KR102609895B1 - 대기압 플라즈마 발생장치 및 이를 갖는 플라즈마 세정 설비 - Google Patents

대기압 플라즈마 발생장치 및 이를 갖는 플라즈마 세정 설비 Download PDF

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Abstract

대기압 플라즈마 발생장치를 제공한다. 상기 대기압 플라즈마 발생장치는 가스 공급홀과 전원커넥터가 구비되는 장치몸체부; 상기 장치몸체부의 하부에 배치되며, 서로 설정된 간격을 이루어 배치되는 복수의 주플라즈마전극부; 상기 복수의 플라즈마 전극부의 사이에 배치되는 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부; 상기 장치몸체부의 하부에 배치되며, 상단이 상기 전원커넥터에 연결되고, 하단이 상기 복수의 주플라즈마전극부 및 상기 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부에 연결되는 전원공급전극부; 상기 복수의 주플라즈마전극부를 에워싸는 복수의 주유전체부; 상기 보조플라즈마전극부를 에워싸는 하나 또는 다수의 보조유전체부; 상기 복수의 주플라즈마전극부의 측부에 배치되며, 상기 가스 공급홀을 통해 공급되는 캐리어 가스를 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역으로 공급하는 복수의 주접지부; 및, 상기 복수의 주유전체부의 사이에 배치되며, 상기 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부가 개재되고, 상기 가스 공급홀을 통해 공급되는 캐리어 가스를 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역으로 공급하는 하나 또는 다수의 보조접지부;를 포함한다. 또한 본 발명은 상기의 대기압 플라즈마 발생장치를 포함하는 플라즈마 세정 설비도 제공한다.

Description

대기압 플라즈마 발생장치 및 이를 갖는 플라즈마 세정 설비{APPARATUS FOR GENERATING PLASMA ATMOSPHERICPRESSURE AND PLASMA CLEANING EQUIPMENT}
본 발명은 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 발생 전극 및 유전체를 병렬로 다수를 이루도록 장치 몸체에 배치하고 하나의 RF 전원으로 상기 복수개의 플라즈마 발생전극을 연결하여 대면적을 이루는 피처리물에 대한 표면 처리 공정 시간을 단축 할 수 있는 대기압 플라즈마 발생장치 및 이를 갖는 플라즈마 세정 설비에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마(plasma)는 이온이나 라디칼(radical)과 같은 다량의 반응성 핵종(reactive species)의 플럭스를 발생시키기 때문에, 산업적으로 물체의 표면처리를 위하여 많이 사용되고 있다.
종래에 플라즈마를 이용하는 공정에서 플라즈마는 진공 상태의 챔버(chamber) 내에서 고온-고압으로 발생된다.
이러한 종래의 플라즈마 공정에서는, 플라스틱과 같이 융점이 낮은 재료의 표면처리 시 표면이 녹아서 변형되거나 물성이 변하는 문제점이 있다. 또한 챔버를 진공 상태로 유지하기 위한 추가적인 비용이 소요되며, 챔버라는 공간 내에서 플라즈마 처리가 이루어지므로, 피 처리물의 크기가 제약되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해서, 균일하고 안정된 저온 플라즈마를 진공이 아닌 상압 상태에서 발생시킬 필요가 있다. 이하에서, 상압이라고 하면 대기압 또는 대기압 부근의 압력 상태를 말한다. 상압 플라즈마(또는 저온 플라즈마)를 이용한다면, 플라스틱과 같이 융점이 낮은 재료의 표면처리 시 표면이 녹아서 변형되거나 물성이 변하는 것을 방지하여, 플라스틱이나 유리와 같은 재료의 표면처리가 가능하게 된다.
또한, 상압 플라즈마를 이용하면, 제품의 생산 공정 중에도 플라즈마 표면처리를 연속적으로 할 수 있어서 생산성을 획기적으로 증가시킬 수 있다.
또한 챔버 내에 진공을 형성시키기 위한 비용이 절약되며, 피 처리물의 크기에 대한 제약이 완화된다.
도 1은 종래의 상압 플라즈마 발생장치를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조 하면, 종래의 상압 플라즈마 발생장치는 장치 몸체(1)와, 전극들(2,3)과, 유전체(4)를 포함한다.
상기 장치 몸체(1)의 내부에는 공간이 형성되고, 그 하단은 개방된다. 상기 장치 몸체(1)는 전체적으로 일정 길이를 갖는 사각 형상의 몸체로 형성된다.
상기 전극들(2,3) 및 상기 유전체(4)는 상기 장치 몸체(1)의 내부 공간에 배치된다.
상기 전극들(2,3)은 전원 인가 전극(2)과 플라즈마 발생 전극(3)을 포함한다.
상기 전원 인가 전극(2)은 일정 길이를 갖고, 종단면이 T형상의 단면을 형성한다.
상기 플라즈마 발생 전극(3)은 원봉 형태의 일정 길이를 갖는 전극이다. 상기 플라즈마 발생 전극(3)은 상기 전원 인가 전극(2)의 하단에 결합된다.
석영으로 형성되는 상기 유전체(4)는 상단부가 개방되는 C 형상의 종단면을 형성한다.
상기 플라즈마 발생 전극(3)은 상기 유전체(4)의 개방된 상단을 통해 상기 유전체(4)의 내부 공간에 배치된다.
한편 상기 장치 몸체(1)의 양측부 하단에는 외부에서 공급되는 플라즈마 형성에 요구되는 불활성 가스를 장치 몸체(1)의 내부 공간에 배치된 유전체(4) 주위로 공급하는 가스 공급홀(미도시)이 형성된다.
그리고 상기 장치 몸체(1)의 하단부 양측에는 한 쌍의 가이드(5)가 배치된다. 상기 한 쌍의 가이드(5)는 상기 가스 공급홀을 통해 공급되는 불활성 가스를 상기 유전체(4)의 외측 둘레 인근영역으로 안내하는 안내홀들(5a)이 형성될 수 있다.
이의 구성과 같이 피처리물에 대하여 표면처리를 실시함에 사용되는 상압 플라즈마 발생장치는 고전압을 인가해주면 전극들 사이 공간에서 방전이 형성되고, 불활성 가스의 이온화가 이루어져 플라즈마(plasma)를 발생하는 방식을 사용한다.
