KR101399901B1 - Apparatus for manufacturing flexible silicon wire - Google Patents

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Abstract

본 발명의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 베이스 와이어에 실리콘 박막을 코팅하기 위한 반응실, 상기 반응실에 권선되어 상기 반응실의 내부로 유도 결합 플라즈마 발생을 위한 에너지를 공급하는 유도 코일 안테나, 상기 유도 코일 안테나로 무선 주파수 전력을 공급하는 제1 전원 공급원, 상기 유도 코일 안테나와 상기 제1 전원 공급원 사이에 연결되는 임피던스 정합기, 상기 반응실로 실리콘 코팅을 위한 반응 가스를 공급하는 가스 공급원, 및 상기 반응실에 연결되어 가스를 배기하는 배기펌프를 포함한다. 본 발명의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 베이스 와이어가 반응실의 내부를 연속적으로 진행되며 자기 발열 또는 유도 가열이 이루어지면서 플라즈마 반응에 의해 실리콘 박막이 코팅된다. 그럼으로 고속 생산이 가능하고 고속으로 진행되는 가운데 자기 발열 또는 유도 가열에 의해 베이스 와이어가 가열됨으로 고품질의 실리콘 박막 코팅이 이루어진다.The flexible silicon wire manufacturing apparatus of the present invention comprises a reaction chamber for coating a silicon thin film on a base wire, an induction coil antenna wound on the reaction chamber to supply energy for generating inductively coupled plasma into the reaction chamber, An impedance matcher connected between the induction coil antenna and the first power supply source, a gas supply source for supplying a reaction gas for silicon coating to the reaction chamber, and a second power supply source for supplying radio frequency power to the reaction chamber, And an exhaust pump connected to the exhaust pipe and exhausting the gas. In the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the present invention, the base wire continuously runs inside the reaction chamber, and self-heating or induction heating is performed, and the silicon thin film is coated by the plasma reaction. Thus, high-speed production is possible, and while the base wire is heated by self-heating or induction heating at a high speed, a high-quality silicon thin film coating is achieved.

Description

유연한 실리콘 와이어 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING FLEXIBLE SILICON WIRE}[0001] APPARATUS FOR MANUFACTURING FLEXIBLE SILICON WIRE [0002]

본 발명은 실리콘 와이어 제조 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 플라즈마 반응과 더불어 유도 가열이나 자기 발열에 의해 탄소 섬유 또는 메탈 와이어에 실리콘을 코팅하여 유연한 실리콘 와이어를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon wire manufacturing apparatus, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a flexible silicon wire by coating silicon on carbon fiber or metal wire by induction heating or self heat generation in addition to a plasma reaction.

최근 환경오염에 대한 인식이 더욱 중요해지고 있는 가운데 태양광 에너지를 전기적 에너지로 이용하기 위한 필요성이 더욱 대두되고 있다. 태양광 에너지 산업은 태양전지의 광전변환효율과 태양전지를 생산하기 위한 생산비에 의해 영향을 받는다. 이러한 상황에서 실리콘 와이어를 태양전지로 이용하는 기술이 주목되고 있다. 실리콘 와이어는 이차 전지의 음극으로도 활용되고 있는 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있는 유용한 재료이다. 유연한 실리콘 와이어를 생산하기 위한 제조 장치가 갖는 조건은 고속 생산에 의한 생산성 향상과 균일한 실리콘 박막 코팅에 의한 고품질의 실리콘 와이어를 생산 할 수 있어야 한다. 이러한 조건을 최적으로 구현할 수 있는 제조 장치가 요구되고 있다.Recently, as the awareness of environmental pollution becomes more important, the necessity of using solar energy as electric energy is increasing. The solar energy industry is affected by the photovoltaic conversion efficiency of the solar cell and the production cost to produce the solar cell. Under such circumstances, a technique of using a silicon wire as a solar cell is attracting attention. Silicon wire is also used as a cathode of a secondary battery, and is a useful material widely used in various fields. The conditions of the manufacturing apparatus for producing a flexible silicon wire should be such that it can improve the productivity by high-speed production and produce a high-quality silicon wire by a uniform silicon thin-film coating. There is a demand for a manufacturing apparatus capable of optimizing such conditions.

