KR102196676B1 - Method for producing hybride plasma discharge device with integrated heater - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법에 관한 것으로, 사파이어 기판을 준비하는 단계; 상기 사파이어 기판의 일면에 메쉬형 전극층을 형성하는 단계; 상기 사파이어 기판의 타면에 단면형 전극층을 형성하는 단계; 상기 단면형 전극층 상에 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 절연층 상에 발열 전극층을 형성하는 단계; 를 포함하는, 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device, comprising: preparing a sapphire substrate; Forming a mesh-type electrode layer on one surface of the sapphire substrate; Forming a cross-sectional electrode layer on the other surface of the sapphire substrate; Forming an insulating layer on the cross-sectional electrode layer; And forming a heating electrode layer on the insulating layer. It relates to a method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device comprising a.
Description
본 발명은, 히터 일체형 하이브리드 플라즈마 방전소자의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a heater-integrated hybrid plasma discharge device.
플라즈마 방전소자는, 고전압의 인가에 의해 양/음이온 또는 음이온과 오존을 발생시켜 오염물을 제거하는데 큰 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 플라즈마 방전 현상을 통해 발생된 전자와 라디칼은 높은 산화력으로 VOCs(Volatile Organic Compounds), NOx, SOX CFCs 등 대부분의 유해가스를 제거하고, 억제, 악취 및 유해 유기물의 제거 수단으로 공기정화장치, 탈취장치, 표면 개질, 폐수 및 식수 수처리, 오존발생기, 수중 음파 발생원 등에 응용되고 있다. 대기 중에 플라즈마를 방전에 의해 발생시키고, 이에 의해 생성된 이온이나 라디칼(이하, "활성종"이라 함)에 의해서 미생물 등의 살균과 탈취에 탁월한 효과를 보이고 있다. Plasma discharge devices are known to have a great effect in removing contaminants by generating positive/anion or negative ions and ozone by application of a high voltage. The electrons and radicals generated through the plasma discharge phenomenon remove most harmful gases such as VOCs (Volatile Organic Compounds), NOx, and SOX CFCs with high oxidizing power, and as a means of suppressing, removing odors and harmful organic substances, an air purifying device and a deodorizing device , Surface modification, wastewater and drinking water treatment, ozone generator, underwater sound wave generator, etc. Plasma is generated in the atmosphere by discharge, and ions or radicals (hereinafter referred to as "active species") generated thereby show excellent effects on sterilization and deodorization of microorganisms, etc.
플라즈마 방전 소자는 상압에서 플라즈마 방전시 오존(O3) 발생으로 높은 살균력을 나타낼 수 있지만, 오존 농도가 일정 기준을 초과하게되면 인체에 해로운 영향을 끼질 수 있다. 특히 비릿한 냄새가 코와 인후를 자극하고, 오존의 농도가 높은 경우 호흡곤란현상을 유발하거나 폐기능 저하를 초래하고, 밀폐된 공간에서는 두통을 유발하고 눈을 따갑게 하기도 한다.The plasma discharge device may exhibit high sterilization power by generating ozone (O 3 ) during plasma discharge at normal pressure, but if the ozone concentration exceeds a certain standard, it may have a harmful effect on the human body. In particular, the fishy odor irritates the nose and throat, and when the concentration of ozone is high, it causes dyspnea or decreases lung function, and in an enclosed space, it may cause headaches and sore eyes.
일반적인 플라즈마 방전소자는 유리 기판을 적용하고 있으나, 제조 공정 중에 기판의 파손, 손상 등이 빈번하게 발생하여 플라즈마 밀도가 불균해지거나 살균, 유해 가스 제거 효율이 떨어지고, 소성 공정에 의해 두꺼운 기판이 적용되므로, 소형화를 달성하는 것이 어렵다. In general, a glass substrate is applied to the plasma discharge device, but the plasma density becomes uneven due to frequent damage or damage to the substrate during the manufacturing process, or the efficiency of sterilization and harmful gas removal decreases, and a thick substrate is applied by the firing process. , It is difficult to achieve miniaturization.
따라서, 본 발명은, 방전 시 일정 수준의 오존 농도로 조절이 가능하고, 제조공정에서 충격 등에 의한 기판 파손을 최소화하여 플라즈마 방전 소자의 소형화를 실현시킬 수 있는 플라즈마 방전 소자의 제조방법 및 플라즈마 방전 소자를 제공하기 위한 것이다. Accordingly, the present invention is a method of manufacturing a plasma discharge device and a plasma discharge device capable of minimizing the size of the plasma discharge device by controlling the ozone concentration at a certain level during discharge and minimizing substrate damage due to impact in the manufacturing process. It is to provide.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사파이어 기판을 적용하여 제조공정 중에 기판 파손 등을 최소화하고, 하나의 사파이어 기판 상에 플라즈마 방전전극 및 오존 농도 조절을 위한 발열전극을 동시에 형성하는, 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is to solve the above-described problem, by applying a sapphire substrate to minimize substrate damage during the manufacturing process, and simultaneously forming a plasma discharge electrode and a heating electrode for ozone concentration control on one sapphire substrate, heater It relates to a method of manufacturing an integrated plasma discharge device.
