KR101843770B1 - Linear type plasma source for selective surface treatment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유전체 장벽 방전 장치를 제공한다. 유전체 장벽 방전 장치는 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된 접지 전극; 상기 접지 전극의 상기 함몰부위에 매몰되어 배치되고 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; 및 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 처리하는 마스크부를 포함한다.The present invention provides a dielectric barrier discharge device. The dielectric barrier discharge device includes an electrically grounded electrode including a depression extending in a first direction; A power electrode which is buried in the depression of the ground electrode and which is partially exposed to the outside and is applied with an alternating voltage and extends 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; And a second region extending in the first direction and disposed in a first region in which the exposed portion of the object and the power electrode are opposed to each other to spatially control the density of the plasma, As shown in FIG.
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 전력 전극, 접지 전극, 그 사이의 유전체 장벽부, 선택적 표면처리를 위한 마스크부로 구성되어 대기압 플라즈마를 발생시켜 필름, 글라스, 웨이퍼 등의 선택적 표면처리가 가능한 선형 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 저온 플라즈마를 얻을 수 있어 진공장비와 피처리물 출입 등과 관련된 장비에 소요되는 비용을 줄일 수 있다. 아울러 진공상태에서 플라즈마 가공을 해야 하는 경우에 비하여, 대기압 플라즈마는 피처리물의 크기에 대한 제약이 완화되는 이점을 가진다. 이러한 대기압 플라즈마는 펄스 코로나 방전과 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge: DBD)으로 주로 발생되며, 기체의 압력을 100 토르(Torr)부터 대기압(760 Torr)이상 까지 유지하면서 저온 플라즈마를 발생하는 기술을 의미한다.The atmospheric plasma can obtain a low-temperature plasma at atmospheric pressure, thereby reducing the cost of equipment related to vacuum equipment and access to the material to be processed. In addition, the atmospheric plasma has an advantage that the restriction on the size of the object to be processed is relaxed, compared with the case where plasma processing is required in a vacuum state. This atmospheric plasma is generated mainly by pulsed corona discharge and dielectric barrier discharge (DBD), and means a technique of generating a low-temperature plasma while maintaining the gas pressure from 100 Torr to atmospheric pressure (760 Torr) or higher do.
한국 등록특허 10-0760551는 표면처리를 위하여 상압 상태에서 균일하고 안정된 대면적 플라즈마 발생자치를 개시하고 있다. 봉형상의 고주파 전력이 매칭회로를 통해 인가되는 제1 전극과 길이방향으로 일정거리가 이격되어 방전공간을 형성하도록 배치된 제2 전극과 안정적인 플라즈마 방전을 위해 제1전극을 모두 감싸고 있는 유전체 장벽부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나 등록특허 10-0760551에서는 제1 전극을 감싸는 유전체 표면에 쌓이는 전하들에 의한 국소적인 전기장의 형성으로 피처리물 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 disposed so as 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 portion surrounding the first electrode for stable plasma discharge . However, in Japanese Patent Application No. 10-0760551, an 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 problem that a defect occurs.
리튬이온 이차전지의 제조 공정에 있어서, 양극, 분리막층 및 음극 층간의 층간 접착력이 약하면, 전지 내부의 저항이 증가하게 된다. 결과적으로 전지의 성능이 크게 저하된다. 층간 접착력을 향상시키기 위해 코로나 혹은 플라즈마 소스를 이용한 분리막의 표면처리 공정이 사용되고 있다. 최근 이차전지의 에너지 밀도를 높이기 위해 얇은 분리막 필름이 사용되면서 플라즈마 처리에 발생하는 아크로 인한 필름 손상으로 이차전지 제조에 있어 직접적인 불량의 원인이 된다. 이에 기존의 코로나 혹은 플라즈마 소스의 공정 안정성에 대한 요구가 높아지고 있다.When the interlayer adhesive force between the positive electrode, the separator layer, and the negative electrode layer is weak in the manufacturing process of the lithium ion secondary battery, the resistance inside the battery increases. As a result, the performance of the battery significantly deteriorates. In order to improve interlaminar adhesion, a surface treatment process of a separator using a corona or a plasma source is used. In recent years, a thin separator film has been used to increase the energy density of the secondary battery, and the film damage due to the arc generated in the plasma treatment causes a direct failure in manufacturing the secondary battery. Therefore, there is a growing demand for process stability of conventional corona or plasma sources.
뿐만 아니라, 이차전지의 제조에 있어, 분리막의 접착력을 선택적으로 제어하기 위한 공정기술 개발이 최근 활발히 이루어지고 있다. 접착력의 제어는 전지 내부의 분리막과 전극 사이의 전기적 저항뿐만 아니라 전지에 주입되는 전해액이 전지 내부에서 균일하게 공급될 수 있도록 에이징(aging) 공정 효율을 높일 수 있다. 특히, 분리막과 전극 사이에 전해액이 충분히 침투되지 못하거나, 전지 내부의 적층 사이 영역에서 기포가 발생하는 문제점을 해결할 수 있다. In addition, in the manufacture of secondary batteries, development of process technology for selectively controlling the adhesive force of the separator has been actively conducted. The control of the adhesive force can increase the efficiency of the aging process so that not only the electrical resistance between the separator and the electrode in the battery but also the electrolyte solution injected into the battery can be uniformly supplied in the battery. Particularly, it is possible to solve the problem that the electrolytic solution can not sufficiently penetrate between the separator and the electrode, or bubbles are generated in the region between the stacks inside the battery.
본 발명에 일 실시예에 따른, 플라즈마를 이용한 접착력 제어 기술은 효과적으로 접착력을 제어하고, 전해액을 균일하게 공급하여 이차전지의 성능을 높이고 불량률을 낮출 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the adhesive force control technique using plasma can effectively control the adhesive force and uniformly supply the electrolyte solution, thereby improving the performance of the secondary battery and reducing the defective rate.
따라서, 아크 발생을 억제하고 안정적인 플라즈마 방전을 통한 표면처리 공정의 안정성 확보가 가능하면서, 공간적으로 선택적인 플라즈마 처리가 가능한 선형 플라즈마 발생 장치에 대한 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a technique for a linear plasma generator capable of spatially selective plasma processing while suppressing arc generation and ensuring stability of a surface treatment process through stable plasma discharge.
