KR101021682B1 - Coating apparatus for parylene and production method of sequentially layered parylene films or parylene film with controlled composition of mixed parylene monomers using said coating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파릴렌 코팅장치 및 상기 장치를 이용한 이종(異種) 파릴렌 모노머의 순차증착에 의한 다층 파릴렌박막 또는 이종(異種) 파릴렌 모노머의 혼합증착에 의한 단일층 파릴렌박막의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 2 이상의 독립된 파릴렌 모노머 기화부와,; 상기 파릴렌 모노머 기화부 각각과 기화된 파릴렌 모노머의 유량을 조절할 수 있는 모노머 기화부 밸브를 통해 연결되어 있는 혼합부와,; 상기 혼합부와 연결되고 파릴렌 모노머를 열분해 할 수 있는 열분해부 및,; 상기 열분해부와 연결되고 상기 열분해된 파릴렌 모노머가 폴리머 형태로 합성되어 소정의 모재 상에 코팅되는 증착챔버부를 포함한 파릴렌 코팅장치 및 상기 장치를 이용한 파릴렌의 순차증착에 의한 다층 파릴렌박막 또는 혼합증착에 의한 파릴렌 단일층 파릴렌박막 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a parylene coating device and a multilayer parylene thin film by sequential deposition of dissimilar parylene monomers or a mixed deposition of dissimilar parylene monomers. More specifically, at least two independent parylene monomer vaporization portion; A mixing part connected to each of the parylene monomer vaporization part and a monomer vaporization part valve capable of controlling a flow rate of the vaporized parylene monomer; A pyrolysis unit connected to the mixing unit and capable of pyrolyzing the parylene monomer; A parylene coating apparatus including a deposition chamber unit connected to the pyrolysis unit and the pyrolyzed parylene monomer synthesized in a polymer form and coated on a predetermined base material, and a multilayer parylene thin film by sequential deposition of parylene using the device; It relates to a method for producing parylene single layer parylene thin film by mixed deposition.
파릴렌, 순차증착, 복합증착, 기능성 파릴렌 Parylene, Sequential Deposition, Compound Deposition, Functional Parylene
Description
본 발명은 파릴렌 코팅장치 및 상기 장치를 이용한 이종(異種) 파릴렌 모노머의 순차증착에 의한 다층 파릴렌박막 또는 이종(異種) 파릴렌 모노머의 혼합증착에 의한 단일층 파릴렌박막의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 2 이상의 독립된 파릴렌 모노머 기화부와,; 상기 파릴렌 모노머 기화부 각각과 기화된 파릴렌 모노머의 유량을 조절할 수 있는 모노머 기화부 밸브를 통해 연결되어 있는 혼합부와,; 상기 혼합부와 연결되고 파릴렌 모노머를 열분해 할 수 있는 열분해부 및,; 상기 열분해부와 연결되고 상기 열분해된 파릴렌 모노머가 폴리머 형태로 합성되어 소정의 모재 상에 코팅되는 증착챔버부를 포함한 파릴렌 코팅장치 및 상기 장치를 이용한 이종(異種) 파릴렌 모노머의 순차증착에 의한 다층 파릴렌박막 또는 이종(異種) 파릴렌 모노머의 혼합증착에 의한 단일층 파릴렌박막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a parylene coating device and a multilayer parylene thin film by sequential deposition of dissimilar parylene monomers or a mixed deposition of dissimilar parylene monomers. More specifically, at least two independent parylene monomer vaporization portion; A mixing part connected to each of the parylene monomer vaporization part and a monomer vaporization part valve capable of controlling a flow rate of the vaporized parylene monomer; A pyrolysis unit connected to the mixing unit and capable of pyrolyzing the parylene monomer; A parylene coating apparatus including a deposition chamber unit which is connected to the pyrolysis unit and the pyrolyzed parylene monomer is synthesized in a polymer form and coated on a predetermined base material, and by sequentially depositing heteroparylene monomers using the device. A method for producing a single layer parylene thin film by mixed deposition of a multilayer parylene thin film or a different parylene monomer.