본 발명은, 본 발명에 의한 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법에 의해 제조되고 일정 수준의 오존 농도 조절이 가능하고, 성능이 우수한 히터 일체형 플라즈마 방전소자를 제공할 수 있다. The present invention can provide a heater-integrated plasma discharge device manufactured by the method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device according to the present invention and capable of adjusting the ozone concentration to a certain level and having excellent performance.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따라, 사파이어 기판을 준비하는 단계; 상기 사파이어 기판의 일면에 메쉬형 전극층을 형성하는 단계; 상기 사파이어 기판의 타면에 단면형 전극층을 형성하는 단계; 상기 단면형 전극층 상에 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 절연층 상에 발열 전극층을 형성하는 단계; 를 포함하는, 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, preparing a sapphire substrate; Forming a mesh-type electrode layer on one surface of the sapphire substrate; Forming a cross-sectional electrode layer on the other surface of the sapphire substrate; Forming an insulating layer on the cross-sectional electrode layer; And forming a heating electrode layer on the insulating layer. It relates to a method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device comprising a.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 메쉬형 전극층을 형성하는 단계 및 상기 단면형 전극층을 형성하는 단계는, 각각, 전극 형성용 조성물을 이용하여 전극 패턴을 인쇄하는 단계; 상기 인쇄된 전극 패턴을 레벨링한 이후 100 ℃ 내지 200 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 건조하는 단계; 상기 건조하는 단계 이후에, 300 ℃ 내지 500 ℃에서 제1 소성하는 단계; 및 상기 제1 소성하는 단계 이후에, 500 ℃ 내지 700 ℃에서 제2 소성하는 단계; 를 포함하고, 상기 제2 소성하는 단계는, 상기 제1 소성하는 단계의 소성 온도에서 5 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도로 승온하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the forming of the mesh-type electrode layer and the forming of the cross-sectional electrode layer may include printing an electrode pattern using a composition for forming an electrode, respectively; Drying the printed electrode pattern at 100° C. to 200° C. for 1 minute to 1 hour after leveling; After the drying step, the first baking step at 300 ℃ to 500 ℃; And after the first firing step, performing a second firing at 500° C. to 700° C.; Including, the second firing step, the firing temperature of the first firing step may be to increase the temperature at a temperature increase rate of 5 ℃ / min to 10 ℃ / min.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 절연층을 형성하는 단계는, 절연층 형성용 조성물을 이용하여 절연층을 인쇄하는 단계; 상기 인쇄된 절연층을 레벨링한 이후 60 ℃ 내지 150 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 건조하는 단계; 및 상기 건조하는 단계 이후에 700 ℃ 내지 900 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 소성하는 단계; 를 포함하고, 상기 소성하는 단계는, 2 ℃/min 내지 5 ℃/min의 승온 속도로 승온하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the forming of the insulating layer may include printing an insulating layer using a composition for forming an insulating layer; Drying the printed insulating layer at 60° C. to 150° C. for 1 minute to 1 hour after leveling; And firing at 700° C. to 900° C. for 1 minute to 1 hour after the drying step. Including, and the firing step may be to increase the temperature at a temperature increase rate of 2 ℃ / min to 5 ℃ / min.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 발열 전극층을 형성하는 단계는, 발열 전극층 형성용 조성물을 이용하여 발열 전극 패턴을 인쇄하는 단계; 상기 인쇄된 전극 패턴을 레벨링한 이후 100 ℃ 내지 200 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 건조하는 단계; 및 상기 건조하는 단계 이후에 700 ℃ 내지 900 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 소성하는 단계; 를 포함하고, 상기 소성하는 단계는, 5 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도로 승온하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the forming of the heating electrode layer may include printing a heating electrode pattern using a composition for forming a heating electrode layer; Drying the printed electrode pattern at 100° C. to 200° C. for 1 minute to 1 hour after leveling; And firing at 700° C. to 900° C. for 1 minute to 1 hour after the drying step. Including, the sintering step may be to increase the temperature at a temperature increase rate of 5 ℃ / min to 10 ℃ / min.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 메쉬형 전극층은, 1 mm 내지 3 mm의 선폭, 1 mm 내지 3 mm의 피치 및/또는 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 높이를 갖고, 상기 발열 전극층은, 200 ㎛ 내지 300 ㎛의 선폭, 300 ㎛ 내지 500 ㎛의 피치 및 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 높이를 갖는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the mesh-type electrode layer has a line width of 1 mm to 3 mm, a pitch of 1 mm to 3 mm, and/or a height of 5 μm to 50 μm, and the heating electrode layer is 200 μm to It may have a line width of 300 μm, a pitch of 300 μm to 500 μm, and a height of 5 μm to 50 μm.
본 발명은, 사파이어 기판을 이용하여 히터 일체형 하이브리드 단판 플라즈마 방전소자의 제조방법을 제공할 수 있고, 상기 사파이어 기판은, 유전율이 유리 보다 높아 낮은 방전전압을 갖게 되어 효율적인 플라즈마 방전을 유도할 수 있다. 또한, 상기 제조방법은, 제조공정에서 기판의 파손을 최소화하고, 소성공정 시 온도에 의한 기판의 파손 문제로 두꺼운 기판을 사용하지 않아 소자를 소형화할 수 있다. The present invention can provide a method of manufacturing a heater-integrated hybrid single plate plasma discharge device using a sapphire substrate, and the sapphire substrate has a lower discharge voltage since the dielectric constant is higher than that of glass, so that efficient plasma discharge can be induced. In addition, the manufacturing method minimizes damage to the substrate in the manufacturing process, and does not use a thick substrate due to the problem of damage to the substrate due to temperature during the firing process, thereby minimizing the device.
본 발명은, 오존 발생농도를 일정 수준으로 조절하여 인체에 해로운 영향을 끼치지 않고 살균력이 향상된 플라즈마 방전소자를 제공할 수 있다. The present invention can provide a plasma discharge device having improved sterilization power without causing a harmful effect on the human body by adjusting the ozone generation concentration to a predetermined level.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조공정을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 구성을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 실시예의 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조공정을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 실시예에서 제조된 실시예의 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 오존발생량 측정 시스템을 나타낸 것이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 실시예에서 제조된 실시예의 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 오존발생량 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 실시예에서 제조된 실시예의 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 오존발생량 측정 결과를 나타낸 것이다.1 is an exemplary flowchart of a method for manufacturing a heater-integrated plasma discharge device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a manufacturing process of a heater-integrated plasma discharge device according to the present invention according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram showing the configuration of a heater-integrated plasma discharge device according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing a manufacturing process of a heater-integrated plasma discharge device according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a system for measuring ozone generation amount of a heater-integrated plasma discharge device according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.
6 shows a result of measuring the ozone generation amount of the heater-integrated plasma discharge device according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.
7 shows a result of measuring the ozone generation amount of the plasma discharge device integrated with a heater according to an embodiment of the present invention according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components.
