g/l), 및 Na3C6H5O7 (15g/l))에 담근 후 5A의 전류를 40분간 공급하였다. 이러한 전해 도금 방식을 이용하여 양극 산화피막 상에 25 ㎛ 두께의 텅스텐 도금막을 형성하였다.After washing the aluminum substrate with DI water cleanly, an electrolytic cell for forming a tungsten plated film (Na 2 OWO 3 · H 2 O (20 g / l), Na 2 CO 3 (10 g / l), NH 4 OH (5 g / l), CH 2 OHCOONa (1 g / l), and Na 3 C 6 H 5 O 7 (15 g / l)), and then a current of 5A was supplied for 40 minutes. . By using the electrolytic plating method, a tungsten plated film having a thickness of 25 μm was formed on the anodized film.

이어 물로 깨끗이 수세한 후 상온에서 1시간 건조한 다음, 산소 분위기 하에 400℃에서 2시간 동안 열처리를 수행하였다.Then washed with water and then dried at room temperature for 1 hour, and then heat treatment was performed at 400 ℃ for 2 hours under oxygen atmosphere.

실시예 3Example 3

알루미늄 기판을 공지의 방법으로 탈지, 수세, 에칭 및 전해 탈지를 수행하여 전처리를 하였다.The aluminum substrate was pretreated by degreasing, washing with water, etching and electrolytic degreasing by a known method.

이어 황산 및 옥살산이 1:5의 중량비로 용해된 0.5M 농도의 산 용액에 담근 후 이를 양극으로 하여 0.2A/㎠의 전류를 28℃에서 60분간 공급하여 양극 산화피막을 형성하였다.Subsequently, sulfuric acid and oxalic acid were immersed in an acid solution having a concentration of 0.5 M dissolved in a weight ratio of 1: 5, and then a 0.2 A / cm 2 current was supplied at 28 ° C. for 60 minutes to form an anodic oxide film.

상기 알루미늄 기판을 깨끗이 수세한 후 니켈 도금막 형성을 위한 전해조(NiSO4·6H2O (400g/l), NiCl2·6H2O(20g/l),H3BO3(30g/l)에 담근 후 20A의 전류를 10분간 공급하여 양극 산화피막 상에 5㎛ 두께의 니켈 도금막을 형성하였다.After washing the aluminum substrate cleanly in an electrolytic cell (NiSO 4 · 6H 2 O (400 g / l), NiCl 2 · 6H 2 O (20 g / l), H 3 BO 3 (30 g / l) to form a nickel plated film After dipping, a current of 20A was supplied for 10 minutes to form a nickel plated film having a thickness of 5 μm on the anodized film.

이어 DI수로 깨끗이 수세한 후 상기 알루미늄 기판을 다시 텅스텐 도금막 형성을 위한 전해조(Na2OWO3·H2O (20g/l), Na2CO3 (10g/l), NH4OH (5g/l), CH2OHCOONa (1g/l), 및 Na3C6H5O7 (15g/l))에 담근 후 5A의 전류를 40분간 공급하여 30 ㎛ 두께의 텅스텐 도금막을 형성하였다.Subsequently, after washing with DI water, the aluminum substrate was again electrolyzed to form a tungsten plated film (Na 2 OWO 3 · H 2 O (20 g / l), Na 2 CO 3 (10 g / l), NH 4 OH (5 g / l), CH 2 OHCOONa (1g / l), and Na 3 C 6 H 5 O 7 (15g / l) and then immersed in a 5A current for 40 minutes to form a tungsten plated film having a thickness of 30 ㎛.

이어 40 ℃에서 4시간 건조한 다음, 산소 분위기 하에 400 ℃에서 4시간 동안 열처리를 수행하였다.Subsequently, drying was performed at 40 ° C. for 4 hours, and then heat treatment was performed at 400 ° C. for 4 hours under oxygen atmosphere.

비교예 1Comparative Example 1

알루미늄 기판을 공지의 방법으로 탈지, 수세, 에칭 및 전해 탈지를 수행하여 전처리를 하였다.The aluminum substrate was pretreated by degreasing, washing with water, etching and electrolytic degreasing by a known method.

