KR101559003B1

KR101559003B1 - the coating method for implant fixture

Info

Publication number: KR101559003B1
Application number: KR1020130161125A
Authority: KR
Inventors: 장경삼
Original assignee: 장경삼
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2015-10-08
Also published as: KR20150073435A

Abstract

본발명은 임플란트 픽스쳐 코팅방법에 관한 것으로, 임플란트 픽스쳐 코팅방법에 있어서, 코팅대상물을 세척액에 담그고 초음파세척을 통하여 세척하는 단계; 챔버에 장입한 후 진공상태에서 Ar에 의한 표면 세척과 활성화를 동시에 시행하는 에칭 단계; 상기 에칭 단계 후, 스퍼터링 방법으로 지르코늄타겟을 이용하여 지르코늄층을 코팅하는 지르코늄층 코팅 단계;를 포함하는 것으로,
본발명은 임플란트 픽스쳐픽스쳐이 고경도, 고윤활성, 내구성이 있는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to an implant fixture coating method, comprising the steps of: immersing an object to be coated in a washing liquid and washing through ultrasonic washing; An etching step of simultaneously performing surface cleaning and activation by Ar in a vacuum state after charging into the chamber; And a zirconium layer coating step of coating the zirconium layer with a zirconium target by a sputtering method after the etching step,
The present invention has a remarkable effect that the implant fixture fixture has high hardness, high lubricity, and durability.

Description

The coating method for implant fixture < RTI ID = 0.0 >

본발명은 임플란트 픽스쳐에 스퍼터링 방법으로 지르코늄타겟을 이용하여 지르코늄층을 코팅하는 것을 특징으로 하는 임플란트 픽스쳐 코팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to an implant fixture coating method characterized in that a zirconium layer is coated on the implant fixture using a zirconium target by a sputtering method.

일반적으로 등록특허공보 등록번호 10-0598937호에 종래기술로 기재된 바와 같이, 치근형 임플란트란, 치조골에 나사모양의 티타늄으로 된 인공치근, 즉 픽쳐를 심은 후 매식된 픽쳐의 주위에 뼈가 융합되어 단단해지면 그 위에 어버트먼트를 결합하고, 여기에 인공치아인 보철물을 만들어 넣게 되는 것으로, 가장 보편적인 치아수복방법인 브릿지와 비교할 때 인접치아나 주위의 연조직 또는 골조직을 손상시키지 않고 오로지 손상된 부분에만 시술이 가능하며, 골조직에 의해 유지되고 지지받게 되므로 계속적으로 골조직에 힘이 가해져 골조직의 흡수속도가 지연되고 음식을 씹는 저작력도 자연치아와 동등수준으로 회복될 수 있음은 물론 심미적으로도 자연치아와 거의 유사하게 회복할 수 있어 최근에는 임플란트가 치아 수복에 있어 세계적인 추세가 되고 있다.Generally, as described in the prior art in Patent Registration No. 10-0598937, a root-shaped implant refers to an artificial root made of screw titanium in an alveolar bone, that is, a bone is fused around a picture after a picture is implanted When the tooth is hardened, the abutment is combined with the abutment, and the prosthesis that is the artificial tooth is made there. In comparison with the bridge, which is the most common tooth restoration method, only the damaged part and the soft tissue or the surrounding tissue are not damaged Since it is supported and supported by the bone tissue, the force of the bone tissue is continuously applied to delay the absorption rate of the bone tissue, and the chewing force of chewing the food can be restored to the level of the natural teeth. In recent years, implants have become a global trend in tooth restoration It is.

이러한 임플란트에 있어 픽쳐는 그 자체로 임플란트라고도 불리워지는 가장 중요한 부재로서, 치조골과의 융합성향성을 위해 티타늄으로 구성되고, 상단부에서부터 하단부까지 나사가 형성되어 치조골에 박힐 때에는 나사를 내면서 박히게 되고, 박힌 후에는 그 재질적인 특성상 접촉되는 뼈와 융합되어 단단하게 고정될 수 있는 특징이 있으나, 이 경우 환자의 치조골이 단단한 경우에는 하자가 없으나 치조골이 단단하지 못한 경우에는 매우 조심스럽게 박하야 하나 이중 나사산을 갖는 픽쳐는 식립되는 과정에는 토크가 발생되므로 무리한 힘을 가하여 치조골이 파손되는 문제점과 또한 픽쳐의 나사산에 접촉 면적이 적어 식립후 흔들리는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.For such an implant, the picture is the most important component that is also called an implant itself. The picture is made of titanium for the fusion tendency with the alveolar bone, and when screws are formed from the upper end to the lower end and are embedded in the alveolar bone, However, in this case, when the alveolar bone of the patient is hard, there is no defect, but when the alveolar bone is not rigid, the bone should be very carefully caulked. However, There is a problem that the alveolar bone is damaged due to excessive force because the torque is generated in the process of placing the picture and there is also a problem that the contact area is small due to the thread of the picture and shaking after placement.

