KR20160116990A

KR20160116990A - 롤투롤 스퍼터링 시스템

Info

Publication number: KR20160116990A
Application number: KR1020150045512A
Authority: KR
Inventors: 배종오
Original assignee: (주)맥스필름
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-10-10
Also published as: CN205741204U

Abstract

본 발명은 롤 투 롤 구동방식으로 다양한 필름상에 Ag, Ni/Cr, SUS 등을 포함하는 기능성 메탈 박막코팅이 가능함은 물론 제품을 안정적으로 연속하여 생산하여 고품질의 필름을 제공할 수 있도록 한 롤투롤 스퍼터링 시스템에 관한 것으로, 레일과; 상기 레일의 중앙부에 고정 설치되어 필름의 오염 및 막간 접착력을 향상시킬 수 있도록 진공상태가 가능한 챔버와; 상기 레일에서 이동 가능하게 설치되어 필름을 풀었다 다시 감으면서 플라즈마 및 이온 가스에 의해 성막 재료의 입자가 필름 표면에 증착될 수 있도록 챔버와 결합 및 분리되게 구성하는 롤투롤부와; 상기 레일의 상부에 이동 가능하게 설치되어 롤투롤부에 의해 풀렸다 다시 감기는 필름의 표면에 기능성 메탈이 증착되도록 하는 마그넷부를 포함하며, 플라즈마 및 이온 가스를 이용하여 필름을 전처리하므로 필름의 표면에 묻은 오염물 및 막간(필름에 증착되는 메탈 박막) 접착력을 향상시키고, 박막 성막을 위해 냉각 드럼을 설치하므로 코팅시 필름의 온도를 일정하게 유지하므로 품질이 균일한 필름을 생산하며, 필름의 이동시 언와인드롤러와 드럼 사이 리와인드롤러와 드럼 사이를 아이들롤러에 의해 필름은 일정한 속도 및 장력을 유지한 상태에서 이동하므로 기능성 메탈이 박막형태로 고르게 증착되는 효과가 있다.

Description

롤투롤 스퍼터링 시스템{Roll-To-Roll Sputtering System}

본 발명은 롤투롤 스퍼터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤 투 롤 구동방식으로 다양한 필름상에 Ag, Ni/Cr, SUS 등을 포함하는 기능성 메탈을 박막 형태로 증착(또는 코팅)할 수 있음은 물론 제품을 안정적으로 연속하여 생산하므로 고품질의 필름을 제공할 수 있도록 한 롤투롤 스퍼터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 롤투롤 스퍼터링 시스템은 진공 상태에서 필름의 표면에 이온을 박막으로 증착시키는 장치로서, 이렇게 메탈 이온이 증착된 필름은 디스플레이, 태양전지모듈, 터치패널, 유리창의 코팅용으로 사용된다.

상기 롤투롤 스터터링 시스템의 구성은 진공상태가 가능한 챔버가 구성되고, 상기 챔버의 상부에는 와인딩된 필름이 풀려나는 리와인딩 롤이 구성되고, 상기 리와인딩 롤에서 풀려난 필름이 하방으로 안내하도록 상기 리와인딩 롤의 하방에 위치하여 상기 챔버 내부에 지지되어 구성되는 드럼이 구성된다. 또한, 상기 드럼을 거쳐서 상방향으로 인출된 필름이 상기 드럼의 상부에 감기도록 상기 챔버의 내부에 장착된 와인딩 롤이 구성된다.

또한, 상기 챔버의 내측면에 장착되어 상기 드럼을 향하여 플라즈마를 발생시키도록 구성된 플라즈마 방사 장치가 구성된다.

상기 플라즈마 방사 장치는 캐소드 챔버가 구성되고, 상기 캐소드 챔버 내에 장착되어 상기 드럼을 향하여 플라즈마를 방사하는 캐소드가 구성된다.

상기 캐소드에서는 아르곤 등의 불활성 가스가 분사되도록 구성되고, 메탈로 형성된 타겟을 포함하여 구성된다.