본 발명의 목적은 실리콘 와이어를 생상한기 위한 제조 장치는 메탈 와이어 또는 탄소 섬유를 베이스 와이어로 하여 그 위에 실리콘 박막을 코팅할 때 고속 생산에 의한 생산성 향상과 균일한 실리콘 박막 코팅에 의한 고품질의 실리콘 와이어를 생산 할 수 있는 유연한 실리콘 와이어 제조 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus for producing a silicon wire, which is capable of improving productivity by high-speed production when a metal wire or a carbon fiber is used as a base wire and coating a silicon thin film thereon, And to provide a flexible silicon wire manufacturing apparatus capable of producing a flexible silicon wire.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 유연한 실리콘 와이어 제조 장치에 관한 것이다. 본 발명의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 베이스 와이어에 실리콘 박막을 코팅하기 위한 반응실; 상기 반응실에 권선되어 상기 반응실의 내부로 유도 결합 플라즈마 발생을 위한 에너지를 공급하는 유도 코일 안테나; 상기 유도 코일 안테나로 무선 주파수 전력을 공급하는 제1 전원 공급원; 상기 유도 코일 안테나와 상기 제1 전원 공급원 사이에 연결되는 임피던스 정합기; 상기 반응실로 실리콘 코팅을 위한 반응 가스를 공급하는 가스 공급원; 및 상기 반응실에 연결되어 가스를 배기하는 배기펌프를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flexible silicon wire manufacturing apparatus. The flexible silicon wire manufacturing apparatus of the present invention comprises a reaction chamber for coating a silicon thin film on a base wire; An induction coil antenna wound around the reaction chamber to supply energy for generating inductively coupled plasma into the reaction chamber; A first power supply for supplying radio frequency power to the induction coil antenna; An impedance matcher connected between the induction coil antenna and the first power source; A gas supply source for supplying a reaction gas for silicon coating to the reaction chamber; And an exhaust pump connected to the reaction chamber for exhausting the gas.

일 실시예에 있어서, 상기 베이스 와이어에 접촉되는 제1 접촉 전극; 상기 제1 접촉 전극과 간격을 두고 상기 베이스 와이어에 접촉되며 접지되는 제2 접촉 전극; 및 상기 제1 접촉 전극에 자기발열을 위한 전력을 공급하는 제2 전원 공급원을 포함한다.In one embodiment, the first contact electrode is in contact with the base wire; A second contact electrode contacting and grounded with the base wire at a distance from the first contact electrode; And a second power source for supplying electric power for self-heating to the first contact electrode.

일 실시예에 있어서, 상기 베이스 와이어는 탄소 섬유이다.In one embodiment, the base wire is carbon fiber.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 전원 공급과 상기 제1 접촉 전극 사이에 구성되는 스위칭 회로와 상기 스위칭 회로의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.In one embodiment, the switching circuit includes a switching circuit configured between the second power supply and the first contact electrode, and a control unit for controlling the switching operation of the switching circuit.

일 실시예에 있어서, 상기 반응실 내부의 온도를 감지하이 위한 온도 감지 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 감지 센서를 통하여 감지되는 반응실 내부의 온도에 따라 상기 스위칭 회로의 스위칭 동작을 제어한다.In one embodiment, the temperature sensor includes a temperature sensor for sensing a temperature inside the reaction chamber, and the control unit controls the switching operation of the switching circuit according to a temperature inside the reaction chamber sensed through the temperature sensor .

일 실시예에 있어서, 상기 베이스 와이어는 메탈 와이어이다.In one embodiment, the base wire is a metal wire.

일 실시예에 있어서, 상기 반응실 내부의 온도를 감지하이 위한 온도 감지 센서를 포함하고, 상기 온도 감지 센서를 통하여 감지되는 반응실 내부의 온도에 따라 상기 제1 전원 공급원의 전력 공급을 제어하는 제어부를 포함한다.In one embodiment, the apparatus includes a temperature sensor for sensing a temperature inside the reaction chamber, and a controller for controlling power supply of the first power source according to a temperature inside the reaction chamber sensed through the temperature sensor, .

