KR101800247B1 - 패널 타입 디퓨젼 캐소드를 구비한 플라즈마 탑코팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널 타입 전극(디퓨젼 캐소드)을 도입함으로써, 보다 용이한 제조를 가능하게 함으로써 생산성을 향상시키고, 보다 많은 양의 플라즈마가 코팅 대상체 방향으로 발생하게 하여 코팅 품질을 향상시킨 패널 타입 디퓨젼 캐소드를 구비한 플라즈마 탑코팅 장치(PVD 시스템(Physical Vacuum Deposition System))에 관한 것으로,
내부 공간부를 갖는 진공챔버, 그리고 상기 공간부에 구비되고 코팅 대상체가 안착되는 고정지그, 그리고 상기 진공챔버의 일 측에 구비되어 상기 공간부로 코팅재를 투입하는 코팅재 투입구, 그리고 상기 공간부에 다수(多數) 구비되고 상기 고정지그의 외곽에 일정 간격으로 배치되며, 각각 플라즈마 발생부를 구비한 전면부와, 전원 단자부를 구비한 후면부와, 측면부로 구성되는 패널 타입 전극을 포함하여 이루어진다.

Description

패널 타입 디퓨젼 캐소드를 구비한 플라즈마 탑코팅 장치{TOP COATING APPARATUS}

본 발명은 플라즈마를 활용하여 코팅재를 코팅 대상체에 코팅하는 플라즈마 탑코팅 장치(PVD 시스템(Physical Vacuum Deposition System))에 관한 것으로,

보다 상세하게는 패널 타입 전극(디퓨젼 캐소드)을 도입함으로써, 보다 용이한 제조를 가능하게 함으로써 생산성을 향상시키고, 보다 많은 양의 플라즈마가 코팅 대상체 방향으로 발생하게 하여 코팅 품질을 향상시킨 패널 타입 디퓨젼 캐소드를 구비한 플라즈마 탑코팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마는 전기가 통하는 중성의 전리가스, 즉 대량의 전리가 일어나지 않는 기체 중에 이온이나 전자가 희박하게 존재하는 거의 중성에 가까운 기체 상태로 화학적 또는 물리적으로 반응성이 대단히 강하다.

플라즈마의 활용성이 계속적으로 연구됨에 따라. 플라즈마를 이용하여 코팅 대상체를 코팅하는 기술이 개발되고 있는데, 일반적으로 코팅 대상체가 알루미늄 막으로 코팅되어 있는데 이러한 알루미늄 막이 산화 또는 부식에 의해 손상될 수 있기 때문에, 알루미늄 막을 감싸는 보호막을 한 번 더 코팅하여 알루미늄 막의 부식 및 산화를 방지하는 탑코팅(Top Coating) 처리에 불활성 기체와 플라즈마를 이용하한 플라즈마 코팅이 활용되고 있다.

플라즈마를 이용한 코팅에 관한 종래의 기술로, 등록특허 제10-1367158호(2014년02월19일)[상압 플라즈마 복합 코팅 장치](이하 종래기술)가 있는데, 종래기술은 공정 단계를 축소하여 공정시간을 단축하고, 상압 플라즈마 방전 방식을 통해 시스템 비용 절감과 시스템 설치 면적 문제를 해결하는 기술이 제시되어 있다.

그러나 종래기술을 포함하는 종래의 기술들은 전극이 봉 타입으로 이루어져 있어, 제조가 용이하지 않음은 물론, 코팅 대상체 측으로 발생되는 플라즈마의 양이 충분하지 않아, 플라즈마 발생을 위한 전압을 보다 높여주어야 했고, 이는 전력 소비는 물론 과부하의 가능성을 갖기 때문에 바람직하지 못하다.

따라서 제조가 용이하면서도, 동일 전압에서 코팅 대상체 측으로 발생되는 플라즈마의 양을 높여줄 수 있는 기술의 필요성이 재고되는 바이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로,

패널 타입 전극을 도입함으로써, 종래의 일반적인 봉 타입의 전극에 비해 제조가 용이하다는 점을 통해 향상된 생산성을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 패널 타입 전극을 도입함으로써, 봉 타입 전극에 비해 동일 체적 대비, 코팅 대상체를 향하고 있는 면적이 넓기 때문에 보다 많은 양의 플라즈마를 코팅 대상체의 방향으로 발생하게 할 수 있다는 점을 통해 향상된 코팅 품질을 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 플라즈마 발생부에 요철을 구비하여, 플라즈마 발생부의 표면적을 크게 하여 결과적으로 발생되는 플라즈마의 양을 극대화하여 코팅 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

나아가 특유의 구조를 갖는 날개부를 이용하여 전극을 고정함으로써, 고정부재에 의한 쇼트를 방지하거나 또는 고정부재의 삽입 및 인출을 위한 사용자의 파지를 제공하거나 또는 날개부에 강성을 부여하는 등의 효과를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 갖는 본 발명은