따라서 종래의 상압 플라즈마 발생장치의 피처리물에 대향하여 배치되는 유전체는 하나의 장치 몸체에 단일개로 배치된다. 이에 따라 단일개로 설치되는 유전체는 피처리물에 대해 한정된 플라즈마 처리 영역을 형성한다.
또한 종래의 상압 플라즈마 발생장치는 일정 이동 경로를 이루는 이동 장치에 결합되어, 피처리물의 상부에서 설정된 경로를 따라 이동되도록 설치된다.
따라서, 피처리물이 일정 이상의 대면적을 이루는 경우, 하나의 유전체를 갖는 플라즈마 발생장치는 한정된 플라즈마 처리 영역을 형성하기 때문에, 처리 시간이 일정 시간 이상으로 증가되는 문제점이 있다.
즉, 종래의 상압 플라즈마 발생 장치가 A의 플라즈마 처리 영역을 형성하고, 피처리물이 상기 플라즈마 처리 영역의 10배 크기의 피처리영역을 가지는 경우, 1개의 플라즈마 발생 장치는 상기 10배의 피처리 영역을 순차적으로 이동해가면서 표면처리를 해야하기 때문에, 표면 처리 공정 시간이 지연되는 문제를 갖는다.
이의 사유에 따라 근래에 들어 대면적을 이루는 피처리물에 대한 표면 처리 공정 시간을 단축 하기 위하여 플라즈마 발생 전극을 병렬로 다수를 이루도록 배치하는 기술의 개발이 요구된다. 하지만, 복수개의 플라즈마 발생 전극을 사용하는 경우, 각각의 전극으로부터 플라즈마를 동시에 균일하게 발생시키는 것이 어려운 문제가 있다.
복수개의 플라즈마 발생전극을 병렬로 배치하고 각각의 전극마다 독립된 전원을 공급하면 각각의 전극으로부터 플라즈마를 동시에 발생시킬 수 있으나 이는 복수개의 전원(RF파워)을 구비해야 하고 또한 각각의 RF파워에 대응되는 매칭박스(전극으로 최대의 전력을 전달하기 위하여 임피던스 매칭 등을 수행하는 부분)를 구비해야 하므로 제조비용이 과다해지고, 이렇게 만들더라도 각각의 플라즈마 발생전극에서 발생하는 플라즈마가 서로 균일하게 발생한다는 것을 보장하기도 어려운 문제가 있다.
하나의 전원(RF파워)에 복수개의 플라즈마 전극을 공통으로 연결하여 전력을 플라즈마 전극들로 동시에 공급하더라도, 글로우 방전(glow discharge)은 전류량을 계속 증가시켜도 전류량의 증가와 함께 높아지던 전압레벨이 특정순간부터는 갑자기 낮아지는 특성을 가지기 때문에, 복수개의 플라즈마 전극에서 플라즈마가 동시에 균일하게 발생하도록 하는 충분한 전력을 공급할 수 없게 된다. 그래서 결국 하나의 전원에 연결된 복수개의 플라즈마 전극들 중 1개만 플라즈마가 발생하고 나머지 전극들은 플라즈마를 발생하지 못하는 것이 보통이다.
따라서, 하나의 RF전원에 공통으로 연결되어 병렬로 배치되는 플라즈마 발생전극을 구비하면서 모든 전극들이 균일하게 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생장치와, 균일하게 플라즈마가 발생하도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌에는 대한민국 등록특허 제10-1805740호가 있으며, 상기 선행문헌은 가시성 있는 대기압 플라즈마 발생장치를 개시하고 있다.
상술한 문제를 해결하기 위한, 본 발명의 다른 목적은 하나의 전원장치에 공통으로 연결된 복수개의 플라즈마 발생전극을 병렬로 배치하고, 각각의 플라즈마 발생전극에서 서로 균일한 플라즈마가 발생하도록 한 플라즈마 발생장치 및 이를 갖는 플라즈마 세정설비를 제공하여 대면적의 피처리물에 대한 표면처리 공정시간을 단축하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 플라즈마 발생 전극과 이를 둘러싸는 유전체가 복수개로 서로 이웃하도록 배치되는 경우, 유전체들 사이 공간으로 불활성 가스의 공급이 균일해지도록 유도하여 각 유전체들 주위에 균일한 플라즈마가 형성되도록 할 수 있는 대기압 플라즈마 발생장치 및 이를 갖는 플라즈마 세정 설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 대기압 플라즈마 발생장치를 제공한다.
대기압 플라즈마 발생장치는, 가스 공급홀과 전원커넥터가 구비되는 장치몸체부; 상기 장치몸체부의 하부에 배치되며, 서로 설정된 간격을 이루어 배치되는 복수의 주플라즈마전극부; 상기 복수의 주플라즈마전극부의 사이에 배치되는 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부; 상기 장치몸체부의 하부에 배치되며, 상단이 상기 전원커넥터에 연결되고, 하단이 상기 복수의 주플라즈마전극부 및 상기 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부에 연결되는 전원공급전극부; 상기 복수의 주플라즈마전극부를 에워싸는 복수의 주유전체부; 상기 보조플라즈마전극부를 에워싸는 하나 또는 다수의 보조유전체부; 상기 복수의 주플라즈마전극부의 측부에 배치되며, 상기 가스 공급홀을 통해 공급되는 캐리어 가스를 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역으로 공급하는 복수의 주접지부; 및, 상기 복수의 주유전체부의 사이에 배치되며, 상기 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부가 개재되고, 상기 가스 공급홀을 통해 공급되는 캐리어 가스를 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역으로 공급하는 하나 또는 다수의 보조접지부;를 포함한다.
상기 복수의 주플라즈마전극부 각각은, 설정된 길이를 이루며, 상기 복수의 주유전체부 각각의 내부에 배치되는 주전극몸체와, 상기 주전극몸체의 일측에 연결되어 상방으로 연장되고 연장되는 부분의 일부가 상기 전원공급전극부에 체결되는 제1연결전극몸체를 구비한다.
상기 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부는, 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 내부에 배치되는 제2연결전극몸체로서, 상기 제2연결전극몸체의 일부가 상기 전원공급전극부에 체결된다
상기 복수의 주유전체부는, 제1길이를 이루며, 상기 주전극몸체가 수용되는 제1방전공간이 형성되고, 상단이 개방되는 주유전체로 이루어진다.