이에 본 발명자들은 플라즈마 소스 내부에서의 일차방전을 이용하여 표면 처리 공정영역에서의 플라즈마 밀도 제어를 통해 안정적인 플라즈마 발생이 가능하고, 플라즈마 전극 구조 설계와 마스크를 이용하여 공간적으로 선택적 처리가 가능한 플라즈마 발생 장치 기술을 개발하기 위해 거듭 연구한 끝에, 안정적이고 선택적 플라즈마 처리가 가능한 유전체 장벽 선형 플라즈마 발생장치로서, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have developed a plasma generator capable of generating a stable plasma through plasma density control in a surface treatment process region using a primary discharge in a plasma source and spatially selectively processing using a plasma electrode structure design and a mask The present inventors have completed the present invention as a dielectric barrier linear plasma generator capable of stable and selective plasma processing.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-0760551호(2007.09.20. 공고)(Patent Document 1) Korean Patent No. 10-0760551 (published on September 20, 2007)
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 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 securing stability of a plasma discharge.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 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 selective plasma surface treatment.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치는 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된 접지 전극; 상기 접지 전극의 상기 함몰부위에 매몰되어 배치되고 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; 및 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 처리하는 마스크부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dielectric barrier discharge apparatus including: a ground electrode including a depression extending in a first direction and electrically grounded; A power electrode which is buried in the depression of the ground electrode and which is partially exposed to the outside and is applied with an alternating voltage and extends 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; And a second region extending in the first direction and disposed in a first region in which the exposed portion of the object and the power electrode are opposed to each other to spatially control the density of the plasma, As shown in FIG.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 개구부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion may have a shape having a thickness of 1 millimeter or less and include a plurality of openings arranged along the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면을 덮도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion is a conductor and grounded, and the mask portion may be arranged to cover the upper surface of the depression portion of the ground electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 기둥 형상이고, 상기 전력 전극의 모서리는 외부로 노출될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode is a columnar 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 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 가스를 공급하는 가스 분배부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas distribution unit may further include a gas distributor formed on the ground electrode and supplying gas along corners of the power electrode at both sides of the power electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 빗면에 가스를 공급하는 가스 분배부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas distribution unit may further include a gas distributor formed on the ground electrode and supplying gas to the oblique plane of the power electrode at both 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 가스를 공급하는 가스 이동 통로를 더 포함할 수 있다. 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이의 간격은 1 밀리미터 이하이고, 상기 가스 이동 통로는 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 제1 영역에 플라즈마를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a gas moving passage may be formed between the ground electrode and the dielectric barrier portion, and gas is supplied from both sides of the power electrode along the oblique plane 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 plasma in the first region by performing a supplementary dielectric barrier discharge.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 함몰부를 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 함몰된 부위에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating block may further include a triangular column-shaped insulating block having a depression. The power electrode may have a triangular prism shape, one corner of the power electrode may be exposed to the outside, and the power electrode may be disposed at a depressed portion of the insulation block.
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 'L' 자 빔 형상이고, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면을 일부 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 an L-shaped beam having a constant thickness, It is possible to cover the oblique surface of the power electrode and partially cover 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 포함하고, 상기 유전체 장벽부는 상기 돌출부에 걸리도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating block further includes a protrusion extending in a first direction and protruding from the oblique surface of the insulating block, and 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 접지 전극은 그 내부에서 구불구불하고 그 단면이 슬릿 형상인 접지 전극 유체 통로를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ground electrode may include a ground electrode fluid passageway that is serpentine within and has a slit-shaped cross-section.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부의 크기는 수백 마이크로미터 내지 수 센치미터일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion includes a plurality of openings arranged in the first direction, and the size of the 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 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 포함할 수 있다. 상기 제1 트렌치는 복수의 제1 가스 출구를 구비하고, 상기 제2 트렌치는 복수의 제2 가스 출구를 구비하고, 상기 제1 가스 출구와 상기 제2 가스 출구는 제1 방향으로 교번하여 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ground electrode further includes a lower plate ground electrode on which the insulating block is disposed, and the lower plate ground electrode is disposed adjacent to a side of the upper surface formed on the upper surface and extending in the first direction A first trench extending in the first direction and a second trench extending away from the first trench and disposed adjacent to the opposite side. Wherein the first trench has a plurality of first gas outlets and the second trench has a plurality of second gas outlets and wherein the first gas outlets and the second gas outlets are alternately arranged in a first direction .
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 모서리 상에 모따기 처리되어 유전체 두께를 상대적으로 얇게 하여 상기 피처리물 사이의 플라즈마 방전을 강하게 일어나게 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the dielectric barrier may be chamfered on corners of the power electrode to relatively reduce the thickness of the dielectric, thereby causing a plasma discharge to occur between the objects to be processed.
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 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치는 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; 및 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 유전체 장벽부를 포함한다. 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 구조를 가진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dielectric barrier discharge apparatus including: a ground electrode including a depression 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; And 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. Wherein the exposed portion of the power electrode has a first region in which the object to be exposed and the exposed power electrode face each other to spatially control the plasma density to selectively process the object to be processed in the first direction To have a concavo-convex structure.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 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 처리하는 마스크부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plasma density is spatially controlled by arranging the exposed regions of the to-be-processed object and the power electrode in a first region facing each other in the first direction, And a mask unit for selectively performing a plasma process in accordance with the position in the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 요철 구조의 돌출부와 정렬될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion includes a plurality of openings arranged in the first direction, and the openings may be aligned with the protrusions of the concave-convex structure.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 개구부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion may have a shape having a thickness of 1 millimeter or less and include a plurality of openings arranged along the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면을 덮도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion is a conductor and grounded, and the mask portion may be arranged to cover the upper surface of the depression portion of the ground electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 기둥 형상이고, 상기 전력 전극의 모서리는 외부로 노출될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode is a columnar 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 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 가스를 공급하는 가스 분배부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas distribution unit may further include a gas distributor formed on the ground electrode and supplying gas along corners of the power electrode at both 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 모서리를 따라 가스를 공급하는 가스 이동 통로를 더 포함할 수 있다. 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이의 간격은 1 밀리미터 이하이고, 상기 가스 이동 통로는 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 제1 영역에 플라즈마를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas passage may be formed between the ground electrode and the dielectric barrier, and the gas passage may supply gas along the edge 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 plasma in the first region by performing a supplementary dielectric barrier discharge.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 절두 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 절두된 부위에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode further includes a truncated triangular column-shaped insulating block, wherein the power electrode is triangular, and one edge of the power electrode is exposed to the outside, May be disposed in the truncated region.