내부 공간부를 갖는 진공챔버, 그리고 상기 공간부에 구비되고 코팅 대상체가 안착되는 고정지그, 그리고 상기 진공챔버의 일 측에 구비되어 상기 공간부로 코팅재를 투입하는 코팅재 투입구, 그리고 상기 공간부에 다수(多數) 구비되고 상기 고정지그의 외곽에 일정 간격으로 배치되며, 각각 플라즈마 발생부를 구비한 전면부와, 전원 단자부를 구비한 후면부와, 측면부로 구성되는 패널 타입 전극을 포함하여 이루어진다.

또한 상기 전극의 플라즈마 발생부는 오목부와 볼록부가 수직 및 수평으로 연속 배열된 다수의 요철을 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 전극은 상기 측면부의 측방향으로 돌출되게 구비된 날개부를 더 포함하되, 상기 날개부는 상기 측면부에 연장된 지지편, 이 지지편 상에 형성된 고정공 및, 상기 지지편의 상하부에서 전방으로 절곡된 절곡편을 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 상기 전원 단자부에 연결되어 상기 전극으로 플라즈마 발생용 공급전원을 공급하는 전원공급기기를 더 포함하고, 상기 전원공급기기는 외부전원을 이용하여 상기 공급전원을 생성하는 전원생성부, 상기 공급전원을 상기 전극으로 공급하는 전원공급부, 상기 공급전원의 공급을 개폐하는 전원개폐부 및, 제어신호를 통해 상기 전원생성부와 전원공급부와 전원개폐부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지고, 상기 전원공급기기는, DC 신호용 전원을 증폭하는 노이즈증폭부, 증폭된 신호용 전원에 포함된 노이즈를 검출하는 노이즈검출부, 검출된 노이즈를 제거하는 필터부, 노이즈 검출 시에만 필터부를 구동시키는 필터구동부, 노이즈가 제거된 신호용 전원으로부터 상기 제어신호를 생성하는 신호생성부 및, 생성된 상기 제어신호의 클린 여부를 확인하여 출력하는 신호출력부를 갖는 신호생성모듈을 더 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

상기 구성 및 특징으로 이루어진 본 발명은

패널 타입 전극을 도입함으로써, 종래의 일반적인 봉 타입의 전극에 비해 제조가 용이하다는 점을 통해 향상된 생산성을 제공하고, 또한 동일 체적 대비 보다 많은 양의 플라즈마를 코팅 대상체의 방향으로 발생하게 할 수 있다는 점을 통해 향상된 코팅 품질을 제공하며, 아울러 요철의 구비를 통해 플라즈마 발생부의 표면적을 크게 하여 결과적으로 발생되는 플라즈마의 양을 극대화하여 코팅 품질을 향상시키고, 나아가 특유의 날개부 도입을 통해 고정부재에 의한 쇼트를 방지하거나 또는 고정부재의 삽입 및 인출을 위한 사용자의 파지를 제공하거나 또는 날개부에 강성을 부여하는 등의 기능을 제공한다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 구조도.
도 2는 본 발명의 부분구성도(전면부).
도 3은 본 발명의 부분구성도(후면부).
도 4는 본 발명의 제3실시예.
도 5는 본 발명의 제4실시예.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명은 패널 타입 전극(디퓨젼 캐소드)을 도입함으로써, 보다 용이한 제조를 가능하게 함으로써 생산성을 향상시키고, 보다 많은 양의 플라즈마가 코팅 대상체 방향으로 발생하게 하여 코팅 품질을 향상시킨 플라즈마 탑코팅 장치(PVD 시스템(Physical Vacuum Deposition System))에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 플라즈마 탑코팅 장치(이하 본 장치(P))에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 구조를 개념적으로 도시한 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치(P)는 진공챔버(1), 고정지그(2), 코팅재 투입구(3) 및 전극(4)을 포함하여 이루어진다.

각 구성 별로, 먼저 진공챔버(1)는 내부에 공간부(11)를 갖는데, 이 공간부(11)에는 고정지그(2), 전극(4) 등이 구비되고, 코팅재가 투입되어, 공간부(11) 내부에서 코팅 대상체에 보호막을 코팅하는 탑코팅(Top Coating)이 진행된다.

본 발명에서 탑코팅을 위한 코팅재는 규소(Si)와 산소(O) 분자를 갖는 헥사메틸디실록산(Hexamethyldisiloxane, 이하 HMDSO)로 이루어질 수 있다.