상기 하나 또는 다수의 보조유전체부는, 내부에 상기 제2 연결전극몸체 수용되는 제2방전공간이 형성되고, 상기 제1길이 보다 짧은 제2길이를 이룬다.
상기 하나 또는 다수의 보조접지부는, 상기 제1보조접지부와, 제2보조접지부를 포함하되, 상기 제1보조접지부의 전단은, 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 후단에 결합되고, 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 전단은, 상기 제2보조접지부의 후단에 결합되며, 상기 제2보조접지부는 접지기능을 하는 금속으로 형성되어서, 지지기능을 수행한다.
상기 하나 또는 다수의 보조유전체부는, 상기 제1보조접지부의 전단에 결합되는 제1보조유전체와, 상기 제1보조유전체와 결합되며, 상기 제2보조접지부의 후단에 결합되는 제2보조유전체를 구비하되, 상기 제1보조유전체의 후단면에는, 수평 방향을 따르는 유통홈이 형성되고, 상기 유통홈은 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 양측에 배치되는 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역을 서로 연결한다.
상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 양측에 배치되는 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역을 서로 연결하는 유통홈이 형성되되, 상기 유통홈은, 상기 제1보조접지부와 상기 제1보조유전체의 후단이 결합하는 상기 제1보조접지부의 전단면에 형성된다. 상기 유통홈은, 다각 또는 라운드 형상의 홈으로 형성된다.
상기 유통홈이 상기 제1방전공간의 일측에 치우쳐 배치되도록 상기 보조유전체부는, 상기 제1보조접지부와 상기 제2보조접지부의 사이에 개재된다.
상기 유통홈의 양단은, 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 양측에 배치되는 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역에 형성되는 캐리어 가스의 공급을 안내하여 서로 연결되도록 한다.
상기 전원공급전극부는, 수평 방향을 따라 일정 길이를 이루는 하단전극과, 상기 하단전극의 중앙에서 상방으로 연장되어 상기 전원커넥터와 연결되는 상단전극을 포함하되, 상기 복수의 주플라즈마전극부의 상기 제1연결전극몸체의 상단은, 상기 하단전극의 양단에 각각 체결되고, 상기 제2연결전극몸체 의 상단은, 상기 하단전극의 중앙에 체결된다.
상기 제1연결전극몸체는 판 상으로 형성되며, 하단이 상기 주전극몸체의 일단면에 체결되고, 상기 제2연결전극몸체는 판 상으로 형성되며, 하단이 상기 보조전극몸체의 일단면에 체결된다.
상기 주전극몸체는, 사각 바 형상의 상부전극과, 상기 상부전극의 하단에 일체로 형성되는 하부전극을 구비하되, 상기 하부전극은 상기 상부전극의 폭보다 큰 폭을 형성하고, 하단은 하방을 따라 볼록한 곡률을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 세정설비는 상기 대기압 플라즈마 발생장치를 피처리물의 상부에서 설정된 이동 경로를 따라 이동시키는 이동 장치를 포함한다.
상기의 해결 수단에 의해 본 발명은 플라즈마 발생 전극 및 유전체를 병렬로 다수를 이루도록 장치 몸체에 배치하여 대면적을 이루는 피처리물에 대한 표면 처리 공정 시간을 단축 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 플라즈마 발생 전극 및 유전체가 서로 이웃하도록 배치되는 경우, 유전체들 사이 공간으로 불활성 가스의 공급이 균일해지도록 유도하여 각 유전체들 주위에 균일한 플라즈마가 형성되도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 하나의 RF전원에 복수개의 플라즈마 발생전극들을 동시에 공통 연결시키면서도 글로우 플라즈마가 균일하게 배출될 수 있는 장점을 가진다.
상술한 효과들과 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래의 상압 플라즈마 발생장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치몸체부를 제외한 대기압 플라즈마 발생장치를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 구성들의 배치 상태를 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 주플라즈마전극부와 보조플라즈마전극부의 결합 관계를 보여주는 사시도이다.
도 7은 주 및 보조플라즈마전극부에 주 및 보조유전체부가 배치된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 보조유전체부를 보여주는 도면이다.
도 9는 보조유전체부의 내부에 보조전극몸체가 배치된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 주접지부, 보조접지부가 배치된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 11은 가스공급블록들이 배치된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치를 보여주는 일부 절개 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다.
또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조 하여, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치 및 이를 갖는 플라즈마 세정 설비를 설명한다.
여기서 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치는 상기 플라즈마 세정 설비의 구성에 포함되기 때문에, 플라즈마 세정 설비를 설명함에 포함하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 세정 설비는 이동 장치를 구비한다. 상기 이동 장치는 XY좌표를 따라 이동되는 장치로써, 레일과 리니어 모터와 같은 장치를 포함한다. 상기 레일에는 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생장치가 설치된다. 상기 레일에는 상기 대기압 플라즈마 발생장치를 고정하는 고정 블록이 배치된다.
상기 고정 블록은 XY방향으로 상기 이동 레일을 따라 이동되도록 배치된다. 이에 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는 일정의 XY방향으로 이동된다.
그리고 상기 이동 레일의 하부에는 안착부가 배치된다. 상기 안착부는 세정 대상인 피처리물이 안착된다. 상기 피처리물은 대면적을 이루는 기판일 수 있다.
이에 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는 플라즈마를 형성하여 상기 피처리물의 표면 상부에서 이동하면서 상기 피처리물의 표면을 개질 또는 세정할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는 그 하부에 둘 이상의 플라즈마 형성 영역이 서로 균일한 농도를 이루어 발생될 수 있다.
이하 둘 이상의 플라즈마 형성 영역이 서로 균일한 농도를 이루도록 할 수 있는 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생장치를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치를 보여주는 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 장치몸체부를 제외한 대기압 플라즈마 발생장치를 보여주는 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조 하면, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치는 크게 장치몸체부(100)와, 복수의 주플라즈마전극부(200)와, 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부(300)와, 전원공급전극부(400)와, 복수의 주유전체부(500)와, 보조유전체부(600)와, 복수의 주접지부(700)와, 하나 또는 다수의 보조접지부(800)를 포함한다.
상기 각 구성들 및 이들 간의 결합관계를 설명한다.
