플라스마 표면 처리 장치 및 방법 document_id A220623112663

금속 판재나 선재를 열처리해야 할 경우, 냉간 압연 공정과 같은 이전 공정에서 사용된 압연유, 공정상의 분진 등의 이물질을 제거하지 않으면, 압연유, 분진 등 이물질이 약 1050~1100℃의 열처리 온도에서 탄화되어 금속 판재 표면의 오염을 유발하고, 표면 결함을 야기하게 된다. 또한, 금속 판재나 선재와 같은 도전성 대상물의 표면에 다른 소재를 증착, 도포 또는 접합할 경우, 금속 판재의 표면을 세정하거나, 개질 하는 표면 처리를 통해서 접착력 및 밀착력을 향상시킬 수 있다. 따라서, 금속 판재나 선재와 같은 도전성 대상물의 표면을 처리하는 방법이 필요하다. 이러한 방법으로는 여러 가지 화학약품을 이용하는 방법, 플라스마를 이용하는 방법 등이 사용되어 왔다. 화학약품을 사용하는 방법은 알칼리나 TCE 등의 유기용제에 대상물을 침적하여 유기물을 제거하는 방법이다. 그러나 이러한 방법은, 알칼리 탱크, 전해 세정 탱크, 온수 세정 탱크, 건조 공정 등을 거치게 되어 그 공정이 복잡하다는 문제점이 있다. 또한, 반응성을 유지하기 위한 적절한 농도 및 온도가 필요하므로 상당한 양의 에너지가 소모되어야 한다는 문제점이 있다. 또한, 화학약품을 장시간 사용됨으로 인하여 표면에 기름층이 생성되므로 세정상태가 양호하지 못해 세정품질이 저하되고, 미세한 틈의 세정이 불가능하게 된다는 문제점 있다. 또한, 환경에도 나쁜 영향을 미치게 되는 문제점이 있다. 플라스마를 이용하는 방법은, 플라스마를 발생시켜 만들어진 이온이나 라디칼(radical) 등을 재료의 표면과 접촉시켜 재료표면의 불순물이나 오염물질을 제거하는 것이다. 이 중에서 이온을 주로 이용하는 방법은, 플라스마로 채워진 챔버 내에 표면 처리를 하고자 하는 대상물을 올려놓고, 대상물에 마이너스 고전압을 인가하여, 대상물의 표면 주위에 생성되는 천이성 플라스마 쉬스(Transition plasma sheath)에서 이온을 가속하면, 가속된 이온이 자발적으로 마이너스 고전압이 인가된 대상물의 표면과 충돌하는 원리를 이용한 것이다. 이 방법은 마이너스 고전압에 의해서 가속된 이온을 이용하여 표면을 처리하기 때문에 세정 및 표면 개질 효과가 우수하며, 표면 처리 속도가 매우 빠르다는 장점이 있다. 또한, 금속 산화물과 같은 무기물도 제거할 수 있다는 장점이 있다.