KR101804561B1 - Linear type plasma source with high spatial selectivity - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 유전체 장벽 방전을 위한 노출 부위를 포함하는 전력 전극, 상기 전력 전극을 마주보는 접지 전극, 및 상기 전력 전극에 배치된 유전체 장벽부를 포함한다. 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 적어도 하나의 메인 개구부와 제1 방향으로 이격되어 배치된 적어도 하나의 보조 개구부를 포함하고 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 상기 메인 개구부를 통하여 플라즈마를 발생시키어 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하는 마스크부; 상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 제1 방향을 따라 상기 전력 전극의 상기 노출 부위에 균일하게 제1 가스를 공급하는 메인 가스 분배부; 및 상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 보조 개구부를 통하여 제2 가스를 제공하여 상기 제1 방향을 따른 압력을 제어하는 보조 가스 분배부;를 포함한다.The apparatus for generating a dielectric barrier discharge plasma according to an embodiment of the present invention includes a power electrode including an exposed region for dielectric barrier discharge, a ground electrode facing the power electrode, and a dielectric barrier disposed on the power electrode. Wherein the dielectric barrier discharge plasma generator comprises at least one main opening and at least one auxiliary opening spaced apart in a first direction and extending in the first direction, A mask disposed in a first facing region to generate plasma through the main opening to selectively plasma process the object in the first direction; A main gas distribution unit buried in the ground electrode and uniformly supplying a first gas to the exposed portion of the power electrode along the first direction; And an auxiliary gas distribution part embedded in the ground electrode and controlling a pressure along the first direction by providing a second gas through the auxiliary opening part.
Description
본 발명은 상압에서 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge: DBD)을 이용하는 선형 플라즈마 발생장치와 이를 이용한 선택적 표면처리 공정에 관한 것으로, 더 구체적으로는 전압인가용 전극, 접지 전극, 그 사이의 유전체 장벽층, 선택적 표면처리를 위한 마스크와 선택적 처리 성능을 향상시키기 위한 가스 공급기로 구성되어 플라즈마를 발생시켜 필름, 글라스, 웨이퍼 등의 대상체 표면을 선택적으로 플라즈마 처리하는 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
산업적으로 많이 사용되고 있는 저온 플라즈마는 반도체 제조공정, 금속 및 세라믹 박막제조 등 물체의 표면 처리에 많이 사용된다. 이와 같은 저온 플라즈마를 이용하면 플라스틱과 같은 저융점 재료의 표면처리 시 표면이 녹아서 변형되거나 물성이 변화하는 것을 방지할 수 있어 플라스틱이나 유리와 같은 재료의 표면처리가 가능하다. Low-temperature plasma, which is widely used in industry, is widely used for surface treatment of objects such as semiconductor manufacturing process, metal and ceramic thin film production. Using such a low-temperature plasma, it is possible to prevent the surface of the low-melting-point material, such as plastic, from being melted and changed in physical properties during the surface treatment, thereby enabling the surface treatment of materials such as plastic or glass.
대기압 플라즈마는 대기압에서 고가의 진공장비와 피처리물 출입 등과 관련된 장비에 소요되는 비용을 줄이면서 저온 플라즈마 처리를 할 수 있으며, 피처리물의 크기에 대한 제약이 크게 완화된다는 이점을 가진다. 이러한 대기압 플라즈마는 펄스 코로나 방전과 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge: DBD)으로 주로 발생되며, 기체의 압력을 100Torr부터 대기압(760 Torr)이상까지 유지하면서 저온 플라즈마를 발생하는 기술을 의미한다.The atmospheric plasma has an advantage in that the plasma treatment can be performed at a low temperature while reducing the cost of expensive vacuum equipment and equipment related to accessing the object to be processed at atmospheric pressure, and the restriction on the size of the object to be processed is greatly alleviated. This atmospheric plasma is generated mainly by pulsed corona discharge and dielectric barrier discharge (DBD), and refers to a technique of generating a low-temperature plasma while maintaining the gas pressure from 100 Torr to atmospheric pressure (760 Torr) or higher.
한국 등록특허 10-0760551는 표면처리를 위하여 상압 상태에서 균일하고 안정된 대면적 플라즈마 발생자치를 개시하고 있다. 봉형상의 고주파 전력이 매칭회로를 통해 인가되는 제1전극과 길이방향으로 일정거리가 이격되어 방전공간을 형성하도록 배치된 제2전극과 안정적인 플라즈마 방전을 위해 제1전극을 모두 감싸고 있는 유전체 장벽층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나 등록특허 10-0760551에서는 제1전극을 감싸는 유전체 표면에 쌓이는 전하들에 의한 국소적인 전기장의 형성으로 처리 대상체 사이에서 아크가 발생하고, 결과적으로 불량이 발생하는 문제점을 가지고 있다. Korean Patent Registration No. 10-0760551 discloses a large-area plasma generating apparatus which is uniform and stable at atmospheric pressure for surface treatment. A second electrode arranged to form a discharge space at a predetermined distance in the longitudinal direction from the first electrode to which the bar-like high-frequency power is applied through the matching circuit, and a dielectric barrier layer surrounding the first electrode for stable plasma discharge And the like. However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0760551, arc is generated between the object to be processed due to the formation of a local electric field by the electric charges accumulated on the dielectric surface surrounding the first electrode, resulting in a defect.
리튬이온 이차전지의 제조 공정에 있어서, 양극, 분리막층 및 음극 층간의 층간 접착력이 약하면 전지 내부의 저항이 증가하고 제품의 성능이 저하되고 제품 불량의 원인이 된다. 분리막의 접착력을 향상시키기 위해 코로나 혹은 플라즈마 소스를 이용한 분리막의 표면처리 공정이 사용되고 있지만, 이차전지의 에너지 밀도를 높이기 위해 얇아진 분리막 필름이 사용되면서 종래의 플라즈마 발생장치를 이용한 표면처리에 있어서 플라즈마의 안정성이 확보되지 못하여 국소적 아크성 방전 등으로 인한 대상 필름이 손상되는 등의 문제점을 가지고 있다. In the manufacturing process of a lithium ion secondary battery, when the interlayer adhesive force between the anode, the separator layer, and the cathode layer is weak, the resistance inside the battery increases and the performance of the product deteriorates, which causes a product failure. In order to improve the adhesion of the separator, a surface treatment process of a separator using a corona or a plasma source is used. However, since a thinned separator film is used to increase the energy density of the secondary battery, the stability of the plasma in the surface treatment using the conventional plasma generator And the target film is damaged due to local arc discharge or the like.
뿐만 아니라, 이차전지의 제조공정에 있어 분리막의 접착력을 선택적으로 제어하기 위한 공정기술 개발이 최근 활발히 이루어지고 있다. 이와 같은 선택적 표면 처리는 전지에 주입되는 전해액이 전지 내부에서 빠르고 균일하게 공급되어 제조 생산 효율을 높이고 제품의 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 선택적 표면처리가 가능한 플라즈마 발생장치는 기존의 이차전지 제조 라인을 변경하지 않고 표면처리장치의 교체만으로 제조공정의 생산성을 크게 높이고 제품의 성능을 높일 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 하지만, 대기압 플라즈마 표면처리 공정에서의 높은 선택적 처리를 위해서는, 플라즈마가 발생하여 직접적으로 표면처리가 일어나는 영역의 제어뿐만 아니라, 플라즈마에 방전으로 발생하는 활성가스에 의한 간접적인 반응에 대한 제어가 함께 요구된다. In addition, a process technology for selectively controlling the adhesive force of the separator in the manufacturing process of the secondary battery has recently been actively developed. Such selective surface treatment aims at supplying the electrolyte solution injected into the battery quickly and uniformly in the battery, thereby improving the production efficiency and improving the performance of the product. A plasma generating apparatus capable of selective surface treatment has attracted much attention because it can greatly increase the productivity of a manufacturing process and enhance the performance of a product by simply replacing the surface treatment apparatus without changing the existing secondary battery manufacturing line. However, in order to perform high selective treatment in the atmospheric plasma surface treatment process, it is necessary to control not only the region where the plasma is generated and directly subjected to the surface treatment but also the indirect reaction by the active gas generated by the discharge to the plasma do.
따라서, 대기압 플라즈마 처리공정에 있어 공정의 안전성을 확보하면서 선택적인 표면처리가 가능한 플라즈마 발생 장치에 대한 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a technique for a plasma generating apparatus capable of selective surface treatment while securing process safety in an atmospheric plasma processing process.
이에 본 발명자들은 플라즈마 소스 내부에서의 일차방전을 이용하여 표면 처리 공정영역에서의 플라즈마 밀도 제어를 통해 안정적인 플라즈마 발생이 가능하고, 플라즈마 전극 구조 설계와 마스크와 가스 공급장치를 이용하여 공간적으로 선택적 처리가 가능한 플라즈마 발생 장치 기술을 개발하기 위해 거듭 연구한 끝에, 안정적인 플라즈마 발생과 선택적 표면처리가 가능한 유전체 장벽 선형 플라즈마 발생장치로서, 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have found that stable plasma generation can be achieved by controlling the plasma density in the surface treatment process region using the primary discharge in the plasma source, and the plasma electrode structure designing and spatially selective treatment using the mask and gas supply device The present inventors have completed the present invention as a dielectric barrier linear plasma generator capable of stable plasma generation and selective surface treatment after repeated research to develop a possible plasma generator technology.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-0760551호(2007.09.20. 공고)(Patent Document 1) Korean Patent No. 10-0760551 (published on September 20, 2007)
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 공간적으로 선택적 플라즈마 처리를 제공하고, 플라즈마 방전의 안정성을 확보하기 위한 선형 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a linear plasma generator for providing a spatially selective plasma processing and securing the stability of a plasma discharge.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 플라즈마 표면 처리 공정에서 높은 공간적 선택적 처리 성능을 확보한 선형 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a linear plasma generating apparatus that ensures high spatial selective processing performance in a plasma surface treatment process.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 피처리물 주위에 압력을 제어하여 공간적으로 선택적인 플라즈마 표면처리가 가능한 선형 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a linear plasma generator capable of spatially and selectively performing plasma surface treatment by controlling the pressure around an object to be treated.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 유전체 장벽 방전을 위한 노출 부위를 포함하는 전력 전극, 상기 전력 전극을 마주보는 접지 전극, 및 상기 전력 전극에 배치된 유전체 장벽부를 포함한다. 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 적어도 하나의 메인 개구부와 제1 방향으로 이격되어 배치된 적어도 하나의 보조 개구부를 포함하고 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 상기 메인 개구부를 통하여 플라즈마를 발생시키어 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하는 마스크부; 상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 제1 방향을 따라 상기 전력 전극의 상기 노출 부위에 균일하게 제1 가스를 공급하는 메인 가스 분배부; 및 상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 보조 개구부를 통하여 제2 가스를 제공하여 상기 제1 방향을 따른 압력을 제어하는 보조 가스 분배부;를 포함한다.The apparatus for generating a dielectric barrier discharge plasma according to an embodiment of the present invention includes a power electrode including an exposed region for dielectric barrier discharge, a ground electrode facing the power electrode, and a dielectric barrier disposed on the power electrode. Wherein the dielectric barrier discharge plasma generator comprises at least one main opening and at least one auxiliary opening spaced apart in a first direction and extending in the first direction, A mask disposed in a first facing region to generate plasma through the main opening to selectively plasma process the object in the first direction; A main gas distribution unit buried in the ground electrode and uniformly supplying a first gas to the exposed portion of the power electrode along the first direction; And an auxiliary gas distribution part embedded in the ground electrode and controlling a pressure along the first direction by providing a second gas through the auxiliary opening part.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고, 상기 접지 전극은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 전력 전극의 노출 부위를 제외하고 상기 전력 전극을 감싸도록 배치되고, 상기 유전체 장벽부는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 접지 전극과 상기 전력 전극 사이에 배치되고 상기 전력 전극의 상기 노출 부위를 덮도록 상기 전력 전극에 접촉하도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode extends in the first direction, a part thereof is exposed to the outside and an alternating voltage is applied, the ground electrode extends in the first direction, And the dielectric barrier extends in the first direction and is disposed between the ground electrode and the power electrode and contacts the power electrode to cover the exposed portion of the power electrode. .
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 형상이고, 상기 메인 개구부는 상기 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion has a shape having a thickness of 1 millimeter or less, and the main opening portion may be arranged along the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부는 상기 전력 전극의 상기 노출 부위를 덮도록 상기 접지 전극에 배치될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the mask portion is a conductor and grounded, and the mask portion may be disposed on the ground electrode to cover the exposed portion of the power electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 삼각 기둥 형상이고, 상기 전력 전극의 상기 모서리는 외부로 노출될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode may have a triangular column shape having corners extending in the first direction, and the corners of the power electrode may be exposed to the outside.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 상기 제1 가스를 공급할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the main gas distributor is formed in the ground electrode and is capable of supplying the first gas along corners of the power electrode at both sides of the power electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측 빗면을 따라 상기 유전체 장벽층에 상기 제1 가스를 공급할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the main gas distribution unit may be formed on the ground electrode and supply the first gas to the dielectric barrier layer along the oblique sides of the power electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이에 형성되고, 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 빗면을 따라 제1 가스를 공급하는 가스 이동 통로를 더 포함할 수 있다. 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이의 간격은 1 밀리미터 이하이고, 상기 가스 이동 통로는 상기 접지 전극과 상기 전력 전극 사이에서 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 메인 개구부에 플라즈마를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it may further comprise a gas transfer passage formed between the ground electrode and the dielectric barrier portion and supplying a first gas along the oblique plane of the power electrode at both sides of the power electrode . The gap between the ground electrode and the dielectric barrier is less than or equal to 1 millimeter and the gas transfer path can provide a supplementary dielectric barrier discharge between the ground electrode and the power electrode to provide plasma at the main opening.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 함몰부위를 구비한 삼각 기둥 형상의 절연 블록을 더 포함할 수 있다. 상기 전력 전극은 삼각 기둥 형상이고, 상기 전력 전극의 일 모서리는 외부로 노출되고, 상기 전력 전극은 상기 절연 블록의 상기 함몰 부위에 배치되고, 상기 절연 블록과 상기 전력 전극은 전체적으로 삼각 기둥 형상을 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it may further comprise a triangular columnar insulating block having a depression. Wherein the power electrode has a triangular prism shape, one edge of the power electrode is exposed to the outside, the power electrode is disposed at the depression portion of the insulation block, and the insulation block and the power electrode have a triangular prism shape as a whole can do.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극은 상기 전력 전극의 빗면 및 상기 절연 블록을 빗면을 따라 배치되고, 상기 유전체 장벽부는 일정한 두께를 가지는 'V' 자 빔 형상이고, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면의 일부를 덮을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ground electrode is disposed along the oblique plane of the power electrode and the insulating block, and the dielectric barrier is in the form of a V-shaped beam having a constant thickness, It is possible to cover the oblique surface of the power electrode and cover a part of the oblique surface of the insulating block.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연 블록은 제1 방향으로 연장되고 상기 절연 블록의 빗면에 돌출되는 돌출부를 더 포함할 수 있다. 상기 유전체 장벽부는 상기 돌출부에 걸리도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating block may further include a protrusion extending in a first direction and protruding from the oblique surface of the insulating block. The dielectric barrier may be arranged to be hung on the protrusion.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극은 상기 전력 전극의 하부 측면 모서리에 대향하여 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 접지 전극 함몰부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ground electrode may include a ground electrode depression formed opposite the lower side edge of the power electrode and extending in the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극 함몰부에 배치되는 아크 방지 절연블록을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, an arc-preventing insulating block disposed at the ground electrode depression may be further included.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극은 상기 전력 전극을 대향하여 배치되고, 상기 접지 전극은 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이에 보조 방전 공간을 제공하는 보조 방전 접지 전극부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ground electrode is disposed to face the power electrode, and the ground electrode further includes an auxiliary discharge ground electrode portion providing an auxiliary discharge space between the ground electrode and the dielectric barrier portion .