상기 알루미늄 기판을 깨끗이 수세한 후 니켈 도금막 형성을 위한 전해조(NiSO4·6H2O (400g/l), NiCl2·6H2O(20g/l),H3BO3(30g/l)에 담근 후 20A의 전류를 10분간 공급하여 양극 산화피막 상에 5㎛ 두께의 니켈 도금막을 형성하였다.After washing the aluminum substrate cleanly in an electrolytic cell (NiSO 4 · 6H 2 O (400 g / l), NiCl 2 · 6H 2 O (20 g / l), H 3 BO 3 (30 g / l) to form a nickel plated film After dipping, a current of 20A was supplied for 10 minutes to form a nickel plated film having a thickness of 5 μm on the anodized film.

비교예 2Comparative Example 2

알루미늄 기판을 공지의 방법으로 탈지, 수세, 에칭 및 전해 탈지를 수행하여 전처리를 하였다.The aluminum substrate was pretreated by degreasing, washing with water, etching and electrolytic degreasing by a known method.

이어 황산 및 옥살산이 1:5의 중량비로 용해된 0.5M 농도의 산 용액에 담근 후 이를 양극으로 하여 0.2A/㎠의 전류를 28℃에서 60분간 공급하여 양극 산화피막을 형성하였다.Subsequently, sulfuric acid and oxalic acid were immersed in an acid solution having a concentration of 0.5 M dissolved in a weight ratio of 1: 5, and then a 0.2 A / cm 2 current was supplied at 28 ° C. for 60 minutes to form an anodic oxide film.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1을 통해 기판 상에 텅스텐 도금막의 형성 여부를 확인하기 위해, 표면의 성분을 주사전자현미경(SEM)와 EDAX로 분석하였고, 얻어진 결과를 도 8에 나타내었다.In order to confirm the formation of a tungsten plated film on the substrate through Example 1, the surface components were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and EDAX, the results obtained are shown in FIG.

도 8의 (a)는 실시예 1의 텅스텐 도금막 표면의 성분을 보여주는 스펙트럼이고, (b)는 조성을 보여준다. FIG. 8A is a spectrum showing the components of the tungsten plated film surface of Example 1, and (b) shows the composition.

도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 양극 산화피막 상에 30%의 텅스텐(W)이 형성 됨을 알 수 있다. Referring to FIGS. 8A and 8B, it can be seen that 30% of tungsten (W) is formed on the anodized film.

도 9는 실시예 1에서 제조된 텅스텐 도금막의 정면 사진이며, 도 10은 실시예 1에서 기판 상에 적층된 양극산화피막/텅스텐 도금막을 보여주는 측면 사진이다. 상기 도 9 및 도 10을 참조하면, Al 모재 위에 양극 산화피막(Anodizing막)을 형성하고, 그 위에 텅스텐 도금막이 형성됨을 알 수 있다.FIG. 9 is a front photograph of a tungsten plating film prepared in Example 1, and FIG. 10 is a side photograph showing an anodized / tungsten plating film deposited on a substrate in Example 1. FIG. 9 and 10, it can be seen that an anodizing film is formed on the Al base material, and a tungsten plating film is formed thereon.

실험예 2: 내부식성 측정Experimental Example 2: Corrosion Resistance Measurement

상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 얻어진 기판의 내부식성을 측정하기 위해 HCl 10% 용액(25℃)에 침적한 후 시간에 따른 부식정도를 측정하였으며, 얻어진 결과를 도 8에 나타내었다.In order to measure the corrosion resistance of the substrates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the degree of corrosion over time was measured after immersion in HCl 10% solution (25 ° C.), and the obtained results are shown in FIG. 8. It was.

도 11은 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 얻어진 기판의 시간에 따른 부식 정도를 보여주는 그래프이다. 도 11을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 기판의 경우 코팅막의 부식 정도가 매우 미미함을 알 수 있다.11 is a graph showing the degree of corrosion with time of the substrate obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. Referring to Figure 11, in the case of the substrate of Examples 1 to 3 it can be seen that the degree of corrosion of the coating film is very small.

실험예 3: 내플라즈마성 측정Experimental Example 3: Measurement of Plasma Resistance

상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 얻어진 기판의 내플라즈마성을 측정하기 위해 PECVD 챔버에 주입한 후 380℃에서 NF3 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시켜 표면 손상 여부를 확인하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 1에 나타내었다. After injection into the PECVD chamber to measure the plasma resistance of the substrates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 and confirmed the surface damage by generating a plasma using NF 3 gas at 380 ℃ The results are shown in Table 1 below.

