KR20220053720A - Rotating cathode drum for thin film manufacturing and its manufacturing method - Google Patents

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KR20220053720A
KR20220053720A KR1020200137389A KR20200137389A KR20220053720A KR 20220053720 A KR20220053720 A KR 20220053720A KR 1020200137389 A KR1020200137389 A KR 1020200137389A KR 20200137389 A KR20200137389 A KR 20200137389A KR 20220053720 A KR20220053720 A KR 20220053720A
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김재혁
이상원
홍재근
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한국재료연구원
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Abstract

The present invention relates to a cylindrical rotating cathode drum having an inner space and, more particularly, to a rotating cathode drum for manufacturing a thin film. In the rotating cathode drum, a titanium layer is stacked on a metal layer. Moreover, the titanium layer comprises a direct energy deposition (DED) titanium layer formed by laminating titanium powder or titanium alloy powder on an outer surface using a DED method. According to an embodiment of the present invention, a welded part does not exist or the welded part is not exposed on an outer surface such that a crystal grain is fine and uniform in a size. Therefore, a rotating cathode drum for manufacturing a thin film has effects of having an excellent quality of a thin film produced thereby, allowing a rotating cathode drum to be easily used, and having excellent corrosion resistance.

Description

박막 제조용 회전 음극드럼 및 그 제조방법{Rotating cathode drum for thin film manufacturing and its manufacturing method}Rotating cathode drum for thin film manufacturing and its manufacturing method

본 발명은 박막 제조용 회전 음극드럼 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rotating cathode drum for manufacturing a thin film and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 전해 동 박판은 전기·전자 산업분야에서 사용되는 PCB(Printed Circuit Board: 인쇄회로기판)의 기판재료로 널리 사용되는 것으로써, 슬림형 노트북 컴퓨터, 개인휴대 단말기(PDA), 전자북, MP3 플레이어, 차세대 휴대폰, 초박형 평판 디스플레이 등의 소형 제품을 중심으로 그 수요가 급속히 증대되고 있다.In general, an electrolytic copper thin plate is widely used as a substrate material for a printed circuit board (PCB) used in the electrical and electronic industries, and is a slim notebook computer, personal digital assistant (PDA), e-book, MP3 player. The demand is rapidly increasing centering on small products such as players, next-generation mobile phones, and ultra-thin flat panel displays.

최근에는 전기·전자 기기류의 경박단소(輕薄短小)화가 가속화되고 있으며, 이에 따라 그 기기에 내장되는 회로도 미세화되는 추세이다. 따라서, PCB에 형성되는 회로도 점점 초 박판화되고 있다. 이에 따라 전해 동 박판 또한 초 박판형화되고 있으며, 고품질 전해 동박판에 대한 중요도가 더욱 커지고 있다.Recently, the light, thin, and compact of electrical and electronic devices is accelerating, and accordingly, the circuits built into the devices are also being miniaturized. Accordingly, circuits formed on the PCB are also becoming thinner and thinner. Accordingly, the thin electrodeposited copper plate is also being made into an ultra-thin plate, and the importance of high-quality electrolytic copper thin plate is increasing.

이러한 전해 동 박판은 회전 음극드럼 및 회전 음극드럼과 더불어 일정 간격을 갖고 전해조 내에 수장되는 양극 전극을 포함하는 제반장치에 의해 제조된다.Such an electrolytic copper thin plate is manufactured by a general apparatus including a rotating cathode drum and a rotating cathode drum and an anode electrode immersed in an electrolytic cell at regular intervals.

그러나 제박 기의 회전 음극드럼의 품질과 성능에 따라서 동박의 두께와 표면 결정입도가 불균일해져서 동박의 폭과 갈이 방향의 무게 편차가 발생한다.However, depending on the quality and performance of the rotating cathode drum of the milling machine, the thickness and surface grain size of the copper foil become non-uniform, resulting in a deviation in the width and weight of the copper foil in the grinding direction.

그리고 음극드럼 조관 이음부의 길이 방향으로 있는 조관 용접비드(bead) 마크가 전해 동박의 폭 방향으로 전사된다.And the welding bead mark of the pipe pipe in the longitudinal direction of the pipe joint of the cathode drum is transferred in the width direction of the electrolytic copper foil.

그 결과 얼룩 같은 변색이 발생되며 고 전류밀도 운전 범위에서 핫 스팟(hot spot) 불량이 발생되어 동박의 품질을 크게 저하시키는 문제가 있다.As a result, discoloration such as unevenness occurs, and hot spot defects occur in the high current density operation range, thereby greatly reducing the quality of the copper foil.

도 1은 일반적인 전해 동 박판을 제조하기 위한 제조장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing a manufacturing apparatus for manufacturing a general electrolytic copper thin plate.

일반적인 전해 동 박판 제조장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 전해액이 수납되는 전해조와, 상기 전해조 내에 수납된 전해액에 그 일부가 잠긴 채로 회전하는 회전 음극드럼과, 상기 회전 음극드럼의 형상을 따라 상기 회전 음극드럼과 일정한 간격을 갖고 상기 전해액에 담겨 배치된 양극 전극을 포함한다.As shown in FIG. 1, a general electrolytic copper thin plate manufacturing apparatus includes an electrolytic cell in which an electrolyte is accommodated, a rotating negative electrode drum rotating while a part thereof is submerged in the electrolyte contained in the electrolytic bath, and the rotation along the shape of the rotating negative electrode drum and an anode electrode disposed in the electrolyte at a predetermined distance from the cathode drum.

통상적으로 상기 전해액은 황산, 구리 이온 및 염소 이온을 포함하는 황산동 용액으로서 강산성의 특성을 갖는다. 상기 전해액은 회전 음극드럼 부근에서 동 이온의 결핍을 방지하기 위하여 전해조 내에서 비교적 빠른 속도로 공급 순환된다.Typically, the electrolyte solution is a copper sulfate solution containing sulfuric acid, copper ions and chlorine ions, and has strong acid properties. The electrolyte is supplied and circulated at a relatively high speed in the electrolytic cell in order to prevent a deficiency of copper ions in the vicinity of the rotating cathode drum.