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극의 내부에서 구불구불하고 그 단면이 슬릿 형상인 접지 전극 유체 통로를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the main gas distributor may include a ground electrode fluid passage that is serpentine within the ground electrode and has a slit-shaped cross section.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 가스 분배부는: 상기 아크 방지 절연블록과 상기 접지 전극 사이에 형성된 보조 가스 버퍼 공간; 및 상기 보조 가스 버퍼 공간에 연결되고 상기 접지 전극의 내부에 형성되고 상기 마스크부의 상기 보조 개구부를 향하여 제2 가스를 제공하는 보조 가스 이동 통로를 포함할 수 있다. 상기 보조 가스 버퍼 공간은 상기 접지 전극 유체 통로에 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the auxiliary gas distributor may further include: an auxiliary gas buffer space formed between the arc preventing insulating block and the ground electrode; And an auxiliary gas transfer passage connected to the auxiliary gas buffer space and formed inside the ground electrode and providing a second gas toward the auxiliary opening of the mask portion. The auxiliary gas buffer space may be connected to the ground electrode fluid path.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 가스 분배부는: 외부로부터 제2 가스를 공급받고 상기 접지 전극을 관통하는 보조 가스 주입구; 상기 보조 가스 주입구에 연결되고 상기 아크 방지 절연블록과 상기 접지 전극 사이에 형성된 보조 가스 버퍼 공간; 및 상기 보조 가스 버퍼 공간에 연결되고 상기 접지 전극의 내부에 형성되고 상기 마스크부의 상기 보조 개구부를 향하여 제2 가스를 제공하는 보조 가스 이동 통로를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the auxiliary gas distributor may include: an auxiliary gas inlet that receives a second gas from the outside and penetrates the ground electrode; An auxiliary gas buffer space connected to the auxiliary gas inlet and formed between the arc preventive isolation block and the ground electrode; And an auxiliary gas transfer passage connected to the auxiliary gas buffer space and formed inside the ground electrode and providing a second gas toward the auxiliary opening of the mask portion.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극의 내부에서 구불구불하고 그 단면이 슬릿 형상인 접지 전극 유체 통로를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the main gas distributor may include a ground electrode fluid passage that is serpentine within the ground electrode and has a slit-shaped cross section.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 메인 개구부를 포함하고, 상기 메인 개구부의 길이는 수백 마이크로미터 내지 수 센치미터일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion includes a plurality of main openings arranged in the first direction, and the length of the main openings may be several hundred micrometers to several centimeters.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극은 상기 절연 블록이 배치되는 하판 접지 전극을 더 포함할 수 있다. 상기 하판 접지 전극은 그 상부면에 형성되고 제1 방향으로 연장되는 변에 인접하게 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 트렌치 및 상기 제1 트렌치와 이격되어 반대 방향의 변에 인접하게 배치되는 연장되는 제2 트렌치를 포함할 수 있다. 상기 제1 트렌치는 복수의 제1 가스 유입구를 구비하고, 상기 제2 트렌치는 복수의 제2 가스 유입구를 구비하고, 상기 제1 가스 유입구와 상기 제2 가스 유입구는 제1 방향으로 교번하여 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ground electrode may further include a lower plate ground electrode on which the insulating block is disposed. The lower plate ground electrode includes a first trench formed on an upper surface thereof and adjacent to a side extending in a first direction and extending in the first direction and a second trench spaced apart from the first trench, And may include an extended second trench. Wherein the first trench comprises a plurality of first gas inlets and the second trench comprises a plurality of second gas inlets, wherein the first gas inlets and the second gas inlets are alternately arranged in a first direction .
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 모서리 상에서 모따기 처리되어 유전체 두께를 상대적으로 얇게 하여 상기 피처리물 사이의 플라즈마 방전을 강하게 일어나게 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the dielectric barrier may be chamfered on the edges of the power electrode to relatively reduce the thickness of the dielectric, thereby causing plasma discharge between the objects to be strongly generated.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극은 원기둥 형상이고, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 원주를 감싸도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode may have a cylindrical shape, and the dielectric barrier may surround the circumference of the power electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극의 노출 부위는 상기 제1 방향의 위치에 따라 요철 구조를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the exposed portion of the power electrode may have a concavo-convex structure depending on the position in the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극을 마주보는 상기 접지 전극의 일면은 상기 제1 방향의 위치에 따라 요철 구조를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, one surface of the ground electrode facing the power electrode may have a concavo-convex structure depending on the position in the first direction.
본 발명의 일 실시에에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 제1 방향으로 연장되고 모서리의 일부가 함몰된 함몰 부위를 포함하는 삼각 기둥 형상의 절연 블록; 삼각 기둥 형상이고 상기 절연 블록의 상기 함몰 부위에 삽입되는 전력 전극; 상기 전력 전극의 모서리 및 빗면을 감싸도록 배치된 “V” 형상의 유전체 장벽부; 상기 절연 블록 및 상기 유전체 장벽부를 감싸도록 배치되고 상기 전력 전극의 상기 모서리를 외부로 노출시키는 접지 전극; 피처리물과 상기 전력 전극 사이에 플라즈마를 형성하는 메인 개구부와 상기 전력 전극을 마주보지 않고 플라즈마를 형성하지 않는 적어도 한 쌍의 보조 개구부를 포함하고 상기 접지 전극 및 상기 전력 전극의 모서리 상에 배치되는 마스크부; 상기 접지 전극의 내부에 매설되어 제1 가스를 상기 메인 개구부에 제공하는 메인 가스 분배부; 및 상기 접지 전극의 내부에 매설되어 상기 보조 개구부에 제2 가스를 제공하는 보조 가스 분배부를 포함할 수 있다.An apparatus for generating a dielectric barrier discharge plasma according to an embodiment of the present invention includes: a triangular columnar insulating block extending in a first direction and including a depressed portion where a part of the corner is recessed; A power electrode in a triangular prism shape and inserted into the depression of the insulating block; A " V " -shaped dielectric barrier portion disposed to surround the corners and the oblique faces of the power electrode; A ground electrode disposed to surround the insulation block and the dielectric barrier and to expose the edge of the power electrode to the outside; A main opening formed to form a plasma between the workpiece and the power electrode, and at least a pair of auxiliary openings that do not face the power electrode but do not form a plasma, and are disposed on the edges of the ground electrode and the power electrode A mask portion; A main gas distribution unit embedded in the ground electrode to provide a first gas to the main opening; And an auxiliary gas distributor embedded in the ground electrode to provide a second gas to the auxiliary opening.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극은 상기 제1 방향으로 따라 모서리가 절단된 절두 삼각 기둥 형상이고, 상기 전력 전극의 상기 모서리 및 상기 마스크부는 상기 접지 전극의 절단된 부위에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ground electrode is in the form of a truncated triangular prism with its edges cut along the first direction, and the edge of the power electrode and the mask portion may be disposed at the cut portion of the ground electrode have.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 개구부는 상기 전력 전극의 모서리를 마주보도록 배치되고, 상기 보조 개구부는 상기 접지 전극을 바라보는 위치에서 상기 전력 전극의 상기 모서리의 진행 방향에 수직하게 서로 이격되어 대칭적으로 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the main opening is disposed to face the edge of the power electrode, and the auxiliary opening is spaced apart from each other perpendicularly to the traveling direction of the edge of the power electrode at a position facing the ground electrode And can be arranged symmetrically.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 가스 분배부는 상기 전력 전극의 모서리를 따라 균일하게 제1 가스를 공급하고, 상기 보조 가스 분배부는 상기 보조 개구부가 배치된 영역에 국부적으로 제2 가스를 공급할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the main gas distributor supplies the first gas uniformly along the edge of the power electrode, and the auxiliary gas distributor supplies the second gas locally to the area where the auxiliary opening is disposed .
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 가스 분배부가 제공하는 상기 제2 가스는 상기 피처리물을 향하도록 분사될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second gas provided by the auxiliary gas distribution unit may be injected so as to face the object to be processed.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분리막 필름 플라즈마 처리 장치.는 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된 접지 전극; 상기 접지 전극의 상기 함몰 부위에 매몰되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장되는 전력 전극; 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 유전체 장벽부; 상기 전력 전극을 마주보고 상기 제1 방향으로 연장되고 접지되는 서셉터; 메인 개구부와 보조 개구부를 포함하고 상기 제1 방향으로 연장되는 상기 서셉터에 지지되는 분리막 필름과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 분리막 필름을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하는 마스크부; 및 상기 보조 개구부에 가스를 제공하여 상기 제1 방향을 따른 압력 분포를 제공하는 보조 가스 분배부를 포함할 수 있다.An apparatus for plasma-treating a separator film of a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes: a ground electrode including a recessed portion extending in a first direction and electrically grounded; A power electrode buried in the depressed portion of the ground electrode, a portion of the power electrode exposed to the outside, an AC voltage applied, and extending in the first direction; A dielectric barrier disposed in contact with the power electrode to surround the exposed portion of the power electrode and extending in the first direction; A susceptor extending and extending in the first direction to face the power electrode; A separator film including a main opening and an auxiliary opening, the separator film being supported by the susceptor extending in the first direction and a first region where the exposed portions of the power electrode are opposed to each other to spatially control plasma density, A mask for selectively plasma-processing the film according to the position in the first direction; And an auxiliary gas distributor for supplying gas to the auxiliary opening to provide a pressure distribution along the first direction.
본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 유전체 방전 플라즈마 처리 방법은 피처리물을 이송하면서 지지하고 전기적으로 접지된 이송 수단을 제공하는 단계; 대기압 하에서 상기 이송 수단을 통하여 피처리물을 이송하는 단계; 상기 접지 전극에 매몰되고 일부가 노출되는 전력 전극에 교류 전력을 제공하는 단계; 상기 전력 전극의 노출부위를 덮는 유전체 장벽부 상에 마스크를 배치하여 상기 이송 수단과 상기 전력 전극의 노출부위 사이에 상기 피처리물의 위치에 따라 선택적으로 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 처리를 수행하는 단계; 및 상기 마스크부에서 플라즈마 방전이 수행되는 메인 개구부 주위에 배치된 보조 개구부에 가스를 제공하여 위치에 따라 압력을 제어하는 단계를 포함한다.A method of processing an atmospheric pressure dielectric discharge plasma according to an embodiment of the present invention includes the steps of supporting an object to be processed while transferring and providing an electrically grounded transfer means; Transferring the object to be processed through the transfer means under atmospheric pressure; Providing AC power to a power electrode that is buried and partially exposed to the ground electrode; Disposing a mask on a dielectric barrier portion covering the exposed portion of the power electrode to selectively perform the dielectric barrier discharge plasma process between the transfer means and the exposed portion of the power electrode according to the position of the object to be processed; And supplying gas to the auxiliary opening disposed around the main opening in which the plasma discharge is performed in the mask portion to control the pressure according to the position.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극과 상기 전력 전극에 배치된 상기 유전체 장벽부 사이에 보조 유전체 방전을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method may further include generating an auxiliary dielectric discharge between the ground electrode and the dielectric barrier portion disposed on the power electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극을 통하여 상기 전력 전극의 노출부위에 가스를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 플라즈마는 상기 피처리물을 친수처리하고, 상기 가스는 산소, 질소, 수소, 및 아르곤 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method may further include supplying gas to the exposed portion of the power electrode through the ground electrode. The plasma treats the object to be treated with water, and the gas may include at least one of oxygen, nitrogen, hydrogen, and argon.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피처리물은 이차 전지의 분리막일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the object to be treated may be a separation membrane of a secondary battery.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체장벽방전(Dielectric barrier discharge) 플라즈마 발생장치는 제1 방향으로 연장되는 모서리를 포함하고 고전압이 인가되는 제1 전극부; 상기 제1 전극부의 모서리를 둘러쌓는 유전체 장벽층; 상기 유전체 장벽층과 간격을 가지고 상기 제1 전극부의 상기 모서리를 제외하고 상기 제1 전극부를 둘러쌓는 제2 전극부; 적어도 하나의 메인 개구부 및 적어도 하나의 보조 개구부를 포함하고 상기 제1 전극부의 상기 모서리 상에 배치되고 상기 제2 전극부에 전기적으로 연결되는 마스크부; 및 상기 마스크부의 상기 보조 개구부에 가스를 공급하는 보조 가스 분배부를 포함한다. 상기 제1 전극부의 모서리 상에 배치된 제3 전극과 상기 제1 전극부 사이에 상기 메인 개구부를 통하여 플라즈마를 발생시킨다. 상기 제3 전극은 접지되고, 처리하고자 하는 피처리물을 지지한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dielectric barrier discharge plasma generator comprising: a first electrode unit including a corner extending in a first direction and being applied with a high voltage; A dielectric barrier layer surrounding the edge of the first electrode portion; A second electrode part spaced from the dielectric barrier layer and surrounding the first electrode part except for the edge of the first electrode part; A mask portion including at least one main opening and at least one auxiliary opening and disposed on the edge of the first electrode portion and electrically connected to the second electrode portion; And an auxiliary gas distributor for supplying gas to the auxiliary opening of the mask portion. A plasma is generated between the third electrode arranged on the edge of the first electrode part and the first electrode part through the main opening part. The third electrode is grounded to support the object to be processed.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 제1 방향으로 연장되고 모서리의 일부가 함몰된 함몰 부위를 포함하는 삼각 기둥 형상의 절연 블록; 삼각 기둥 형상이고 상기 절연 블록의 상기 함몰 부위에 삽입되는 전력 전극; 상기 전력 전극의 모서리 및 빗면을 감싸도록 배치된 “V” 형상의 유전체 장벽부; 상기 절연 블록 및 상기 유전체 장벽부를 감싸도록 배치되고 상기 전력 전극의 상기 모서리를 외부로 노출시키는 접지 전극; 상기 접지 전극의 내부에 매설되어 제1 가스를 상기 전력 전극의 모서리 방향으로 제공하는 메인 가스 분배부; 및 상기 접지 전극의 내부에 매설되어 상기 제1 방향을 따라 국부적으로 제2 가스를 제공하는 보조 가스 분배부를 포함한다. 상기 전력 전극의 모서리는 상기 제1 방향을 따라 국부적으로 유전체 장벽 방전을 생성하도록 돌출부위 및 함몰 부위를 구비한다.An apparatus for generating a dielectric barrier discharge plasma according to an embodiment of the present invention includes: a triangular columnar insulating block extending in a first direction and including a depressed portion where a part of an edge is recessed; A power electrode in a triangular prism shape and inserted into the depression of the insulating block; A " V " -shaped dielectric barrier portion disposed to surround the corners and the oblique faces of the power electrode; A ground electrode disposed to surround the insulation block and the dielectric barrier and to expose the edge of the power electrode to the outside; A main gas distribution unit buried in the ground electrode to provide a first gas in a corner direction of the power electrode; And an auxiliary gas distributor embedded in the ground electrode to locally supply a second gas along the first direction. The edge of the power electrode has a protruding portion and a depressed portion to generate a dielectric barrier discharge locally along the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 피처리물과 상기 전력 전극 사이에 플라즈마를 형성하는 메인 개구부와 상기 전력 전극을 마주보지 않고 플라즈마를 형성하지 않는 적어도 한 쌍의 보조 개구부를 포함하고 상기 접지 전극 및 상기 전력 전극의 모서리 상에 배치되는 마스크부를 더 포함할 수 있다. 상기 전력 전극의 모서리에서 상기 돌출 부위는 상기 메인 개구부와 정렬하고, 상기 전력 전극의 모서리에서 상기 함몰 부위는 상기 보조 개구부와 정렬할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plasma processing apparatus includes a main opening for forming a plasma between a workpiece and the power electrode, and at least a pair of auxiliary openings that do not face the power electrode but do not form a plasma, And a mask unit disposed on an edge of the power electrode. The projecting portion at the edge of the power electrode is aligned with the main opening and the depression at the edge of the power electrode is aligned with the auxiliary opening.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 제1 방향으로 연장되고 모서리의 일부가 함몰된 함몰 부위를 포함하는 삼각 기둥 형상의 절연 블록; 삼각 기둥 형상이고 상기 절연 블록의 상기 함몰 부위에 삽입되는 전력 전극; 상기 전력 전극의 모서리 및 빗면을 감싸도록 배치된 “V” 형상의 유전체 장벽부; 상기 절연 블록 및 상기 유전체 장벽부를 감싸도록 배치되고 상기 전력 전극의 상기 모서리를 외부로 노출시키는 접지 전극; 상기 접지 전극의 내부에 매설되어 제1 가스를 상기 전력 전극의 모서리 방향으로 제공하는 메인 가스 분배부; 및 상기 접지 전극의 내부에 매설되어 상기 제1 방향을 따라 국부적으로 제2 가스를 제공하는 보조 가스 분배부를 포함한다. 