KR20220095389A - Batch-type powder ALD and usage system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 및 이의 활용 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ALD 공정의 효율을 높일 수 있는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 및 이의 활용 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a batch-type powder ALD apparatus and a system for utilizing the same, and more particularly, to a batch-type powder ALD apparatus capable of increasing the efficiency of an ALD process and a system for utilizing the same.
파우더의 표면에 특정 물질을 코팅하기 위하여, 원자층 증착(ALD; Atomic Layer Deposition) 방식이 사용될 수 있다. 이러한 ALD 방식을 파우더 ALD(P-ALD) 방식이라고도 한다.In order to coat a specific material on the surface of the powder, an Atomic Layer Deposition (ALD) method may be used. This ALD method is also called a powder ALD (P-ALD) method.
파우더 ALD 공정은 코팅하고자 하는 물질인 파우더를 반응기 내로 삽입한 후에 금속 전구체 가스 등을 반응기 내에 도입하는 방법으로 수행된다. 반응기 내에서 파우더의 입자 표면이 금속 전구체 가스에 노출됨에 따라 금속 전구체 가스가 파우더 입자의 표면에 증착된다.The powder ALD process is performed by inserting a powder, which is a material to be coated, into the reactor, and then introducing a metal precursor gas or the like into the reactor. As the particle surface of the powder is exposed to the metal precursor gas in the reactor, the metal precursor gas is deposited on the surface of the powder particle.
파우더 ALD 장치 중에서 로터리 방식(rotary type)은 관형의 열원 내부에 회전하는 관형의 반응기가 배치된 구조를 갖는다.Among the powder ALD apparatuses, the rotary type has a structure in which a rotating tubular reactor is disposed inside a tubular heat source.
보다 구체적으로, 로터리 방식의 파우더 ALD 장치의 반응기(2)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 원통관 형태를 가지며 수평한 방향의 축을 기준으로 회전할 수 있도록 구성된다. 이러한 파우더 ALD 장치에서 ALD 공정은 반응기(2) 내부로 파우더를 공급한 후 반응기(2)를 회전시키는 상태에서 반응기(2)의 일단부를 통해 가스를 주입하는 방법으로 진행된다.More specifically, the
로터리 방식의 파우더 ALD 장치는 반응기가 회전하므로 파우더가 가스와 교반되어 증착의 효율이 높지만, 반응기를 회전시키기 위한 모터가 필요하므로 대량의 파우더에 대해 ALD 공정을 진행하고자 하는 경우에 장치를 구비하는 데 있어 경제적인 측면이나 공간적인 측면에서 부담이 될 수 있다.The rotary type powder ALD apparatus rotates the reactor, so the powder is stirred with the gas, so the deposition efficiency is high. Therefore, it can be a burden in terms of economy or space.
본 발명은 상기한 것과 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대량으로 ALD 공정을 진행하는 데 유리한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 및 이의 활용 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a batch type powder ALD apparatus and a system for utilizing the same, advantageous for performing an ALD process in large quantities.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 구동부; 상기 구동부의 구동력을 다수 개의 피동 회전축에 전달하는 구동력 전환부; 및 상기 피동 회전축에 연결되는 다수 개의 반응기;를 포함하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치에 의해 달성된다.The above object, according to the present invention, the driving unit; a driving force conversion unit transmitting the driving force of the driving unit to a plurality of driven rotating shafts; and a plurality of reactors connected to the driven rotation shaft.
상기 구동력 전환부는, 상기 구동부의 구동력 방향을 전환할 수 있다.The driving force conversion unit may change a direction of the driving force of the driving unit.
상기 구동력 전환부는, 상기 구동부의 구동 회전축에 고정되는 제1 베벨기어, 및 상기 제1 베벨기어에 맞물리며 상기 피동 회전축에 연결되는 제2 베벨기어를 구비할 수 있다.The driving force conversion unit may include a first bevel gear fixed to the driving rotation shaft of the driving unit, and a second bevel gear engaged with the first bevel gear and connected to the driven rotation shaft.
