KR20220072925A - 분말 표면 균일 코팅 장치, 이를 이용한 분말 표면 균일 코팅 방법 및 이를 이용하여 표면 코팅된 분말 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 분말 표면 균일 코팅 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치는, 챔버; 코팅 대상 분말 공급부; 분말 이송 코팅부; 및 표면 코팅 분말 수집부;를 포함함으로써, 상기 분말 이송 코팅부에서 분말이 진동하며 흐트러져 이송됨으로써 뭉침 없이 표면이 균일하게 코팅되도록 한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 분말의 뭉침을 최소화하면서도 분말 표면상에 균일한 코팅 박막을 형성 가능한 분말 표면 균일 코팅 장치를 제공 가능한 효과가 있다.
Description
본 발명은 분말 표면 균일 코팅 장치, 이를 이용한 분말 표면 균일 코팅 방법 및 이를 이용하여 표면 코팅된 분말에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스퍼터링 증착을 통해 이종 소재를 분말 표면에 코팅 시, 분말을 경사면을 따라 진동 이송시키며 표면이 균일하게 코팅될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치, 이를 이용한 분말 표면 균일 코팅 방법 및 이를 이용하여 표면 코팅된 분말에 관한 것이다.
최근 분말 및 파우더 관련 시장의 급격한 확장에 따른 높은 수준의 분말 코팅이 요구되고 있다. 이러한 시장의 요구에 따라 현재 다양한 분말 코팅 관련 연구가 진행되고 있다.
분말 코팅이란, 코팅을 하고자 하는 피도물(분말)의 표면에 동종 또는 이종 소재로 이루어진 도막을 형성하는 코팅 방법이다.
최근에는 5G 기술 시장이 급격하게 성장함에 따라, 5G 통신용 반도체 생산 과정에서 BGA(ball grid array) 패키지의 불량을 검사하기 위해 쓰이는 핵심 부품인 RF 테스트 소켓에 전도성 분말이 필수적으로 포함되는 등, 고품질의 나노 분말에 대한 수요는 더욱 증가할 전망이다.
종래에는 이러한 분말에 이종 소재를 코팅하기 위하여 전해 도금 또는 무전해 도금 방식을 주로 이용하였다.
그러나, 전해 도금의 경우, 분말의 크기가 충분히 클 경우에는 문제가 없으나, 분말의 크기가 작아짐에 따라 코팅하려는 미세 분말이 도금액 내에서 부유하게 되어 균일한 코팅이 어렵다는 문제점이 있었다.
무전해 도금의 경우, 도금 층과 분말과의 밀착력이 떨어져, 분말과 도금 층 사이의 계면에서 분리되는 현상이 발생한다는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 전해 도금 및 무전해 도금의 경우, 도금액 내부의 불순물이 코팅 시 계면에 혼입될 수 있어 고순도의 분말 코팅을 위해서는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 스퍼터링(Sputtering) 방식을 통해 미세 분말을 고품질로 코팅하기 위한 많은 시도들이 있다.
그러나, 스퍼터링 증착의 경우, 증착원과의 거리에 따라 증착원과 가까운 부분은 피막이 두껍게 형성되고, 증착원으로 대향하지 않는 분말 표면 부분에는 피막이 적절하게 형성되지 않는 등 분말 표면 전체에 걸쳐 균일한 피막을 형성하는 것이 곤란하다는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스퍼터링 공정을 이용하여 분말 표면에 미세 박막을 코팅 시에도 분말의 일부 표면에만 소재가 증착되는 현상을 방지하고 분말의 낙하 경로를 제어하여 분말 표면을 균일하게 코팅 가능한 분말 표면 균일 코팅 장치 및 이를 이용한 분말 표면 균일 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 분말 표면 균일 코팅 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분말 표면 균일 코팅 장치는, 챔버; 상기 챔버의 상부에 위치하되, 코팅 대상인 분말들을 상기 챔버 내부로 낙하시킴으로써 분말을 공급하는 분말 공급부; 상기 챔버의 내부에 위치하되, 상기 분말 공급부로부터 낙하하는 상기 분말들이 소정의 각도로 형성된 경사면을 따라 진동하며 흐트러져 이송됨으로써 뭉침 없이 표면이 균일하게 코팅되는 것을 특징으로 하는 분말 이송 코팅부; 및 상기 챔버의 하부에 위치하되, 상기 분말 이송 코팅부에서 표면이 코팅된 표면 코팅 분말들이 수집되는 표면 코팅 분말 수집부;를 포함하는 것일 수 있다.
