KR20020044836A - Accuracy cleaning and surface modification method and thereof apparatus by using discharge plasama in atmosphere - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method and an apparatus for fine cleaning and surface modification using atmosphere plasma are provided to clean and modify a surface by using plasma discharge. CONSTITUTION: A base plate(12) is supported by a multitude of support portion(10). A couple of guide roll(14) is installed at both ends of the base plate(12). A conveyer belt(16) is wound around the guide rolls(14). A support beam(20) is buried between lower support portions(10) of the base plate(12). A drive motor(22) is fixed to a center portion of the support beam(20). A drive roll(24) is fixed to a drive motor(22). An inverter(26) is installed to the drive motor(22). An anode electrodes(40) is fixed to a center portion of an upper surface of the base plate(12). A barrier rib(32) is formed at an upper portion of the anode electrode(40). A power supply(60) is fixed to an upper portion of the barrier rib(32). A reaction room(30) is formed by the barrier rib(32). A cathode electrode(50) is formed at an upper portion of the reaction room(30). The power supply(60) is connected with the anode electrode(40) and the cathode ray tube(50).

Description

대기압 플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질방법 및 그 장치{ACCURACY CLEANING AND SURFACE MODIFICATION METHOD AND THEREOF APPARATUS BY USING DISCHARGE PLASAMA IN ATMOSPHERE}Precise cleaning and surface modification using atmospheric pressure plasma and its apparatus {ACCURACY CLEANING AND SURFACE MODIFICATION METHOD AND THEREOF APPARATUS BY USING DISCHARGE PLASAMA IN ATMOSPHERE}

본 발명은 대기압에서 발생되는 플라즈마를 이용하여 반도체, 평판디스플레이용 전자 소자, 대용량 피시비기판, 고품위 섬유, 기계부품 및 연속 생산이 필요한 각종 제품 등과 같이 정밀한 표면개질이 요구되는 분야에서 광범위하게 활용될 수 있도록 한 대기압 플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention can be widely used in fields requiring precise surface modification, such as semiconductors, electronic devices for flat panel displays, large-capacity PCBs, high-quality fibers, mechanical parts, and various products requiring continuous production using plasma generated at atmospheric pressure. The present invention relates to a precision cleaning and surface modification method using an atmospheric pressure plasma and a device thereof.

종래의 경우 표면개질(SURFACE MODIFICATION)이 요구되는 전자분야의 반도체, 평판 디스플레이용 전자소자, 대용량 피시비(PCB)기판 혹은 기계부품 등의 표면 정밀세정을 위해서는 대단위 설비가 요구되거나 습식에 따른 각종 공해물질을 배출함으로써 생산단가가 급격히 상승되고 고품질의 제품 제작에 따른 원소재의 특성변화에 능동적으로 대처하지 못하여 제품개발에 투자되는 비용의 상승은 물론 개발기간이 지연되는 단점이 있었다.Conventionally, in order to precisely clean the surface of semiconductors, electronic devices for flat panel displays, large-capacity PCBs, or mechanical parts that require surface modification (SURFACE MODIFICATION), large-scale facilities are required or various pollutants by wet By discharging, the cost of production is rapidly increased and the cost of development of the product is delayed and the development period is delayed due to the failure to actively cope with the change of the characteristics of raw materials according to the production of high quality products.

예컨대, 평판디스플레이 제조시 자외선 엑시머레이저(UV EXIMER LASER)를 이용하거나 약품 및 초순수를 이용하여 글래스 표면의 유기막이나 기타 오염물질을 제거하게 된다.For example, when manufacturing a flat panel display, an ultraviolet excimer laser (UV EXIMER LASER) is used or chemicals and ultrapure water are used to remove organic films or other contaminants on the glass surface.