상기 구성에 의한 롤투롤 스퍼터링 시스템의 작용은 피증착체인 필름이 상기 리와이딩 롤에서 하방으로 풀려나와 상기 드럼을 거쳐서 상방향으로 인출되어 상기 와인딩 롤에 감긴다.

이때, 상기 캐소드에서 드럼을 향하여 플라즈마를 방사하게 되고, 이때 캐소드에서 분산된 불황성 가스를 구성하는 원자에서 전자가 방출되면서 형성된 일정한 분포의 양이온은 음극을 띠는 상기 타켓에 충돌하면서 타겟의 메탈 원자가 일정한 분포로 이탈되어 상기 필름의 표면에 일정한 두께로 증착되어 박막을 형성하게 된다.

상기 필름에 다른 성분의 박막을 다층으로 구성할 수 없는 문제점이 있었다. 물론 드럼의 둘레에 다수 대의 플라즈마 방사장치를 설치한 후, 드럼을 지나는 필름을 향하여 다른 성분의 메탈 원자를 증착하므로 다층의 박막이 구성된 필름을 구성할 수 있다고 볼 수도 있지만, 이 경우, 각 캐소드에서 발생한 플라즈마가 서로 간섭하면서 상이한 메탈 원자가 서로 혼합되는 현상이 발생하게 된다.

따라서, 각 박막층은 다른 성분의 메탈 원자들이 뒤섞여서 구성되므로 불량을 초래하는 문제점이 있었다. 즉, 필름의 상면에 적층되는 각 박막층은 제각기 기능을 하도록 구성되지만, 박막층의 순도가 저하됨으로 제 기능을 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1166420호(2012.07.11)

상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 롤투롤 구동방식으로 다양한 필름상에 기능성 메탈 박막코팅이 가능함은 물론 제품의 품질을 안정적으로 연속하여 생산하는 롤투롤 스퍼터링 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 롤투롤 스퍼터링 시스템은 레일과; 상기 레일의 중앙부에 고정 설치되어 필름의 오염 및 막간 접착력을 향상시킬 수 있도록 진공상태가 가능한 챔버와; 상기 레일에서 이동 가능하게 설치되어 필름을 풀었다 다시 감으면서 플라즈마 및 이온 가스에 의해 성막 재료의 입자가 필름 표면에 증착될 수 있도록 챔버와 결합 및 분리되게 구성하는 롤투롤부와; 상기 레일의 상부에 이동 가능하게 설치되어 롤투롤부에 의해 풀렸다 다시 감기는 필름의 표면에 기능성 메탈이 증착되도록 하는 마그넷부을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 챔버는 상기 레일의 상부에 고정 설치되며, 필름을 풀었다가 다시 감으면서 필름상에 Ag, Ni/Cr, SUS를 포함하는 기능성 메탈 박막을 코팅할 수 있도록 원통형으로 구성하고, 챔버의 내측을 고진공을 유지하기 위해 크라이오 펌프 및 터보 펌프를 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 롤투롤부는 상기 레일의 상부에 설치되어 이동할 수 있도록 하단부에 바퀴를 형성하는 롤투롤프레임베이스와; 상기 롤투롤프레임베이스 상부에 대략 사각형의 형상으로 형성하는 롤투롤프레임과; 필름롤을 설치하여 필름을 풀 수 있도록 상기 롤투롤프레임의 일측에 회전 가능하게 설치하는 언와인드롤러와; 상기 언와인롤러의 일측에 위치되어 롤투롤프레임의 일측에 회전 가능하게 설치되며, 언와인드롤러에 설치한 필름을 감을 수 있도록 형성하는 리와인드롤러와; 상기 언와인드롤러와 리와인드롤러의 하방향에 위치되어 롤투롤프레임에 회전 가능하게 설치하여 필름의 표면에 일정한 온도로 기능성 메탈의 증착이 용이하도록 하는 드럼과; 상기 언와인드롤러의 일측 하방향과 리와인드롤러 일측 하방향과 드럼의 양측 상방향에 다수개가 회전 가능하게 설치되어 언와인드롤러에서 드럼을 거쳐 리와인드롤러로 필름이 감길시에 일정한 장력을 유지하는 아이들롤러와; 상기 언와인드롤러에 설치한 필름이 리와인드롤러에 감길 시에 이동하는 필름 표면의 오염물을 제거하고, 코팅 물질간의 접착력을 향상시킬 수 있도록 아이들롤러 사이에 위치되어 롤투롤프레임에 회전 가능하게 설치하는 전처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 전처리부는 상기 언와인드롤러의 하방향 일측 아이들롤러 사이에 위치되어 언와인드롤러에서 드럼으로 공급하는 필름의 수분을 제거하는 히터와; 상기 히터와 아이들롤러 사이에 위치되어 롤투롤프레임에 설치되며, 히터를 통해 수분을 제거한 필름 표면의 오염물을 제거하고 코팅 물질 간의 접착력을 향상시키는 이온빔소스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 히터는 IR타입으로 구성하여 필름의 수분을 제거하기 위해 가열하는 구간의 길이를 최소 250mm 이상으로 하여 수분 제거를 통해 코팅이 용이하게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 마그넷부는 상기 챔버와 결합할 수 있도록 레일의 상부에 이동 가능하게 마그넷프레임베이스를 설치하고, 상기 마그넷프레임베이스의 상부에는 사각형 형상의 마그넷프레임을 설치하며, 상기 롤투롤부에 설치한 필름의 표면에 플라즈마를 발생하여 기능성 메탈을 박막 형태로 증착할 수 있도록 마그넷프레임의 일측에 스퍼터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 롤투롤 방식을 이용하여 기능성 메탈을 박막형태로 증착하는 필름을 제조 시 리와인드롤러와 드럼 사이 드럼과 언와인드롤러 사이를 아이들롤러에 의해 일정한 장력을 유지하므로 필름에 기능성 메탈이 박막 형태로 용이하게 증착되는 효과가 있다.