상기 접지 전극은 상기 전력 전극의 빗면과 상기 접지 전극 사이에 보조 유전체 방전을 상기 제1 방향으로 따라 국부적으로 형성하도록 돌출부위 및 함몰 부위를 구비한다.An apparatus for generating a dielectric barrier discharge plasma according to an embodiment of the present invention includes: a triangular columnar insulating block extending in a first direction and including a depressed portion where a part of an edge is recessed; A power electrode in a triangular prism shape and inserted into the depression of the insulating block; A " V " -shaped dielectric barrier portion disposed to surround the corners and the oblique faces of the power electrode; A ground electrode disposed to surround the insulation block and the dielectric barrier and to expose the edge of the power electrode to the outside; A main gas distribution unit buried in the ground electrode to provide a first gas in a corner direction of the power electrode; And an auxiliary gas distributor embedded in the ground electrode to locally supply a second gas along the first direction. The ground electrode has a protruding portion and a depressed portion to form an auxiliary dielectric discharge locally along the first direction between the oblique surface of the power electrode and the ground electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 피처리물과 상기 전력 전극 사이에 플라즈마를 형성하는 메인 개구부와 상기 전력 전극을 마주보지 않고 플라즈마를 형성하지 않는 적어도 한 쌍의 보조 개구부를 포함하고 상기 접지 전극 및 상기 전력 전극의 모서리 상에 배치되는 마스크부를 더 포함할 수 있다. 상기 접지 전극에서 상기 돌출 부위는 상기 메인 개구부와 정렬하고, 상기 접지 전극에서 상기 함몰 부위는 상기 보조 개구부와 정렬할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plasma processing apparatus includes a main opening for forming a plasma between a workpiece and the power electrode, and at least a pair of auxiliary openings that do not face the power electrode but do not form a plasma, And a mask unit disposed on an edge of the power electrode. The projecting portion at the ground electrode is aligned with the main opening, and the depression at the ground electrode is aligned with the auxiliary opening.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체 장벽 방전을 통해 플라즈마 표면 처리를 수행한다. 보조 플라즈마 방전을 통해 이온화된 가스를 메인 플라즈마 처리영역에 공급하고 공간적으로 균일한 유체 흐름 및 압력 분포를 제어하여 아크 발생을 차단할 수 있다. 이에 따라, 안정적인 직접적인 플라즈마 표면 처리 공정을 수행할 수 있고 장치의 양산 신뢰성을 확보할 수 있다. 이에 따라, 종래의 기술보다 플라즈마 표면처리 공정의 안정성을 개선하는 유전체 장벽 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a plasma surface treatment is performed through dielectric barrier discharge. It is possible to supply the ionized gas to the main plasma processing region through the auxiliary plasma discharge and control the spatially uniform fluid flow and the pressure distribution to block the arc generation. Thus, a stable direct plasma surface treatment process can be performed and the reliability of mass production of the apparatus can be ensured. Accordingly, it is possible to provide a dielectric barrier plasma generating apparatus that improves the stability of the plasma surface treatment process more than the conventional technique.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 플라즈마가 발생하지 않는 영역에 높은 압력을 인가하는 보조 가스 분배부를 포함할 수 있다. 또한, 마스크부, 패턴화된 접지 전극, 및 패턴화된 전력 전극 중에서 적어도 하나를 이용하여 공간적으로 선택적 플라즈마 처리 공정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 표면처리 공정의 적용 범위를 할 수 있으며, 최종 제품 성능을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 종래의 기술보다 표면처리 공정과 적용 제품의 성능을 향상시킬 수 있는 유전체 장벽 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, an auxiliary gas distributor may be provided to apply a high pressure to a region where no plasma is generated. In addition, a spatially selective plasma processing process can be performed using at least one of the mask portion, the patterned ground electrode, and the patterned power electrode. Accordingly, the application range of the plasma surface treatment process can be performed, and the final product performance can be improved. Accordingly, it is possible to provide a dielectric barrier plasma generating apparatus capable of improving the performance of a surface treatment process and an applied product than a conventional technique.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 직접적인 유전체 장벽 방전을 이용하는 선형 플라즈마 발생장치를 제공한다. 선형 플라즈마 장치는 라인 형태의 대면적 기판 또는 필름을 연속적으로 처리할 수 있다. 이 플라즈마 발생장치는 유전체 장벽부 표면의 축전 전하를 포획하기 위한 접지 전극이 유전체 장벽부 표면과 접촉하고 있어 표면 축전 전하가 아크를 발생하지 않고 안정적인 표면처리 공정이 가능하게 한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a linear plasma generator using direct dielectric barrier discharge. The linear plasma apparatus can continuously process a large-area substrate or film in the form of a line. In this plasma generating apparatus, the ground electrode for capturing the electric charge on the surface of the dielectric barrier portion is in contact with the surface of the dielectric barrier portion, so that the surface charge does not generate an arc, thereby enabling a stable surface treatment process.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 방전 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 A-A’ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 2c는 도 2a의 B-B’ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 C-C 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3c는 도 3a의 D-D 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3d는 도 3a의 E-E 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3e는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 유전체 장벽부 및 절연 블록을 설명하는 사시도이다.
도 3f는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 전력 전극을 설명하는 사시도이다.
도 3g는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 절연 블록을 설명하는 사시도이다.
도 3h는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 접지 전극을 설명하는 사시도이다.
도 3i는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 하판을 설명하는 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치의 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치에서 다른 위치에 자른 단면도이다.
도 4c는 도 4a의 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치의 유전체 장벽부를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 길이 방향에 수직하게 자른 단면도이다.
도 5c는 도 5a의 길이 방향으로 수직하게 자른 단면도이다.
도 5d는 도 5a의 길이 방향으로 자른 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치의 접지 전극을 나타내는 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 일 위치에서 자른 단면도이다.
도 6c는 도 6a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 다른 위치에서 자른 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 일 위치에서 자른 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 다른 위치에서 자른 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치의 일 위치에서 자른 단면도이다.
도 8b는 도 8a의 유전체 장벽 방전 장치의 다른 위치에서 자른 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 평면도이다.
도 9b는 도 9a의 F-F’ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 9c는 도 9a의 G-G’ 선을 따라 자른 단면도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a dielectric discharge plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A is a plan view illustrating a dielectric barrier discharge device according to an embodiment of the present invention.
And FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG. 2A.
2C is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in FIG. 2A.
3A is a perspective view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 3A.
3C is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 3A.
FIG. 3D is a sectional view taken along the line EE of FIG. 3A.
3E is a perspective view illustrating a dielectric barrier portion and an insulation block of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
FIG. 3F is a perspective view illustrating a power electrode of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
3G is a perspective view illustrating an insulation block of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
3H is a perspective view illustrating a ground electrode of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
FIG. 3I is a plan view illustrating the lower plate of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
4A is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge plasma apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4B is a cross-sectional view taken at another position in the dielectric barrier discharge plasma apparatus of FIG. 4A.
4C is a perspective view showing a dielectric barrier of the dielectric barrier discharge plasma apparatus of FIG. 4A.
5A is a perspective view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
5B is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of FIG. 5A.
5C is a sectional view cut perpendicularly to the longitudinal direction of FIG. 5A.
5D is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of FIG. 5A.
6A is a perspective view illustrating a ground electrode of a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6B is a cross-sectional view of the dielectric barrier discharge device of FIG. 6A cut in one position perpendicular to the longitudinal direction. FIG.
6C is a cross-sectional view taken at another position perpendicular to the longitudinal direction of the dielectric barrier discharge device of FIG. 6A.
7A is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention, taken at a position perpendicular to the longitudinal direction.
7B is a cross-sectional view taken at another position perpendicular to the longitudinal direction of the dielectric barrier discharge device of FIG. 7A.
8A is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention, taken at one position.
FIG. 8B is a cross-sectional view taken at another position of the dielectric barrier discharge device of FIG. 8A. FIG.
9A is a plan view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
9B is a cross-sectional view taken along the line F-F 'in FIG. 9A.
9C is a sectional view taken along the line G-G 'in FIG. 9A.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치는 유전체 장벽 방전을 이용하는 공간적으로 선택적 처리가 가능한 선형 플라즈마 발생장치를 제공한다. 유전체 장벽 플라즈마 방전에 있어, 아크를 방지하기 위해 플라즈마 소스 내부의 보조 방전 영역에서 일차적인 플라즈마 방전을 수행하고 피처리물과의 직접적인 플라즈마 처리가 일어나는 주 방전 영역으로 일차 방전된 기체를 공급한다. 이에 따라, 보조 방전은 주 방전에서 국소적 방전 현상인 아크 발생의 억제 효과를 제공할 수 있다.A dielectric barrier discharge apparatus according to an embodiment of the present invention provides a linear plasma generator capable of spatially selective processing using a dielectric barrier discharge. In the dielectric barrier plasma discharge, a primary plasma discharge is performed in an auxiliary discharge region in a plasma source to prevent an arc, and a primary discharge gas is supplied to a main discharge region where a direct plasma treatment with the object to be processed occurs. Accordingly, the auxiliary discharge can provide an effect of suppressing the occurrence of arc, which is a local discharge phenomenon, in the main discharge.
공간적으로 선택적 처리를 수행하는 마스크를 구비한 유전체 장벽 방전 장치에서, 개방된 방전 영역과 닫힌 비방전적 영역을 구별하는 마스크 채용한 경우, 상기 방전 영역과 상기 비방전 영역 사이에 압력 차이가 발생하고, 압력 차이에 의하여 유체의 흐름과 확산에 의하여 선택적 처리 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 선택적 처리 성능을 향상시킬 수 있는 방법이 요구된다.In a dielectric barrier discharge apparatus having a mask for performing spatially selective processing, when a mask that distinguishes between an open discharge region and a closed non-discharge region is employed, a pressure difference occurs between the discharge region and the non-discharge region, Due to the difference, selective treatment performance may be degraded due to fluid flow and diffusion. Therefore, a method capable of improving selective processing performance is required.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간적으로 플라즈마 처리 선택성을 증가시키기 위하여, 상기 마스크의 비방전 영역에 인위적으로 비활성가스(플라즈마에 의하여 활성화되지 않은 가스)가 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크의 비방전 영역에 공급된 상기 비활성 가스는 상기 비방전 영역에서 상대적으로 낮은 압력이 유지되는 것을 막아, 선택적 처리에 있어 간섭 현상을 억제할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in order to increase the spatially selective plasma processing, an inert gas (gas not activated by plasma) may be artificially supplied to the non-discharge region of the mask. Accordingly, the inert gas supplied to the non-discharge region of the mask can prevent the relative low pressure from being maintained in the non-discharge region, thereby suppressing the interference phenomenon in the selective treatment.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비활성 가스는 상기 마스크에 의하여 방전되지 않은 비방전 영역에 국부적으로 제공되고, 피처리물의 공간 선택성이 증가될 수 있다. 선택적 처리는 상기 피처리물 상에 공간적으로 수 밀리미터 정도 이격된 라인 패턴일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the inert gas is locally provided in the non-discharge region not discharged by the mask, and the spatial selectivity of the object to be processed can be increased. The selective treatment may be a line pattern spatially spaced a few millimeters on the article to be treated.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 공정의 안정성을 확보하면서 공간적으로 선택적인 플라즈마 처리가 가능하게 하는 선형 플라즈마 발생장치를 제공한다. 본 선형 플라즈마 발생장치는 고전압이 인가되는 전력 전극, 접지 전극, 상기 전력 전극과 상기 접지 전극 사이에 배치되는 유전체 장벽부, 그리고 상기 전력 전극의 노출부위에 배치되어 선택적 표면처리를 위한 마스크로 구성할 수 있다. 또한, 공간 선택성을 증가시키기 위하여, 상기 마스크부의 비방전 영역에 보조 가스를 제공하는 보조 가스 분배부를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 마스크부를 대신하여, 선택적 처리가 가능하도록 요철 구조를 가지는 전력 전극, 요철 구조의 접지 전극으로 구성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the present invention provides a linear plasma generating apparatus that enables spatially selective plasma processing while ensuring process stability. The linear plasma generator includes a power electrode to which a high voltage is applied, a ground electrode, a dielectric barrier disposed between the power electrode and the ground electrode, and a mask disposed at an exposed portion of the power electrode for selective surface treatment . Further, in order to increase the space selectivity, it may include an auxiliary gas distributor for providing auxiliary gas to the non-discharge region of the mask portion. In addition, it is possible to constitute a power electrode having a concavo-convex structure and a ground electrode of a concavo-convex structure in place of the mask portion, in order to enable selective treatment.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in different forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Accordingly, although the same reference numerals or similar reference numerals are not mentioned or described in the drawings, they may be described with reference to other drawings. Further, even if the reference numerals are not shown, they can be described with reference to other drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 방전 플라즈마 처리 장치를 설명하는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a dielectric discharge plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치 시스템(1)은 롤(roll)형태로 감긴 분리막 필름(4), 상기 분리막 필름을 이송시키는 롤러(3), 및 상기 이송된 분리판 필름을 친수성 처리하는 플라즈마 장치(2)를 포함할 수 있다. 친수 처리된 분리막 필름은 합지 공정에 제공될 수 있다. 상기 플라즈마 장치(2)는 대기압에서 플라즈마를 형성하고 복수 개일 수 있다.Referring to FIG. 1, the dielectric barrier discharge
통상적으로, 전기화학소자 중에서 전지(Battery)에 사용되는 분리막은 전극들 사이에서 서로 전기적으로 격리되어야 하며, 상기 전극들 사이에서 일정 이상의 이온전도도를 유지하여야 한다. 따라서, 이러한 전지(Battery)에 사용되는 분리막은 이온 투과율이 높으며 기계적 강도가 양호하고 시스템, 예를 들면, 배터리의 전해질에 사용되는 화학 물질과 용매에 대한 장기 안정성이 양호한 얇은 다공성 절연 물질로 이루어진다. 이러한 배터리에서, 전기분리막은 영구적으로 탄성이여야 하며, 충전과 방전 과정에서 시스템, 예를 들면, 전극 팩(pack)에서의 움직임을 뒤따라야 한다. 수용성 전해액을 사용하는 친환경전지인 Ni-MH 이차전지용 분리막은 알칼리 수용성 전해액을 사용함에 따라 내알칼리성을 지녀야 하며, 또한 전극들 간에 반응성이 없으면서 가격도 경제적이어야 한다. 이러한 상기 Ni-MH 이차전지용 분리막으로 폴리올레핀계 고분자물질을 적용할 경우, 소수성 특성으로 인해 수용성 알칼리 전해액에 대한 친화성이 없기 때문에 Ni-MH 이차전지에 적용하기 위해서는 별도의 친수화 처리 과정이 필수적으로 수반되어야 한다. 이러한 친수화 처리 과정으로는 대기압 유전체 장벽 플라즈마처리가 사용될 수 있다.Typically, a separator used in a battery in an electrochemical device should be electrically isolated from each other between electrodes, and a constant ion conductivity should be maintained between the electrodes. Therefore, the separator used in such a battery is made of a thin porous insulating material having a high ion permeability, a good mechanical strength, and a good long-term stability against chemicals and solvents used in a system, for example, an electrolyte of a battery. In such batteries, the electrical separator must be permanently resilient and must follow movement in the system, e.g., an electrode pack, during charging and discharging. The separation membrane for a Ni-MH secondary battery, which is an eco-friendly battery using a water-soluble electrolyte solution, must be alkali-resistant by using an alkaline water-soluble electrolyte solution. When the polyolefin-based polymer material is applied to the Ni-MH secondary battery, there is no affinity for the water-soluble alkaline electrolyte due to its hydrophobic property. Therefore, a separate hydrophilic treatment process is indispensable for application to the Ni-MH secondary battery. Should be accompanied. Atmospheric pressure dielectric barrier plasma treatment can be used for this hydrophilization treatment process.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 평면도이다.2A is a plan view illustrating a dielectric barrier discharge device according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a의 A-A’ 선을 따라 자른 단면도이다.And FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG. 2A.
