KR20180067186A - A copper thick film deposition apparatus using high??frequency induction heating and heat sink for oled lighting comprising the copper thick film manufactured thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 고주파 유도가열 방식을 이용한 구리 후막 증착 장치 및 그로부터 제조된 구리 후막을 포함하는 OLED 조명용 방열판에 관한 것이다.The present invention relates to a copper thick film deposition apparatus using a high frequency induction heating system and a heat sink for OLED lighting including a copper thick film produced therefrom.
OLED/LED 방열판이나 반도체 제조 단계에서 금속박막 증착은 대부분 증착방식이나 스퍼터링 공법으로 진행 되어왔으나, 최근 AMOLED TFT 배선이나 고출력 조명용 LED와 같은 고출력 고효율 소자 분야에서는 건식 증착 방식과 전기도금을 이용하여 수백 m 두께의 구리 금속 후막증착을 하는 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다. In recent years, deposition of metal thin films in OLED / LED heat sinks or semiconductor fabrication has been mostly carried out by vapor deposition or sputtering. However, in the field of high-power high efficiency devices such as AMOLED TFT wiring and high power LEDs, there is a growing need for a technique for depositing a copper metal thick film of thickness < RTI ID = 0.0 > m. < / RTI >
구리 박막을 형성하는 종래의 방법으로 열증착, 스퍼터링, e??beam과 같은 건식법 및 습식법이 있는데, 건식법은 증착 속도가 너무 낮고, 습식법은 수분과 불순물에 취약한 문제가 있었다. 따라서 AMOLED의 제조, 고출력 조명용 OLED의 제조 및 방열용 후막 제조 공정에서 이용할 수 있는 후막 제조 공정기술을 확보하기 위해 증착 속도가 빠르고 박막의 균일도(uniformity)가 우수하고 두께가 두꺼운 후막용 금속박막에 대한 증착 기술 개발에 대한 연구가 필요한 실정이었다.Conventional methods for forming a copper thin film include a dry method such as thermal evaporation, sputtering, and an electron beam method and a wet method. However, the dry method has a too low deposition rate, and the wet method has a problem of being vulnerable to moisture and impurities. Therefore, in order to secure the thick film manufacturing process technology that can be used in the manufacture of AMOLED, OLED for high power lighting, and manufacturing thick film for heat dissipation, it is required to have a high deposition rate and good uniformity of thin film, It is necessary to study the development of deposition technology.
한편, OLED 조명 장치의 경우에는, 장치에서 발생하는 열의 방출을 위해 방열판을 필요로 하게 되는데, 방열판에 형성된 소재에 따라 조명 장치의 내구성이 크게 좌우될 수 있다. 현재 OLED 조명 장치의 방열에는 구리와 같이 전도도가 높은 물질로 후막 필름을 형성한 방열판이 사용되고 있다. 이러한 형태의 방열판에는 방열 기능의 확보를 위해 열전도성이 우수한 물질로 형성된 후막이 필요한데, 순도가 높은 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방법으로 증착된 박막은 박막의 품질이 우수하지만 증착 속도가 너무 낮아서(최대 수백 nm/min) 후막형성 공정에 적용하는데 문제점이 있었다. On the other hand, in the case of an OLED lighting device, a heat sink is required for emitting heat generated in the device. Depending on the material formed on the heat sink, the durability of the lighting device can be greatly influenced. Currently, heat dissipation of OLED lighting devices uses heat sinks with thick films made of highly conductive materials such as copper. In this type of heat sink, a thick film formed of a material having excellent thermal conductivity is required for securing the heat dissipation function. Thin film deposited by CVD (Chemical Vapor Deposition) method having high purity has excellent quality of the thin film, but the deposition rate is too low Several hundred nm / min).
본 발명의 목적은, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구리 박막의 증착 속도를 높이고 박막 두께의 균일도가 확보된 구리 후막을 제조하고 그를 이용한 OLED 조명용 방열판을 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heat sink for OLED lighting using a copper thick film to improve the deposition rate of a copper thin film and to secure uniformity of a thin film thickness.