이하, 본 발명의 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법 및 히터 일체형 플라즈마 방전소자에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device and a heater-integrated plasma discharge device of the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명은, 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것으로, 사파이어 기판을 준비하는 단계(S110); 플라즈마 방전 전극층을 형성하는 단계(S120); 플라즈마 방전 전극층 상에 절연층을 형성하는 단계(S130); 및 절연층 상에 발열 전극층을 형성하는 단계(S140);를 포함할 수 있다. The present invention relates to a method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device, and according to an embodiment of the present invention, the manufacturing method will be described with reference to FIG. 1. 1 is an exemplary flowchart showing a method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device according to an embodiment of the present invention, comprising preparing a sapphire substrate (S110); Forming a plasma discharge electrode layer (S120); Forming an insulating layer on the plasma discharge electrode layer (S130); And forming a heating electrode layer on the insulating layer (S140).
본 발명의 일 실시예에 따라, 사파이어 기판을 준비하는 단계(S110)는, 양면에 전극층을 형성하기 위한 사파이어 기판을 준비하고, 상기 사파이어 기판은, 100 ㎛ 내지 500 ㎛ 두께; 100 ㎛ 내지 300 ㎛ 두께; 또는 100 ㎛ 내지 200 ㎛ 두께를 가질 수 있다. 상기 사파이어 기판은, 상기 두께 범위 내에 포함되면, 유리보다 높은 강도와 정전용량값을 가지므로, 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조공정 중 충격, 열 등에 의한 기판 파손을 최소화하고, 플라즈마 방전소자를 소형화할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of preparing a sapphire substrate (S110) includes preparing a sapphire substrate for forming an electrode layer on both sides, the sapphire substrate having a thickness of 100 μm to 500 μm; 100 μm to 300 μm thickness; Alternatively, it may have a thickness of 100 μm to 200 μm. The sapphire substrate, if included within the thickness range, has a higher strength and capacitance value than that of glass, thereby minimizing substrate damage due to impact or heat during the manufacturing process of a heater-integrated plasma discharge device, and miniaturizing the plasma discharge device. I can.
본 발명의 일 실시예에 따라, 플라즈마 방전 전극층을 형성하는 단계(S120)는, 사파이어 기판 상에 플라즈마 방전 전극층을 형성하는 단계이며, 예를 들어, 전극 형성용 조성물을 이용하여 전극 패턴을 인쇄하는 단계(S121); 인쇄된 전극 패턴을 레벨링하여 평탄화한 이후에 건조하는 단계(S122); 제1 소성하는 단계(S123); 및 제2 소성하는 단계(S124)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of forming a plasma discharge electrode layer (S120) is a step of forming a plasma discharge electrode layer on a sapphire substrate, and for example, printing an electrode pattern using a composition for forming an electrode Step S121; Leveling and flattening the printed electrode pattern, followed by drying (S122); First firing step (S123); And it may include a second firing step (S124).
전극 형성용 조성물을 이용하여 전극 패턴을 인쇄하는 단계(S121)는, 사파이어 기판의 적어도 일면, 또는 양면의 적어도 일부분에 각각 전극 형성용 조성물을 이용하여 스크린 프린팅으로 전극 패턴을 인쇄하는 단계이다. The step of printing an electrode pattern using the electrode forming composition (S121) is a step of printing an electrode pattern by screen printing using the electrode forming composition on at least one side or at least a portion of both sides of the sapphire substrate.
상기 전극 형성용 조성물은, 본 발명의 기술분야에서 플라즈마 방전 소자에 적용 가능한 전극 소재라면 제한 없이 적용될 수 있으며, 예를 들어, Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr 및 La으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 도전성 금속 분말을 포함하는 페이스트이며, 선택적으로 바인더를 더 포함할 수 있다. The composition for forming an electrode may be applied without limitation as long as it is an electrode material applicable to a plasma discharge device in the technical field of the present invention. For example, Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, A paste containing conductive metal powder containing at least one selected from the group consisting of W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr, and La, and optionally further includes a binder. have.
상기 전극 패턴은, 단면형 또는 메쉬 형태일 수 있으며, 메쉬형은, 균일하거나 또는 불규칙적 형태가 배열될 수 있고, 예를 들어, 격자 또는 다각형 형태가 배열될 수 있다. 상기 다각형은, 삼각형, 마름모 및 육각형 등일 수 있다. 상기 단면형은, 필름 형태일 수 있고, 상기 사파이어 기판 양면에 형성된 전극층은, 동일하거나 또는 상이한 전극 패턴으로 형성될 수 있다. The electrode pattern may have a cross-sectional shape or a mesh shape, and in the mesh shape, a uniform or irregular shape may be arranged, for example, a grid or a polygonal shape may be arranged. The polygon may be a triangle, a rhombus, and a hexagon. The cross-sectional shape may be in the form of a film, and electrode layers formed on both surfaces of the sapphire substrate may be formed in the same or different electrode patterns.
상기 전극 패턴은, 1 mm 내지 3 mm의 선폭, 1 mm 내지 3 mm의 피치 및/또는 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 높이를 갖는 것일 수 있다. The electrode pattern may have a line width of 1 mm to 3 mm, a pitch of 1 mm to 3 mm, and/or a height of 5 μm to 50 μm.
인쇄된 전극 패턴을 레벨링하여 평탄화한 이후에 건조하는 단계(S122)는, 1분 내지 5분 동안 레벨링하고, 100 ℃ 내지 200 ℃; 또는 110 ℃ 내지 150 ℃; 온도에서 1분 내지 1시간; 5분 내지 30분; 또는 5분 내지 15분 동안 건조할 수 있다. 상기 건조는 공기, 진공 또는 비활성 분위기에서 이루어질 수 있다. The step of drying after leveling and flattening the printed electrode pattern (S122) includes leveling for 1 to 5 minutes, and then 100°C to 200°C; Or 110 ℃ to 150 ℃; 1 minute to 1 hour at temperature; 5 to 30 minutes; Alternatively, it can be dried for 5 to 15 minutes. The drying may be performed in air, vacuum or in an inert atmosphere.