장치몸체부(100)
본 발명에 따른 장치몸체부(100)는 사각 또는 직사각 플레이트 형상으로 형성된다. 상기 장치몸체부(100)에는 가스공급연결팁(110)과, 전원커넥터(120)가 설치된다. 상기 가스공급연결팁(110)과 상기 전원커넥터(120)는 이격된다.
상기 가스공급연결팁(110)은 가스 공급관(미도시)과 연결된다. 불활성 가스인 캐리어 가스는 상기 가스 공급관을 통해 공급된다. 상기 캐리어 가스는 아르곤, 헬륨, 네온 또는 이들의 혼합가스를 포함한다.
상기 가스공급연결팁(110)은 후술되는 보조 지지대들에 형성되는 가스 공급 유로와 연결된다. 상기 장치몸체부의 하단부에는 상기 보조 지지대들의 상단이 위치되어 지지되는 지지홈들이 형성된다.
전원커넥터(120)에는 하나의 RF전원(미도시)과 임피던스 매칭을 위한 하나의 매칭박스(미도시)가 연결되며, 전원커넥터(120)를 통해서 복수개의 전극들이 전기적으로 RF전원과 연결된다.
도 4는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치를 보여주는 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 구성들의 배치 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조 하여 전체적인 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치 구성들의 배치 상태를 설명한다.
복수의 주유전체부(500)는 간격을 이루어 배치된다.
상기 복수의 주유전체부(500) 각각에는 복수의 주플라즈마전극부(200)가 내측에 삽입 배치된다. 복수의 주플라즈마전극부(200) 각각의 제1연결전극몸체(210)는 해당 주유전체부(500)의 상방으로 돌출된다.
보조플라즈마전극부(300)는 복수의 주플라즈마전극부(200)의 사이에 배치된다. 상기 보조플라즈마전극부(300)의 하단은 보조유전체부(600)의 내부에 배치된다. 상기 보조플라즈마전극부(300)의 제2연결전극몸체(320)는 보조유전체부(600)의 상방으로 돌출된다.
여기서 상기 복수의 주유전체부(500) 각각의 외측에는 주접지부(700)가 각각 밀착되어 배치된다.
또한 복수의 주유전체부(500)의 사이에는 보조접지부(800)가 배치된다. 여기서 상기 보조접지부(800)는 다수를 이루어 일방향을 따라 배치되며, 상기의 보조유전체부(600)는 다수를 이루는 보조접지부(800)의 사이에 개재된다. 상기 보조유전체부(600)는 주유전체부(500)의 중앙에서 전방으로 치우쳐지는 위치에 배치된다. 하지만 보조유전체부(600)의 위치가 여기에 한정되는 것은 아니며, 복수개의 주유전체부(500)의 사이에서 중앙이나, 전방이나 후방 등 어느 곳에도 배치될 수 있다.
그리고, 상기 주접지부(700)와 상기 보조접지부(800)의 전체 길이는 동일하게 이루어진다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 보조접지부(800)와 주접지부(700)의 길이가 다를 수 있다.
그리고 각각의 주플라즈마전극부(200)의 제1연결전극몸체(210)는 전원공급전극부(400)의 양단에 결합된다. 또한 상기 보조플라즈마전극부(300)의 제2연결전극몸체(320)는 상기 전원공급전극부(400)의 중앙부에 결합된다.
여기서 상기 복수의 주유전체부(500), 보조유전체부(600), 주접지부(700), 보조접지부(800)의 상단은 동일 선상의 평면을 이룬다.
그리고 장치몸체부(100)는 상기 복수의 주유전체부(500), 보조유전체부(600), 주접지부(700), 보조접지부(800)의 상단에 안착되어 별도의 체결 수단(미도시)을 통해 결합된다.
상기와 같이 본 발명에 따른 각 구성들의 전체적인 배치 상태를 설명하였다. 아하에서는 각 구성들의 구성 및 이들 간의 결합관계를 설명한다.
또한 이하에서 복수의 주플라즈마전극부(200)는 두 개로 구성되고, 보조플라즈마전극부(300)는 1개로 구성되는 예를 대표적인 예로 설명한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 주플라즈마전극부(200)는 2개 이상 여러 개 일 수 있고, 보조플라즈마전극부도 1개 이상 복수개 일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주플라즈마전극부와 보조플라즈마전극부의 결합 관계를 보여주는 사시도이다.
복수개의 주플라즈마전극부(200), 보조플라즈마전극부(300)
도 6을 참조 하면, 본 발명의 실시예에 따른 주플라즈마전극부(200)는 두 개로 구비되며, 일정 간격을 이루어 배치된다. 상기 두 개의 주플라즈마전극부(200)는 서로 동일한 형상을 이룬다. 다만, 실시예에 따라서, 주플라즈마전극부(200)가 2개 이상의 복수로 구성될 수 있다. 보조플라즈마전극부(300)도 주플라즈마전극부(200)의 개수에 따라 증감될 수 있다.
상기 주플라즈마전극부(200)는 설정된 길이를 이루며, 상기 복수의 주유전체부(500) 각각의 내부에 배치되는 주전극몸체(220)와, 상기 주전극몸체(220)의 일측에 연결되어 상방으로 연장되고, 연장되는 끝단이 상기 전원공급전극부(400)의 단부에 체결되는 상술한 제1연결전극몸체(210)로 구성된다.
상기 주전극몸체(220)는 사각 바 형상의 상부전극(221)과, 상기 상부전극(221)의 하단에 일체로 형성되는 하부전극(222)으로 구성된다. 상기 하부전극(222)은 상기 상부전극(221)의 폭보다 큰 폭을 형성하고, 하단은 하방을 따라 볼록한 곡률을 형성한다.
상기 제1연결전극몸체(210)는 수직 방향을 따라 일정 길이를 갖는 판 상으로 형성된다. 다만, 판 형상에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1연결전극몸체(210)의 하단은 상기 상부전극(221)의 전단면에 내측으로 절개되어 형성되는 단차부(221a)에 배치되고, 별도의 체결 부재를 통해 체결된다. 다만, 제1연결전극몸체(210)와 주전극몸체(220)는 전기적으로 연결되면 되기 때문에 그 체결 또는 연결방식은 다양할 수 있다. 상기 제1연결전극몸체(210)의 상단은 상방으로 연장된다.