보다 상세하게는, 고주파 유도가열 방식을 채택하고 도가니 내 구리의 가열방식을 최적화되도록 설계하고, 도가니로부터 타겟까지의 거리를 조절하는 방법으로 빠른 속도의 증착이 가능한 효율적인 구리 후막 제조 장치 및 그로부터 제조된 구리 후막을 포함하는 OLED 조명용 방열판을 제공하기 위한 것이다. More particularly, the present invention relates to an apparatus for manufacturing an effective copper thick film capable of high-speed deposition by adopting a high-frequency induction heating system and designing a method of optimizing the heating method of copper in the crucible and adjusting the distance from the crucible to the target, And to provide a heat sink for OLED lighting including a copper thick film.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 고주파 유도가열을 이용한 구리 후막 증착 장치는, 열린 입구가 형성된 텅스텐 도가니 상기 열린 입구를 유지하며 상기 도가니 외부에 형성되고, 발열체 및 단열재를 포함하는 원통형 몸체 및 상기 몸체부 외표면을 휘감도록 형성된 고주파 유도가열 코일을 포함한다. A copper thick film deposition apparatus using high frequency induction heating, comprising: a cylindrical body including a heating element and a heat insulating material; a tungsten crucible having an open inlet formed therein and holding the open inlet and formed outside the crucible; And a high frequency induction heating coil formed.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열체는 상기 텅스텐 도가니를 감싸도록 형성되는 것이고, 상기 단열재는 상기 발열체를 감싸도록 형성되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the heating element may be formed to surround the tungsten crucible, and the heat insulating material may be formed to surround the heating element.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열체는 그라파이트, 세라믹 및 텅스텐을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 단열재는, 상기 발열체의 외표면을 감싸도록 형성되고, 그라파이트를 포함하는 탄소계 물질 및 세라믹 물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 단열재 및 상기 제1 단열재를 감싸도록 형성되고, 산화알루미늄 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제2 단열재를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the heating element includes at least one selected from the group consisting of graphite, ceramics, and tungsten, and the heat insulating material is formed to surround the outer surface of the heating element, Wherein the first insulating material comprises at least one selected from the group consisting of a carbonaceous material and a ceramic material, and at least one material selected from the group consisting of aluminum oxide and magnesium oxide, 2 insulation.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 텅스텐 도가니의 형상은 깊어질수록 단면적이 감소하는 것이고, According to an embodiment of the present invention, the shape of the tungsten crucible decreases as the depth increases,
상기 증착 장치는 텅스텐 도가니 입구의 입체각(solid angle)을 제어할 수 있는 것일 수 있다. The deposition apparatus may be capable of controlling a solid angle of a tungsten crucible inlet.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도가니 입구로부터 피증착물의 장착 지점까지의 수직 거리는 5 cm 내지 30 cm 인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the vertical distance from the crucible inlet to the mounting point of the material to be deposited may be 5 cm to 30 cm.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구리 후막 증착 장치의 증착 속도는 700 Å/s 이상일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the deposition rate of the copper thick film deposition apparatus may be 700 Å / s or more.
본 발명의 일 실시예에 따르는 구리 후막을 포함하는 OLED 조명용 방열판은, 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 구리 후막 증착 장치를 이용하여 제조한 구리 후막을 포함하는 것이고, 이 때 상기 구리 후막의 두께는 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 일 수 있다. The heat sink for OLED lighting including the copper thick film according to an embodiment of the present invention includes a copper thick film manufactured using the copper thick film deposition apparatus provided in an embodiment of the present invention, Lt; RTI ID = 0.0 > 200 < / RTI >
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구리 후막의 두께 균일도차는 2 % 이하인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the thickness uniformity difference of the copper thick film may be 2% or less.
본 발명에 의하면 빠른 증착 속도를 유지하면서도 균질한 두께의 우수한 품질을 구리 후막을 형성할 수 있는 구리 후막 증착 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면 상기 구리 후막 증착 장치에 의해 형성된 구리 후막을 포함하는 방열 성능이 우수하면서도, 단순화된 방식으로 생산할 수 있는 OLED 조명용 방열판이 제공되는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to provide a copper thick film deposition apparatus capable of forming a copper thick film with uniform thickness and excellent quality while maintaining a rapid deposition rate. According to another aspect of the present invention, there is provided a heat sink for OLED lighting capable of being manufactured in a simplified manner with excellent heat dissipation performance including a copper thick film formed by the copper thick film deposition apparatus.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 구리 후막 증착 장치의 도가니, 원통형 몸체 및 고주파 유도가열 코일이 도시된 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 도가니 형상의 깊이에 따른 단면적 변화를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따르는, 도가니의 구리 입자가 피증착물질을 향해 나아가는 진행방향 및 각도를 표현한 개략도이다. 1 is a cross-sectional view showing a crucible, a cylindrical body, and a high frequency induction heating coil of a copper thick film deposition apparatus provided in an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a conceptual diagram schematically showing a change in sectional area according to a depth of a crucible shape provided in an embodiment of the present invention. Fig.