상기 분말 공급부는, 코팅 대상인 분말들을 수용하는 분말 용기; 상기 분말 용기 저면에 설치되되, 상기 분말의 직경보다 크거나 같은 가로 및 세로 길이를 갖는 그물코를 가짐으로써 상기 분말이 뭉쳐서 떨어지는 것을 방지하는 메쉬 형태의 분말 분산 스크린; 상기 분말 분산 스크린의 하부에서 상기 분말 용기 저면에 설치되되, 상기 분말 공급부의 분말 낙하 입구가 되며 상기 분말 용기 내부의 밀폐 및 진공을 형성하는 게이트 벨브; 및 상기 분말 용기에 연결되도록 설치된 수분 제거 진공 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 분사 스크린은, 복수 개가 적층되어 설치되되, 어느 하나의 스크린이 시계 방향으로 회전하면 상기 스크린 바로 위에 적층된 다른 하나의 스크린은 반시계 방향으로 회전하는 방식으로 각각 서로 다른 회전 방향을 갖고 회전함으로써 상기 분말이 균일하게 분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 이송 코팅부는, 횡 방향이 지면과 소정의 각도를 이루며 경사지게 설치되는 하나 이상의 진동판; 상기 진동판 하부에 부착된 하나 이상의 초음파 진동자; 및 상기 진동판 하부에 구비되되, 상기 분말 표면 코팅을 위한 소스 플라즈마를 발생시키는 스퍼터 건;을 포함하는 것을 특징으로 하여,
상기 분말 공급부로부터 분사된 분말이 상기 진동판의 경사면을 따라 굴러 내려오며 상기 스퍼터 건을 통해 플라즈마화 된 소스로 표면이 균일하게 코팅되는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 진동판은, 상기 진동판 표면에 상기 분말의 평균 직경의 5% 내지 95%의 직경을 갖는 복수개의 딤플(dimple)을 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 초음파 진동자는, 10 kHz 내지 200 kHz 범위의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 이송 코팅부는, 상기 진동판에 연결되도록 설치되되, 상기 진동판의 횡 방향이 지면과 이루는 각도를 조절하는 각도 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 각도 제어부를 통해서 제어되는 상기 진동판의 각도는, 2° 내지 50° 인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 표면 균일 코팅 장치는, 상기 챔버의 내부 및 상기 분말 이송 코팅부의 상부에 위치하되, 상기 횡 방향이 지면과 소정의 각도를 이루며 경사지게 설치되는 하나 이상의 진동판 및 상기 진동판 하부에 부착된 하나 이상의 초음파 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 사전 분말 이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 표면 균일 코팅 장치는, 상기 분말이 상기 진동판의 경사면을 따라 굴러 내려오는 롤 다운 경로를 모니터링 하는 분말 경로 모니터링부; 및 상기 초음파 진동자에 연결되도록 설치되되, 상기 모니터링부를 통해 수집된 상기 분말 경로 정보를 기반으로 상기 초음파 진동자에 인가되는 전력 및 전력 인가 주기 중 어느 하나 이상을 조절함으로써 상기 분말의 롤 다운 경로를 제어하는 초음파 진동자 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 표면 균일 코팅 장치는, 일단은 상기 표면 코팅 분말 수집부와 연결되고, 타단은 상기 분말 공급부와 연결되도록 설치되되, 상기 표면 코팅 분말 수집부로 수집된 표면 코팅 분말들의 추가 코팅을 위하여 상기 표면 코팅 분말들을 상기 분말 공급부의 상기 코팅 대상 분말 용기에 재이송하는 분말 재이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 분말 표면 균일 코팅 방법을 제공한다.