또한, 상기 회전 음극드럼의 표면재질은 전해액에 대해 내산성을 유지하고, 전해 동 박판의 박리를 용이하게 하는 타이타늄으로 구성된다. 이와 같은 구성에서, 음 전위로 대전된 회전 음극드럼과 양 전위로 대전된 양극 전극 사이에 전해액을 매질로 하여 높은 밀도의 전류를 가하게 되면, 상기 전해액에 포함된 양이온 상태의 동이 회전 음극드럼에 전착하게 되고, 따라서 고체로 응고 및 석출된다.In addition, the surface material of the rotating cathode drum is composed of titanium, which maintains acid resistance to the electrolyte and facilitates the peeling of the thin electrodeposited copper plate. In such a configuration, when a high-density current is applied between the rotating cathode drum charged with negative potential and the anode electrode charged with positive potential using the electrolyte as a medium, the positively charged copper contained in the electrolyte is transferred to the rotating cathode drum. It becomes hard and thus solidifies and precipitates as a solid.

상기 석출된 동은 회전하는 회전 음극드럼의 표면을 따라 금속박막 형태의 전해 동 박판으로 제박되고, 상기 제박된 전해 동 박판은 가이드 롤들의 안내를 받아 보빈에 감기게 된다.The deposited copper is made into a thin electrodeposited copper plate in the form of a metal thin film along the surface of the rotating negative electrode drum, and the electrolytic copper plate is wound around a bobbin under the guidance of guide rolls.

도 2는 종래 기술에 의한 전해 동 박판 제조장치의 회전 음극드럼을 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 2 is a view schematically showing a rotating cathode drum of the electrolytic copper thin plate manufacturing apparatus according to the prior art.

도 2에 나타낸 바와 같이, 회전 음극드럼은 내부원통과 상기 내부원통을 감싸면서 외피가 타이타늄으로 이루어진 외부드럼으로 구성된다.As shown in Fig. 2, the rotating cathode drum is composed of an inner cylinder and an outer drum whose outer shell is made of titanium while surrounding the inner cylinder.

상기 내부드럼과 외부드럼은 각각 평판 형태의 판을 원형 형태로 조관 성형하여 구부리고 양쪽 끝부분을 용접하여 용접부로 연결하여 드럼 원통을 조관 후 기계적인 방법으로 외부원통에 내부원통을 열 박음 억지 끼워 맞춤하여 만들어진다.The inner drum and the outer drum are formed by pipe-forming a flat plate into a circular shape, bending, welding both ends to connect the welded part, forming the drum cylinder, and then mechanically fitting the inner cylinder to the outer cylinder by shrink-fitting. is made by

그런데, 상술한 바와 같이 내/외부 드럼이 용접부에 의하여 연결됨으로써, 모재와 용접부 간의 조직 및 기계적 물성 차이에 의해 다양한 문제점이 발생하게 되었다. 특히 용접부가 존재함으로써 결정립이 비교적 조대하고 불균일하며, 이에 따라 부식 및 금속박의 증착이 불균일하게 된다.However, as described above, since the inner/outer drum is connected by the welding part, various problems have occurred due to the difference in structure and mechanical properties between the base material and the welding part. In particular, due to the presence of a weld, the grains are relatively coarse and non-uniform, and thus corrosion and deposition of the metal foil become non-uniform.

이에 따라, 본 발명의 발명자들은 회전 음극드럼의 용접부를 제어함으로써, 결정립의 크기가 미세하고 균일하도록 제조하는 새로운 회전 음극드럼 제조방법에 대한 연구를 수행하였다.Accordingly, the inventors of the present invention conducted a study on a new method for manufacturing a rotating negative electrode drum in which the size of crystal grains are fine and uniform by controlling the welding part of the rotating negative electrode drum.

[특허문헌 1] 등록특허공보 제10-0917278호(2009. 09. 07.): 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주도금 방법[Patent Document 1] Registered Patent Publication No. 10-0917278 (2009. 09. 07.): Electroplating method of negative electrode current collector plate of secondary battery using continuous pole method [특허문헌 2] 등록특허공보 제10-0750314호(2007. 08. 10.): 정밀 전주를 위한 메쉬형 음극드럼 및 이의 제조방법[Patent Document 2] Registered Patent Publication No. 10-0750314 (2007. 08. 10.): Mesh-type negative electrode drum for precision electric pole and manufacturing method thereof [특허문헌 3] 등록특허공보 제10-1242374호(2013. 03. 05.): 회전음극드럼 제작 방법[Patent Document 3] Registered Patent Publication No. 10-1242374 (2013. 03. 05.): Manufacturing method of a rotating cathode drum

본 발명의 일 측면에서의 목적은 용접부가 존재하지 않거나 외표면에 용접부가 노출되지 않는 박막 제조용 회전 음극드럼을 제공하는 데 있다.An object of one aspect of the present invention is to provide a rotating cathode drum for manufacturing a thin film in which there is no weld or the weld is not exposed on the outer surface.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention

내부 공간을 갖는 원통형의 회전 음극드럼에 있어서,In the cylindrical rotating cathode drum having an inner space,

상기 회전 음극드럼은 금속층 상에 타이타늄층이 적층되어 있고,The rotating cathode drum has a titanium layer laminated on a metal layer,

상기 타이타늄 층은 외표면에 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하여 형성된 DED 타이타늄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼이 제공된다.The titanium layer is provided with a rotating cathode drum for thin film manufacturing, characterized in that it includes a DED titanium layer formed by laminating a titanium powder or a titanium alloy powder on an outer surface by a direct energy deposition method.