Fig. 3 is a schematic view expressing the direction and angle in which the copper particles of the crucible advance toward the evaporation material, in accordance with an embodiment of the present invention. Fig.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various modifications may be made to the embodiments described below. It is to be understood that the embodiments described below are not intended to limit the embodiments, but include all modifications, equivalents, and alternatives to them.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the embodiments. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. In the following description of the embodiments, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the embodiments may be unnecessarily blurred.
본 발명의 구리 후막 증착 장치에서는 넓은 면적의 복잡한 구조를 보이는 발광다이오드 LED 방열판과 달리, 면조명 또는 flexible 조명이 주요 타겟인 OLED 조명용으로 사용할 수 있는 열전도도가 높은 두꺼운 후막의 구리 박막을 증착하기 위한 방식을 제공한다.In the copper thick film deposition apparatus of the present invention, unlike the light emitting diode LED heat sink having a complicated structure with a large area, it is possible to use a thin film thick film for depositing a copper thin film having a high thermal conductivity which can be used for OLED lighting, Method.
본 발명의 구리 후막 증착 장치에는 도가니를 가열함으로써 초고속 증착 속도를 구현할 수 있는 고주파 유도가열(induction heating)방식을 적용할 수 있다. 고주파를 이용한 가열 시스템에는 목재, 섬유 등을 가열하는 유전가열방식, 유리와 같은 부도체를 가열시켜 비저항을 낮춘 후 물체에 직접 고주파를 흘리는 통전 가열방식, 가정용 전자레인지 등에서 사용되는 마이크로파 가열방식 등이 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 전도도가 높은 금속인 구리를 가열해야 하므로 금속과 같은 도체 및 반도체를 가열하는데 사용되는 유도가열방식을 이용할 수 있다.In the copper thick film deposition apparatus of the present invention, a high frequency induction heating method capable of realizing an ultra-high deposition rate by heating a crucible can be applied. The heating system using high frequency includes an oil heating method for heating wood and fiber, an energization heating method for heating a non-conductive material such as glass to lower specific resistances and then directing a high frequency to an object, and a microwave heating method for use in a domestic microwave oven In an embodiment of the present invention, since copper, which is a metal having high conductivity, needs to be heated, an induction heating method used for heating conductors and semiconductors such as metal may be used.
본 발명에서 이용되는 고주파 유도가열 방식을 이용할 경우 피가열체 자신에 의해 직접 가열됨으로써 효율이 높아지고 설비 제작비용이 보다 비싸도 총 생산비용은 타 연료장치의 절반 이하로 낮출 수 있는 효과가 발생할 수 있다. 또한, 피가열체의 재질과 크기에 따라 적절한 주파수를 선택함으로써 균일한 온도 및 속도를 제어가 가능하여 빠른 속도의 대량생산이 가능해지는 효과가 발생할 수 있다.When the high frequency induction heating method used in the present invention is used, the efficiency is increased by heating directly by the heated body itself, and the cost of manufacturing the facility is higher, so that the total production cost can be lowered to less than half of the other fuel apparatuses. Also, by selecting an appropriate frequency according to the material and the size of the object to be heated, uniform temperature and speed can be controlled, and mass production at a high speed can be achieved.
본 발명에서 이용되는 고주파는 주파수에 변동이 생길 경우 가열 온도 등에 변동이 발생할 수 있으므로 정밀한 제어를 요한다. 이 때, 주파수가 높을수록 좋으므로 임계 주파수의 5배 이상의 주파수를 선택하는 것이 바람직하다. 다만, 주파수가 지나치게 높아지면 표피효과나 근접효과로 인한 문제가 발생할 수 있어서, 전력공급원을 고려할 때 60Hz 이하로 제한하는 것이 바람직하다. The frequency of the high frequency used in the present invention may fluctuate in heating temperature or the like if frequency fluctuation occurs, and therefore precise control is required. At this time, the higher the frequency, the better, so it is preferable to select a frequency at least five times the critical frequency. However, when the frequency is excessively high, problems due to the skin effect or the proximity effect may occur, and it is preferable to limit the frequency to 60 Hz or less in consideration of the power supply source.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 구리 후막 증착 장치의 도가니, 원통형 몸체 및 고주파 유도가열 코일이 도시된 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a crucible, a cylindrical body, and a high frequency induction heating coil of a copper thick film deposition apparatus provided in an embodiment of the present invention.