본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치는, 상기 반응기별로 구비되어 상기 반응기의 둘레를 감싸는 열 전달부; 유체를 가열하는 열원; 및 상기 열원에 의해 가열된 유체를 열 전달부로 분산시켜 공급하는 열 공급라인;을 더 포함할 수 있다.The batch-type powder ALD apparatus according to the present invention includes: a heat transfer unit provided for each reactor and surrounding the periphery of the reactor; a heat source that heats the fluid; and a heat supply line for dispersing and supplying the fluid heated by the heat source to the heat transfer unit.
본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치는, 다수 개의 상기 반응기를 한꺼번에 감싸는 챔버를 더 포함할 수 있다.The batch type powder ALD apparatus according to the present invention may further include a chamber enclosing a plurality of the reactors at once.
상기 반응기의 내주면은 일단부에서 타단부를 향해 상향 경사지게 형성될 수 있다.The inner peripheral surface of the reactor may be formed to be inclined upwardly from one end toward the other end.
상기 반응기의 내주면 직경은 일단부에서 타단부로 갈수록 줄어들 수 있다.The diameter of the inner circumferential surface of the reactor may decrease from one end to the other end.
상기 반응기의 일단부 내주면 중심과 타단부 내주면 중심은 서로 엇갈리게 형성될 수 있다.The center of the inner peripheral surface of one end and the center of the inner peripheral surface of the other end of the reactor may be formed to alternate with each other.
상기 반응기의 내주면에는 요철이 형성될 수 있다.Concavities and convexities may be formed on the inner circumferential surface of the reactor.
상기 요철에서 돌출부는 상기 반응기의 중심을 향해 돌출되고, 상기 요철은 상기 반응기의 원주 방향과 나란하게 연장될 수 있다.A protrusion may protrude toward the center of the reactor in the concavo-convex, and the concavo-convex may extend in parallel with a circumferential direction of the reactor.
상기 요철에서 돌출부는 상기 반응기의 중심을 향해 돌출되고, 상기 요철은 나선형으로 연장될 수 있다.The protrusion may protrude toward the center of the reactor in the concavo-convex, and the concavo-convex may extend spirally.
상기 반응기는, 반응이 일어나는 공간을 갖는 내부관, 및 상기 내부관을 감싸는 외부관을 구비할 수 있다.The reactor may include an inner tube having a space in which the reaction occurs, and an outer tube surrounding the inner tube.
상기 내부관과 상기 외부관은 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.The inner tube and the outer tube may be made of different materials.
상기 내부관은 다수 개의 블록으로 이루어지고, 상기 블록 중 인접한 것은 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.The inner tube may include a plurality of blocks, and adjacent ones of the blocks may be made of different materials.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치; 및According to another embodiment of the present invention, the above-described batch type powder ALD apparatus; and
상기 반응기 내부의 파우더를 분석하는 분석기;를 포함하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 활용 시스템이 제공된다.An analyzer for analyzing the powder inside the reactor is provided, including a batch-type powder ALD device utilization system.
본 발명에 의한 배치 타임 파우더 ALD 장치에 의하면, 하나의 구동부를 통해 다수 개의 반응기를 회전시키는 것이 가능하다.According to the batch time powder ALD apparatus according to the present invention, it is possible to rotate a plurality of reactors through one driving unit.
이에 따라, 대량의 파우더에 대해 ALD 공정을 진행하는 데 있어 경제성을 확보할 수 있고, 공간 활용의 측면에서도 유리하다.Accordingly, economic feasibility can be secured in performing the ALD process for a large amount of powder, and it is advantageous in terms of space utilization.
그리고 각각의 반응기에 공급되는 파우더의 양이나 가스의 조성을 다르게 조절함으로써 다양한 증착 결과물을 신속하게 얻을 수 있다.In addition, various deposition results can be quickly obtained by differently controlling the amount of powder or gas composition supplied to each reactor.
본 발명에 의한 배치 타임 파우더 ALD 장치가 열 전달부, 열원 및 열 공급라인을 더 구비하는 경우, 하나의 열원을 통해서 다수 개의 반응기를 가열할 수 있다. When the batch time powder ALD apparatus according to the present invention further includes a heat transfer unit, a heat source, and a heat supply line, a plurality of reactors can be heated through one heat source.