또한, 플라즈마 및 이온 가스를 이용하여 필름을 전처리하므로 필름의 표면에 묻은 오염물 및 막간(필름에 증착되는 메탈 박막) 접착력 향상을 시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 박막 성막을 위해 냉각 드럼을 설치하므로 코팅시 필름의 온도를 일정하게 유지하므로 품질이 고른 필름을 생산하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 필름의 이동시 언와인드롤러와 드럼 사이 리와인드롤러와 드럼 사이를 아이들롤러에 의해 필름은 일정한 속도 및 장력을 유지한 상태에서 이동하므로 기능성 메탈이 박막형태로 고르게 증착되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 롤투롤 스퍼터링 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 롤투롤 스퍼터링 시스템의 필름에 기능성 메탈 박막코팅시 진공증착하기 위한 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려고 하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하 본 발명에 의한 롤투롤 스퍼터링 시스템의 구성을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 롤투롤 스퍼터링 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 롤투롤 스퍼터링 시스템의 필름에 기능성 메탈 박막코팅시 진공증착하기 위한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 롤투롤(Roll to Roll) 스퍼터링 시스템은 제조사 작업장 바닥에 설치하는 레일(100)과, 상기 레일(100)의 중앙부에 고정 설치되어 필름의 오염 및 막간 접착력을 향상시킬 수 있도록 진공상태가 가능한 챔버(200)와, 상기 레일(100)에서 이동 가능하게 설치되어 필름을 풀었다 다시 감으면서 플라즈마 및 이온 가스에 의해 기능성 메탈을 박막 형태로 필름 표면에 증착될 수 있도록 챔버(200)와 결합 및 분리되게 형성하는 롤투롤부(300)와, 상기 레일(100)의 상부에 이동 가능하게 설치되어 롤투롤부(300)에 의해 풀렸다 다시 감기는 필름의 표면에 기능성 메탈이 증착되도록 하는 마그넷부(400)를 포함한다.

상기 레일(100)은 롤투롤부(200)와 마그넷부(400)를 챔버부(200)에 결합 및 분리할 시에 이동할 수 있도록 제조업체의 바닥에 설치한다.