제1 소성하는 단계(S123)는, 건조하는 단계(S122) 이후에 300 ℃ 내지 500 ℃; 또는 400 ℃ 내지 480 ℃; 제1 소성 온도에서 1분 내지 2시간; 10분 내지 1시간; 또는 20분 내지 40분; 동안 소성할 수 있다. The first firing step (S123), after the drying step (S122) 300 ℃ to 500 ℃; Alternatively 400° C. to 480° C.; 1 minute to 2 hours at the first firing temperature; 10 minutes to 1 hour; Alternatively 20 to 40 minutes; Can be fired while.
제2 소성하는 단계(S124)는, 제1 소성하는 단계(S123) 이후에 500 ℃ 내지 700 ℃; 또는 520 ℃ 내지 600 ℃의 제2 소성온도; 에서 1분 내지 2시간; 30분 내지 2시간; 또는 1시간 내지 2시간; 동안 소성할 수 있다. 상기 제2 소성온도는 제1 소성 온도와 상이하다. 제1 소성하는 단계(S123) 및 제2 소성하는 단계(S124)는, 각각 5 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도로 승온하고, 상기 승온 속도는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 또한, 제2 소성하는 단계(S124)는, 제1 소성하는 단계(S123) 이후에 냉각 공정 없이 제1 소성소성 온도에서 5 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도로 승온하여 소성을 진행할 수 있다. The second firing step (S124), after the first firing step (S123) 500 ℃ to 700 ℃; Or a second firing temperature of 520 ℃ to 600 ℃; From 1 minute to 2 hours; 30 minutes to 2 hours; Alternatively 1 to 2 hours; Can be fired while. The second firing temperature is different from the first firing temperature. In the first firing step (S123) and the second firing step (S124), the temperature is raised at a temperature increase rate of 5°C/min to 10°C/min, respectively, and the temperature increase rate may be the same or different. In addition, in the second firing step (S124), after the first firing step (S123), the firing can be proceeded by raising the temperature at a heating rate of 5 °C/min to 10 °C/min at the first firing firing temperature without a cooling process. have.
제1 소성하는 단계(S123) 및 제2 소성하는 단계(S124)는, 상기 언급한 온도, 시간 및 승온 속도 범위 내에 포함되면, 전극 용 페이스트에 포함되어 있는 유기물, 바인더 재료 등의 효과적인 제거 공정이 이루어지며, 고밀도의 방전전극을 형성하고, 안정적이고 우수한 살균력과 함께 오존 발생 농도를 일정 수준으로 조절할 수 있는 플라즈만 방전소자를 제공할 수 있다.In the first firing step (S123) and the second firing step (S124), if the temperature, time, and temperature increase rate are included in the above-mentioned range, an effective removal process of organic matter and binder material included in the electrode paste is performed. A plasma discharge device capable of forming a high-density discharge electrode and controlling the ozone generation concentration to a certain level with stable and excellent sterilizing power can be provided.
본 발명의 일 예로, 플라즈마 방전 전극층을 형성하는 단계(S120)는, 사파이어 기판의 양면에 형성되는 각 플라즈마 방전 전극층의 패턴 형태를 달리하여 플라즈마 방전 전극층을 형성할 수 있다. 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법의 공정 흐름도를 나타낸 것으로, 도 2에서 사파이어 기판(100)의 일면에 메쉬형 전극층(110)을 형성하는 단계(S120a); 및 메쉬형 전극층(110)을 형성하는 단계(S120a) 이후에 사파이어 기판(100)의 타면에 단면형 전극층(210)을 형성하는 단계(S120b);를 포함할 수 있다. 메쉬형 전극층(110)을 형성하는 단계(S120a) 및 단면형 전극층(210)을 형성하는 단계(S120b)는, 각각, 전극 형성용 조성물을 이용하여 전극 패턴을 인쇄하는 단계(S121a, 121b); 인쇄된 전극 패턴을 레벨링하여 평탄화한 이후에 건조하는 단계(S122a, 122b); 제1 소성하는 단계(S123a, 123b); 및 제2 소성하는 단계(S124a, 124b)를 포함하고, 각 단계는 플라즈마 방전 전극층을 형성하는 단계(S120)에서 언급한 바와 같고, 메쉬형 전극층을 형성하는 단계(S120a) 및 단면형 전극층을 형성하는 단계(S120b)는, 동일하거나 또는 상이한 전극 형성용 조성물 및/또는 공정 조건으로 진행될 수 있다. As an example of the present invention, in the step of forming the plasma discharge electrode layer (S120), a plasma discharge electrode layer may be formed by changing a pattern shape of each plasma discharge electrode layer formed on both surfaces of a sapphire substrate. Referring to FIG. 2, FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, a mesh-
본 발명의 일 실시예에 따라, 플라즈마 방전 전극층 상에 절연층을 형성하는 단계(S130)는, 적어도 하나의 플라즈마 방전 전극층 상에 절연층을 형성하는 단계이며, 절연층을 인쇄하는 단계(S131), 인쇄된 절연층을 레벨링하여 평탄화한 이후에 건조하는 단계(S132); 및 소성하는 단계(S133)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 발열 전극층(230)이 형성되는 기판 면에 형성된 플라즈마 방전 전극층(210) 상에 절연층(220)을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of forming an insulating layer on the plasma discharge electrode layer (S130) is a step of forming an insulating layer on at least one plasma discharge electrode layer, and printing the insulating layer (S131) , Step of drying the printed insulating layer after leveling and flattening (S132); And it may include a firing step (S133). Referring to FIG. 2, the insulating
절연층을 인쇄하는 단계(S131)는, 적어도 하나의 플라즈마 방전 전극층 상에 절연층 형성용 조성물을 이용하여 절연층을 스크린 인쇄하는 단계이다. 상기 절연층은, 플라즈마 방전 전극층과 다음에 형성되는 발열전극 간의 전기적 간섭을 방지하기 위한 것이며, 바람직하게는 발열 전극층(230)이 형성되는 기판 면에 형성된 플라즈마 방전 전극층(210) 상이 절연층(220)을 스크린 인쇄할 수 있다. The step of printing the insulating layer (S131) is a step of screen-printing the insulating layer on at least one plasma discharge electrode layer using a composition for forming an insulating layer. The insulating layer is for preventing electrical interference between the plasma discharge electrode layer and the heating electrode formed next, and preferably, the insulating
상기 절연층 형성용 조성물은, 본 발명의 기술분야에서 플라즈마 방전소자에 적용 가능한 소재라면 제한 없이 적용될 수 있고, 예를 들어, SiO2 , TiO2, Al2O3, AlOOH, γ-AlOOH, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1 - xLaxZr1 - yTiyO3 (PLZT), PB(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), BaTiO3, hafnia (HfO2), Pb계 글래스성분 및 SrTiO3 등의 무리계 필러; 및 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 또는 BPA-노볼락형 에폭시 수지 등의 에폭시 수지, 폴리비닐알콜, 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스 및 디아세틸셀룰로오스로의 수지;로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. The composition for forming an insulating layer may be applied without limitation as long as it is a material applicable to a plasma discharge device in the technical field of the present invention, for example, SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , AlOOH, γ-AlOOH, ZrO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, CaO, ZnO, Y 2 O 3 , Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), Pb 1 - x La x Zr 1 - y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), BaTiO 3 , hafnia (HfO 2 ), a Pb-based glass component, and a bunch-based filler such as SrTiO 3 ; And styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluorine rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, Ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene propylene diene copolymer, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex , Polyester resin, acrylic resin, phenolic resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin or epoxy resin such as BPA-novolak type epoxy resin, polyvinyl alcohol, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropyl It may include at least one selected from the group consisting of cellulose and diacetyl cellulose resin.