반응기의 내주면에는 경사나 요철이 형성되는 경우, 반응기의 일단부와 타단부에서 반응이 불균일하게 발생하고 반응기 타단부의 필터가 막히는 문제를 방지할 수 있다.When a slope or unevenness is formed on the inner circumferential surface of the reactor, it is possible to prevent non-uniform reactions from occurring at one end and the other end of the reactor and clogging of the filter at the other end of the reactor.
그리고 반응기의 반응관을 내부관과 외부관으로 형성하는 경우, 관리의 용이성과 반응의 효율을 높여줄 수 있다.And when the reaction tube of the reactor is formed of an inner tube and an outer tube, it is possible to increase the ease of management and the efficiency of the reaction.
도 1은 종래기술에 의한 ALD 장치 반응기의 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치의 전체 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치의 일부분 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치가 챔버를 더 구비하는 경우에 관한 설명도,
도 5는 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치를 구성하는 반응기의 단면도,
도 6은 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치를 구성하는 반응기의 내주면에 경사가 형성되는 경우에 관한 설명도,
도 7은 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치를 구성하는 반응기의 내주면에 요철이 형성되는 경우에 관한 설명도,
도 8은 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치를 구성하는 반응기가 내부관과 외부관을 구비하는 경우에 관한 설명도,
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 타입 파우더 ALD 장치를 구성하는 내부관이 여러 개의 블록으로 이루어지는 경우에 관한 설명도,
도 11은 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 활용 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a cross-sectional view of an ALD apparatus reactor according to the prior art;
2 is an overall perspective view of a batch type powder ALD apparatus according to the present invention;
3 is a partial perspective view of a batch type powder ALD apparatus according to the present invention;
4 is an explanatory view of a case in which the batch type powder ALD apparatus according to the present invention further includes a chamber;
5 is a cross-sectional view of a reactor constituting a batch type powder ALD apparatus according to the present invention;
6 is an explanatory view of a case in which a slope is formed on the inner circumferential surface of a reactor constituting the batch type powder ALD apparatus according to the present invention;
7 is an explanatory view of a case in which irregularities are formed on the inner peripheral surface of a reactor constituting the batch type powder ALD apparatus according to the present invention;
8 is an explanatory view of a case in which the reactor constituting the batch-type powder ALD apparatus according to the present invention includes an inner tube and an outer tube;
9 and 10 are explanatory views for a case in which the inner tube constituting the type powder ALD apparatus according to the present invention consists of several blocks;
11 is a schematic configuration diagram of a system utilizing a batch type powder ALD apparatus according to the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2에는 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)의 전체 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)의 일부분 사시도가 도시되어 있다.2 is an overall perspective view of the batch-type
본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)는 구동부(100), 구동력 전환부(200) 및 다수 개의 반응기(300)를 포함하여 이루어진다.The batch type
구동부(100)는 구동력을 발생시키는 부분으로서, 예를 들어 회전형 모터로 이루어진다.The
구동력 전환부(200)는 구동부(100)의 구동력을 다수 개의 피동 회전축(230)에 전달한다. 즉, 구동력 전환부(200)는 다수 개의 기어로 이루어져, 하나의 구동부(100)에서 발생한 구동력을 다수 개의 피동 회전축(230)에 분산시켜 전달할 수 있다.The driving
반응기(300)는 피동 회전축(230)의 수에 맞추어 피동 회전축(230)별로 형성된다. 반응기(300)는 피동 회전축(230)에 연결되어 구동부(100)의 구동력을 전달받음으로써 회전한다. 도 2에는 예시적으로 반응기(300)가 4개 구비되어 있는 것을 볼 수 있다.The
이러한 본 발명에 의한 배치 타임 파우더 ALD 장치(10)에 의하면, 구동력 전환부(200)를 통해 한 구동부(100)의 구동력을 다수 개의 반응기(300)로 전달하여 하나의 구동부(100)를 통해 다수 개의 반응기(300)를 회전시키는 것이 가능하다.According to the batch-time
이에 따라, 대량의 파우더에 대해 ALD 공정을 진행하는 데 있어 경제성을 확보할 수 있고, 공간 활용의 측면에서도 유리하다.Accordingly, economic feasibility can be secured in performing the ALD process for a large amount of powder, and it is advantageous in terms of space utilization.
