KR960002118B1 - 밴드형 기초재의 연속 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

밴드형 기초재의 연속 코팅 장치

제1도는 본 발명의 독립 소스로서 배열된 선행기술의 알루미늄 밴드 코팅용의 증착용기의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1' : 증착용기 2,2' : 클램프

3,3' : 증착용기의 횡축 4 : 증착용기열의 중앙선

K : 공동 L,L' : 증착용기의 종축

X : 용기 사이의 간격 A : 밴드의 진행방향

B : 코팅지역 n : 지수

a : 증착용기의 횡축과 증착기열의 간격 b : 증착용기의 종축과의 수직간격

d : 평균 코팅 두께 d_max: 최대 코팅 두께

d_{min :}최소 코팅 두께: 효율=증착율/투입율

_{0 :}a=0 일때의 효율

본 발명은 같은 크기와 모양을 한 여러개의 증착기로 구성된 진공코팅실에서 밴드 기초재를 연속적으로 코팅하기 위한 장치에 관한 것이다. 증착기는 밴드가 통과하는 방향으로 서로 같은 간격을 두고 평행하게 배열된 증착기열로 구성되고, 모두 전도성의 세라믹으로 만들어졌으며 전류가 직접 통과함으로써 가열될 수 있다. 또한 증착할 와이어를 증착용기에 연속적으로 공급할 장치도 설치되어 있다.

선행기술로서, 밴드가 통과하는 방향을 따라 증착기가 평행하게 같은 간격을 두고 배열된 진공코팅실에서의 밴드형 기초재의 연속코팅장치가 공고된 바 있다. 또한 코팅한 기초재의 코팅 두께를 가능한 한 균일하게 하기 위해 증착기에 맞춰 작은 방들을 2열 혹은 그 이상의 평행한 열로 엇갈리게 배열시켜, 측면에서 보아 방들이 서로 겹치도록 해 증착틈을 방지하는 장치도 공고되었다(DE. PS 970 746).

아울러 밴드형 기초재를 연속증착시키기 위한 장치도 공고되었다(FRA 2052 433). 이 장치의 경우 증착기로서, 밴드의 진행방향과 수직으로 배열되고 연속해서 이동하며 원료가 보충되는 여러개의 증착용기가 설치되었다. 각 용기를 각각 조정하여 가열할 수 있다. 단점은 이 증착용기가 와이어 형태로 공급되는 금속을 증착시키기에는 부적당하다는 것이다. 마지막으로 증착용기가 같은 간격으로 밴드의 진행방향으로 배열되고 전류가 직접 통과함으로써 가열될 수 있는 밴드형 기초재의 연속증착장치가 공급되었다(JPA 01. 219 157).

지금까지의 기존의 이러한 장치들의 경우, 각 독립소스의 증착비임이 겹쳐지기 때문에 코팅할 밴드의 피막층이 불규칙한 단점이 있다.이상적인 피막분포는 증착기 사이 혹은 위에서 최대값과 최소값을 지니는 파형(波形)의 분포이다. 최대값과 최소값의 차이(혹은 진폭)로부터 가장 균일한 피막두께가 결정된다. 진폭 자체는 기하학적 배열, 독립소스의 방출특성(정격분포) 그리고 독립소스의 상호작용과는 관계가 없다.

위에서 언급한 DE. PS 970 246의 장치는 코팅분포를 개선시킬 수 있다. 그러나 밴드의 코팅넓이가 최대 3m이고 통상 코팅율이 1㎛/sec 이상인 고밀도 코팅인 경우 대안이 없다는 단점이 있는데, 왜냐하면, 1. 와이어를 연속적으로 공급할 수 없고, 2. 와이어를 증착시키기 위해 필요한 에너지 공급이 기술적으로 매우 어렵다고 판단되어지기 때문이다.

때문에 본 발명의 목적은 독립소스의 상호작용을 최소한으로 하고, 추가비용없이 코팅의 질을 개선시키기 위해 지금까지의 코팅의 균일도를 높이는데 있다. 이 목적은 본 발명에 따라 증착기열의 각 증착용기를 엇갈리게 배열함으로써 달성된다. 전체 증착용기는, 밴드의 진행방향과 직각으로 뻗어있고 넓이가 2×a이며 이 넓이는 증착기(1,1…)의 절반길이 보다 작은 좁은 코팅지역(B)을 카바한다.

본 추가 특허청구의 목적은 장치의 모든 장점과 특성을 유지하면서, 증착용기를 훨씬 간단하게 고정시키는데 있다. 증착용기를 이렇게 엇갈리게 배열함으로써 증기원자의 충돌수가 줄어들고(증기원자의 간격은 약 3㎜), 이에따라 상호작용이 감소된다. 또한 이러한 배열은 용기 사이 혹은 위에서 최대값과 최소값을 갖는 편평한 파형의 강도분포에 장점으로 작용하여 증착될 코팅면을 보다 균일하게 한다.

