KR101969261B1 - Apparatus and method for removing contaminants of linear ion source - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이온건 소스의 오염물질 제거장치 및 제거방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 이온건 소스를 분리시키기 않고 애노드 및 캐소드에 부착된 오염물질을 제거할 수 있는 오염물질 제거장치 및 제거방법에 대한 것이다. The present invention relates to a contaminant removal device and a method for removing an ion gun source, and more particularly, to a contaminant removal device and a method for removing contaminants attached to an anode and a cathode without separating the ion gun source. It is about.
기계, 조선, 자동차, 항공 등은 국가산업의 기반이 되는 제조업으로, 최근 제조 산업의 추세는 생산성 향상에 따른 국제 경쟁력 확보를 위하여 고속 가공기술을 도입하고 있다. 또한, 다양한 플라스틱 제품 생산업체, 자동차부품 업체, 기계부품 생산업체들에 있어서 이러한 가공은 매우 중요하다. 이에 대응하기 위한 고속가공용 절삭공구로 내구성, 내식성이 우수한 고성능 코팅막을 도입하는 추세이다. 이러한 산업들에서 핵심적으로 필요로 하는 고성능 코팅막 제품(현재 Ti-Al-Si-N, Ti-Si-N 중심)들은 기술 지배에 의한 상당량이 선진국으로 부터 수입되어 사용되고 있다. 국내는 물론 선진국의 경우에도 생산속도증가와 조업온도상승으로 인해 금형 및 공구의 수명단축이 가속화되고 있어 기존에 개발, 사용되고 있는 이온플레이팅, 화학증착법, 질화법등에 의한 표면처리공정에 한계가 노출되고 있으며, 500~1000℃의 고온에서 유리, 금속 및 플라스틱 제품의 형상가공용으로 사용되고 있는 열간 금형은 산화 및 마멸에 의한 손상으로 생산성 및 제품의 품질 향상 측면에서 상단한 애로점이 부각되고 있다. Machinery, shipbuilding, automobiles, aviation, etc. are the manufacturing industries that are the foundation of the national industry, and the recent trend of the manufacturing industry is introducing high-speed processing technology to secure international competitiveness by improving productivity. In addition, this processing is very important for various plastic product manufacturers, automobile parts manufacturers, and machine parts manufacturers. In order to cope with this, a cutting tool for high-speed machining is a trend to introduce a high-performance coating film having excellent durability and corrosion resistance. High-performance coating film products (now Ti-Al-Si-N and Ti-Si-N), which are essential for these industries, are imported from developed countries and used in large quantities due to technological dominance. In Korea as well as developed countries, the shortening of mold and tool life is accelerating due to the increase in production speed and operating temperature, exposing limitations on the surface treatment process by ion plating, chemical vapor deposition, and nitriding. Hot molds, which are used for the shape processing of glass, metal and plastic products at a high temperature of 500 to 1000 ° C., are suffering from oxidative and abrasion damages in terms of productivity and product quality.
표면처리 공정 특히, 플라즈마를 이용한 개질 기술 혹은 표면 가공 기술은 금형, 기계부품, 가공공구, 전자 부품 등의 수명향상 및 기능성 향상을 목적으로 하며, 국제 경쟁력을 결정하는 기반 기술로서 자동차, 가전, 건설기기, 베어링, 공구 등 한국을 대표하는 제품부터 금속제품, 수송기, 시계, 정밀기계, 전기기계 등 대부분의 공업 영역에 포함되어 부품의 상당수가 플라즈마를 이용한 표면 가공 공정을 거쳐 최종 제품화 되고 있다. Surface treatment process, especially plasma reforming technology or surface processing technology, aims at improving the lifespan and functionality of molds, machine parts, processing tools, electronic parts, etc. It is included in most industrial areas such as machinery, bearings, and tools such as metal products, transportation equipment, watches, precision machinery, and electrical machinery, and many of the parts are finished through plasma surface processing.
환경 친화 대체소재 개발의 일원으로 다양한 내열 내마모성 경질 박막(TiN, TiCN, ZrN 박막 등)을 PVD 및 spray 방식으로 합성하는 기술이 개발되었으나 기존에 널리 사용되고 있는 단순 코팅은 상온경도 20 ~ 25GPa 수준으로 26GPa 이상의 전단응력과 고온에서 사용될 경우 그 한계가 나타나고 있다. As a part of the development of environmentally friendly alternative materials, a technology for synthesizing various heat-resistant and wear-resistant hard thin films (TiN, TiCN, ZrN thin films, etc.) by PVD and spray method has been developed, but the simple coatings widely used in the past have a room temperature hardness of 20 ~ 25GPa and 26GPa. When used at the above shear stress and high temperature, the limit appears.
최근 서로 다른 질화물 박막을 나노합성을 통한 박막을 형성하는 경우 박막의 경도가 50 ~ 100% 증가함이 제안 되었고 이러한 경도의 증가현상은 다양한 소재의 조합에서 가능함이 보고되었다. 따라서 나노합성 박막을 중심으로 경도 40 ~ 50GPa 범위의 다양한 내마모 응용의 가능성을 보여주었고, 특히 새로운 코팅 공고로의 응용을 크게 기대하고 있다. Recently, in the case of forming a thin film through nanosynthesis of different nitride thin films, it has been suggested that the hardness of the thin film is increased by 50 to 100%, and the increase in hardness is reported to be possible in various material combinations. Therefore, it showed the possibility of various wear-resistance applications ranging from 40 to 50 GPa in hardness, especially in nanocomposite thin films.