상기 챔버(200)는 상기 레일(100)의 상부에 고정 설치되며, 필름을 풀었다가 다시 감으면서 필름상에 Ag, Ni/Cr, SUS를 포함하는 기능성 메탈 박막을 코팅할 수 있도록 원통형으로 구성한다. 상기 챔버(200)의 내측을 고진공을 유지하기 위해 크라이오 펌프(210) 및 터보 펌프(220)를 설치한다. 상기 터보 펌프(220)는 안정 상의 이유로 적절한 작동조건을 만족하기 위해 냉각수 유량계(미도시), 냉각수 온도 스위치(미도시) 및 리미티 스위치(미도시)에 의한 센서 등으로 인터락 구성을 한다. 상기 크라이오 펌프(210) 및 터보 펌프(220)는 챔버(200) 내에 고진공 상태를 유지하기 위해 설치한다.

상기 롤투롤부(300)는 롤투롤프레임베이스(310)와, 롤투롤프레임(320)과, 언와인드롤러(330)와, 리와인드롤러(340)와, 드럼(350)과, 다수의 아이들롤러(360)와, 전처리부(370)를 포함하며, 상기 레일(100)의 상부에 이동 가능하게 설치한다.

상기 롤투롤프레임베이스(310)는 상기 레일(100)의 상부에 설치되어 이동할 수 있도록 하단부에 바퀴(311)를 형성한다.

상기 롤투롤프레임(300)은 상기 롤투롤프레임베이스(320) 상부에 대략 사각형의 형상으로 형성한다.

상기 언와인드롤러(330)는 필름 롤을 설치하여 필름을 풀 수 있도록 상기 롤투롤프레임(320)의 일측에 회전 가능하게 설치한다.

상기 리와인드롤러(340)는 상기 언와인드롤러(330)의 일측에 위치되어 상기 롤투롤프레임(320)의 일측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 언와인드롤러(330)에 설치한 필름을 감을 수 있도록 형성한다.

상기 드럼(350)은 상기 언와인드롤러(330)와 상기 리와인드롤러(340)의 하방향에 위치되어 상기 롤투롤프레임(320)에 회전 가능하게 설치하여 필름의 표면에 기능성 메탈의 증착이 용이하도록 한다. 상기 언와인드롤러(330)에 설치한 필름이 리와인드롤러(340)에 감길 때 상기 드럼(350)을 거쳐 감기도록 한다.

상기 드럼(350)은 필름의 표면에 기능성 메탈이 박막 형태로 증착할 수 있도록 일정한 온도를 유지시키는 냉각드럼 인 것을 특징으로 한다.

상기 아이들롤러(360-1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12)는 상기 언와인드롤러(330)의 일측 하방향과 리아와인드롤러(340) 일측 하방향과 상기 드럼(350)의 양측 상방향에 다수개가 회전 가능하게 설치되어 상기 언와인드롤러(330)에서 드럼(350)을 거쳐 리와인드롤러(340)로 필름이 감길 시에 일정한 장력을 유지하도록 한다.

상기 전처리부(370)는 상기 언와인드롤러(330)에 설치한 필름이 리와인드롤러(340)에 감길 시에 이동하는 필름의 표면의 오염물을 제거하고, 증착 물질 간의 접착력을 향상시키기 위하여 히터(371)와 이온빔소스(372)를 포함하여 구성하며, 상기 아이들롤러(360-1, 360-2) 사이에 위치되어 상기 롤투롤프레임(320)에 설치한다.

상기 히터(371)는 상기 언와인드롤러(330)의 하방향 일측 아이들롤러(360-1, 360-2) 사이에 위치되어 언와인드롤러(330)에서 드럼(350)으로 공급하는 필름의 수분을 제거한다. 상기 히터(371)는 IR타입으로 구성한다. 또한, 필름의 수분을 제거하기 위하여 가열하는 구간의 길이는 최소 250mm 이상으로 하여 수분을 완전하게 제거하여 기능성 메탈의 증착이 용이하게 이루어지도록 한다.

상기 이온빔소스(372)는 상기 히터(371)와 아이들롤러(360-2) 사이에 위치되어 롤투롤프레임(320)에 설치되며, 상기 히터(370)를 통해 수분을 제거한 필름 표면의 오염물을 제거하여 증착 물질 간의 접착력을 향상시킨다.