본 발명의 고주파 유도가열을 이용한 구리 후막 증착 장치는, 열린 입구가 형성된 텅스텐 도가니 상기 열린 입구를 유지하며 상기 도가니 외부에 형성되고, 발열체 및 단열재를 포함하는 원통형 몸체 및 상기 몸체부 외표면을 휘감도록 형성된 고주파 유도가열 코일을 포함한다. A copper thick film deposition apparatus using high frequency induction heating, comprising: a cylindrical body including a heating element and a heat insulating material; a tungsten crucible having an open inlet formed therein and holding the open inlet and formed outside the crucible; And a high frequency induction heating coil formed.
본 발명에서는 구리 용탕(400)을 수용할 수 있는 텅스텐 도가니(100)를 제공한다. 이 때, 도가니의 재료는 텅스텐 외에도 구리가 용융될 정도의 고온을 견딜 수 있으면서 열 전달이 용이하고 형상의 주조가 용이한 금속인 것을 포함할 수 있다. 또한, 도가니의 재료는 고주파에 의해 피가열체와 함께 가열되는 발열체의 기능을 수행할 수 있는 것이 좋다.The present invention provides a tungsten crucible (100) capable of accommodating a molten copper (400). In this case, the material of the crucible may include, in addition to tungsten, a metal which can withstand a high temperature at which copper is melted and is easy to transfer heat and easy to shape. It is also preferable that the material of the crucible is capable of performing a function of a heating element which is heated together with the heating target by a high frequency.
도가니의 기하학적 형태는 구리가 용융된 후 피대상물을 향해 운동하는 구리 입자들의 밀도에 영향을 주는 요인일 수 있다. 본 발명에서 이용되는 도가니는 외부로 열린 입구를 포함하며 깊이가 깊어질수록 점차 내부 공간이 좁아지는 형태일 수 있다.The geometry of the crucible may be a factor that affects the density of copper particles moving toward the object after copper has melted. The crucible used in the present invention may include an opening opened to the outside and gradually become narrower as the depth becomes deeper.
상기 도가니는 발열체 및 단열재를 포함하는 원통형 몸체(200) 내부에 포함되어 있는 구조일 수 있다. The crucible may be included in a
상기 발열체는 고주파 유도가열에 의해 발생한 열을 내부의 도가니로 잘 전달하는 역할을 수행할 수 있고, 단열재는 텅스텐 도가니의 온도가 쉽게 저하되지 않도록 외부의 낮은 온도와 내부의 높은 온도 사이를 차단하는 역할을 수행할 수 있다. The heating element can perform the function of transferring the heat generated by the high-frequency induction heating to the crucible inside. The heat insulating material blocks the external low temperature and the high temperature inside so that the temperature of the tungsten crucible is not easily lowered Can be performed.
고주파 유도가열을 위해 이용되는 코일(300)은 상기 원통형 몸체부 외표면을 휘감도록 형성될 수 있다. 상기 코일의 재질, 원통형 몸체부를 휘감은 횟수 등은 구리 용탕의 온도를 제어하며 가열함으로써 구리 후막을 형성할 수 있는 것이라면, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열체는 상기 텅스텐 도가니를 감싸도록 형성되는 것이고, 상기 단열재는 상기 발열체를 감싸도록 형성되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the heating element may be formed to surround the tungsten crucible, and the heat insulating material may be formed to surround the heating element.
본 발명의 고주파 유도가열방식을 이용할 경우, 피가열체인 구리 금속은 자신에 의해 직접 가열되어 내부 온도가 높게 형성되는 것이므로, 피가열체가 담긴 도가니 외측에는 발열체가 위치하도록 할 수 있다. When the high frequency induction heating method of the present invention is used, the copper metal to be heated is directly heated by itself to have a high internal temperature, so that the heating element can be positioned outside the crucible containing the heating target.
이 때, 상기 발열체는 외부의 코일에 전류가 흐를 때 고주파에 의해 텅스텐 내부의 피가열체 구리 금속과 함께 발열하는 기능을 수행할 수 있다. At this time, when a current flows to the external coil, the heating element can perform a function of generating heat together with the copper material of the heating object body in the tungsten by a high frequency.
상기 발열체 외측에는 낮은 온도의 외부로의 열손실을 방지하기 위해 단열재를 위치하도록 형성하는 것일 수 있다.And a heat insulating material may be formed on the outside of the heating body so as to prevent heat loss to the outside at a low temperature.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발열체는 그라파이트를 포함하는 탄소화합물 및 세라믹 및 텅스텐을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 단열재는, 상기 발열체의 외표면을 감싸도록 형성되고, 그라파이트를 포함하는 탄소계 물질 및 세라믹 물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 단열재 및 상기 제1 단열재를 감싸도록 형성되고, 산화알루미늄 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제2 단열재를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the heating element includes at least one selected from the group consisting of a carbon compound including graphite, ceramic and tungsten, and the heat insulating material is formed to surround the outer surface of the heating element , A carbon-based material including graphite, and a ceramic material, and at least one selected from the group consisting of aluminum oxide and magnesium oxide, which is formed to surround the first heat insulating material, And a second insulation including one.