이러한 표면처리를 달성하기위해 대표적인 공정으로 진공증착이 있다. 진공증착은 크게 물리증착(physical vapor deposition)과 화학증착(chemical vapor deposition)으로 나뉘고, 다시 물리증착은 증발(evaporation), 스퍼터링(sputtering), 이온플레이팅(ionplating), 아크증착(arc deposition), 이온 빔 보조 증착(ion beam assisted deposition) 등으로 나뉠 수 있다. 상기 나열한 각각이 증착법은 장단점을 가지고 있으며 종래에는 이러한 증착 방법 중 하나를 택하여 박막에 사용하였다. 최근에는 두가지 이상의 증착기술을 결합한 하이브리드 방식이 대두되고 있다. 이 중 Ion-beam assisted deposition 공정은 광학 혹은 반도체 공정에서 낮은 압력에서의 증착 소스로 사용되며 optical coatings, barrier coatings, protective coatings, cosmetic coatings, flat-panel displays 등에 적용되고 있다. 이러한 공정은 박막을 구성하는 원소의 구성비(film stoichiometry)를 조절할 수 있으며, 박막의 균질한 특성(denser, bulk-like등)을 높일 수 있다. 또한 낮은 온도에서 etching 및 cleaning 공정이 가능하며, 증착률을 증가시켜 Target의 소모를 줄일 수 있는 장점을 지닌다. 도 8에 도시된 바와 같이, ion-beam assisted deposition 공정을 Cathodic arc 코팅 시스템에 적용하면 상기 언급한 표면 경도를 상당수 증가 시킬 수 있다. Cathodic arc source는 캐소드(타겟) 표면에 높은 전류(수십 ~ 수백 A)와 낮은 전압(수십 V)을 동시에 캐소드 스팟에 점화(striking) 시켜 플라즈마를 발생시키는 장치로 높은 arc 에너지로 인하여 타겟(Cr, Ti, TiAl등)으로부터 방출된 이온들이 반응 가스(N2 등)와 함께 제품에 적층되어 코팅막을 형성하게 된다. In order to achieve such surface treatment, vacuum deposition is a typical process. Vacuum deposition is divided into physical vapor deposition and chemical vapor deposition, and physical vapor deposition is evaporation, sputtering, ion plating, arc deposition, Or ion beam assisted deposition. Each of the above-described deposition methods has advantages and disadvantages, and conventionally, one of these deposition methods is used for the thin film. Recently, a hybrid method that combines two or more deposition techniques has emerged. Among these, ion-beam assisted deposition is used as a low pressure deposition source in optical or semiconductor processes and is applied to optical coatings, barrier coatings, protective coatings, cosmetic coatings and flat-panel displays. This process can control the film stoichiometry of the elements constituting the thin film, and can increase the homogeneous properties (denser, bulk-like, etc.) of the thin film. In addition, etching and cleaning process is possible at low temperature, and it has the advantage of reducing the consumption of target by increasing the deposition rate. As shown in FIG. 8, applying the ion-beam assisted deposition process to a Cathodic arc coating system can significantly increase the aforementioned surface hardness. Cathodic arc source is a device that generates plasma by simultaneously igniting high current (several to hundreds of A) and low voltage (several V) at the cathode spot on the cathode (target) surface. Ions emitted from Ti, TiAl, etc.) are laminated on the product together with the reaction gas (N2, etc.) to form a coating film.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 이온빔은 LIS(Linear Ion Beam Source)로부터 제공받을 수 있다. LIS는 Ion Gun에 가스를 주입하면서 고전압을 가하여 좁은 틈에서 플라즈마를 형성시켜서 이온을 쏘는 장치를 말한다. LIS는 순수 전자기장에 의한 플라즈마가 형성되며, 열원(熱原)이 없어 저온코팅 가능하다. Sputter와 연계된 다양한 중간매개 층(Buffer layer)을 사용하여 우수한 접합력 확보용이, 높은 이온 에너지에 의한 높은 박막 경도를 갖는다. Cathodiic Arc의 경우에는 현재 많은 업체에서 코팅을 진행하고 양산 단계에까지 이르고 있으나, 국외의 업체에 비해 물리적 특성(경도 및 접합력, 표면 조도 등)이 낮은 단점을 가진다. As illustrated in FIGS. 9 and 10, the ion beam may be provided from a linear ion beam source (LIS). LIS refers to a device that shoots ions by applying a high voltage while injecting gas into the ion gun to form a plasma in a narrow gap. LIS is a plasma formed by the pure electromagnetic field, there is no heat source can be coated at a low temperature. The use of various buffer layers in conjunction with the sputter ensures excellent bonding strength, and has high film hardness due to high ion energy. In the case of Cathodiic Arc, many companies are currently coating and reaching the mass production stage. However, they have lower physical properties (hardness, bonding strength, surface roughness, etc.) than foreign companies.