도 2c는 도 2a의 B-B’ 선을 따라 자른 단면도이다.2C is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in FIG. 2A.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치(10)는 접지 전극(30), 전력 전극(20), 유전체 장벽부(40), 메인 가스 분배부(32), 보조 가스 분배부(33), 및 마스크부(150)를 포함한다. 상기 전력 전극(20)은 제1 방향으로 연장되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가된다. 상기 접지 전극(30)은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 전력 전극(20)의 노출 부위를 제외하고 상기 전력 전극(20)을 감싸도록 배치된다. 상기 유전체 장벽부(40)는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 접지 전극과 상기 전력 전극 사이에 배치되고 상기 전력 전극의 상기 노출 부위를 덮도록 상기 전력 전극에 접촉하도록 배치된다. 상기 마스크부(150)는 적어도 하나의 메인 개구부(151)와 상기 제1 방향으로 이격되어 배치된 적어도 하나의 보조 개구부(153)를 포함하고 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 상기 메인 개구부(151)를 통하여 플라즈마를 발생시키어 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다. 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 제1 방향을 따라 상기 전력 전극의 상기 노출 부위에 균일하게 제1 가스를 공급한다. 상기 보조 가스 분배부(33)는 상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 보조 개구부를 통하여 제2 가스를 제공하여 상기 제1 방향을 따른 압력을 제어한다.2A to 2C, a dielectric
상기 전력 전극(20)은 교류전원(176)으로부터 교류 전력 또는 RF 전력을 공급받아 상기 전력 전극(20)과 서셉터(162) 사이에 상기 유전체 장벽 방전을 수행한다. 상기 유전체 장벽 방전은 상기 마스크부를 개재하여 상기 전력 전극과 상기 피처리물이 지지되는 서셉터 사이에 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 서셉터(162)는 전기적으로 접지되어 방전을 위한 충분한 공간을 제공할 수 있다. 상기 서셉터(162)는 필름 형태의 피처리물을 이송하는 롤러 형태로 변형될 수 있다.The
안정적이며 고효율의 유전체 장벽 방전을 수행하기 위하여, 상기 전력 전극(20)은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 기둥 형상이고, 상기 전력 전극(20)의 모서리(20a)는 상기 접지 전극에 둘러싸이지 않고 외부로 노출될 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 전극(20)은 제1 방향으로 연장되는 삼각 기둥 형상일 수 있다. 삼각 기둥의 상부 모서리(20a)는 외부로 노출될 수 있다.In order to perform a stable and highly efficient dielectric barrier discharge, the
유전체 장벽부(40)는 세라믹과 같은 높은 절연파괴전압을 가진 유전체일 수 있다. 상기 유전체 장벽부(40)는 상기 전력 전극(20)에 접촉하여 배치된 얇은 판 형상이고, 상기 전력 전극(20)이 삼각 기둥 형상인 경우, 상기 전력 전극의 모서리를 따라 연장되는 “V”자 빔 형상을 포함할 수 있다.The
상기 유전체 장벽부(40)는 상기 서셉터(162)가 마주보는 상기 전력 전극(20)의 모서리 (20a)또는 노출 부위를 적어도 감싸도록 배치된다. 상기 유전체 장벽부(40)는 상기 전력 전극(20)의 일부 표면 또는 모든 표면을 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 유전체 장벽부(40)는 삼각 기둥 형상의 상기 전력 전극(20)을 감싸는 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 유전체 장벽부의 두께는 그 삼각 기둥의 하부면에서 충분히 두껍고, 삼각 기둥의 빗면에서 얇을 수 있다. 상기 전력 전극의 빗면 상에서 상기 유전체 장벽부의 두께는 충분히 얇을 수 있다. 이에 따라, 강한 전기장이 상기 접지 전극과 상기 전력 전극의 빗면 사이에 형성될 수 있다. 상기 접지 전극과 상기 전력 전극의 빗면 사이에 형성된 강한 전기장은 보조 방전을 생성할 수 있다. 상기 보조 방전은 상기 서셉터(162)와 상기 전력 전극(20)의 모서리 사이에 강한 전기장에 의하여 발생하는 메인 방전을 안정적으로 유지하도록 제공될 수 있다.The
상기 서셉터(162)와 상기 전력 전극(20)의 모서리 사이에 강한 전기장이 형성된 경우, 표면 전하 또는 기억 전하가 상기 유전체 장벽부의 모서리에 형성될 수 있다. 상기 기억 전하를 제거하기 위하여, 상기 유전체 장벽부의 빗면에서의 두께 또는 상기 접지 전극(30)과 상기 전력 전극(20) 사이의 간격은 충분히 작을 수 있다. 상기 유전체 장벽부의 빗면에서, 상기 접지 전극(30)과 상기 전력 전극(20)은 평행판 축전기로 동작할 수 있다. 삼각 기둥의 하부면에서 상기 유전체 장벽부(40)의 두께는 기생 전력 소모를 감소시키기 위하여, 충분히 두꺼울 수 있다. 상기 유전체 장벽부(40)의 하부면에서, 상기 접지 전극과 상기 전력 전극은 평행판 축전기로 동작할 수 있다.When a strong electric field is formed between the susceptor 162 and the edge of the
상기 서셉터(162)와 상기 유전체 장벽부(40)의 상부 모서리 사이의 거리는 유전체 장벽 방전을 유도할 수 있는 거리일 수 있다. 상기 전력 전극(20)의 모서리는 충분한 전하를 모으고, 방전에 필요한 전기장을 생성할 수 있다. 대기압 유전체 장벽 방전은 거리가 수백 마이크로미터인 이하인 경우, 전자가 충분한 에너지를 얻을 수 없어 발생할 수 없다. 상기 거리가 수 센치미터인 경우, 충분한 전기장의 세기를 얻을 수 없어, 유전체 장벽 방전이 수행되지 않는다. 따라서, 유전체 방전을 위한 방전 거리는 수백 마이크로 미터 내지 수 밀리미터 수준일 수 있다. The distance between the susceptor 162 and the upper edge of the
상기 유전체 장벽부(40)의 모서리의 두께는 유전 파괴전압을 극복할 수 있도록 수십 마이크로 미터 내지 수 밀리미터 수준일 수 있다. The thickness of the edge of the
상기 접지 전극(30)은 내부에 함몰 부위 또는 케비티를 포함할 수 있다. 상기 접지 전극은 복수의 부품으로 결합하여 형성될 수 있다. 상기 접지 전극은 도전체로 형성되고, 전기적으로 접지된다. 상기 함몰 부위는 상기 접지 전극의 상부면에 형성된 개구부를 포함한다. 상기 함몰 부위는 삼각 기둥 형상이고, 상기 함몰 부위에 상기 유전체 장벽부(40)가 삽입될 수 있다. 상기 접지 전극(30)은 도전체로 형성되고 전기적으로 접지될 수 있다. 상기 접지 전극(30)은 상기 유전체 장벽부(40)를 통하여 상기 전력 전극(20) 사이에 전기장을 형성할 수 있다. 상기 전력 전극(20)이 삼각 기둥 형상인 경우, 상기 접지 전극(40)은 상기 삼각 기둥의 빗면에 대향하여 배치될 수 있다. The
상기 접지 전극(30)의 상부면은 평면이고, 상기 유전체 장벽부(40)의 모서리가 상기 접지 전극(30)의 함몰 부위의 상부면 또는 개구부에 배치된다. 상기 접지 전극(30)의 내부에는 메인 가스 분배부(32)가 배치될 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 접지 전극(30)의 내부에 형성되고 상기 전력 전극(20)의 양측 빗면에서 상기 전력 전극의 모서리(20a)를 따라 가스를 공급할 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 접지 전극(30)의 상부면에 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되는 슬릿 형태 또는 복수의 노즐로 구성될 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 전력 전극의 상부 모서리(20a)를 기준으로 양측에서 가스를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 피처리물과 상기 전력 전극 사이에서 제1 방향으로 균일한 가스 공간 분포를 제공할 수 있다. The upper surface of the
상기 메인 가스 분배부(32)는 가스가 진행하는 슬릿 형태의 유체 통로를 제공하며, 상기 유체 통로는 상기 접지 전극 내에서 상기 전력 전극(20)의 빗면에 나란히 진행하고 상기 접지 전극(30)의 상부면에 연결될 수 있다. 상기 가스 메인 분배부(32)는 상기 접지 전극 내부에 배치된 버퍼 공간(31)에 연결될 수 있다. 상기 버퍼 공간(31)은 공간적으로 균일하게 가스를 분사할 수 있도록 확산 공간을 제공할 수 있다. 상기 버퍼 공간에 가스가 외부로부터 공급된다.The main
서셉터(162)는 피처리물(164)을 고정하거나 이동시키는 수단으로, 도전체이고, 접지된다. 상기 서셉터(162)는 판형 또는 원통형 롤러일 수 있다. 상기 피처리물(164)은 상기 서셉터에 밀착될 수 있다. 상기 피처리물은 필름 형태일 수 있다. 메인 유전체 장벽 방전은 상기 서셉터(162)와 상기 전력 전극의 상부 모서리(20a) 사이에서 발생한다. 상기 서셉터는 전기적으로 접지되고, 대기압 유전체 장벽 방전은 상기 서셉터와 상기 전력 전극의 모서리 사이에 발생된다.The
상기 피처리물(164)에 라인 패턴과 같은 특정 부위만을 선택적으로 플라즈마 처리하고자 하는 경우, 마스크부(150)가 상기 접지 전극의 개구부 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 마스크부(150)는 상기 전력 전극의 모서리(20a) 상에서 상기 서셉터(162)를 바라보도록 배치될 수 있다. 메인 개구부를 포함하는 마스크부가 도전체로 접지된 경우, 상기 마스크부의 비개방 영역은 상기 서셉터와 상기 전력 전극 사이에 공간 선택적 방전을 제공하도록 위치에 따라 전기장을 차단할 수 있다. The
상기 마스크부(150)는 복수의 메인 개구부(151)를 가지는 패턴을 가지고, 세라믹 재질 또는 도전체로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 마스크부(150)는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부(150)는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면(또는 개구부)을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 마스크부(150)는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 판 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 메인 개구부(151)를 포함할 수 있다. 상기 메인 개구부는 상기 전력 전극의 모서리 또는 상기 유전체 장벽부의 모서리와 정렬될 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 개구부를 통하여 메인 유전체 장벽 방전이 수행될 수 있다. 상기 마스크부(150)의 두께는 얇은 것이 바람직하다. 상기 유전체 장벽부(40)의 상부 모서리는 상기 마스크부의 하부면에 실질적으로 접촉할 수 있다. 접지된 도전성 마스크부(150)의 닫힌 영역과 상기 유전체 장벽부(140)는 서로 접촉하거나 충분한 공간을 제공하지 않아, 유전체 장벽 방전이 발생되지 않는다. 접지된 도전성 마스크부의 메인 개구부(151)에서, 상기 서셉터와 상기 전력 전극의 상부 모서리는 유전체 장벽 방전을 수행하기 위한 충분한 공간 및 전기장을 제공한다. 이에 따라, 제1 방향을 따라 국부적으로 유전체 장벽이 발생함에 따라, 상기 피처리물을 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리가 수행될 수 있다. 그러나, 상기 마스크부 상에서 제1 방향을 따라 압력 분포를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 메인 개구부(151) 상에는 압력이 높고, 비개방 영역에서는 압력이 낮을 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 개구부에서 상기 메인 유전체 장벽 방전에 의하여 발생한 활성 가스는 상기 제1 방향으로 이동하여 공간 선택성을 저하시킬 수 있다. 간섭 현상은 보조 가스 분배부 및 상기 마스크부에 형성된 보조 개구부를 이용하여 상기 제1 방향으로 압력을 제어하여 억제될 수 있다. The
상기 마스크부(150)는 상기 메인 개구부(151)의 양측에 형성된 보조 개구부(153)를 포함할 수 있다. 상기 보조 개구부(153)는 상기 서셉터와 상기 전력 전극의 모서리 사이에 유전체 장벽 방전을 형성하지 못하도록 상기 접지 전극(30)의 상부면을 마주 보도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 보조 개구부는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 서로 이격되어 한 쌍을 이룰 수 있다. The
보조 가스 분배부(33)는 상기 보조 개구부(153)에만 보조 가스(또는 제2 가스)를 분사한다. 상기 보조 가스 분배부(33)는 상기 접지 전극(30)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(32)가 분사한 가스는 상기 마스크부의 메인 개구부(151)를 통하여 피처리물에 도달하고, 유전체 장벽 방전에 사용된다. 상기 마스크부(150)는 제1 방향을 따라 메인 개구부가 형성된 영역과 메인 개구부가 형성되지 않은 닫힌 영역 사이에 압력 차이를 제공한다. 이러한 압력 차이는 유전체 장벽 방전에 의하여 활성화된 활성 가스가 제1 방향을 따라 대류에 의하여 이동하여 공간 선택적 플라즈마 처리를 저해한다. 따라서, 상기 보조 가스 분배부(33)는 비활성가스인 제2 가스를 플라즈마가 발생하지 않는 영역에 상기 보조 개구부(153)를 통하여 제공한다. 이에 따라, 상기 마스크부의 메인 개구부(151)에서 발생한 활성 가스가 상기 비개방 영역으로 이동하는 것을 억제한다. 상기 보조 개구부(153)는 유전체 장벽 방전이 발생하지 않도록 상기 전력 전극(20)을 마주보지 않는 영역에 형성된다. 한 쌍의 보조 개구부(153)는 상기 메인 개구부(151)가 형성되지 않는 위치에서 상기 제1 방향을 기준으로 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 서로 이격되어 각각 형성될 수 있다.The
상기 보조 개구부(151)는 한 쌍을 이루고, 상기 보조 가스 분배부(33)는 상기 전력 전극의 중심축을 기준으로 좌측 접지 전극 및 우측 전극에 각각 형성될 수 있다. 한 쌍의 상기 보조 가스 분배부(33)가 분사하는 제2 가스의 직선 경로는 한 쌍의 상기 보조 개구부를 각각 통과하여 상기 피처리물(164)의 일 지점에 도달할 수 있다. 이에 따라, 피처리물의 표면에서 상기 제1 방향을 따라 높은 선택성의 플라즈마 처리가 제공될 수 있다.The
교류 전원(176)은 수 kHz 내지 수백 kHz 수준의 주파수를 가지며, 수 kW 내지 수십 kW를 상기 전력 전극에 공급할 수 있다. 상기 교류 전원의 파형은 정현파, 사각파, 또는 톱니파일 수 있다.The
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 접지 전극은 상기 전력 전극의 노출부위 제외하고 상기 전력 전극을 감싸도록 배치되는 한 다양하게 변형될 수 있다. 상기 유전체 장벽층은 상기 전력 전극의 모서리를 감싸는 한 다양하게 변형될 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the ground electrode may be variously modified so as to surround the power electrode except the exposed portion of the power electrode. The dielectric barrier layer can be variously modified as long as it covers the corners of the power electrode.
도 3a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 사시도이다.3A is a perspective view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
도 3b는 도 3a의 C-C 선을 따라 자른 단면도이다.3B is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 3A.
도 3c는 도 3a의 D-D 선을 따라 자른 단면도이다.3C is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 3A.
도 3d는 도 3a의 E-E 선을 따라 자른 단면도이다.FIG. 3D is a sectional view taken along the line E-E of FIG. 3A.