절연층을 레벨링하여 평탄화한 이후에 건조하는 단계(S132)는, 1분 내지 5분 동안 레벨링하고, 60 ℃ 내지 150 ℃; 또는 70 ℃ 내지 90 ℃; 온도에서 1분 내지 1시간; 5분 내지 30분; 또는 10분 내지 20분 동안 건조할 수 있다. 상기 건조는 공기, 진공 또는 비활성 분위기에서 이루어질 수 있다. The step of drying the insulating layer after leveling and flattening (S132) includes leveling for 1 minute to 5 minutes, and then 60°C to 150°C; Alternatively from 70° C. to 90° C.; 1 minute to 1 hour at temperature; 5 to 30 minutes; Alternatively, it can be dried for 10 to 20 minutes. The drying may be performed in air, vacuum or in an inert atmosphere.
소성하는 단계(S133)는, 건조하는 단계(S132) 이후에 700 ℃ 내지 900 ℃; 750 ℃ 내지 850 ℃; 온도에서 1분 내지 1시간; 5분 내지 30분; 또는 10분 내지 20분 동안 소성할 수 있다. 소성하는 단계(S133)는, 2 ℃/min 내지 5 ℃/min의 승온 속도로 승온하고 유지할 수 있다. 소성하는 단계(S133)는, 상기 온도, 승온 속도 및 시간 범위 내에 포함되면, 유기물, 바인더 등의 효과적인 제거 공정이 이루어지며, 평탄화 및 고밀도의 절연막을 형성할 수 있다.The firing step (S133), after the drying step (S132) 700 ℃ to 900 ℃; 750°C to 850°C; 1 minute to 1 hour at temperature; 5 to 30 minutes; Alternatively, it may be baked for 10 to 20 minutes. The firing step (S133) may be heated and maintained at a temperature increase rate of 2° C./min to 5° C./min. In the firing step (S133), if the temperature, the temperature increase rate, and the time range are included, an effective removal process of organic matters and binders is performed, and a planarization and high-density insulating film may be formed.
본 발명의 일 실시예에 따라, 절연층 상에 발열 전극층을 형성하는 단계(S140)는, 오존의 열분해를 위한 발열전극을 형성하여 오존발생 농도를 일정 수준으로 조절할 뿐만 아니라, 살균력이 개선된 플라즈마 방전소자를 제공할 수 있다. 또한, 절열층 상에 형성되어 발열 전극층과 플라즈마 방전전극층 간에 전기적 간접을 최소화 또는 방지시켜 플라즈마 방전소자의 안정성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of forming a heating electrode layer on the insulating layer (S140) includes controlling the ozone generation concentration to a certain level by forming a heating electrode for pyrolysis of ozone, as well as plasma with improved sterilization power. A discharge device can be provided. In addition, it is formed on the heat-insulating layer to minimize or prevent electrical indirection between the heating electrode layer and the plasma discharge electrode layer, thereby improving the stability of the plasma discharge device.
절연층 상에 발열 전극층을 형성하는 단계(S140)는, 발열 전극 패턴을 인쇄하는 단계(S141); 인쇄된 발열 전극 패턴을 레벨링하여 평탄화한 이후에 건조하는 단계(S142); 및 소성하는 단계(S143);를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 절연층(220) 상에 발열 전극층(230)을 형성할 수 있다.The step of forming a heating electrode layer on the insulating layer (S140) may include printing a heating electrode pattern (S141); Leveling and flattening the printed heating electrode pattern and then drying (S142); And firing step (S143); may include. Referring to FIG. 2, a
발열 전극 패턴을 인쇄하는 단계(S141)는, 절연층 상에 발열 전극층 형성용 조성물을 이용하여 발열 전극 패턴을 인쇄하는 단계이다. 상기 발열 전극층 형성용 조성물은, 본 발명의 기술 분야에서 발열 전극으로 적용가능한 전극 소재를 포함할 수 있으며, 저항값이 높은 전극 소재를 포함할 수 있다. 상기 발열 전극층 형성용 조성물은, 납 산화물 또는 비스무트 산화물 등을 포함하는 유리 프릿 분말; 및 Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr 및 La으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 도전성 금속 분말;을 포함할 수 있다. 상기 도전성 금속 분말은, 상기 발열 전극층 형성용 조성물 중 90 중량% 이하; 60 중량% 내지 90 중량%; 또는 80 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. The step of printing the heating electrode pattern (S141) is a step of printing the heating electrode pattern using the composition for forming a heating electrode layer on the insulating layer. The composition for forming a heating electrode layer may include an electrode material applicable as a heating electrode in the technical field of the present invention, and may include an electrode material having a high resistance value. The composition for forming the heating electrode layer may include a glass frit powder containing lead oxide or bismuth oxide; And at least one selected from the group consisting of Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Mn, Hg, Pr, and La It may include a conductive metal powder containing; The conductive metal powder is 90% by weight or less of the composition for forming the heating electrode layer; 60% to 90% by weight; Or 80% to 90% by weight may be included.