여기서 LIS의 특성을 적용하여 Arc 코팅 공정시 assisted deposition 공정으로 나노조성(Nanocomposite) 코팅막 합성이 가능하게 된다. 막의 형성과정에서 Nano-crystals 구조가 Amorphous matrix 형태로 형성되는 박막을 제작할 경우 기존의 박막이 가지는 물성(경도, 내산화성 등)이 현저히 증가된다고 보고된 바가 있다. 이는 기존의 nano-multilayer의 물성을 뛰어 넘는 결과로 보여지고 있으며, 3-D의 나노구조를 갖는 박막에서 보여지는 물성이라 사료된다. Here, by applying the characteristics of the LIS, it is possible to synthesize a nanocomposite coating film by the assisted deposition process during the Arc coating process. In the process of film formation, it has been reported that the properties (hardness, oxidation resistance, etc.) of conventional thin films are significantly increased when a thin film having nano-crystals structure is formed in an amorphous matrix. This is shown to be a result that surpasses the properties of conventional nano-multilayers, and is considered to be the property seen in thin films with 3-D nanostructures.
그러나 상기의 결합기술은 유지보수 측면에서 구조적인 결함을 가져온다. 일 실시예로 특정 기판에 TiN 코팅을 하기 위하여 진공 챔버내에서 아크 증착에 의해 Ti 타겟을 열증발시키고 질소(N₂)가스는 LIS를 통해 직접적으로 이온화 되어 방출된다. 이때 챔버내 전체 분위기가 Ti 위주로 존재하기 때문에 이 금속이온들이 LIS의 애노드를 조금씩 오염시킨다. However, the above combination technique brings structural defects in terms of maintenance. In one embodiment, the Ti target is thermally evaporated by arc deposition in a vacuum chamber in order to apply a TiN coating on a specific substrate, and nitrogen (N 2) gas is directly ionized and released through the LIS. At this time, since the whole atmosphere exists mainly in Ti, these metal ions slightly contaminate the anode of the LIS.
이를 방지하기 위하여 도5에 도시된 바와 같이, 쉴드(120)가 존재함에도 불구하고 쉴드(120)와 캐소드(130) 사이의 간극(A)으로 금속이온들이 침투하여 캐소드(130)의 하면(130a)과 애노드(140)에 부착 및 침착된다. 이렇게 부착 및 침착된 금속물질(Ti, TiAl, TiSi, TiAlSi 등)들은 주기적으로 제거해주지 않으면 이온건 소스의 교체 시기를 앞당길 뿐만 아니라 플라즈마 효율을 떨어트린다. 캐소드(130) 및 애노드(140)에 부착 및 침착된 오염물질들을 제거하기 위해서는 진공챔버에서 LIS를 완전히 분리시켜야 하므로 복잡한 구조로 인해 유지 보수 시간이 많이 소모되는 문제점이 있었다. 또한, 유지 보수 시간의 증가에 따른 전체공정시간 증가로 생산율이 떨어지고, 유지 보수 과정에서 작업자에 의해 이온건 소스가 손상되는 문제점이 있었다. In order to prevent this, as shown in FIG. 5, even though the
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 이온건 소스를 진공챔버에서 분리시키지 않고 캐소드전극과 애노드전극의 표면에 부착된 오염물질을 제거할 수 있는 오염물질 제거장치 및 제거방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems. It is an object of the present invention to provide a contaminant removal device and a removal method capable of removing contaminants adhering to the surfaces of a cathode electrode and an anode electrode without separating the ion gun source from the vacuum chamber.
본 발명에 따른 이온건 소스의 오염물질 제거장치는 바디와 쉴드와 캐소드전극과 애노드전극을 구비한 이온건 소스의 오염물질 제거장치에 있어서, 오염물질 제거수단 및 이탈방지수단을 포함한다. 상기 오염물질 제거수단은 복수의 볼을 구비하며, 압축가스가 공급되면 상기 캐소드전극과 상기 애노드전극의 서로 마주보는 표면에 부착된 오염물질을 제거할 수 있게 상기 볼이 상기 이온건 소스의 내부로 분사되도록 상기 이온건 소스에 탈착가능하게 장착된다. 상기 이탈방지수단은 상기 볼이 분사되면 상기 쉴드와 상기 캐소드전극 사이의 간극으로 상기 볼이 이탈되지 않도록 상기 간극에 삽입되는 이탈방지돌기가 형성되어 상기 쉴드와 상기 캐소드전극의 상부에 장착되는 이탈방지판을 구비한다. An apparatus for removing pollutants of an ion gun source according to the present invention includes an apparatus for removing pollutants of an ion gun source including a body, a shield, a cathode electrode, and an anode electrode, and includes a pollutant removing unit and a separation preventing unit. The contaminant removing means includes a plurality of balls, and when the compressed gas is supplied, the balls are inserted into the ion gun source to remove contaminants attached to surfaces facing each other of the cathode electrode and the anode electrode. Removably mounted to the ion gun source for injection. The separation preventing means is formed when the ball is injected into the gap between the shield and the cathode electrode is formed in the separation preventing projection is inserted into the gap so that the separation prevention is mounted on top of the shield and the cathode electrode With plate.