이러한 문제점을 개선하여, 상기 종래기술에는 내부에 소정의 깊이로 암나사가 형성되고 외면에는 나사산의 크기가 서로 상이하도록 이중구조로 이루어진 치근형 임플란트 시술용 픽쳐에 있어서, 내부에 소정의 깊이로 홈이 형성되고 홈 내벽에는 암나사가 구비되며, 외면이 다각형으로 형성된 헤드부와; 외면 상단부에 제1 숫나사가 형성되고 그 하단부에 제1 숫나사산 보다 크게 제2 숫나사가 형성된 몸체와; 몸체의 제2 숫나사의 나사산과 나사산 사이에 내곡면으로 형성된 제1 컷팅 에지와; 몸체의 제1 숫나사와 제2 숫나사 외면에 설(舌) 형상으로 다수 형성된 제2 컷팅 에지와; 몸체의 제2 숫나사 하단부에 일측 방향으로 회전각 90~360도를 갖도록 다수 형성된 제3 컷팅 에지로 구성된 것을 특징으로 하는 컷팅 에지를 갖는 치근형 인공치아 시술용 픽쳐가 공개되어 있다.In order to solve such a problem, the prior art has a double structure in which a female screw is formed at a predetermined depth and a screw thread is formed at an outer surface of the screw, A head portion having a female thread on an inner wall of the groove and having a polygonal outer surface; A body having a first male thread formed at an upper end of the outer surface and a second male thread formed at a lower end of the outer male thread larger than a first male thread; A first cutting edge formed as an inner curved surface between the thread and the thread of the second male thread of the body; A second cutting edge formed on the outer surface of the first male screw and the second male screw of the body in a tongue shape; And a third cutting edge formed on the lower end of the body of the body to have a rotation angle of 90 to 360 degrees in one direction.

또한, 픽쳐에 대하여 등록번호 10-1037890호에는 임플란트 어버트먼트에 있어서, 픽쳐의 상부에 형성된 상부고정홈에 삽입되며 하부로 갈수록 직경이 좁아지며 외부에 숫나사선이 구비된 어버트먼트하부와, 상기 어버트먼트하부의 상부에 위치되어 역삼각뿔 형태의 어버트먼트몸체와, 상기 어버트먼트몸체의 외측 하부에 위치되는 세라믹 재질인 링형상의 어버트먼트외측하부를 포함하여 구성되어 있으며, 상기 세라믹재질인 링형상의 어버트먼트외측하부은 내부에 통공이 구비된 원통형상이며, 상부보다 하부의 직경이 넓은 하광상협 형상의 구조임을 특징으로 하는 임플란트 어버트먼트가 공개되어 있다.Regarding the picture, Registration No. 10-1037890 discloses an implant abutment which includes a lower portion of an abutment inserted into an upper fixing groove formed on an upper portion of a picture and having a smaller diameter toward the lower portion and provided with an external thread, An abutment body in the form of an inverted triangular pyramid located at an upper portion of the abutment and an outer lower portion of a ring-shaped abutment which is located at an outer lower portion of the abutment body, The outer lower portion of the ring-shaped abutment made of a ceramic material is cylindrical in shape with a through hole therein and has a lower narrower diameter than the upper portion.

또한, 등록특허공보 등록번호 10-0534243호에는 2005년12월01일 티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 표면을 트리클로로에탄올 용액과 노르말헥산 용액으로 세척하는 전처리 공정과 전처리한 임플란트의 표면을 95% 황산 용액과 85% 인산 용액을 5 대 1의 비율로 혼합시켜 제조한 0.5M의 혼합 용액 1ℓ에 2% 과산화수소수 2㎖를 첨가하여 제조한 전해액으로 전압 240V, 전류밀도 0.5 내지 1.5 A/dm2 범위에 서 회백색의 티타니아 세라믹 산화 피막을 형성시키는 양극산화 공정과 임플란트의 표면에 형성된 산화피막을 에탄올 용액과 증류수로 세척하는 후처리 공정의 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법이 공개되어 있다.In addition, Patent Registration No. 10-0534243 discloses a pretreatment process in which a surface of an implant made of a titanium metal or a titanium alloy is washed with a trichloroethanol solution and a normal hexane solution on December 01, 2005, and a pretreatment process in which the surface of the pretreated implant is treated with 95 % Sulfuric acid solution and 85% phosphoric acid solution in a ratio of 5: 1, and 2 ml of 2% hydrogen peroxide solution was added to 1 liter of a 0.5M mixed solution. The resulting electrolyte solution was applied to a voltage of 240 V and a current density of 0.5 to 1.5 A / dm2 Wherein the anodic oxidizing step of forming an off-white titania ceramic oxide film in the range of 1 to 5 nm, and the post-treatment step of washing the oxide film formed on the surface of the implant with an ethanol solution and distilled water are carried out. Is disclosed.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본발명은 고경도, 고윤활성, 내구성이 있는 임플란트 픽스쳐 코팅방법을 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an implant fixture coating method having high hardness, high lubricity and durability.

