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WO2016186431A1 - 표면 처리용 선형 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생장치 - Google Patents

표면 처리용 선형 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생장치 Download PDF

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Publication number
WO2016186431A1
WO2016186431A1 PCT/KR2016/005218 KR2016005218W WO2016186431A1 WO 2016186431 A1 WO2016186431 A1 WO 2016186431A1 KR 2016005218 W KR2016005218 W KR 2016005218W WO 2016186431 A1 WO2016186431 A1 WO 2016186431A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
dielectric barrier
power
ground electrode
barrier layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2016/005218
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임유봉
이원오
박상후
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plasmapp Co Ltd
Original Assignee
Plasmapp Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plasmapp Co Ltd filed Critical Plasmapp Co Ltd
Priority to JP2017559699A priority Critical patent/JP6788615B2/ja
Priority to CN201680028625.6A priority patent/CN107624268B/zh
Publication of WO2016186431A1 publication Critical patent/WO2016186431A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • the present invention relates to a linear plasma generator using a dielectric barrier discharge (DBD) at atmospheric pressure, more specifically, a wafer composed of a power source electrode, a ground electrode, and a dielectric barrier layer therebetween to generate an atmospheric plasma.
  • DBD dielectric barrier discharge
  • the present invention relates to a linear plasma generator capable of surface treatment of a film or the like.
  • Korean Patent No. 10-0760551 discloses a uniform and stable large-area plasma generator autonomously at atmospheric pressure for surface treatment.
  • a second electrode disposed to form a discharge space by a predetermined distance from the first electrode applied through the matching circuit in a longitudinal direction, and a dielectric barrier layer covering both the first electrode for stable plasma discharge. It is characterized by including.
  • Patent No. 10-0760551 an arc occurs between treatment objects due to the formation of a local electric field due to charges accumulated on the dielectric surface surrounding the first electrode, and as a result, a defect occurs.
  • the generation of arc may form small holes in the thin film, which is a direct cause of the defect.
  • An indirect dielectric barrier discharge type plasma generation apparatus is proposed as a plasma surface treatment technique for controlling defects caused by plasma arc generation.
  • the electrode part is covered with a dielectric layer to which high voltage is applied, and the electrode part and the entire dielectric layer are wrapped in a housing so that high potentials are not exposed to the outside and arcs do not come out of the device.
  • Surface treatment technology is proposed as a plasma surface treatment technique for controlling defects caused by plasma arc generation.
  • Korean Patent No. 10-1503906 discloses a plasma reactor that uses an indirect plasma to remove damage that may be inflicted on a treated object for surface treatment.
  • a housing to which a ground electrode is connected and an electrode portion to which high frequency power is applied disposed inside the housing, a dielectric barrier layer surrounding all of the electrode portions, an electrode portion to which power is applied, and a lower portion arranged to maintain a constant distance from the dielectric barrier layer And a ground electrode portion.
  • a plurality of holes are formed between the lower ground electrode portion and the electrode portion to which electric power is applied, and a plurality of holes for injecting gas are formed, and an object such as a film is indirectly through the afterglow in the injected gas.
  • the surface treatment of can be performed.
  • Patent No. 10-1503906 although arc generation can be greatly reduced through indirect plasma, it has a problem that the surface treatment process efficiency is greatly reduced and it is difficult to secure a high production rate.
  • the prior art proposes a technique of a direct treatment to increase productivity using a dielectric barrier discharge and an indirect treatment to ensure stability.
  • a direct treatment to increase productivity using a dielectric barrier discharge and an indirect treatment to ensure stability.
  • the present inventors have repeatedly studied to develop a plasma generating apparatus technology capable of capturing surface accumulated charge on a dielectric surface in a plasma processing process using a direct dielectric barrier discharge, and thus has stable plasma discharge and high productivity.
  • a dielectric barrier plasma generator the present invention has been completed.
  • An object of the present invention is to provide a direct plasma generator capable of stable plasma surface treatment by capturing surface capacitive charges in a plasma generator using direct dielectric barrier discharge.
  • Another object of the present invention is to provide a direct plasma generator which is more efficient than the production efficiency of the conventional direct plasma generator by using afterglow in combination with direct plasma discharge.
  • Dielectric barrier discharge plasma generating apparatus includes a power electrode including a corner extending in the first direction; A ground electrode exposing one edge of the power electrode and extending in the first direction at a predetermined distance from the power electrode; A dielectric barrier layer interposed between the power supply electrode and the ground electrode and disposed to surround an edge of the power supply electrode; A plurality of nozzles spraying gas in a corner direction of the power electrode and arranged at a predetermined interval in the first direction and formed in the ground electrode; And an AC power supply for applying AC power to the power supply electrode. A dielectric barrier discharge is performed on the edge of the power electrode.
  • the power electrode is an isosceles triangular pillar shape
  • the vertex angle of the power electrode may be 30 to 90 degrees.
  • the nozzle may include a portion that runs parallel to the surface of the dielectric barrier layer before the gas is injected.
  • the diameter of the nozzle may be 0.5 millimeter to 1 millimeter.
  • the distance between the vertex of the dielectric barrier layer and the nozzle may be from 1 millimeter to 30 millimeters.
  • a portion in which the nozzle of the ground electrode is disposed may be chamfered along the first direction.
  • the dielectric barrier layer may further include an outer conductive layer at a portion in contact with the ground electrode.
  • the dielectric barrier layer may further include an inner conductive layer at a portion in contact with the power electrode.