구분division 24 시간24 hours 48 시간48 hours 96 시간96 hours 실시예 1Example 1 기판/양극산화피막/텅스텐 도금막Substrate / Anodized / Tungsten Plating 손상 없음No damage 손상 없음No damage 손상 없음No damage 실시예 2Example 2 기판/양극산화피막/텅스텐 도금막Substrate / Anodized / Tungsten Plating 손상 없음No damage 손상 없음No damage 손상 없음No damage 실시예 3Example 3 기판/양극산화피막/니켈도금막/텅스텐 도금막Substrate / Anodized film / Nickel plated film / Tungsten plated film 손상 없음No damage 손상 없음No damage 손상 없음No damage 비교예 1Comparative Example 1 기판/니켈 도금막Substrate / Nickel Plating 손상 없음No damage 약간의 손상Slight damage 심각한 손상Serious damage 비교예 2Comparative Example 2 기판/양극산화피막Substrate / Anodized 약간의 손상Slight damage 심각한 손상Serious damage 심각한 손상Serious damage

실험예 4: 내열균열성 측정Experimental Example 4: Measurement of thermal crack resistance

상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 얻어진 기판의 내열균열성을 측정하기 위해 500 ℃로 가열 후 상온의 물에 냉각시키는 과정을 10번 수행한 후 주사전자현미경으로 표면을 측정하였다.In order to measure the thermal crack resistance of the substrates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the surface was measured by a scanning electron microscope after 10 times of cooling to 500 ° C. in water at room temperature.

도 12는 실시예 1에서 얻어진 텅스텐 도금막의 주사전자현미경 사진이고, 도 13은 비교예 1에서 얻어진 니켈 도금막의 주사전자현미경 사진이고, 도 14는 비교예 2에서 얻어진 양극 산화피막의 주사전자현미경 사진이다.12 is a scanning electron micrograph of a tungsten plated film obtained in Example 1, FIG. 13 is a scanning electron micrograph of a nickel plated film obtained in Comparative Example 1, and FIG. 14 is a scanning electron micrograph of an anodized film obtained in Comparative Example 2. to be.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따라 형성된 텅스텐 도금막의 경우 크랙이 전혀 발생하지 않음을 알 수 있다. 이와 비교하여, 도 13 및 도 14에서와 같이 기판 상에 단순히 니켈 도금막을 형성하거나 양극 산화피막만을 형성하는 경우 크랙이 발생함을 확인하였다.12, it can be seen that no crack is generated in the case of the tungsten plated film formed according to the present invention. In comparison, as shown in FIGS. 13 and 14, it was confirmed that cracks occurred when a nickel plated film was simply formed on the substrate or only an anodized film was formed.

본 발명에 따른 금속 모재의 표면 처리는 반도체 및 TFT-LCD 제조 장비의 챔버 및 챔버 내부에서 사용되는 히터 및 샤워헤드(디퓨져)와 같은 각종 부자재의 표면 처리에 응용된다.The surface treatment of the metal base material according to the present invention is applied to the surface treatment of various subsidiary materials such as heaters and shower heads (diffusers) used in chambers and chambers of semiconductor and TFT-LCD manufacturing equipment.

도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 금속 모재의 코팅방법을 보여주는 순서도이고, 도 2∼4는 이의 모식도이다.1 is a flow chart showing a coating method of a metal base material according to a first embodiment of the present invention, Figures 2 to 4 is a schematic diagram thereof.

도 5는 본 발명의 제2 구현예에 따른 금속 모재의 코팅방법을 보여주는 순서도이고, 도 6∼7은 이의 모식도이다.5 is a flowchart showing a coating method of a metal base material according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 7 are schematic views thereof.

도 8의 (a)는 실시예 1의 텅스텐 도금막 표면의 성분을 보여주는 스펙트럼이고, (b)는 조성을 보여준다. FIG. 8A is a spectrum showing the components of the tungsten plated film surface of Example 1, and (b) shows the composition.

도 9는 실시예 1에서 제조된 텅스텐 도금막의 정면 사진이다.9 is a front photograph of a tungsten plating film prepared in Example 1.

도 10은 실시예 1에서 기판 상에 적층된 양극산화피막/텅스텐 도금막을 보여주는 측면 사진이다.FIG. 10 is a side photograph showing an anodized / tungsten plated film deposited on a substrate in Example 1. FIG.