보다 구체적인 코팅 과정을 설명하면, HMDSO를 기체 상태로 진공챔버(1) 내부의 공간부(11)로 투입하고, 전극(4)을 통해 플라즈마를 발생시킴으로써, 플라즈마의 열에너지에 의해 분리시킨다. 이 후 분리된 HMDSO는 규소(Si)와 산소(O)의 화합물인 이산화규소(SiO2) 막(보호막)을 코팅 대상체에 형성한다. 일반적으로 코팅 대상체는 보호를 위해 알루미늄(Al) 막이 코팅되어 있는데, 상기 보호막은 알루미늄 막의 부식 및 산화를 방지하는 효과를 갖는다.

또한 이러한 플라즈마 발생을 위해 첨가되는 기체는 불활성 기체로 이루어져야 하는데, 도 1에서는 아르곤(Ar), 아산화질소(N2O)를 그 예로 하고 있다.

아울러 플라즈마 발생을 위해 진공챔버(1)의 내부, 즉 공간부(11)는 진공상태가 되어야 할 것은 자명한 것이다.

추가로, 도 1에 도시된 바와 같이 고정지그(2), 전극(4) 등의 교체, 유지, 보수, 관리 등이 용이하게 이루어질 수 있도록 진공챔버(1)의 일 측에는 도어(13)가 구비될 수 있다.

다음으로, 고정지그(2)는 앞서 설명한 바와 같이 진공챔버(1)의 내부인 공간부(11)에 구비되는데, 이 고정지그(2)에는 코팅 대상체가 안착되고 고정된다.

이러한 고정지그(2)는 코팅 대상체의 형상에 상응하는 형상을 가져, 코팅 대상체를 안정적으로 고정할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하고, 특히 후술하는 전극(4)

또한 코팅재 투입구(3)는 진공챔버(1)의 일 측에 구비되어 공간부(11)로 코팅재를 투입하는 구성으로, 코팅재 투입구(3)에 관한 구체적인 실시의 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 본 장치(P)는 진공챔버(1)의 인접 위치에 구비되고 진공챔버(1)의 내부 공간부(11)를 냉각하는 쿨러(60)를 더 포함할 수 있다.

이러한 쿨러(60)는 코팅 작업이 이루어진 후 공간부(11)를 냉각하여 플라즈마 발생에 의해 공간부(11)가 필요 이상으로 과열되는 것을 방지한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 핵심 특징 중 하나인 전극(4)을 도시한 부분구성도로, 특히 도 2는 전극(4)의 전면부(41)를, 도 3은 전극(4)의 후면부(42)를 도시하고 있다.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 전극(4)은 본 발명의 핵심 특징 중 하나로, 공간부(11)에 다수(多數) 구비되고 고정지그(2)의 외곽에 일정 간격으로 배치된다. 도 1에서는 4개의 전극(4)이 고정지그(2)를 중심으로 4방향에 배치된 것을 도시하였으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 2개 이상이 일정 간격으로 배치되되 전면부(41)의 플라즈마 발생부(410)가 고정지그(2) 쪽으로 향하도록 배치된다면 어떤 형태로 배치되어도 무방하다.

또한 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전극(4)은 각각 플라즈마 발생부(410)를 구비한 전면부(41)와, 전원 단자부(421)를 구비한 후면부(42)와, 측면부(43)로 구성되는데, 다시 말해 본 발명의 전극(4)은 패널 타입으로 이루어진다는 것이다.

이러한 패널 타입 전극(4)은 종래의 일반적인 봉 타입의 전극에 비해 제조가 용이하기 때문에, 본 발명은 패널 타입 전극(4)을 도입함으로써 향상된 생산성을 제공한다.

또한 패널 타입 전극(4)은 봉 타입 전극에 비해, 동일 체적 대비, 코팅 대상체를 향하고 있는 면적이 넓기 때문에 보다 많은 양의 플라즈마를 코팅 대상체의 방향으로 발생하게 할 수 있고, 이를 통해 본 발명은 향상된 코팅 품질을 제공한다.

한편, 본 발명의 일 실시예(제1실시예)로. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 장치(P)는 전극(4)의 플라즈마 발생부(410)가 오목부(411a)와 볼록부(411b)가 수직 및 수평으로 연속 배열된 다수의 요철(411)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 요철(411)은 플라즈마 발생부(410)의 표면적을 크게 하여 결과적으로 발생되는 플라즈마의 양을 극대화하여 코팅 품질을 향상시키는데, 특히 도 2 우측 쇄선 원 영역 내 도시된 바와 같이, 본 발명의 요철(411)은 볼록부(411b)와 오목부(411a) 사이에 구비된 경사부(411c)를 더 포함하여 플라즈마 발생부(410)의 표면적을 보다 더 크게 하는 효과를 제공한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예(제2실시예)로, 본 장치(P)는 전극(4)이 측면부(43)의 측방향으로 돌출되게 구비된 날개부(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 날개부(44)는 전극(4)의 고정을 용이하게 함은 물론 전극(4)의 고정 상태가 안정적으로 유지될 수 있도록 하는데, 도 2 우측 하부 쇄선 원 영역 내 도시된 바와 같이, 날개부(44)는 측면부(43)에 연장된 지지편(441), 이 지지편(441) 상에 형성된 고정공(442) 및, 지지편(441)의 상하부에서 전방으로 절곡된 절곡편(443)을 포함할 수 있다.