또한, 상기의 이온건 소스의 오염물질 제거장치에 있어서, 상기 오염물질 제거수단은 케이스와, 볼 이탈방지망을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 케이스는 내부에 상기 복수의 볼을 수용하며, 일단은 상기 볼을 분사시키는 상기 압축가스가 주입되는 가스주입부가 형성되고, 타단은 상기 볼이 상기 압축가스에 의해 분사될 수 있게 상기 바디에 탈착가능하게 나사결합되는 나사결합부가 형성된다. 상기 볼 이탈방지망은 상기 볼이 상기 가스주입부로 이탈되지 않도록 상기 케이스의 내부에 장착된다. In addition, in the contaminant removing apparatus of the ion gun source, the contaminant removing means further comprises a case and a ball escape prevention network. The case accommodates the plurality of balls therein, and a gas injection part into which the compressed gas for injecting the ball is injected is formed at one end thereof, and the other end is detached from the body to allow the ball to be injected by the compressed gas. A threaded portion that is possibly threaded is formed. The ball escape prevention net is mounted inside the case so that the ball does not escape to the gas injection part.
또한, 상기의 이온건 소스의 오염물질 제거장치에 있어서, 상기 볼은 상기 캐소드전극과 상기 애노드전극 사이로 이동할 수 있게 직경이 1.2 ~ 1.7mm 인 것이 바람직하다. In addition, in the contaminant removal device of the ion gun source, the ball is preferably 1.2 ~ 1.7mm in diameter to move between the cathode electrode and the anode electrode.
본 발명에 따른 이온건 소스의 오염물질 제거방법은 바디와, 쉴드와, 캐소드전극과, 애노드전극을 구비한 이온건 소스의 오염물질 제거방법에 있어서, 오염물질 제거수단 장착단계와, 이탈방지판 장착단계와, 1차 압축가스 주입단계와, 볼 회수단계와, 분리단계와, 2차 압축가스 주입단계를 포함한다. 상기 오염물질 제거수단 장착단계는 케이스의 내부에 복수의 볼을 구비하는 오염물질 제거수단을 상기 캐소드전극과 상기 애노드전극 사이로 상기 볼이 공급될 수 있게 상기 이온건 소스에 장착한다. 상기 이탈방지판 장착단계는 상기 쉴드와 상기 캐소드전극 사이의 간극으로 상기 볼이 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 간극에 삽입되는 이탈방지돌기가 형성된 이탈방지판을 상기 쉴드와 상기 캐소드전극의 상부에 장착한다. 상기 1차 압축가스 주입단계는 상기 볼이 상기 애노드전극의 상면을 따라 이동하면서 상기 캐소드전극과 상기 애노드전극의 서로 마주보는 표면에서 오염물질을 분리시키도록 상기 오염물질 제거수단에서 상기 볼이 분사되게 압축가스를 상기 오염물질 제거수단으로 주입한다. 상기 볼 회수단계는 상기 볼에 의하여 상기 표면에서 상기 오염물질이 분리되면 상기 볼을 상기 오염물질 제거수단의 케이스로 회수한다. 상기 본리단계는 상기 볼이 상기 케이스로 회수되면 상기 오염물질 제거수단 및 상기 이탈방지판을 상기 이온건 소스에서 분리시킨다. 상기 2차 압축가스 주입단계는 상기 오염물질 제거수단 및 상기 이탈방지판이 상기 이온건 소스에서 분리되면 상기 이온건 소스에서 분리된 오염물질을 상기 이온건 소스에서 배출시키도록 상기 이온건 소스에 압축가스를 주입한다. Contaminant removal method of the ion gun source according to the present invention is a contaminant removal method of the ion gun source having a body, a shield, a cathode electrode, an anode, the contaminant removal means mounting step, the release prevention plate And a mounting step, a primary compressed gas injection step, a ball recovery step, a separation step, and a secondary compressed gas injection step. The contaminant removing means mounting step includes mounting the contaminant removing means having a plurality of balls inside the case to the ion gun source so that the ball can be supplied between the cathode electrode and the anode electrode. The detachment preventing plate mounting step may include a release preventing plate having a release preventing protrusion inserted into the gap to prevent the ball from being separated into the gap between the shield and the cathode electrode on the shield and the cathode electrode. do. In the primary compressed gas injection step, the ball is injected from the pollutant removing means to separate the pollutants from the surfaces of the cathode electrode and the anode electrode while moving the ball along the upper surface of the anode electrode. Compressed gas is injected into the pollutant removal means. The ball recovery step recovers the ball to the case of the contaminant removing means when the contaminant is separated from the surface by the ball. In the main step, when the ball is recovered to the case, the contaminant removing means and the separation preventing plate are separated from the ion gun source. The secondary compressed gas injection step is a compressed gas to the ion gun source to discharge the pollutant separated from the ion gun source when the pollutant removal means and the separation prevention plate is separated from the ion gun source Inject
또한, 상기의 이온건 소스의 오염물질 제거방법에 있어서, 상기 오염물질 제거수단 장착단계는 직경이 1.2 ~ 1.7mm 인 볼을 구비하는 상기 오염물질 제거수단을 상기 이온건 소스에 장착하는 것이 바람직하다. In addition, in the method for removing contaminants of the ion gun source, the step of installing the contaminant removing means is preferably equipped with the contaminant removing means having a ball having a diameter of 1.2 to 1.7 mm in the ion gun source. .