그런데, 자외선 엑시머레이저를 이용하여 세정할 경우에는 방전램프에서 185nm 혹은 254nm의 대역 파장을 발진시켜 세정하고자 하는 평판디스플레이와 대략 2~4mm의 간극을 유지한 채 그 간극사이에서 자외선을 방사하여 공기중에 있는 산소를 오존으로 전환시키고 생성된 오존을 이용하여 글래스 표면의 유기물이나 기타 이물을 제거해야 하므로 세정설비의 구조가 매우 복잡하고 고가일 뿐만 아니라 자외선 엑시머레이저 발광용 램프의 수명이 짧아 설비의 유지보수에 따른 인력과 시간이 과다하게 낭비되는 단점을 유발한다.However, when cleaning with an ultraviolet excimer laser, the discharge lamp oscillates the band wavelength of 185 nm or 254 nm and emits ultraviolet rays between the gaps while maintaining a gap of approximately 2 to 4 mm with the flat panel display to be cleaned. It is necessary to convert the oxygen into ozone and remove the organics and other foreign substances on the glass surface by using the generated ozone, which is very complicated and expensive to clean, and the life of the UV excimer laser light emitting lamp is short. It causes the disadvantage of excessive waste of manpower and time.

또한, 약품이나 초순수를 이용해 세정할 경우에도 대량의 중류수를 발생시키는 장치와 표면을 개질하거나 세정후 대규모의 사용된 물을 재처리해야 하므로 이에 따른 복잡한 부대설비가 요구되고 이를 유지보수하기 위한 인력이 별도로 필요하여 LCD나 PDP의 제조단가를 상승시키는 단점을 유발한다.In addition, even when cleaning with chemicals or ultrapure water, a device that generates a large amount of midstream water and a surface must be modified or a large amount of used water must be reprocessed after cleaning, thus requiring complicated auxiliary facilities and manpower to maintain it. This is necessary separately, causing the disadvantage of raising the manufacturing cost of LCD or PDP.

아울러, 반도체 라인이나 고품질의 섬유, 피시비 등을 세정처리하기 위해서는 진공을 형성하고 진공중에서 세정작업하여야 하므로 작업이 연속성이 유지되지 못함은 물론 연속성을 유지하기 위해서는 설비의 구축에 따른 시간과 초기 투자비용이 현격히 상승하여 실익이 없다는 단점이 파생된다.In addition, in order to clean the semiconductor line, high-quality fiber, PCB, etc., a vacuum must be formed and the cleaning work must be performed in a vacuum. Therefore, the work cannot be maintained. This rises significantly and draws the disadvantage of no profit.

이러한 단점을 극복하기 위하여 진공중에서 정밀세정을 위한 다수의 기술들이 제안되고 공개되고는 있으나 세정에 필요한 장비를 배치(BATCH) 형태로 활용하는 정도에 국한되고 있어 여전히 진공중에서의 연속작업은 불가하여 생산성이 증가되지 못하는 단점은 상존하고 있다.In order to overcome this drawback, many techniques for precise cleaning in vacuum have been proposed and published, but they are limited to the degree of utilizing the equipment necessary for cleaning in the form of batch. The disadvantage of not increasing is present.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 표면개질방법상의 문제를 해결하기 위하여 창출한 것으로, 반도체, 평판디스플레이용 패널, 대용량 PCB, 고품위 섬유, 유기화학 제품 및 연속생산이 요구되는 각종 제품의 정밀세정 및 표면개질이 요구되는 분야에서 그 표면에 존재하는 표면피막이나 오염물을 대기압하에서 생성된 플라즈마 방전을 통하여 피처리물의 표면을 연속적으로 세정 및 개질시킬 수 있도록 한 대기압 플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been created to solve the problems of the surface modification method of the prior art as described above, the precision of semiconductor, flat panel display panel, large-capacity PCB, high-quality fiber, organic chemical products and various products requiring continuous production In areas where cleaning and surface modification are required, precision cleaning and surface modification using atmospheric pressure plasma enables the surface coating or contaminants present on the surface to be continuously cleaned and modified through the plasma discharge generated under atmospheric pressure. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus thereof.

본 발명의 상기한 목적은 표면 정밀세정 혹은 개질 처리를 위해 피처리물을컨베이어벨트에 연속처리가 가능하도록 대기시키는 단계와; 상기 단계 후 피처리물의 특성에 따라 높이조절부재를 조절하여 양전극과 음전극간의 방전간극을 조절함과 동시에 플라즈마를 대기압하에서 안정화시키기 위한 반응가스를 반응실 내부로 유입시키고 전압을 인가하여 대기압하에서 플라즈마를 발생시키는 단계와; 상기 단계 후 상기 컨베이어벨트를 분당 0.01~60m의 속도로 조절하면서 이송시켜 피처리물을 반응실로 투입하는 단계와; 상기 단계를 거쳐 반응실로 투입된 피처리물이 발생된 플라즈마에 의해 연속적으로 정밀세정 혹은 표면개질 처리되는 단계를 포함하여 이루어짐에 의해 달성된다.The above object of the present invention comprises the steps of: waiting for the surface to be subjected to continuous processing on the conveyor belt for precision cleaning or modification treatment; After the step, the height adjusting member is adjusted according to the characteristics of the object to be treated to control the discharge gap between the positive electrode and the negative electrode, while introducing a reaction gas into the reaction chamber for stabilizing the plasma under atmospheric pressure and applying a voltage to the plasma under atmospheric pressure. Generating; After the step of transferring the conveyor belt while adjusting the speed at a speed of 0.01 ~ 60m per minute to put the workpiece to the reaction chamber; It is achieved by including a step of continuously cleaning or surface-modified by the generated plasma is subjected to the target material introduced into the reaction chamber through the above steps.

또한, 본 발명은 다수의 지지대에 의해 고정된 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트의 양단에 고정된 한쌍의 안내롤과; 상기 베이스플레이트의 하측에 지지대를 가로질러 고정된 지지빔상에 설치되고 구동모터에 의해 회전가능한 구동롤과; 상기 구동롤 및 안내롤에 권취되어 회전가능하고, 상기 베이스플레이트의 길이방향을 따라 양측단부에 배설된 한쌍의 컨베이어벨트와; 상기 베이스플레이트의 길이방향 중앙부에 고정된 양전극과; 상기 양전극을 커버하며 상기 컨베이어벨트 상측에 위치되고 격벽에 의해 구획된 반응실과; 상기 반응실의 내부 상면에 높이조절가능하게 설치된 음전극과; 상기 양전극 및 음전극과 연결된 파워서플라이를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.In addition, the present invention and the base plate is fixed by a plurality of supports; A pair of guide rolls fixed to both ends of the base plate; A drive roll installed on a support beam fixed across the support under the base plate and rotatable by a drive motor; A pair of conveyor belts wound around the driving rolls and the guide rolls and disposed at both ends of the base plate along a longitudinal direction of the base plate; A positive electrode fixed to the central portion in the longitudinal direction of the base plate; A reaction chamber covering the positive electrode and positioned above the conveyor belt and partitioned by a partition wall; A negative electrode installed on the upper surface of the reaction chamber so as to be adjustable in height; It is achieved by including a power supply connected to the positive electrode and the negative electrode.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 구성을 개략적으로 도시한 정면도,1 is a front view schematically showing the configuration of a device according to the invention,

도 2는 도 1의 평면도.2 is a plan view of FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 지지대, 12 : 베이스플레이트,10: support, 12: base plate,

14 : 안내롤, 16 : 컨베이어벨트,14: guide roll, 16: conveyor belt,

22 : 구동모터, 24 : 구동롤,22: drive motor, 24: drive roll,

26 : 인버터, 30 : 반응실,26: inverter, 30: reaction chamber,

40 : 양전극, 50 : 음전극,40: positive electrode, 50: negative electrode,

54 : 높이조절부재, 60 : 파워서플라이.54: height adjustment member, 60: power supply.

이하에서는, 첨부도면에 의거하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 구성을 보인 정면도이고, 도 2는 도1의 평면도이다.1 is a front view showing a schematic configuration of an apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG.

도 1 내지 도 2에 따르면, 다수의 지지대(10)에 의해 지지되는 베이스플레이트(12)가 구비되고, 상기 베이스플레이트(12)의 양단에는 한쌍의 안내롤(14)이 설치된다.1 to 2, a base plate 12 supported by a plurality of supports 10 is provided, and a pair of guide rolls 14 are installed at both ends of the base plate 12.

상기 안내롤(14)에는 컨베이어벨트(16)가 권취되고, 상기 컨베이어벨트(16)는 상기 베이스플레이트(12)의 상면과 일정간격을 두고 이격된 채 회전가능하게 설치된다.The conveyor belt 16 is wound around the guide roll 14, and the conveyor belt 16 is rotatably installed at a predetermined distance from the upper surface of the base plate 12.

상기 컨베이어벨트(16)는 상기 베이스플레이트(12)의 상면 전체를 감싸면서 진행하는 것이 아니라 베이스플레이트(12)의 길이방향, 즉 횡방향으로 양단측에만 작은 폭을 갖고 진행하도록 설치된다.The conveyor belt 16 is installed so as not to proceed while covering the entire upper surface of the base plate 12 and to have a small width only at both ends in the longitudinal direction, that is, the transverse direction of the base plate 12.

다시 말하면, 상기 베이스플레이트(12)의 길이방향을 따라 양측단에 인접하여 약간의 폭을 갖고 한쌍의 컨베이어벨트(16)가 회전진행토록 하고 그 이외의 중앙부분은 비어있는 상태가 된다.In other words, the pair of conveyor belts 16 are rotated and the center portion of the base plate 12 is vacant with a slight width adjacent to both ends along the longitudinal direction of the base plate 12.

베이스플레이트(12)의 하측 지지대(10) 사이에는 지지빔(20)이 배설되고, 상기 지지빔(20)의 중앙부에는 구동모터(22)가 고정된다.The support beam 20 is disposed between the lower supporters 10 of the base plate 12, and the driving motor 22 is fixed to the central portion of the support beam 20.

상기 구동모터(22)에는 구동롤(24)이 고정되고, 상기 구동롤(24)에는 상기 컨베이어벨트(16)의 일부가 권취되어 회전가능하게 설치된다.A drive roll 24 is fixed to the drive motor 22, and a part of the conveyor belt 16 is wound around the drive roll 24 to be rotatably installed.

상기 구동모터(22)에는 인버터(26)가 설치되며, 상기 인버터(26)는 상기 구동모터(22)의 속도조절은 물론 정,역회전을 조절가능하게 하여준다.An inverter 26 is installed in the drive motor 22, and the inverter 26 enables to control the speed of the drive motor 22 as well as the forward and reverse rotation.

상기 베이스플레이트(12)의 상면 중앙부에는 양전극(40)이 고정되는 바, 상기 양전극(40)은 판형상의 전극으로 하여줌이 바람직하다.The positive electrode 40 is fixed to the center of the upper surface of the base plate 12, the positive electrode 40 is preferably a plate-shaped electrode.

상기 양전극(40)의 직상방에는 상기 컨베이어벨트(16)와 약간의 간격을 두고 격벽(32)이 구비된다.Directly above the positive electrode 40, the partition wall 32 is provided with a slight distance from the conveyor belt 16.

상기 격벽(32)은 사각박스형상으로 상기 베이스플레이트(12)의 장변 양측에서 연장된 도시하지 않은 브라켓에 의해 양측에서 지지되고 상향연장되며 하측을 제외한 모든면이 폐쇄된 상태를 유지하여 반응실(30)을 형성함이 바람직하다.The partition wall 32 has a rectangular box shape, which is supported on both sides by an unillustrated bracket extending from both sides of the long side of the base plate 12 and is extended upward, and keeps all surfaces except the lower side in a reaction chamber ( 30) is preferred.

상기 격벽(32)의 상단면에는 파워서플라이(60)가 고정되며, 각 측면에는 다수의 가스투입구(34)가 형성된다.The power supply 60 is fixed to the top surface of the partition 32, and a plurality of gas inlets 34 are formed at each side.

상기 가스투입구(34)를 통해 공급되는 반응실(30) 내부의 반응가스는 불활성가스, 산화성가스, 환원성가스중에서 선택된 어느 하나 혹은 그들의 혼합으로 이루어짐이 바람직하다.The reaction gas in the reaction chamber 30 supplied through the gas inlet 34 is preferably made of any one selected from inert gas, oxidizing gas, and reducing gas, or a mixture thereof.

파워서플라이(60)는 DC 파워서플라이 혹은 PULSED DC POWER SUPPLY(고전압 마이크로펄스 파워서플라이)가 바람직한 바, 1~50kv와 1~20kHz의 범위내에서 전압 및 주파수 가변이 가능한 파워서플라이가 바람직하다.The power supply 60 is preferably a DC power supply or a PULSED DC POWER SUPPLY (high voltage micropulse power supply), and a power supply capable of varying voltage and frequency within a range of 1 to 50 kv and 1 to 20 kHz is preferable.

상기 반응실(30) 천정에는 높이조절부재(54)가 고정되는 바, 상기 높이조절부재(54)는 공지의 래크와 피니언을 이용하거나 혹은 안내부재를 따라 승하강가능한 가이더를 설치한 것과 같은 방식으로 이루어질 수 있다.The height adjusting member 54 is fixed to the ceiling of the reaction chamber 30, and the height adjusting member 54 uses a rack and pinion known in the art, or a guider that can move up and down along the guide member. Can be made.

상기 높이조절부재(54)의 하단에는 방전관 형태의 음전극(50)이 고정되고, 방전간극을 조절하기 위한 노즐(52)이 부가된다.A negative electrode 50 in the form of a discharge tube is fixed to the lower end of the height adjusting member 54, and a nozzle 52 for adjusting the discharge gap is added.

상기 각 전극(40,50)은 파워서플라이(60)에 각각 연결된다.Each electrode 40, 50 is connected to a power supply 60, respectively.

아울러, 도 2에서 도시의 편의상 파워서플라이(60)를 일측으로 인출하여 도시하였고, 한쌍의 컨베이어벨트(16)를 구동시키기 위해 안내롤(14)은 롤샤프트(14a)에서 2개 1조를 이루어 연결된 것임을 명시하였다.In addition, in FIG. 2, the power supply 60 is drawn out to one side for convenience of illustration, and the guide rolls 14 are made of two sets of roll shafts 14a to drive a pair of conveyor belts 16. It is stated that it is connected.

피처리물(90)의 표면 정밀세정 및 개질을 위한 컨베이어벨트(16)의 이송속도는 피처리물(90)의 표면개질 특성에 따라 가변시킬 수 있으나 대략 분당 0.01~60 m의 속도로 하여 줌이 바람직하다.The conveyance speed of the conveyor belt 16 for precise cleaning and modification of the surface of the workpiece 90 can be varied depending on the surface modification characteristics of the workpiece 90, but it can be adjusted at a speed of approximately 0.01 to 60 m per minute. This is preferable.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같이 작동된다.The present invention made up of such a configuration works as follows.

먼저, 피처리물(90)의 표면 정밀세정 혹은 개질시키기 위한 대기상태로 준비시키는 단계를 수행한다.First, a step of preparing in an atmospheric state for precisely cleaning or modifying the surface of the workpiece 90 is performed.

상기 피처리물(90)은 LCD, PDP용 글래스 및 패널형태의 제품이 될 수 있으며, 또한 섬유, 고분자수지, 폴리머 등이 될 수 있다.The object 90 may be a product in the form of LCD, PDP glass and panel, and may also be a fiber, a polymer resin, a polymer, or the like.

상기 단계 후 피처리물(90)의 특성에 따라 완료되면 파워서플라이(60)를 통해 각 전극(40,50)에 전압을 인가하면서 높이조절부재(54)를 조절하여 양전극(40)과 음전극(50)간의 방전간극을 조절하게 된다.After the step is completed according to the characteristics of the workpiece 90, the positive electrode 40 and the negative electrode (by adjusting the height adjusting member 54 while applying a voltage to each electrode 40, 50 through the power supply 60) The discharge gap between 50) is adjusted.

동시에, 상기 가스투입구(34)를 통해 불활성가스, 산화성가스, 환원성가스중에서 선택된 어느 하나 혹은 이들의 혼합으로 이루어진 반응가스를 상기 반응실(30) 내부로 유입시켜 플라즈마를 발생시키는 단계를 수행한다.At the same time, the step of generating a plasma by introducing a reaction gas made of any one or a mixture of inert gas, oxidizing gas, and reducing gas through the gas inlet 34 into the reaction chamber 30.

상기 전극에 인가되는 10kV의 초기전압에 의해 초기 코로나 방전이 시작되고, 이때 전극 사이는 약 10mm 정도이며 이때 흐르는 전류는 100㎂로서 방전효율 및 방전밀도가 낮다.The initial corona discharge is started by the initial voltage of 10 kV applied to the electrode, at which time between the electrodes is about 10 mm and the current flowing is 100 mA, which is low in discharge efficiency and discharge density.

방전효율을 높이고 전류밀도를 높여주면서 극간거리를 100mm 정도로 하고 초기 인가 전압보다 높은 50kV의 고전압을 인가하면서 20kHz의 고주파를 인가하면 방전거리가 증대된다. 이때 흐르는 전류는 800㎃이다.The discharge distance is increased by applying the high frequency of 20kHz while applying the high voltage of 50kV higher than the initial applied voltage while increasing the discharge efficiency and increasing the current density. The current flowing at this time is 800 mA.

이러한 조건에서 방전플라즈마를 안정화시키고 피처리물에 친수성 부여를 위해 아르곤과 같은 불활성가스나 산소와 같은 산화성가스 등의 혼합가스의 유량을 10~500sccm 정도 조정해주면서 유입시키면 가스량에 따라 방전밀도가 증대되게 된다.Under these conditions, the discharge density increases depending on the amount of gas when the flow rate of the mixed gas, such as inert gas such as argon or oxidizing gas such as oxygen, is adjusted in order to stabilize the discharge plasma and impart hydrophilicity to the workpiece. do.

특히, 넓은 면적에서 방전을 유지하기 위해서는 전면에 고른 반응가스의 공급이 필요하다.In particular, in order to maintain the discharge in a large area, it is necessary to supply the reaction gas evenly on the front.

상기 단계를 통해 반응실(30)로 공급된 반응가스는 대기압하에서 발생된 플라즈마를 안정화시키게 된다.The reaction gas supplied to the reaction chamber 30 through the above steps stabilizes the plasma generated under atmospheric pressure.

이어, 구동모터(22)를 구동시켜 인버터(26)로 컨베이어벨트(16)의 이송속도를 분당 약 0.01~60m의 속도로 조절하면서 이송시켜 피처리물(90)을 반응실(30)로 투입하는 단계를 수행한다.Subsequently, the driving motor 22 is driven to transfer the conveyor belt 16 to the inverter 26 while controlling the transfer speed of the conveyor belt 16 at a speed of about 0.01 to 60 m per minute to feed the object 90 into the reaction chamber 30. Follow the steps.

반응실(30)로 투입된 피처리물(90)은 상기 컨베이어벨트(16)의 구동속도에 맞추어 이동되면서 연속적인 정밀세정 혹은 표면개질 작업이 수행되게 된다.The workpiece 90 introduced into the reaction chamber 30 is moved in accordance with the driving speed of the conveyor belt 16 to perform continuous fine cleaning or surface modification.

이후, 피처리물(90)이 반응실로부터 배출되게 되면 해당 피처리물(90)의 표면세정 혹은 개질작업은 종료되고 별도의 이송부재에 의해 후공정으로 이송된다.Thereafter, when the workpiece 90 is discharged from the reaction chamber, the surface cleaning or reforming operation of the workpiece 90 is terminated and transferred to a later process by a separate transfer member.

[실시예]EXAMPLE

하기한 표 1은 본 발명의 표면개질방법에 따라 표면개질한 후의 세정효과를측정한 것으로, 세정 전후의 피처리물(90)(여기에서는 평판디스플레이용 기판 유리를 사용하였음) 표면의 접촉각을 측정하여 비교한 것이다.Table 1 below measures the cleaning effect after surface modification according to the surface modification method of the present invention, and measures the contact angle of the surface of the object 90 before and after cleaning (in this case, using a substrate glass for flat panel display). Will be compared.

여기에서, 접촉각이란 액체가 고체 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰때 가지는 각을 말하는 것으로, 이러한 접촉각의 측정은 접착(ADHESION), 표면처리, 폴리머의 표면 분석과 같은 분야에서 주로 사용되는 공지의 분석기술이며 수 옹스트롬(ANGSTROM) 단위의 단일층 변화에도 민감한 표면분석을 할 수 있도록 하여 준다.Here, the contact angle refers to the angle at which the liquid is thermodynamically equilibrated on the solid surface, and the measurement of the contact angle is a known analytical technique mainly used in fields such as adhesion, surface treatment, and surface analysis of polymers. This allows for surface analysis that is sensitive to monolayer changes in ANGSTROM units.

이러한 접촉각은 고체표면의 젖음성(WETTABILITY)을 나타내는 척도로서, 대부분 고착된 물방울에 의해 측정되며, 낮은 접촉각은 높은 젖음성(친수성)과 높은 표면에너지를 나타내고 높은 접촉각은 낮은 젖음성(소수성)과 낮은 표면에너지를 나타낸다.This contact angle is a measure of the wettability of a solid surface, which is mostly measured by water droplets stuck to it, and the low contact angle indicates high wettability (hydrophilicity) and high surface energy, and the high contact angle indicates low wettability (hydrophobicity) and low surface energy. Indicates.

대기압 플라즈마 세정작업의 비교예Comparative example of atmospheric plasma cleaning 접촉각\재질Contact Angle 무피복유리Uncoated glass 몰리브데늄유리Molybdenum glass 인듐킨옥사이드유리Indium Kin Oxide Glass 질소인듐유리Nitrogen Indium Glass 세정 전Before cleaning 4242 1616 5858 6060 세정 후After cleaning 1212 55 1818 88

상기 표 1에서와 같이, 본 발명에 따른 대기압에서 플라즈마를 발생시키고 그 플라즈마를 이용하여 피처리물의 표면개질을 연속적으로 처리할 수 있도록 함으로써 각 피처리물의 표면에 잔류된 오염물질들을 매우 용이하게 제거하여 우수한 표면개질 특성을 가질 수 있도록 함을 명확히 알 수 있다.As shown in Table 1, by generating a plasma at atmospheric pressure according to the present invention and by using the plasma to continuously process the surface modification of the workpiece, it is very easy to remove contaminants remaining on the surface of each workpiece. It can be clearly seen that to have excellent surface modification properties.

이러한 표면개질방법은 각종 전자부품, 섬유, 피시비기판, 플라스틱, 도장부품 및 금형 등의 각종 부품의 품질향상을 위해 활용될 수 있을 것이다.Such a surface modification method may be utilized to improve the quality of various electronic components, fibers, PCBs, plastics, painted parts, and molds.

또한, 방전간극의 길이 조절이 용이하여, 예컨대 40~60인치의 대형 글래스패널 뿐만 아니라 과광폭섬유 등의 정밀세정이나 표면개질에도 활용할 수 있으며, 특히 자외선 엑시머레이저에 의한 방전관의 경우 400mm 이상에서는 전체면적에 걸쳐 균일한 표면처리가 불가능하나 본 발명에 따르면 900~1000mm의 범위에서도 매우 균일한 표면처리가 가능함을 알 수 있었다.In addition, it is easy to adjust the length of the discharge gap, for example, it can be utilized not only for large glass panels of 40 to 60 inches, but also for fine cleaning or surface modification of over-wide fibers, especially in the case of the discharge tube by the ultraviolet excimer laser at 400 mm or more. Uniform surface treatment is not possible over the area, but according to the present invention, it was found that a very uniform surface treatment is possible in the range of 900 to 1000 mm.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 대기압하에서 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장치를 이용하여 피처리물을 연속적으로 표면 정밀세정 및 표면개질처리할 수 있음으로써 제조비용의 절감은 물론 표면처리 시간의 단축에 따른 생산성 향상 및 품질개선 효과를 제공하게 된다.As described above in detail, the present invention can continuously surface-clean and surface-modify the workpiece by using a device capable of generating plasma under atmospheric pressure, thereby reducing manufacturing costs and shortening surface treatment time. This will provide productivity and quality improvement effects.

Claims (6)

표면 정밀세정 혹은 개질 처리를 위해 피처리물(90)을 컨베이어벨트(16)에 연속처리가 가능하도록 대기시키는 단계와;Waiting the object to be processed 90 on the conveyor belt 16 for surface cleaning or reforming; 상기 단계 후 피처리물(90)의 특성에 따라 높이조절부재(54)를 조절하여 양전극(40)과 음전극(50)간의 방전간극을 조절함과 동시에 플라즈마를 대기압하에서 안정화시키기 위한 반응가스를 반응실(30) 내부로 유입시키고 전압을 인가하여 대기압하에서 플라즈마를 발생시키는 단계와;After the step, by adjusting the height adjusting member 54 according to the characteristics of the object 90 to control the discharge gap between the positive electrode 40 and the negative electrode 50, and reacting the reaction gas for stabilizing the plasma at atmospheric pressure Introducing plasma into the chamber and applying a voltage to generate a plasma under atmospheric pressure; 상기 단계 후 상기 컨베이어벨트(16)를 분당 0.01~60m의 속도로 조절하면서 이송시켜 피처리물(90)을 반응실(30)로 투입하는 단계와;After the step, the conveyor belt 16 is transferred to the reaction chamber 30 by controlling the conveyance while controlling at a speed of 0.01 to 60 m per minute; 상기 단계를 거쳐 반응실(30)로 투입된 피처리물(90)이 발생된 플라즈마에 의해 연속적으로 정밀세정 혹은 표면개질 처리되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질방법.Precise cleaning and surface modification using atmospheric pressure plasma, characterized in that it comprises a step of continuously cleaning or surface modification by the plasma generated to be processed (90) injected into the reaction chamber 30 through the above steps Way. 제1항에 있어서, 상기 양전극(40) 및 음전극(50) 사이에 인가하는 방전전압은 1~50kv, 주파수는 1~20kHz인 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질방법.The method of claim 1, wherein the discharge voltage applied between the positive electrode (40) and the negative electrode (50) is 1-50kv, and the frequency is 1-20kHz. 제1항에 있어서, 상기 반응가스는 불활성가스, 산화성가스, 환원성가스 중에서 선택된 어느 하나 혹은 이들의 혼합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 대기압플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질방법.The method of claim 1, wherein the reaction gas comprises at least one selected from an inert gas, an oxidizing gas, and a reducing gas, or a mixture thereof. 5. 다수의 지지대(10)에 의해 고정된 베이스플레이트(12)와;A base plate 12 fixed by a plurality of supports 10; 상기 베이스플레이트(12)의 양단에 고정된 한쌍의 안내롤(14)과;A pair of guide rolls 14 fixed to both ends of the base plate 12; 상기 베이스플레이트(12)의 하측에 지지대(10)를 가로질러 고정된 지지빔(20)상에 설치되고 구동모터(22)에 의해 회전가능한 구동롤(24)과;A drive roll (24) installed on a support beam (20) fixed across the support (10) below the base plate (12) and rotatable by a drive motor (22); 상기 구동롤(24) 및 안내롤(14)에 권취되어 회전가능하고, 상기 베이스플레이트(12)의 길이방향을 따라 양측단부에 배설된 한쌍의 컨베이어벨트(16)와;A pair of conveyor belts 16 wound on the driving roll 24 and the guide roll 14 and rotatably disposed at both ends of the base plate 12 along the longitudinal direction; 상기 베이스플레이트(12)의 길이방향 중앙부에 고정된 양전극(40)과;A positive electrode 40 fixed to a central portion in the longitudinal direction of the base plate 12; 상기 양전극(40)을 커버하며 상기 컨베이어벨트(16) 상측에 위치되고 격벽(32)에 의해 구획된 반응실(30)과;A reaction chamber 30 covering the positive electrode 40 and positioned above the conveyor belt 16 and partitioned by partition walls 32; 상기 반응실(30)의 내부 상면에 높이조절가능하게 설치된 음전극(50)과;A negative electrode 50 installed on the upper surface of the reaction chamber 30 so as to be adjustable in height; 상기 양전극(40) 및 음전극(50)과 연결된 파워서플라이(60)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질장치.Precision cleaning and surface modification apparatus using an atmospheric pressure plasma, characterized in that it comprises a power supply (60) connected to the positive electrode 40 and the negative electrode (50). 제4항에 있어서, 상기 구동모터(22)에는 속도조절 및 정역회전을 제어하는 인버터(26)가 부설되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질장치.5. The precision cleaning and surface modification apparatus using atmospheric pressure plasma according to claim 4, characterized in that the drive motor (22) is provided with an inverter (26) for controlling speed regulation and forward and reverse rotation. 제4항에 있어서, 상기 파워서플라이(60)는 DC 혹은 고전압 마이크로펄스 파워서플라이인 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 정밀세정과 표면개질장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the power supply (60) is a DC or high voltage micropulse power supply.
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