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 'L' 자 빔 형상이고, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면을 일부 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 an L-shaped beam having a constant thickness, It is possible to cover the oblique surface of the power electrode and partially cover 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 포함하고, 상기 유전체 장벽부는 상기 돌출부에 걸리도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating block further includes a protrusion extending in a first direction and protruding from the oblique surface of the insulating block, and 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 따른 유전체 장벽 방전 장치는 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; 및 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출 부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 유전체 장벽부를 포함한다. 상기 접지 전극은 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 구조를 구비한다. 상기 보조 방전 영역에서 제공된 플라즈마는 상기 피처리물과 상기 전력 전극 사이의 주 방전 영역에서 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dielectric barrier discharge apparatus including: a ground electrode including a depression 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; And 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. Wherein the ground electrode provides an auxiliary discharge region facing the electrode power source at the periphery of the exposed portion and one surface of the ground electrode facing the electrode power source spatially control the plasma density in the auxiliary discharge region Respectively. The plasma provided in the auxiliary discharge region is selectively subjected to plasma treatment in accordance with the position in the first direction in the main discharge region between the object to be processed and the power electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 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 처리하는 마스크부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the object to be treated may be arranged in the main discharge region extending in the first direction and facing the object to be exposed and the exposure region to control the plasma density spatially, And a mask unit for selectively performing a plasma process in accordance with the position of the mask.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 개구부를 포함하고, 상기 개구부는 상기 접지 전극의 상기 요철 구조의 돌출부와 정렬될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion includes a plurality of openings arranged in the first direction, and the openings can be aligned with the protrusions of the concave-convex structure of the ground electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 도전체 재질이고, 접지되고, 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 판 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 개구부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion is formed of a conductive material, is grounded, is in the form of a plate having a thickness of 1 millimeter or less, and may include a plurality of openings arranged along the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면을 덮도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion is a conductor and grounded, and the mask portion may be arranged to cover the upper surface of the depression portion of the ground electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 기둥 형상이고, 상기 전력 전극의 모서리는 외부로 노출될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode is a columnar 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 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 가스를 공급하는 가스 분배부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas distribution unit may further include a gas distributor formed on the ground electrode and supplying gas along corners of the power electrode at both 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 모서리를 따라 가스를 공급하는 가스 이동 통로를 더 포함할 수 있다. 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이의 간격은 1 밀리미터 이하이고, 상기 가스 이동 통로는 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 주 방전 영역에 플라즈마를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas passage may be formed between the ground electrode and the dielectric barrier, and the gas passage may supply gas along the edge 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 passages may provide auxiliary dielectric barrier discharge to provide plasma in the main discharge region.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 절두 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 절두된 부위에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode further includes a truncated triangular column-shaped insulating block, wherein the power electrode is triangular, and one edge of the power electrode is exposed to the outside, May be disposed in the truncated region.
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 'L' 자 빔 형상이고, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면을 일부 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 an L-shaped beam having a constant thickness, It is possible to cover the oblique surface of the power electrode and partially cover 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 포함하고, 상기 유전체 장벽부는 상기 돌출부에 걸리도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating block further includes a protrusion extending in a first direction and protruding from the oblique surface of the insulating block, and 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 따른 유전체 장벽 방전 장치는 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; 및 상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출 부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 유전체 장벽부를 포함한다. 주 방전 플라즈마는 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물과 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에서 생성되어 상기 피처물을 처리하고, 보조 방전 플라즈마는 상기 접지 전극과 상기 전력 전극 사이에 서로 마주보는 제2 영역에서 생성되고, 상기 주 방전 플라즈마 플라즈마를 안정적으로 생성할 수 있도록 제2 영역의 가스를 상기 제1 영역에 공급한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dielectric barrier discharge apparatus including: a ground electrode including a depression 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; And 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. The main discharge plasma is generated in a first region extending in the first direction and facing the object to be exposed and the exposed portion to process the object, and an auxiliary discharge plasma is formed between the ground electrode and the electric power electrode Is generated in the second region and supplies the gas in the second region to the first region so as to stably generate the main discharge plasma plasma.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 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 처리하는 마스크부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plasma density is spatially controlled by arranging the exposed regions of the to-be-processed object and the power electrode in a first region facing each other in the first direction, And a mask unit for selectively performing a plasma process in accordance with the position in the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 개구부를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the mask portion has a shape having a thickness of 1 millimeter or less and includes a plurality of openings arranged along the first direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크부는 도전체이고 접지되고, 상기 마스크부는 상기 접지 전극의 상기 함몰부위의 상부면을 덮도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mask portion is a conductor and grounded, and the mask portion may be arranged to cover the upper surface of the depression portion of the ground electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 기둥 형상이고, 상기 전력 전극의 모서리는 외부로 노출될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode is a columnar 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 접지 전극에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 가스를 공급하는 가스 분배부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas distribution unit may further include a gas distributor formed on the ground electrode and supplying gas along corners of the power electrode at both 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 모서리를 따라 가스를 공급하는 가스 이동 통로를 더 포함하고, 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이의 간격은 1 밀리미터 이하이고, 상기 가스 이동 통로는 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 제1 영역에 플라즈마를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the apparatus further comprises a gas transfer passage formed between the ground electrode and the dielectric barrier portion, for supplying a gas along the edge of the power electrode at both sides of the power electrode, And the dielectric barrier are less than or equal to 1 millimeter, and the gas transfer passages may provide auxiliary dielectric barrier discharge to provide plasma in the first region.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 절두 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 절두된 부위에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power electrode further includes a truncated triangular column-shaped insulating block, wherein the power electrode is triangular, and one edge of the power electrode is exposed to the outside, May be disposed in the truncated region.
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 'L' 자 빔 형상이고, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면을 일부 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 an L-shaped beam having a constant thickness, It is possible to cover the oblique surface of the power electrode and partially cover 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 포함하고, 상기 유전체 장벽부는 상기 돌출부에 걸리도록 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating block further includes a protrusion extending in a first direction and protruding from the oblique surface of the insulating block, and 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 따른 이차 전지의 분리막 필름 플라즈마 처리 장치는 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; 및 상기 제1 방향으로 연장되는 이차 전지의 분리막 필름과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하는 마스크부를 포함한다.A plasma processing apparatus for 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; And a separation membrane film of the secondary battery extending in the first direction and the exposed region of the power electrode are disposed in a first region facing each other to spatially control the plasma density, And a mask portion for selectively performing plasma processing.