도 3e는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 유전체 장벽부 및 절연 블록을 설명하는 사시도이다.3E is a perspective view illustrating a dielectric barrier portion and an insulation block of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3f는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 전력 전극을 설명하는 사시도이다. FIG. 3F is a perspective view illustrating a power electrode of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3g는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 절연 블록을 설명하는 사시도이다.3G is a perspective view illustrating an insulation block of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3h는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 접지 전극을 설명하는 사시도이다.3H is a perspective view illustrating a ground electrode of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3i는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 하판을 설명하는 평면도이다.FIG. 3I is a plan view illustrating the lower plate of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3a 내지 도 3i를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치(100)는 접지 전극(110), 전력 전극(120), 유전체 장벽부(130), 메인 가스 분배부(181), 보조 가스 분배부(182), 및 마스크부(150)를 포함한다. 상기 전력 전극(120)은 제1 방향으로 연장되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가된다. 상기 접지 전극(110)은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 전력 전극(120)의 노출 부위를 제외하고 상기 전력 전극을 감싸도록 배치된다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 접지 전극(110)과 상기 전력 전극(130) 사이에 배치되고 상기 전력 전극(120)의 상기 노출 부위를 덮도록 상기 전력 전극(130)에 접촉하도록 배치된다. 상기 마스크부(150)는 적어도 하나의 메인 개구부(151)와 상기 제1 방향으로 이격되어 배치된 적어도 하나의 보조 개구부(153)를 포함하고 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물(164)과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 상기 메인 개구부(151)를 통하여 플라즈마를 발생시키어 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다. 상기 메인 가스 분배부(181)는 상기 접지 전극(110)의 내부에 매설되고 상기 제1 방향을 따라 상기 전력 전극의 상기 노출 부위에 균일하게 제1 가스를 공급한다. 상기 보조 가스 분배부(182)는 상기 접지 전극(110)의 내부에 매설되고 상기 보조 개구부(153)를 통하여 제2 가스를 제공하여 상기 제1 방향을 따른 압력을 제어한다.3A to 3I, a dielectric
상기 전력 전극(120)은 도전체로 형성되고 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 접지 전극(110)은 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리의 양 측면 (빗면)에 대향하여 배치된다. 상기 접지 전극(110)은 상기 전력 전극의 상부 모서리를 노출시키도록 배치된다. 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리와 서셉터(162)는 상기 유전체 장벽부(130)를 개재하여 제1 영역(메인 방전 영역)에서 메인 유전체 장벽 방전을 수행한다. 상기 전력 전극(120)의 빗면과 상기 접지 전극(110)은 상기 유전체 장벽부(130)를 개재하여 제2 영역에서 보조 유전체 장벽 방전을 수행할 수 있다. 상기 메인 유전체 장벽 방전만이 형성되는 경우, 기억 전하가 상기 상부 모서리에 국부적으로 형성되어 아크 방전을 유발할 수 있다. 아크 방전을 감소시키기 위하여, 보조 유전체 방전에서 생성된 플라즈마, 전자, 활성 가스가 상기 주 유전체 장벽 방전이 발생하는 상기 제1 영역에 공급되어, 낮은 전압에서도 안정적인 방전이 수행될 수 있다. 이에 따라, 방전 안정성이 향상된다. 메인 유전체 장벽 방전을 위하여 전력 전극(120)의 빗면과 접지(서셉터) 사이의 수직 거리는 수 밀리미터 수준일 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리 상의 유전체 장벽부(130)와 상기 서셉터 사이의 수직 거리(g1)는 1 밀리미터 수준일 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크부(150)의 두께는 1 밀리미터 미만일 수 있다. 한편, 상기 전력 전극(120)의 빗면 상의 유전체 장벽부(130)와 상기 접지 전극(110) 사이의 수직 거리(g2)는 1 밀리미터 수준일 수 있다. 보조 유전체 방전은 안정적인 플라즈마를 형성하여 기억 전하를 제거하고, 주 유전체 방전에 필용한 시드 전하(seed charge)를 제공한다. 가스는 상기 유전체 장벽부(130)의 측면(빗면)을 따라 상부 모서리 방향으로 균일한 유체 흐름을 제공하여 방전 안정성을 향상시키고, 상기 유전체 장벽부(130)를 냉각할 수 있다.The
상기 전력 전극(120)은 그 내부에 제1 방향으로 형성된 긴 구멍을 포함할 수 있다. 상기 구멍을 통하여 냉매가 흐를 수 있다. 냉매는 상기 전력 전극의 일단에서 주입되어 상기 전력 전극을 따라 제1 방향으로 흐른 후, 상기 전력 전극의 타탄에서 배출될 수 있다. 교류 전력은 상기 전력 전극(120)의 중심 부위에 공급될 수 있다.The
상기 유전체 장벽부(130)는 일정한 두께를 가지는 'V' 자 빔 형상이고, 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리 및 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면을 일부 덮을 수 있다. 상기 유전체 장벽부(130)는 수백 마이크로미터 내지 수 밀리미터의 일정한 두께를 가질 수 있다. 상기 유전체 장벽부의 재질은 세라믹, 또는 플라스틱 계열일 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 유전체 장벽부(130)와 상기 절연 블록(140)은 일체형일 수 있다.The
절연 블록(140)은 제1 방향으로 삼각 기둥 형상이고, 상기 삼각 기둥의 상부 모서리는 상기 전력 전극이 삽입되도록 함몰부(147)를 포함할 수 있다. 상기 함몰부(147)는 제1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 절연 블록(140)의 재질은 세라믹 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극의 빗면 및 상기 절연 블록의 빗면을 덮도록 제1 방향으로 연장되고, 상기 절연블록(140)의 빗면의 일부 덮도록 빗면 방향으로 연장될 수 있다.The insulating
상기 절연 블록(140)은 제1 방향으로 연장되고 상기 절연 블록의 빗면에 돌출되는 돌출부(142)를 포함할 수 있다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 돌출부(142)에 걸리도록 배치될 수 있다. 상기 전력 전극(120)의 하부 모서리에 강한 전기장이 형성되고, 상기 전력 전극(120)과 상기 접지 전극(110)은 미세한 틈에 기생 방전 또는 아크 방전을 유발할 수 있다. 상기 기생 방전을 억제하기 위하여, 상기 절연 블록의 돌출부(142)가 배치된다. 이에 따라, 상기 전력 전극(120)의 하부 모서리와 상기 접지 전극(110)을 연결하는 경로는 상기 돌출부(142)의 높이에 만큼 경로가 꺾여 기생 방전을 억제할 수 있다.The insulating
상기 접지 전극(110)은 전체적으로 속이 빈 절두 삼각 기둥(truncated triangular prism) 형태일 수 있다. 또는, 상기 접지 전극의 절두 부위에 제1 방향으로 연장되는 슬릿 형태의 개구부가 배치될 수 있다. 상기 전력 전극(120)은 상기 접지 전극(110)에 매몰되고, 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리가 상기 접지 전극(110)의 개구부에 아래에 배치될 수 있다. 또는 상기 접지 전극(120)은 상기 전력 전극의 제1 방향으로 연장되는 노출부위( 또는 상부 모서리)를 제외하고 감싸도록 배치될 수 있다.The
상기 전력 전극(120)의 상부 모서리 또는 상기 유전체 장벽부(130)의 상부 모서리는 상기 접지 전극(110)의 절두된 면에 실질적으로 일치할 수 있다.The top edge of the
상기 접지 전극(110)은 한 쌍의 측면 접지 전극(111), 한 쌍의 보조 측면 접지 전극(111a), 및 하판 접지 전극(116)을 포함할 수 있다. 상기 측면 접지 전극(111)은 상기 전력 전극(120)의 빗면과 상기 절연 블록(140)의 빗면에 대향하여 배치된다. 상기 측면 접지 전극(111)은 제1 방향으로 연장되고, 상기 보조 측면 접지 전극은 제1 방향에 수직하게 연장되어 상기 절연 블록(140)의 양단에 배치된다. The
상기 메인 가스 분배부(181)는 상기 측면 접지 전극(111)의 내부에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 유전체 장벽부(130)의 빗면에 가스를 공급할 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(181)는 가스 이동 통로를 포함하고, 상기 측면 접지 전극(111)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이에 형성되고, 상기 유전체 장벽부(130)의 양측에서 상기 유전체 장벽부의 빗면을 따라 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스 이동 통로 중에서 상기 접지 전극(110)과 상기 전력 전극(120)이 서로 마주 보는 영역은 보조 방전 공간(제2 영역)을 제공할 수 있다. 상기 보조 방전 공간은 보조 유전체 장벽 플라즈마를 생성할 수 있다. 상기 가스 이동 통로는 다면이 슬릿 형태이고 상기 유전체 장벽부의 빗면을 따라 연장될 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(181)는 상기 마스크부에 상기 제1 방향으로 균일한 밀도의 가스를 제공할 수 있다.The
상기 메인 가스 분배부(181)는 상기 접지 전극의 내부에서 구불구불하고 그 단면이 슬릿 형상인 접지 전극 유체 통로를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 접지 전극 유체 통로는 제1 방향으로 연장되는 제1 라인 패턴(112a) 및 제2 라인 패턴(114a)을 포함할 수 있다. 상기 측면 접지 전극(111)은 상판(112) 및 하판(114)을 포함하고, 상판의 일면에는 제1 방향으로 연장되고 돌출된 복수의 제1 라인 패턴(112a)을 포함할 수 있다. 또한, 하판의 일면에는 제1 방향으로 연장되고 돌출된 복수의 제2 라인 패턴(114a)을 포함할 수 있다. 상기 제1 라인 패턴(112a)과 제2 라인 패턴(114a)은 서로 교번하여 배치될 수 있다. 가스는 상기 측면 접지 전극의 하부면에 형성된 슬릿 형태의 가스 유입구(116)를 통하여 상기 제1 라인 패턴과 제2 라인 패턴에 의하여 형성된 구불구불한 유체 경로를 통과할 수 있다. 이에 따라, 상기 가스는 사선 방향으로 저항력을 받아 제1 방향으로 균일하게 퍼질 수 있다. 이에 따라, 상기 측면 접지 전극의 가스 출구(117)는 상기 유전체 장벽부 방향으로 가스를 토출하고, 제1 방향으로 균일한 밀도를 유지할 수 있다. The
상기 측면 접지 전극(111)은 상기 전력 전극(120)의 하부 측면 모서리에 대향하여 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 접지 전극 함몰부(112b)를 포함할 수 있다. 상기 접지 전극 함몰부(112b)는 유전체로 채워지지 않는 경우 가스 버퍼 공간을 제공할 수 있다.The
상기 접지 전극 함몰부(112b)는 아크 방지 절연블록(172)에 의하여 채워질 수 있다. 상기 아크 방지 절연 블록(172)은 상기 제1 방향으로 연장되는 세라믹 또는 플라스틱 재질의 사각 기둥일 수 있다. The
상기 측면 접지 전극(111)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이의 간격은 1 밀리미터 이하이고, 상기 가스 이동 통로는 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 제1 영역에 플라즈마를 제공할 수 있다.The gap between the
상기 메인 가스 분배부의 가스 출구(117)로부터 토출된 가스는 상기 아크 방지 절연블록(172)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이의 공간을 통과하여 보조 방전 공간(제2 영역)에 제공될 수 있다. 상기 아크 방지 절연블록(172)은 상기 전력 전극과 상기 접지 전극 사이의 거리를 충분히 떨어트려 유전체 장벽 방전 및 아크 방전을 억제할 수 있다.The gas discharged from the
상기 측면 접지 전극(111)은 상기 접지 전극(110)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이에 보조 방전 공간을 제공하는 보조 방전 접지 전극부(114b)를 포함할 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)는 상기 보조 방전 공간(제2 영역)을 제공할 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)는 열 변형에 강한 금속 합금일 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)와 상기 유전체 장벽부(130) 사이의 수직 거리(g2)는 수 밀리미터 수준일 수 있다.The
만약, 상기 수직 거리(g2)가 너무 크면, 보조 유전체 장벽 방전이 발생하지 않는다. 따라서, 상기 제1 영역에서 서셉터(162)와 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리 사이에서 주 유전체 장벽만이 발생하여, 아크 방전에 의한 방전 안정성이 악화될 수 있다.If the vertical distance g2 is too large, the auxiliary dielectric barrier discharge does not occur. Therefore, only the main dielectric barrier is generated between the susceptor 162 and the upper edge of the
상기 측면 접지 전극(111)은 구불구불한 구조의 상기 접지 전극 유체 통로(112a,114a)로부터 가스를 공급받는 보조 가스 분배부(182,183)를 포함할 수 있다. 상기 보조 가스 분배부(182,183)는 보조 접지 전극 함몰부(183) 및 상기 보조 가스 분사부(182)를 포함할 수 있다. 상기 보조 가스 분배부(182,183)는 상기 마스크부의 보조 개구부에 선택적으로 가스를 공급할 수 있다. 구체적으로, 상기 측면 접지 전극에 형성된 접지 전극 함몰부(112b)는 상기 보조 개구부에 대응하는 위치에서 더 깊이 함몰되어 보조 접지 전극 함몰부(183)를 형성할 수 있다. 상기 보조 접지 전극 함몰부(183)는 상기 제1 방향을 따라 상기 보조 개구구가 배치되는 위치마다 형성될 수 있다. 상기 보조 접지 전극 함몰부(183)는 상기 가스 출구(117)에 연결되어 가스를 공급받을 수 있다. 상기 보조 가스 분배부()는 상기 아크 방지 절연블록(172)를 감싸는 우회하는 형태의 가스 이통 경로를 제공할 수 있다. 상기 보조 가스 분사부(182)는 상기 마스크부의 보조 개구부(152)에 가스를 분사할 수 있도록 관통홀일 수 있다.The
상기 하판 접지 전극(116)은 상기 측면 접지 전극(111)의 하부면과 결합하고, 상기 절연 블록(140)의 하부면을 지지한다. 상기 하판 접지 전극(116)은 그 상부면에 형성되고 제1 방향으로 연장되는 변에 인접하게 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 트렌치(215) 및 상기 제1 트렌치와 이격되어 반대 방향의 변에 인접하게 배치되는 연장되는 제2 트렌치(225)를 포함할 수 있다. 제1 가스 출구(214)은 제1 트렌치(215)의 하부면 주위에 배치된 가스 유입구(216)를 통하여 상기 하판 접지 전극의 내부에 형성된 유체 통로를 통하여 연결된다. 제2 가스 출구(223)은 제2 트렌치(225)의 하부면 주위에 배치된 가스 유입구(222)를 통하여 상기 하판 접지 전극의 내부에 형성된 유체 통로를 통하여 연결된다. The lower
상기 제1 트렌치(215)는 복수의 제1 가스 출구(214)를 구비하고, 상기 제2 트렌치(225)는 복수의 제2 가스 출구(223)를 구비하고, 상기 제1 가스 출구()와 상기 제2 가스 출구는 제1 방향으로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 제1 트렌치(215)는 일 측면 접지 전극의 가스 유입구(116)에 연결된다. 상기 제2 트렌치(225)는 다른 측면 접지 전극의 가스 유입구(116)에 연결된다.Wherein the
상기 하판 접지 전극(116)은 냉매가 흐른 파이프가 진행할 수 있는 냉매 파이트 관통홀(211)과 교류 전력을 공급하는 전력선이 진행할 수 있는 전력선 관통홀(212)이 배치될 수 있다.The lower
상기 피처리물(164)에 선택적 처리를 위하여, 상기 마스크부(150)가 상기 접지 전극(110)의 절두면에 배치될 수 있다. 상기 마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 메인 개구부(151) 및 복수의 보조 개구부(153)를 포함할 수 있다. 상기 메인 개구부의 크기는 수백 마이크로미터 내지 수 센치미터일 수 있다. 상기 마스크부(150)는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 판 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 메인 개구부(151)를 포함한다. 상기 마스크부(150)는 세라믹, 금속, 또는 금속합금일 수 있다.The
상기 마스크부의 상기 보조 개구부(153)는 상기 마스크부의 중심선에서 이격되어 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 보조 개구부(153)는 유전체 장벽 방전을 유발하지 않도록 상기 전력 전극(120)을 마주보지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 보조 개구부는 상기 접지 전극의 상부면을 바라보도록 배치되며, 상기 보조 가스 분배부(182,183)의 가스 출구에 정렬될 수 있다. 한 쌍의 상기 보조 개구부에 의하여 토출되는 가스는 상기 피처리물의 한 지점에서 집속될 수 있다. The
바람직하게는, 상기 마스크부(150)는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위(110a)의 상부면을 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 마스크부(150)는 상기 접지 전극의 절두면의 개구부에 정렬되어 배치될 수 있다. 상기 마스크부(150)의 메인 개구부(111)는 메인 유전체 장벽 방전이 제1 방향을 따라 국부적으로 생성되도록 할 수 있다. 상기 마스크부(150)의 막힌 영역에서, 주 유전체 장벽 방전은 생성되지 않는다. 또한, 상기 마스쿠부(150)의 개방 영역에서, 주 유전체 장벽 방전은 생성된다. 이에 따라, 피처리물(164)는 제1 방향을 따라 처리된 영역과 처리되지 않은 영역을 가질 수 있다.Preferably, the
상기 보조 개구부(153)를 통하여 제공된 가스는 유전체 장벽 방전에 의하여 상기 메인 개구부에서 형성된 활성 가스가 제1 방향으로 이동하여 공간 선택성의 저하를 억제할 수 있다. 상기 보조 개구부(153)를 통하여 제공된 가스는 제1 방향에 따라 압력 차이를 제공하고, 상기 메인 개구부가 형성된 영역보다 더 높은 압력을 제공할 수 있다. The gas provided through the
상기 메인 가스 분배부(181)를 통하여 제공되는 제1 가스와 상기 보조 가스 분배부(182,183)를 통하여 제공되는 제2 가스는 동일하고 대기일 수 있다. 다만, 상기 메인 개구부를 통하여 제공된 가스는 유전체 장벽 방전에 의하여 활성 가스로 변환될 수 있다.The first gas supplied through the
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 마스크부(150)는 상기 접지 전극(110)과 접촉하지 않고, 상기 피처리물(164)의 하부에 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 마스크부(150)는 다양한 2차원 패턴을 가질 수 있다. 한편, 상기 피처리물과 상기 마스크부(150)가 고정된 경우, 선형 유전체 장벽 플라즈마 장치가 이동하면서 상기 피처리물에 2차원 패턴을 형성할 수 있다. According to a modified embodiment of the present invention, the
다시, 도 3a 내지 도 3i를 참조하면, 이차 전지의 분리막 필름 플라즈마 처리 장치(100)는 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된 접지 전극(110); 상기 접지 전극의 상기 함몰 부위에 매몰되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장되는 전력 전극(120); 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 유전체 장벽부(130); 상기 전력 전극을 마주보고 상기 제1 방향으로 연장되고 접지되는 서셉터(162); 메인 개구부(151)와 보조 개구부(153)를 포함하고 상기 제1 방향으로 연장되는 상기 서셉터에 지지되는 분리막 필름(164)과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 분리막 필름을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하는 마스크부(150); 및 상기 보조 개구부(153)에 가스를 제공하여 상기 제1 방향을 따른 압력 분포를 제공하는 보조 가스 분배부(182,183)를 포함한다.Referring again to FIGS. 3A to 3I, the
피처리물(164)은 이차전지의 분리막 필름일 수 있다. 상기 피처리물은 서셉터(또는 롤러)에 배치되어 이동할 수 있다. 제1 영역에 주 유전체 장벽이 발생하고, 상기 제1 영역에 제1 방향을 따라 플라즈마 밀도가 공간적으로 변조하는 마스크부가 배치된다. 따라서, 상기 분리막 필름은 서로 나란히 연장되는 라인 형태의 친수 피처리 영역을 가질 수 있다. 플라즈마 처리의 공간 선택성을 증가시키기 위하여, 상기 보조 개구부를 통하여 가스가 상기 피처리물 상에 제공된다. 이에 따라, 상기 메인 개구부에서만 플라즈마 처리가 수행된다.The material to be treated 164 may be a separator film of a secondary battery. The object to be processed can be disposed on the susceptor (or roller) and moved. A main dielectric barrier is generated in the first region and a mask portion in which the plasma density is spatially modulated along the first direction is disposed in the first region. Therefore, the separator film may have a hydrophilic area to be processed in a line shape extending in parallel with each other. In order to increase the spatial selectivity of the plasma treatment, gas is provided on the object through the auxiliary opening. Accordingly, the plasma processing is performed only in the main opening.