상기와 같이 구성되는 두 개의 주플라즈마전극부(200)는 설정된 간격을 이루어 배치된다. 이에 각각의 주플라즈마전극부(200)의 제1연결전극몸체(210)는 상방으로 연장된다. 상기 각각의 주플라즈마전극부(200)의 형상 및 구성은 서로 동일하다.
상기 상방으로 연장된 두 개의 제1연결전극몸체(210)의 상단은 전원공급전극부(400)의 양단에 체결된다. 상기 체결은 볼트와 같은 체결 수단을 통해 체결된다. 이하에서의 체결 또는 결합은 상기와 같이 체결 수단을 통한 결합이 적용될 수 있다. 물론, 끼움 결합도 가능할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 보조플라즈마전극부(300)는 두 개의 주플라즈마전극부(200)의 사이에 배치된다. 상기 보조플라즈마전극부(300)는 보조전극몸체(310)와, 제2연결전극몸체(320)로 이루어진다. 상기 제2연결전극몸체(320)의 하단에는 상기 보조전극몸체(310)가 일체로 연결된다. 상기 보조전극몸체(310)는 사각 판상 또는 하단이 하방을 따라 볼록한 곡률을 형성하는 판으로 형성될 수 있다. 상기 보조전극몸체(310)의 폭은 제2연결전극몸체(320)의 폭 보다 크게 형성된다. 그러나, 보조전극몸체(310)의 형상은 다양할 수 있으며 도 6에 개시된 형상에 한정되는 것은 아니다.
그리고 상기 제2연결전극몸체(320)의 상단은 상기의 전원공급전극부(400)의 중앙부에 체결된다.
도 6에 도시된 것과는 다르게, 주플라즈마전극부(200)의 길이는 보조플라즈마전극부(300)의 위치를 지나쳐서 더 길게 형성될 수 있다. 즉, 보조플라즈마전극부(300)는 주플라즈마전극부(200) 사이의 중간에 위치할 수도 있고, 도 6에 개시된 위치의 반대쪽에 위치할 수도 있다.
도 7은 주 및 보조플라즈마전극부에 주 및 보조유전체부가 배치된 상태를 보여주는 사시도이다.
두 개의 주유전체부(500), 보조유전체부(600)
도 7을 참조 하면, 두 개의 주유전체부(500) 각각은 각 주플라즈마전극부(200)의 주전극몸체(220)를 에워싸도록 배치된다.
각각의 주유전체부(500)의 형상은 동일하다. 각각의 주유전체부(500)는 제1길이를 이룬다. 상기 주유전체부(500)의 내부에는 제1방전공간(511)이 형성되고, 그 상단은 개방된다. 상기 주유전체부(500)는 제1길이를 이루는 주유전체(510)를 갖는다. 상기 제1방전공간(511)의 다수 위치에는 상기 제1방전공간(511)의 내부 양측벽을 지지하는 제1지지부재들(520)이 배치된다. 상기 제1지지부재들(520)은 블록 형상으로 형성되나, 그 모양은 다양할 수 있다.
상술한 주플라즈마전극부(200)의 주전극몸체(220)는 상기 제1방전공간(511)에 수용된다. 여기서 제1연결전극몸체(210)의 하단부 역시 상기 제1방전공간(511)에 수용된다. 상기 제1연결전극몸체(210)는 주유전체(510)의 상방으로 돌출된다.
상기 주유전체(510)는 쿼츠, 실리콘, 유리, 알루미나, 세라믹 중 어나 하나로 형성된다. 상기 주유전체(510)는 C 형상의 단면을 이룰 수도 있다. 이러한 형상으로 형성되는 경우 개방되는 부분을 통해 제1연결전극몸체(210)는 상방으로 돌출될 수 있다. 또한 상기 주유전체(510)의 상단에는 상기 제1연결전극몸체(210) 만이 관통되는 홀들(미도시)이 형성될 수도 있다. 이에 상기 제1연결전극몸체(210)는 상기 홀들 각각을 통해 상방으로 돌출될 수도 있다.
한편, 1개의 보조유전체부(600)는 2 개의 주유전체부(500)의 사이에 배치된다.
도 8은 본 발명에 따른 보조유전체부를 보여주는 도면이다. 도 9는 보조유전체부의 내부에 보조전극몸체가 배치된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조 하면, 본 발명에 따른 보조유전체부(600)는 내부에 상기 보조플라즈마전극부(300)가 수용되는 제2방전공간(611)이 형성된다. 상기 보조유전체부(600)는 상기 주유전체(510)의 제1길이 보다 짧은 제2길이를 이룬다.
상기 보조유전체부(600)는 제1보조유전체(610)와 제2보조유전체(620)로 구성된다. 바람직하게 상기 보조유전체부(600)의 제2길이는 주유전체(510)의 제1길이의 절반 이하의 길이를 이룰 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1보조유전체(610) 및 제2보조유전체(620)는 직사각 형상으로 형성되며, 서로 결합되어 내부에 상기의 제2방전공간(611)을 형성한다. 보조플라즈마전극부(300)의 보조전극몸체(310)와 제2연결전극몸체(320)는 상기 제2방전공간(611)에 수용된다. 상기 제2연결전극몸체(320)는 제2방전공간(611)의 상측으로 돌출된다. 그리고 상기 보조유전체부(600)는 주플라즈마전극부(200)의 사이에 배치되며, 주플라즈마전극부(200)의 전단면으로부터 일정 거리 이격되는 위치에 배치된다. 보조유전체부(600)가 주플라즈마전극부(200)의 사이에 배치되는 위치는 다양할 수 있다.
전원공급전극부(400)
또한 도 8을 참조 하면, 본 발명에 따른 전원공급전극부(400)는 수평 방향을 따라 일정 길이를 이루는 하단전극(410)과, 상기 하단전극(410)의 중앙에서 상방으로 연장되어 상기 전원커넥터(120)와 연결되는 상단전극(420)으로 구성된다. 상기 하단전극(410)과 상기 상단전극(420)은 일체를 이룰 수도 있고, 서로 분리 및 결합 가능한 구성으로 이루어질 수도 있다.
상기 두 개의 주플라즈마전극부(200)의 상기 제1연결전극몸체(210)의 상단은 상기 하단전극(410)의 양단에 각각 체결된다.