본 발명의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 베이스 와이어가 반응실의 내부를 연속적으로 진행되며 자기 발열 또는 유도 가열이 이루어지면서 플라즈마 반응에 의해 실리콘 박막이 코팅된다. 그럼으로 고속 생산이 가능하고 고속으로 진행되는 가운데 자기 발열 또는 유도 가열에 의해 베이스 와이어가 가열됨으로 고품질의 실리콘 박막 코팅이 이루어진다.In the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the present invention, the base wire continuously runs inside the reaction chamber, and self-heating or induction heating is performed, and the silicon thin film is coated by the plasma reaction. Thus, high-speed production is possible, and while the base wire is heated by self-heating or induction heating at a high speed, a high-quality silicon thin film coating is achieved.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 실리콘 와이어 제조 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 실리콘 와이어 제조 장치의 동작 수순을 보여주는 도면이다.
도 4는 실리콘 박막이 코팅된 탄소 섬유의 단면 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 복수개의 베이스 와이어를 처리하기 위한 제1 실시예의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 변형예이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 사시도이다.
도 7은 도 6의 실리콘 와이어 제조 장치의 단면도이다.
도 8은 도 6의 실리콘 와이어 제조 장치의 동작 수순을 보여주는 도면이다.
도 9는 실리콘 박막이 코팅된 메탈 와이어의 단면 구조를 보여주는 도면이다.
도 10은 복수개의 베이스 와이어를 처리하기 위한 제2 실시예의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 변형예이다.1 is a perspective view of a flexible silicon wire manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the silicon wire manufacturing apparatus of FIG.
3 is a view showing an operation procedure of the silicon wire manufacturing apparatus of FIG.
4 is a cross-sectional view of a carbon fiber coated with a silicon thin film.
5 is a modification of the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the first embodiment for processing a plurality of base wires.
6 is a perspective view of a flexible silicon wire manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of the silicon wire manufacturing apparatus of Fig.
8 is a view showing an operation procedure of the silicon wire manufacturing apparatus of FIG.
9 is a view showing a cross-sectional structure of a metal wire coated with a silicon thin film.
10 is a modification of the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the second embodiment for processing a plurality of base wires.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 사시도이고 도 2는 도 1의 실리콘 와이어 제조 장치의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a flexible silicon wire manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the silicon wire manufacturing apparatus of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 베이스 와이어(41)에 실리콘 박막을 코팅하기 위한 반응실(10)을 갖는다. 반응실은(10)은 중공의 플라즈마 방전 공간을 제공하는 원통형 구조를 갖는다. 반응실(10)의 전단에는 베이스 와이어(41)가 유입되는 입구(11)와 후단에는 실리콘 코팅된 베이스 와이어(41)가 배출되는 출구(14)가 구비된다. 반응실(10)의 상부에는 가스 입구(12)가 하부에는 가스 출구(13)가 구비된다. 가스 입구(13)는 실리콘 박막 코팅을 위한 공정 가스를 제공하는 가스 공급원(50)에 연결된다. 가스 출구(13)는 배기 펌프(51)에 연결된다. 반응실(10)은 전체적으로 유전체 물질로 구성되거나 또는 금속 물질로 구성될 수 있다. 전체적으로 금속 물질로 구성되는 경우에는 부분적으로 유전체 윈도우가 형성된다.Referring to Figs. 1 and 2, a flexible silicon wire manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention has a reaction chamber 10 for coating a silicon thin film on a base wire 41. Fig. The reaction chamber (10) has a cylindrical structure providing a hollow plasma discharge space. The front end of the reaction chamber 10 is provided with an inlet 11 through which the base wire 41 flows and an outlet 14 through which the base wire 41 coated with silicone is discharged. A gas inlet 12 is provided at an upper portion of the reaction chamber 10, and a gas outlet 13 is provided at a lower portion of the reaction chamber 10. The gas inlet 13 is connected to a gas source 50 which provides a process gas for the silicon thin film coating. The gas outlet 13 is connected to the exhaust pump 51. The reaction chamber 10 may be composed entirely of a dielectric material or may be composed of a metal material. In the case of a metal material as a whole, a dielectric window is formed in part.

베이스 와이어(41)는 전단 롤(40)에서 출발하여 유입구(11)를 통해서 반응실(10) 내부로 유입되며 실리콘 박막이 코팅된 후 배출구(14)를 통해서 배출되어 후단 롤(42)에 감겨진다. 베이스 와이어(41)가 전단 롤(40)에서 후단 롤(42)에 이어지는 롤 대 롤 형태로 제공될 수도 있지만 실리콘 박막 코팅 이전 단계의 처리 공정에서 연속해서 전달되어 질 수도 있다. 또한 본 실리콘 박막 코팅 공정 후에 다시 연속해서 후속 공정으로 진행될 수도 있다. 베이스 와이어(41)는 예를 들어, 탄소 섬유 또는 메탈 와이어로 구성된다.The base wire 41 starts from the shearing roll 40 and flows into the reaction chamber 10 through the inlet port 11. After the silicon thin film is coated, the base wire 41 is discharged through the discharge port 14 and wound on the rear end roll 42 Loses. The base wire 41 may be provided in a roll-to-roll form leading from the front-end roll 40 to the rear-end roll 42, but may be continuously transferred in the process step before the silicon thin-film coating. Further, the silicon thin film coating process may be carried out again in succession to a subsequent process. The base wire 41 is made of, for example, carbon fiber or metal wire.