상기 분말 표면 균일 코팅 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 이용하여 분말을 균일하게 코팅하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 분말을 제공한다.
상기 분말은, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 이용하여 표면이 균일하게 코팅된 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 분말 이송 시 진동을 이용하여 분말 경로를 흐트러뜨려 분말의 뭉침을 최소화하여 분말 표면상에 균일한 코팅 박막을 형성 가능한 분말 표면 균일 코팅 장치를 제공 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 분말 공급부(120)를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 분말 이송 코팅부(130)를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 분말 이송 코팅부(130)의 여러 가지 실시예들을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 분말 공급부(120)를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 분말 이송 코팅부(130)를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 분말 이송 코팅부(130)의 여러 가지 실시예들을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치는, 챔버(100); 상기 챔버(100)의 상부에 위치하되, 코팅 대상인 분말(121a)들을 상기 챔버(100) 내부로 낙하시킴으로써 분말을 공급하는 분말 공급부(120); 상기 챔버(100)의 내부에 위치하되, 상기 분말 공급부(120)로부터 낙하하는 상기 분말(121a)들이 소정의 각도로 형성된 경사면을 따라 진동하며 흐트러져 이송됨으로써 뭉침 없이 표면이 균일하게 코팅되는 것을 특징으로 하는 분말 이송 코팅부(130); 및 상기 챔버(100)의 하부에 위치하되, 상기 분말 이송 코팅부(130)에서 표면이 코팅된 표면 코팅 분말(121b)들이 수집되는 표면 코팅 분말 수집부(140);를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 분말 및 파우더 관련 시장이 급격히 성장하며 고품질의 분말에 대한 수요 또한 급증하고 있다. 그러나, 종래 스퍼터링 기술을 이용하여 분말에 동종 또는 이종 소재의 얇은 피막 코팅 시, 미세 분말이 서로 뭉치는 점 및 스퍼터링 증착원과의 거리에 따라 분말 표면이 균일하게 코팅되지 않는 점 등의 문제점이 있어, 표면이 균일하게 코팅된 고품질의 분말 생산은 여전히 해결 과제로 남아있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은, 상술한 구성을 갖는 분말 공급부(120) 및 분말 이송 코팅부(130)를 코팅 장치에 부가하여, 스퍼터링 공정 중에 미세 분말이 낙하하여 진동하며 흐트러져 뭉침 없이 분산되도록 함으로써 이송 시 분말의 뭉침을 최소화하고 분말 표면을 균일하게 코팅 가능한 분말 표면 균일 코팅 장치를 발명하기에 이르렀다.
도 2는 본 발명의 분말 공급부(120)를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 상기 분말 공급부(120)는, 코팅 대상인 분말들을 수용하는 분말 용기(122); 상기 분말 용기(122) 저면에 설치되되, 상기 분말의 직경보다 크거나 같은 가로 및 세로 길이를 갖는 그물코를 가짐으로써 상기 분말이 뭉쳐서 떨어지는 것을 방지하는 메쉬 형태의 분말 분산 스크린(123); 상기 분말 용기(122)에 연결되도록 설치된 수분 제거 진공 펌프(124); 상기 수분 제거 진공 펌프가 상기 분말 용기에 연결되는 연결 부분에 설치되되, 상기 분말 용기 내의 분말이 상기 수분 제거 진공 펌프로 빨려 들어가는 것을 방지하기 위하여 상기 분말의 직경보다 작은 가로 및 세로 길이를 갖는 그물코를 갖는 메쉬 형태의 분말 차단 스크린(125); 및 상기 분말 분산 스크린(123)의 하부에서 상기 분말 용기(122) 저면에 설치되되, 상기 분말 공급부(120)의 분말 낙하 입구가 되며 상기 분말 용기(122) 내부의 밀폐 및 진공을 형성하는 게이트 벨브(126);를 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 분산 스크린(123)은, 상기 분말(121a)의 직경보다 크거나 같은 가로 및 세로 길이를 갖는 그물코를 가짐으로써 상기 분말이 뭉쳐서 떨어지는 것을 방지하는 메쉬 형태를 갖는 것을 특징으로 하여, 상기 분말 용기(122)의 저면에 설치되어 상기 분말(121a)이 챔버(100) 내부로 고르게 떨어지게 하도록 하는 것일 수 있다.