상기 제2연결전극몸체(320)의 상단은 제1연결전극몸체(210)와 하단전극(410)이 연결되는 부분의 사이에 체결된다.
여기서 상기 제1연결전극몸체(210)와, 상기 제2연결전극몸체(320)는 상기 하단전극(410)에서 엇갈리는 위치에 체결된다. 즉 두 개의 제1연결전극몸체(210)의 상단은 하단전극(410)의 양측 후면부에 결합되고, 제2연결전극몸체(320)의 상단은 상기 하단전극(410)의 중앙부 전면부에 결합된다. 하지만, 제1연결전극몸체(210)와, 상기 제2연결전극몸체(320)는 상기 하단전극(410)에서 동일한 방향으로 체결될 수도 있다.
주접지부(700), 보조접지부(800)
도 10은 본 발명에 따른 주접지부, 보조접지부가 배치된 상태를 보여주는 사시도이다. 도 11은 가스공급블록들이 배치된 상태를 보여주는 사시도이다. 도 12는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치를 보여주는 일부 절개 사시도이다.
도 10 내지 도 12를 참조 하면, 본 발명에 따른 주접지부(700)는 두 개로 구비된다. 각 주접지부(700)는 두 개의 주유전체(510)의 외측부에 밀착된다.
여기서 상기 주접지부(700)에는 상기 가스 공급홀들(미도시)을 통해 공급되는 캐리어 가스를 각 주유전체(510)의 하부 주변 영역으로 공급을 안내하는 가스 유로 및 가스 분사홀들(910)이 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 보조접지부(800)는 제1보조접지부(810)와, 제2보조접지부(820)를 포함한다.
상기 제1보조접지부(810)의 전단은 상기 보조유전체부(600)의 후단에 결합된다. 보조유전체부(600)의 전단은 상기 제2보조접지부(820)의 후단에 결합된다. 이에 따라 본 발명에 따른 보조유전체부(600)는 제1보조접지부(810) 및 제2보조접지부(820)의 사이에 개재될 수 있다.
여기서 상기 제2보조접지부(820)의 길이는 상기 제1보조접지부(810)의 길이 보다 짧게 형성된다. 하지만, 보조유전체부(600)의 배치 위치에 따라 제2보조접지부(820)의 길이는 다양하게 설정될 수 있으며, 제1보조접지부(810)의 길이보다 길 수도 있다.
또한, 제2보조접지부(820)는 제1보조접지부(810)처럼 접지 기능을 하는 금속으로 형성될 수 있지만, 접지 기능을 하지 않는 유전체나 기타 재질로 만들어 질수도 있으며, 이때에는 지지 기능을 수행한다.
여기서 상기 제1보조접지부(810) 및 제2보조접지부(820)의 길이방향의 양측부에도 양쪽에 배치된 주유전체(510)의 하부 주변 영역으로 캐리어 가스의 공급을 안내하는 가스 유로 및 가스 안내홈들(920)이 형성될 수 있다.
여기서 상기 제1보조접지부(810)의 전단면에는, 하나 또는 다수의 보조유전체부(600)의 양측에 배치되는 상기 복수의 주유전체부(500)의 주변 영역을 서로 연결하는 유통홈(930)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 유통홈(930)은, 제1보조접지부(810)와 제1보조유전체(610)의 후단이 결합하는, 제1보조접지부(810)의 전단면에 형성될 수 있다.(도4 참조) 제1보조접지부(810)의 전단면에 형성되는 유통홈(930)의 위치는, 도4에 도시된 것처럼 제1보조접지부(810)의 길이방향의 양측부에 형성된 가스 유로 및 가스 안내홈들(920)과 동일한 선상에 배치될 수도 있고, 또는 상기 가스유로 및 가스 안내홈들(920)과 다른 선상에 배치될 수도 있다.
유통홈(930)의 양단은, 하나 또는 다수의 보조유전체부(600)의 양측에 배치되는 복수의 주유전체부(500)의 주변 영역에 형성되는 캐리어 가스의 공급을 안내하여 서로 연결되도록 함으로써 플라즈마가 복수개의 주유전체부(500) 하측에 균일하게 형성되도록 한다.
한쪽의 주유전체(510) 하측에 플라즈마가 먼저, 그리고 더 농도 짙게 형성되고 다른 한쪽의 주유전체(510) 하측에 플라즈마가 나중에, 그리고 농도 옅게 형성되더라도 유통홈(930)에 의해서 캐리어 가스가 서로 소통되면서 각각의 주유전체(510)의 하측에 발생되는 플라즈마가 거의 동시에 또한 균일한 농도로 형성될 수 있는 것이다.
또한 본 발명에 따른 보조접지부(800)의 상단 다수 위치에는 가스공급블록(130)이 배치된다. 가스공급블록(130)에는 가스공급연결팁(110)으로부터 유동되는 캐리어 가스를 주접지부(700)에 형성되는 가스 유로와 보조접지부(800)에 형성되는 가스 안내홈으로 공급하는 가스유입홀(131)이 형성된다. 그리고 상기 가스공급블록(130)의 상단은 본 발명에 따른 장치몸체부(100)의 저면을 지지할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 보조유전체부(600)는 상기 제1보조접지부(810)의 전단에 결합되는 제1보조유전체(610)와, 상기 제1보조유전체(610)와 결합되며, 상기 제2보조접지부(820)의 후단에 결합되는 제2보조유전체(620)로 구성된다. 다만, 보조유전체부(600)는 내측이 비어있는 일체형 구조로 만들어질 수도 있다.
제2보조유전체(620)의 전단면에 도시된 도면번호 601 및 621의 홈들은 제2보조접지부(820)와의 체결을 용이하게 하기 위해서 형성된 것이나, 존재하지 않을 수도 있다.
제1보조유전체(610)의 후단면에 수평 방향을 따르는 유통홈(미도시)이 형성될 수 있다. 유통홈(미도시)은 제1보조접지부(810)의 전단면에 형성된 유통홈(930)과 동일한 기능을 수행한다. 즉, 하나 또는 다수의 보조유전체부(600)의 양측에 배치되는 상기 복수의 주유전체부(500)의 주변 영역을 서로 연결하고 캐리어 가스도 소통시킨다.