날개부(44)를 구성하는 각 구성 별로, 먼저 지지편(441)은 전극(4)이 안정적으로 고정될 수 있도록 베이스를 제공하는 구성이고, 다음 고정공(442)은 전극(4)을 고정하는 고정부재(미도시)가 삽입되는 구성이며, 절곡편(443)은 지지편(441)의 상하부에서 전방으로 절곡되어 고정부재에 의한 쇼트를 방지하거나 또는 고정부재의 삽입 및 인출을 위한 사용자의 파지를 제공하거나 또는 날개부(44)에 강성을 부여하는 등의 효과를 갖는 구성이다.

도 3은 본 발명의 일 구성인 전극(4)의 후면부(42)를 도시한 도면이다.

도 3에서는 앞서 언급한 전원 단자부(421)의 구성을 확인할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 전원 단자부(421)는 다수가 열 배치될 수 있으며, 도 3 쇄선 원 영역 내 도시된 바와 같이, 전극(4) 후면부(42)의 중앙에 굴뚝 유사 형상으로 구비될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 제3실시예(전원공급기기(5))를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제4실시예에 따른 본 장치(P)는 전원 단자부(421)에 연결되어 전극(4)으로 플라즈마 발생용 공급전원을 공급하는 전원공급기기(5)를 더 포함하여 이루어진다. (전원공급기기(5)의 구성은 도 1에서도 확인 가능함)

보다 구체적으로, 전원공급기기(5)는 외부전원을 이용하여 공급전원을 생성하는 전원생성부(51), 공급전원을 전극(4)으로 공급하는 전원공급부(52), 공급전원의 공급을 개폐하는 전원개폐부(53) 및, 제어신호를 통해 전원생성부(51)와 전원공급부(52)와 전원개폐부(53)를 제어하는 제어부(54)를 포함하여 이루어진다.

한편, 본 발명에서, 제어부(54)는 제어신호를 통해 전원공급기기(5)의 각 구성(전원생성부(51), 전원공급부(52), 전원개폐부(53) 포함)의 동작을 제어한다. 이러한 제어신호에는 고주파에 의한 영향, 전원부의 강한 전계장에 의한 간섭, 외부 환경(온도, 습도, 먼지 등)에 의한 영향 등, 각종 외부요인에 의해 노이즈가 유입될 가능성이 있다.

제어신호에 유입된 노이즈는 제어신호의 전압 레벨을 급증 또는 급감시켜 각 구성의 불안정한 동작을 야기하고, 나아가 오작동 및 고장의 원인이 될 수 있다.

본 발명은 이를 해결하기 위해, 노이즈의 유입 가능성을 원천 배제한 클린 상태의 제어신호를 생성하는 신호생성모듈(100)을 구비하여, 제어신호에 유입될 노이즈를 사전에 검출 및 제거하고, 이를 통해 안정된 동작 제어가 가능하도록 하였다.

본 발명의 신호생성모듈(100)은 여러 단계를 거쳐 노이즈를 검출 및 제거하며, 최종적으로 제어신호 출력에 앞서 제어신호의 노이즈 포함 여부를 재 검출하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예(제4실시예)에 따른 신호생성모듈(100)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.

(설명의 편의를 위해 이하에서 소자 단위의 명명은 구분하지 않았다. 따라서 각 소자가 포함되는 해당 회로를 통해 유추하거나 또는 도면참조부호를 통해 구분지어 해석하는 것이 바람직하다.)

도 5에 도시된 바와 같이, 신호생성모듈(100)은 DC 신호용 전원을 증폭하는 노이즈증폭부(110), 증폭된 신호용 전원에 포함된 노이즈를 검출하는 노이즈검출부(120), 검출된 노이즈를 제거하는 필터부(130), 노이즈 검출 시에만 필터부를 구동시키는 필터구동부(140), 노이즈가 제거된 신호용 전원으로부터 제어신호를 생성하는 신호생성부(150) 및, 생성된 제어신호를 안정화하여 출력하는 신호출력부(160)를 포함하여 이루어진다.