일반적으로 파릴렌은 p-자일렌(p-xylene)이 중합되어 있는 폴리머로 기화, 열분해, 중합공정을 거쳐 각종 기질에 박막형태로 증착이 가능하다. 증착된 파릴렌 박막은 투명하고, 방수, 내화학성, 내식성을 갖추고 있는 것으로 알려져 있다. 파릴렌의 증착은 통상적으로 파우더 형태의 파릴렌 모노머는 섭씨 160도 근방에서 p-xylene의 다이머 형태로 기화하며, 기화된 다이머를 650도 근방에서 열분해하여 중합을 일으키는 고반응성 라디칼형태의 파릴렌 모노머을 형성하게 된다. 이와같이 열분해로 얻어진 모노머는 중합하여 기질표면에 증착막을 형성하게 된다. In general, parylene is a polymer in which p-xylene is polymerized and can be deposited in a thin film form on various substrates through vaporization, pyrolysis, and polymerization processes. The deposited parylene thin film is known to be transparent, waterproof, chemically resistant and corrosion resistant. The deposition of parylene is typically a powdered parylene monomer vaporized in the form of p-xylene dimer at around 160 degrees Celsius, and a highly reactive radical parylene monomer which thermally decomposes the vaporized dimer at around 650 degrees to cause polymerization. To form. In this way, the monomer obtained by thermal decomposition is polymerized to form a deposited film on the substrate surface.
파릴렌을 증착하기 위한 증착기는 파릴렌 모노머의 기화, 열분해, 증착을 순차적으로 진행하기 위한 각각의 챔버를 연결한 형태로 구성되며, 일반적으로 균일한 박막의 형성을 위해 진공상태에서 일정압력의 모노머가 발생되도록 조절하여 중합이 진행되도록 한다. 또한 기화된 p-xylene 모노머 혹은 다이머의 회수를 위해 액체질소트랩이나 냉각장치를 진공펌프 상단에 장치하여 진공펌프를 통해 대기중으로 확산되는 것을 방지한다. The evaporator for depositing parylene is formed by connecting each chamber for sequentially evaporating, pyrolyzing, and depositing parylene monomer. Generally, a monomer having a constant pressure in a vacuum state to form a uniform thin film Is controlled so that polymerization proceeds. In order to recover the vaporized p-xylene monomer or dimer, a liquid nitrogen trap or cooling device is installed on the top of the vacuum pump to prevent diffusion into the atmosphere through the vacuum pump.
상술한 바와같이 파릴렌의 증착은 기체상에서 이루어지는 특성으로 인해 기질모양과 상관없이 균일한 코팅이 가능한 것으로 알려져 있다. 또한, 파릴렌은 박막성장이 느린 특성으로 인해 수십나노미터 이내 두께를 갖는 박막의 제조가 가능한 장점을 가지고 있으며, 그 표면이 균질하고 치밀하여 방수특성 및 전기절연성을 갖는다. 통상, 증착에 사용되는 파릴렌은 일반적으로 p-xylene 다이머를 가리키는 것으로 파릴렌 N으로 지칭된다. 파릴렌 N의 유도체로는 아래 화학식 1에 표시된 바와 같이 파릴렌 박막의 친수성을 강화하기 위해 p-xylene에 아민기를 연결한 파릴렌 A, 파릴렌 AM 등이 있으며, 내열성을 강화하기 위해 불소를 첨가한 파릴렌 F, 파릴렌 SF 등이 알려져 있다. As described above, the deposition of parylene is known to enable uniform coating regardless of the shape of the substrate due to the characteristics of the gas phase. In addition, parylene has the advantage that it is possible to manufacture a thin film having a thickness within several tens of nanometers due to the slow growth of the thin film, the surface is homogeneous and dense, it has waterproof characteristics and electrical insulation. Typically, parylene used for deposition generally refers to p-xylene dimer and is referred to as parylene N. Derivatives of parylene N include parylene A and parylene AM in which amine groups are linked to p-xylene to enhance the hydrophilicity of the parylene thin film, as shown in
화학식 1. 파릴렌 구조식. (a) Dix-C, (b) Dix-F와 Dix-SF, (c) Dix-A와 Dix-AM
일반적으로 기능성 파릴렌 박막을 제조하기 위해서는 증착모재상에 파릴렌 N을 증착한 후, 기증착된 파릴렌 N상에 추가적인 증착과정을 수행하는 방법이 이용된다. 이 과정의 수행을 위해서는 파릴렌 N을 증착한 후, 기능성 파릴렌을 증착기의 기화기에 재주입한 후 기능성 파릴렌의 기화, 열분해, 증착의 과정을 반복하게 된다. 이러한 과정의 수행을 통해 복합층의 파릴렌의 경우에도 기존 단일 파릴렌 증착박막이 가지는 투명성, 전기절연성 뿐 아니라 기질모양에 상관없이 균일한 두께의 증착막을 얻을 수 있다. In general, in order to manufacture a functional parylene thin film, a method of depositing parylene N on a deposition base material and then performing an additional deposition process on evaporated parylene N is used. In order to perform this process, after parylene N is deposited, functional parylene is re-injected into the vaporizer of the evaporator, and the processes of vaporizing, pyrolyzing, and depositing functional parylene are repeated. By performing such a process, even in the case of the parylene of the composite layer, it is possible to obtain a deposition film having a uniform thickness regardless of the shape of the substrate as well as the transparency and electrical insulation of the existing single parylene deposition thin film.