또한, 본 발명의 다른 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계를 포함하는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a rotating cathode drum for thin film production comprising the step of forming a titanium layer on a metal layer,

상기 금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계는 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하는 단계;The forming of the titanium layer on the metal layer may include laminating a titanium powder or a titanium alloy powder in a direct energy deposition method;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법이 제공된다.There is provided a method for manufacturing a rotating cathode drum for thin film production, comprising:

나아가, 본 발명의 또 다른 측면에서Furthermore, in another aspect of the present invention

상기 회전 음극드럼;the rotating cathode drum;

양극 전극; 및positive electrode; and

전해액;electrolyte;

을 포함하는 박막 제조장치가 제공된다.There is provided a thin film manufacturing apparatus comprising a.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 박막 제조용 회전 음극드럼은 용접부가 존재하지 않거나 외표면에 용접부가 노출되지 않음으로써 결정립의 크기가 더 미세하고 균일하여, 이에 따라 제조되는 박막의 품질이 우수하고, 회전 음극드럼의 재사용이 용이하며, 내부식성이 우수하다는 효과가 있다.In the rotating cathode drum for thin film production provided in one aspect of the present invention, the size of the crystal grains is finer and more uniform because there is no welding part or the welding part is not exposed on the outer surface, so that the quality of the thin film produced is excellent, and the rotation The negative electrode drum is easy to reuse and has the effect of excellent corrosion resistance.

도 1은 전착(Electro-deposition)을 이용하는 일반적인 박막 제조장치의 모식도를 나타낸 것이고,
도 2는 종래 기술에 의한 박막 제조용 회전 음극드럼의 모식도를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 모식도를 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 타이타늄층을 모식적으로 나타낸 것이고,
도 5는 본 발명의 일 비교예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 타이타늄층을 모식적으로 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 타이타늄층의 위에서 바라본 단면의 모식도 및 SEM 이미지를 나타낸 것이고,
도 7은 본 발명의 일 비교예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 타이타늄층의 위에서 바라본 단면의 모식도 및 SEM 이미지를 나타낸 것이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 타이타늄층의 측면에서 바라본 단면의 모식도 및 SEM 이미지를 나타낸 것이고,
도 9는 본 발명의 일 비교예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 타이타늄층의 측면에서 바라본 단면의 모식도 및 SEM 이미지를 나타낸 것이고,
도 10은 본 발명의 일 비교예 및 일 실시예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 타이타늄층의 미세조직에 대한 SEM 이미지를 나타낸 것이고,
도 11은 본 발명의 일 비교예 및 일 실시예에 따른 박막 제조용 회전 음극드럼의 타이타늄층에 대하여 황산 환경에서 부식 실험을 실시한 후의 미세조직에 대한 SEM 이미지를 나타낸 것이다.
1 shows a schematic diagram of a general thin film manufacturing apparatus using electro-deposition,
Figure 2 shows a schematic diagram of a rotating cathode drum for thin film production according to the prior art,
3 is a schematic diagram of a rotating cathode drum for manufacturing a thin film according to an embodiment of the present invention;
4 schematically shows a titanium layer of a rotating cathode drum for thin film production according to an embodiment of the present invention;
5 schematically shows a titanium layer of a rotating cathode drum for thin film production according to a comparative example of the present invention;
6 is a schematic diagram and SEM image of a cross-section viewed from above of a titanium layer of a rotating cathode drum for thin film production according to an embodiment of the present invention;
7 is a schematic diagram and an SEM image of a cross-section viewed from above of a titanium layer of a rotating cathode drum for thin film production according to a comparative example of the present invention;
8 is a schematic diagram and SEM image of a cross-section viewed from the side of a titanium layer of a rotating cathode drum for thin film production according to an embodiment of the present invention;
9 is a schematic diagram and SEM image of a cross-section viewed from the side of a titanium layer of a rotating cathode drum for thin film production according to a comparative example of the present invention;
10 shows an SEM image of the microstructure of a titanium layer of a rotating cathode drum for thin film production according to a comparative example and an embodiment of the present invention;
11 shows an SEM image of a microstructure after performing a corrosion test in a sulfuric acid environment on a titanium layer of a rotating cathode drum for thin film production according to a comparative example and an embodiment of the present invention.

본 발명은 여러 변경을 가할 수 있으며 이에 따라 다양한 실시예가 나올 수 있는 바, 특정 실시예를 하단에 제시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and thus various embodiments can be made, specific embodiments will be presented below and described in detail.

또한 특별히 정의가 되지 않은 본 명세서에서의 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자 모두에게 이해가 가능한 의미로 사용할 수 있을 것이다.In addition, all terms in the present specification that are not specifically defined may be used in a meaning that is understandable to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

그러나 이는 본 발명은 하단에 기술될 특정한 실시예에만 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, it should be understood that the present invention is not intended to be limited only to the specific embodiments to be described below, and includes all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 다른 균등물과 변형예들이 있을 수 있으며, 본 명세서에서 제시하는 실시예는 가장 바람직한 실시예일 뿐이다.Accordingly, there may be other equivalents and modifications to the embodiment described herein, and the embodiment presented herein is only the most preferred embodiment.

본 발명의 일 측면에서 In one aspect of the invention

내부 공간을 갖는 원통형의 회전 음극드럼에 있어서,In the cylindrical rotating cathode drum having an inner space,

상기 회전 음극드럼은 금속층 상에 타이타늄층이 적층되어 있고,The rotating cathode drum has a titanium layer laminated on a metal layer,

상기 타이타늄 층은 외표면에 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하여 형성된 DED 타이타늄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼이 제공된다.The titanium layer is provided with a rotating cathode drum for thin film manufacturing, characterized in that it includes a DED titanium layer formed by laminating a titanium powder or a titanium alloy powder on an outer surface by a direct energy deposition method.

이하, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 박막 제조용 회전 음극드럼을 각 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the rotating cathode drum for thin film production provided in one aspect of the present invention will be described in detail for each configuration.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 박막 제조용 회전 음극드럼(100)은 내부 공간을 갖는 원통형이다.The rotating cathode drum 100 for producing a thin film provided in one aspect of the present invention has a cylindrical shape having an inner space.