이때, 상기 분말 분사 스크린(123)은, 복수 개가 적층되어 설치되되, 어느 하나의 스크린이 시계 방향으로 회전하면 상기 스크린 바로 위에 적층된 다른 하나의 스크린은 반시계 방향으로 회전하는 방식으로 각각 서로 다른 회전 방향을 갖고 회전함으로써 상기 분말이 균일하게 분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
이때, 상기 분말 분사 스크린(123)에는, 별도로 햄머를 이용하여 충격을 주거나, 초음파를 인가하여 진동을 가함으로써 상기 햄머의 충격 주기 및 세기, 또는 상기 초음파의 주파수 및 세기 등을 조절하여 상기 분말(121a)이 떨어지는 양을 조절 가능한 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 수분 제거 진공 펌프(124)는, 상기 분말 용기(122) 내부의 수분을 제거하고 진공 상태로 형성함으로써 상기 분말 용기(122) 내부의 분말(121a)들이 표면의 잔여 수분으로 인하여 서로 뭉치는 현상을 미리 방지할 수 있다.
이때, 상기 수분 제거 진공 펌프(124)의 펌핑에 의한 상기 분말 용기(122) 내 난기류(Turbulence)에 의하여 상기 분말(121a)들이 진공 펌프(124) 쪽으로 흡입될 수 있으므로, 이를 방지하는, 상기 수분 제거 진공 펌프(124)가 상기 분말 용기(122)에 연결되는 연결 부분에 설치되는 분말 차단 스크린(125)을 추가로 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 분말 이송 코팅부(130)를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 상기 분말 이송 코팅부(130)는, 횡 방향이 지면과 소정의 각도를 이루며 경사지게 설치되는 하나 이상의 진동판(131); 상기 진동판(131) 하부에 부착된 하나 이상의 초음파 진동자(132); 및 상기 진동판(131) 하부에 구비되되, 상기 분말 표면 코팅을 위한 소스 플라즈마를 발생시키는 스퍼터 건(133);을 포함하는 것을 특징으로 하여,
상기 분말 공급부(120)로부터 분사된 분말(121a)이 상기 진동판(131)의 경사면을 따라 굴러 내려오며 상기 스퍼터 건(133)을 통해 플라즈마화 된 소스로 표면이 균일하게 코팅되는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
이때, 상기 진동판(131)은, 상기 진동판(131) 표면에 상기 분말의 평균 직경의 5% 내지 95% 의 직경을 갖는 복수개의 딤플(dimple)(134)을 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 딤플(134)은, 상기 진동판(131) 표면 상에 구형으로 오목하게 파인 홈인 것을 특징으로 하여, 분말(121a)이 딤플(134)의 홈을 따라 자연적으로 회전하며 이동하게 되어 분말(121a) 표면이 스퍼터링 증착원에 균일하게 노출되도록 하므로 분말 표면이 균일하게 코팅 될 수 있도록 한다.
상기 딤플(134)을 이루는 구형 홈의 직경은, 상기 분말(121a)의 평균 직경의 5% 내지 95% 의 직경을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 딤플(134)의 직경이 5% 미만이면, 딤플(134)이 홈의 역할을 하지 못하여 분말(121a)을 효과적으로 회전시키지 못하므로, 분말(121a)이 균일하게 코팅되지 못하게 되어 바람직하지 않다.