본발명은 임플란트 픽스쳐 코팅방법에 관한 것으로, 임플란트 픽스쳐 코팅방법에 있어서, 코팅대상물을 세척액에 담그고 초음파세척을 통하여 세척하는 단계; 챔버에 장입한 후 진공상태에서 Ar에 의한 표면 세척과 활성화를 동시에 시행하는 에칭 단계; 상기 에칭 단계 후, 스퍼터링 방법으로 지르코늄타겟을 이용하여 지르코늄층을 코팅하는 지르코늄층 코팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an implant fixture coating method, comprising the steps of: immersing an object to be coated in a washing liquid and washing through ultrasonic washing; An etching step of simultaneously performing surface cleaning and activation by Ar in a vacuum state after charging into the chamber; And a zirconium layer coating step of coating the zirconium layer using the zirconium target by a sputtering method after the etching step.

따라서 본발명은 임플란트 픽스쳐 표면이 고경도, 고윤활성, 내구성이 있는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention has a remarkable effect that the surface of the implant fixture has high hardness, high lubricity, and durability.

도 1은 본발명 진공증착장치 배치도
도 2는 본발명의 Sputter module, Linear ion source가 설치된 진공증착장
치 내부개략도
도 3은 본발명의 Sputte rmodule, Linear ion source가 설치된 진공증착장
치 절개개략도
도 4는 본발명의 Sputter module, Linear ion source가 설치된 진공증착장
치 분해개략도
도 5는 본발명의 Sputter module, Linear ion source가 설치된 진공증착장
치 평면개략도
도 6은 도 5의 부분확대도1 is a schematic view of a vacuum deposition apparatus
FIG. 2 is a view illustrating a vacuum deposition chamber equipped with a sputter module, a linear ion source,
Internal schematic
FIG. 3 is a schematic view showing a vacuum deposition chamber equipped with a Sputte rmodule of the present invention and a linear ion source
Screw cutting schematic
FIG. 4 is a view showing a vacuum deposition chamber equipped with a sputter module, a linear ion source,
Schematic illustration
FIG. 5 is a view showing a vacuum deposition chamber equipped with a sputter module, a linear ion source,
Schematic diagram of the tooth plane
6 is a partial enlarged view of Fig. 5

또한, 상기 에칭 단계와 지르코늄층 코팅단계 사이에는 스퍼터링 방법으로 크롬타겟을 이용하여 중간층인 크롬층을 코팅하는 중간층 코팅단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The intermediate layer coating step may include a step of coating a chromium layer as an intermediate layer between the etching step and the zirconium layer coating step using a chromium target by a sputtering method.

또한, 상기 코팅대상물을 세척액에 담그고 초음파세척을 통하여 세척하는 단계 이전에 상기 픽스쳐를 TiC 입자로 표면을 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Further, the method further comprises polishing the surface of the fixture with TiC particles before immersing the coating object in a cleaning liquid and washing the surface of the object with ultrasonic cleaning.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 진공증착장치 배치도, 도 2는 본발명의 Sputter module, Linear ion source가 설치된 진공증착장치 내부개략도, 도 3은 본발명의 Sputte rmodule, Linear ion source가 설치된 진공증착장치 절개개략도, 도 4는 본발명의 Sputter module, Linear ion source가 설치된 진공증착장치 분해개략도, 도 5는 본발명의 Sputter module, Linear ion source가 설치된 진공증착장치 평면개략도, 도 6은 도 5의 부분확대도이다.
The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a layout view of a vacuum deposition apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a schematic view of a vacuum deposition apparatus having a sputter module and a linear ion source according to the present invention, FIG. 3 is a schematic view showing a vacuum deposition apparatus, FIG. 4 is a schematic exploded view of a vacuum evaporator equipped with a sputter module and a linear ion source of the present invention, FIG. 5 is a schematic plan view of a vacuum deposition apparatus equipped with a sputter module and a linear ion source of the present invention, and FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. .