또한, 상기 이온빔소스(372)에는 DC공급기와 전기적으로 연결하여 플라즈마 발생을 용이하게 하도록 함과 동시에 가스 유량을 컨트롤해 아르곤 및 산소 등 반응성 가스의 주입량을 제어할 수 있도록 한다.

상기 이온빔소스(372)는 중성 상태의 가스를 양전하와 음전하로 혼재돼 있는 플라즈마 상태로 만들고, 여기에 전위차나 압력차와 같은 외부적인 환경을 조성한다.

상기 마그넷부(400)는 상기 챔버(200)와 결합할 수 있도록 레일(100)의 상부에 이동 가능하게 마그넷프레임베이스(410)를 설치하고, 상기 마그넷프레임베이스(410)의 상부에는 사각형 형상의 마그넷프레임(420)을 설치하며, 상기 롤투롤부(300)에 설치한 필름의 표면에 플라즈마 및 이온 가스에 의해 기능성 메탈을 박막 형태로 증착할 수 있도록 마그넷프레임(420)의 일측에 스퍼터(430)를 설치한다.

상기 스퍼터(430)는 드럼(350)의 하부 및 하부 좌, 우측에 배치되어 타켓 물질과 캐소드를 구비하여 구성하고, 타켓 물질은 캐소드로부터 직류 전원을 인가받아 전류의 세기에 따라 박막 형태로 증착이 이루어지도록 한다. 상기의 사항들은 당해 기술을 가진 자에게는 널리 알려진 내용으로 상기 사항에 대해 상세설명은 생략한다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 롤투롤 스퍼터링 시스템은 필름의 표면에 기능성 메탈을 박막 형태로 증착하기 위해 먼저, 롤투롤부(300)의 언와인드롤러(330)에 필름 롤을 설치하고, 언와인드롤러(330)에 설치한 필름을 아이들롤러(360-1, 360-2, 360-3, 360-4, 360-5, 360-6)와 전처리부(370) 및 드럼(350)을 거쳐 다시 아이들롤러(360-7, 360-8, 360-9, 360-10, 360-11, 360-12)와 리와인드롤러(340)에 감기도록 한다.

상기 필름을 언와이드롤러(330) -> 아이들롤러(360-1) -> 전처리부(370) -> 아이들롤러(360-2, 360-3, 360-4, 360-5, 360-6) -> 드럼(350) -> 아이들롤러(360-7, 360-8, 360-9, 360-10, 360-11, 360-12)를 거쳐 리와인드롤러(340)에 감기도록 설치한 상태에서 롤투롤부(300)를 레일(100)을 따라 이동시켜 챔버(200)와 결합한다. 이때 롤투롤부(300)의 대응되는 위치에 설치한 마그넷부(400)도 레일(100)을 따라 이동시켜 챔버(200)와 결합한다.

상기 롤투롤부(300)와 마그넷부(400)를 챔버(200)에 결합한 상태에서 크라이오 펌프(210)와 터보 펌프(220)를 이용하여 챔버(200) 내측을 고진공 상태로 만들고 이를 유지한다.

상기 챔버(200) 내측이 고진공 상태가 만들어지면, 롤투롤프레임(320)에 설치한 리와인드롤러(340)를 회전시켜 언와인드롤러(330)에 설치한 필름을 이송시켜 플라즈마 및 이온 가스를 이용하여 기능성 메탈을 박막으로 증착할 수 있도록 한다.

상기 언와인드롤러(330)에 풀리는 필름은 언와인드롤러(330) 하방향 일측에 위치한 아이들롤러(360-1)에 의해 챔버(200)의 하방향으로 이동하도록 필름의 방향을 전환시키며, 방향 전환이 일어난 필름은 전처리부(370)로 이동한다.

상기 전처리부(370)에서는 이동하는 필름의 수분을 증발시킬 수 있도록 히터(371)를 통과하며, 히터(371)를 통과한 필름은 이온빔소스(372)에 의해 필름 표면의 오염물을 제거하여 아이들롤러(360-2)에 의해 방향이 전환되고, 상기 아이들롤러(360-2)를 거친 필름은 다시 복수의 아이들롤러(360-3, 360-4, 360-5, 360-6)을 거쳐 드럼(350)으로 이송하며, 이때 필름은 장력은 일정하게 유지된다.