도 11은 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 얻어진 기판의 시간에 따른 부식 정도를 보여주는 그래프이다. 11 is a graph showing the degree of corrosion with time of the substrate obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.

도 12는 실시예 1에서 얻어진 텅스텐 도금막의 주사전자현미경 사진이다.12 is a scanning electron micrograph of a tungsten plating film obtained in Example 1. FIG.

도 13은 비교예 1에서 얻어진 니켈 도금막의 주사전자현미경 사진이다.13 is a scanning electron micrograph of a nickel plated film obtained in Comparative Example 1. FIG.

도 14는 비교예 2에서 얻어진 양극 산화피막의 주사전자현미경 사진이다.14 is a scanning electron micrograph of the anodized film obtained in Comparative Example 2. FIG.

Claims (9)

알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 금속 모재를 양극 산화공정을 수행하여 양극 산화피막을 형성하는 단계, Forming an anodized film by performing an anodizing process on a metal base material including aluminum or an aluminum alloy; 상기 금속 모재의 양극 산화피막 상에 전해 또는 무전해 도금공정을 수행하여 텅스텐 도금막을 형성하는 단계, 및Forming a tungsten plated film by performing an electrolytic or electroless plating process on the anodized film of the metal base material, and 열처리 단계를 포함하고, A heat treatment step, 이때 상기 텅스텐 전해 도금은 Na2OWO3·H2O (5∼50g/l), Na2CO3 (10∼30g/l), NH4OH (1∼15g/l), CH2OHCOONa (1∼5g/l), 및 Na3C6H5O7 (20∼50g/l)로 이루어진 수용액(pH 6∼7)을 제조한 후, 이를 75∼85 ℃의 온도로 조절하고, 1∼10 A/dm2의 전류 밀도로 전기를 인가하여 수행하고, In this case, the tungsten electroplating may be performed using Na 2 OWO 3 H 2 O (5 to 50 g / l), Na 2 CO 3 (10 to 30 g / l), NH 4 OH (1 to 15 g / l), and CH 2 OHCOONa (1 To 5 g / l), and an aqueous solution (pH 6 to 7 ) consisting of Na 3 C 6 H 5 O 7 (20 to 50 g / l), and then adjusted to a temperature of 75 to 85 ° C., 1 to 10 By applying electricity at a current density of A / dm 2 , 상기 텅스텐 무전해 도금은 Na2WO4·H2O (10∼30g/l), NiCl2·6H2O (5∼15g/l), NaH2PO2·H2O (10∼30g/l), CH2OHCOONa (5∼15g/l), Na3C6H5O7 (5∼10g/l), CH4N2S (5∼10g/l), Na2CO3 (10∼25g/l), NH4NF2 (5∼15%)로 이루어진 수용액 (pH 8∼10)을 제조한 후, 이를 80∼90 ℃의 온도로 조절하여 수행하는 것인 금속 모재의 코팅방법.The tungsten electroless plating includes Na 2 WO 4 H 2 O (10 to 30 g / l), NiCl 2 · 6H 2 O (5 to 15 g / l), NaH 2 PO 2 H 2 O (10 to 30 g / l). ), CH 2 OHCOONa (5-15 g / l), Na 3 C 6 H 5 O 7 (5-10 g / l), CH 4 N 2 S (5-10 g / l), Na 2 CO 3 (10-25 g / l), after preparing an aqueous solution (pH 8-10) consisting of NH 4 NF 2 (5-15%), it is carried out by adjusting to a temperature of 80 ~ 90 ℃. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 양극 산화공정은 인산, 옥살산, 황산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 산을 포함하는 양극 산화 전해질 내에서 0.1 내지 100 V의 전압을 인가하고, 25 내지 100 ℃의 온도에서 0.5 내지 5 시간 동안 수행하는 것인 금속 모재의 코팅방법.In the anodic oxidation process, a voltage of 0.1 to 100 V is applied in an anodic oxidation electrolyte including one acid selected from the group consisting of phosphoric acid, oxalic acid, sulfuric acid, and combinations thereof, and 0.5 to 0.5 at a temperature of 25 to 100 ° C. Method of coating a metal base material to be carried out for 5 hours. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 열처리는 350∼600 ℃에서 수행하는 것인 금속 모재의 코팅방법.The heat treatment is a coating method of a metal base material to be carried out at 350 ~ 600 ℃. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 추가로 상기 양극 산화피막을 형성한 후, 상기 양극 산화피막 상에 전해도금 공정으로 니켈 도금막을 형성하는 단계를 수행하는 것인 금속 모재의 코팅방법.And after forming the anodized film, forming a nickel plating film on the anodized film by an electroplating process. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 니켈 전해 도금은 전해 니켈 도금액으로 NiSO4·6H2O (100∼500g/l), NiCl2·6H2O (20∼80g/l), H3BO3 (20∼50g/l)로 이루어진 수용액 (pH 8∼10)을 제조한 후, 이를 40∼80 ℃의 온도로 조절하고, 1∼10A/dm2의 전류 밀도로 전기를 인가하여 수행하는 것인 금속 모재의 코팅방법.The nickel electroplating is composed of NiSO 4 · 6H 2 O (100 to 500 g / l), NiCl 2 · 6H 2 O (20 to 80 g / l), and H 3 BO 3 (20 to 50 g / l) as an electrolytic nickel plating solution. After preparing an aqueous solution (pH 8-10), it is controlled to a temperature of 40 ~ 80 ℃, it is carried out by applying electricity at a current density of 1 to 10A / dm 2 . 제1항의 제조방법으로 형성되며, 표면에 알루미늄 산화피막 및 텅스텐 도금막이 순차적으로 형성된 반도체 및 TFT-LCD 제조용 진공 챔버 부속물.A vacuum chamber accessory for manufacturing a semiconductor and a TFT-LCD formed by the manufacturing method of claim 1, wherein an aluminum oxide film and a tungsten plating film are sequentially formed on a surface thereof. 제8항에 있어서, 추가로 상기 알루미늄 산화피막과 텅스텐 도금막 사이에 니켈 도금막이 형성된 반도체 및 TFT-LCD 제조용 진공 챔버 부속물.The vacuum chamber accessory for semiconductor and TFT-LCD manufacturing according to claim 8, wherein a nickel plating film is further formed between the aluminum oxide film and the tungsten plating film.
KR1020070089986A 2007-09-05 2007-09-05 Method of coating metallic material KR100820744B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070089986A KR100820744B1 (en) 2007-09-05 2007-09-05 Method of coating metallic material
PCT/KR2008/005233 WO2009031841A2 (en) 2007-09-05 2008-09-04 Method of coating metallic material
TW97134148A TWI421373B (en) 2007-09-05 2008-09-05 Tungsten coating method for metal base material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070089986A KR100820744B1 (en) 2007-09-05 2007-09-05 Method of coating metallic material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100820744B1 true KR100820744B1 (en) 2008-04-11