반응실(10)의 외부에는 유도 코일 안테나(20)가 구비된다. 유도 코일 안테나(20)는 반응실(10)에 권선되는 구조로 설치된다. 유도 코일 안테나(20)의 일단은 임피던스 정합기(21)를 통하여 제1 전원 공급원(22)에 연결된다. 유도 코일 안테나(20)의 타단은 접지로 연결된다. 제1 전원 공급원(22)은 무선 주파수 전력을 발생하여 임피던스 정합기(21)를 통해서 유도 코일 안테나(20)로 공급한다. 무선 주파수 전력이 공급되어 유도 코일 안테나(20)가 구동되면 반응실(10)의 내부로 유도 결합 플라즈마 발생을 위한 에너지가 공급된다.An induction coil antenna (20) is provided outside the reaction chamber (10). The induction coil antenna 20 is installed in a structure that is wound around the reaction chamber 10. One end of the induction coil antenna 20 is connected to the first power source 22 through the impedance matcher 21. The other end of the induction coil antenna 20 is connected to the ground. The first power supply source 22 generates radio frequency power and supplies it to the induction coil antenna 20 through the impedance matcher 21. When the induction coil antenna 20 is supplied with radio frequency power, energy for induction-coupled plasma generation is supplied into the reaction chamber 10.

반응실(10)의 내측 상부에는 상부 배플(15)이 하부에는 하부 배플(16)이 구성된다. 그럼으로 가스 입구(12)를 통해서 유입되는 공정 가스는 반응실(10) 내측 상부에 구성된 상부 배플(15)을 통해서 분배되어 반응실(10) 내부에 고르게 분배된다. 공정 가스가 반응실(10) 내부로 공급되고 유도 코일 안테나(20)가 구동되면 반응실(10) 내부에서 공정 가스가 활성화되면서 플라즈마가 발생된다. 반응실(10) 내부의 하단에 구비된 하부 배플(16)과 가스 출구(13)를 통해서 고르게 가스 배기가 이루어진다.The upper baffle 15 is formed on the inner side of the reaction chamber 10 and the lower baffle 16 is formed on the lower side of the reaction chamber 10. The process gas introduced through the gas inlet 12 is distributed through the upper baffle 15 formed in the upper portion of the reaction chamber 10 and is evenly distributed inside the reaction chamber 10. [ When the process gas is supplied into the reaction chamber 10 and the induction coil antenna 20 is driven, the process gas is activated in the reaction chamber 10 to generate plasma. Gas is exhausted evenly through the lower baffle 16 and the gas outlet 13 provided at the lower end of the reaction chamber 10.

공정 가스는 SiH4, SiH 2 Cl2, SiHCl3, SjCL4 등의 가스 중 어느 하나와 H2 가스가 공급될 수 있다. 베이스 와이어(41)에 형성되는 실리콘 박막은 예를 들어 단결정 실리콘 박막, 다결정 실리콘 박막, 정질 또는 비정질 실린콘 박막이다.The process gas may be supplied with H 2 gas and any one of gases such as SiH 4 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , and SjCL 4 . The silicon thin film formed on the base wire 41 is, for example, a single crystal silicon thin film, a polycrystalline silicon thin film, or a crystalline or amorphous silicon cone thin film.

베이스 와이어(41)가 탄소 섬유로 구성되는 경우 실리콘 박막을 코팅하는데 있어서 효율을 높이기 위하여 베이스 와이어(41)에 자기 발열을 위한 구성을 추가할 수 있다. 반응실(10)의 유입구(11) 전단에 제1 접촉 전극(32)을 구성하고 배출구(14) 후단에 제2 접촉 전극(33)을 구성한다. 제1 접촉 전극(32)은 제2 전원 공급원(30)에 전기적으로 연결되고, 제2 접촉 전극(33)은 전기적으로 접지된다. 베이스 와이어(41)는 제1 접촉 전극(32)과 제2 접촉 전극(33)에 접촉되며, 제1 접촉 전극(32)과 제2 접촉 전극(33) 사이 구간에 전류 흐름이 발생되어 자기 발열이 이루어진다. 베이스 와이어(41)의 자기 발열 구간은 반응실(10)의 내부에 포함되기 때문에 반응실(10)의 내부에서 공정 가스의 플라즈마 방전에 따른 실리콘 박막 코팅 효율이 향상된다.In the case where the base wire 41 is made of carbon fiber, a configuration for self-heating may be added to the base wire 41 in order to increase efficiency in coating the silicon thin film. The first contact electrode 32 is formed at the front end of the inlet 11 of the reaction chamber 10 and the second contact electrode 33 is formed at the rear end of the outlet 14. The first contact electrode 32 is electrically connected to the second power source 30 and the second contact electrode 33 is electrically grounded. The base wire 41 is in contact with the first contact electrode 32 and the second contact electrode 33 and a current flow is generated in a section between the first contact electrode 32 and the second contact electrode 33, . Since the self heating period of the base wire 41 is included in the inside of the reaction chamber 10, the silicon thin film coating efficiency according to the plasma discharge of the process gas in the reaction chamber 10 is improved.