상기 딤플(134)의 직경이 95% 초과이면, 분말(121a)이 딤플(134)에 박혀 나오지 못하게 되어 마찬가지로 효과적으로 회전하며 균일하게 코팅되지 못하게 되므로 바람직하지 않다.
따라서, 상기 딤플(134)의 직경은 상기 분말의 평균 직경의 5% 내지 95% 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 초음파 진동자(132)는, 10 kHz 내지 200 kHz 범위의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 주파수가 10 kHz 미만이면, 진동자 비용이 올라가고 제작이 용이하지 않아 바람직하지 않다.
상기 주파수가 200 kHz 초과이면, 진동 효율이 낮아 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명의 상기 초음파 진동자(132)는, 10 kHz 내지 200 kHz 범위의 주파수를 갖는 것이 바람직하다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 분말 이송 코팅부(130)의 여러 가지 실시예들을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 분말 이송 코팅부(130)는, 진동판(131) 하부에 각각 초음파 진동자(132) 및 스퍼터 건(133)을 포함할 수 있다.
상기 초음파 진동자(132)의 경우, 도 5와 같이 복수 개수로 상기 진동판(131) 하부에 부착될 수 있으며, 진동판(131)의 크기 및 진동의 세기에 따라 상기와 같이 부착되는 초음파 진동자(132)의 개수를 조절하거나 초음파 진동자(132)의 진동 파워를 조절하여 사용할 수 있다.
상기 스퍼터건(133)의 경우, 도 6과 같이 스퍼터 건(133)이 상기 진동판 하부에 복수 개수로 부착된 상기 초음파 진동자(132)의 하부에서 상기 초음파 진동자(132)에 부착된 형태로 구성될 수도 있으나, 상기 초음파 진동자(132)가 부착되지 않은 상기 진동판(131) 하부에 바로 부착된 형태로 구성될 수도 있으며, 이는 진동 효율을 고려하여 상기와 같이 상기 진동판(131)과 접촉 또는 비접촉하도록 부착된 형태로 구성될 수 있다.
상기 진동판(131)의 경우, 초음파 진동자(132)가 부착되는 부분의 두께가 부착되지 않는 부분의 두께와 다르게 구성될 수 있다. 건식 초음파 진동자의 경우, 일정 두께 이상의 초음파 진동자(132)가 부착되어야 하므로, 상기 초음파 진동자(132)가 부착되는 상기 진동판(131)의 두께는 두껍게, 상기 초음파 진동자(132)가 부착되지 않는 상기 진동판(131)의 두께는 얇게 하여 진동 크기를 증대시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 또는, 상기와 같이 상기 진동판(131)이 두껍게 구성되어야 하는 부분의 경우, 도 7과 같이 상기 진동판(131)을 여러 겹 덧대어 두껍게 구성하고 그 하부에 초음파 진동자(132)를 부착함으로써 진동 크기를 증대시킬 수 있다.
또는, 도 8과 같이 상기 분말 공급부(120)의 하부 및 첫 번째 진동판(131)의 상부에 추가적으로 위치하는 스퍼터 건(133)을 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 상기 분말 공급부(120)로부터 낙하하는 분말을 효율적으로 코팅 가능한 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 설명한다.
본 발명의 상기 분말 표면 균일 코팅 장치는, 본 발명의 일 실시예의 분말 표면 균일 코팅 장치의 진동판(131)에 연결되도록 설치되되, 상기 진동판(131)의 횡 방향이 지면과 이루는 각도를 조절하는 각도 제어부(미도시);를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 각도 제어부를 통해서 제어되는 상기 진동판의 각도는, 2° 내지 50° 인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
본 발명에 따라 코팅하려는 분말(121a)의 종류, 무게 및 크기에 따라 분말의 이동 속도가 상이하므로, 이에 맞추어 상기와 같이 진동판(131)의 각도를 상기와 같이 2° 내지 50°로 적절하게 조절함으로써 분말 표면을 균일하게 코팅하기 위한 세밀한 제어가 가능하다.