또한 도면에 도시되지는 않았지만 본 발명에 따른 유통홈은 상기 제2보조접지부(820)의 후단면에 형성될 수도 있다. 또한 상기 유통홈은 상기 제2보조유전체(620)의 전면부와 상기 제2보조접지부(820)의 후면부의 일부가 절개되어 형성될 수도 있다.
바람직하게 상기 유통홈은 상기 유통홈의 양측이 보조유전체부(600)의 양측부에 배치되는 두 개의 주유전체부(500)의 하부 영역에 노출되는 위치에 위치되도록 배치되는 것이 좋다.
또한 본 발명에 따른 유통홈은 다각 또는 라운드 형상의 홈으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 유통홈이 상기 제1방전공간(511)의 일측에 치우쳐 배치되도록 보조유전체부(600)는 상기 제1보조접지부(810)와 상기 제2보조접지부(820)의 사이에 개재된다.
또한 상기와 같은 본 발명에 따른 유통홈은 제2보조유전체(620)의 전단면,에서 제1보조유전체(610)의 후단면, 제1보조접지부(810)의 전단면, 제2보조접지부(820)의 후단면의 상하를 따라 일정 간격을 이루도록 다수로 형성될 수 있다.
또한 상기 유통홈은 중앙에서 양측을 따라 점진적으로 확장되는 홈 사이즈를 형성할 수도 있다.
특히 상기 제1보조접지부(810)와, 상기 제2보조접지부(820)와, 상기 보조유전체부(600)는 서로 직렬로 연결되어 상기 주접지부(700)의 제1길이와 동일한 길이를 형성한다. 하지만, 제1보조접지부(810)와, 상기 제2보조접지부(820)와, 상기 보조유전체부(600)는 주접지부(700)의 제1길이와 다르게 형성될 수도 있음은 자명하다.
이를 통해 본 발명에 따른 유통홈은 그 양측에 배치되는 두 개의 주유전체부의 하부 영역을 서로 연결하여 개통할 수 있다.
상기 두 개의 주유전체부 각각의 하부 영역에는 플라즈마가 형성될 수 있다. 상기의 플라즈마 형성은 전원이 인가되면 각각의 주유전체 내부에서 방전이 일어남과 아울러 각 주유전체부의 하부 영역에는 플라즈마 형성을 유도하는 캐리어 가스가 공급되어, 플라즈마가 발생된다.
상기와 같이 본 발명에 언급되는 두 개의 주유전체부의 하부 영역에는 피 처리물의 표면을 세정할 수 있는 플라즈마가 형성된다. 즉 본 발명에 따른 장치는 두 개의 플라즈마 형성 영역을 이룬다. 다만 두 개의 플라즈마 형성 영역에서의 플라즈마 농도가 서로 균일한 경우 피처리물의 표면에 대한 세정 상태가 균일해 질 수 있다.
이에 본 발명에서 두 개의 주유전체부의 사이에 추가로 보조플라즈마전극부 및 보조유전체부를 구비하고 유통홈을 통해서 캐리어 가스가 통과하도록 함으로써 보조 플라즈마 형성 영역을 이룬다. 따라서 본 발명은 두 개의 플라즈마 영역 사이 영역에 보조 플라즈마 형성 영역을 이루고, 보조 플라즈마 형성 영역이 양측의 두개의 플라즈마 영역을 연결함으로써 플라즈마가 균일하게 전체적으로 발생되며, 전체적인 플라즈마 영역의 단절을 방지할 수 있다.
즉, 상기 유통홈은 두 개의 플라즈마 형성 영역에서 발생되는 플라즈마의 농도를 균일하게 이루어지도록 조절할 수 있다.
이에 상술한 두 개의 플라즈마 형성 영역 및 보조 플라즈마 형성 영역의 플라즈마 농도는 서로 균일한 수준을 이룰 수 있다.
이를 이루는 본 발명에 따른 장치를 사용하여 피처리물의 표면을 세정하는 경우, 서로 병렬로 연결되는 주유전체부의 폭만큼 세정 면적이 증가될 수 있다. 이에 단일개의 유전체를 사용하는 장치에 비해 세정 면적이 증가되어 이에 비례되도록 대면적을 이루는 피처리물의 세정 공정 시간을 저감시킬 수 있다.
상기의 구성 및 작용에 따라 본 발명에 따른 실시예는 플라즈마 발생 전극 및 유전체를 병렬로 다수를 이루도록 장치 몸체에 배치하여 대면적을 이루는 피처리물에 대한 표면 처리(또는 세정) 공정 시간을 단축 할 수 있도록 할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는 상기와 같이 플라즈마 발생 전극 및 유전체를 병렬로 연결하는 개수를 피처리물의 표면 면적에 상응하도록 가변적으로 설정할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는 플라즈마 발생 전극 및 유전체가 서로 이웃하도록 배치되는 경우, 유전체들 사이 공간으로 불활성 가스의 공급이 균일해지도록 유도하여 각 유전체들 주위에 균일한 플라즈마 농도를 이루도록 하고, 이에 의해 피처리물의 표면의 세정 상태를 균일하게 이루도록 할 수 있다.
이상 본 발명에서는 주유전체부가 2개로 구성되어 병렬로 배치되고, 이들 사이에 보조유전체부를 개재하는 구성을 대표적인 예로 설명하였다.
이를 참조 하면, 본 발명에 따른 주유전체부는 2개 이상으로 병렬을 이루어 배치됨이 가능하고, 2개 이상의 주유전체부들 사이에 본 발명에 따른 보조유전체부를 각각 개재함으로써, 플라즈마를 사용한 전체적인 세정 면적을 더 증가시켜 세정 시간을 더 단축할 수도 있다.