반응실(10)의 온도를 감지하기 위하여 반응실(10)의 내부(또는 외부)에 온도 감지 센서(35)가 구비된다. 온도 감지 센서(35)에 의해서 감지된 반응실(10)의 온도는 제어부(34)에 의해서 감지되고 이에 기초하여 제2 전원 공급원(30)의 전력 공급이 제어된다. 전력 공급의 제어를 위하여 제2 전원 공급원(30)과 제1 접촉 전극(32) 사이에 스위칭 회로(31)가 구비된다. 스위칭 회로(31)는 제어부(34)의 제어를 받아서 스위칭 동작한다. 제어부(34)는 반응실(10)의 온도에 따라서 스위칭 회로(31)를 온오프 스위칭 동작시켜서 제1 접촉 전극(32)으로 공급되는 전력을 제어함으로서 베이스 와이어(41)의 자기 발열 정도를 적절히 제어한다. 제어부(34)는 제2 전원 공급원(30)의 전력 공급에 대한 제어뿐만 아니라 필요에 따라 제1 전원 공급원(22)의 전력 공급에 대한 제어도 수행할 수 있다.A temperature sensor 35 is provided inside (or outside) the reaction chamber 10 to sense the temperature of the reaction chamber 10. The temperature of the reaction chamber 10 sensed by the temperature sensing sensor 35 is sensed by the control unit 34 and the power supply of the second power supply 30 is controlled based thereon. A switching circuit 31 is provided between the second power supply source 30 and the first contact electrode 32 for controlling power supply. The switching circuit 31 undergoes a switching operation under the control of the control section 34. [ The control unit 34 controls the power supplied to the first contact electrode 32 by switching the switching circuit 31 on and off according to the temperature of the reaction chamber 10 so that the degree of self- . The control unit 34 can control not only the power supply of the second power supply source 30 but also the power supply of the first power supply source 22 as needed.

도 3은 도 1의 실리콘 와이어 제조 장치의 동작 수순을 보여주는 도면이고 도 4는 실리콘 박막이 코팅된 탄소 섬유의 단면 구조를 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view showing an operation procedure of the silicon wire manufacturing apparatus of FIG. 1, and FIG. 4 is a view showing a cross-sectional structure of a carbon fiber coated with a silicon thin film.

도 3을 참조하여, 제1 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 단계 S10에서 탄소 섬유로 구성된 베이스 와이어(41)가 반응실(10) 내부를 경유하여 진행되면 제2 전원 공급원(30)으로부터 제1 접촉 전극(32)으로 전력 공급이 이루어져 제1 및 제2 접촉 전극(32, 33) 사이의 구간에서 베이스 와이어(41)에 대한 자기 발열이 이루지면서 탄소 섬유에 대한 가열이 일차적으로 진행된다.Referring to FIG. 3, in the flexible silicon wire manufacturing apparatus according to the first embodiment, when the base wire 41 made of carbon fiber proceeds in the reaction chamber 10 through the inside of the reaction chamber 10 in step S10, Power is supplied to the first contact electrode 32 and self heating is performed for the base wire 41 in the section between the first and second contact electrodes 32 and 33 so that the heating of the carbon fiber is firstly progressed .