본 발명에 의하면, 진공챔버에 장착된 이온건 소스에 장착하여 이온건 소스의 오염물질을 제거할 수 있는 오염물질 제거장치를 제공함으로써, 이온건 소스를 진공챔버에서 분리시키지 않고도 이온건 소스의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다. 이로 인하여 유지 보수에 소모되는 시간을 줄일 수 있다. According to the present invention, by providing a contaminant removal device that can be attached to the ion gun source mounted in the vacuum chamber to remove contaminants of the ion gun source, the ion gun source is contaminated without separating the ion gun source from the vacuum chamber The material can be easily removed. This can reduce the time spent on maintenance.
또한, 본 발명에 의하면, 이온건 소스를 진공챔버에서 분리시키지 않고 이온건 소스의 오염물질을 제거할 수 있는 오염물질 제거장치를 제공함으로써, 유지 보수 과정에서 발생하는 이온건 소스의 손상을 방지할 수 있다. In addition, according to the present invention, by providing a contaminant removal device that can remove the contaminants of the ion gun source without separating the ion gun source in the vacuum chamber, it is possible to prevent damage to the ion gun source generated during the maintenance process Can be.
또한, 본 발명에 의하면, 이온건 소스에 탈착가능하게 장착할 수 있는 오염물질 제거장치를 제공함으로써, 코딩 공정 후 바로 이온건 소스에 장착하여 오염물질을 제거할 수 있다. 그래서 이온건 소스의 효율을 높일 수 있다. In addition, according to the present invention, by providing a contaminant removal device that can be detachably mounted to the ion gun source, it can be attached to the ion gun source immediately after the coding process to remove the contaminants. Thus, the efficiency of the ion gun source can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 이온건 소스의 오염물질 제거방법의 일 실시예의 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 이온건 소스의 오염물질 제거장치의 일 실시예의 오염물질 제거수단의 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 이온건 소스의 오염물질 제거장치의 일 실시예의 이탈방지수단의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 이온건 소스의 평면도,
도 5는 도 4에 도시된 이온건 소스의 Y-Y'의 단면도,
도 6은 도 4에 도시된 이온건 소스의 X-X'의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 이온건 소스에 이탈방지수단이 장착된 평면도,
도 8은 Ion-beam assisted deposition 공정의 모식도,
도 9는 Cathodic arc source의 플라즈마와 플라즈마의 단면도,
도 10은 LIS의 플라즈마와 플라즈마의 단면도이다. 1 is a flow chart of one embodiment of a method for removing contaminants in an ion gun source according to the present invention;
Figure 2 is a conceptual diagram of the contaminant removal means of an embodiment of the contaminant removal device of the ion gun source according to the present invention,
3 is a cross-sectional view of the separation prevention means of an embodiment of the contaminant removal device of the ion gun source according to the present invention;
4 is a plan view of an ion gun source according to the present invention,
5 is a cross-sectional view taken along line Y-Y 'of the ion gun source shown in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line X-X 'of the ion gun source shown in FIG.
7 is a plan view of the separation prevention means is mounted on the ion gun source according to the present invention,
8 is a schematic diagram of an ion-beam assisted deposition process,
9 is a cross-sectional view of the plasma and the plasma of the cathodic arc source,
10 is a cross-sectional view of the plasma and plasma of the LIS.
도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 이온건 소스의 오염물질 제거장치 및 제거방법의 일 실시예를 설명한다. 1 to 7 will be described an embodiment of the contaminant removal device and removal method of the ion gun source according to the present invention.