이러한 신호생성모듈(100)은 노이즈증폭부(110)에서 DC 신호용 전원을 증폭함으로써 이에 포함된 노이즈 역시 증폭시켜 검출이 용이하도록 하고, 노이즈검출부(120)에서 증폭된 신호용 전원에 포함된 노이즈를 검출하며, 필터부(130)에서 검출된 노이즈를 제거하되, 필터구동부(140)를 통해 노이즈 검출 시에만 노이즈 제거 과정을 수행하도록 하여 불필요한 전력 소모 및 동작 과부하를 방지하고, 신호생성부(150)에서 노이즈가 제거된 신호용 전원으로부터 클린한 제어신호를 생성하며, 이를 신호출력부(160)에서 클린 여부를 확인하여 출력한다.

이하 도 5를 참고하여 신호생성모듈(100)의 각 부 구성에 대한 보다 상세한 설명 및 동작 과정에 대한 설명, 그리고 그에 따른 효과에 대한 설명을 진행하기로 한다.

노이즈증폭부(110)는 신호용 전원을 1차 증폭하는 제1증폭회로(111) 및, 2차 증폭하는 제2증폭회로(112)를 포함하여 이루어진다.

제1증폭회로(111)와 제2증폭회로(112)는 동일 구조로 이루어지고, 각각 앰프(A101)(A102), 앰프(A101)(A102)의 (+)단에 연결된 분배저항(R101)(R102)(R103)(R104) 및 캐패시터(C101)(C102), 앰프(A101)(A102)의 출력단과 (-)단 사이에 상호 병렬로 연결된 피드백 저항(R105)(R106) 및 캐패시터(C105)(C106)를 포함한다.

제1증폭회로(111) 및 제2증폭회로(112)의 동작 및 효과를 제1증폭회로(111)를 예로 들어 설명하면, 앰프(A101)는 분배저항(R101)(R102)과 피드백저항(R106), 그리고 접지 저항에 의해 비반전 증폭기로 동작하여 신호용 전원의 전압 레벨을 증폭시킴에 따라 노이즈 역시 함께 증폭시켜 노이즈의 검출이 용이하도록 한다. 이때 피드백 캐패시터(C105)는 앰프(A101)의 발진을 방지한다.

제2증폭회로(112)에서도 동일한 과정을 거쳐 신호용 전원의 증폭이 이루어진다.

또한 노이즈증폭부(110)는 제1증폭회로(111)의 앰프 출력단과 제2증폭회로(112)의 앰프 (+)단은 서로 연결되는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 신호용 전원이 제1증폭회로(111)에서 1차로 증폭되고, 그 출력이 제2증폭회로(112)로 전송되어 2차 증폭됨에 따라 신호용 전원을 2중으로 보다 현저하게 증폭시켜 노이즈 검출이 용이하게 이루어지도록 한다.

다음으로, 노이즈검출부(120)는 비교기(121), 이 비교기(121)의 (-)단에 연결된 인가회로(122), 비교기(121)의 (+)단에 연결된 기준회로(123)를 포함하여 이루어진다.

보다 구체적으로, 인가회로(122)는 상호 직렬 배치된 직류성분 제거용 저항(R201) 및 캐패시터(C201)와 노이즈확인용 저항(R202)을 포함한다.

또한 기준회로(123)는 상호 병렬 배치되어 노이즈 판단을 위한 기준전압을 제공하는 바이어스 저항들(R203)(R204)(R205)을 포함한다.

상기 구성 및 특징으로 이루어진 노이즈검출부(120)의 동작 및 효과에 대해 설명하면, 인가회로(122)는 노이즈증폭부(110)에서 증폭된 신호용 전원을 저항(R201) 및 캐패시터(C201)를 통해 직류성분을 제거하고 노이즈 성분만 남긴다. 이 후 노이즈 성분을 저항(R202)에 인가한다.

이 후 기준회로는 바이어스 저항들(R203)(R204)(R205)에 의해 기준전압을 생성하고, 비교기(121)가 기준전압과 저항(R202)에 인가된 노이즈 전압을 비교함으로써 노이즈 발생 여부를 검출하고, 노이즈 검출 시 필터구동부(140)에 구동신호를 전송하여 필터부(130)를 구동함으로써 신호용 전원에 포함된 노이즈를 제거하고, 노이즈 미 검출 시 필터구동부(140)에 비구동신호를 전송하거나 또는 신호를 전송하지 않아 필터부(130)를 구동시키지 않고, 신호용 전원이 바로 신호생성부로 전달되도록 한다.(비구동신호를 전송하거나 신호를 전송하지 않는 실시의 선택은 필터구동부(140)의 사양에 따라 달라질 수 있을 것이다.)

(필터구동부(140)의 구체적인 회로 구성은 이미 널리 공지된 사항인 바, 그 상세한 설명은 생략하여도 통상의 기술자의 실시에 무리가 없을 것이다.)

추가적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 노이즈검출부(120)는 릴레이로 전송하는 신호를 지연시키는 딜레이회로(124)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

딜레이회로(124)는 상호 병렬 배치되는 역방향 다이오드(D201) 및 저항(R206)과, 이에 병렬 연결된 캐패시터(C202)를 포함하여 이루어진다.