발열체의 성분으로는 그라파이트를 포함하는 탄소계 물질, 세라믹 물질 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있는데, 이 성분들은 모두 피가열체인 구리가 고주파에 의해 가열되어 발열할 때, 동일한 조건에서 함께 발열할 수 있는 성분일 수 있다. The component of the heating element may include at least one selected from the group consisting of a carbon-based material including graphite, a ceramic material, and tungsten. When copper as a material to be heated is heated by heating with high frequency, It may be a component which can generate heat together under the same conditions.
제1 단열재의 성분으로는 그라파이트를 포함하는 탄소계 물질 및 세라믹 물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 제2 단열재의 성분으로는 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The component of the first heat insulator includes at least one selected from the group consisting of a carbon-based material and a ceramic material including graphite, and the component of the second heat insulator includes at least one selected from the group consisting of aluminum oxide and magnesium oxide And may include any one of them.
제2 단열재는 본 발명에서 제1 단열재를 감싸도록 형성되어 외부의 낮은 온도와 직접적으로 접촉하고, 고주파를 발생시키는 코일이 직접 감기는 부위로서, 제1 단열재와는 다른 성분으로 구성되는 것이 바람직하다. 제2 단열재를 제1 단열재와 다른 상기 성분으로 형성함으로써 본 발명에서는 부피팽창에 의한 crack 생성을 방지하는 효과가 생길 수 있다. In the present invention, the second insulating material is formed to surround the first insulating material, directly contacts with the external low temperature, and is directly wound around the coil generating the high frequency, and is preferably made of a different material from the first insulating material . By forming the second heat insulator with the above-mentioned components different from the first heat insulator, cracking due to volume expansion can be prevented in the present invention.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 도가니 형상의 깊이에 따른 단면적 변화를 개략적으로 나타내는 개념도이다. Fig. 2 is a conceptual diagram schematically showing a change in sectional area according to a depth of a crucible shape provided in an embodiment of the present invention. Fig.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 텅스텐 도가니의 형상은 깊어질수록 단면적이 감소하는 것이고, 상기 증착 장치는 텅스텐 도가니 입구의 입체각(solid angle)을 제어할 수 있는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the cross-sectional area of the tungsten crucible decreases as the shape of the tungsten crucible becomes deeper, and the deposition apparatus may control the solid angle of the tungsten crucible inlet.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 텅스텐 도가니의 입구에서 피증착물의 장착 지점까지 이르는 적절한 입체각(solid angle)을 선택하고 제어함으로써 피증착물에 형성되는 구리 막의 시간당 증착률을 조절할 수 있다. 상기 입체각은 증착 장치에서 피증착물로 향하는 구리 입자의 밀도를 제어할 수 있는 기능을 한다. 입체각의 제어 방법은 텅스텐 도가니의 피증착물을 향하는 각도를 회전시키는 것일 수 있고, 텅스텐 도가니의 입구에 입체각을 제어할 수 있는 판과 같은 보조 수단을 구비하는 것일 수도 있다. 이와 같이, 본 발명에서는, 상기 텅스텐 도가니의 입체각을 선택할 수 있는 장치의 구성이라면, 텅스텐 도가니의 입체각을 제어할 수 있는 구조를 특별히 한정하지 아니한다. According to one aspect of the present invention, the deposition rate per hour of the copper film formed on the deposited material can be controlled by selecting and controlling a proper solid angle from the entrance of the tungsten crucible to the mounting point of the deposited material. The solid angle serves to control the density of copper particles that are directed to the deposited material in the deposition apparatus. The control method of the solid angle may be to rotate the angle of the tungsten crucible toward the deposited material, or to provide an auxiliary means such as a plate capable of controlling the solid angle at the entrance of the tungsten crucible. As described above, in the present invention, the structure capable of controlling the solid angle of the tungsten crucible is not particularly limited as long as it is a device capable of selecting the solid angle of the tungsten crucible.