다시, 도 3a 내지 도 3i를 참조하면, 대기압 유전체 방전 플라즈마 처리 방법은 피처리물(164)을 이송하면서 지지하고 전기적으로 접지된 이송 수단(162)을 제공하는 단계; 대기압 하에서 상기 이송 수단을 통하여 상기 피처리물(164)을 이송하는 단계; 상기 접지 전극(110)에 매몰되고 일부가 노출되는 전력 전극(120)에 교류 전력을 제공하는 단계; 상기 전력 전극(120)의 노출부위를 덮는 유전체 장벽부(130) 상에 마스크부(150)를 배치하여 상기 이송 수단과 상기 전력 전극의 노출부위 사이에 상기 피처리물의 위치에 따라 선택적으로 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 처리를 수행하는 단계; 및 상기 마스크부에서 플라즈마 방전이 수행되는 메인 개구부(151) 주위에 배치된 보조 개구부(153)에 가스를 제공하여 위치에 따라 압력을 제어하는 단계를 포함한다.Referring again to FIGS. 3A-3I, the atmospheric pressure dielectric discharge plasma processing method includes the steps of: supporting and transferring a
상기 접지 전극(110)을 통하여 상기 전력 전극의 노출부위에 가스가 공급될 수 있다. 상기 플라즈마는 상기 피처리물을 친수처리하고, 상기 가스는 대기, 산소, 질소, 수소, 및 아르곤 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 피처리물(164)은 이차 전지의 분리막 필름일 수 있다. 상기 메인 개구부를 통하여 제공되는 가스와 상기 보조 개구부를 통하여 제공되는 가스는 동일하고 대기일 수 있다. 다만, 상기 메인 개구부를 통하여 제공된 가스는 유전체 장벽 방전에 의하여 활성 가스로 변환될 수 있다.And the gas can be supplied to the exposed portion of the power electrode through the
상기 전력 전극이 삼각 기둥 형상인 경우, 상기 접지 전극과 상기 전력 전극의 노출 부위( 또는 상기 전력 전극의 빗면) 사이에 보조 유전체 방전이 생성될 수 있다. 이를 위하여, 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이에 제2 영역이 형성되고, 상기 제2 영역을 통하여 공정 가스가 공급될 수 있다.When the power electrode has a triangular prism shape, auxiliary dielectric discharge may be generated between the ground electrode and the exposed portion of the power electrode (or the oblique surface of the power electrode). To this end, a second region is formed between the ground electrode and the dielectric barrier, and the process gas may be supplied through the second region.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치의 단면도이다.4A is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge plasma apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4b는 도 4a의 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치에서 다른 위치에 자른 단면도이다.FIG. 4B is a cross-sectional view taken at another position in the dielectric barrier discharge plasma apparatus of FIG. 4A.
도 4c는 도 4a의 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치의 유전체 장벽부를 나타내는 사시도이다. 도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.4C is a perspective view showing a dielectric barrier of the dielectric barrier discharge plasma apparatus of FIG. 4A. A description overlapping with that described in Fig. 3 will be omitted.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치(100a)는 절연 블록(140), 전력 전극(120), 유전체 장벽부(130), 접지 전극(110), 마스크부(150), 메인 가스 분배부(181), 및 보조 가스 분배부(182,183)를 포함한다. 상기 유전체 장벽부의 상부 모서리는 모따기 처리되었다. 상기 절연 블록(140)은 제1 방향으로 연장되고 모서리의 일부가 함몰된 함몰 부위를 포함하고 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 전력 전극(120)은 삼각 기둥 형상이고 상기 절연 블록의 상기 함몰 부위에 삽입될 수 있다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극의 모서리 및 빗면을 감싸도록 배치된 “V” 형상일 수 있다. 상기 접지 전극(110)은 상기 절연 블록 및 상기 유전체 장벽부를 감싸도록 배치되고 상기 전력 전극의 상기 모서리를 외부로 노출시킬 수 있다. 상기 마스크부(150)는 피처리물(164)과 상기 전력 전극(120) 사이에 플라즈마를 형성하는 메인 개구부(151)와 상기 전력 전극을 마주보지 않고 플라즈마를 형성하지 않는 적어도 한 쌍의 보조 개구부(153)를 포함하고 상기 접지 전극 및 상기 전력 전극의 모서리 상에 배치될 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(181)는 상기 접지 전극의 내부에 매설되어 제1 가스를 상기 메인 개구부(151)에 제공할 수 있다. 상기 보조 가스 분배부(182,183)는 상기 접지 전극의 내부에 매설되어 상기 보조 개구부(153)에 제2 가스를 제공할 수 있다.4A to 4C, the dielectric barrier
상기 접지 전극(110)은 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된다. 상기 전력 전극(120)은 상기 접지 전극의 상기 함몰 부위에 매몰되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출 부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 주 방전 플라즈마는 상기 제1 방향으로 생성되고 피처리물(164)과 상기 전력 전극(120)의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역(주 방전 영역)에서 생성되어 상기 피처물을 처리한다. 보조 방전 플라즈마는 상기 접지 전극(110)과 상기 전력 전극 사이에 서로 마주보는 제2 영역(보조 방전 영역)에서 생성되고, 상기 주 방전 플라즈마 플라즈마를 안정적으로 생성할 수 있도록 제2 영역의 가스를 상기 제1 영역에 공급한다.The
상기 전력 전극(120)은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 삼각 기둥 형상이고, 상기 전력 전극(120)의 모서리는 외부로 노출될 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 전극(130)은 삼각 기둥 형상일 수 있다. The
상기 유전체 장벽부(130)는 일정한 두께를 가지는 'V' 자 빔 형상이고, 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극의 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면을 일부 덮을 수 있다. 상기 유전체 장벽부(130)의 상부 모서리는 모따기 처리될 수 있다. 이에 따라, 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리와 상기 서셉터(162) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 이에 따라, 주 방전 플라즈마 세기가 조절될 수 있다.The
상기 접지 전극(110)은 상기 전력 전극의 빗면 및 상기 절연 블록을 빗면을 따라 배치될 수 있다. The
메인 가스 분배부(181)는 가스 이통 통로를 포함하고, 상기 접지 전극(110)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이에 형성되고, 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 가스가 공급될 수 있다. 상기 가스 이통 통로에서, 상기 접지 전극(110)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이의 간격은 1 밀리미터 이하일 수 있다. 상기 가스 이동 통로는 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 제1 영역에 플라즈마를 제공할 수 있다.The main
마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 피처리물과 상기 전력 전극의 노출부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리할 수 있다. 상기 마스크부(150)는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 마스크부는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 메인 개구부와 상기 메인 개구부의 양측에 배치된 보조 개구부(153)를 포함할 수 있다. 상기 메인 개구부는 상기 전력 전극의 모서리를 마주보도록 배치되고, 상기 보조 개구부는 상기 접지 전극을 바라보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 보조 개구부에는 유전체 장벽 방전이 수행되지 않고, 상기 메인 개구부에는 유전체 장벽 방전이 수행된다. 상기 전력 전극의 모서리가 모따기 처리되어 평판화됨에 따라, 상기 제1 방향으로 안정적인 두께 조절이 가능하다. 상기 보조 가스 분배부(182,183)는 상기 보조 개구부(153)에만 선택적으로 제2 가스를 제공하여 국부적으로 압력을 상승시킬 수 있다. 상기 제1 방향을 따라, 상기 피처리물의 표면에서 상기 보조 개구부의 압력은 상기 메인 개구부의 압력보다 높을 수 있다. 이러한 압력 제어는 플라즈마 처리 공간 선택성을 증가시킬 수 있다. 상기 보조 가스 분배부는 제2 가스를 상기 전력 전극을 기준으로 대칭적으로 분사할 수 있다. 또한, 제2 가스의 경로는 상기 피처리물(164)의 한 지점에서 만날 수 있다.The
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 사시도이다.5A is a perspective view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
도 5b는 도 5a의 길이 방향에 수직하게 자른 단면도이다.5B is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of FIG. 5A.
도 5c는 도 5a의 길이 방향으로 수직하게 자른 단면도이다. 5C is a sectional view cut perpendicularly to the longitudinal direction of FIG. 5A.
도 5d는 도 5a의 길이 방향으로 자른 단면도이다. 5D is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of FIG. 5A.
도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.A description overlapping with that described in Fig. 3 will be omitted.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치(100b)는 절연 블록(140), 전력 전극(120), 유전체 장벽부(130), 접지 전극(110), 마스크부(150), 메인 가스 분배부(181), 및 보조 가스 분배부(182,183)를 포함한다. 5A to 5D, the dielectric barrier
상기 접지 전극(110)은 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된다. 상기 전력 전극(120)은 상기 접지 전극의 상기 함몰 부위에 매몰되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 전력 전극의 노출 부위는 피처리물과 상기 노출된 전력 전극이 서로 마주보는 제1 영역을 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하기 위하여 요철 구조(120a,120b)를 가진다.The
상기 피처리물을 선택적으로 처리하기 위하여, 상기 마스크부(150) 없이, 유전체 장벽 방전의 방전 거리(전력 전극의 상부면과 상기 서셉터 사이의 거리)를 위치에 따라 다르게 할 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리와 상기 서셉터(162) 사이의 거리는 제1 방향에 따라 변경될 수 있다. 상기 전력 전극(120)은 삼각 기둥 형상이고, 상기 삼각 기둥의 상부 모서리는 주기적으로 함몰되어 돌출부위(120a)와 함몰부위(120b)를 포함할 수 있다. 상기 함몰부위에서, 상기 서셉터 까지의 거리는 유전체 장벽 방전이 효율적으로 발생하지 않도록 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 함몰 부위의 함몰 깊이는 수 밀리미터 이상일 수 있다. 상기 돌출부위에서 유전체 장벽 방전이 발생되고, 함몰 부위에서 유전체 장벽 방전이 생성되지 않는다. 이에 따라, 상기 돌출 부위는 상기 피처리물을 제1 방향을 따라 선택적으로 플라즈마 처리할 수 있다.The discharge distance of the dielectric barrier discharge (the distance between the upper surface of the power electrode and the susceptor) may be varied depending on the position, without the
상기 플라즈마 처리의 선택성을 증가하기 위하여, 보조 가스 분배부는 국부적으로 가스를 상기 피처리물에 제공할 수 있다. 상기 보조 가스 분배부(182,183)는 상기 전력 전극의 함몰 부위에 대응하는 위치에서 국부적으로 상기 피처리물에 가스를 제공할 수 있다. 한편, 상기 메인 가스 분배부는 상기 제1 방향을 따라 균일하게 가스를 제공할 수 있다. 상기 전력 전극의 상기 돌출 부위(120a) 상 에서만 유전체 장벽 방전이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출 부위에서 발생한 활성 가스는 상기 피처리물을 선택적으로 플라즈마 처리할 수 있다. 또한, 상기 보조 가스 분배부에 의한 제1 방향의 압력 제어에 의하여, 상기 활성 가스는 상기 제1 방향으로 이동하지 않고 국부적으로 상기 피처리물을 플라즈마 처리할 수 있다.In order to increase the selectivity of the plasma treatment, the auxiliary gas distributor may locally provide gas to the material to be treated. The
상기 플라즈마 처리의 선택성을 더욱 증가하기 위하여, 상기 전력 전극의 요철 구조(120a,120b)와 정렬된 마스크부(150)가 상기 접지 전극(110)의 함몰부위의 메인 개구부(151)에 배치될 수 있다. 상기 마스크부(150)는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부(150)는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 피처리물과 상기 전력 전극의 노출부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리할 수 있다. 상기 마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 메인 개구부를 포함하고, 상기 마스크부의 메인 개구부(151)는 상기 요철 구조의 돌출부위(120a)와 정렬될 수 있다. 또한, 상기 마스크부(150)는 보조 개구부(153)를 포함하고, 상기 보조 개구부(153)는 상기 보조 가스 분배부(182,183)가 제공하는 가스를 통과시키어 상기 피처리물(164) 상에 압력 분포를 제어할 수 있다.The
상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리를 덮도록 배치된다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극의 함몰부위를 채우도록 변형될 수 있다.The
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 접지 전극(110)은 상기 노출 부위 주위에서 상기 전극 전원과 서로 마주보는 보조 방전 영역을 제공하고, 상기 전극 전원을 마주보는 상기 접지 전극의 일면은 공간적으로 상기 보조 방전 영역에서 플라즈마 밀도를 제어하도록 요철 구조(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 보조 방전 영역에서 제공된 플라즈마는 상기 피처리물과 상기 전력 전극 사이의 주 방전 영역에서 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 피처리물을 플라즈마 처리할 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치의 접지 전극을 나타내는 사시도이다.6A is a perspective view illustrating a ground electrode of a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
도 6b는 도 6a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 일 위치에서 자른 단면도이다.FIG. 6B is a cross-sectional view of the dielectric barrier discharge device of FIG. 6A cut in one position perpendicular to the longitudinal direction. FIG.