그리고 각각의 반응기(300)에 공급되는 파우더의 양이나 가스의 조성을 다르게 조절함으로써 다양한 증착 결과물을 신속하게 얻을 수 있다.In addition, various deposition results can be quickly obtained by differently controlling the amount of powder or gas composition supplied to each
본 발명에 한 구동력 전환부(200)는 구동부(100)의 구동력 방향을 전환할 수 있다.The driving
예를 들어, 구동력 전환부(200)는 수직한 방향 축을 기준으로 하는 구동부(100)의 회전력을 수평한 방향 축을 기준으로 하는 회전력으로 전환할 수 있다.For example, the driving
이 경우, 구동부(100)와 다수 개의 반응기(300) 배치의 공간 효율성을 높일 수 있다.In this case, it is possible to increase the space efficiency of the arrangement of the
구동력 전환부(200)는 예를 들어 제1 베벨기어(210)와 제2 베벨기어(220)를 구비할 수 있다. 제1 베벨기어(210)는 구동부(100)의 구동 회전축(110)에 고정되며, 제2 베벨기어(220)는 제1 베벨기어(210)에 맞물리고 피동 회전축(230)에 연결된다. 제1 베벨기어(210)와 제2 베벨기어(220)는 전체적인 형상이 원뿔대 형상으로 이루어져 각각의 축이 교차하는 상태에서 서로 맞물리므로 구동력 방향을 전환하는 것이 가능하다.The driving
제1 베벨기어(210)와 제2 베벨기어(220)가 회전하면서 발생하는 진동은 구동 회전축(110)을 통해 반응기(300)에 전달되어 반응기(300) 내 파우더와 가스를 보다 효율적으로 교반할 수 있다.Vibration generated while the
제2 베벨기어(220)는 다수 개의 피동 회전축(230)별로 형성되고 각각이 제1 베벨기어(210)와 맞물려야하므로 제1 베벨기어(210)보다 작은 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.Since the
본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)는 열 전달부(400), 열원(500) 및 열 공급라인(600)을 더 포함할 수 있다.The batch type
열원(500)은 액체나 기체로 이루어지는 유체를 가열하여, 반응기(300) 내의 반응을 발생시키기 위한 열을 발생시킨다.The
열 전달부(400)는 열원(500)에서 발생한 열을 전달받아 반응기(300)를 가열하는 역할을 하는 것으로서, 반응기(300)별로 구비되며 각각이 반응기(300)의 둘레를 감싸도록 형성된다.The
열 공급라인(600)은 열원(500)에 의해 가열된 유체를 각각의 열 전달부(400)로 분산시켜 공급한다. 즉, 열 공급라인(600)에 의해, 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)는 하나의 열원(500)을 통해서 다수 개의 반응기(300)를 가열하는 것이 가능하다.The
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)는 챔버(700)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the batch type
챔버(700)는 반응기(300)를 내장하여 반응기(300)를 진공 상태로 만들어준다. 챔버(700)는 다수 개의 반응기(300)를 한꺼번에 감싸도록 형성되어, 다수 개의 반응기(300)를 한꺼번에 진공 상태로 만들어줄 수 있다.The
반응기(300)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 보다 구체적으로 ALD 공정이 이루어지는 반응관(340), 상기 반응관(340)의 일단부를 덮는 제1 필터(350), 상기 제1 필터(350)를 덮으면서 주입구(361)를 통해 반응관(340) 내에 가스를 공급하는 제1 덮개(360), 반응관(340)의 타단부를 덮는 제2 필터(370), 상기 제2 필터(370)를 덮으면서 피동 회전축(230)에 연결되는 제2 덮개(380)를 구비한다. 그리고 반응관(340)의 내주면에는 파우더 등의 교반을 돕기위한 다수 개의 교반 날개(390)가 돌출 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the
제1 덮개(360)의 주입구(361)를 통해 반응관(340) 내부로 들어온 가스는 파우더와 반응한 후 반응관(340) 타단부를 통해 반응관(340) 밖으로 빠져나간다.The gas introduced into the
반응기(300)의 내주면, 즉 반응관(340)의 내주면은 일단부에서 타단부를 향해 상향 경사지게 형성될 수 있다.The inner peripheral surface of the
가스는 반응기(300)의 일단부로 공급되어 타단부로 배출되기 때문에 가스의 흐름에 의해 가스에 포함된 금속 전구체와 파우더가 반응기(300)의 타단부로 몰릴 수 있으며, 이에 의해 반응기(300)의 일단부와 타단부에서 반응이 불균일하게 발생하고 반응기(300) 타단부의 제2 필터(370)가 막히는 문제가 발생할 수 있다.Since the gas is supplied to one end of the