상기 단면적의 감소율은 깊이가 증가할수록 도가니 내부에 포함될 수 있는 물질의 단면적을 계산하여 구할 수 있다. 도 2에 따르면, 상기 단면적의 감소율은 S1 면적 및 S2 면적의 차이를 두 단면적 간의 높이 차이인 h12 로 나눈 값에 해당하는 것이다. 도가니의 기하학적 형태는 구리가 용융된 후 피대상물을 향해 운동하는 구리 입자들의 밀도에 영향을 주는 요인일 수 있다.The reduction rate of the cross-sectional area can be obtained by calculating the cross-sectional area of the material that can be contained in the crucible as the depth increases. According to FIG. 2, the reduction rate of the cross-sectional area corresponds to a value obtained by dividing the difference between the area of S 1 and the area of S 2 by h 12, which is the height difference between two cross-sectional areas. The geometry of the crucible may be a factor that affects the density of copper particles moving toward the object after copper has melted.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도가니 입구로부터 피증착물의 장착 지점까지의 수직 거리는 3 cm 내지 30 cm 인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the vertical distance from the crucible inlet to the mounting point of the material to be deposited may be 3 cm to 30 cm.
도가니의 입구와 피증착물이 위치하는 피증착물 장착 지점까지의 직선 거리는 증착되는 박막의 증착소도 및 용융된 피가열체 입자들의 밀도를 제어할 수 있는 요인이 된다. 이 때, 도가니 입구로부터 피증착물의 장착 지점까지의 수직 거리 3 cm 미만일 경우, 도가니에서 녹은 입자가 튀어 피증착물 표면에 결함을 발생시키는 문제가 생길 수 있다. 또한, 도가니 입구로부터 피증착물의 장착 지점까지의 수직 거리가 30 cm 초과의 경우, 용융된 피가열체 입자가 피증착물에 도착할 확률이 떨어져서 박막의 증착 속도가 낮아지는 문제가 생길 수 있다.The straight line distance from the inlet of the crucible to the deposition target mounting position where the deposition target is located is a factor that can control the density of the deposited target and the density of the melted target target particles. At this time, when the vertical distance from the crucible inlet to the mounting point of the deposited material is less than 3 cm, the molten particles in the crucible may spatter resulting in a defect in the surface of the deposited material. In addition, when the vertical distance from the crucible inlet to the mounting point of the deposited material is more than 30 cm, the probability of the molten heated body particles reaching the deposited body decreases, and the deposition rate of the thin film may be lowered.
즉, 높은 증착 속도를 유지하면서 결함없는 고품질 구리 후막을 형성하기 위해서는 도가니의 형상 외에도 상기 도가니 입구와 피증착물 장착 지점까지의 거리를 잘 제어하는 것이 중요할 수 있다. In other words, in order to form a high-quality copper thick film without defects while maintaining a high deposition rate, it may be important to control the distance from the crucible inlet to the deposition target mounting point in addition to the shape of the crucible.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따르는, 도가니의 구리 입자가 피증착물질을 향해 나아가는 진행방향 및 입체각의 각도를 표현한 개략도이다. Fig. 3 is a schematic view expressing the direction of the advancing direction and the angle of the solid angle of the copper particles of the crucible toward the evaporation material, according to an embodiment of the present invention. Fig.
도 3을 통해서, 피증착물 장착지점과의 거리가 멀어질수록 타겟의 면적이 크게 형성되어 시간당 구리 입자가 증착되는 속도는 느려지게 됨을 확인할 수 있다. 즉, 도가니 입구와 피증착물 장착 지점까지의 수직 거리 외에도 도가니의 깊이 또한 증착 속도를 제어하는데 또 하나의 중요한 요소가 될 수 있음을 이해할 수 있다. 따라서 본 발명에서 제공하는 도가니의 깊이는 5 cm 내지 20 cm 로 형성되는 것일 수 있다.3, it can be seen that as the distance from the deposition point is increased, the area of the target is larger and the deposition rate of copper particles per hour is slower. That is, in addition to the vertical distance from the crucible inlet to the deposition site, it is understood that the depth of the crucible can also be another important factor in controlling the deposition rate. Therefore, the depth of the crucible provided in the present invention may be 5 cm to 20 cm.
또한, 입체각의 변형에 따라, 피증착물에 증착될 수 있는 구리 입자의 밀도가 달라질 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에서 제공하는 증착 장치는, 텅스텐 도가니의 입체각을 제어할 수 있는 구성을 포함할 수 있다.It can also be seen that the density of the copper particles that can be deposited on the deposited material may vary with the deformation of the solid angle. Accordingly, the deposition apparatus provided in the present invention may include a configuration capable of controlling the solid angle of the tungsten crucible.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구리 후막 증착 장치의 증착 속도은 700 Å/s 이상일 수 있다. 본 발명에서 제공하는 구리 후막 증착 장치를 이용할 경우, 고품질의 구리 후막을 초당 700 Å 이상 형성할 수 있다. 한편 상기 증착 속도는 초당 2000 Å 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the deposition rate of the copper thick film deposition apparatus may be 700 Å / s or more. When the copper thick film deposition apparatus provided in the present invention is used, a high quality copper thick film can be formed at a rate of 700 ANGSTROM or more per second. The deposition rate may be less than 2000 A per second.