먼저, 본 발명에 따른 이온건 소스(100)의 오염물질 제거장치는 오염물질 제거수단(10) 및 이탈방지수단(20)을 포함한다. First, the pollutant removal device of the
오염물질 제거수단(10)은 캐소드전극(130)의 하면(130a)과 애노드전극(140)의 상면(140a)에 부착된 오염물질을 제거하는 역할을 한다. 이를 위하여 오염물질 제거수단(10)은 케이스(11)와, 복수의 볼(15) 및 볼 이탈방지망(17)을 구비한다. The pollutant removing means 10 serves to remove contaminants attached to the
케이스(11)는 내부에 복수의 볼(15)을 수용하며, 가스주입부(12)와 나사결합부(14)가 형성된다. 가스주입부(12)는 볼(15)을 분사시키는 압축가스가 케이스(11) 내부로 주입되도록 케이스(11)의 일단에 형성된다. 나사결합부(14)는 볼(15)이 압축가스에 의해 분사될 수 있게 바디(110)에 탈착가능하게 나사결합되도록 케이스(11)의 타단에 형성된다. The
볼(15)은 캐소드전극(130)의 하면(130a)과 애노드전극(140)의 상면(140a)에 부착된 오염물질을 캐소드전극(130)과 애노드전극(140)에서 분리시키는 역할을 한다. 이를 위하여 볼(15)은 케이스(11)의 내부에 복수개가 수용된다. 캐스드전극(130)과 애노드전극(140) 사이의 간격이 대략 2.0mm 정도이므로 볼(15)은 캐소드전극(130)과 애노드전극(140) 사이로 이동할 수 있게 직경이 1.2 ~ 1.7mm 인 것이 바람직하다. The
볼 이탈방지망(17)은 볼(15)이 가스주입부(12)로 이탈되지 않도록 방지하는 역할을 하며, 이를 위하여 케이스(11)의 내부에 장착된다. Ball
이탈방지수단(20)은 볼(15)이 케이스(11)에서 분사되면 쉴드(120)와 캐소드전극(130) 사이의 간극(A)으로 볼(15)이 이탈되지 않도록 방지하는 역할을 한다. 이를 위하여 이탈방지수단(20)은 이탈방지판(21)과 고정벨트(23)를 구비한다. The
이탈방지판(21)은 쉴드(120)와 캐소드전극(130) 사이의 간극(A)에 삽입될 수 있는 이탈방지돌기(22)가 형성되어 쉴드(120)와 캐소드전극(130)의 상부에 장착된다. The
고정벨트(23)는 이탈방지판(21)을 이온건 소스(100)에 고정시키는 역할을 하며, 이를 위하여 고정벨트(23)는 양단이 바디(110)의 양측면에 고정결합되어 이탈방지판(21)을 고정한다. The fixing
이하에서는 본 실시예의 오염물질 제거장치를 이용하여 이온건 소스(100)의 오염물질을 제거하는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of removing contaminants of the
본 발명에 따른 이온건 소스의 오염물질 제거방법은 오염물질 제거수단 장착단계(S11)와, 이탈방지판 장착단계(S13)와, 1차 압축가스 주입단계(S15)와, 볼 회수단계(S17)와, 분리단계(S19) 및 2차 압축가스 주입단계(S21)를 포함한다. Contaminant removal method of the ion gun source according to the present invention is the contaminant removal means mounting step (S11), the release prevention plate mounting step (S13), the primary compressed gas injection step (S15), and ball recovery step (S17) ), And a separation step (S19) and a secondary compressed gas injection step (S21).
오염물질 제거수단 장착단계(S11)에서는 케이스(11)의 내부에 복수의 볼(15)을 구비하는 오염물질 제거수단(10)을 캐소드전극(130)과 애노드전극(140) 사이로 볼(15)이 공급될 수 있게 이온건 소스(100)에 장착한다. 이때, 이온건 소스(100)는 오염물질 제거수단(10)이 장착될 수 있게 일단에 결합공(101)이 형성된다. 이온건 소스(100)는 진공챔버에 길이방향으로 수직으로 장착되므로 결합공(101)은 오염물질 제거수단(10)에 압축가스가 분사될 때 볼(15)이 계속 순환되도록 이온건 소스(100)의 하단부에 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 결합공(101)은 오염물질 제거수단(10)의 케이스(11)의 나사결합부(14)가 삽입되어 결합될 수 있게 내부에 나사산이 형성되며, 케이스(11)의 내부에 수용된 복수의 볼(15)이 캐소드전극(130)과 애노드전극(140) 사이로 공급되도록 바디(110)와 쉴드(120)에 걸쳐지게 형성된다. 그래서 결합공(101)은 바디(110)의 상단과 쉴드(120)의 하단에 반원형태의 홈으로 가공되는 것이 바람직하다. In the contaminant removing means mounting step S11, the contaminant removing means 10 having the plurality of
이탈방지판 장착단계(S13)에서는 쉴드(120)와 캐소드전극(130) 사이의 간극(A)으로 볼(15)이 이탈되는 것을 방지하기 위하여 이탈방지돌기(22)가 간극(A)에 삽입되도록 이탈방지판(21)을 쉴드(120)와 캐소드전극(130)의 상부에 장착한다. 이때, 이탈방지판(21)이 이온건 소스(100)에서 분리되지 않도록 고정벨트(23)로 고정시킨다. In the anti-separation plate mounting step (S13), the
1차 압축가스 주입단계(S15)에서는 볼(15)이 분사되도록 압축가스를 케이스(11)의 내부로 주입한다. 그러면 볼(15)이 애노드전극(140)의 상면(140a)을 따라 이동하면서 캐소드전극(130)의 하면(130a)과 애노드전극(140)의 상면(140a)에서 오염물질을 분리시킨다. In the first compressed gas injection step S15, the compressed gas is injected into the
볼 회수단계(S17)에서는 볼(15)에 의하여 캐소드전극(130)의 하면(130a)과 애노드전극(140)의 상면(140a)에서 오염물질이 분리되면 볼(15)을 케이스(11)로 회수한다. 본 실시예의 경우, 이온건 소스(100)의 하단부에 오염물질 제거수단(10)이 장착되므로 압축가스 주입을 중지시키면 볼(15)이 케이스(11)로 회수된다. In the ball recovery step S17, when the contaminants are separated from the
분리단계(S19)에서는 볼(15)이 케이스(11)로 회수되면 바디(110)의 일측면(110a)에 장착된 오염물질 제거수단(10)과 쉴드(120)와 캐소드전극(130) 상부에 장착된 이탈방지판(21)을 분리한다. In the separating step S19, when the