본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 유전체 방전 플라즈마 처리 방법은 피처리물을 이송하고 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; 및 상기 전력 전극의 노출부위를 덮는 유전체 방전부를 배치하고 상기 유전체 방전부 상에 마스크를 배치하여 상기 피처리물에 공간적으로 선택적으로 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함한다.A method of processing an atmospheric pressure dielectric discharge plasma according to an embodiment of the present invention includes the steps of: transferring an object to be processed and providing 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; And disposing a dielectric discharge portion covering the exposed portion of the power electrode, and arranging a mask on the dielectric discharge portion to spatially selectively perform plasma processing on the object to be processed.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극과 상기 전력 전극의 노출부위 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 exposed portion of the power electrode.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극을 통하여 상기 전력 전극의 노출부위에 공정 가스를 공급하는 단계를 더 포함하고, 상기 플라즈마는 상기 피처리물을 친수처리하고, 상기 공정가스는 산소, 질소, 수소, 및 아르곤 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method further comprises the step of supplying a process gas to an exposed portion of the power electrode through the ground electrode, wherein the plasma processes the object to be treated with water, Nitrogen, hydrogen, and argon.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피처리물은 이차 전지의 분리막 필름일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the material to be treated may be a separation film of a secondary battery.
상술한 바와 같이, 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 흐름을 형성시켜 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.As described above, according to an embodiment of the present invention, a plasma surface treatment is performed through a dielectric barrier discharge. The ionized gas can be supplied to the main plasma processing region through the auxiliary plasma discharge to form a spatially uniform fluid flow, thereby preventing 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, 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.Also, according to one embodiment of the present invention, 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 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 유전체 장벽 방전 장치의 평면도이다.
도 3a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 A-A’ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3c는 도 3a의 B-B’ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3d는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 유전체 장벽부 및 절연 블록을 설명하는 사시도이다.
도 3e는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 전력 전극을 설명하는 사시도이다.
도 3f는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 절연 블록을 설명하는 사시도이다.
도 3g는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 접지 전극을 설명하는 사시도이다.
도 3h는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 하판을 설명하는 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크부를 구비한 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치의 실험결과를 나타낸다.
도 4b는 도 4a의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 방전 플라즈마 방전 장치의 마스크의 재질에 따른 전기장의 세기를 나타내는 2차원 시뮬레이션 결과이다.
도 6은 도 5의 결과에서 마스크부를 따라 자른 전기장을 나타내는 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 단면면이다.
도 7b는 도 7a의 모따기 처리된 유전체 장벽부를 나타내는 사시도이다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 사시도이다.
도 8b는 도 8a의 길이 방향에 수직하게 자른 단면도이다.
도 8c는 도 8a의 길이 방향으로 자른 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치의 접지 전극을 나타내는 사시도이다.
도 9b는 도 9a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 일 위치에서 자른 단면도이다.
도 9c는 도 9a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 다른 위치에서 자른 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 단면도이다.
도 10b는 도 10a의 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 평면도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a dielectric discharge plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge device according to an embodiment of the present invention.
2B is a plan view of the dielectric barrier discharge device of FIG. 2A.
3A is a perspective view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
3B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG. 3A.
3C is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in FIG. 3A.
FIG. 3D is a perspective view illustrating a dielectric barrier portion and an insulation block of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
3E is a perspective view illustrating a power electrode of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
FIG. 3F is a perspective view illustrating an insulation block of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
3G is a perspective view illustrating the ground electrode of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
3H is a plan view for explaining the lower plate of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
4A shows experimental results of a dielectric barrier discharge plasma apparatus having a mask unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4b is an enlarged view of Figure 4a.
5 is a two-dimensional simulation result showing the intensity of an electric field according to a material of a mask of a dielectric discharge plasma discharge apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing an electric field cut along the mask portion in the result of FIG. 5; FIG.
7A is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
7B is a perspective view showing the chamfered dielectric barrier portion of FIG. 7A.
8A is a perspective view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
8B is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of FIG. 8A.
8C is a sectional view taken along the longitudinal direction of Fig. 8A.
9A is a perspective view illustrating a ground electrode of a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9B is a cross-sectional view of the dielectric barrier discharge device of FIG. 9A cut in one position perpendicular to the longitudinal direction. FIG.
FIG. 9C is a cross-sectional view taken at another position perpendicular to the longitudinal direction of the dielectric barrier discharge device of FIG. 9A. FIG.
10A is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
10B is a plan view illustrating the dielectric barrier discharge device of FIG. 10A.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치는 유전체 장벽 방전을 이용하는 선형 플라즈마 발생장치을 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 공급하여 국소적 방전 현상인 아크 발생의 억제 효과를 기대할 수 있다.A dielectric barrier discharge apparatus according to an embodiment of the present invention provides a linear plasma generator using a dielectric barrier discharge. In the dielectric barrier plasma discharge, in order to prevent arcing, primary plasma discharge is performed in the auxiliary discharge region in the plasma source, and the primary discharge gas is supplied to the main discharge region where direct plasma treatment with the object to be processed occurs, It is possible to expect an effect of suppressing generation of an arc, which is a discharge phenomenon.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유체해석을 통해 균일하게 가스 공급이 가능하고 공간적으로 균일하고 안정적인 선형 플라즈마 발생장치를 제공한다. 대기압 플라즈마 방전 영역에서 방전 가스의 유속은 플라즈마 방전 특성을 결정하는 가장 중요한 공정 인자 중의 하나이며, 공간적으로 균일한 플라즈마 발생을 통해 플라즈마 처리 공정 안정성을 개선시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a linear plasma generating apparatus capable of uniform gas supply through a fluid analysis and spatially uniform and stable. The flow rate of the discharge gas in the atmospheric pressure plasma discharge region is one of the most important process factors for determining the plasma discharge characteristic and can improve the stability of the plasma processing process by generating a spatially uniform plasma.
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, 그 사이의 유전체 장벽부, 선택적 표면처리를 위한 마스크로 구성할 수 있다. 뿐만 아니라, 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 present linear plasma generator may be constituted by a power electrode to which a high voltage is applied, a ground electrode, a dielectric barrier portion therebetween, and a mask for selective surface treatment. In addition, a power electrode having a concavo-convex structure and a ground electrode having a concavo-convex structure can be constituted to enable selective processing.