상기 박막은 동박일 수 있다.The thin film may be a copper foil.

또한, 상기 회전 음극드럼은 금속층(120) 상에 타이타늄층(110)이 적층된 형태이다.In addition, the rotating cathode drum has a form in which a titanium layer 110 is laminated on a metal layer 120 .

상기 금속층은 타이타늄, 구리, 스테인리스강, 탄소강 및 알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The metal layer may include at least one material selected from the group consisting of titanium, copper, stainless steel, carbon steel, and aluminum.

상기 금속층은 전기 전도효율을 높이고 표면 접촉 저항을 낮추며 밀착도를 높이기 위해 사용될 수 있다.The metal layer may be used to increase electrical conductivity, decrease surface contact resistance, and increase adhesion.

상기 타이타늄층은 외표면에 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하여 형성된 DED 타이타늄층(112)을 포함할 수 있다.The titanium layer may include a DED titanium layer 112 formed by laminating a titanium powder or a titanium alloy powder on an outer surface by a direct energy deposition method.

상기 타이타늄층은 박막 제조 시 사용되는 전해액에 대해 내식성을 유지하고, 제조되는 박막의 박리를 용이하게 하기 위하여 사용될 수 있다.The titanium layer may be used to maintain corrosion resistance to an electrolyte used in manufacturing the thin film and to facilitate peeling of the manufactured thin film.

상기 타이타늄층은 상기 DED 타이타늄층으로 이루어져 있거나, 용접부(111b)를 포함하는 타이타늄 모재층(111) 상에 DED 타이타늄층이 적층된 형태일 수 있다.The titanium layer may be made of the DED titanium layer, or may have a DED titanium layer stacked on the titanium base material layer 111 including the welding part 111b.

즉 종래에는 용접부를 포함하는 타이타늄 모재층으로 이루어진 타이타늄층이 금속층 위에 적층된 형태로 사용되었는데, 본 발명에서는 DED 타이타늄층이 기존의 타이타늄층을 대체하거나, 기존의 타이타늄층의 표면을 DED 타이타늄층으로 코팅하는 개념을 제시한다.That is, conventionally, a titanium layer consisting of a titanium base material layer including a welding part was used in a laminated form on a metal layer. The concept of coating is presented.

상기 DED 타이타늄층은 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층되어야 한다.The DED titanium layer should be stacked in a direct energy deposition method.

이러한 직접에너지적층은 대기 분위기에서 분말이 조형부 상단에서 분사되며 용융이 동시에 이루어지는 방법으로 챔버의 사이즈 및 분위기 제약이 없어 다른 3D 프린팅 공정 대비 대형 부품, 원하는 국소 부분의 조형에 유리한 이점이 있다. This direct energy lamination is a method in which powder is sprayed from the top of the molding unit and melted at the same time in an atmospheric atmosphere, and there is no restriction on the size and atmosphere of the chamber, so there is an advantage in the molding of large parts and desired local parts compared to other 3D printing processes.

다른 3D 프린팅 방식인 PBF(Power Bed Fusion) 방식은 부품 전체를 분말로 뒤덮은 후 조형을 원하는 부위에 Laser나 Electron beam을 사용하여 에너지를 조사해 용융을 하는데, 이 방식으로 대형부품 위에 국소 부위 또는 원하는 부위의 적층을 하고자 할 때에는 대형 부품을 모두 분말로 덮을 수 있는 크기의 장비 및 매우 많은 양의 분말이 필요하기 때문에 현실적으로 공정 구조상 불가능 한 바, 직접에너지적층 방식을 이용하여 3D 프린팅을 실시하는 것이 보다 바람직하다.Another 3D printing method, the Power Bed Fusion (PBF) method, covers the entire part with powder and then melts it by irradiating energy to the desired area using a laser or electron beam. Since it is practically impossible in terms of process structure because it requires a very large amount of powder and equipment that can cover all large parts with powder, it is more preferable to perform 3D printing using the direct energy lamination method. Do.

본 발명에서는 회전 음극드럼의 외표면에 별도의 용접부가 필요하지 않은 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층한 DED 타이타늄층을 적용함으로써, 미세조직이 더욱 균일할 수 있다. 미세조직이 균일할수록 가공 후 재사용이 용이하다는 이점이 있다.In the present invention, by applying a DED titanium layer in which titanium powder or titanium alloy powder that does not require a separate welding part is stacked on the outer surface of the rotating cathode drum in a direct energy deposition method, the microstructure can be more uniform. there is. The more uniform the microstructure is, the easier it is to reuse after processing.

상기 DED 타이타늄층의 결정립의 평균 크기는 1 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 결정립의 크기가 미세할수록 박막을 더 얇게 생산할 수 있으며, 제조되는 박막의 품질을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.The average size of the grains of the DED titanium layer may be 1 μm to 100 μm. The finer the size of the crystal grains, the thinner the thin film can be produced and the quality of the produced thin film can be improved.

상세하게는 prior beta grain의 크기는 15 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있으며, 이 내부에 fine alpha lamellar가 수 ㎛의 층상 조직을 가질 수 있다.In detail, the size of the prior beta grain may be 15 μm to 30 μm, and the fine alpha lamellar therein may have a layered structure of several μm.

또한, DED 타이타늄층의 미세조직은 열처리를 통하여 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 등축정 조직으로도 제어될 수도 있다.In addition, the microstructure of the DED titanium layer may be controlled to an equiaxed crystal structure of 1 μm to 100 μm through heat treatment.