상기 발열 전극 패턴은, 메쉬형, 필름형, 직선, 도트, 원형, 타원형, 다각형, 패러렐(parallel)-핀(pin) 패턴, 서펜틴(serpentine) 패턴, 단일서펜틴(single-serpentine) 패턴, 다중서펜틴(multi-serpentine) 패턴 및 세미서펜틴(semi-serpentine) 패턴으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 패턴 형태를 포함할 수 있다. 상기 패턴 형태는, 규칙적 또는 불규칙적으로 배열 및/또는 형태를 가질 수 있다. The heating electrode pattern, a mesh type, a film type, a straight line, a dot, a circle, an oval, a polygon, a parallel-pin pattern, a serpentine pattern, a single-serpentine pattern, It may include at least one pattern shape selected from the group consisting of a multi-serpentine pattern and a semi-serpentine pattern. The pattern shape may have a regular or irregular arrangement and/or shape.
상기 발열 전극 패턴은, 200 ㎛ 내지 300 ㎛의 선폭, 300 ㎛ 내지 500 ㎛의 피치 및 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 높이를 갖는 것일 수 있다. The heating electrode pattern may have a line width of 200 µm to 300 µm, a pitch of 300 µm to 500 µm, and a height of 5 µm to 50 µm.
인쇄된 발열 전극 패턴을 레벨링하여 평탄화한 이후에 건조하는 단계(S142)는, 1분 내지 5분 동안 레벨링하고, 100 ℃ 내지 200 ℃; 또는 100 ℃ 내지 150 ℃; 온도에서 1분 내지 1시간; 5분 내지 30분; 또는 10분 내지 20분 동안 건조할 수 있다. 상기 건조는 공기, 진공 또는 비활성 분위기에서 이루어질 수 있다.The step of drying the printed heating electrode pattern after leveling and flattening (S142) includes leveling for 1 minute to 5 minutes, and then 100°C to 200°C; Alternatively 100° C. to 150° C.; 1 minute to 1 hour at temperature; 5 to 30 minutes; Alternatively, it can be dried for 10 to 20 minutes. The drying may be performed in air, vacuum or in an inert atmosphere.
소성하는 단계(S143)는, 건조하는 단계(S142) 이후에 700 ℃ 내지 900 ℃; 또는 700 ℃ 내지 800 ℃의 온도에서 1분 내지 1시간; 5분 내지 30분; 또는 10분 내지 20분 동안 소성할 수 있다. 소성하는 단계(S143)는, 5 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도로 승온하고 유지할 수 있다. The firing step (S143), after the drying step (S142) 700 ℃ to 900 ℃; Or 1 minute to 1 hour at a temperature of 700° C. to 800° C.; 5 to 30 minutes; Alternatively, it may be baked for 10 to 20 minutes. The firing step (S143) may be heated and maintained at a temperature increase rate of 5°C/min to 10°C/min.
소성하는 단계(S143)는, 상기 온도, 승온 속도 및 시간 범위 내에 포함되면, 포함되면, 유기물, 바인더 등의 효과적인 제거 공정이 이루어지며, 평탄화 및 고밀도의 발열 전극을 형성할 수 있다. In the firing step (S143), if it is included within the temperature, heating rate, and time range, if included, an effective removal process of organic matter, binder, etc. is performed, and a flattening and high-density heating electrode can be formed.
본 발명은, 본 발명에 의한 제조방법으로 제조된 히터 일체형 플라즈마 방전소자에 관한 것으로, 상기 히터 일체형 플라즈마 방전소자는, 사파이어 기판을 적용하여 제조공정에서 기판의 파손 등을 방지하고, 플라즈마 방전전극과 오전 농도 조절을 위한 발열전극이 하나의 사파이어 기판 상에 동시에 형성된 단판형 플라즈마 방전소자일 수 있다. 또한, 오존 발생농도를 일정수준으로 유지할 뿐만 아니라, 우수한 살균력을 제공할 수 있다. The present invention relates to a heater-integrated plasma discharge device manufactured by the manufacturing method according to the present invention, wherein the heater-integrated plasma discharge device applies a sapphire substrate to prevent damage to the substrate in the manufacturing process, and the plasma discharge electrode and The heating electrode for controlling the morning concentration may be a single plate type plasma discharge device simultaneously formed on one sapphire substrate. In addition, the ozone generation concentration can be maintained at a certain level, and excellent sterilizing power can be provided.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 히터 일체형 플라즈마 방전소자는, 사파이어 기판; 사파이어 기판의 양면에 형성된 플라즈마 방전 전극층; 플라즈마 방전 전극층 중 적어도 하나 상에 형성된 절연층; 및 절연층 상에 형성된 발열 전극층;을 포함할 수 있다. 플라즈마 방전 전극층은, 메쉬형 또는 단면형일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heater-integrated plasma discharge device includes: a sapphire substrate; Plasma discharge electrode layers formed on both surfaces of the sapphire substrate; An insulating layer formed on at least one of the plasma discharge electrode layers; And a heating electrode layer formed on the insulating layer. The plasma discharge electrode layer may have a mesh shape or a cross-sectional shape.