본 발명의 일 실시예에 따르는 구리 후막을 포함하는 OLED 조명용 방열판은, 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 구리 후막 증착 장치를 이용하여 제조한 구리 후막을 포함하는 것이고, 이 때 상기 구리 후막의 두께는 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 일 수 있다. The heat sink for OLED lighting including the copper thick film according to an embodiment of the present invention includes a copper thick film manufactured using the copper thick film deposition apparatus provided in an embodiment of the present invention, Lt; RTI ID = 0.0 > 200 < / RTI >
상기 구리 후막은 피가열체에 가해지는 고주파의 주파수를 조절함으로써 그 증착되는 속도를 제어할 수 있으며, 구리 후막 증착 장치에서 증착되는 시간을 조절함으로써 최종적으로 형성되는 구리 후막의 두께를 제어할 수 있다. The copper thick film can control the deposition rate by controlling the frequency of the high frequency applied to the heating target, and the thickness of the finally formed copper thick film can be controlled by controlling the deposition time in the copper thick film deposition apparatus .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구리 후막의 두께 균일도차는 2 % 이하인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the thickness uniformity difference of the copper thick film may be 2% or less.
본 발명에서 제공하는 구리 후막은 빠른 증착 속도를 유지하면서도 균질한 두께로 고르게 형성되는 것이며, 형성된 구리 후막은 그 두께의 균일도를 비교할 때, 가장 두껍게 형성된 부분과 가장 얇게 형성된 부분의 두께 차이가 2 % 이하인 것일 수 있다.The copper thick film provided in the present invention is uniformly formed at a high deposition rate while maintaining a high deposition rate. When the uniformity of thickness of the formed copper thick film is compared, the thickness difference between the thickest portion and the thinnest portion is 2% Or less.
실시예 Example
본 발명의 실시예에서는 텅스텐 도가니에 구리를 넣고, 그 외부에 발열체로 그라파이트를 둘러싸도록 형성하고, 그 외부에 1차 단열재로 그라파이트를 두께 0.5 mm 내로 형성하고, 그 외부에 2차 단열재로 산화알루미늄을 두께 0.5 mm 내로 형성한 뒤, 고주파 유도가열 코일을 원통형 몸체 위에 감아서 형성한, 도 1과 같은 형태의 구리 후막 증착 장치를 제조하였다. 도가니의 입구와 피증착물 장착부분 사이의 수직 거리는 20 cm로 유지하였다.In the embodiment of the present invention, copper is placed in a tungsten crucible, graphite is formed on the outside of the tungsten crucible as a heating element, graphite is formed on the outside thereof as a primary heat insulator, and graphite is formed on the outside thereof as a secondary insulator. Was formed to have a thickness of 0.5 mm, and then a high frequency induction heating coil was wound on a cylindrical body to form a copper thick film deposition apparatus as shown in FIG. The vertical distance between the inlet of the crucible and the part to which the deposition material was attached was maintained at 20 cm.
유도가열을 위해 이용되는 코일에 100 V의 전압을 가하고 5초가 지난 시점에서, 전류는 11.1 A가 측정되었고, 구리의 온도는 35 ℃ 로 형성되었다.At 5 seconds after applying a voltage of 100 V to the coil used for induction heating, the current was measured at 11.1 A and the copper temperature was at 35 ° C.
동일한 조건에서 유도가열을 위해 이용되는 코일에 160V의 전압을 가하고 5초가 지난 시점에서, 전류는 19.3 V가 측정되었고 구리의 온도는 121 ℃로 형성되었다.At 5 seconds after applying a voltage of 160 V to the coil used for induction heating under the same conditions, the current was measured at 19.3 V and the copper temperature was formed at 121 ° C.