종래 회전 음극드럼의 타이타늄층(110)의 경우, 용접부(111b)가 외표면에 노출되게 되며, 용접부는 수백 ㎛ 이상의 비교적 조대한 결정립을 갖는다. 또한 이에 따라 타이타늄 모재(111a)와의 미세조직 및 기계적 물성 차이로 인해 미세조직이 균일하지 못하며, 부식 또한 균일하지 않아, 박막 제조 시 증착이 균일하지 않다는 문제점이 발생할 수 있다.In the case of the titanium layer 110 of the conventional rotating cathode drum, the welding portion 111b is exposed on the outer surface, and the welding portion has relatively coarse grains of several hundred μm or more. In addition, due to the difference in microstructure and mechanical properties with the titanium base material 111a, the microstructure is not uniform, and corrosion is also not uniform.

반면, 본원발명의 경우 외표면에 용접부가 위치하지 않음에 따라 미세조직이 균일하고 결정립의 크기가 미세하여, 가공 후 재사용이 용이하며, 부식 또한 균일한 바, 전기 전도효율이 우수하고 음극드럼 표면에서 평등한 전류밀도가 장기간 지속되어, 박막의 균일한 증착이 가능하다. 또한, 박막을 더욱 얇게 생산할 수 있다는 이점 또한 있다.On the other hand, in the case of the present invention, since the welding part is not located on the outer surface, the microstructure is uniform and the crystal grain size is fine, so it is easy to reuse after processing, and the corrosion is also uniform. Equal current density is maintained for a long period of time, enabling uniform deposition of thin films. In addition, there is also an advantage that the thin film can be produced.

또한, 상기 DED 타이타늄층의 철 함량은 0.03 wt% 이하이고, 수소의 함량은 60 ppm 이하일 수 있다.In addition, the iron content of the DED titanium layer may be 0.03 wt% or less, and the hydrogen content may be 60 ppm or less.

또한, 상기 DED 타이타늄 층의 철 함량은 0.3 wt% 이하이고, 수소의 함량은 0.015 wt% 이하일 수 있다.In addition, the iron content of the DED titanium layer may be 0.3 wt% or less, and the hydrogen content may be 0.015 wt% or less.

상기 DED 타이타늄층의 철 함량이 0.3 wt%를 초과하는 경우, β상 안정화 원소인 Fe의 영향으로 부식에 상대적으로 취약한 β상이 형성되어 내식성의 문제점이 발생할 수 있으며, 수소의 함량이 0.015 wt%을 초과하는 경우, 내식성 및 기계적 물성 저하에 크게 영향을 미치는 타이타늄 수화물이 과다하게 발생할 수 있다는 문제점이 발생할 수 있다.When the iron content of the DED titanium layer exceeds 0.3 wt%, the β-phase, which is relatively vulnerable to corrosion, is formed under the influence of Fe, which is a β-phase stabilizing element, and corrosion resistance may occur, and the hydrogen content is 0.015 wt%. If it is exceeded, there may be a problem that titanium hydrate may be excessively generated, which greatly affects the deterioration of corrosion resistance and mechanical properties.

또한, 본 발명의 다른 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계를 포함하는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a rotating cathode drum for thin film production comprising the step of forming a titanium layer on a metal layer,

상기 금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계는 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하는 단계;The forming of the titanium layer on the metal layer may include laminating a titanium powder or a titanium alloy powder in a direct energy deposition method;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법이 제공된다.There is provided a method for manufacturing a rotating cathode drum for thin film production, comprising:

이하, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a rotating cathode drum for thin film manufacturing provided in another aspect of the present invention will be described in detail.

본 발명의 다른 측면에서 제공되는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법은 금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계를 포함한다.A method for manufacturing a rotating cathode drum for thin film manufacturing provided in another aspect of the present invention includes forming a titanium layer on a metal layer.

상기 금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계는 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하는 단계를 포함한다.The forming of the titanium layer on the metal layer includes laminating a titanium powder or a titanium alloy powder in a direct energy deposition method.

상기 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말의 평균 입자 크기는 10 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있으며, 보다 구체적으로는 20 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다.The average particle size of the titanium powder or titanium alloy powder may be 10 μm to 300 μm, and more specifically, 20 μm to 200 μm.

상기 직접에너지적층 시, 용융 열원으로는 레이저를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 열원을 사용할 수 있다.In the case of the direct energy lamination, a laser may be used as the melting heat source, but is not limited thereto, and a heat source commonly used in the field may be used.

또한, 직접에너지적층 시 열원의 출력, 스캔 속도 등은 필요에 따라 적절히 조정될 수 있다.In addition, in the case of direct energy lamination, the output of the heat source, the scan speed, etc. may be appropriately adjusted as necessary.

상술한 바와 같이 상기 타이타늄층은 상기 DED 타이타늄층으로 이루어져 있거나, 용접부를 포함하는 타이타늄 모재층 상에 DED 타이타늄층이 적층된 형태일 수 있다.As described above, the titanium layer may be made of the DED titanium layer, or may have a form in which the DED titanium layer is laminated on the titanium base material layer including the welding part.

상기 타이타늄층이 상기 DED 타이타늄층으로 이루어져 있는 경우, 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하는 단계는 상기 금속층 상에 수행될 수 있다.When the titanium layer is made of the DED titanium layer, the step of laminating a titanium powder or a titanium alloy powder by a direct energy deposition method may be performed on the metal layer.

또는, 상기 타이타늄층이 용접부(111b)를 포함하는 타이타늄 모재층(111) 상에 DED 타이타늄층이 적층된 형태인 경우, 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하는 단계는 상기 타이타늄 모재층 상에 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계는, 상기 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하는 단계 전에, 용접부를 포함하는 타이타늄층을 상기 금속층 상에 용접하여 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Alternatively, when the titanium layer is in a form in which the DED titanium layer is laminated on the titanium base material layer 111 including the welding part 111b, titanium powder or titanium alloy powder is laminated in a direct energy deposition method. The step may be performed on the titanium base material layer. In this case, the step of forming the titanium layer on the metal layer is, before the step of laminating the titanium powder or titanium alloy powder in a direct energy deposition method, a titanium layer including a welding part is welded on the metal layer. It may further include the step of forming.