도 1은 종래 기술에 따른 파릴렌 고분자막 코팅 시스템의 구성도를 도시한 것으로서, 그 구성요소들은 하기와 같다. 1)파릴렌 다이머의 기화부(1): 파릴렌 다이머 분말을 10-2 ~ 10-3 torr 수준의 진공하에서 105℃ 이상(바람직하게는 대략 150℃)의 온도로 가열하여 파릴렌이 용융되지 않으면서 기체 상태로 승화된다. 2) 열분해부(2): 상기 승화된 파릴렌 기체는 분말과 동일하게 다이머의 형태이며 이것이 파릴렌 모노머로 열분해한다. 통상 열분해 반응을 위하여 대략 650℃ 이상으로 가열한다. 모재의 표면에 완전히 열분해되지 않은 다이머가 붙을 경우 코팅된 파릴렌 막의 광특성을 포함한 여타의 특성이 저하되기 때문에 완전한 모노머로의 열분해 하는 것이 매우 중요하다. 3) 증착챔버(3): 통상 진공챔버로 불리우며, 열분해된 파릴렌 모노머가 도입시켜 모재의 표면에서 파릴렌 박막으로 합성되도록 한다. 4) 콜드트랩(4): 상기 증착챔버(3)로부터의 파릴렌 모노머 기체를 냉각시키면서 트래핑(trapping)하며, 그 내부는 -70 ~-100℃를 유지한다. 5) 진공펌프(5): 상기 증착챔버(3)로부터 상기 파릴렌 모노머 기체를 흡입하고, 상기 콜드트랩(4)을 통한 트래핑을 가능하게 한다. 또한, 상기 기화부(1)와, 열분해부(2)와, 증착챔버(3) 및 진공펌프(5)를 조절하는 제어부(6)와, 전원부(7)가 구비된다. 또한, 상기 열분해부(8)와 증착챔버(3) 사이의 연결관(13)에는 밸브(8)가 구비되고, 상기 증착챔버(3)와 콜드트랩(4)사이의 연결관(14)(펌핑 쓰루풋 라인(pumping throughput line))에는 각각 밸브들(9), (10), (11)이 구비된다. 또한, 대한민국 등록특허 제720125호의 등록특허공보에는 일측으로 코팅물질이 유입되는 복수개의 흡입구와 타측으로 복수개의 배출구가 형성되는 챔버와, 상기 복수개의 흡입구로 분기되는 흡입관을 포함하고, 상기 흡입관은 주흡입관과 그로부터 분기된 복수개의 분기흡입관으로 구성되되, 상기 분기흡입관은 주흡입관에 대해 대칭으로 배열되고, 상기 주흡 입관이 분기흡입관으로 분기되는 내측 영역에는 상기 주흡입관에 유입된 코팅물질이 상기 분기흡입관에 균일하게 분배되기 위한 돌출부가 구비된 것을 특징으로 하는 코팅 시스템이 개시되어 있다. 그러나, 아직까지 이종의 파릴렌을 순차적으로 또는 혼합하여 동시에 코팅할 수 있는 방법이나 장치가 제시된 바는 없다.1 is a block diagram of a parylene polymer film coating system according to the prior art, the components are as follows. 1) Vaporization part of parylene dimer (1): Parylene dimer powder is heated to a temperature of 105 ° C. or higher (preferably approximately 150 ° C.) under a vacuum of 10-2 to 10-3 torr to prevent parylene from melting. It sublimes to gaseous state. 2) Pyrolysis unit 2: The sublimed parylene gas is in the form of a dimer, like powder, which is pyrolyzed into parylene monomers. It is usually heated to about 650 ° C. or higher for the pyrolysis reaction. It is very important to thermally decompose to a complete monomer because dimers not completely pyrolyzed on the surface of the base material degrade other properties including the optical properties of the coated parylene film. 3) Deposition chamber (3): commonly referred to as a vacuum chamber, a pyrolyzed parylene monomer is introduced to be synthesized into a parylene thin film on the surface of the base material. 4) Cold Trap 4: Trapping while cooling the parylene monomer gas from the
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 본 발명은 p-xylene 다이머로 구성된 기본 파릴렌 모노머 및 그로부터 유도된 다양한 파릴렌 유도체를 순차적으로 또는 동시에 혼합증착할 수 있는 파릴렌 코팅장치 및 상기 장치를 이용한 순차증착에 의한 다층형 파릴렌박막 또는 혼합증착에 의한 단일층 파릴렌박막 제조방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention provides a parylene coating apparatus capable of sequentially and simultaneously mixing and depositing a basic parylene monomer composed of p-xylene dimer and various parylene derivatives derived therefrom. It is to provide a multi-layer parylene thin film by sequential deposition or a single layer parylene thin film by mixed deposition.