동일한 조건에서 200V의 전압을 가하고 30초가 지난 시점에서, 전류는 25.8 V가 형성되었고, 구리의 온도는 491 ℃로 형성되었다. 이 때, 증착 장치의 셔터를 열고 피증착물에 형성된 구리 후막의 두께를 측정하였더니 평균 두께가 0.162 mm 인 균질한 구리 후막이 형성된 것을 확인되었다.At 30 seconds after applying a voltage of 200 V under the same conditions, a current of 25.8 V was formed and a copper temperature of 491 캜. At this time, the thickness of the copper thick film formed on the deposit was measured by opening the shutter of the vapor deposition apparatus, and it was confirmed that a homogeneous copper thick film having an average thickness of 0.162 mm was formed.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, if the techniques described are performed in a different order than the described methods, and / or if the described components are combined or combined in other ways than the described methods, or are replaced or substituted by other components or equivalents Appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (8)
상기 열린 입구를 유지하며 상기 도가니 외부에 형성되고, 발열체 및 단열재를 포함하는 원통형 몸체; 및
상기 몸체부 외표면을 휘감도록 형성된 고주파 유도가열 코일;을 포함하는,
고주파 유도가열을 이용한 구리 후막 증착 장치.
A tungsten crucible with an open mouth;
A cylindrical body formed outside the crucible while maintaining the open inlet, the cylindrical body including a heating element and a heat insulating material; And
And a high frequency induction heating coil formed to wind the outer surface of the body portion,
Copper Thick Film Deposition Device Using High Frequency Induction Heating.
상기 발열체는 상기 텅스텐 도가니를 감싸도록 형성되는 것이고,
상기 단열재는 상기 발열체를 감싸도록 형성되는 것인,
고주파 유도가열을 이용한 구리 후막 증착 장치.
The method according to claim 1,
The heating element is formed to surround the tungsten crucible,
Wherein the heat insulating material is formed so as to surround the heating element.
Copper Thick Film Deposition Device Using High Frequency Induction Heating.
상기 발열체는 그라파이트를 포함하는 탄소계 물질, 세라믹 물질 및, 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 단열재는 상기 발열체의 외표면을 감싸도록 형성되고, 그라파이트를 포함하는 탄소계 물질 및 세라믹 물질로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 단열재 및
상기 제1 단열재를 감싸도록 형성되고, 산화알루미늄 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제2 단열재를 포함하는 것인,
고주파 유도가열을 이용한 구리 후막 증착 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the heating element includes at least one selected from the group consisting of a carbon-based material including graphite, a ceramic material, and tungsten,
Wherein the heat insulating material is formed to surround an outer surface of the heat generating element and includes at least one selected from the group consisting of a carbon-based material including graphite and a ceramic material,
And a second insulation formed to surround the first insulation and including at least one selected from the group consisting of aluminum oxide and magnesium oxide.
Copper Thick Film Deposition Device Using High Frequency Induction Heating.
상기 텅스텐 도가니의 형상은 깊어질수록 단면적이 감소하는 것이고,
상기 증착 장치는 텅스텐 도가니 입구의 입체각(solid angle)을 제어할 수 있는 것인,
고주파 유도가열을 이용한 구리 후막 증착 장치.
The method according to claim 1,
As the shape of the tungsten crucible becomes deeper, the cross-sectional area decreases.
Wherein the deposition apparatus is capable of controlling a solid angle of a tungsten crucible inlet.
Copper Thick Film Deposition Device Using High Frequency Induction Heating.
상기 도가니 입구로부터 피증착물의 장착 지점까지의 수직 거리는 5 cm 내지 30 cm 인 것인,
고주파 유도가열을 이용한 구리 후막 증착 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the vertical distance from the crucible inlet to the mounting point of the material to be deposited is 5 cm to 30 cm.
Copper Thick Film Deposition Device Using High Frequency Induction Heating.
상기 구리 후막 증착 장치의 증착 속도는 700 Å/s 이상인,
고주파 유도가열을 이용한 구리 후막 증착 장치.
The method according to claim 1,
The deposition rate of the copper thick film deposition apparatus is not less than 700 ANGSTROM / s,
Copper Thick Film Deposition Device Using High Frequency Induction Heating.
상기 구리 후막의 두께는 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 인,
구리 후막을 포함하는 OLED 조명용 방열판.
A copper thick film produced by using the copper thick film deposition apparatus according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the thickness of the copper thick film is 5 占 퐉 to 200 占 퐉,
A heat sink for OLED lighting including a copper thick film.
상기 구리 후막의 두께 균일도차는 2 % 이하인,
구리 후막을 포함하는 OLED 조명용 방열판.
8. The method of claim 7,
The thickness uniformity difference of the copper thick film is 2% or less,
A heat sink for OLED lighting including a copper thick film.
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KR20210034811A (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-31 | (주)에스브이엠테크 | High frequency induction heating device |
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KR100767036B1 (en) * | 2006-05-24 | 2007-10-12 | 세메스 주식회사 | Evaporator having a nozzle part |
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