상기 임플란트 픽스쳐는 티타늄을 절삭가공한 후, TiC입자로 쇼트닝(입자를 불어서 표면을 연마하는 관용의 방법)한 후, 지르코늄박막을 표면에 형성되게 된다.After implanting titanium, the implant fixture is formed with a zirconium thin film on its surface after shortening with TiC particles (a method of grinding the surface by blowing particles).

상기 지르코늄박막은 0.5 ~ 1.5㎛ 두께로 형성되며, 2100 ~ 3000 kgf/㎟의 경도를 가지도록 형성된다.The zirconium thin film is formed to have a thickness of 0.5 to 1.5 탆 and has a hardness of 2100 to 3000 kgf / mm 2.

그리고, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 지르코늄 코팅된 코팅대상물의 제조방법은, 임플란트 픽스쳐 제품을 챔버 내부에 장입하는 준비단계와; 챔버의 내부에 아르곤가스를 주입하고, 일정압력 하에서 플라즈마를 생성시켜 챔버 내부와 케이스 제품을 세정하는 세정단계와; 챔버의 내부에 장착되어 있는 텅스텐, 크롬 타겟에 스퍼터링방법에 의하여 중간층을 증착시키는 단계와, 중간층 위에 스퍼터링방법에 의하여 지르코늄 박막을 형성하는 코팅단계와; 지르코늄 박막이 형성된 임플란트 픽스쳐를 상기 챔버로부터 꺼내는 취출 단계로 이루어진다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a coated object to be coated with zirconium, the method comprising: preparing an implant fixture product into a chamber; A cleaning step of injecting argon gas into the chamber and generating plasma under a predetermined pressure to clean the inside of the chamber and the case product; Depositing an intermediate layer on a tungsten or chromium target mounted on the interior of the chamber by a sputtering method; forming a zirconium thin film on the intermediate layer by sputtering; And taking out the implant fixture having the zirconium thin film formed thereon from the chamber.

상기 준비단계에서 상기 임플란트 픽스쳐는 아세톤으로 20~40분간 초음파 세척된 후 상기 챔버의 내부에 장입된다.In the preparation step, the implant fixture is ultrasonically cleaned with acetone for 20 to 40 minutes, and then charged into the chamber.

상기 세정단계에서는 상기 챔버의 내측으로 아르곤가스를 70 sccm유량으로 주입시켜 진공도를 조절하고, 전력(DC Power)을 400W ~ 500W로 공급하여 아르곤플라즈마를 생성시켜 40 ~ 60분 동안 세정을 실시하는 것을 특징으로 한다.In the cleaning step, argon gas is injected into the chamber at a flow rate of 70 sccm to control the degree of vacuum, and DC power is supplied to 400 W to 500 W to generate argon plasma, followed by cleaning for 40 to 60 minutes .

상기 챔버의 내부온도가 90 ~ 150℃ 사이로 유지되도록 한다.So that the internal temperature of the chamber is maintained between 90 and 150 ° C.

상기 중간층 코팅 단계에서는 상기 챔버내 측으로 아르곤가스를 40sccm 유량으로 주입시켜 진공도를 조절하고 텅스텐 또는 크롬 타겟에 물리적인 힘을 가하여 이온을 증착시키게 된다.In the intermediate layer coating step, argon gas is injected into the chamber at a flow rate of 40 sccm to adjust the degree of vacuum, and physical force is applied to the tungsten or chromium target to deposit ions.

상기 코팅단계 후, 스퍼터링 공정을 통해 크롬박막을 증착시킨다.
After the coating step, a chromium thin film is deposited through a sputtering process.

이하에서는 본 발명에 의한 지르코늄 코팅된 코팅대상물의 제조방법에 관하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of preparing a zirconium-coated object according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 의한 지르코늄코팅된 코팅대상물의 제조를 위한 장치는 스퍼터링 스에 의해 상기 임플란트 픽스쳐 표면에 지르코늄박막을 형성하기 위한 장치로서, 챔버, 진공펌프, 가스탱크, 전원공급부 등으로 구성된다.An apparatus for manufacturing a zirconium-coated object according to the present invention is an apparatus for forming a zirconium thin film on the surface of an implant fixture by sputtering. The apparatus includes a chamber, a vacuum pump, a gas tank, a power supply unit, and the like.