100: 장치몸체부, 110: 가스공급연결팁, 120: 전원커넥터
130: 가스공급블록, 131: 가스유입홀, 200: 주플라즈마전극부
210: 제1연결전극몸체, 220: 주전극몸체, 221: 상부전극
222: 하부전극, 300: 보조플라즈마전극부, 310: 보조전극몸체
320: 제2연결전극몸체, 400: 전원공급전극부, 410: 하단전극
420: 상단전극, 500: 주유전체부, 510: 주유전체
511: 제1방전공간, 520: 제1지지부재, 600: 보조유전체부
610: 제1보조유전체, 620: 제2보조유전체, 700: 주접지부
800: 보조접지부, 810: 제1보조접지부, 820: 제2보조접지부

Claims (15)

  1. 가스 공급홀과 전원커넥터가 구비되는 장치몸체부;
    상기 장치몸체부의 하부에 배치되며, 서로 설정된 간격을 이루어 배치되는 복수의 주플라즈마전극부;
    상기 복수의 주플라즈마전극부의 사이에 배치되는 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부;
    상기 장치몸체부의 하부에 배치되며, 상단이 상기 전원커넥터에 연결되고, 하단이 상기 복수의 주플라즈마전극부 및 상기 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부에 연결되는 전원공급전극부;
    상기 복수의 주플라즈마전극부를 에워싸는 복수의 주유전체부;
    상기 보조플라즈마전극부를 에워싸는 하나 또는 다수의 보조유전체부;
    상기 복수의 주플라즈마전극부의 측부에 배치되며, 상기 가스 공급홀을 통해 공급되는 캐리어 가스를 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역으로 공급하는 복수의 주접지부; 및,
    상기 복수의 주유전체부의 사이에 배치되며, 상기 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부가 개재되고, 상기 가스 공급홀을 통해 공급되는 캐리어 가스를 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역으로 공급하는 하나 또는 다수의 보조접지부를 포함하는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 주플라즈마전극부 각각은,
    설정된 길이를 이루며, 상기 복수의 주유전체부 각각의 내부에 배치되는 주전극몸체; 및
    상기 주전극몸체의 일측에 연결되어 상방으로 연장되고, 연장되는 부분의 일부가 상기 전원공급전극부에 체결 제1연결전극몸체를 구비하는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 보조플라즈마전극부는,
    상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 내부에 배치되는 제2연결전극몸체로서,
    상기 제2연결전극몸체의 일부가 상기 전원공급전극부에 체결되는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 복수의 주유전체부는,
    제1길이를 이루며, 상기 주전극몸체가 수용되는 제1방전공간이 형성되고, 상단이 개방되는 주유전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부는,
    내부에 상기 제2연결전극몸체가 수용되는 제2방전공간이 형성되되,
    상기 제1길이 보다 짧은 제2길이를 이루는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 보조접지부는,
    제1보조접지부와, 제2보조접지부를 포함하되,
    상기 제1보조접지부의 전단은, 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 후단에 결합되고,
    상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 전단은, 상기 제2보조접지부의 후단에 결합되며,
    상기 제2보조접지부는 접지 기능을 하는 금속으로 형성되어서, 지지 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부는,
    상기 제1보조접지부의 전단에 결합되는 제1보조유전체; 및
    상기 제1보조유전체와 결합되며, 상기 제2보조접지부의 후단에 결합되는 제2보조유전체를 구비하되,
    상기 제1보조유전체의 후단면에는,
    수평 방향을 따르는 유통홈이 형성되고,
    상기 유통홈은, 상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 양측에 배치되는 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역을 서로 연결하는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 양측에 배치되는 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역을 서로 연결하는 유통홈이 형성되되,
    상기 유통홈은,
    상기 제1보조접지부와 상기 제1보조유전체의 후단이 결합하는 상기 제1보조접지부의 전단면에 형성되는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 유통홈은,
    다각 또는 라운드 형상의 홈으로 형성되는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 유통홈이 상기 제1방전공간의 일측에 치우쳐 배치되도록,
    상기 보조유전체부는,
    상기 제1보조접지부와 상기 제2보조접지부의 사이에 개재되는,
    대기압플라즈마 발생장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 유통홈의 양단은,
    상기 하나 또는 다수의 보조유전체부의 양측에 배치되는 상기 복수의 주유전체부의 주변 영역에 형성되는 캐리어 가스의 공급을 안내하여 서로 연결되도록 하는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  12. 제 5항에 있어서, 상기 전원공급전극부는,
    수평 방향을 따라 일정 길이를 이루는 하단전극과,
    상기 하단전극의 중앙에서 상방으로 연장되어 상기 전원커넥터와 연결되는 상단전극을 포함하되,
    상기 복수의 주플라즈마전극부의 상기 제1연결전극몸체의 상단은, 상기 하단전극의 양단에 각각 체결되고,
    상기 제2연결전극몸체의 상단은, 상기 하단전극의 중앙에 체결되는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  13. 제 5항에 있어서,
    상기 제1연결전극몸체는 판 상으로 형성되며, 하단이 상기 주전극몸체의 일단면에 체결되고,
    상기 제2연결전극몸체는 판 상으로 형성되며, 하단이 보조전극몸체의 일단면에 체결되는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 주전극몸체는,
    사각 바 형상의 상부전극과,
    상기 상부전극의 하단에 일체로 형성되는 하부전극을 구비하되,
    상기 하부전극은 상기 상부전극의 폭보다 큰 폭을 형성하고, 하단은 하방을 따라 볼록한 곡률을 형성하는,
    대기압 플라즈마 발생장치.
  15. 제 1항의 대기압 플라즈마 발생장치; 및
    상기 대기압 플라즈마 발생장치를 피처리물의 상부에서 설정된 이동 경로를 따라 이동시키는 이동 장치를 포함하는,
    플라즈마 세정 설비.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050001527A1 (en) 2003-02-24 2005-01-06 Akira Sugiyama Plasma processing apparatus
US20050016457A1 (en) 2002-10-07 2005-01-27 Shinichi Kawasaki Plasma film forming system
CN103357618A (zh) 2012-04-05 2013-10-23 中国科学院微电子研究所 一种新型常压双射频电极的等离子体自由基清洗喷枪

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140000544A (ko) * 2012-06-25 2014-01-03 주식회사 에이피피 멀티 타이어 코드 표면처리용 대면적 플라즈마 발생장치 및 이를 이용한 타이어 코드 표면처리 공정

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050016457A1 (en) 2002-10-07 2005-01-27 Shinichi Kawasaki Plasma film forming system
US20050001527A1 (en) 2003-02-24 2005-01-06 Akira Sugiyama Plasma processing apparatus
CN103357618A (zh) 2012-04-05 2013-10-23 中国科学院微电子研究所 一种新型常压双射频电极的等离子体自由基清洗喷枪

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