이러한 직접에너지적층은 대기 분위기에서 분말이 조형부 상단에서 분사되며 용융이 동시에 이루어지는 방법으로 챔버의 사이즈 및 분위기 제약이 없어 다른 3D 프린팅 공정 대비 대형 부품, 원하는 국소 부분의 조형에 유리한 이점이 있다. This direct energy lamination is a method in which powder is sprayed from the top of the molding unit and melted at the same time in an atmospheric atmosphere, and there is no restriction on the size and atmosphere of the chamber, so there is an advantage in the molding of large parts and desired local parts compared to other 3D printing processes.

다른 3D 프린팅 방식인 PBF(Power Bed Fusion) 방식은 부품 전체를 분말로 뒤덮은 후 조형을 원하는 부위에 Laser나 Electron beam을 사용하여 에너지를 조사해 용융을 하는데, 이 방식으로 대형부품 위에 국소 부위 또는 원하는 부위의 적층을 하고자 할 때에는 대형 부품을 모두 분말로 덮을 수 있는 크기의 장비 및 매우 많은 양의 분말이 필요하기 때문에 현실적으로 공정 구조상 불가능 한 바, 직접에너지적층 방식을 이용하여 3D 프린팅을 실시하는 것이 보다 바람직하다.Another 3D printing method, the Power Bed Fusion (PBF) method, covers the entire part with powder and then melts it by irradiating energy to the desired area using a laser or electron beam. Since it is practically impossible in terms of process structure because it requires a very large amount of powder and equipment that can cover all large parts with powder, it is more preferable to perform 3D printing using the direct energy lamination method. Do.

종래 회전 음극드럼의 제조방법의 경우, 타이타늄층 형성 시 용접만을 이용하여 용접부가 외표면에 노출되게 되며, 용접부는 수백 ㎛ 이상의 비교적 조대한 결정립을 갖는다. 또한 이에 따라 타이타늄 모재와의 미세조직 및 기계적 물성 차이로 인해 미세조직이 균일하지 못하며, 부식 또한 균일하지 않아, 박막 제조 시 증착이 균일하지 않다는 문제점이 발생할 수 있다.In the case of the conventional method of manufacturing a rotating cathode drum, the welding portion is exposed to the outer surface using only welding when the titanium layer is formed, and the welding portion has relatively coarse grains of several hundred μm or more. In addition, due to the difference in microstructure and mechanical properties with the titanium base material, the microstructure is not uniform, and corrosion is also not uniform.

반면, 본원발명의 경우 타이타늄층 형성 시 가장 외표면에 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식을 이용하여 DED 타이타늄 층을 형성함으로써, 외표면에 용접부가 위치하지 않음에 따라 미세조직이 균일하고 결정립의 크기가 미세하여, 가공 후 재사용이 용이하며, 부식 또한 균일한 바, 전기 전도효율이 우수하고 음극드럼 표면에서 평등한 전류밀도가 장기간 지속되어, 박막의 균일한 증착이 가능하다. 또한, 박막을 더욱 얇게 생산할 수 있다는 이점 또한 있다.On the other hand, in the case of the present invention, when the titanium layer is formed, the DED titanium layer is formed on the outermost surface by using the Direct Energy Deposition method, so that the welding part is not located on the outer surface, so that the microstructure is uniform and the grain size is uniform. Since the size is fine, it is easy to reuse after processing, and the corrosion is also uniform, the electrical conductivity is excellent and the equal current density on the surface of the cathode drum is maintained for a long period of time, so that a uniform deposition of a thin film is possible. In addition, there is also an advantage that the thin film can be produced.

나아가, 본 발명의 또 다른 측면에서Furthermore, in another aspect of the present invention

상기 회전 음극드럼(100);the rotating cathode drum 100;

양극 전극(200); 및anode electrode 200; and

전해액(300);electrolyte 300;

을 포함하는 박막 제조장치(1000)가 제공된다.A thin film manufacturing apparatus 1000 comprising a is provided.

이하, 본 발명의 또 다른 측면에서 제공되는 박막 제조장치에 대하여 각 구성별로 상세히 설명한다. 다만 회전 음극드럼에 대하여는 앞서 설명한 바와 동일한 바, 반복하여 설명하지는 않는다.Hereinafter, the thin film manufacturing apparatus provided in another aspect of the present invention will be described in detail for each configuration. However, since the rotating cathode drum is the same as described above, the description will not be repeated.

본 발명의 또 다른 측면에서 제공되는 박막 제조장치는 양극 전극 및 전해액을 포함한다.A thin film manufacturing apparatus provided in another aspect of the present invention includes an anode electrode and an electrolyte.

상기 양극 전극은 상기 회전 음극드럼과 일정한 간격을 갖고 상기 전해액에 담겨 배치될 수 있다.The anode electrode may be immersed in the electrolyte at a predetermined distance from the rotating cathode drum and disposed.

상기 회전 음극드럼은 일부가 상기 전해액에 잠긴 채로 회전할 수 있다.The rotating cathode drum may be rotated with a part submerged in the electrolyte.

상기 박막이 동박인 경우, 상기 전해액은 황산, 구리 이온 및 염소 이온을 포함하는 황산동 용액을 포함할 수 있다. 상기 전해액은 강산성의 특성을 가질 수 있다.When the thin film is a copper foil, the electrolyte may include a copper sulfate solution containing sulfuric acid, copper ions, and chlorine ions. The electrolyte may have strong acid properties.

상기 전해액은 회전 음극드럼 부근에서 구리 이온의 결핍을 방지하기 위하여 비교적 빠른 속도로 공급 순환된다.The electrolyte is supplied and circulated at a relatively high speed in order to prevent a copper ion deficiency in the vicinity of the rotating cathode drum.