이어 단계 S11에서 가스 공급원(50)으로부터 공정 가스가 가스 입구(12)를 통하여 반응실(10)의 내부로 유입된다. 단계 S12에서는 제1 전원 공급원(22)으로부터 임피던스 정합기(21)를 통하여 유도 코일 안테나(20)로 전력 공급이 이루어지면 반응실(10) 내부에 플라즈마 방전이 이루어진다. 그리고 단계 S13에서는 탄소 섬유로 구성된 베이스 와이어(41)에 실리콘 박막 코팅이 이루어진다. 이와 같은 공정이 진행되면서 도 4에 도시된 바와 같이 탄소 섬유로 구성된 베이스 와이어(41)에는 실리콘 박막(43)이 코팅된다.In step S11, the process gas is introduced from the gas supply source 50 into the interior of the reaction chamber 10 through the gas inlet 12. In step S12, when electric power is supplied from the first power source 22 to the induction coil antenna 20 through the impedance matcher 21, a plasma discharge is generated inside the reaction chamber 10. In step S13, the base wire 41 made of carbon fiber is coated with a silicon thin film. As the process proceeds, the silicon thin film 43 is coated on the base wire 41 made of carbon fiber as shown in FIG.

이상과 같은 제1 실시예의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 탄소 섬유로 구성된 베이스 와이어(41)가 반응실(10)의 내부를 연속적으로 진행되며 자기 발열이 이루어지면서 플라즈마 반응에 의해 실리콘 박막이 코팅된다. 그럼으로 고속 생산이 가능하고 고속으로 진행되는 가운데 자기 발열에 의해 베이스 와이어(41)가 가열됨으로 고품질의 실리콘 박막 코팅이 이루어진다.In the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the first embodiment as described above, the base wire 41 made of carbon fibers continuously runs inside the reaction chamber 10, and the silicon thin film is coated by the plasma reaction while self-heating is performed. Thus, high-speed production is possible, and the base wire 41 is heated by the self-heating while proceeding at a high speed, so that a high-quality silicon thin film coating is achieved.

도 5는 복수개의 베이스 와이어를 처리하기 위한 제1 실시예의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 변형예이다.5 is a modification of the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the first embodiment for processing a plurality of base wires.

도 5를 참조하여, 제1 실시예의 변형예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 복수개의 베이스 와이어(41)를 병렬로 처리할 수 있다. 반응실(10a)은 복수개의 베이스 와이어(41)가 병렬로 진행할 수 있는 정도의 볼륨을 갖는다. 그리고 복수개의 베이스 와이어(41)가 개별적으로 유입되고 배출 될 수 있도록 복수개의 유입구(11)와 복수개의 배출구(14)가 구비된다. 제1 및 제2 접촉 전극(32, 33)도 복수개의 베이스 와이어(41)에 공통으로 접촉될 수 있는 정도의 길이를 갖는다. 변형예의 제조 장치는 복수개의 베이스 와이어(41)를 병렬로 처리함으로 생산성을 더욱 높일 수 있다.Referring to FIG. 5, a flexible silicon wire manufacturing apparatus according to a modification of the first embodiment can process a plurality of base wires 41 in parallel. The reaction chamber 10a has a volume such that a plurality of base wires 41 can proceed in parallel. A plurality of inlets (11) and a plurality of outlets (14) are provided so that a plurality of base wires (41) can be individually introduced and discharged. The first and second contact electrodes 32 and 33 are also long enough to be in common contact with the plurality of base wires 41. The manufacturing apparatus of the modified example can further increase productivity by processing a plurality of base wires 41 in parallel.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 사시도이고 도 7은 도 6의 실리콘 와이어 제조 장치의 단면도이다.FIG. 6 is a perspective view of a flexible silicon wire manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view of the silicon wire manufacturing apparatus of FIG.

도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 메탈 와이어를 베이스 와이어(45)로 사용하는 경우 실리콘 박막을 코팅하기 위한 장치로 구성된다. 그럼으로 제2 실시예에 따른 제조 장치는 상술한 제1 실시예에의 제조 장치에서 자기 발열을 위한 구성을 제외한 나머지 구성에 있어서 동일한 구성을 갖는다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하였으며 중복 설명은 생략한다. 제2 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 베이스 와이어(45)를 도전성 메탈 와이어를 사용하기 때문에 유도 코일 안테나(20)에서 제공되는 전자기장 에너지가 베이스 와이어(45)에도 유도되어 유도 가열된다.Referring to FIGS. 6 and 7, the flexible silicon wire manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention is constituted by a device for coating a silicon thin film when the metal wire is used as the base wire 45. Thus, the manufacturing apparatus according to the second embodiment has the same configuration in the remaining configuration except for the configuration for self-heating in the manufacturing apparatus according to the first embodiment described above. The same reference numerals are used for the same components, and redundant description is omitted. Since the flexible silicon wire manufacturing apparatus according to the second embodiment uses the conductive metal wire as the base wire 45, the electromagnetic energy provided by the induction coil antenna 20 is also induced to the base wire 45 to be induction-heated.