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 롤형태로 감긴 분리막 필름(4), 상기 분리막 필름을 이송시키는 롤러(2), 및 상기 및 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 사용되는분리막은 전극들 사이에서 서로 전기적으로 격리되어야 하며, 상기 전극들 사이에서 일정 이상의 이온전도도를 유지하여야 한다. 따라서, 이러한 전지(Battery)에 사용되는분리막은 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. 용성 전해액을 사용하는 친환경전지인 Ni-MH 이차전지용분리막은 알칼리 수용성 전해액을 사용함에 따라 내알칼리성을 지녀야 하며, 또한 전극들 간에 반응성이 없으면서 가격도 경제적이어야 한다. 이러한 상기 Ni-MH 이차전지용분리막으로 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 an Ni-MH secondary battery, which is an eco-friendly battery using a soluble electrolyte, must be alkali-resistant by using an alkali-soluble electrolytic solution, and should be economical and free from reactivity between the electrodes. 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 단면도이다.2A is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge device according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a의 유전체 장벽 방전 장치의 평면도이다.2B is a plan view of the dielectric barrier discharge device of FIG. 2A.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치(10)는 접지 전극(30), 전력 전극(20), 유전체 장벽부(40), 및 마스크부(150)를 포함한다. 상기 접지 전극(30)은 제1 방향으로 연장되는 함몰부위를 포함하고 전기적으로 접지된다. 2A and 2B, a dielectric
상기 전력 전극(20)은 상기 접지 전극(30)의 상기 함몰 부위에 매몰되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 유전체 장벽부(40)는 상기 전력 전극(20)과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 유전체 장벽부(40)는 상기 접지 전극의 함몰 부위에 매몰된다. 상기 마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물(164)과 상기 접지 전극(30)의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물(164)을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다.The
상기 전력 전극(20)은 교류전원(176)으로부터 교류 전력 또는 RF 전력을 공급받아 유전체 장벽 방전을 수행한다. 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 모서리는 외부로 노출될 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 전극(20)은 제1 방향으로 연장되는 삼각 기둥 형상일 수 있다. 삼각 기둥의 상부 모서리는 외부로 노출될 수 있다.The
유전체 장벽부(40)는 세라믹과 같은 높은 절연파괴전압을 가진 유전체일 수 있다. 상기 유전체 장벽부(40)는 서셉터(162)가 마주보는 상기 전력 전극(20)의 모서리 또는 노출 부위를 적어도 감싸도록 배치된다. 상기 유전체 장벽부(40)는 상기 전력 전극(20)의 모든 표면을 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 유전체 장벽부(40)는 삼각 기둥 형상의 전력 전극을 감싸는 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 유전체 장벽부의 두께는 그 삼각 기둥의 하부면에서 충분히 두껍고, 삼각 기둥의 빗면에서 얇을 수 있다. 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 전극과 상기 전력 전극은 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 장벽부의 하부면에서, 상기 접지 전극과 상기 전력 전극은 평행판 축전기로 동작할 수 있다.The
상기 서셉터와 상기 유전체 장벽부의 상부 모서리와 거리는 유전체 장벽 방전을 유도할 수 있는 거리일 수 있다. 상기 전력 전극의 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 upper edge of the susceptor and the dielectric barrier may be a distance that can induce a dielectric barrier discharge. The edges of the power electrode can collect sufficient charge and create an electric field necessary for discharging. Atmospheric pressure dielectric barrier discharge can not occur if the distance is less than a few hundred micrometers, because the electrons can not get enough energy. When the distance is several centimeters, a sufficient electric field strength can not be obtained, and dielectric barrier discharge is not performed. Thus, the discharge distance for dielectric discharge can be on the order of several hundred micrometers to several millimeters.
상기 유전체 장벽부의 모서리의 두께는 유전 파괴전압을 극복할 수 있도록 수십 마이크로 미터 내지 수 밀리미터 수준일 수 있다. The thickness of the edge of the dielectric barrier may range from several tens of micrometers to several millimeters to overcome the dielectric breakdown voltage.
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 장벽부가 삽입될 수 있다.The
상기 접지 전극(30)의 상부면은 평면이고, 상기 유전체 장벽부의 모서리가 상기 접지 전극의 함몰 부위의 상부면 또는 개구부에 배치된다. 상기 접지 전극의 내부에는 가스 분배부(32)가 배치될 수 있다. 상기 가스 분배부(32)는 상기 접지 전극의 내부에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 가스를 공급할 수 있다. 상기 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 가스 분배부(32)는 상기 전력 전극의 상부 모서리를 기준으로 양측에서 가스를 공급할 수 있다.The upper surface of the
상기 가스 분배부(32)는 가스가 진행하는 유체 통로를 제공하며, 상기 유체 통로는 상기 접지 전극 내에서 상기 전력 전극의 빗면에 나란히 진행할 수 있다. 상기 가스 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 외부로 부터 공급된다.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 상부 모서리 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 복수의 개구부를 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 판형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 상기 마스크부(150)의 두께는 얇은 것이 바람직하다. 상기 유전체 장벽부의 상부 모서리는 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 상부 모서리는 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
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 노출부위를 감싸도록 배치되는 한 다양하게 변형될 수 있다. 상기 유전체 장벽층은 상기 전언 전극의 모서리를 감싸는 한 다양하게 변형될 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the ground electrode may be variously modified as long as it is arranged to surround the exposed portion of the power electrode. The dielectric barrier layer can be variously modified as long as it surrounds the edge of the precursor 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 A-A’ 선을 따라 자른 단면도이다.3B is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG. 3A.
도 3c는 도 3a의 B-B’ 선을 따라 자른 단면도이다.3C is a cross-sectional view taken along the line B-B 'in FIG. 3A.
도 3d는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 유전체 장벽부 및 절연 블록을 설명하는 사시도이다.FIG. 3D is a perspective view illustrating a dielectric barrier portion and an insulation block of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3e는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 전력 전극을 설명하는 사시도이다. 3E is a perspective view illustrating a power electrode of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3f는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 절연 블록을 설명하는 사시도이다.FIG. 3F is a perspective view illustrating an insulation block of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3g는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 접지 전극을 설명하는 사시도이다.3G is a perspective view illustrating the ground electrode of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3h는 도 3a의 유전체 장벽 방전 장치의 하판을 설명하는 평면도이다.3H is a plan view for explaining the lower plate of the dielectric barrier discharge device of FIG. 3A.