도 6c는 도 6a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 다른 위치에서 자른 단면도이다. 도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.6C is a cross-sectional view taken at another position perpendicular to the longitudinal direction of the dielectric barrier discharge device of FIG. 6A. A description overlapping with that described in Fig. 3 will be omitted.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 유전체 장벽 방전 장치(100c)는 절연 블록(140), 전력 전극(120), 유전체 장벽부(130), 접지 전극(110), 마스크부(150), 메인 가스 분배부(181), 및 보조 가스 분배부(182,183)를 포함한다. 6A to 6C, the dielectric
상기 접지 전극(110)은 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된다. 상기 전력 전극(120)은 상기 접지 전극의 상기 함몰 부위에 매몰되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출 부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 접지 전극(110)은 상기 노출 부위 주위에서 상기 전극 전원과 서로 마주보는 보조 방전 영역을 제공하고, 상기 전극 전원을 마주보는 상기 접지 전극의 일면은 공간적으로 상기 보조 방전 영역에서 플라즈마 밀도를 제어하도록 요철 구조(119)를 구비한다. 상기 보조 방전 영역에서 제공된 플라즈마는 상기 피처리물과 상기 전력 전극 사이의 주 방전 영역에서 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다.The
측면 접지 전극(111)은 상기 접지 전극(110)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이에 보조 방전 공간을 제공하는 보조 방전 접지 전극부(114b)를 포함할 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)는 상기 보조 방전 공간(제2 영역)을 제공할 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)는 열 변형에 강한 금속 합금일 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)와 상기 유전체 장벽부(130) 사이의 수직 거리(g2)는 수 밀리미터 수준일 수 있다.The
상기 보조 방전 접지 전극부(114b)는 그 표면에 요철 구조(119)를 가지고 보조 유전체 장벽 방전을 위치에 따라 선택적으로 생성할 수 있다. 상기 요철 구조(119)에 기인하여, 상기 보조 방전 접지 전극부의 돌출부위와 상기 유전체 장벽부는 보조 유전체 장벽 방전이 생성되도록 제1 간격을 가질 수 있다. 또한, 상기 보조 방전 접지 전극부의 함몰부위와 상기 유전체 장벽부는 보조 유전체 장벽 방전이 생성되지 않도록 제2 간격을 가질 수 있다.The auxiliary discharge
만약, 상기 수직 거리(g2)가 너무 크면, 보조 유전체 장벽 방전이 발생하지 않는다. 따라서, 보조 유전체 장벽 방전에서 공급되는 전하가 없어, 상기 제1 영역에서 서셉터(162)와 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리 사이에서 주 유전체 장벽 방전은 약하게 발생하거나 발생하지 않을 수 있다.이에 따라, 피처리물은 위치에 따라 선택적으로 처리될 수 있다.If the vertical distance g2 is too large, the auxiliary dielectric barrier discharge does not occur. Thus, there is no charge supplied in the auxiliary dielectric barrier discharge, and the main dielectric barrier discharge between the susceptor 162 and the upper edge of the
선택적 처리를 증가시키기 위하여, 마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 피처리물과 상기 노출 부위가 서로 마주보는 주 방전 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리할 수 있다.In order to increase the selective treatment, the
상기 마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 배열된 메인 개구부(151) 및 보조 개구부(153)를 포함할 수 있다. 상기 마스크부(150)의 상기 메인 개구부는 상기 접지 전극의 상기 요철 구조의 돌출부위와 정렬될 수 있다. 상기 마스크부(150)는 도전체 재질이고, 접지되고, 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 판 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 메인 개구부를 포함할 수 있다. 상기 접지 전극의 돌출 부위는 상기 마스크부의 메인 개구부와 정렬되고, 상기 접지 전극의 함몰부위는 상기 마스크부의 보조 개구부(153)에 정렬될 수 있다. 상기 보조 개구부 주위의 압력이 상기 메인 개구부 주위의 압력보다 크도록 설정될 수 있다.The
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 일 위치에서 자른 단면도이다.7A is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention, taken at a position perpendicular to the longitudinal direction.
도 7b는 도 7a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 다른 위치에서 자른 단면도이다. 도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.7B is a cross-sectional view taken at another position perpendicular to the longitudinal direction of the dielectric barrier discharge device of FIG. 7A. A description overlapping with that described in Fig. 3 will be omitted.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 유전체 장벽 방전 장치(100d)는 절연 블록(140), 전력 전극(120), 유전체 장벽부(130), 접지 전극(110), 마스크부(150), 메인 가스 분배부(181), 및 보조 가스 분배부(282,283,284)를 포함한다. 7A and 7B, the dielectric
상기 접지 전극(110)은 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된다. 상기 전력 전극(120)은 상기 접지 전극의 상기 함몰 부위에 매몰되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출 부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 접지 전극(110)은 상기 노출 부위 주위에서 상기 전극 전원과 서로 마주보는 보조 방전 영역을 제공하고, 상기 전극 전원을 마주보는 상기 접지 전극의 일면은 공간적으로 상기 보조 방전 영역에서 플라즈마 밀도를 제어하도록 요철 구조(119)를 구비한다. 상기 보조 방전 영역에서 제공된 플라즈마는 상기 피처리물과 상기 전력 전극 사이의 주 방전 영역에서 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다.The
측면 접지 전극(111)은 상기 접지 전극(110)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이에 보조 방전 공간을 제공하는 보조 방전 접지 전극부(114b)를 포함할 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)는 상기 보조 방전 공간(제2 영역)을 제공할 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)는 열 변형에 강한 금속 합금일 수 있다. 상기 보조 방전 접지 전극부(114b)와 상기 유전체 장벽부(130) 사이의 수직 거리(g2)는 수 밀리미터 수준일 수 있다.The
상기 측면 접지 전극(111)은 외부로부터 가스를 공급받는 보조 가스 분배부(282,283,284)를 포함할 수 있다. 상기 보조 가스 분배부(282,283,284)는 외부로 가스를 공급받는 외부 가스 주입홀(284), 상기 보조 접지 전극 함몰부(283), 및 상기 보조 가스 분사부(282)를 포함할 수 있다. 상기 보조 가스 분배부(282,283,284)는 상기 마스크부의 보조 개구부에 선택적으로 가스를 공급할 수 있다. 구체적으로, 상기 측면 접지 전극에 형성된 접지 전극 함몰부(112b)는 상기 보조 개구부에 대응하는 위치에서 더 깊이 함몰되어 보조 접지 전극 함몰부(283)를 형성할 수 있다. 상기 보조 접지 전극 함몰부(283)는 상기 제1 방향을 따라 상기 보조 개구구가 배치되는 위치마다 형성될 수 있다. 상기 보조 접지 전극 함몰부(283)는 상기 외부 가스 주입홀(284)에 연결되어 가스를 공급받을 수 있다. 상기 보조 가스 분배부는 위치별로 압력을 제어하여 공간 선택성을 증가시킬 수 있다. 상기 보조 가스 분사부(282)는 상기 마스크부의 보조 개구부(152)에 가스를 분사할 수 있도록 관통홀일 수 있다. 상기 보조 가스 분배부(282,283,284)는 상기 보조 개구부(153)에만 선택적으로 제2 가스를 제공하여 국부적으로 압력을 상승시킬 수 있다. 상기 제1 방향을 따라, 상기 피처리물의 표면에서 상기 보조 개구부의 압력은 상기 메인 개구부의 압력보다 높을 수 있다. 이러한 압력 제어는 플라즈마 처리 공간 선택성을 증가시킬 수 있다. 상기 보조 가스 분배부는 제2 가스를 상기 전력 전극을 기준으로 대칭적으로 분사할 수 있다. 또한, 제2 가스의 경로는 상기 피처리물(164)의 한 지점에서 만날 수 있다.The
메인 가스 분배부(181)는 가스 이통 통로를 포함하고, 상기 접지 전극(110)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이에 형성되고, 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 가스가 공급될 수 있다. 상기 가스 이통 통로에서, 상기 접지 전극(110)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이의 간격은 1 밀리미터 이하일 수 있다. 상기 가스 이동 통로는 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 제1 영역에 플라즈마를 제공할 수 있다.The main
마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 피처리물과 상기 전력 전극의 노출부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리할 수 있다. 상기 마스크부(150)는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 마스크부는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 메인 개구부와 상기 메인 개구부의 양측에 배치된 보조 개구부(153)를 포함할 수 있다. 상기 메인 개구부는 상기 전력 전극의 모서리를 마주보도록 배치되고, 상기 보조 개구부는 상기 접지 전극을 바라보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 보조 개구부에는 유전체 장벽 방전이 수행되지 않고, 상기 메인 개구부에는 유전체 장벽 방전이 수행된다. The
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치의 일 위치에서 자른 단면도이다.8A is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention, taken at one position.
도 8b는 도 8a의 유전체 장벽 방전 장치의 다른 위치에서 자른 단면도이다.FIG. 8B is a cross-sectional view taken at another position of the dielectric barrier discharge device of FIG. 8A. FIG.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치(10a)는 접지 전극(30), 전력 전극(20), 유전체 장벽부(40), 메인 가스 분배부(32), 보조 가스 분배부(33a), 및 마스크부(150)를 포함한다. 상기 전력 전극(20)은 제1 방향으로 연장되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가된다. 상기 접지 전극(30)은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 전력 전극의 노출 부위를 제외하고 상기 전력 전극을 감싸도록 배치된다. 상기 유전체 장벽부는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 접지 전극과 상기 전력 전극 사이에 배치되고 상기 전력 전극의 상기 노출 부위를 덮도록 상기 전력 전극에 접촉하도록 배치된다. 상기 마스크부(150)는 적어도 하나의 메인 개구부(151)와 상기 제1 방향으로 이격되어 배치된 적어도 하나의 보조 개구부(153)를 포함하고 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 상기 메인 개구부를 통하여 플라즈마를 발생시키어 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다. 상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 제1 방향을 따라 상기 전력 전극의 상기 노출 부위에 균일하게 제1 가스를 공급한다. 상기 보조 가스 분배부는 상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 보조 개구부를 통하여 제2 가스를 제공하여 상기 제1 방향을 따른 압력을 제어한다.8A and 8B, a dielectric
상기 접지 전극(30)은 내부에 함몰 부위 또는 케비티를 포함할 수 있다. 상기 접지 전극은 복수의 부품으로 결합하여 형성될 수 있다. 상기 접지 전극(30)은 도전체로 형성되고, 전기적으로 접지된다. 상기 함몰 부위는 상기 접지 전극의 상부면에 형성된 개구부를 포함한다. 상기 함몰 부위는 삼각 기둥 형상이고, 상기 함몰 부위에 상기 유전체 장벽부(40)가 삽입될 수 있다. 상기 접지 전극(30)은 도전체로 형성되고 전기적으로 접지될 수 있다. 상기 접지 전극(30)은 상기 유전체 장벽부(40)를 통하여 상기 전력 전극(20) 사이에 전기장을 형성할 수 있다. 상기 전력 전극(20)이 삼각 기둥 형상인 경우, 상기 접지 전극(40)은 상기 삼각 기둥의 빗면에 대향하여 배치될 수 있다. 상기 접지 전극(30)은 제1 방향으로 연장되는 직육면체 형상일 수 있다.The
상기 접지 전극(30)의 상부면은 평면이고, 상기 유전체 장벽부(40)의 모서리가 상기 접지 전극(30)의 함몰 부위의 상부면 또는 개구부에 배치된다. 상기 접지 전극(30)의 내부에는 메인 가스 분배부(32)가 배치될 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 접지 전극(30)의 내부에 형성되고 상기 전력 전극(20)의 양측 빗면에서 상기 전력 전극의 모서리(20a)를 따라 가스를 공급할 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 접지 전극(30)의 상부면에 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되는 슬릿 형태 또는 복수의 노즐로 구성될 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 전력 전극의 상부 모서리(20a)를 기준으로 양측에서 가스를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 메인 가스 분배부(32)는 상기 피처리물과 상기 전력 전극 사이에서 제1 방향으로 균일한 가스 공간 분포를 제공할 수 있다. The upper surface of the
상기 메인 가스 분배부(32)는 가스가 진행하는 슬릿 형태의 유체 통로를 제공하며, 상기 유체 통로는 상기 접지 전극 내에서 상기 전력 전극(20)의 빗면에 나란히 진행하고 상기 접지 전극(30)의 상부면에 연결될 수 있다. 상기 가스 메인 분배부(32)는 상기 접지 전극 내부에 배치된 버퍼 공간(31)에 연결될 수 있다. 상기 버퍼 공간(31)은 공간적으로 균일하게 가스를 분사할 수 있도록 확산 공간을 제공할 수 있다. 상기 버퍼 공간에 가스가 외부로부터 공급된다.The main
보조 가스 분배부(33a)는 상기 보조 개구부(153)에만 보조 가스(또는 제2 가스)를 분사한다. 상기 보조 가스 분배부(33a)는 외부로부터 가스를 별로로 제공받고 상기 접지 전극(30)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(32)가 분사한 가스는 상기 마스크부의 메인 개구부(151)를 통하여 피처리물에 도달하고, 유전체 장벽 방전에 사용된다. 상기 마스크부(150)는 제1 방향을 따라 메인 개구부가 형성된 영역과 메인 개구부가 형성되지 않은 닫힌 영역 사이에 압력 차이를 제공한다. 이러한 압력 차이는 유전체 장벽 방전에 의하여 활성화된 활성 가스가 제1 방향을 따라 대류에 의하여 이동하여 공간 선택적 플라즈마 처리를 저해한다. 따라서, 상기 보조 가스 분배부(33a)는 별도의 보조 가스 버퍼 공간에 연결되고 상기 보조 가스 버퍼 공간은 외부로부터 가스를 공급받을 수 있다. 상기 보조 가스 분배부(33a)는 상기 마스크부의 상기 보조 개구부(153)에 대응하는 위치마다 형성되고, 제1 방향에 따라 압력을 제어할 수 있다. 비활성가스인 제2 가스는 플라즈마가 발생하지 않는 영역에 상기 보조 개구부(153)를 통하여 제공된다. 이에 따라, 상기 마스크부의 메인 개구부(151)에서 발생한 활성 가스가 상기 비개방 영역으로 이동하는 것을 억제한다. 상기 보조 개구부(153)는 유전체 장벽 방전이 발생하지 않도록 상기 전력 전극(20)을 마주보지 않는 영역에 형성된다. 한 쌍의 보조 개구부(153)는 상기 메인 개구부(151)가 형성되지 않는 위치에서 상기 제1 방향을 기준으로 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 서로 이격되어 각각 형성될 수 있다.The auxiliary
상기 보조 개구부(151)는 한 쌍을 이루고, 상기 보조 가스 분배부(33a)는 상기 전력 전극의 중심축을 기준으로 좌측 접지 전극 및 우측 전극에 각각 형성될 수 있다. 한 쌍의 상기 보조 가스 분배부(33a)가 분사하는 제2 가스의 직선 경로는 한 쌍의 상기 보조 개구부를 각각 통과하여 상기 피처리물(164)의 일 지점에 도달할 수 있다. 이에 따라, 피처리물의 표면에서 상기 제1 방향을 따라 높은 선택성의 플라즈마 처리가 제공될 수 있다.The
교류 전원(176)은 수 kHz 내지 수백 kHz 수준의 주파수를 가지며, 수 kW 내지 수십 kW를 상기 전력 전극에 공급할 수 있다. 상기 교류 전원의 파형은 정현파, 사각파, 또는 톱니파일 수 있다.The
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 접지 전극은 상기 전력 전극의 노출부위 제외하고 상기 전력 전극을 감싸도록 배치되는 한 다양하게 변형될 수 있다. 상기 유전체 장벽층은 상기 전력 전극의 모서리를 감싸는 한 다양하게 변형될 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the ground electrode may be variously modified so as to surround the power electrode except the exposed portion of the power electrode. The dielectric barrier layer can be variously modified as long as it covers the corners of the power electrode.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 평면도이다.9A is a plan view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
도 9b는 도 9a의 F-F’ 선을 따라 자른 단면도이다.9B is a cross-sectional view taken along the line F-F 'in FIG. 9A.