반응기(300)의 내주면이 일단부에서 타단부를 향해 상향 경사지게 형성되면, 반응기(300) 타단부로 이동하였던 파우더 등이 경사를 따라 반응기(300) 일단부로 이동할 수 있으므로 위와 같은 문제를 방지할 수 있다.When the inner circumferential surface of the
도 6의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 반응기(300)의 내주면 직경이 일단부에서 타단부로 갈수록 줄어듦으로써 반응기(300)의 내주면이 일단부에서 타단부를 향해 상향 경사지게 형성될 수 있다.As shown in (a) of Figure 6, the inner peripheral surface diameter of the
또는 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 반응기(300)의 일단부 내주면 중심과 타단부 내주면 중심이 서로 엇갈리게 형성됨으로써 반응기(300)의 내주면이 일단부에서 타단부를 향해 상향 경사지게 형성될 수 있다. 이 경우, 반응기(300)가 회전하면서 경사의 방향이 달라질 수는 있지만, 회전에 의해 경사의 방향이 계속해서 달라지면서 파우더 등이 계속해서 이동한다는 점에서 파우더 등의 교반이 보다 효과적으로 이루어질 수 있으므로, 반응이 불균일하게 발생하거나 제2 필터(370)가 막히는 문제는 방지할 수 있다.Alternatively, as shown in (b) of FIG. 6, the inner peripheral surface of the
반응기(300)의 내주면에는 요철(310)이 형성될 수 있다.Concave-convex 310 may be formed on the inner peripheral surface of the
요철(310)은 파우더 등이 반응기(300)의 일단부에서 타단부 방향으로 이동하는 것을 억제하여 파우더 등이 반응기(300)의 타단부에 몰리는 것을 방지한다.The unevenness 310 prevents powder, etc. from moving from one end of the
도 7의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 요철(310)에서 돌출부(311)는 반응기(300)의 중심을 향해 돌출되고, 요철(310)은 반응기(300)의 원주 방향과 나란하게 연장 형성될 수 있다. 즉, 요철(310)의 돌출부(311)는 다수 개가 형성되고 각각이 링 형상으로 이루어질 수 있다.As shown in (a) of FIG. 7 , the protrusion 311 in the concavo-convex 310 protrudes toward the center of the
또는 도 7의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 요철(310)에서 돌출부(311)는 반응기(300)의 중심을 향해 돌출되고, 요철(310)은 나선형으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 요철(310)의 돌출부(311)가 반응기(300)의 내주면에서 연속되는 하나의 나선형으로 이루어질 수 있다. 이러한 요철(310)은 반응기(300)의 회전 방향에 따라 파우더 등을 반응기(300)의 일단부 방향으로 이동시키는 것도 가능하다.Alternatively, as shown in (b) of FIG. 7 , the protrusion 311 in the concavo-convex 310 protrudes toward the center of the
반응기(300) 내주면의 경사와 요철(310)은 함께 적용되어, 반응기(300) 내의 반응이 불균일하게 발생하거나 제2 필터(370)가 막히는 문제를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.The inclination of the inner circumferential surface of the
반응기(300)의 반응관(340)은 내부관(320)과 외부관(330)으로 이루어질 수 있다. 도 8에는 이러한 경우에 관한 반응관(340)의 사시도가 도시되어 있다.The
내부관(320)은 반응이 일어나는 공간을 갖는 것으로서, 반응관(340)의 내주면을 형성한다. 외부관(330)은 그 내주면이 내부관(320)의 외주면에 밀착되도록 내부관(320)을 감싸도록 형성된다.The
이 경우, 내부관(320)과 외부관(330)을 오염도에 따라 분리하여 오염을 제거하거나 교체할 수 있다. 즉, 반응기(300)의 오염도를 보다 용이하게 관리하는 것이 가능하다.In this case, the