도 8은 도 6의 실리콘 와이어 제조 장치의 동작 수순을 보여주는 도면이고, 도 9는 실리콘 박막이 코팅된 메탈 와이어의 단면 구조를 보여주는 도면이다.FIG. 8 is a view showing an operation procedure of the silicon wire manufacturing apparatus of FIG. 6, and FIG. 9 is a view showing a cross-sectional structure of a metal wire coated with a silicon thin film.

도 8을 참조하여, 제2 실시예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 단계 S20에서 메탈 와이어로 구성된 베이스 와이어(45)가 반응실(10) 내부를 경유하여 진행되고 제1 전원 공급원(22)으로부터 유도 코일 안테나(20)로 전력 공급이 이루어져 베이스 와이어(41)에 대한 유도 가열이 이루진다.8, in the flexible silicon wire manufacturing apparatus according to the second embodiment, in step S20, the base wire 45 composed of a metal wire is advanced via the inside of the reaction chamber 10, Power is supplied to the induction coil antenna 20 to induce heating to the base wire 41. [

이어 단계 S21에서 가스 공급원(50)으로부터 공정 가스가 가스 입구(12)를 통하여 반응실(10)의 내부로 유입된다. 단계 S22에서는 반응실(10) 내부에 플라즈마 방전이 이루어진다. 그리고 단계 S23에서는 메탈 와이어로 구성된 베이스 와이어(45)에 실리콘 박막 코팅이 이루어진다. 이와 같은 공정이 진행되면서 도 9에 도시된 바와 같이 메탈 와이어로 구성된 베이스 와이어(45)에는 실리콘 박막(43)이 코팅된다. 상술한 처리 단계는 실리콘 코팅을 위한 공정가스가 먼저 유입되고 제1 전원 공급원(22)에서 유도 코일 안테나(20)로 전력이 공급될 수도 있다.Then, in step S21, the process gas is introduced into the reaction chamber 10 from the gas supply source 50 through the gas inlet 12. In step S22, plasma discharge is performed inside the reaction chamber 10. [ In step S23, a silicon thin film coating is performed on the base wire 45 composed of metal wires. As the process proceeds, the silicon thin film 43 is coated on the base wire 45 made of metal wire as shown in FIG. The process steps described above may be such that the process gas for the silicon coating is first introduced and power is supplied to the inductive coil antenna 20 at the first power source 22. [

이상과 같은 제2 실시예의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 메탈 와이어로 구성된 베이스 와이어(45)가 반응실(10)의 내부를 연속적으로 진행되며 유도 가열이 이루어지면서 플라즈마 반응에 의해 실리콘 박막이 코팅된다. 그럼으로 고속 생산이 가능하고 고속으로 진행되는 가운데 자기 발열에 의해 베이스 와이어(45)가 가열됨으로 고품질의 실리콘 박막 코팅이 이루어진다.In the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the second embodiment as described above, the silicon wire is coated by the plasma reaction while the base wire 45 composed of the metal wire is continuously heated in the reaction chamber 10 and induction heating is performed. Thus, the base wire 45 is heated by the self-heating while the high-speed production is possible and the high-speed production is performed. Thus, a high-quality silicon thin film coating is achieved.

도 10은 복수개의 베이스 와이어를 처리하기 위한 제2 실시예의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 변형예이다.10 is a modification of the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the second embodiment for processing a plurality of base wires.

도 10을 참조하여, 제2 실시예의 변형예에 따른 유연한 실리콘 와이어 제조 장치는 복수개의 베이스 와이어(45)를 병렬로 처리할 수 있다. 반응실(10a)은 복수개의 베이스 와이어(45)가 병렬로 진행할 수 있는 정도의 볼륨을 갖는다. 그리고 복수개의 베이스 와이어(45)가 개별적으로 유입되고 배출 될 수 있도록 복수개의 유입구(11)와 복수개의 배출구(14)가 구비된다. 변형예의 제조 장치는 복수개의 베이스 와이어(45)를 병렬로 처리함으로 생산성을 더욱 높일 수 있다.Referring to Fig. 10, a flexible silicon wire manufacturing apparatus according to a modification of the second embodiment can process a plurality of base wires 45 in parallel. The reaction chamber 10a has a volume such that a plurality of base wires 45 can proceed in parallel. A plurality of inlets (11) and a plurality of outlets (14) are provided so that a plurality of base wires (45) can be individually introduced and discharged. The manufacturing apparatus of the modified example can further increase the productivity by processing a plurality of base wires 45 in parallel.