Family

ID=39534299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070089986A KR100820744B1 (en) 2007-09-05 2007-09-05 Method of coating metallic material

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR100820744B1 (en)
TW (1) TWI421373B (en)
WO (1) WO2009031841A2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016195392A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 유승균 Structure for increasing strength and method for manufacturing same
WO2017171282A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 에이비엠 주식회사 Metal parts and method for manufacturing same and process chamber provided with metal parts
KR101980609B1 (en) * 2018-03-22 2019-05-21 유주티엔씨(주) EMI Shielding Coating Method for Smart Car, Mobile Device and Wearable Device
WO2019117414A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-20 (주)코미코 Method for manufacturing anodized aluminum or aluminum alloy member having excellent corrosion resistance and insulation characteristics, and surface-treated semiconductor device
KR102047397B1 (en) * 2019-08-23 2019-11-22 김현곤 Manufacturing method of stud bolt for car using cold forging process

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101736381B (en) * 2009-12-28 2012-07-25 新疆众和股份有限公司 Electrolyte and method for preparing aluminum oxide template with big hole pitch
WO2014158767A1 (en) 2013-03-14 2014-10-02 Applied Materials, Inc. High purity aluminum top coat on substrate
US9663870B2 (en) 2013-11-13 2017-05-30 Applied Materials, Inc. High purity metallic top coat for semiconductor manufacturing components
WO2021177013A1 (en) * 2020-03-06 2021-09-10 富士フイルム株式会社 Filled microstructure and conveyance method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07286296A (en) * 1994-04-15 1995-10-31 Asahi Techno Purodeyuusu:Kk Method for electroless nickel plating aluminum or aluminum alloy
KR20000059295A (en) * 1999-03-02 2000-10-05 류근성 Method of preparing for tungsten alloys on substrate using electroless plating as a anti-corrosion medium
US6444083B1 (en) 1999-06-30 2002-09-03 Lam Research Corporation Corrosion resistant component of semiconductor processing equipment and method of manufacturing thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5482749A (en) * 1993-06-28 1996-01-09 Applied Materials, Inc. Pretreatment process for treating aluminum-bearing surfaces of deposition chamber prior to deposition of tungsten silicide coating on substrate therein
JPH07157884A (en) * 1993-12-02 1995-06-20 Three Tec:Kk Method for plating tungsten alloy
US20040134427A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-15 Derderian Garo J. Deposition chamber surface enhancement and resulting deposition chambers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07286296A (en) * 1994-04-15 1995-10-31 Asahi Techno Purodeyuusu:Kk Method for electroless nickel plating aluminum or aluminum alloy
KR20000059295A (en) * 1999-03-02 2000-10-05 류근성 Method of preparing for tungsten alloys on substrate using electroless plating as a anti-corrosion medium
US6444083B1 (en) 1999-06-30 2002-09-03 Lam Research Corporation Corrosion resistant component of semiconductor processing equipment and method of manufacturing thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016195392A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 유승균 Structure for increasing strength and method for manufacturing same
WO2017171282A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 에이비엠 주식회사 Metal parts and method for manufacturing same and process chamber provided with metal parts
KR20170112338A (en) * 2016-03-31 2017-10-12 에이비엠 주식회사 Metal component and manufacturing method thereof and process chamber having the metal component
KR102464817B1 (en) * 2016-03-31 2022-11-09 에이비엠 주식회사 Metal component and manufacturing method thereof and process chamber having the metal component
WO2019117414A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-20 (주)코미코 Method for manufacturing anodized aluminum or aluminum alloy member having excellent corrosion resistance and insulation characteristics, and surface-treated semiconductor device
KR101980609B1 (en) * 2018-03-22 2019-05-21 유주티엔씨(주) EMI Shielding Coating Method for Smart Car, Mobile Device and Wearable Device
KR102047397B1 (en) * 2019-08-23 2019-11-22 김현곤 Manufacturing method of stud bolt for car using cold forging process

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009031841A2 (en) 2009-03-12
TWI421373B (en) 2014-01-01
WO2009031841A3 (en) 2009-05-07
TW200923129A (en) 2009-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100820744B1 (en) Method of coating metallic material
KR101502637B1 (en) Aluminum-plated components of semiconductor material processing apparatuses and methods of manufacturing the components
KR101235350B1 (en) Surface treatment method of mother metal
CN110172717B (en) Copper plating method for ceramic substrate
US20180066373A1 (en) High purity aluminum top coat on substrate
TW201140627A (en) Method for producing aluminum foil electrode of carbon nano-tube
JP7389847B2 (en) How to produce thin functional coatings on light alloys
KR920000534B1 (en) Aluminum plating substance for anodizing and method of preparing the same
KR20100072084A (en) Method for forming protective film
KR100995774B1 (en) Manufacturing method of machine parts coated with ceramic for semiconductor manufacturing
AU737350B2 (en) Electro-plating process
CN1213645C (en) Surface treated copper foil and method for preparing the same and copper-cload laminate using the same
US20040108211A1 (en) Surface treatment for a wrought copper foil for use on a flexible printed circuit board (FPCB)
CN209779038U (en) Production system of corrosion-resistant and wear-resistant stainless steel-based coating structure
US6932897B2 (en) Titanium-containing metals with adherent coatings and methods for producing same
KR102143590B1 (en) Method for anodizing surface treatment for film formation having high resistance to thermal shock
KR100453508B1 (en) Plating method for lusterless metal layer and products coated by the method
JPH05191001A (en) Board for printed wiring and manufacture thereof
CN106086968A (en) A kind of electroplating technology of IGBT molybdenio plate surface-coated noble metal
KR101266302B1 (en) Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate
CN102534627A (en) SiC/Al composite material surface blackening method
KR102620567B1 (en) Anodizing method to improve withstand voltage
JP7066868B2 (en) Reaction chamber components, fabrication methods, and reaction chambers
CN117219319A (en) Voltage equalizing electrode and preparation method thereof
KR20110011001A (en) Insoluble anode and method of preparing insoluble anode

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated 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: 20130402

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140402

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160404

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170403

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180402

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200312

Year of fee payment: 13