예를 들어, 도 4를 참조하면 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 구성을 예시적으로 나타낸 것으로, 도 4의 (a)는 상기 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 일면을 나타낸 것으로, 사파이어 기판(100) 상에 메쉬형 전극층(110)이 형성되고, 도 4의 (b)는 상기 히터 일체형 플라즈마 방전소자의 타면을 나타낸 것으로, 사파이어 기판(100) 상에 단면형 전극층(210)이 형성되고, 단면형 전극층(210) 상에 절연층(220) 및 절연층(220) 상에 순차적으로 발열 전극층(230)이 적층된 것일 수 있다. For example, referring to FIG. 4, FIG. 4 exemplarily shows the configuration of a heater-integrated plasma discharge device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a side view of the heater-integrated plasma discharge device. As shown, a mesh-
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples. However, the following examples are for illustrative purposes only, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
실시예Example
도 5의 제조공정의 흐름도를 참조하여 플라즈마 방전소자를 제조하였다.A plasma discharge device was manufactured with reference to the flowchart of the manufacturing process of FIG. 5.
(1) 메쉬형 전극 형성(1) formation of mesh-type electrodes
Ag 페이스트 이용하여 사파이어 기판 (250 ㎛ 두께) 상에 메쉬형 전극을 스크린 프린팅하고, 1분 동안 Leveling 이후에 120 ℃에서 10분 건조하였다. 승온속도 5 ℃/min 조건으로 450 ℃까지 승온 후, 30분 동안 유지하여 소성하고, 다음으로, 승온속도 5 ℃/min 조건으로 550 ℃까지 승온 후, 1시간 동안 유지하여 소성하였다. A mesh-type electrode was screen-printed on a sapphire substrate (250 μm thick) using Ag paste, and leveled for 1 minute, followed by drying at 120° C. for 10 minutes. After raising the temperature to 450° C. at a temperature increase rate of 5° C./min, it was kept for 30 minutes and then calcined. Next, the temperature was raised to 550° C. at a temperature increase rate of 5° C./min and held for 1 hour.
(2) 단면형 전극 형성(2) Formation of sectional electrode
메쉬형 전극 형성된 사파이어 기판을 뒤집어 메쉬형 전극과 동일한 Ag paste 이용하여 단면형 전극을 스크린 프린팅하였다. 1분 동안 Leveling 이후에 120 ℃에서 10분 건조하고, 메쉬형 전극과 동일한 방식으로 소성 공정을 진행하였다. The sapphire substrate on which the mesh electrode was formed was turned over and screen-printed using the same Ag paste as the mesh electrode. After leveling for 1 minute, it was dried at 120° C. for 10 minutes, and a firing process was performed in the same manner as the mesh-type electrode.
(3) 절연층 형성 (3) Insulation layer formation
단면형 전극이 형성된 면에 절연성 페이스트(SiO2 및 Pb계 글래스성분)를 이용하여 절연층을 스크린 프린팅하고, 1분 동안 Leveling 이후에 80 ℃에서 20분 건조하였다. 다음으로, 승온속도 5 ℃/min 조건으로 180분간 800 ℃까지 승온 후, 15분간 유지하여 소성하였다.The insulating layer was screen-printed using an insulating paste (SiO 2 and Pb-based glass component) on the surface on which the cross-sectional electrode was formed, and after leveling for 1 minute, it was dried at 80° C. for 20 minutes. Next, the temperature was raised to 800° C. for 180 minutes under the condition of a temperature increase rate of 5° C./min, and then kept for 15 minutes and fired.
(4) 열선 형성(4) hot wire formation
저항값이 높은 페이스트(Ag + glass frit)를 이용하여 절연층 상에 열선을 스크린 프린팅하였다. 1분 동안 Leveling 이후에 120 ℃에서 10분 건조하였다. 다음으로, 승온속도 6.25 ℃/min 조건으로 120분간 750 ℃까지 승온 후, 15분간 유지하여 소성하였다.A hot wire was screen-printed on the insulating layer using a paste with a high resistance value (Ag + glass frit). After leveling for 1 minute, it was dried at 120° C. for 10 minutes. Next, the temperature was raised to 750° C. for 120 minutes at a temperature increase rate of 6.25° C./min, and then kept for 15 minutes and fired.
최종적으로 제조된 플라즈마 방전소자는, 선폭 1mm 내지 2mm 및 1mm 내지 2mm 피치의 메쉬형 전극 및 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 두께의 단면형 전극을 형성하고, 열선은 하기의 표 1에에서 저항도, 선폭, 피치 및 두께를 나타내었다. The finally manufactured plasma discharge device forms a mesh-type electrode having a line width of 1 mm to 2 mm and a pitch of 1 mm to 2 mm, and a cross-sectional electrode having a thickness of 3 µm to 5 µm, and the hot wire is shown in Table 1 below, and the resistance, line width, Pitch and thickness are shown.
glass frit
Ag +
glass frit
특성 평가Property evaluation
(1) 오존 발생 특성평가(1) Ozone generation characteristic evaluation
도 5의 오존발생량 측정 시스템을 이용하여, 인가 전압, 시간 경과, 기체 종류, 기체 유량 및 열에 따른 오존 발생량을 측정하여 도 6 및 도 7에 나타내었다. Using the ozone generation amount measuring system of FIG. 5, ozone generation according to applied voltage, time course, gas type, gas flow rate, and heat are measured and shown in FIGS. 6 and 7.
도 6의 (a)는 인가전압에 따른 오존 발생량을 나타낸 것으로, 인가 전압이 증가할수록 오존발생량이 증가되는 것을 확인할 수 있다.6A shows the ozone generation amount according to the applied voltage, and it can be seen that the ozone generation amount increases as the applied voltage increases.
도 6의 (b)는 시간 경과에 따른 각 인간전압에서 오존 발생량을 나타낸 것으로, 인가 전압이 1400 V까지는 시간 경과에 따라 오전 발생량이 일정하게 유지되고 1450 V인 경우에 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 6(b) shows the ozone generation amount at each human voltage over time, and it can be seen that the amount of morning generation is kept constant over time until the applied voltage is 1400 V and increases rapidly when the amount is 1450 V. have.
도 7의 (a)는 Ar 기체 유량에 따른 오존 발생량을 나타낸 것으로, 60 sccm 이후부터 감소하고, (b)는 N2 기체 유량에 따른 오존 발생량을 나타낸 것으로, 80 sccm 이후부터 감소하는 것을 확인할 수 있다. Figure 7 (a) shows the ozone generation amount according to the Ar gas flow rate, which decreases after 60 sccm, and (b) shows the ozone generation amount according to the N 2 gas flow rate, and it can be confirmed that it decreases after 80 sccm. have.