상기 진동판의 각도가 2° 미만으로 제어되는 경우, 각도가 너무 작아 분말이 진동판(131) 굴러 내려오기에 각도가 충분하지 않아 표면을 균일하게 코팅할 수 없으므로 바람직하지 않다.
상기 진동판의 각도가 50° 초과로 제어되는 경우, 그만큼 본 발명의 진동판(131)들을 수용하기 위한 챔버(100)의 크기가 커져 본 발명의 분말 표면 균일 코팅 장치가 너무 큰 규모를 요하게 되어 비용적인 측면에서 바람직하지 않다.
따라서, 상기 본 발명의 진동판(131)이 이루는 각도를 2° 내지 50°으로 제어함으로써 분말을 균일하게 코팅할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 설명한다.
본 발명의 상기 분말 표면 균일 코팅 장치는, 본 발명의 일 실시예의 분말 표면 균일 코팅 장치에, 상기 챔버(100)의 내부 및 상기 분말 이송 코팅부(130)의 상부에 위치하되, 횡 방향이 지면과 소정의 각도를 이루며 경사지게 설치되는 하나 이상의 진동판(131) 및 상기 진동판 하부에 부착된 하나 이상의 초음파 진동자(132)를 포함하되, 스퍼터 건은 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 사전 분말 이송부(미도시);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 공급부(120)에서 공급되는 분말(121a)들이 상기 분말 공급부(120)로부터 낙하함과 동시에 스퍼터링을 통해 표면이 코팅되게 되면, 분말(121a)들이 미처 고르게 분산되지 못하고 뭉친 상태에서 표면 코팅이 진행되어 표면이 충분히 균일하게 코팅되지 않을 수 있다.
따라서, 상기와 같이 스퍼터 건은 포함하지 않되, 진동판(131) 및 초음파 진동자(132)만을 포함하는 사전 분말 이송부(미도시)를 포함하도록 함으로써, 상기 분말(121a)들이 스퍼터 건을 통해 표면이 코팅되기 이전에 먼저 진동판(131)에서 굴러 내려오는 롤 다운 경로를 미리 흐트러뜨려 분말들이 고르게 퍼질 수 있도록 한 다음 분말 이송 코팅부(130)에서 균일하게 표면이 코팅될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 설명한다.
본 발명의 상기 분말 표면 균일 코팅 장치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치에, 상기 분말(121a)이 상기 진동판의 경사면을 따라 굴러 내려오는 롤 다운 경로를 모니터링 하는 분말 경로 모니터링부(미도시); 및
상기 초음파 진동자(132)에 연결되도록 설치되되, 상기 모니터링부를 통해 수집된 상기 분말 경로 정보를 기반으로 상기 초음파 진동자(132)에 인가되는 전력 및 전력 인가 주기 중 어느 하나 이상을 조절함으로써 상기 분말의 롤 다운 경로를 제어하는 초음파 진동자 제어부(미도시);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
본 발명의 분말(121a)이 상기 진동판(131)을 따라 굴러 내려올 때, 초음파 진동자(132)에 지속적으로 일정한 전력을 인가할 경우, 진동판(131) 상의 분말(121a) 또한 일정한 경로로만 이동하게 된다.
따라서, 분말이 충분히 흐트러지지 않고 뭉쳐서 이송되게 되므로 분말을 균일하게 코팅하기 어렵게 된다.