2차 압축가스 주입단계(S21)에서는 오염물질 제거수단(10)과 이탈방지판(21)이 이온건 소스(100)에서 분리되면 이온건 소스(100)의 내부로 압축가스를 주입한다. 그러면 캐소드전극(130)과 애노드전극(140)에서 분리된 오염물질이 쉴드(120)와 캐소드전극(130) 사이의 간극(A)으로 배출된다. In the second compressed gas injection step S21, when the
종래의 경우, 이온건 소스의 캐소드전극 및 애노드전극에 부착된 오염물질을 제거하기 위하여 진공챔버에 장착된 이온건 소스를 완전히 분리시켜야 하였다. 이로 인하여 유지 보수에 많은 시간이 소모되고, 유지 보수 과정에서 작업자에 의해 이온건 소스가 손상되는 문제점이 있었다. 반면, 본 실시예의 경우에는 진공챔버에 장착된 이온건 소스(100)에 오염물질 제거장치를 장착하여 오염물질을 제거할 수 있다. 그래서 진공챔버에서 분리시키지 않고도 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다. 이로 인하여 유지 보수에 소모되는 시간을 줄일 수 있으며, 유지 보수 과정에서 발생하는 이온건 소스(100)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 코팅 공정 후 바로 이온건 소스에 장착하여 오염물질을 제거할 수 있으므로 이온건 소스의 효율을 높일 수 있다. In the conventional case, the ion gun source mounted in the vacuum chamber had to be completely separated in order to remove contaminants attached to the cathode electrode and the anode electrode of the ion gun source. Due to this, a lot of time is spent on maintenance, and there is a problem that the ion gun source is damaged by the worker during the maintenance process. On the other hand, in the present embodiment, the contaminant removal device may be mounted on the
10 : 오염물질 제거수단 11 : 케이스
12 : 가스주입부 14 : 나사결합부
15 : 볼 17 : 볼 이탈방지망
20 : 이탈방지수단 21 : 이탈방지판
22 : 이탈방지돌기 23 : 고정벨트
100 : 이온건 소스 101 : 결합공
110 : 바디 120 : 쉴드
130 : 캐소드전극 130a : 하면
140 : 애노드전극 140a : 상면10 contaminant removal means 11 case
12
15: Ball 17: Ball escape prevention net
20: departure prevention means 21: departure prevention plate
22: release prevention protrusion 23: fixing belt
100: ion gun source 101: bonding hole
110: body 120: shield
130:
140: anode electrode 140a: top surface
Claims (5)
복수의 볼을 구비하며, 압축가스가 공급되면 상기 캐소드전극과 상기 애노드전극의 서로 마주보는 표면에 부착된 오염물질을 제거할 수 있게 상기 볼이 상기 이온건 소스의 내부로 분사되도록 상기 이온건 소스에 탈착가능하게 장착되는 오염물질 제거수단과,
상기 볼이 분사되면 상기 쉴드와 상기 캐소드전극 사이의 간극으로 상기 볼이 이탈되지 않도록 상기 간극에 삽입되는 이탈방지돌기가 형성되어 상기 쉴드와 상기 캐소드전극의 상부에 장착되는 이탈방지판을 구비한 이탈방지수단을 포함하며,
상기 오염물질 제거수단은 내부에 상기 복수의 볼을 수용하며 일단은 상기 볼을 분사시키는 상기 압축가스가 주입되는 가스주입부가 형성되고 타단은 상기 볼이 상기 압축가스에 의해 분사될 수 있게 상기 바디에 탈착가능하게 나사결합되는 나사결합부가 형성된 케이스와, 상기 볼이 상기 가스주입부로 이탈되지 않도록 상기 케이스의 내부에 장착된 볼 이탈방지망을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이온건 소스의 오염물질 제거장치. In the contaminant removal device of the ion gun source having a body, a shield, a cathode electrode, and an anode electrode,
The ion gun source is provided with a plurality of balls, and the ball is injected into the ion gun source to remove contaminants attached to the surfaces of the cathode electrode and the anode electrode facing each other when compressed gas is supplied. Pollutant removal means detachably mounted to the
When the ball is injected, a separation preventing protrusion is inserted into the gap to prevent the ball from being separated by a gap between the shield and the cathode electrode, and the separation prevention plate having a separation preventing plate mounted on an upper portion of the shield and the cathode electrode is formed. Prevention means,
The contaminant removing means accommodates the plurality of balls therein, and a gas injection part into which the compressed gas for injecting the ball is injected is formed at one end thereof, and the other end is provided to the body such that the ball can be injected by the compressed gas. And a case having a threaded portion detachably screwed therein, and a ball detachment prevention net mounted inside the case so that the ball does not escape to the gas injection portion.