상술한 바와 같이 상기 회전 음극드럼의 표면은 전해액에 대해 내산성을 유지하고, 박막의 박리를 용이하게 하는 타이타늄을 포함한다.As described above, the surface of the rotating cathode drum includes titanium that maintains acid resistance to the electrolyte and facilitates peeling of the thin film.

이와 같은 구성에서, 음 전위로 대전된 회전 음극드럼과 양 전위로 대전된 양극 전극 사이에 전해액을 매질로 하여 높은 밀도의 전류를 가하게 되면, 상기 전해액에 포함된 양이온 상태의 구리가 회전 음극드럼에 전착하게 되고, 따라서 고체로 응고 및 석출된다.In this configuration, when a high-density current is applied between the rotating cathode drum charged with negative potential and the anode electrode charged with positive potential using the electrolyte as a medium, the copper in the cation state contained in the electrolyte is transferred to the rotating cathode drum. It becomes electrodeposited, and thus coagulates and precipitates into a solid.

상기 석출된 구리는 회전하는 회전 음극드럼의 표면을 따라 금속 박막 형태로 제박되고, 상기 제박된 동박은 가이드 롤들의 안내를 받아 보빈에 감기게 된다.The deposited copper is made into a thin metal film along the surface of the rotating negative electrode drum, and the rolled copper foil is wound on a bobbin under the guidance of guide rolls.

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. The scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art will understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

<실시예 1><Example 1>

도 4와 같이 모재 간에 용접부로 용접된 모재층 상에 타이타늄 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하여 형성된 DED 타이타늄층을 형성시킨 시험편을 준비하였다.As shown in FIG. 4 , a test piece was prepared in which a DED titanium layer formed by laminating titanium powder on a base material layer welded by welding between base materials by a direct energy deposition method was prepared.

원통형의 회전 음극드럼에 실제 적용 시 상기 시험편은 원통형의 원주 방향을 감싸는 형태로 적용될 수 있다.When actually applied to a cylindrical rotating cathode drum, the test piece may be applied in a shape that surrounds the cylindrical circumferential direction.

타이타늄 층의 적층에는 순수 타이타늄 ASTM Gr.2 (O ≤ 0.25 wt.%, Fe ≤ 0.3 wt.%) 분말을 사용하였고, 이 분말의 크기는 최소 45 ㎛, 최대 150 ㎛이다. 분말의 용융 열원으로는 laser를 사용하였고, 이 때의 DED 공정 조건은 laser power 380 W, scan speed 0.85 m/min을 사용하였다. 용접부 비드를 완전히 감싸기 위하여 폭은 300 mm, 길이는 600 mm로 조형을 실시하였고, 층당 250 ㎛, 총 10층의 적층조형을 실시해 최종 2.5mm 두께의 시험편을 제작하였다.Pure titanium ASTM Gr.2 (O ≤ 0.25 wt.%, Fe ≤ 0.3 wt.%) powder was used for lamination of the titanium layer, and the size of this powder was at least 45 μm and at most 150 μm. A laser was used as a heat source for melting the powder, and the DED process conditions at this time were a laser power of 380 W and a scan speed of 0.85 m/min. In order to completely enclose the weld bead, it was molded to a width of 300 mm and a length of 600 mm, and a final 2.5 mm thick test piece was produced by laminating a total of 10 layers at 250 μm per layer.

<비교예 1><Comparative Example 1>

도 5와 같이 모재 간에 용접부로 용접된 모재층으로 이루어진 시험편을 준비하였다.As shown in FIG. 5, a test piece composed of a base material layer welded between base materials by welding was prepared.

원통형의 회전 음극드럼에 실제 적용 시 상기 시험편은 원통형의 원주 방향을 감싸는 형태로 적용될 수 있다.When actually applied to a cylindrical rotating cathode drum, the test piece can be applied in a shape that surrounds the cylindrical circumferential direction.

용접부는 타이타늄 용접 시 가장 보편적으로 사용하는 TIG(Tungsten Inert Gas)용접을 활용해 제작하였고 이 때의 공정 조건은 80 A, 12 cm/min을 사용하였다. TIG 용접 시험편의 용접비드 크기는 폭 12.3 mm, 깊이 4.5 mm로 관찰되었다.The welding part was manufactured using TIG (Tungsten Inert Gas) welding, which is most commonly used for titanium welding, and the process conditions at this time were 80 A, 12 cm/min. The size of the weld bead of the TIG welding test piece was observed to be 12.3 mm wide and 4.5 mm deep.

<실험예 1> 모폴로지 분석<Experimental Example 1> Morphology analysis

실시예 1 및 비교예 1의 시험편에 대하여 그 미세조직을 분석하였다.For the test pieces of Example 1 and Comparative Example 1, the microstructure was analyzed.

실시예 1의 시험편의 위에서 바라본 단면 및 측면에서 바라본 단면에 대한 모식도 및 SEM 이미지를 각각 도 6 및 도 8을 통하여 확인할 수 있으며, 비교예 1의 시험편의 위에서 바라본 단면 및 측면에서 바라본 단면에 대한 모식도 및 SEM 이미지를 각각 도 7 및 도 9를 통하여 확인할 수 있으며, Schematic diagrams and SEM images of the cross-section viewed from above and the cross-section viewed from the side of the test piece of Example 1 can be confirmed through FIGS. 6 and 8, respectively, and schematic diagrams of the cross-section viewed from the top and the cross-section viewed from the side of the test piece of Comparative Example 1 and SEM images can be confirmed through FIGS. 7 and 9, respectively,

도 6 내지 도 9에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1의 결정립의 크기가 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 수준이며, 또한, 도 10에서 확인할 수 있듯이, 약 50 ㎛의 prior beta grain 내에 수 ㎛의 fine alpha lamellar 조직이 형성되었음을 알 수 있다.As can be seen in FIGS. 6 to 9 , the size of the crystal grains of Example 1 is several μm to several tens of μm, and, as can be seen in FIG. It can be seen that this was formed.