따라서, 본 발명의 상기 일 실시예와 같이 분말 경로 모니터링부를 통해 분말(121a)의 롤 다운 경로를 지속적으로 모니터링하고, 초음파 진동자 제어부를 통해 초음파 진동자(132)에 인가되는 전력 또는 전력 인가 주기를 주기적으로 변경함으로써 분말의 롤 다운 경로를 제어하여 효과적으로 분말을 분산시킴으로써 분말 표면의 균일한 코팅이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 설명한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치에, 일단은 상기 표면 코팅 분말 수집부(140)와 연결되고, 타단은 상기 분말 공급부(120)와 연결되도록 설치되되, 상기 표면 코팅 분말 수집부(140)로 수집된 표면 코팅 분말(121b)들의 추가 코팅을 위하여, 상기 표면 코팅 분말(121b)들을 상기 분말 공급부의 상기 코팅 대상 분말 용기에 재이송하는 분말 재이송부(150);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기와 같이, 추가 증착이 필요한 분말을 분말 공급부(120)로 재이송하여 다시 한번 표면 코팅 과정을 거치도록 함으로써, 필요에 따라 분말 표면에 동종 소재의 재 증착 또는 이종 소재의 추가 증착이 가능하다.
상기와 같은 구성적 특징으로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 분말 이송 시 진동을 이용하여 분말 경로를 흐트러뜨려 분말의 뭉침을 최소화하여 분말 표면상에 균일한 코팅 박막을 형성 가능한 분말 표면 균일 코팅 장치를 제공 가능한 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 방법을 설명한다.
본 발명의 분말 표면 균일 코팅 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 이용하여 분말을 균일하게 코팅하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 표면 균일 코팅 장치에 대한 설명은 상기 실시예에서 설명한 것으로 갈음한다.
상기와 같은 구성적 특징으로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 분말의 뭉침을 최소화하면서도 분말 표면상에 균일한 코팅 박막을 형성 가능한 분말 표면 균일 코팅 방법을 제공 가능한 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분말을 설명한다.
본 발명의 상기 분말은, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 이용하여 표면이 균일하게 코팅된 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 분말 표면 균일 코팅 장치에 대한 설명은 상기 실시예에서 설명한 것으로 갈음한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 이용하여 표면이 코팅된 분말을 나타내는 사진이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 이용하면, 표면이 균일하게 코팅된 고품질의 분말의 수득이 가능한 것을 확인할 수 있다.
상기와 같은 구성적 특징으로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면이 균일하게 코팅된 것을 특징으로 하는 고품질 분말을 제공 가능한 효과가 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 챔버
120: 분말 공급부
121a: 코팅 대상 분말
121b: 표면 코팅 분말
122: 분말 용기
123: 분말 분산 스크린
130: 분말 이송 코팅부
131: 진동판
132: 초음파 진동자
133: 스퍼터 건
140: 표면 코팅 분말 수집부
150: 분말 재이송부
120: 분말 공급부
121a: 코팅 대상 분말
121b: 표면 코팅 분말
122: 분말 용기
123: 분말 분산 스크린
130: 분말 이송 코팅부
131: 진동판
132: 초음파 진동자
133: 스퍼터 건
140: 표면 코팅 분말 수집부
150: 분말 재이송부
Claims (12)
- 챔버;
상기 챔버의 상부에 위치하되, 코팅 대상인 분말들을 상기 챔버 내부로 낙하시킴으로써 분말을 공급하는 분말 공급부;
상기 챔버의 내부에 위치하되, 상기 분말 공급부로부터 낙하하는 상기 분말들이 소정의 각도로 형성된 경사면을 따라 진동하며 분산되어 이송됨으로써 뭉침 없이 표면이 균일하게 코팅되는 것을 특징으로 하는 분말 이송 코팅부; 및
상기 챔버의 하부에 위치하되, 상기 분말 이송 코팅부에서 표면이 코팅된 표면 코팅 분말들이 수집되는 표면 코팅 분말 수집부;를 포함하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 분말 공급부는,
코팅 대상인 분말들을 수용하는 분말 용기;
상기 분말 용기 저면에 설치되되, 상기 분말의 직경보다 크거나 같은 가로 및 세로 길이를 갖는 그물코를 가짐으로써 상기 분말이 뭉쳐서 떨어지는 것을 방지하는 메쉬 형태의 분말 분산 스크린;