이상에서 설명된 본 발명의 유연한 실리콘 와이어 제조 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the flexible silicon wire manufacturing apparatus of the present invention described above are merely illustrative and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. You will know very well. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 반응실 11: 베이스 와이어 유입구
12: 가스 입구 13: 가스 출구
14: 베이스 와이어 배출구 15: 상부 배플
16: 하부 배플 20: 유도 코일 안테나
21: 인피던스 정합기 22: 제1 전원 공급원
30: 제2 전원 공급원 31: 스위칭 회로
32: 제1 접촉 전극 33: 제2 접촉 전극
34: 제어부 35: 온도 감지 센서
40: 전단 롤 41, 45: 베이스 와이어
42: 후단 롤 50: 가스 공급원
51: 배기 펌프10: reaction chamber 11: base wire inlet
12: gas inlet 13: gas outlet
14: base wire outlet 15: upper baffle
16: lower baffle 20: induction coil antenna
21: impedance matcher 22: first power source
30: second power source 31: switching circuit
32: first contact electrode 33: second contact electrode
34: control unit 35: temperature sensor
40: shearing roll 41, 45: base wire
42: rear end roll 50: gas supply source
51: Exhaust pump

Claims (7)

베이스 와이어에 실리콘 박막을 코팅하기 위한 반응실;
상기 반응실에 권선되어 상기 반응실의 내부로 유도 결합 플라즈마 발생을 위한 에너지를 공급하는 유도 코일 안테나;
상기 유도 코일 안테나로 무선 주파수 전력을 공급하는 제1 전원 공급원;
상기 유도 코일 안테나와 상기 제1 전원 공급원 사이에 연결되는 임피던스 정합기;
상기 반응실로 실리콘 코팅을 위한 반응 가스를 공급하는 가스 공급원;
상기 베이스 와이어에 접촉되는 제1 접촉 전극;
상기 제1 접촉 전극과 간격을 두고 상기 베이스 와이어에 접촉되며 접지되는 제2 접촉 전극;
상기 제1 접촉 전극에 자기발열을 위한 전력을 공급하는 제2 전원 공급원; 및
상기 반응실에 연결되어 가스를 배기하는 배기펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연한 실리콘 와이어 제조 장치.A reaction chamber for coating the silicon thin film on the base wire;
An induction coil antenna wound around the reaction chamber to supply energy for generating inductively coupled plasma into the reaction chamber;
A first power supply for supplying radio frequency power to the induction coil antenna;
An impedance matcher connected between the induction coil antenna and the first power source;
A gas supply source for supplying a reaction gas for silicon coating to the reaction chamber;
A first contact electrode contacting the base wire;
A second contact electrode contacting and grounded with the base wire at a distance from the first contact electrode;
A second power supply for supplying electric power for self-heating to the first contact electrode; And
And an exhaust pump connected to the reaction chamber for exhausting the gas. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 베이스 와이어는 탄소 섬유인 것을 특징으로 하는 유연한 실리콘 와이어 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the base wire is a carbon fiber. 제1항에 있어서,
상기 제2 전원 공급과 상기 제1 접촉 전극 사이에 구성되는 스위칭 회로와 상기 스위칭 회로의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연한 실리콘 와이어 제조 장치.The method according to claim 1,
A switching circuit configured between the second power supply and the first contact electrode, and a controller for controlling a switching operation of the switching circuit. 제4항에 있어서,
상기 반응실 내부의 온도를 감지하이 위한 온도 감지 센서를 포함하고,
상기 제어부는 상기 온도 감지 센서를 통하여 감지되는 반응실 내부의 온도에 따라 상기 스위칭 회로의 스위칭 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 유연한 실리콘 와이어 제조 장치.5. The method of claim 4,
And a temperature sensing sensor for sensing a temperature inside the reaction chamber,
Wherein the control unit controls the switching operation of the switching circuit according to a temperature inside the reaction chamber sensed through the temperature sensing sensor. 제1항에 있어서,
상기 베이스 와이어는 메탈 와이어인 것을 특징으로 하는 유연한 실리콘 와이어 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the base wire is a metal wire. 제1항에 있어서,
상기 반응실 내부의 온도를 감지하이 위한 온도 감지 센서를 포함하고,
상기 온도 감지 센서를 통하여 감지되는 반응실 내부의 온도에 따라 상기 제1 전원 공급원의 전력 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연한 실리콘 와이어 제조 장치.The method according to claim 1,
And a temperature sensing sensor for sensing a temperature inside the reaction chamber,
And a controller for controlling power supply of the first power source according to a temperature inside the reaction chamber sensed through the temperature sensor.
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