코팅의 과정은 계산모델로 설명된다. 도트소스(dot source)가 중복됨에 따라, 증착용기의 편평한 독립소스들은 COSnβ[β=용기의 수직면(surface normal)과 로칼벡터(local vector) 사이의 각도]에 비례한 총 강도분포와 일치한다. 코팅율이 약 6g/min일 경우, 측정된 독립소스의 코팅 두께의 분포(예를들면 용기 치수가 10×30×150[m]이고 공동(空洞, K)이 25×90[㎜]일 경우)는 지수 n=4의 강도분포에 의해 기술된다. 용기가 평행하게 배열되고 용기의 간격 X=95㎜인 증착기열의 전체 코팅 두께 분포의 경우, 지수는 n=20으로 높아지고, 최대값과 최소값 사이의 간격이 더 벌어져서 코팅의 균일도가 일정치 않다. 코팅과정은 주 특허 DE 40 27 034에서도 기술했듯이 계산 모델로 설명된다.

본 발명은 여러 방법으로 실시할 수 있다. 이 실시예 중 하나가 관련 도면에 따라 자세히 설명된다. 도면은 다음과 같다.

제1도에서 알 수 있듯이, 직사각형의 증착용기(1,1'…)는 그 표면에 오목부를 포함하는데 아래에서는 공동(K)으로 표시된다. 용기(1,1'…)는 그 정면에 원형의 클램프(2,2'…)에 의해 고정되어 있고 그 종축(L,L',…)이 증착기(1,1'…) 길이의 2/3 길이의 일정간격(X)을 유지하며 평행하게 뻗어가도록 배열된다. 각 증착용기(1,1'…)가 공유한 횡축(3)은 전체 용기(1,1'…)의 중앙선(4)과 일치하며 이에따라 전체 증착기열과 일치한다. 코팅될 밴드는 증착기열의 중앙선(4)에 대해 수직인 밴드의 진행방향(A)을 따라 이위로 이동할 수 있다.

제2도는 제1도와 유사하게 4개의 증착용기(1,1'…)로 구성된 증착기열의 절단부를 보여준다. 그러나 제2도에서는 제1도와는 달리 증착용기(1,1'…)가 그 횡축(3,3)과 함께 전체 증착기열의 중앙선(4)으로부터 간격(a) 만큼 교대로 엇갈려져 있다. 그러나 모든 증착용기(1,1'…)는 밴드의 진행방향(A)에 대해 종으로 뻗어있는 사선으로 표기된 좁은 코팅지역(B)을 카바한다.

제3도는 코팅된 밴드 기초재위에 코팅 두께 분포의 그래프이다. 분포곡선은 지수(n)에 다른 코사인(cosine)기능을 따르고 있는데 분리 독립소스의 경우 n=4이고 연결 독립소스의 경우 n=20이다.

코팅면의 절대 두께와 관계없이 포물선형의 분포곡선은 증착용기(1,1',…)의 종축(L,L',…)에 대해 수직을 이루어 간격 b=0일 때 그 최대값을 갖는다. 즉 최대값은 종축(L,L',…)위에 놓여있다. n=4인 분리 독립소스의 분포곡선은 약 ±300㎜일 경우 종좌표(b)쪽으로 좁혀지고, n=20인 증착용기(1,1',…)의 연결독립소스의 곡선은 경로가 급경사임을 육안으로 확인할 수 있으며, 약 ±120㎜일 때 이미 종좌표(b)에 잇닿아 있다.

도표 1은 a[a는 각 증착용기(1,1',…)의 횡축(3,3',…)과 증착기열의 중앙선(4) 사이의 간격이다]의 기능으로서 코팅 두께 편차와 효율 손실 (%)의 기입되어 있다.

은 총 효율을 나타내는데, 증착용기에서 배출되는 분자량에 대한 기초재위에 증착된 분자량의 비율이며, ₀는 a=0일 때의 효율이다.

이러한 조건하에서 약 6g/min의 일정한 증착율을 지니면, a=0일 경우 코팅 두께의 편차는 6∼8%가 되는데 효율의 손실은 없다. n=20일 경우 감소된 코팅 두께의 편차는 2∼3%, 효율 손실은 2%이다. 간격 a=30일 경우 코팅 두께의 편차는 1%이거나 1% 미만이며, 효율손실은 이미 4%에 달한다. 그러나 효율손실은 증착율이 높아지거나 차폐면을 변형함으로써 없어진다.

Claims (4)

1. 모두 전도성의 세라믹으로 만들어져 전류가 직접 통과함으로써 가열될 수 있는 같은 크기와 모양을 한 여러개의 증착기(1,1,…)가 밴드 (A)의 진행방향과 같은 간격(X)의 평행한 증착기열을 형성하고, 증착할 와이어를 증착용기에 연속적으로 공급할 장치가 진공실내에 설치되고, 증착용기열의 각 증착기(1,1, …)가 서로 엇갈리게 배열되고, 전체 증착기(1,1,…)가 같이 밴드의 진향방향(A)과 수직인 좁은 코팅지역(B)을 카바함을 특징으로 하는 밴드형 기초재의 연속코팅장치.
2. 제1항에 있어서, 코팅지역(B)의 넓이가 2×a이고, 이 넓이가 증착기(1,1,…)의 절반길이 보다 작음을 특징으로 하는 밴드형 기초재의 연속코팅장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 인접한 두 증착기(1,1,…)의 간격(X)은 증착기(1,1,…) 길이의 2/3 길이임을 특징으로 하는 밴드형 기초재의 연속코팅장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 증착기(1,1',…)에 공급되는 전류는 독자적으로 통제될 수 있음을 특징으로 하는 밴드형 기초재의 연속코팅장치.