상기 분말 분산 스크린의 하부에서 상기 분말 용기 저면에 설치되되, 상기 분말 공급부의 분말 낙하 입구가 되며 상기 분말 용기 내부의 밀폐 및 진공을 형성하는 게이트 벨브; 및
상기 분말 용기에 연결되도록 설치된 수분 제거 진공 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 분말 분사 스크린은, 복수 개가 적층되어 설치되되, 어느 하나의 스크린이 시계 방향으로 회전하면 상기 스크린 바로 위에 적층된 다른 하나의 스크린은 반시계 방향으로 회전하는 방식으로 각각 서로 다른 회전 방향을 갖고 회전함으로써 상기 분말이 균일하게 분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 분말 이송 코팅부는,
횡 방향이 지면과 소정의 각도를 이루며 경사지게 설치되는 하나 이상의 진동판;
상기 진동판 하부에 부착된 하나 이상의 초음파 진동자; 및
상기 진동판 하부에 구비되되, 상기 분말 표면 코팅을 위한 소스 플라즈마를 발생시키는 스퍼터 건;을 포함하는 것을 특징으로 하여,
상기 분말 공급부로부터 분사된 분말이 상기 진동판의 경사면을 따라 굴러 내려오며 상기 스퍼터 건을 통해 플라즈마화 된 소스로 표면이 균일하게 코팅되는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 진동판은, 상기 진동판 표면에 상기 분말의 평균 직경의 5% 내지 95%의 직경을 갖는 복수개의 딤플(dimple)을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 초음파 진동자는, 10 kHz 내지 200 kHz 범위의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 분말 이송 코팅부는,
상기 진동판에 연결되도록 설치되되, 상기 진동판의 횡 방향이 지면과 이루는 각도를 조절하는 각도 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 각도 제어부를 통해서 제어되는 상기 진동판의 각도는, 2° 내지 50° 인 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 챔버의 내부 및 상기 분말 이송 코팅부의 상부에 위치하되, 횡 방향이 지면과 소정의 각도를 이루며 경사지게 설치되는 하나 이상의 진동판 및 상기 진동판 하부에 부착된 하나 이상의 초음파 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 사전 분말 이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 분말이 상기 진동판의 경사면을 따라 굴러 내려오는 롤 다운 경로를 모니터링 하는 분말 경로 모니터링부; 및
상기 초음파 진동자에 연결되도록 설치되되, 상기 모니터링부를 통해 수집된 상기 분말 경로 정보를 기반으로 상기 초음파 진동자에 인가되는 전력 및 전력 인가 주기 중 어느 하나 이상을 조절함으로써 상기 분말의 롤 다운 경로를 제어하는 초음파 진동자 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제1항에 있어서,
일단은 상기 표면 코팅 분말 수집부와 연결되고, 타단은 상기 분말 공급부와 연결되도록 설치되되, 상기 표면 코팅 분말 수집부로 수집된 표면 코팅 분말들의 추가 코팅을 위하여 상기 표면 코팅 분말들을 상기 분말 공급부의 상기 코팅 대상 분말 용기에 재이송하는 분말 재이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 장치.
- 제1항에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 이용하여 분말을 균일하게 코팅하는 것을 특징으로 하는 분말 표면 균일 코팅 방법.
- 제1항에 따른 분말 표면 균일 코팅 장치를 이용하여 표면이 균일하게 코팅된 것을 특징으로 하는 분말.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200159913A KR102456049B1 (ko) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | 분말 표면 균일 코팅 장치, 이를 이용한 분말 표면 균일 코팅 방법 및 이를 이용하여 표면 코팅된 분말 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020200159913A KR102456049B1 (ko) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | 분말 표면 균일 코팅 장치, 이를 이용한 분말 표면 균일 코팅 방법 및 이를 이용하여 표면 코팅된 분말 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220072925A true KR20220072925A (ko) | 2022-06-03 |
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-
2020
- 2020-11-25 KR KR1020200159913A patent/KR102456049B1/ko active IP Right Grant
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