즉, 실시예 1의 경우, 수백 ㎛ 내지 수 mm 수준인 비교예 1의 결정립의 크기에 비하여 훨씬 작은 것을 확인할 수 있다.That is, in the case of Example 1, it can be confirmed that the size of the crystal grains of Comparative Example 1 of several hundred μm to several mm is much smaller than the size.

또한, 원통형의 회전 음극드럼에 실제 적용 시 외표면에 위치하게 되는 위에서 본 단면의 경우, 도 6 및 도 7에서 확인할 수 있듯이 실시예 1의 미세조직이 비교예 1에 비하여 훨씬 균일함을 확인할 수 있다.In addition, in the case of a cross-section viewed from above that is located on the outer surface when actually applied to a cylindrical rotating cathode drum, it can be confirmed that the microstructure of Example 1 is much more uniform than that of Comparative Example 1 as can be seen in FIGS. 6 and 7 . there is.

<실험예 2> 부식 실험<Experimental Example 2> Corrosion test

실시예 1 및 비교예 1의 시험편에 대하여, 80%의 황산에 4시간 동안 침지시켜 부식 정도를 확인하였다. 이러한 황산 조건은 금속 박막 주조 시 사용되는 황산 환경을 모사한 것이다.For the test pieces of Example 1 and Comparative Example 1, the degree of corrosion was confirmed by immersion in 80% sulfuric acid for 4 hours. These sulfuric acid conditions simulate the sulfuric acid environment used for casting metal thin films.

황산에 침지시키기 전후의 시편을 보여주는 도 10 및 도 11을 살펴보면, 비교예 1의 경우 미세조직이 불균일하며 심한 부식이 발생한다는 것을 확인할 수 있는 반면, 실시예 1의 경우 비교예 1에 비하여 미세조직이 균일하며 부식에 더 강하다는 확인할 수 있다.Looking at FIGS. 10 and 11 showing the specimens before and after immersion in sulfuric acid, it can be seen that in Comparative Example 1, the microstructure is non-uniform and severe corrosion occurs, whereas in the case of Example 1, the microstructure compared to Comparative Example 1 It can be confirmed that this is uniform and more resistant to corrosion.

100 회전 음극드럼
110 타이타늄층
111 타이타늄 모재층
111a 타이타늄 모재
111b 용접부
112 DED 타이타늄층
120 금속층
200 양극 전극
300 전해액
1000 박막 제조장치
100 rotating cathode drum
110 titanium layer
111 Titanium base material layer
111a titanium base material
111b weld
112 DED titanium layer
120 metal layers
200 positive electrode
300 electrolyte
1000 thin film manufacturing equipment

Claims (9)

내부 공간을 갖는 원통형의 회전 음극드럼에 있어서,
상기 회전 음극드럼은 금속층 상에 타이타늄층이 적층되어 있고,
상기 타이타늄 층은 외표면에 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하여 형성된 DED 타이타늄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼.
In the cylindrical rotating cathode drum having an inner space,
The rotating cathode drum has a titanium layer stacked on a metal layer,
The titanium layer is a rotating cathode drum for thin film production, characterized in that it comprises a DED titanium layer formed by laminating titanium powder or titanium alloy powder on the outer surface in a direct energy deposition method.
제1항에 있어서,
상기 타이타늄층은 상기 DED 타이타늄층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼.
According to claim 1,
The titanium layer is a rotating cathode drum for thin film production, characterized in that made of the DED titanium layer.
제1항에 있어서,
상기 타이타늄층은 상기 DED 타이타늄층 하부에 용접부를 포함하는 타이타늄 모재층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼.
According to claim 1,
The titanium layer is a rotating cathode drum for thin film production, characterized in that it includes a titanium base material layer including a welding part under the DED titanium layer.
제1항에 있어서,
상기 DED 타이타늄층의 결정립의 평균 크기는 1 ㎛ 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼.
According to claim 1,
A rotating cathode drum for thin film production, characterized in that the average size of the grains of the DED titanium layer is 1 ㎛ to 100 ㎛.
제1항에 있어서,
상기 금속층은 타이타늄, 구리, 스테인리스강, 탄소강 및 알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼.
According to claim 1,
The metal layer is a rotating cathode drum for thin film production, characterized in that it comprises at least one material selected from the group consisting of titanium, copper, stainless steel, carbon steel and aluminum.
제1항에 있어서,
상기 DED 타이타늄층의 철 함량은 0.3 wt% 이하이고, 수소의 함량은 0.015 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼.
According to claim 1,
The iron content of the DED titanium layer is 0.3 wt% or less, and the hydrogen content is 0.015 wt% or less.
금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계를 포함하는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법에 있어서,
상기 금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계는 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법.
A method for manufacturing a rotating cathode drum for thin film manufacturing comprising the step of forming a titanium layer on a metal layer,
The forming of the titanium layer on the metal layer may include laminating a titanium powder or a titanium alloy powder in a direct energy deposition method;
A method for manufacturing a rotating cathode drum for thin film production, comprising:
제7항에 있어서,
상기 금속층 상에 타이타늄층을 형성하는 단계는,
상기 타이타늄 분말 또는 타이타늄 합금 분말을 직접에너지적층(Direct Energy Deposition) 방식으로 적층하는 단계 전에,
용접부를 포함하는 타이타늄층을 상기 금속층 상에 용접하여 형성하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 제조용 회전 음극드럼 제조방법.
8. The method of claim 7,
The step of forming a titanium layer on the metal layer,
Before the step of laminating the titanium powder or titanium alloy powder in a direct energy deposition method,
forming a titanium layer including a welding part by welding on the metal layer;
A method for manufacturing a rotating cathode drum for thin film production, characterized in that it further comprises a.
제1항의 회전 음극드럼;
양극 전극; 및
전해액;
을 포함하는 박막 제조장치.
The rotating cathode drum of claim 1;
positive electrode; and
electrolyte;
A thin film manufacturing apparatus comprising a.
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