도 3a 내지 도 3h를 참조하면, 유전체 장벽 방전 장치(100)는 접지 전극(110), 전력 전극(120), 유전체 장벽부(130), 및 마스크부(150)를 포함한다. 상기 접지 전극(110)은 제1 방향으로 연장되는 함몰부위(110a)를 포함하고 전기적으로 접지된다. 상기 전력 전극(120)은 상기 접지 전극(110)의 상기 함몰부위에 매몰되어 배치되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극(120)과 접촉하여 상기 전력 전극(120)의 노출부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장된다. 상기 마스크부(150)는 상기 제1 방향으로 연장되고 피처리물(164)과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위(110a)가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물(164)을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리한다.3A to 3H, the dielectric
상기 전력 전극(120)은 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 영역에서 주 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 주 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. 유전체 장벽 방전을 위하여 전력 전극(120)의 빗면과 접지 사이의 수직 거리는 수 밀리미터 수준일 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 전극(120)의 상부 모서리 상의 유전체 장벽부와 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 전극의 중심 부위에 공급될 수 있다.The
상기 유전체 장벽부(130)는 일정한 두께를 가지는 'L' 자 빔 형상이고, 상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극의 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 장벽부와 상기 절연 블록은 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 절연 블록의 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 절연블록의 빗면을 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 전극과 상기 접지 전극은 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 전극의 하부 모서리와 상기 접지 전극을 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 전극의 상부 모서리가 상기 접지 전극의 개구부에 아래에 배치될 수 있다. 또는 접지 전극은 상기 전력 전극의 제1 방향으로 연자되는 노출부위를 제외하고 감싸도록 배치될 수 있다.The
상기 전력 전극(120)의 상부 모서리 또는 상기 유전체 장벽부(130)의 상부 모서리는 상기 접지 전극의 절두된 면에 실질적으로 일치할 수 있다.The upper edge of the
상기 접지 전극은 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 전극은 제1 방향으로 연장되고, 상기 보조 측면 접지 전극은 제1 방향에 수직하게 연장되어 상기 절연 블록의 양단에 배치된다. The ground electrode may include a pair of
상기 가스 분배부(112a, 114a)는 상기 측면 접지 전극(111)의 내부에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 유전체 장벽부(130)의 빗면에 가스를 공급할 수 있다. 구체적으로, 상기 가스 분배부(112a,114a)는 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
가스 이동 통로는 상기 측면 접지 전극(111)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이에 형성되고, 상기 유전체 장벽층의 양측에서 상기 유전체 장벽층의 빗면을 따라 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스 이동 통로 중에서 상기 접지 전극과 상기 전력 전극이 서로 마주 보는 영역은 보조 방전 공간(제2 영역)을 제공할 수 있다. 상기 보조 방전 공간은 보조 유전체 장벽 플라즈마를 생성할 수 있다. A gas transfer path may be formed between 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
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 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 마스크부는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 개구부(151) 또는 개구 패턴를 포함할 수 있다. 상기 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 개구부를 포함한다. 상기 마스크부(150)는 세라믹, 금속, 또는 금속합금일 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)는 주 유전체 장벽 방전이 제1 방향을 따라 국부적으로 생성되지 않도록 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
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
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 마스크부는 상기 접지 전극과 접촉하지 않고, 상기 피처리물의 하부에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 마스크부는 다양한 2차원 패턴을 가질 수 있다. 한편, 상기 피처리물과 상기 마스크부가 동시에 이동하는 경우, 상기 선형 유전체 장벽 플라즈마 장치가 고정될 수 있다. 상기 피처리물과 상기 마스크부는 동시에 이동하면, 상기 피처리물에 2차원 패턴을 형성할 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, the mask portion can be disposed below the object to be processed without contacting the ground electrode. In this case, the mask portion may have various two-dimensional patterns. On the other hand, when the object to be processed and the mask unit move simultaneously, the linear dielectric barrier plasma apparatus can be fixed. When the object to be processed and the mask section simultaneously move, a two-dimensional pattern can be formed on the object to be processed.
다시, 도 3a 내지 도 3h를 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); 및 상기 제1 방향으로 연장되는 이차 전지의 분리막 필름과 상기 전력 전극의 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하는 마스크부(150)를 포함한다.Referring again to FIGS. 3A to 3H, 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.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.
다시, 도 3a 내지 도 3h를 참조하면, 대기압 유전체 방전 플라즈마 처리 방법은 피처리물(164)을 이송하고 전기적으로 접지된 이송 수단(162)을 제공하는 단계; 대기압 하에서 상기 이송 수단을 통하여 피처리물(164)을 이송하는 단계; 상기 접지 전극(110)에 매몰되고 일부가 노출되는 전력 전극(120)에 교류 전력을 제공하는 단계; 및 상기 전력 전극의 노출부위를 덮는 유전체 방전부(130)를 배치하고 상기 유전체 방전부 상에 마스크부(150)를 배치하여 상기 피처리물에 공간적으로 선택적으로 플라즈마 처리를 수행하는 단계를 포함한다.Referring again to Figures 3A-3H, an atmospheric pressure dielectric discharge plasma processing method includes the steps of transferring a
상기 접지 전극을 통하여 상기 전력 전극의 노출부위에 공정 가스가 공급될 수 있다. 상기 플라즈마는 상기 피처리물을 친수처리하고, 상기 공정가스는 산소, 질소, 수소, 및 아르곤 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 피처리물은 이차 전지의 분리막 필름일 수 있다. The process gas can be supplied to the exposed portion of the power electrode through the ground electrode. The plasma treats the object to be treated with hydrophilic, and the process gas may include at least one of oxygen, nitrogen, hydrogen, and argon. The material to be treated may be a separator film of a secondary battery.
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 일 실시예에 따른 마스크부를 구비한 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치의 실험결과를 나타낸다.4A shows experimental results of a dielectric barrier discharge plasma apparatus having a mask unit according to an embodiment of the present invention.
도 4b는 도 4a의 확대도이다. 도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.Figure 4b is an enlarged view of Figure 4a. A description overlapping with that described in Fig. 3 will be omitted.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 2a에서 피처리물이 제거되고, 자외선 감광 필름이 배치되었다. 플라즈마 밀도를 간접적으로 측정하기 위하여 자외선 감광 필름이 사용되었다.Referring to Figs. 4A and 4B, the object to be processed is removed in Fig. 2A, and an ultraviolet ray sensitive film is disposed. An ultraviolet sensitive film was used to indirectly measure the plasma density.