상기 임플란트 픽스쳐에 지르코늄박막을 형성하기 위해서는 우선, 별도로 구비된 초음파세척기를 이용하여 지르코늄코팅을 위한 임플란트 픽스쳐를 세척하게 된다.In order to form the zirconium thin film on the implant fixture, the implant fixture for zirconium coating is first cleaned using an ultrasonic cleaner provided separately.

이때, 아세톤을 사용하여 세척하게 되며, 상기 초음파세척기를 20 ~40분간 가동하여 상기 임플란트 픽스쳐를 세척하는 것에 의해 전처리를 완료하게 된다. 세척을 위해 사용되는 초음파세척기는 일반적으로 사용되는 초음파세척기와 동일한 구성으로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.At this time, cleaning is performed using acetone, and the ultrasonic cleaner is operated for 20 to 40 minutes to clean the implant fixture, thereby completing the pre-treatment. The ultrasonic cleaner used for cleaning has the same configuration as a general ultrasonic cleaner, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 세척된 임플란트 픽스쳐는 전원이 인가된 챔버 내에 수용되는데, 이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 임플란트 픽스쳐는 지그에 장착되고, 상기 지그는 스퍼터 타겟 및 이온소스를 바라보게 위치한다. 그리고 지그가 공, 자전을 한다. 상기 챔버를 측방에서 차폐하여 밀폐시키게 된다. 따라서, 상기 임플란트 픽스쳐는 자연스럽게 상기 챔버의 내부에 위치하게 된다. [준비단계]Meanwhile, the cleaned implant fixture is accommodated in a chamber to which power is supplied. In more detail, the implant fixture is mounted on a jig, and the jig is positioned to face the sputter target and the ion source. And the jig rotates the ball. The chamber is shielded from the side to seal it. Therefore, the implant fixture is naturally positioned inside the chamber. [Preparation phase]

상기 임플란트 픽스쳐는 상기 챔버의 내측에 위치하게 되고 상기 챔버가 밀폐상태가 되면, 상기 챔버와 연통된 진공펌프가 작동되어 상기 챔버 내부의 진공도가 조절된다. 그리고, 상기 챔버내부의 임플란트 픽스쳐가 움직이지 않도록 잠겨진 상태의 진공밸브를 풀어 챔버 내부의 압력을 조절하게 되는데, 이때의 챔버 내부 압력이 10-4 torr ~ 10-5 torr 가 되도록 진공도가 조절된다.The implant fixture is positioned inside the chamber, and when the chamber is in a hermetic state, a vacuum pump connected to the chamber is operated to adjust the degree of vacuum in the chamber. In order to prevent the implant fixture inside the chamber from moving, the vacuum valve in the locked state is released to adjust the pressure inside the chamber. The degree of vacuum is adjusted so that the pressure inside the chamber becomes 10-4 torr to 10-5 torr.

상기 챔버 내부의 진공도가 조절된 후에는 가스탱크에서 아르곤(Ar)가스를 상기 챔버의 내부로 주입하게 된다. 이때, 상기 아르곤가스는 상기 챔버의 내부로 대략 70 sccm (㎤/min)의 유량으로 유입되고, 진공밸브의 개도를 조작하는 것에 의해 상기 챔버의 내부진공도은 10-3 torr ~ 10-4 torr 정도의 진공을 유지하게 된다.After the degree of vacuum in the chamber is adjusted, argon (Ar) gas is injected into the chamber from the gas tank. At this time, the argon gas flows into the chamber at a flow rate of about 70 sccm (cm3 / min), and the degree of internal vacuum of the chamber is controlled to about 10-3 torr to 10-4 torr The vacuum is maintained.

이와 같은 상태에서 전원공급부의 전력을 대략 400W ~ 500W만큼 올려주게 되면, 상기 챔버의 내부에는 아르곤플라즈마가 생성되고, 이때 발생하는 이온충격에 의해 상기 챔버의 내측과 임플란트 픽스쳐 표면을 세정하게 된다. 상기 챔버과 임플란트 픽스쳐의 세정은 대략 40~60분 동안 진행되며, 이때, 챔버의 내부온도는 90 ~ 150℃가 된다. [세정단계]In this state, when the power of the power supply unit is increased by about 400 W to 500 W, argon plasma is generated in the chamber, and the inside of the chamber and the surface of the implant fixture are cleaned by the ion impact. The chamber and the implant fixture are cleaned for about 40 to 60 minutes, and the internal temperature of the chamber is 90 to 150 ° C. [Cleaning step]

세정이 완료된 후에는 박막의 증착력 향상을 위하여, 스퍼터링 시스템에 전력을 공급하고, 아르곤 가스의 이온화를 통하여 타겟에 물리적인 힘을 가하게 된다. 물리적인 힘에 의해 튕겨져 나온 크롬이나 지르코늄 이온들이 증착하게 된다[코팅단계].After the cleaning is completed, power is supplied to the sputtering system to increase the deposition power of the thin film, and physical force is applied to the target through ionization of the argon gas. Chromium or zirconium ions that are repelled by physical forces are deposited [coating phase].

상기 임플란트 픽스쳐의 표면에 대략 0.5 ~ 1.5㎛ 두께의 지르코늄박막이 형성되면, 상기 아세틸렌가스의 공급을 중지하고, 동시에 전원공급부에서 공급되는 전력을 끈 후 챔버 내부의 온도를 낮추고 진공을 해제하게 된다. 상기 챔버의 내부온도가 충분히 낮추어진 이후 사용자는 상기 지그를 내려 상기 지르코늄박막이 형성된 임플란트 픽스쳐를 꺼내게 된다. [취출단계]When the zirconium thin film having a thickness of about 0.5 to 1.5 탆 is formed on the surface of the implant fixture, the supply of the acetylene gas is stopped, and at the same time, the power supplied from the power supply unit is turned off, the temperature inside the chamber is lowered and the vacuum is released. After the internal temperature of the chamber is sufficiently lowered, the user lowers the jig to take out the implant fixture having the zirconium thin film formed thereon. [Extraction step]

상기와 같은 과정에 의해 제조되는 임플란트 픽스쳐에 형성되는 지르코늄박막의 두께와 경도 등은 상기 전원공급부에서 공급되는 전력에 따라 조절 가능하게 된다.The thickness and hardness of the zirconium thin film formed on the implant fixture manufactured by the above process can be adjusted according to the power supplied from the power supply unit.

공급되는 전력이 높을수록 챔버의 내부온도가 높아지게 되며, 이에 따라 지르코늄박막의 경도가 높아지고, 두께가 두꺼워지게 된다.The higher the power supplied, the higher the internal temperature of the chamber, which increases the hardness of the zirconium thin film and increases the thickness thereof.

하지만, 상기 챔버의 내부에 수용된 임플란트 픽스쳐는 접합력의 향상을 위하여 내부온도는 90~150℃ 를 유지 되어야만 한다. However, in order to improve the bonding force, the internal fixture accommodated in the chamber must maintain an internal temperature of 90 to 150 ° C.

한편, 본 발명에서 사용되는 코팅장치는 기존의 널리 사용되는 sputter진공코팅장치를 그대로 사용하면 되나, 기존의 sputter진공코팅방식에 chamber 중앙에 저항가열식 증발원(thermal evaporation source)을 장착한 것을 사용할 수 있다. 본발명에서 저항가열식 증발원(thermal evaporation source)은 사용하지 않아도 되나, 다른 용도의 작업을 병행하기 위하여 주로 sputter 증착 방식에 chamber 중앙에 저항가열식 증발원(thermal evaporation source)을 장착한 것을 사용한다.Meanwhile, in the coating apparatus used in the present invention, a conventional widely used sputter vacuum coating apparatus may be used as it is, but a conventional sputter vacuum coating system equipped with a thermal evaporation source at the center of the chamber may be used . In the present invention, a thermal evaporation source may not be used, but a thermal evaporation source in the center of the chamber is mainly used for sputter deposition in order to perform other applications.

본발명의 Linear ion source는 chamber 벽면에 설치한다.The linear ion source of the present invention is installed on the wall of the chamber.

그리고 본 발명에서 사용되는 스퍼터링 방법은 관용의 스퍼터링(sputtering) 기술을 말하는 것으로, 구체적으로 설명하면 스퍼터링(sputtering)이란 plasma 상태에서 형성된 Ar 양이온(positive ion)이 sputter module에 장착된 cathode에 인가된 전기장에 의해 cathode 위에 놓여있는 target 쪽으로 가속되어 target과 충돌함으로써 target을 구성하고 있는 원자가 튀어나오는 현상이다. The sputtering method used in the present invention refers to a conventional sputtering technique. Specifically, sputtering is a technique in which a positive ion formed in a plasma state is applied to an electric field applied to a cathode mounted on a sputter module The target is accelerated to the target located on the cathode and collides with the target, so that the atoms constituting the target protrude.