반응기(300)가 내부관(320)과 외부관(330)을 구비하는 경우, 내부관(320)과 외부관(330)은 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 내부관(320)은 알루미늄 재질로 이루어지고 외부관(330)은 스테인리스 스틸 재질로 이루질 수 있다. 이에 따라, 외부관(330)은 열 복사율이 높은 특징을 갖는 스테인리스 스틸 재질에 의해 열 전달부(400)로부터 효율적으로 열을 전달할 뿐만 아니라 반응기(300) 내부로 전달된 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 그리고 내부관(320)은 열 전도율이 높은 특징을 갖는 알루미늄 재질에 의해 외부관(330)에서 전달된 열을 빠르게 반응기(300) 내부로 전달할 수 있다. 결과적으로 반응기(300)의 내부 공간은 열 전달부(400)로부터 열을 효과적으로 전달받아 짧은 시간 내에 목표 온도에 도달할 수 있다.When the
내부관(320)의 외주면과 외부관(330)의 내주면에는 서로 대응되는 형상의 키(k)와 키홈(g)이 형성되어 내부관(320)과 외부관(330)이 서로 끼움 결합될 수 있다. 키(k)와 키홈(g)은 반응관(340)의 축방향으로 따라 길게 연장될 수 있다.A key (k) and a keyway (g) of a shape corresponding to each other are formed on the outer peripheral surface of the
내부관(320)은 다수 개의 블록(321)으로 이루어지고, 이때 블록(321) 중 인접한 것은 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.The
반응기(300)가 회전하면서 파우더와 반응기(300) 내주면이 마찰하면 파우더가 특정한 전하로 대전되어 극성을 가지게 되고, 이로 인해 파우더가 서로 뭉치거나 반응기(300)의 내주면에 흡착되는 문제가 발생할 수 있다.As the
내부관(320)이 다수 개의 블록(321)으로 이루어지는 경우, 블록(321) 중 일부는 파우더를 양으로 대전하는 재질로 형성하고 블록(321) 중 나머지는 파우더를 음으로 대전하는 재질로 형성하여, 반응기(300) 내주면과 파우더의 마찰에 의해 음 또는 양으로 대전되는 비전하 값이 서로 상쇄되도록 할 수 있다. 이에 따라, 파우더가 서로 뭉치거나 반응기(300) 내주면에 흡착되는 것을 최소화할 수 있다.When the
내부관(320)은 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 내부관(320)의 축 방향 상에서 나누어진 다수 개의 블록(321)으로 이루어지거나, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 내부관(320)의 원주 방향 상에서 나누어진 다수 개의 블록(321)으로 이루어질 수 있다.The
내부관(320) 내에서 파우더는 가스의 흐름에 의해 내부관(320)의 축 방향을 따라 이동할 수도 있고 반응기(300)의 회전에 의해 내부관(320)의 원주 방향을 따라 이동할 수도 있으므로, 블록(321)이 내부관(320)의 어느 방향으로 나누어지더라도 파우더의 비전하 값을 상쇄시킬 수 있다.In the
도 9 및 도 10에는 예시적으로 내부관(320)이 각각 4개의 블록(321)으로 이루어진 경우가 도시되어 있지만, 내부관(320)은 4개 미만 또는 4개 초과의 블록(321)으로 이루어지는 것도 가능하다. 다만, 파우더의 비전하 값을 상쇄할 수 있도록 파우더를 양으로 대전하는 재질의 블록(321)의 내주면 면적과 파우더를 음으로 대전하는 재질의 블록(321)의 내주면 면적은 동일한 것이 바람직하다.9 and 10 exemplarily show the case in which the
이하에서는 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 활용 시스템(1)에 대하여 설명한다. 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 활용 시스템(1)에 대해 설명하면서 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)의 설명시 언급한 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다.Hereinafter, the batch type powder ALD apparatus utilization system 1 according to the present invention will be described. While describing the batch-type powder ALD apparatus utilization system 1 according to the present invention, detailed descriptions of the parts mentioned in the description of the batch-type
도 11에는 본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 활용 시스템(1)의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.11 is a schematic configuration diagram of the batch-type powder ALD device utilization system 1 according to the present invention is shown.