이러한 딜레이회로(124)의 구비를 통해 필터구동부(140)의 수명을 연장할 수 있는데, 일반적으로 노이즈는 연속적, 주기적으로 발생하지 않고 간헐적으로 발생하기 때문에 필터구동부(140)가 구동 및 비구동을 반복하면서 수명 저하가 발생하게 되므로, 딜레이회로(124)를 구비하여 필터구동부(140)의 작동 후 일정 시간 경과 전까지는 계속하여 필터구동부(140)를 구동하도록 하여 수명을 연장시키는 것이 바람직하다.

다음으로, 필터부(130)는 각각의 출력단과 입력단이 순차적으로 연결된 제1 내지 제3필터링회로(131)(132)(133)를 포함하여 이루어진다.

제1필터링회로(131)는 서로의 에미터와 컬렉터가 연결되어 있는 npn타입 제1 및 제2트랜지스터(Q301)(Q302)를 포함하되, 제1 및 제2트랜지스터(Q301)(Q302)의 베이스에는 각각 상호 병렬 배치된 스위칭다이오드(D301)(D302) 및 캐패시터(C301)(C302)가 연결되고, 제1트랜지스터(Q301)의 베이스와 제2트랜지스터(Q302)의 베이스 사이에는 상호 병렬 배치된 두 개의 캐패시터(C303)(C304)와, 캐패시터(C304)와 직렬을 이루는 두 저항(R303)(R304)이 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 제2필터링회로(132)는 제1필터링회로(131)와 동일 구조를 갖는다.

아울러 제3필터링회로(133)는 상호 병렬 배치된 두 개의 캐패시터(C305)(C306)와, 캐패시터(C306)와 직렬로 연결된 두 저항(R305)(R306)을 포함하되, 제2필터링회로(132)와 제3필터링회로(133) 사이에는 역류 방지용 다이오드(D303)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 및 특징으로 이루어진 필터부(130)를 통해, 3단에 걸쳐 노이즈를 제거할 수 있어 종래의 노이즈필터에 비해 노이즈 제거 효과가 우수하고, 노이즈의 제거 후 직류에 가까운 일정한 파형을 갖는 신호용 전원을 출력할 수 있기 때문에 추가적인 정류나 직류화 과정을 거치지 않아도 되는 장점이 있다.

다음으로, 신호생성부(150)는 제어신호 생성을 위한 전압 강하를 제공하는 복수의 다이오드(D501)(D502), 이에 직렬 연결된 필터링용 인덕터(L501) 및, 다이오드들(D501)(D502)과 인덕터(L501)에 병렬 연결된 필터링용 캐패시터들(C501)(C02)(C503)(C504)을 포함하여 이루어진다.

상기한 전압 강하용 다이오드(D501)(D502)는 도 5에서는 2개 구비한 것을 도시하였지만, 복수로만 구비하면 되고, 필요한 전압 강하 정도에 따라 2개 이상 구비할 수 있다.

신호생성부(150)의 동작 및 특징에 대해 설명하면, 노이즈가 제거된 신호용 전원이 전압 강하용 다이오드(D501)(D502)를 통과하면서 제어신호에 알맞은 전압 레벨로 변환되고, 변환 과정에서 유입 또는 생성되는 잡음에 대해서는 필터링용 인덕터(L501)와 필터링용 캐패시터들(C501)(C02)(C503)(C504)에 의해 제거되어, 클린한 제어신호를 생성하여 신호출력부(160)로 전송한다.

다음으로, 신호출력부(160)는 제어신호의 출력을 제어하는 출력제어소자(161), 이 출력제어소자(161)에 연결되어 제어신호에 포함된 잡음을 제거하는 안정화회로(162), 출력제어소자(161)에 연결되어 제어신호의 상태를 감지하고 출력제어소자(161)로 피드백하는 감지회로(163) 및, 출력제어소자(161)에 전원을 공급하는 전원공급회로(164)를 포함하여 이루어진다.

각 회로 별로 동작 및 특징을 살펴보면, 먼저 안정화회로(162)는 직렬 연결된 저항(R601) 및 다이오드(D601)와, 이에 병렬 연결된 캐패시터(C601)를 포함한다.

이러한 안정화회로(162)는 전달된 제어신호를 저항(R601) 및 다이오드(D601)를 통해 캐패시터(C601)에 저장함으로써 신호 유입에 대한 완충을 제공하여 제어신호의 끊김을 억제하고, 출력제어소자(161)의 과부하를 방지한다.

다음 감지회로(163)는 전압 변환용 저항(R602)과 저항(R603) 및 필터링용 캐패시터(C602)(C603)를 포함한다.