상기 아이들롤러(360-6)은 드럼(350)에 밀착되어 함께 연동 회전하면서 리와인드롤러(340) 쪽으로 이동하는 필름의 장력이 유지되도록 한다.

즉, 드럼(350)에서 일정한 장력이 유지된 상태로 드럼(350)과 함께 필름이 회전되도록 하여, 필름의 표면에 플라즈마 및 이온가스에 의해 기능성 메탈의 증착이 용이하도록 한다. 또한, 상기 드럼(350)에 밀착된 아이들롤러(360-6)은 드럼(370) 일부분에 감긴 필름이 밀리거나 접히는 것을 방지하도록 일정하게 장력이 유지되도록 한다.

상기 드럼(350)을 거쳐 이송되는 필름은 드럼(350)의 하방향에 위치한 마그넷부(400)의 스퍼터(430)에서 발생하는 플라즈마와 이온 가스에 의해 필름 표면에 기능성 메탈이 박막 형태로 증착된다.

상기 드럼(350)을 거친 필름은 드럼(350)에 밀착된 아이들롤러(360-7)에 의해 필름이 밀리거나 또는 접히지 않고 일정한 장력을 유지하면서 리와인드롤러(340)로 이동한다.

상기 드럼(350)과 아이들롤러(360-7)를 거친 필름은 다시 다수의 아이들롤러(360-8, 360-9, 360-10, 360-11, 360-12)를 거쳐 리와인드롤러(340)로 이동하여 감긴다.

상기 리와인드롤러(340)에 감기는 필름은 플라즈마와 이온 가스에 의해 기능성 메탈을 박막 형태로 증착된 상태에서 롤 롤 형태로 감긴다.

상기와 같이 롤투롤 방식을 이용하여 기능성 메탈을 박막형태로 증착하는 필름을 제조 시 언와인드롤러(330)와 드럼(350) 사이 드럼(350)과 리와인드롤러(360) 사이를 아이들롤러(360-1, 360-2, 360-3, 360-4, 360-5, 360-6, 360-7, 360-8, 360-9, 360-10, 360-11, 360-12)에 의해 일정한 장력을 유지하므로 필름에 기능성 메탈이 박막 형태로 용이하게 증착되는 이점이 있다.

본 발명은 레일(100)을 이용하여 롤투롤 스퍼터링 시스템을 분리 및 결합 가능하도록 구성하므로 유지보수가 용이하고, 필름의 설치 및 분리가 매우 용이한 이점이 있다.

또한, 플라즈마를 이용하여 필름을 전처리하므로 필름의 표면에 묻은 오염물 및 막간(필름에 증착되는 메탈 박막) 접착력을 향상시키는 이점이 있다.

그리고 박막 성막을 위해 드럼(350)을 설치하므로 코팅시 필름의 온도를 일정하게 유지하므로 품질이 고른 필름을 생산하는 장점이 있다.

또한, 필름의 이동시 언와인드롤러(330)와 드럼(350) 사이 드럼(350)과 리와인드롤러(340) 사이를 아이들롤러(360-1, 360-2, 360-3, 360-4, 360-5, 360-6, 360-7, 360-8, 360-9, 360-10, 360-11, 360-12)에 의해 필름은 일정한 속도 및 장력을 유지한 상태에서 이동하므로 기능성 메탈이 박막 형태로 고르게 증착되어 고품질의 필름을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 고안의 상세한 설명에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 고안의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 고안의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 레일 200: 챔버
210: 크라이오 펌프 220: 터보펌프
300: 롤투롤부 310: 롤투롤프레임베이스
311: 바퀴 320: 롤투롤프레임
330: 언와인드롤러 340: 리와인드롤러
350: 드럼
360-1, 360-2, 360-3, 360-4, 360-5, 360-6, 360-7, 360-8, 360-9, 360-10, 360-11, 360-12: 아이들롤러
370: 전처리부 371: 히터
372: 이온빔소스 400: 마그넷부
410: 마그넷프레임베이스 420: 마그넷프레임
430: 스퍼터 431: DC파워공급기