본 발명에 의한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 활용 시스템(1)은 상기한 뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)와 분석기(20)를 포함한다.The batch-type powder ALD apparatus utilization system 1 according to the present invention includes the above-described batch-type
뱃치 타입 파우더 ALD 장치(10)는 구동부(100), 구동력 전환부(200) 및 다수 개의 반응기(300)를 구비하여 하나의 구동부(100)를 통해 다수 개의 반응기(300)를 회전시킬 수 있고, 열 전달부(400), 열원(500) 및 열 공급라인(600)을 더 구비하여 하나의 열원(500)을 통해서 다수 개의 반응기(300)를 가열할 수 있다. 또한, 반응기(300)의 내주면에는 경사나 요철(310)이 형성되어 반응기(300)의 일단부와 타단부에서 반응이 불균일하게 발생하고 반응기(300) 타단부의 필터가 막히는 문제를 방지할 수 있으며, 반응기(300)의 반응관(340)은 내부관(320)과 외부관(330)으로 형성하여 관리의 용이성과 반응의 효율을 높여줄 수 있다.The batch type
분석기(20)는 반응기(300) 내부의 파우더의 성질을 분석한다. 예를 들어, 분석기(20)는 물리적 특성 분석장치(PPMS; Physical Property Measurement System)(21), 그리고 PM-TOF와 같은 질량 분석기(20)를 구비하여, 인-시츄(in-situ)로 파우더의 화학적 조성을 분석할 수 있다.The
이러한 분석기(20)에 의해 파우더의 성질을 즉각적으로 분석하여 반응기(300)로 공급하는 가스의 상태를 조절하거나 반응기(300)의 동작 지속 여부를 결정할 수 있다.By immediately analyzing the properties of the powder by the
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various types of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, it is considered to be within the scope of the claims of the present invention to various extents that can be modified by any person skilled in the art to which the invention pertains.
1 : 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 활용 시스템
10 : 뱃치 타입 파우더 ALD 장치
20 : 분석기
100 : 구동부
200 : 구동력 전환부
210 : 제1 베벨기어
220 : 제2 베벨기어
230 : 피동 회전축
300 : 반응기
310 : 요철
311 : 돌출부
320 : 내부관
321 : 블록
330 : 외부관
400 : 열 전달부
500 : 열원
600 : 열 공급라인
700 : 챔버1: Batch type powder ALD device utilization system
10: batch type powder ALD device 20: analyzer
100: driving unit 200: driving force conversion unit
210: first bevel gear 220: second bevel gear
230: driven rotation shaft 300: reactor
310: uneven 311: protrusion
320: inner tube 321: block
330: outer tube 400: heat transfer unit
500: heat source 600: heat supply line
700: chamber
Claims (15)
상기 구동부의 구동력을 다수 개의 피동 회전축에 전달하는 구동력 전환부; 및
상기 피동 회전축에 연결되는 다수 개의 반응기;를 포함하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
drive unit;
a driving force conversion unit for transmitting the driving force of the driving unit to a plurality of driven rotating shafts; and
A batch type powder ALD apparatus comprising a; a plurality of reactors connected to the driven rotation shaft.