상기 볼은 상기 캐소드전극과 상기 애노드전극 사이로 이동할 수 있게 직경이 1.2 ~ 1.7mm 인 것을 특징으로 하는 이온건 소스의 오염물질 제거장치. The method of claim 1,
The ball is a contaminant removal device of the ion gun source, characterized in that the diameter of 1.2 ~ 1.7mm to move between the cathode and the anode electrode.
케이스의 내부에 복수의 볼을 구비하는 오염물질 제거수단을 상기 캐소드전극과 상기 애노드전극 사이로 상기 볼이 공급될 수 있게 상기 이온건 소스에 장착하는 오염물질 제거수단 장착단계와,
상기 쉴드와 상기 캐소드전극 사이의 간극으로 상기 볼이 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 간극에 삽입되는 이탈방지돌기가 형성된 이탈방지판을 상기 쉴드와 상기 캐소드전극의 상부에 장착하는 이탈방지판 장착단계와,
상기 볼이 상기 애노드전극의 상면을 따라 이동하면서 상기 캐소드전극과 상기 애노드전극의 서로 마주보는 표면에서 오염물질을 분리시키도록 상기 오염물질 제거수단에서 상기 볼이 분사되게 압축가스를 상기 오염물질 제거수단으로 주입하는 1차 압축가스 주입단계와,
상기 볼에 의하여 상기 표면에서 상기 오염물질이 분리되면 상기 볼을 상기 오염물질 제거수단의 케이스로 회수하는 볼 회수단계와,
상기 볼이 상기 케이스로 회수되면 상기 오염물질 제거수단 및 상기 이탈방지판을 상기 이온건 소스에서 분리시키는 분리단계와,
상기 오염물질 제거수단 및 상기 이탈방지판이 상기 이온건 소스에서 분리되면 상기 이온건 소스에서 분리된 오염물질을 상기 이온건 소스에서 배출시키도록 상기 이온건 소스에 압축가스를 주입하는 2차 압축가스 주입단계를 포함하는 특징으로 하는 이온건 소스의 오염물질 제거방법. A method of removing contaminants in an ion gun source having a body, a shield, a cathode electrode, and an anode electrode,
A contaminant removal means for mounting contaminant removal means having a plurality of balls inside the case to the ion gun source so that the ball can be supplied between the cathode electrode and the anode electrode;
An anti-separation plate mounting step of mounting an anti-separation plate on which the anti-separation protrusion is inserted into the gap to prevent the ball from escaping into the gap between the shield and the cathode electrode on an upper portion of the shield and the cathode electrode; ,
The contaminant removing means is a compressed gas such that the ball is injected from the pollutant removing means so that the ball moves along the upper surface of the anode electrode and separates contaminants from the surfaces of the cathode electrode and the anode electrode facing each other. The first compressed gas injection step of injecting into,
A ball recovery step of recovering the ball to the case of the contaminant removing means when the contaminant is separated from the surface by the ball;
A separation step of separating the contaminant removing means and the release preventing plate from the ion gun source when the ball is recovered to the case;
When the contaminant removing means and the separation prevention plate is separated from the ion gun source, a second compressed gas injection for injecting a compressed gas into the ion gun source to discharge the pollutant separated from the ion gun source from the ion gun source A method for removing contaminants in an ion gun source, comprising the steps of:
상기 오염물질 제거수단 장착단계는 직경이 1.2 ~ 1.7mm 인 볼을 구비하는 상기 오염물질 제거수단을 상기 이온건 소스에 장착하는 것을 특징으로 하는 이온건 소스의 오염물질 제거방법. The method of claim 3,
The contaminant removing means mounting step is a contaminant removing method of the ion gun source, characterized in that for mounting the contaminant removing means having a diameter of 1.2 ~ 1.7mm to the ion gun source.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100898386B1 (en) | 2008-12-05 | 2009-05-18 | 씨디에스(주) | Linear ion thruster device |
KR101026705B1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-04-08 | 이노크린 주식회사 | Insulator cleaning system |
KR20120113862A (en) * | 2011-04-06 | 2012-10-16 | 설원실 | Automatic fouling removing system for plate type heat exchangers using cleaning balls |
KR101353773B1 (en) | 2012-12-13 | 2014-01-22 | 주식회사 포스코 | Ion beam source |
KR20140142464A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-12 | 한국기계연구원 | Ion beam source |
KR20170097351A (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-28 | 방경희 | Cleaning ball storage containers and for cleaning the interior of the container |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100898386B1 (en) | 2008-12-05 | 2009-05-18 | 씨디에스(주) | Linear ion thruster device |
KR101026705B1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-04-08 | 이노크린 주식회사 | Insulator cleaning system |
KR20120113862A (en) * | 2011-04-06 | 2012-10-16 | 설원실 | Automatic fouling removing system for plate type heat exchangers using cleaning balls |
KR101353773B1 (en) | 2012-12-13 | 2014-01-22 | 주식회사 포스코 | Ion beam source |
KR20140142464A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-12 | 한국기계연구원 | Ion beam source |
KR20170097351A (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-28 | 방경희 | Cleaning ball storage containers and for cleaning the interior of the container |
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