Claims

롤투롤 스퍼터링 시스템에 있어서,
레일과;
상기 레일의 중앙부에 고정 설치되어 필름의 오염 및 막간 접착력을 향상시킬 수 있도록 진공상태가 가능한 챔버와;
상기 레일에서 이동 가능하게 설치되어 필름을 풀었다 다시 감으면서 플라즈 및 이온 가스에 의해 기능성 메탈의 입자가 필름 표면에 일정한 온도를 유지하면서 증착될 수 있도록 챔버와 결합 및 분리되게 구성하는 롤투롤부와;
상기 레일의 상부에 이동 가능하게 설치되어 롤투롤부에 의해 풀렸다 다시 감기는 필름의 표면에 기능성 메탈이 증착되도록 하는 마그넷부;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 챔버는
상기 레일의 상부에 고정 설치되며, 필름을 풀었다가 다시 감으면서 필름상에 Ag, Ni/Cr, SUS를 포함하는 기능성 메탈 박막을 코팅할 수 있도록 원통형으로 구성하고, 챔버의 내측을 고진공을 유지하기 위해 크라이오 펌프 및 터보 펌프를 설치하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 롤투롤부는
상기 레일의 상부에 설치되어 이동할 수 있도록 하단부에 바퀴를 형성하는 롤투롤프레임베이스와;
상기 롤투롤프레임베이스 상부에 사각형의 형상으로 형성하는 롤투롤프레임과;
필름롤을 설치하여 필름을 풀 수 있도록 상기 롤투롤프레임의 일측에 회전 가능하게 설치하는 언와인드롤러와;
상기 언와인롤러의 일측에 위치되어 롤투롤프레임의 일측에 회전 가능하게 설치되며, 언와인드롤러에 설치한 필름을 감을 수 있도록 형성하는 리와인드롤러와;
상기 언와인드롤러와 리와인드롤러의 하방향에 위치되어 롤투롤프레임에 회전 가능하게 설치하여 필름의 표면에 일정한 온도로 기능성 메탈의 증착이 용이하도록 하는 드럼과;
상기 언와인드롤러의 일측 하방향과 리와인드롤러 일측 하방향과 드럼의 양측 상방향에 다수개가 회전 가능하게 설치되어 언와인드롤러에서 드럼을 거쳐 리와인드롤러로 필름이 감길 시에 일정한 장력을 유지하는 아이들롤러와;
상기 언와인드롤러에 설치한 필름이 리와인드롤러에 감길 시에 이동하는 필름의 표면의 오염물을 제거하고, 증착 물질 간의 접착력을 향상시킬 수 있도록 아이들롤러 사이에 위치되어 롤투롤프레임에 회전 가능하게 설치하는 전처리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼터링 시스템.
제3항에 있어서,
상기 전처리부는
상기 언와인드롤러의 하방향 일측 아이들롤러 사이에 위치되어 언와인드롤러에서 드럼으로 공급하는 필름의 수분을 제거하는 히터와;
상기 히터와 아이들롤러 사이에 위치되어 롤투롤프레임에 설치되며, 히터를 통해 수분을 제거한 필름 표면의 오염물을 제거하고 코팅 물질 간의 접착력을 향상시키는 이온빔소스;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼터링 시스템.
제4항에 있어서,
상기 히터는
IR타입으로 구성하여 필름의 수분을 제거하기 위해 가열하는 구간의 길이를 최소 250mm 이상으로 하여 수분 제거를 통해 코팅이 용이하게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 마그넷부는
상기 챔버와 결합할 수 있도록 레일의 상부에 이동 가능하게 마그넷프레임베이스를 설치하고,
상기 마그넷프레임베이스의 상부에는 사각형 형상의 마그넷프레임을 설치하며,
상기 롤투롤부에 설치한 필름의 표면에 플라즈마를 발생하여 기능성 메탈을 박막 형태로 증착할 수 있도록 마그넷프레임의 일측에 스퍼터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼터링 시스템.