상기 구동력 전환부는, 상기 구동부의 구동력 방향을 전환하는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
The method of claim 1,
The driving force conversion unit, a batch type powder ALD device, characterized in that for switching the direction of the driving force of the driving unit.
상기 구동력 전환부는,
상기 구동부의 구동 회전축에 고정되는 제1 베벨기어, 및
상기 제1 베벨기어에 맞물리며 상기 피동 회전축에 연결되는 제2 베벨기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
3. The method of claim 2,
The driving force conversion unit,
A first bevel gear fixed to the driving rotation shaft of the driving unit, and
and a second bevel gear engaged with the first bevel gear and connected to the driven rotation shaft.
상기 반응기별로 구비되어 상기 반응기의 둘레를 감싸는 열 전달부;
유체를 가열하는 열원; 및
상기 열원에 의해 가열된 유체를 열 전달부로 분산시켜 공급하는 열 공급라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
According to claim 1,
a heat transfer unit provided for each reactor and surrounding the periphery of the reactor;
a heat source that heats the fluid; and
The batch type powder ALD apparatus further comprising a; a heat supply line for dispersing and supplying the fluid heated by the heat source to the heat transfer unit.
다수 개의 상기 반응기를 한꺼번에 감싸는 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
The method of claim 1,
Batch type powder ALD apparatus, characterized in that it further comprises a chamber enclosing the plurality of reactors at once.
상기 반응기의 내주면은 일단부에서 타단부를 향해 상향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
According to claim 1,
Batch type powder ALD apparatus, characterized in that the inner peripheral surface of the reactor is inclined upwardly from one end toward the other end.
상기 반응기의 내주면 직경은 일단부에서 타단부로 갈수록 줄어드는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
7. The method of claim 6,
A batch type powder ALD apparatus, characterized in that the inner peripheral diameter of the reactor decreases from one end to the other.
상기 반응기의 일단부 내주면 중심과 타단부 내주면 중심은 서로 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
7. The method of claim 6,
A batch type powder ALD apparatus, characterized in that the center of the inner peripheral surface of one end and the center of the inner peripheral surface of the other end of the reactor are formed to be alternated with each other.
상기 반응기의 내주면에는 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
The method of claim 1,
A batch type powder ALD apparatus, characterized in that unevenness is formed on the inner peripheral surface of the reactor.
상기 요철에서 돌출부는 상기 반응기의 중심을 향해 돌출되고,
상기 요철은 상기 반응기의 원주 방향과 나란하게 연장되는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
10. The method of claim 9,
The protrusion in the irregularities protrudes toward the center of the reactor,
The batch type powder ALD apparatus, characterized in that the unevenness extends parallel to the circumferential direction of the reactor.
상기 요철에서 돌출부는 상기 반응기의 중심을 향해 돌출되고,
상기 요철은 나선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
10. The method of claim 9,
The protrusion in the irregularities protrudes toward the center of the reactor,
The batch type powder ALD apparatus, characterized in that the unevenness extends in a spiral.
상기 반응기는, 반응이 일어나는 공간을 갖는 내부관, 및 상기 내부관을 감싸는 외부관을 구비하는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
According to claim 1,
The reactor is a batch type powder ALD apparatus, characterized in that it comprises an inner tube having a space in which the reaction takes place, and an outer tube surrounding the inner tube.
상기 내부관과 상기 외부관은 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
13. The method of claim 12,
The batch type powder ALD apparatus, characterized in that the inner tube and the outer tube are made of different materials.
상기 내부관은 다수 개의 블록으로 이루어지고,
상기 블록 중 인접한 것은 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치.
13. The method of claim 12,
The inner tube is made of a plurality of blocks,
A batch type powder ALD apparatus, characterized in that adjacent ones of the blocks are made of different materials.
상기 반응기 내부의 파우더를 분석하는 분석기;를 포함하는 뱃치 타입 파우더 ALD 장치 활용 시스템.
A batch type powder ALD apparatus according to any one of claims 1 to 14; and
Batch-type powder ALD device utilization system comprising a; analyzer to analyze the powder inside the reactor.
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