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 적어도 2 이상의 독립된 파릴렌 모노머 기화부와,; 상기 파릴렌 모노머 기화부 각각과 기화된 파릴렌 모노머의 유량을 조절할 수 있는 모노머 기화부 밸브를 통해 연결되어 있는 혼합부와,; 상기 혼합부와 연결되고 파릴렌 모노머를 열분해 할 수 있는 열분해부 및,; 상기 열분해부와 연결되고 상기 열분해된 파릴렌 모노머가 폴리머 형태로 합성되어 소정의 모재 상에 코팅되는 증착챔버부를 포함한 파릴렌 코팅장치를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is at least two independent parylene monomer vaporization unit; A mixing part connected to each of the parylene monomer vaporization part and a monomer vaporization part valve capable of controlling a flow rate of the vaporized parylene monomer; A pyrolysis unit connected to the mixing unit and capable of pyrolyzing the parylene monomer; Provided is a parylene coating apparatus including a deposition chamber portion connected to the pyrolysis portion and the pyrolyzed parylene monomer is synthesized in a polymer form and coated on a predetermined base material.
또한, 본 발명은 상기 열분해된 파릴렌 모노머의 유량을 조절할 수 있도록 상기 열분해부와 증착챔버부 사이에 열분해부 밸브를 더 포함한 것을 특징으로 하 는 파릴렌 코팅장치를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a parylene coating apparatus further comprises a pyrolysis section valve between the pyrolysis section and the deposition chamber to control the flow rate of the pyrolyzed parylene monomer.
또한, 본 발명은 상기 혼합부가 세정을 위한 플라즈마 발생부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 파릴렌 코팅장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a parylene coating apparatus, characterized in that the mixing unit further comprises a plasma generating unit for cleaning.
또한, 본 발명은 상기 증착챔버부가 소정의 모재를 회전시킬 수 있는 회전수단과 가열수단을 포함한 모재 안착부를 포함한 구조인 것을 특징으로 하는 파릴렌 코팅장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a parylene coating apparatus, characterized in that the deposition chamber portion has a structure including a base mounting portion including a rotating means and a heating means capable of rotating a predetermined base material.
또한, 본 발명은 상기 파릴렌 코팅장치를 이용하여 파릴렌을 코팅하는 방법에 있어서, ⅰ)적어도 2 이상의 독립적인 파릴렌 모노머 증기를 발생시키는 파릴렌 모노머 기화부에서 각각의 파릴렌 모노머 증기를 발생시키는 단계,; ⅱ)상기 각각의 파릴렌 모노머 증기를 순차적으로 혼합부로 배출하는 단계,; ⅲ)상기 혼합부에서 순차적으로 배출된 파릴렌 모노머를 열분해부에서 순차적으로 열분해하여 파릴렌 라디칼을 형성하는 단계,; ⅳ)상기 파릴렌 라디칼을 증착챔버부에서 중합하며 순차적으로 기재에 코팅하는 단계를 포함한 파릴렌 박막의 순차박막 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for coating parylene using the parylene coating apparatus, i) generating each parylene monomer vapor in the parylene monomer vaporization unit for generating at least two independent parylene monomer vapor; Making a step; Ii) sequentially discharging each of the parylene monomer vapors into a mixing unit; Iii) thermally decomposing the parylene monomer sequentially discharged from the mixing unit in the pyrolysis unit to form parylene radicals; And iii) polymerizing the parylene radicals in the deposition chamber and sequentially coating the substrate on the substrate.