도 9c는 도 9a의 G-G’ 선을 따라 자른 단면도이다.9C is a sectional view taken along the line G-G 'in FIG. 9A.
도 9a 및 도 9c를 참조하면, 유전체 장벽 방전 장치(300)는 접지 전극(330), 전력 전극(320), 유전체 장벽부(340), 메인 가스 분배부(332), 보조 가스 분배부(333), 그리고 마스크부(150)를 포함한다.9A and 9C, the dielectric
상기 접지 전극(330)은 제1 방향으로 연장되는 함몰부위(330a)를 포함하고 전기적으로 접지된다. 상기 전력 전극(320)은 상기 접지 전극의 상기 함몰부위(330a)에 매몰되어 배치되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 유전체 장벽부(340)는 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다.The
상기 전력 전극(320)은 원기둥 형상이고, 상기 유전체 장벽부(340)는 상기 전력 전극의 원주를 감싸도록 배치될 수 있다. The
상기 접지 전극(330)은 사각 기둥 형상이고, 상기 전력 전극 및 상기 유전체 장벽부가 매몰될 수 있도록 함몰 부위를 포함할 수 있다. 상지 유전체 장벽부(340)는 절연 블록(440)에 상기 전력 전극의 노출 부위를 제외하도록 매몰될 수 있다. 상기 전력 전극의 일부는 상기 유전체 장벽부를 개재하여 외부 대기에 노출될 수 있다. The
상기 절연 블록(440)은 사각 기둥 형상이고, 상기 전력 전극의 일부가 매몰될 수 있도록 함몰부위를 포함할 수 있다. 상기 노출된 전력 전극과 상기 접지 사이의 공간에는 가스가 공급될 수 있다. The insulating
상기 접지 전극(330)의 상부면은 평면일 수 있다. 상기 접지 전극의 함몰 부위 상부면에 절연판(371)이 배치될 수 있다. 상기 절연판(371) 상에 마스크부(150) 배치될 수 있다.The upper surface of the
상기 접지 전극의 내부에는 가스 분배부(332)가 배치될 수 있다. 상기 가스 분배부(332)는 상기 접지 전극의 내부에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 노출 부위를 따라 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스 분배부(332)는 상기 접지 전극(330)의 내부 측면에 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되는 슬릿 형태 또는 복수의 노즐로 구성될 수 있다. A
상기 메인 가스 분배부(332)는 가스가 진행하는 유체 통로를 제공할 수 있다. 상기 메인 가스 분배부(332)는 상기 접지 전극 내부에 배치된 버퍼 공간(331)에 연결될 수 있다. 상기 버퍼 공간(331)은 공간적으로 균일하게 가스를 분사할 수 있도록 확산 공간을 제공할 수 있다. 상기 버퍼 공간에 가스가 외부로 부터 공급된다. 상기 메인 가스 분배부(332)는 상기 마스크부(150)의 메인 개구부(151)에 가스를 제공할 수 있다.The
상기 보조 가스 분배부(333)은 상기 버퍼 공간에 연결되고 상기 마스크부의 상기 보조 개구부(153)에 가스를 제공할 수 있다. The
서셉터(162)는 피처리물(164)을 고정하거나 이동시키는 수단으로, 도전체이고, 접지된다. 상기 서셉터(162)는 판형 또는 원통형 롤러일 수 있다. 상기 피처리물은 상기 서셉터에 밀착될 수 있다. 유전체 장벽 방전은 상기 서셉터와 상기 전력 전극의 노출 부위 사이에서 발생한다. The
상기 피처리물에 라인 패턴과 같은 특정 부위만을 선택적으로 플라즈마 처리하고자 하는 경우, 마스크부가 상기 접지 전극의 개구부 상에 배치될 수 있다.In the case where only a specific portion such as a line pattern is selectively subjected to plasma processing, a mask portion may be disposed on the opening portion of the ground electrode.
상기 마스크부(150)는 메인 개구부(151) 및 보조 개구부(153)를 가지고, 세라믹 재질 또는 도전체로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 마스크부(150)는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부(150)는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면(또는 개구부)을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 마스크부(150)는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 판형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 상기 마스크부(150)의 두께는 얇은 것이 바람직하다. 상기 유전체 장벽부는 상기 마스크부의 하부면에 실질적으로 접촉할 수 있다. 접지된 도전성 마스크부의 일 영역과 상기 유전체장벽부는 서로 접촉하거나 충분한 공간을 제공하지 않아, 유전체 장벽 방전이 발생되지 않는다. 접지된 도전성 마스크부의 개방된 다른 영역에서, 상기 서셉터와 상기 전력 전극의 노출부위는 유전체 장벽 방전을 수행한다. 이에 따라, 제1 방향을 따라 국부적으로 유전체 장벽이 발생함에 따라, 상기 피처리물을 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리가 수행될 수 있다. The
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect.
110: 접지 전극
120: 전력 전극
130: 유전체 장벽부
140: 절연블록
150: 마스크부110: ground electrode
120: Power electrode
130: dielectric barrier
140: Insulation block
150: mask part
Claims (39)
적어도 하나의 메인 개구부와 제1 방향으로 이격되어 배치된 적어도 하나의 보조 개구부를 포함하고 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 상기 메인 개구부를 통하여 플라즈마를 발생시키어 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하는 마스크부;
상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 제1 방향을 따라 상기 전력 전극의 상기 노출 부위에 균일하게 제1 가스를 공급하는 메인 가스 분배부; 및
상기 접지 전극의 내부에 매설되고 상기 보조 개구부를 통하여 제2 가스를 제공하여 상기 제1 방향을 따른 압력을 제어하는 보조 가스 분배부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.A dielectric barrier discharge plasma generator comprising a power electrode including an exposed portion for dielectric barrier discharge, a ground electrode facing the power electrode, and a dielectric barrier disposed on the power electrode,
A first region including at least one main opening and at least one auxiliary opening spaced apart in a first direction and extending in the first direction and in which the exposed portions of the subject and the power electrode face each other; A mask unit for generating a plasma through the main opening and selectively performing a plasma process on the object to be processed according to the position in the first direction;
A main gas distribution unit buried in the ground electrode and uniformly supplying a first gas to the exposed portion of the power electrode along the first direction; And
And an auxiliary gas distribution unit embedded in the ground electrode and controlling a pressure along the first direction by providing a second gas through the auxiliary opening.
상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고,
상기 접지 전극은 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 전력 전극의 노출 부위를 제외하고 상기 전력 전극을 감싸도록 배치되고,
상기 유전체 장벽부는 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 접지 전극과 상기 전력 전극 사이에 배치되고 상기 전력 전극의 상기 노출 부위를 덮도록 상기 전력 전극에 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the power electrode extends in the first direction and a part of the power electrode is exposed to the outside and an AC voltage is applied,
Wherein the ground electrode extends in the first direction and is arranged to surround the power electrode except the exposed portion of the power electrode,
Wherein the dielectric barrier is arranged to extend in the first direction and to be disposed between the ground electrode and the power electrode and to contact the power electrode to cover the exposed portion of the power electrode. .
상기 마스크부는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 형상이고,
상기 메인 개구부는 상기 제1 방향을 따라 배열된 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
The mask portion has a shape having a thickness of 1 millimeter or less,
Wherein the main opening is arranged along the first direction.
상기 마스크부는 도전체이고 접지되고,
상기 마스크부는 상기 전력 전극의 상기 노출 부위를 덮도록 상기 접지 전극에 배치되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.The method of claim 3,
The mask portion is a conductor and is grounded,
Wherein the mask portion is disposed on the ground electrode so as to cover the exposed portion of the power electrode.
상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 삼각 기둥 형상이고,
상기 전력 전극의 상기 모서리는 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the power electrode has a triangular prism shape having edges extending in the first direction,
Wherein the edge of the power electrode is exposed to the outside.
상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 상기 제1 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the main gas distribution unit is formed on the ground electrode and supplies the first gas along the corners of the power electrode at both sides of the power electrode.
상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측 빗면을 따라 상기 유전체 장벽부에 상기 제1 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the main gas distribution unit is formed on the ground electrode and supplies the first gas to the dielectric barrier along both oblique surfaces of the power electrode.
상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이에 형성되고, 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 빗면을 따라 제1 가스를 공급하는 가스 이동 통로를 더 포함하고,
상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이의 간격은 1 밀리미터 이하이고,
상기 가스 이동 통로는 상기 접지 전극과 상기 전력 전극 사이에서 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 메인 개구부에 플라즈마를 제공하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.6. The method of claim 5,
Further comprising a gas transfer passage formed between the ground electrode and the dielectric barrier portion and supplying a first gas along the oblique plane of the power electrode at both sides of the power electrode,
The distance between the ground electrode and the dielectric barrier is less than or equal to 1 millimeter,
Wherein the gas transfer path performs an auxiliary dielectric barrier discharge between the ground electrode and the power electrode to provide plasma to the main opening. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
함몰부위를 구비한 삼각 기둥 형상의 절연 블록을 더 포함하고,
상기 전력 전극은 삼각 기둥 형상이고,
상기 전력 전극의 일 모서리는 외부로 노출되고,
상기 전력 전극은 상기 절연 블록의 상기 함몰 부위에 배치되고,
상기 절연 블록과 상기 전력 전극은 전체적으로 삼각 기둥 형상을 제공하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.3. The method of claim 2,
Further comprising a triangular columnar insulation block having a depression,
The power electrode has a triangular prism shape,
One edge of the power electrode is exposed to the outside,
Wherein the power electrode is disposed at the depression portion of the insulation block,
Wherein the dielectric block and the power electrode provide a generally triangular prismatic shape.
상기 접지 전극은 상기 전력 전극의 빗면 및 상기 절연 블록을 빗면을 따라 배치되고,
상기 유전체 장벽부는 일정한 두께를 가지는 'V' 자 빔 형상이고,
상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면의 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the ground electrode is disposed along the oblique surface of the power electrode and the oblique surface of the insulating block,
The dielectric barrier is a V-shaped beam having a constant thickness,
Wherein the dielectric barrier covers the oblique surface of the power electrode and covers a part of the oblique surface of the insulating block.
상기 절연 블록은 제1 방향으로 연장되고 상기 절연 블록의 빗면에 돌출되는 돌출부를 더 포함하고,
상기 유전체 장벽부는 상기 돌출부에 걸리도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the insulating block further includes a protrusion extending in a first direction and protruding from an oblique plane of the insulating block,
Wherein the dielectric barrier is arranged to be hung on the protrusion.
상기 접지 전극은 상기 전력 전극의 하부 측면 모서리에 대향하여 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 접지 전극 함몰부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the ground electrode comprises a ground electrode depression formed opposite the lower side edge of the power electrode and extending in the first direction.
상기 접지 전극 함몰부에 배치되는 아크 방지 절연블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.13. The method of claim 12,
Further comprising an arc prevention insulation block disposed in the ground electrode depression.
상기 접지 전극은 상기 전력 전극을 대향하여 배치되고,
상기 접지 전극은 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이에 보조 방전 공간을 제공하는 보조 방전 접지 전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.13. The method of claim 12,
Wherein the ground electrode is disposed so as to face the power electrode,
Wherein the ground electrode further comprises an auxiliary discharge ground electrode part providing an auxiliary discharge space between the ground electrode and the dielectric barrier part.
상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극의 내부에서 구불구불하고 그 단면이 슬릿 형상인 접지 전극 유체 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the main gas distribution unit includes a ground electrode fluid passage having a slit shape in a cross section of the ground electrode.
상기 보조 가스 분배부는:
상기 아크 방지 절연블록과 상기 접지 전극 사이에 형성된 보조 가스 버퍼 공간; 및
상기 보조 가스 버퍼 공간에 연결되고 상기 접지 전극의 내부에 형성되고 상기 마스크부의 상기 보조 개구부를 향하여 제2 가스를 제공하는 보조 가스 이동 통로를 포함하고,
상기 보조 가스 버퍼 공간은 상기 접지 전극 유체 통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the auxiliary gas distributor comprises:
An auxiliary gas buffer space formed between the arc prevention insulating block and the ground electrode; And
And an auxiliary gas transfer passage connected to the auxiliary gas buffer space and formed inside the ground electrode and providing a second gas toward the auxiliary opening of the mask portion,
And the auxiliary gas buffer space is connected to the ground electrode fluid passage.
상기 보조 가스 분배부는:
외부로부터 제2 가스를 공급받고 상기 접지 전극을 관통하는 보조 가스 주입구;
상기 보조 가스 주입구에 연결되고 상기 아크 방지 절연블록과 상기 접지 전극 사이에 형성된 보조 가스 버퍼 공간; 및
상기 보조 가스 버퍼 공간에 연결되고 상기 접지 전극의 내부에 형성되고 상기 마스크부의 상기 보조 개구부를 향하여 제2 가스를 제공하는 보조 가스 이동 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the auxiliary gas distributor comprises:
An auxiliary gas inlet through which a second gas is supplied from the outside and penetrates the ground electrode;
An auxiliary gas buffer space connected to the auxiliary gas inlet and formed between the arc preventive isolation block and the ground electrode; And
And an auxiliary gas transfer passage connected to the auxiliary gas buffer space and formed inside the ground electrode and providing a second gas toward the auxiliary opening of the mask portion.
상기 메인 가스 분배부는 상기 접지 전극의 내부에서 구불구불하고 그 단면이 슬릿 형상인 접지 전극 유체 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the main gas distribution unit includes a ground electrode fluid passage having a slit shape in a cross section of the ground electrode.
상기 마스크부는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 메인 개구부를 포함하고,
상기 메인 개구부의 길이는 수백 마이크로미터 내지 수 센치미터인 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the mask portion includes a plurality of main openings arranged in the first direction,
Wherein the length of the main opening is several hundred micrometers to several centimeters.
상기 접지 전극은 상기 절연 블록이 배치되는 하판 접지 전극을 더 포함하고,
상기 하판 접지 전극은 그 상부면에 형성되고 제1 방향으로 연장되는 변에 인접하게 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 트렌치 및 상기 제1 트렌치와 이격되어 반대 방향의 변에 인접하게 배치되는 연장되는 제2 트렌치를 포함하고,
상기 제1 트렌치는 복수의 제1 가스 유입구를 구비하고,
상기 제2 트렌치는 복수의 제2 가스 유입구를 구비하고,
상기 제1 가스 유입구와 상기 제2 가스 유입구는 제1 방향으로 교번하여 배치되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the ground electrode further comprises a lower plate ground electrode on which the insulating block is disposed,
The lower plate ground electrode includes a first trench formed on an upper surface thereof and adjacent to a side extending in a first direction and extending in the first direction and a second trench spaced apart from the first trench, And a second trench extending therefrom,
The first trench having a plurality of first gas inlets,
The second trench having a plurality of second gas inlets,
Wherein the first gas inlet and the second gas inlet are alternately arranged in a first direction.
상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 모서리 상에서 모따기 처리되어 유전체 두께를 상대적으로 얇게 하여 상기 피처리물 사이의 플라즈마 방전을 강하게 일어나게 하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the dielectric barrier is chamfered on an edge of the power electrode to relatively reduce a thickness of the dielectric to thereby strongly generate a plasma discharge between the target object and the dielectric barrier.
상기 전력 전극은 원기둥 형상이고,
상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 원주를 감싸도록 배치된 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.10. The method of claim 9,
The power electrode has a cylindrical shape,
Wherein the dielectric barrier is arranged to surround the circumference of the power electrode.
상기 전력 전극의 노출 부위는 상기 제1 방향의 위치에 따라 요철 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the exposed portion of the power electrode has a concavo-convex structure according to a position in the first direction.
상기 전력 전극을 마주보는 상기 접지 전극의 일면은 상기 제1 방향의 위치에 따라 요철 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein one surface of the ground electrode facing the power electrode has a concavo-convex structure according to a position in the first direction.
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |