KR20150018151A - 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 딥코팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열처리부를 구비하는 신규한 딥코팅 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치는 코팅부와 열처리부를 동시에 포함함으로써, 동일 장비 내에서 별도의 장비 없이 열처리까지 수행함으로써 코팅액을 빠르게 건조시키고, 두께 및 표면 균일도가 높은 코팅막을 제조할 수 있다.

Description

열처리부를 구비하는 딥코팅 장치{DIP COATING APPARATUS COMPRISING HEAT PROCESSING PART}

본원 발명은 딥코팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열처리부를 구비하는 신규한 딥코팅 장치에 관한 것이다.

최근 발광다이오드(LED), 태양전지, 바이오 센서의 시장 규모가 지속적으로 성장하면서, 이들 광전소자 및 전자 소자의 기판에 나노구(Nanosphere)나 탄소나노튜브(Carbon nano tube; CNT) 등의 코팅물질을 코팅하여 반사율을 감소시키거나 전도성을 향상시키는 등 광전소자 및 전자소자의 성능을 향상시키기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.

피코팅재에 코팅물질을 코팅하는 방법으로는 스핀 코팅법(Spin-coating theory), LB(Langmuir-Blodgett)법, 딥코팅(Dip coating) 법 등이 알려져 있다.

이중 스핀 코팅법은 반도체 공정의 다양한 분야에서 사용되고 있으며 근래에 이르러 유기물을 이용한 박막공정의 응용으로써 연구되고 있다. 스핀 코팅법은 일반적으로 피코팅재의 중앙에 용액상태의 코팅액을 도포하고 고속(약 3000rpm 이상)으로 회전시켜 건조시킴으로써 박막을 성장시키는 코팅법이다. 원심력을 이용하여 코팅액이피코팅재 전체에 고루 퍼지게 하고 박막제작에 필요 이상의 코팅액이 소모된다. 코팅 시 회전속도, 가속도, 건조 시간, 온도 등이 박막의 두께와 그 밖에 다른 특성에 영향을 준다.

LB법은 수면상에 단분자막을 형성시킨 후 일정한 표면압력을 가하면서 형성된 단분자막을 기판 위에 누적하는 기술이다. LB법은 박막제작 기술 중에서 가장 손쉽게 일정한 균일막을 제작할 수 있는 방법이다.

딥코팅법은 코팅액이 들어있는 탱크 내에 피코팅재를 담그고 난 후 피코팅재를 들어올려서 피코팅재에 부착되는 코팅액을 겔(Gel)화시켜 코팅하는 방법이다. 이러한 딥 코팅 장치를 이용한 코팅 방법은 공정이 단순하여 대량 생산에 적용될 수 있다. 일례로, 딥 코팅 장치를 이용한 코팅 방법은 자기 디스크나 광 디스크 등의 기록 매체, 광학 렌즈, 태양 전지 등의 제조에 적용될 수 있다.

도 1에 일반적으로 사용되는 딥코팅 장치를 나타내었다. 도 1 에서 도포액이 탱크(1)에 충전되고, 도포 대상물(2)이 도포액에 침지되고, 그 액면에서 위로 올려지고, 대상물(2)의 표면에 도포막이 형성된다. 또한, 일반적으로 승강부재(3)가 탱크(1)의 상방에 배치되어 있으며, 승강부재(3)는 암으로 이루어지고, 포스트(4)에 장착되며, 포스트(4)를 따라서 승강 가능하다. 또, 행거수단(5)이 암(3)에 설치되어 있으며, 척으로 구성되어, 도포 대상물(2)을 척킹하여 매달 수 있다. 또, 액추에이터로서 볼 나사 및 구동 모터가 사용되며, 볼 나사가 포스트(4)에 내장되어 암(3)에 접속되고, 구동모터가 볼 나사에 연결되어 있다. 따라서 구동모터에 의해 볼 나사를 회전시켜서 암(3)을 하강 및 상승시킬 수 있고, 각 기판(2)을 레지스트액에 침지시키고, 그 액면에서 위로 들어올리게 된다.

그러나, 이러한 종래 딥코팅 장치에서는 도포 대상물(2)의 표면에 코팅된 코팅액이 건조되기 까지 도포 대상물(2)이 매달려 있게 되어 중력에 의해 도포막이 불균일하게 되는 등의 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여 코팅막의 품질을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 딥코팅 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여

수직 방향으로 형성되는 수직지지대;

상기 수직지지대의 하단부에 설치되고, 기판을 코팅하기 위한 코팅 용액이 충전되는 코팅부;

상기 코팅부 상부에 형성되는 열처리부;

상기 수직 지지대와 연결되는 수평지지대;

상기 수평 지지대와 연결되고 기판을 상기 코팅부로부터 상기 열처리부로 이동시키는승강 부재; 및

상기 승강 부재 말단에 연결되고 상기 기판의 일 측면에 고정되는 기판 홀더; 를 포함하는 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치를 제공한다.

본 발명에 의한 딥코팅 장치에 있어서, 상기 열처리부는

챔버; 상기 챔버의 처리 공간으로 열에너지를 제공하는 히터; 및

상기 챔버의 하단을 폐쇄하는 하부 마감부; 를포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 딥코팅 장치에 있어서, 상기 열처리부에서는 고로(furnace)를 사용하는 가열법, 레이저에 의한 가열법, RTA(Rapid thermal Annealing)법, Line RTA법 또는 마이크로파를 이용하여 상기 기판을 가열하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 딥코팅 장치에 있어서, 상기 열처리부는 기체 도입부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 딥코팅 장치에 있어서, 상기 열처리부는 배수부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 딥코팅 장치에 있어서, 상기 코팅부는 상기 코팅부의 상단을 폐쇄하는 상부 마감부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치는 코팅부와 열처리부를 동시에 포함함으로써, 별도의 장비 없이 동일 장비 내에서 열처리까지 수행함으로써 코팅액을 빠르게 건조시키면서, 두께 및 표면 균일도가 높은 코팅막을 제조할 수 있다.

도 1은 종래 딥코팅 장치를 나타낸다.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치를 나타낸다.

이하에서는 도면에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시예에 의하여 더욱 한정되는 것은 아니다.

도 2 내지 도 10 에 본 발명의 일 실시예에 의한 딥 코팅 장치를 나타내었다.

본 발명에 의한 딥 코팅 장치는 도 2에서 보는 바와 같이 수직 방향으로 형성되는 수직지지대(800), 상기 수직 지지대의 하부 바닥부에 설치되고, 기판을 코팅하기 위한 코팅 용액이 충전되는 코팅부(100), 상기 코팅부의 상부에 형성되는 열처리부(200); 상기 수직 지지대와 연결되는 수평지지대(500); 상기 수평 지지대와 연결되고, 기판을 상기 코팅부(100)로부터 상기 열처리부(200)로 이동시키는 승강 부재(600); 및 상기 승강 부재(600)에 연결되고 상기 기판의 일 측면에 고정되는 기판 홀더(300);을 포함한다.

도 2 및 도 3은 상기 기판(700)이 코팅부에서 코팅되는 상태의 정면도 및 측면도를 나타내고, 도 4 및 도 5는 상기 기판(700)이 상기 승강 부재(600)에 의하여 들어올려져서 상기 열처리부(200) 내에서 건조 및 열처리 되는 상태의 정면도 및 측면도를 나타낸다.

도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 딥 코팅 장치에 있어서 코팅 모드에서는 상기 기판(700)이 코팅 용액이 충전되는 용기(100) 내에 침지되어 기판을 코팅하게 된다. 이때 코팅 용액의 높이 및 기판의 높이는 작업 조건에 따라 변경할 수 있다.

이와 같이 코팅 부에서 표면이 코팅된 기판은 상기 승강 부재(600)에 의하여 상기 열처리부(200) 내로 이동된다. 이후, 상기 열처리부(200)의 챔버 내의 히터(210)에 의해 코팅된 기판의 표면이 건조되고, 상기 열처리부의 가열 온도를 조절하여 열처리까지 수행하게 된다.

본 발명에 의한 딥 코팅 장치에 있어서, 상기 열처리부(200)는 챔버(230), 상기 챔버의 처리 공간으로 열에너지를 제공하는 히터(210); 및 상기 챔버의 하단을 폐쇄하는 하부 개폐부(220) 를 포함한다. 본 발명에 의한 딥 코팅 장치에 있어서, 상기 가열 처리 장치는 전기로에 한정되지 않고, 예를 들어 LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal) 장치, GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal) 장치 등의 RTA(Rapid Thermal Anneal) 장치를 이용할 수 있다. LRTA 장치는 할로겐 램프, 메탈할라이드 램프, 크세논 아크 램프, 카본 아크 램프, 고압 나트륨 램프, 고압 수은 램프 등의 램프에서 나오는 광(전자파)의 복사에 의해 피처리물을 가열하는 장치이다. GRTA 장치는, 상기 램프에서 나오는 광에 의한 열복사 및 램프에서 나오는 광으로 기체를 가열하고, 가열된 기체로부터의 열전도에 의해 피처리물을 가열하는 장치이다.

본 발명에 의한 딥 코팅 장치에 있어서, 상기 열처리부 챔버의 하단을 폐쇄하는 하부 개폐부(220)는 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 기판이 코팅부에서 코팅시 개방 상태로 되어 있으나, 기판이 열처리부로 이송된 후 열처리시에는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 상기 챔버를 폐쇄하여 열처리 온도 및 분위기를 조절할 수 있다. 상기 하부개폐부(220)의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 슬라이딩 방식등도 적용될 수 있다.

본 발명에 의한 딥 코팅 장치의 상기 열처리부는 도 6, 도 7 에서 보는 바와 같이 기체 도입부(900)를 더 포함하는 것이 가능하다. 상기 기체 도입부(900)는 딥 코팅 장치의 외부에 설치된 기체 저장부로부터 연결되어 상기 기판에 대한 열처리시 필요한 기체를 상기 챔버내로 도입하는 것이 가능하다. 상기 기체로는 산소, 질소, Ar 등의 반응가스를 필요에 따라 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 의한 딥 코팅 장치의 상기 열처리부는 도 8에서 보는 바와 같이 배수부(1000)를 포함하는 것이 가능하다. 상기 열처리부에 형성되는 배수부(1000)는 상기 코팅부에서 기판 표면에 코팅된 용액이 중력에 의하여 아래로 떨어지는 경우 코팅부로 떨어지는 것을 방지한다.

본 발명에 의한 딥 코팅 장치의 상기 코팅부(100)는 도 9 및 도 10 에서 보는 바와 같이 상단을 폐쇄하는 상부 마감부(120)을 더 포함하는 것이 가능하다. 상기 코팅부의 상부 마감부(120)는 기판이 코팅부에서 코팅되고, 상기 열처리부(200)로 이동되어 기판이 열처리될 때 상기 열처리부(200)에서 기판 열처리시 발생하는 열이 코팅액에 전달되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 수직 방향으로 형성되는 수직지지대;
   상기 수직지지대의 하단부에 설치되고, 기판을 코팅하기 위한 코팅 용액이 충전되는 코팅부;
   상기 코팅부 상부에 형성되는 열처리부;
   상기 수직 지지대와 연결되는 수평지지대;
   상기 수평 지지대와 연결되고 기판을 상기 코팅부로부터 상기 열처리부로 이동시키는 승강 부재; 및
   상기 승강 부재 말단에 연결되고 상기 기판의 일 측면에 고정되는 기판 홀더; 를 포함하는 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열처리부는
   챔버;
   상기 챔버의 처리 공간으로 열에너지를 제공하는 열원; 및
   상기 챔버의 하단을 폐쇄하는 하부 마감부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 열처리부에서는 고로(furnace)를 사용하는 가열법, 레이저에 의한 가열법, RTA(Rapid thermal Annealing)법, Line RTA법 또는 마이크로파를 이용하여 상기 기판을 가열하는 것을 특징으로 하는 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 열처리부는 기체 도입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 열처리부는 배수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 코팅부는 상기 코팅부의 상단을 폐쇄하는 상부 마감부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리부를 구비하는 딥코팅 장치.

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