또한, 본 발명은 상기 파릴렌 코팅장치를 이용하여 파릴렌을 코팅하는 방법에 있어서, ⅰ)적어도 2 이상의 독립적인 파릴렌 모노머 증기를 발생시키는 파릴렌 모노머 기화부에서 각각의 파릴렌 모노머 증기를 발생시키는 단계,; ⅱ)상기 각각의 파릴렌 모노머 증기를 동시에 배출하여 혼합부에서 혼합하는 단계,; ⅲ)상기 혼합부에서 혼합된 파릴렌 모노머를 열분해부에서 동시에 열분해하여 파릴렌 라디칼을 형성하는 단계,; ⅳ)상기 파릴렌 라디칼을 증착챔버부에서 중합하며 기재에 코 팅하는 단계를 포함한 파릴렌 박막의 혼합층 단일박막 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for coating parylene using the parylene coating apparatus, i) generating each parylene monomer vapor in the parylene monomer vaporization unit for generating at least two independent parylene monomer vapor; Making a step; Ii) simultaneously discharging each of the parylene monomer vapors and mixing them in a mixing unit; Iii) pyrolyzing the parylene monomers mixed in the mixing section at the same time in the pyrolysis section to form parylene radicals; And iii) polymerizing the parylene radicals in the deposition chamber and coating the substrate with a single layer of a parylene thin film.
본 발명의 파릴렌 코팅장치 및 파릴렌 코팅방법에 따르면 이종(異種) 파릴렌 모노머의 순차적 증착을 통해 파릴렌 다층박막을 용이하게 증착할 수 있고, 이종(異種) 파릴렌 모노머의 혼합증착을 통해 단일막으로 증착하여 얻어진 파릴렌박막의 경우 이종의 파릴렌이 제공하는 표면기능의 정량적인 조절이 가능하다. According to the parylene coating apparatus and the parylene coating method of the present invention, it is possible to easily deposit a parylene multilayer thin film through sequential deposition of dissimilar parylene monomers and through mixed deposition of dissimilar parylene monomers. In the case of a parylene thin film obtained by depositing a single film, it is possible to quantitatively control the surface function provided by heterogeneous parylene.
이하에서 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 파릴렌 코팅장치는 적어도 2 이상의 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′)와,; 상기 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′) 각각과 독립적으로 기화된 파릴렌 모노머의 유량을 조절할 수 있는 모노머 기화부 밸브(21, 21′)를 통해 연결되어 있는 혼합부(30)와,; 상기 혼합부(30)와 연결되고 파릴렌 모노머를 열분해 할 수 있는 열분해부(40) 및,; 상기 열분해부(40)와 연결되고 상기 열분해된 파릴렌 모노머가 폴리머 형태로 합성되어 증착되는 증착챔버부(50)를 포함한다. The parylene coating apparatus of the present invention comprises at least two or more parylene
상기 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′)는 증착하고자 하는 파릴렌 유도체의 갯수만큼 존재할 수 있다. 본 발명의 바람직한 태양인 실시예에서는 2가지의 파릴렌 유도체의 순차증착 및 혼합 동시증착을 시도하였기 때문에 2개의 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′)만 개시를 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 적층하고자 하는 파릴렌 코팅의 적층수 또는 혼합파릴렌을 구성하는 조성의 수만큼 또는 그 이상의 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′)를 구비할 수 있다. 상기 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′)는 가열장치와 온도 및 증기압 센서 등을 구비할 수 있음은 당업자라면 모두 알 수 있는 것이므로, 본 명세서에서 더 이상의 상세한 설명은 하지 않기로 한다.The parylene