이 스퍼터링은 가열과정이 없기 때문에 텅스텐과 같은 고용점금속이라도 증착이 가능하다. 일반적인 진공증착에서는 금속을 고온으로 가열하여 증발시키기 때문에 합금인 경우 그 성분 금속 각각의 증기압이 서로 달라 문제가 생긴다. 그러나 스퍼터링은 금속뿐만 아니라 석영 등 무기물이라도 박막을 용이하게 만들 수 있다.This sputtering can be deposited even with a solid-state metal such as tungsten because there is no heating process. In general vacuum deposition, since the metal is heated to a high temperature and evaporated, the vapor pressure of each of the constituent metals differs in the case of an alloy, thereby causing a problem. However, sputtering can easily make a thin film even if it is an inorganic substance such as quartz as well as a metal.

스퍼터링 장치는 간단한 2극 전극으로 구성되어 있으며 아르곤(Ar) 가스를 흘리면서 글로우(glow) 방전을 시킨다. 증착하고자하는 물질을 원형 또는 직사각형의 타겟(target)으로 만들어 여기에 음의 고전압을 인가하면 Ar+ ion의 충돌에 의해 튀어나온 타겟 원자가 마주 보고 있는 기판에 쌓여 박막이 형성된다.The sputtering system consists of a simple bipolar electrode, which discharges argon (Ar) gas while glowing. When the material to be deposited is a circular or rectangular target and a negative high voltage is applied to the substrate, the target atoms protruding due to the collision of Ar + ions are deposited on the facing substrate to form a thin film.

스퍼터링은 진공증착방법인 이베퍼레이션(Evaporation)과 비교하면 날아가는 타깃 원자의 속도가 100배 정도 빠르기 때문에 박막과 기판의 부착강도가 크다. 2극 스퍼터링 이외에 기판과 타깃 사이에서 음극과 양극으로 플라즈마를 발생시키는 4극 스퍼터링 방식, 그리고 고주파를 이용하는 RF 방식, 최근에는 전기장 이외에 자기장을 이용한 마그네트론 스퍼터링 방식 등이 있다.Sputtering has a higher adhesion strength between a thin film and a substrate because the velocity of the target atom flying is about 100 times faster than that of evaporation, which is a vacuum deposition method. In addition to bipolar sputtering, a quadrupole sputtering method in which a plasma is generated between a substrate and a target as a cathode and an anode, an RF method using a high frequency, and a magnetron sputtering method using a magnetic field in addition to an electric field.

그리고 상기 스퍼터링방식과 저항가열방식에 대한 기본원리는 특허등록공보 등록번호 20-0185068호에는 스퍼터링방식과 저항가열방식의 기본 원리에 대하여 기재되어 있다. 그 구성을 인용하면, 스퍼터링되는 타겟은 sputter module의 cathode에 clamp로 장착되어 있다.The basic principles of the sputtering method and the resistance heating method are disclosed in Patent Registration Publication No. 20-0185068, and the basic principles of the sputtering method and the resistance heating method are described. In reference to its configuration, the target to be sputtered is clamped to the cathode of the sputter module.

여기서 상기 이베퍼레이터는 저항가열식 또는 전자빔 방식으로 코팅물질을 용융증발시켜 코팅하고, 상기 스퍼터링 타겟은 코팅물질을 스퍼터하여 분산시켜 피코팅체를 코팅하게 된다.Here, the evaporator is coated by melting and evaporating the coating material by resistance heating or electron beam method, and the sputtering target is coated with the coating material by sputtering and dispersing the coating material.

상기 저항 가열방식은 저항체에 전류를 흘려 주울열을 발생하는것을 이용한 가열방식을 사용한다. 여기서는 물체에 직접 전류를 흘려서 가열하는 직접식과 발열체의 열을 복사 대류 전도등으로 피가열물에 전달하는 간접식의 양자 방식을 모두 채택할 수 있다.In the resistance heating method, a heating method using a current which flows in a resistor to generate heat is used. In this case, both the direct type heating method in which current is directly supplied to an object and the indirect type method in which the heat of the heating element is transferred to the object to be heated by radiation convection conduction or the like can be adopted.