이러한 감지회로(163)는 제어신호의 전류를 저항(R602)을 통해 전압으로 변환하고, 저항(R603)에 인가되며, 캐패시터(C602)(C603)를 통해 필터링되어 출력제어소자(161)로 전달한다. 이 후 출력제어소자(161)는 감지회로(163)를 통해 최종적으로 출력될 제어신호의 노이즈 포함 여부를 확인하여 제어신호를 출력하거나 또는 제어신호의 재 필터링을 명령하게 된다.

다음 전원공급회로(164)는 전압 변환용 저항(R604)(R605), 이에 병렬 연결된 충전용 캐패시터(C604)(C605)(C606) 및, 이에 직렬 연결된 방전 방지용 다이오드(D604)를 포함하여 이루어진다.

출력제어소자(161)는 제어신호의 출력 상태를 최종적으로 점검하고 출력하기 위한 소자로 항시 구동되는 것이 바람직한데, 이에 제품 전체에 공급되는 전원은 물론 비상상황을 대비한 추가적인 전원 공급 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이를 위해 전원공급회로(164)가 신호용 전원을 적절하게 처리하여 출력제어소자(161)의 구동을 위한 전원을 별도로 공급하게끔 구비되는 것이다.

이러한 전원공급회로(164)는 전압 변환용 저항(R604)(R605)을 통해 노이즈가 제거된 신호용 전원을 캐패시터(C604)(C605)(C606)에 저장함으로써 비상 상황 발생 시에도 출력제어소자(161)로 전원이 공급될 수 있도록 하고, 이 때 다이오드(D604)를 통해 캐패시터(C604)(C605)(C606)에 충전된 전원이 방전되지 않도록 하고, 비상 상황 발생 시에는 출력제어소자(161)로 전원이 공급되도록 한다.

이상의 설명에서 각 회로를 구성하는 부가적인 소자에 대한 설명은 생략하였으나, 이는 통상의 기술자의 실시에 따라 설계 변경 가능한 것이다.

또한 이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

P: 본 장치
1: 진공챔버 11: 공간부
2: 고정지그 3: 투입구
4: 전극
41: 전면부 410: 플라즈마 발생부
411: 요철 411a: 오목부
411b: 볼록부 411c: 경사부
42: 후면부 421: 전원 단자부
43: 측면부 44: 날개부
441: 지지편 442; 고정공
443: 절곡편
5: 전원공급기기 100: 신호생성모듈

Claims (4)

1. 내부 공간부(11)를 갖는 진공챔버(1);
   상기 공간부(11)에 구비되고 코팅 대상체가 안착되는 고정지그(2);
   상기 진공챔버(1)의 일 측에 구비되어 상기 공간부(11)로 코팅재를 투입하는 코팅재 투입구(3); 및
   상기 공간부(11)에 다수(多數) 구비되고 상기 고정지그(2)의 외곽에 일정 간격으로 배치되며, 각각 플라즈마 발생부(410)를 구비한 전면부(41)와, 전원 단자부(421)를 구비한 후면부(42)와, 측면부(43)로 구성되고, 상기 플라즈마 발생부(410)가 상기 고정지그(2)를 향하도록 배치되는 패널 타입 전극(4);
   을 포함하여 이루어지고,
   