본 발명의 파릴렌 코팅장치의 혼합부(30)는 각각의 기화기로부터 파릴렌 기체를 공급받아 혼합한 후 열분해부(40)에 혼합 파릴렌 기체를 공급한다. 상기 혼합부(30)는 이종 파릴렌의 순차적 코팅시에는 파릴렌 모노머 기화부와 열분해부(40) 사이의 통로 역할을 수행하게 된다. 상기 혼합부(30)는 그 구조나 형태 및 크기 등이 특별히 제한되는 것은 아니며, 도 3에 나타난 바와 같이 세정을 위한 플라즈마 발생부 등을 포함한 구조일 수 있다. 상기 혼합부(30)에서 열분해부(40)로 이동하는 파릴렌 기체의 양은 별도의 혼합부 밸브(31)를 통해 제어할 수 있다. 상기 혼합부(30)의 사용후 세정은 플라스마를 이용하여 진행한다. 도 2에 도시된 feedthrough(32)는 플라스마 유발기체 주입구(33)로부터 주입된 아르곤, 질소, 산소 등을 이용하여 플라스마를 일으키는 고주파 혹은 저주파를 제공하는 전극이다. The
상기 열분해부(40) 및 증착챔버부(50)의 구조 등은 일반적인 파릴렌 코팅방법 또는 코팅장치에 사용되는 것과 유사한 것을 사용할 수 있으며, 운전조건이나 기타 센서, 밸브 등도 종래의 방법 또는 종래의 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 파릴렌 코팅장치에 있어서, 상기 증착챔버부(50)는 소정의 모재를 회전시킬 수 있는 회전수단(512)과 가열수단(511)을 포함한 모재 안착부(51)를 포함한 구조일 수 있다.The
본 발명은 상기 파릴렌 코팅장치를 이용하여 파릴렌을 코팅하는 방법에 있어서, ⅰ)적어도 2 이상의 독립적인 파릴렌 모노머 증기를 발생시키는 파릴렌 모노머 기화부에서 각각의 파릴렌 모노머 증기를 발생시키는 단계,; ⅱ)상기 각각의 파릴렌 모노머 증기를 순차적으로 혼합부(30)로 배출하거나 또는 동시에 배출하여 혼합부(30)에서 혼합하는 단계,; ⅲ)상기 혼합부(30)에서 순차적으로 배출되거나 혼합된 파릴렌 모노머를 열분해부(40)에서 순차적으로 또는 동시에 열분해하여 파릴렌 라디칼을 형성하는 단계,; ⅳ)상기 파릴렌 라디칼을 증착챔버부(50)에서 중합하며 순차적으로 또는 동시에 기재에 코팅하는 단계를 포함하는 파릴렌의 순차박막 또는 혼합층 단일박막 제조방법을 제공한다. The present invention provides a method for coating parylene using the parylene coating apparatus, comprising: i) generating each parylene monomer vapor in a parylene monomer vaporization unit generating at least two independent parylene monomer vapors; ,; Ii) discharging each of the parylene monomer vapors into the
일반적으로 각종 파릴렌 유도체의 증착 속도가 알려져 있기 때문에 목표증착두께에 도달하는 증착시간 경과후, 일차 파릴렌 모노머 기화부(20)는 모노머 기화부 밸브(21)로 폐쇄하고 두 번째 파릴렌 모노머 기화부(20′)를 작동시켜 기화된 두 번째 파릴렌을 모노머 기화부 밸브(21′)조절을 통해 혼합부(30)를 거쳐 열분해부(40)로 공급한다. 또한, 이종의 파릴렌이 제공하는 표면기능의 정량적인 조절을 위해서는 순차적인 파릴렌의 증착이 아닌 이종의 파릴렌을 단일막 형태로 성막하는 것이 요구된다. 즉, 친수성을 제공하는 파릴렌 A 혹은 파릴렌 AM이 나타내는 접촉각 75도를 파릴렌 N이 제공하는 접촉각 85도 사이의 값으로 조절하는 작업은 앞서의 순차적인 파릴렌 증착으로는 불가능하다. 따라서, 각각의 기능성 파릴렌이 제공하는 증착막의 성질을 정량적으로 조절하기 위해서는 열분해된 각각의 파릴렌 모노머를 정량적으로 혼합한 후 기질에 증착하는 과정이 요구된다. 두가지 파릴렌의 혼합비율은 각각의 기화기에서 공급되는 기화 파릴렌의 양을 조절하여 이루어지며, 조절은 각각의 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′)와 혼합부(30)를 연결하는 모노머 기화부 밸브(21, 21′)를 제어하여 이루어진다. In general, since the deposition rate of various parylene derivatives is known, after a deposition time that reaches a target deposition thickness, the primary parylene
이하에서 본 발명의 바람직한 태양인 실시예를 통해 본 발명은 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples which are preferred embodiments of the present invention.