플라즈마 또는 글로우 방전은 상기한 방전 수단 사이에서 상기한 불활성 주입가스와 전원 공급장치로부터 공급된 고압 전압의 스파크에 의해서 플라즈마 또는 글로우 방전대가 형성된다. 이러한 상태에서 상기 내통이 회전하면서 치구에 안착되어 있는 피코팅체의 코팅부위에 상기한 방전대를 거치면서 에칭이 이루어지고, 이와 동시에 스퍼터링 타겟 및/또는 이베퍼레이터에 의해서 용융된 코팅물질이 비산 또는 스퍼터되어 상기한 피코팅체에 다층의 전도성 실드막이 형성되게 된다.The plasma or glow discharge is formed between the above-mentioned discharge means by the spark of the inert gas and the high-voltage voltage supplied from the power supply device. In this state, the coating is applied to the coating portion of the coating body which is seated on the jig while rotating the inner cylinder, while passing through the discharge bar. At the same time, the coating material melted by the sputtering target and / Or sputtered to form a multilayered conductive shielding film on the above-mentioned coated body.

이상과 같이 피코팅체의 코팅 공정을 요약하면, 코팅하고자 하는 기판(피코팅체)을 내통의 치구에 장착한 후, 진공배기 장치를 통하여 진공증착 챔버를 진공배기하고, 챔버내가 일정한 진공상태에 도달하면 치구가 장착된 내통을 회전시켜 피코팅체의 코팅할 부분이 상기 플라즈마 또는 글로우 방전대에서 에칭이 이루어지는 동시에, 상기 스퍼터링 타겟 또는 이배퍼레이터로부터 용융 비산 또는 스퍼터되는 코팅물질이 피코팅체로 균일하게 코팅이 이루어 지는 것이다.The substrate to be coated (coated body) is mounted on the jig of the inner tube, and the vacuum deposition chamber is evacuated through a vacuum evacuation apparatus. The chamber is evacuated to a constant vacuum state The coated portion coated with the coating material is etched in the plasma or glow discharge zone and the coating material to be scattered or sputtered from the sputtering target or the distributor is uniformly coated .

400 : 챔버
500 : 선형 이온 소스(Linear ion source)
100 : 스퍼터 110 : 저항가열식 증발원400: chamber
500: Linear ion source
100: Sputter 110: Resistance-heated evaporation source

Claims

A preparation step of immersing the implant fixture shortened with TiC particles after cutting the titanium into the cleaning solution and cleaning the wafer with ultrasonic cleaning; An etching step of simultaneously performing surface cleaning and activation by argon (Ar) gas in a vacuum state after charging into the chamber; A zirconium layer coating step of coating a zirconium layer with a zirconium target by a sputtering method after the etching step; A method of implant fixture coating comprising:
In the preparation step, the implant fixture is cleaned with acetone for 20 to 40 minutes using an ultrasonic cleaner. The cleaned implant fixture is mounted on a jig in a chamber to which power is applied. The jig rotates in a ball, and a sputter target and an ion source It is located,
In the etching step, when the implant fixture is positioned inside the chamber and the chamber is in the closed state, the vacuum pump in communication with the chamber is operated to adjust the degree of vacuum inside the chamber, and the implant fixture inside the chamber is immersed And the pressure in the chamber is adjusted by adjusting the degree of vacuum so that the internal pressure of the chamber becomes 10 ^-4 torr to 10 ^-5 torr. After the degree of vacuum in the chamber is adjusted, argon (Ar ) Argon gas is introduced into the chamber at a flow rate of 70 sccm, and by operating the opening degree of the vacuum valve, the chamber has an internal degree of vacuum of 10 ^-3 torr to 10 ^-4 torr, and then the power of the power supply unit is increased by 400 W to 500 W to generate argon plasma in the chamber, And the cleaning of the chamber and the implant fixture is performed for 40 to 60 minutes. At this time, the internal temperature of the chamber is 90 to 150 DEG C,
In the step of coating the zirconium layer, a sputtering method is used to improve the deposition power of the thin film after the etching is completed. By applying electric power to the sputtering system, physical force is applied to the target through ionization of argon gas, The chromium ions repelled by the force are deposited,
In addition, the extraction step may include a step of removing the acetylene gas when the zirconium thin film having a thickness of 0.5 to 1.5 탆 is formed on the surface of the implant fixture, and at the same time, And the vacuum is released. After the internal temperature of the chamber is lowered, the implant fixture having the zirconium thin film formed thereon is taken out from the jig. The implant fixture is made by cutting titanium, shortening it with TiC particles A zirconium thin film is formed on the surface, the zirconium thin film has a hardness of 2100 to 3000 kgf / mm < 2 > and is formed to a thickness of 0.5 to 1.5 [
And an intermediate layer coating step of coating a chromium layer as an intermediate layer between the etching step and the zirconium layer coating step using a chromium target by a sputtering method,
Further comprising the step of polishing the surface of the fixture with TiC particles prior to the step of immersing the implant fixture in a cleaning liquid and cleaning the surface of the fixture by ultrasonic cleaning.

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