실시예1은 마스크부의 패턴의 주기가 4 밀리미터이고, 개구부의 크기가 2 밀리미터이다(적색). 실시예2는 마스크부의 패턴 주기가 4 밀리미터이고, 개구부의 크기가 4 밀리미터이다(청색). 비교예는 마스크부 없이 측정한 결과이다.In Example 1, the period of the pattern of the mask portion is 4 millimeters, and the size of the opening portion is 2 millimeters (red). In the second embodiment, the pattern period of the mask portion is 4 millimeters, and the size of the opening portion is 4 millimeters (blue). The comparative example is a measurement result without a mask part.
실험 결과에 따르면, 마스크부의 패턴에 따라 정확하게 선택적 플라즈마 처리가 수행된다.According to the experimental results, the selective plasma processing is accurately performed according to the pattern of the mask portion.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 방전 플라즈마 방전 장치의 마스크의 재질에 따른 전기장의 세기를 나타내는 2차원 시뮬레이션 결과이다.5 is a two-dimensional simulation result showing the intensity of an electric field according to a material of a mask of a dielectric discharge plasma discharge apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 결과에서 마스크부를 따라 자른 전기장을 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing an electric field cut along the mask portion in the result of FIG. 5; FIG.
도 5 및 도 6을 참조하면, 마스크부의 재질은 금속 마스크와 세라믹 마스크일 수 있다. 각 마스크의 재질에 따라, 전기장의 공간 분포가 표시된다. 5 and 6, the material of the mask part may be a metal mask and a ceramic mask. Depending on the material of each mask, the spatial distribution of the electric field is displayed.
마스크부를 사용하지 않은 경우, 위치에 따라 전기장의 세기는 일정하다. 그러나, 금속 재질의 마스크를 사용한 경우, 전기장의 세기는 개방영역에서 1이고, 폐쇄영역에서 0.6이다. 따라서, 이러한 전기장의 세기 차이는 유전체 장벽 방전의 온/오프를 제공할 수 있다.When the mask is not used, the intensity of the electric field is constant depending on the position. However, when using a metal mask, the strength of the electric field is 1 in the open area and 0.6 in the closed area. Thus, the difference in intensity of such an electric field can provide on / off of the dielectric barrier discharge.
마스크부의 재질로 세라믹을 사용한 경우, 전기장의 세기는 개방영역에서 0.9이고, 폐쇄영역에서 0.83이다. 따라서, 이러한 전기장의 세기 차이는 유전체 장벽 방전을 미세하게 온/오프를 제공할 수 있다. When ceramic is used as the material of the mask part, the electric field strength is 0.9 in the open area and 0.83 in the closed area. Therefore, the difference in the intensity of the electric field can finely turn on / off the dielectric barrier discharge.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 단면면이다.7A is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
도 7b는 도 7a의 모따기 처리된 유전체 장벽부를 나타내는 사시도이다. 도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.7B is a perspective view showing the chamfered dielectric barrier portion 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(100a)는 접지 전극(110), 전력 전극(120), 유전체 장벽부(130), 절연 블록(140)을 포함할 수 있다. 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. 주 방전 플라즈마는 상기 제1 방향으로 생성되고 피처리물과 상기 노출 부위가 서로 마주보는 제1 영역(주 방전 영역)에서 생성되어 상기 피처물을 처리한다. 보조 방전 플라즈마는 상기 접지 전극과 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 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 'L' 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
가스 이통 통로는 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.A gas passageway is formed between the
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 개구부를 포함할 수 있다.The
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 사시도이다.8A is a perspective view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
도 8b는 도 8a의 길이 방향에 수직하게 자른 단면도이다.8B is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of FIG. 8A.
도 8c는 도 8a의 길이 방향으로 자른 단면도이다. 도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.8C is a sectional view taken along the longitudinal direction of Fig. 8A. A description overlapping with that described in Fig. 3 will be omitted.
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 유전체 장벽 방전 장치(100b)는 접지 전극(110), 전력 전극(120), 및 유전체 장벽부(130)를 포함한다.8A to 8C, 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 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, 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.In order to selectively process the object to be processed, 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. Specifically, the distance between the upper edge of the
상기 플라즈마 처리의 선택성을 증가하기 위하여, 상기 전력 전극의 요철 구조(120a,120b)와 정렬된 마스크부(150)가 상기 접지 전극(110)의 함몰부위의 개구부에 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 개구부를 포함하고, 상기 마스크부의 개구부는 상기 요철 구조의 돌출부와 정렬될 수 있다.In order to increase the selectivity of the plasma treatment, a
상기 유전체 장벽부(130)는 상기 전력 전극(12-)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 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치의 접지 전극을 나타내는 사시도이다.9A is a perspective view illustrating a ground electrode of a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
도 9b는 도 9a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 일 위치에서 자른 단면도이다.FIG. 9B is a cross-sectional view of the dielectric barrier discharge device of FIG. 9A cut in one position perpendicular to the longitudinal direction. FIG.
도 9c는 도 9a의 유전체 장벽 방전 장치의 길이방향에 수직하게 다른 위치에서 자른 단면도이다. 도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.FIG. 9C is a cross-sectional view taken at another position perpendicular to the longitudinal direction of the dielectric barrier discharge device of FIG. 9A. FIG. A description overlapping with that described in Fig. 3 will be omitted.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 유전체 장벽 방전 장치(100c)는 접지 전극(110), 전력 전극(120), 그리고 유전체 장벽부(130)를 포함한다.9A to 9C, 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
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 전극은 제1 방향으로 연장되고, 상기 보조 측면 접지 전극은 제1 방향에 수직하게 연장되어 상기 절연 블록의 양단에 배치된다. The
상기 가스 분배부(112a, 114a)는 상기 측면 접지 전극(111)의 내부에 형성되고 상기 전력 전극의 양측에서 상기 유전체 장벽부(130)의 빗면에 가스를 공급할 수 있다. 구체적으로, 상기 가스 분배부(112a,114a)는 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
가스 이동 통로는 상기 측면 접지 전극(111)과 상기 유전체 장벽부(130) 사이에 형성되고, 상기 유전체 장벽층의 양측에서 상기 유전체 장벽층의 빗면을 따라 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스 이동 통로 중에서 상기 접지 전극과 상기 전력 전극이 서로 마주 보는 영역은 보조 방전 공간(제2 영역)을 제공할 수 있다. 상기 보조 방전 공간은 보조 유전체 장벽 플라즈마를 생성할 수 있다. A gas transfer path may be formed between 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
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
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 복수의 개구부를 포함하고, 상기 마스크부(150)의 상기 개구부는 상기 접지 전극의 상기 요철 구조의 돌출부와 정렬될 수 있다. 상기 마스크부는 도전체 재질이고, 접지되고, 1 밀리미터 이하의 두께를 가진 판 형상이고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 상기 접지 전극의 돌출 부위는 상기 마스크부의 개구부와 정렬되고, 상기 접지 전극의 함몰부위는 상기 마스크부의 폐쇄 영역에 정렬될 수 있다.The
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 선택적 처리를 증가시키기 위하여, 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 구조를 가질 수 있다.According to a modified embodiment of the present invention, in order to increase the selective treatment, the exposed region of the power electrode is arranged with a first region facing the exposed object and the exposed power electrode to control the plasma density spatially And may have a concavo-convex structure for selectively plasma-treating the object to be processed in the first direction.