실시예 1. 순차공정을 통한 파릴렌 N-파릴렌 A 복합층 제조Example 1. Preparation of parylene N-parylene A composite layer through sequential process
두 개의 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′)가 모노머 기화부 밸브(21, 21′)를 통해 혼합부(30) 및 열분해부(40)에 연결된 파릴렌 코팅장치(100)를 이용하여 파릴렌 N과 파릴렌 A의 복합층을 순차적으로 기질표면에 증착하였다. 구분을 위해 편의상 2개의 파릴렌 모노머 기화부 중 하나를 제1파릴렌 모노머 기화부(20)라 하고, 다른 하나를 제2 파릴렌 모노머 기화부(20′)라 한다. 일반적으로 기층으로 사용하는 파릴렌 N을 제1 파릴렌 모노머 기화부(20)에서 10 mg 기화시킨후, 열분해하고 폴리스타이렌 마이크로플레이트에 1시간동안 증착하여 1000 nm의 파릴렌 N 박막을 형성시킨 후, 제2파릴렌 모노머 기화부(20′)를 가동하여 1 mg의 파릴렌 A를 기화하고 모노머 기화부 밸브(21′)를 조절하여 파릴렌 A 기체만 열분해부(40)를 통해 증착챔버부(50)로 전달되도록 하였다. 1시간의 순차증착을 통해 약 100 nm 두께의 파릴렌 A 박막을 부가적으로 증착하였다. 파릴렌 N-파릴렌 A 순차증착하였다. 유도체 파릴렌은 기존 파릴렌인 p-xylene 다이머에 화학기능기를 도입하거나 특정원소를 추가하여 기존의 파릴렌과 다른 기능성을 부여한 것이다. 일례로 파릴렌 A나 파릴렌 AM의 경우, 소수성인 파릴렌의 표면을 친수화할 수 있도록 아민기를 기존 파릴렌에 화학적으로 수식한 것이다. 기존 파릴렌 N의 표면각은 85도 이고 파릴렌 A의 표면각은 75도로 친수성이 증가한 것을 확인할 수 있다. Two
실시예 2. 기질표면 친수성제어를 위한 파릴렌 N-파릴렌 A 복합층 단일막제조 Example 2 Preparation of Parylene N-Parylene A Composite Layer Single Membrane for Substrate Surface Hydrophilicity Control
두 개의 파릴렌 모노머 기화부(20, 20′)가 모노머 기화부 밸브(21, 21′)를 통해 혼합부(30)에 연결된 파릴렌 코팅장치(100)를 이용하여 파릴렌 N과 파릴렌 A의 복합층을 기질표면에 단일막으로 증착하였다. 파릴렌 N을 제1 파릴렌 모노머 기화부(20)에서 10 mg 기화시키고, 제2파릴렌 모노머 기화부(20′)에서 1 mg의 파릴렌 A를 기화시켜 모노머 기화부 밸브(21, 21′)를 조절하여 파릴렌 N과 파릴렌 A의 비율을 2:1, 1:1, 1:2로 혼합부(30)에서 혼합하여 열분해부(40)에 제공한 후, 증착챔버부(50)에서 폴리스타이렌 재질의 마이크로플레이트에 1시간동안 증착하였다. 얻어진 복합층 단일막의 접촉각은 각각 82, 78, 75도로 측정되어 표면친수성의 정량적 제어가 가능함을 보였다. Parylene N and parylene A by using a parylene coating apparatus 100 in which two parylene
앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.
도 1은 종래 기술에 따른 파릴렌 코팅 시스템의 구성도1 is a block diagram of a parylene coating system according to the prior art
도 2는 본 발명의 파릴렌 코팅장치 중 파릴렌 모노머 기화부와 혼합부의 구조를 도시한 구조도2 is a structural diagram showing the structure of the parylene monomer vaporization portion and the mixing portion of the parylene coating apparatus of the present invention
도 3은 본 발명의 파릴렌 코팅장치 중 증착챔버부의 구조도Figure 3 is a structural diagram of the deposition chamber of the parylene coating apparatus of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
20, 20′ 파릴렌 모노머 기화부 21,21′ 모노머 기화부 밸브20, 20 ′
30 혼합부 31 혼합부 밸브30
32 플라즈마 발생부 33 어시스트 개스라인32
40 열분해부 41 열분해부 밸브40
50 증착챔버부 51 모재안착부50
511 가열수단 512 회전수단511 heating means 512 rotating means
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