도 7의 (c)는 Ar 기체 유량에 따른 오존 발생량을 시간 경과에 따라 나타낸 것으로, 80 sccm 유량까지 오존 발생량이 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.7(c) shows the ozone generation amount according to the Ar gas flow rate over time, and it can be seen that the ozone generation amount is kept constant up to the 80 sccm flow rate.
도 7의 (d)는, 100 ℃의 열을 가할 경우에 오존 발생량을 시간 경과에 따라 나타낸 것으로, 100 ℃의 열을 가했을때, 오존 발생량은 열을 가하지 않았을 때보다 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 발열 전극에 의해서 오존 발생량을 일정하게 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 7D shows the amount of ozone generated over time when heat of 100° C. is applied, and it can be seen that when heat of 100° C. is applied, the amount of ozone generated decreases compared to when no heat is applied. This can be confirmed that the amount of ozone generated can be constantly reduced by the heating electrode of the present invention.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.
Claims (5)
상기 사파이어 기판의 일면에 메쉬형 전극층을 형성하는 단계;
상기 사파이어 기판의 타면에 단면형 전극층을 형성하는 단계;
상기 단면형 전극층 상에 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 절연층 상에 발열 전극층을 형성하는 단계;
를 포함하는,
상기 발열 전극층을 형성하는 단계는,
발열 전극층 형성용 조성물을 이용하여 발열 전극 패턴을 인쇄하는 단계;
상기 인쇄된 전극 패턴을 레벨링한 이후 100 ℃ 내지 200 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 건조하는 단계; 및
상기 건조하는 단계 이후에 700 ℃ 내지 900 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 소성하는 단계; 를 포함하고,
상기 소성하는 단계는, 5 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도로 승온하는 것인,
히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법.
Preparing a sapphire substrate;
Forming a mesh-type electrode layer on one surface of the sapphire substrate;
Forming a cross-sectional electrode layer on the other surface of the sapphire substrate;
Forming an insulating layer on the cross-sectional electrode layer; And
Forming a heating electrode layer on the insulating layer;
Containing,
The step of forming the heating electrode layer,
Printing a heating electrode pattern using a composition for forming a heating electrode layer;
Drying the printed electrode pattern at 100° C. to 200° C. for 1 minute to 1 hour after leveling; And
Firing at 700° C. to 900° C. for 1 minute to 1 hour after the drying step; Including,
The firing step is to increase the temperature at a temperature increase rate of 5 ℃ / min to 10 ℃ / min,
Method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device.
상기 메쉬형 전극층을 형성하는 단계 및 상기 단면형 전극층을 형성하는 단계는, 각각,
전극 형성용 조성물을 이용하여 전극 패턴을 인쇄하는 단계;
상기 인쇄된 전극 패턴을 레벨링한 이후 100 ℃ 내지 200 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 건조하는 단계;
상기 건조하는 단계 이후에, 300 ℃ 내지 500 ℃에서 제1 소성하는 단계; 및
상기 제1 소성하는 단계 이후에, 500 ℃ 내지 700 ℃에서 제2 소성하는 단계;
를 포함하고,
상기 제2 소성하는 단계는, 상기 제1 소성하는 단계의 소성 온도에서 5 ℃/min 내지 10 ℃/min의 승온 속도로 승온하는 것인,
히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of forming the mesh electrode layer and the step of forming the cross-sectional electrode layer, respectively,
Printing an electrode pattern using a composition for forming an electrode;
Drying the printed electrode pattern at 100° C. to 200° C. for 1 minute to 1 hour after leveling;
After the drying step, the first baking step at 300 ℃ to 500 ℃; And
After the first firing step, a second firing step at 500 ℃ to 700 ℃;
Including,
The second firing step is to raise the temperature at a temperature increase rate of 5 ℃ / min to 10 ℃ / min at the firing temperature of the first firing step,
Method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device.
상기 절연층을 형성하는 단계는,
절연층 형성용 조성물을 이용하여 절연층을 인쇄하는 단계;
상기 인쇄된 절연층을 레벨링한 이후 60 ℃ 내지 150 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 건조하는 단계; 및
상기 건조하는 단계 이후에 700 ℃ 내지 900 ℃에서 1분 내지 1시간 동안 소성하는 단계;
를 포함하고,
상기 소성하는 단계는, 2 ℃/min 내지 5 ℃/min의 승온 속도로 승온하는 것인,
히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of forming the insulating layer,
Printing an insulating layer using a composition for forming an insulating layer;
Drying the printed insulating layer at 60° C. to 150° C. for 1 minute to 1 hour after leveling; And
Firing at 700° C. to 900° C. for 1 minute to 1 hour after the drying step;
Including,
The firing step is to increase the temperature at a temperature increase rate of 2 ℃ / min to 5 ℃ / min,
Method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device.
상기 메쉬형 전극층은, 1 mm 내지 3 mm의 선폭, 1 mm 내지 3mm의 피치 및/또는 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 높이를 갖고, 상기 발열 전극층은, 200 ㎛ 내지 300 ㎛의 선폭, 300 ㎛ 내지 500 ㎛의 피치 및 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 높이를 갖는 것인,
히터 일체형 플라즈마 방전소자의 제조방법.
The method of claim 1,
The mesh-type electrode layer has a line width of 1 mm to 3 mm, a pitch of 1 mm to 3 mm and/or a height of 5 μm to 50 μm, and the heating electrode layer has a line width of 200 μm to 300 μm, and a line width of 300 μm to 500 μm Having a pitch and a height of 5 μm to 50 μm,
Method of manufacturing a heater-integrated plasma discharge device.
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| KR1020190024066A KR102196676B1 (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | Method for producing hybride plasma discharge device with integrated heater |
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| KR20200105211A KR20200105211A (en) | 2020-09-07 |
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2019
- 2019-02-28 KR KR1020190024066A patent/KR102196676B1/en active IP Right Grant
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