도 10a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 단면도이다.10A is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge device according to another embodiment of the present invention.
도 10b는 도 10a의 유전체 장벽 방전 장치를 설명하는 평면도이다. 도 3에서 설명된 것과 중복되는 설명은 생략한다.10B is a plan view illustrating the dielectric barrier discharge device of FIG. 10A. A description overlapping with that described in Fig. 3 will be omitted.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 유전체 장벽 방전 장치(300)는 접지 전극(330), 전력 전극(320), 유전체 장벽부(340), 그리고 마스크부(150)를 포함한다.10A and 10B, 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 전극은 원기둥 형상이고, 상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 원주를 감싸도록 배치될 수 있다. The power electrode may have a cylindrical shape and the dielectric barrier may surround the circumference of the power electrode.
상기 접지 전극은 사각 기둥 형상이고, 상기 전력 전극 및 상기 유전체 장벽부가 매몰될 수 있도록 함몰 부위를 포함할 수 있다. 상지 유전체 장벽부는 절연 블록에 상기 전력 전극의 노출 부위를 제외하도록 매몰될 수 있다. 상기 전력 전극의 일부는 상기 유전체 장벽부를 개재하여 외부 대기에 노출될 수 있다. The ground electrode may have a quadrangular prism shape and may include a depressed portion to allow the power electrode and the dielectric barrier portion to be buried. The upper dielectric barrier portion may be buried in the insulating block so as to exclude the exposed portion of the power electrode. A portion of the power electrode may be exposed to the outside atmosphere via the dielectric barrier.
상기 절연 블록은 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 block may have a square pillar shape and may include a depressed portion so that a part of the power electrode may be buried. Gas may be supplied to the space between the exposed power electrode and the ground.
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 가스 분배부(332)는 가스가 진행하는 유체 통로를 제공할 수 있다. 상기 가스 분배부(332)는 상기 접지 전극 내부에 배치된 버퍼 공간(31)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.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 복수의 개구부를 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 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 (13)
상기 접지 전극의 상기 함몰 부위에 매몰되고 그 일부가 외부로 노출되고 교류 전압이 인가되고 상기 제1 방향으로 연장되는 전력 전극; 및
상기 전력 전극과 접촉하여 상기 전력 전극의 노출부위를 감싸도록 배치되고 상기 제1 방향으로 연장되는 유전체 장벽부를 포함하고,
상기 전력 전극의 노출 부위는 피처리물과 상기 노출된 전력 전극이 서로 마주보는 제1 영역에 배치되어 공간적으로 플라즈마 밀도를 제어하여 상기 피처리물을 상기 제1 방향의 위치에 따라 선택적으로 플라즈마 처리하기 위하여 요철 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 장치.An electrically grounded electrode including a depression extending in a first direction;
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; And
And 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,
Wherein the exposed portion of the power electrode is disposed in a first region where the object to be exposed and the exposed power electrode face each other to spatially control the plasma density to selectively process the object to be processed in the first direction Wherein the dielectric barrier discharge structure has a concavo-convex structure.
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 처리하는 마스크부를 더 포함하고,
상기 마스크부는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 개구부를 포함하고,
상기 개구부는 상기 요철 구조의 돌출부와 정렬되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 장치.The method according to claim 1,
And a second region extending in the first direction and arranged in a first region where exposed portions of the object to be processed and the power electrode face each other to spatially control the density of the plasma, Further comprising a masking portion for performing a plasma treatment with a plasma,
Wherein the mask portion includes a plurality of openings arranged in the first direction,
And the opening is aligned with the protrusion of the concave-convex structure.
상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 기둥 형상이고,
상기 전력 전극의 모서리는 외부로 노출되고,
상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이에 형성되고, 상기 전력 전극의 양측에서 상기 전력 전극의 모서리를 따라 가스를 공급하는 가스 이동 통로를 더 포함하고,
상기 가스 이동 통로에서 상기 접지 전극과 상기 유전체 장벽부 사이의 간격은 1 밀리미터 이하이고,
상기 가스 이동 통로는 보조 유전체 장벽 방전을 수행하여 상기 제1 영역에 플라즈마를 제공하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 장치.The method according to claim 1,
Wherein the power electrode is a columnar shape having corners extending in the first direction,
The corners of the power electrode are exposed to the outside,
Further comprising a gas transfer passage formed between the ground electrode and the dielectric barrier portion and supplying gas along corners of the power electrode at both sides of the power electrode,
Wherein a distance between the ground electrode and the dielectric barrier in the gas transfer passage is 1 mm or less,
Wherein the gas transfer path performs a supplemental dielectric barrier discharge to provide a plasma in the first region.
상기 전력 전극은 상기 제1 방향으로 연장되는 모서리를 가지는 기둥 형상이고,
상기 전력 전극의 모서리는 외부로 노출되고,
절두 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 절두된 부위에 배치되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 장치.The method according to claim 1,
Wherein the power electrode is a columnar shape having corners extending in the first direction,
The corners of the power electrode are exposed to the outside,
Further comprising a truncated triangular column-shaped insulating block,
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 a truncated portion of the insulation block.
상기 접지 전극은 상기 전력 전극의 빗면 및 상기 절연 블록을 빗면을 따라 배치되고,
상기 유전체 장벽부는 일정한 두께를 가지는 'L' 자 빔 형상이고,
상기 유전체 장벽부는 상기 전력 전극의 빗면을 덮고, 상기 절연블록의 빗면을 일부 덮는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 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 in the form of an L-shaped beam having a constant thickness,
Wherein the dielectric barrier covers the oblique surface of the power electrode and partially covers 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 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,
And the dielectric barrier part is arranged to be caught by the protruding part.
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 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the ground electrode includes a ground electrode depression formed opposite to a 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 장치.13. The method of claim 12,
Further comprising an arc prevention insulation block disposed in the ground electrode depression.
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