   상기 전원 단자부(421)에 연결되어 상기 전극(4)으로 플라즈마 발생용 공급전원을 공급하는 전원공급기기(5);를 더 포함하고,
   상기 전원공급기기(5)는 외부전원을 이용하여 상기 공급전원을 생성하는 전원생성부(51), 상기 공급전원을 상기 전극으로 공급하는 전원공급부(52), 상기 공급전원의 공급을 개폐하는 전원개폐부(53) 및, 제어신호를 통해 상기 전원생성부(51)와 전원공급부(52)와 전원개폐부(53)를 제어하는 제어부(54)를 포함하여 이루어지되,
   상기 전원공급기기(5)는, DC 신호용 전원을 증폭하는 노이즈증폭부(110), 증폭된 신호용 전원에 포함된 노이즈를 검출하는 노이즈검출부(120), 검출된 노이즈를 제거하는 필터부(130), 노이즈 검출 시에만 필터부(130)를 구동시키는 필터구동부(140), 노이즈가 제거된 신호용 전원으로부터 상기 제어신호를 생성하는 신호생성부(150) 및, 생성된 상기 제어신호의 클린 여부를 확인하여 출력하는 신호출력부(160)를 갖는 신호생성모듈(100)을 더 포함하고,
   상기 노이즈증폭부(110)는 신호용 전원을 1차 증폭하는 제1증폭회로(111) 및, 2차 증폭하는 제2증폭회로(112)를 포함하되,
   상기 제1증폭회로(111) 및 상기 제2증폭회로(112)는 각각 앰프(A101)(A102), 앰프(A101)(A102)의 (+)단에 연결된 분배저항(R101)(R102)(R103)(R104) 및 캐패시터(C101)(C102), 앰프(A101)(A102)의 출력단과 (-)단 사이에 상호 병렬로 연결된 피드백 저항(R105)(R106) 및 캐패시터(C105)(C106)를 포함하며, 상기 제1증폭회로(111)의 앰프 출력단과 상기 제2증폭회로(112)의 앰프 (+)단은 서로 연결되고,
   상기 노이즈검출부(120)는 비교기(121), 이 비교기(121)의 (-)단에 연결된 인가회로(122), 비교기(121)의 (+)단에 연결된 기준회로(123)를 포함하되, 상기 인가회로(122)는 상호 직렬 배치된 직류성분 제거용 저항(R201) 및 캐패시터(C201)와 노이즈확인용 저항(R202)을 포함하고, 상기 기준회로(123)는 상호 병렬 배치되어 노이즈 판단을 위한 기준전압을 제공하는 바이어스 저항들(R203)(R204)(R205)을 포함하고,
   상기 필터부(130)는 각각의 출력단과 입력단이 순차적으로 연결된 제1 내지 제3필터링회로(131)(132)(133)를 포함하되, 상기 제1필터링회로(131)는 서로의 에미터와 컬렉터가 연결되어 있는 npn타입 제1 및 제2트랜지스터(Q301)(Q302)를 포함하되, 상기 제1 및 제2트랜지스터(Q301)(Q302)의 베이스에는 각각 상호 병렬 배치된 스위칭다이오드(D301)(D302) 및 캐패시터(C301)(C302)가 연결되고, 상기 제1트랜지스터(Q301)의 베이스와 상기 제2트랜지스터(Q302)의 베이스 사이에는 상호 병렬 배치된 두 개의 캐패시터(C303)(C304)와, 캐패시터(C304)와 직렬을 이루는 두 저항(R303)(R304)이 연결되고,
   상기 제2필터링회로(132)는 상기 제1필터링회로(131)와 동일 구조를 갖고,
   상기 제3필터링회로(133)는 상호 병렬 배치된 두 개의 캐패시터(C305)(C306)와, 캐패시터(C306)와 직렬로 연결된 두 저항(R305)(R306)을 포함하되, 상기 제2필터링회로(132)와 상기 제3필터링회로(133) 사이에는 역류 방지용 다이오드(D303)가 구비되고,
   상기 신호생성부(150)는 상기 제어신호 생성을 위한 전압 강하를 제공하는 복수의 다이오드(D501)(D502), 이에 직렬 연결된 필터링용 인덕터(L501) 및, 다이오드들(D501)(D502)과 인덕터(L501)에 병렬 연결된 필터링용 캐패시터들(C501)(C502)(C503)(C504)을 포함하고,
   상기 신호출력부(160)는 상기 제어신호의 출력을 제어하는 출력제어소자(161), 이 출력제어소자(161)에 연결되어 상기 제어신호에 포함된 잡음을 제거하는 안정화회로(162), 출력제어소자(161)에 연결되어 상기 제어신호의 상태를 감지하고 출력제어소자(161)로 피드백하는 감지회로(163) 및, 출력제어소자(161)에 전원을 공급하는 전원공급회로(164)를 포함하되,
   상기 안정화회로(162)는 직렬 연결된 저항(R601) 및 다이오드(D601)와, 이에 병렬 연결된 캐패시터(C601)를 포함하고,
   상기 감지회로(163)는 전압 변환용 저항(R602)(R603) 및 필터링용 캐패시터(C602)(C603)를 포함하고,
   상기 전원공급회로(164)는 전압 변환용 저항(R604)(R605), 이에 병렬 연결된 충전용 캐패시터(C604)(C605)(C606) 및, 이에 직렬 연결된 방전 방지용 다이오드(D604)를 포함하고,
   
   상기 전극(4)의 플라즈마 발생부(410)는
   오목부(411a)와 볼록부(411b)가 수직 및 수평으로 연속 배열된 다수의 요철(411)을 포함하되,
   상기 요철(411)은 상기 오목부(411a)와 상기 볼록부(411b) 사이에 구비된 경사부(411c)를 더 포함하고,
   
   상기 전극(4)은 상기 측면부(43)의 측방향으로 돌출되게 구비된 날개부(44)를 더 포함하되,
   상기 날개부(44)는 상기 측면부(43)에 연장된 지지편(441), 이 지지편(411) 상에 형성된 고정공(442) 및, 상기 지지편(441)의 상하부에서 전방으로 절곡된 절곡편(443)을 포함하고,
   
   상기 전극(4)의 전원 단자부(421)는
   상기 후면부(42)에 다수가 열 배치되고, 상기 후면부(42)의 중앙에 굴뚝 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 탑코팅 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images