  • the ground electrode may include a left ground electrode disposed on the left side of the power electrode and a right ground electrode disposed on the right side of the power electrode.
  • the nozzle may include a plurality of left nozzles formed on the left ground electrode and a plurality of right nozzles formed on the right ground electrode.
  • the left nozzle may be disposed to be offset in the first direction from the right nozzle.
  • the left ground electrode includes a left gas buffer space formed therein and extending in the first direction, wherein the right ground electrode is formed therein and extends in the first direction
  • the right gas buffer space may be included.
  • the left buffer space may receive gas from both ends of the first direction, and the right buffer space may receive gas in a second direction perpendicular to the first direction in the middle of the right buffer space.
  • the thickness of the dielectric barrier layer may be 0.5 millimeter to 2 millimeters.
  • the power electrode may be an isosceles triangular pillar shape.
  • An auxiliary dielectric barrier layer disposed on a side opposite to the vertex angle of the power electrode; And a ground electrode cover disposed on the auxiliary dielectric barrier layer and connecting the ground electrodes to each other.
  • the thickness of the auxiliary dielectric barrier layer may be at least 30 millimeters.
  • the present invention provides a linear plasma generator using direct dielectric barrier discharge.
  • the linear plasma apparatus can continuously process a large area substrate or film in the form of a line.
  • a ground electrode for capturing the capacitive charge on the surface of the dielectric barrier layer is in contact with the surface of the dielectric barrier layer so that the surface capacitive charge does not generate an arc and enables a stable surface treatment process.
  • the dielectric surface is coated with a conductive film so that the surface storage charge can move along the conductive film, so that arc discharge can be suppressed.
  • a metal thin film may be deposited or printed on the dielectric surface to form an equipotential boundary between gap spaces that may occur during processing, thereby completely blocking parasitic discharge.
  • Plasma is a power electrode having a triangular shape, a dielectric barrier layer surrounding the ground electrode, a ground electrode which is surrounded on the outer surface of the dielectric barrier layer except for a discharge region (a narrow tee region including a line connected to a triangle-shaped vertex), And a plurality of nozzles formed in the ground electrode.
  • Process gas may be supplied through the nozzle, and dielectric barrier discharge may be performed in the discharge region.
  • the chamfering process can increase the open area of the ground electrode, and at this time, the effect of plasma discharge and the afterglow by fluid flow can be expected at the dielectric surface of the open area. have.
  • the nozzles formed on opposite surfaces of the ground electrode may be formed of a plurality of holes crossing each other.
  • the plasma apparatus may perform direct plasma surface treatment through dielectric barrier discharge.
  • the ground electrode By having a ground electrode disposed in contact with the surface of the dielectric barrier layer, the ground electrode can block arcing through the capture of charge that accumulates on the surface of the dielectric barrier layer. Accordingly, a stable direct plasma surface treatment process can be performed. In addition, mass production reliability of the plasma apparatus can be ensured.
  • the gas supplied using the discharge occurring on the surface of the dielectric barrier layer may be secondary discharged to increase the process efficiency. Accordingly, it is possible to provide a dielectric barrier plasma generator for surface treatment having higher efficiency than the prior art.
  • FIG. 1 shows a dielectric barrier discharge plasma generating apparatus system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a dielectric barrier discharge plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge plasma apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the dielectric barrier layer of the plasma apparatus of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge plasma generating apparatus according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of the plasma generator of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a view showing a flow rate distribution according to the position of the nozzle.
  • dielectric barrier discharges can damage the separator film by the plasma source and cause product defects. Accumulated charge that accumulates on the surface of the plasma source dielectric barrier layer creates a locally high electric field, resulting in a high current density arc. Capacitive charge is surface accumulated charge in a dielectric barrier discharge (DBD) where current flow is blocked by the dielectric layer and accumulated on the dielectric surface.
  • DBD dielectric barrier discharge
  • arc discharge can operate as a cause of film damage. This arc discharge is the main cause for the continuous failure rate, and the solution is to suppress the formation of memory charge.
  • the dielectric barrier layer forms a locally high electric field by micro damage to the ceramic surface and can generate arcs of high current density along the electric field. If there is surface damage to the dielectric barrier material, the failure rate increases.
  • Dielectric barrier discharge plasma generating apparatus 1) to ensure stability through the surface charge trapping, has a high productivity by the direct DBD method, and improves the productivity and uniformity through Afterglow.
  • the plasma generating apparatus As the distance between the high voltage applying electrode and the susceptor is increased, the plasma is discharged on the surface of the dielectric barrier layer, and afterglow is caused by rapid fluid flow.
  • the hydrophilic treatment of the exposed surface of the workpiece disposed on the susceptor can be performed.
  • FIG. 1 shows a dielectric barrier discharge plasma generating apparatus system according to an embodiment of the present invention.
  • the dielectric barrier discharge plasma generating system includes a separator film wound in a roll shape, a roller 90 for transferring the separator film, and a plasma device 100 for hydrophilic treatment of the and transferred separator films. It may include.
  • the hydrophilic separator film may be provided in a lamination process. There may be a plurality of plasma apparatuses 100.
  • a separator used in a battery among electrochemical devices should be electrically isolated from each other between electrodes, and maintain at least a certain ion conductivity between the electrodes. Therefore, the separator used in such a battery is made of a thin porous insulating material having high ion permeability, good mechanical strength, and good long-term stability with respect to chemicals and solvents used in the electrolyte of a system, for example, a battery. In such batteries, the electromechanical separator must be permanently elastic and must follow movement in the system, eg, electrode pack, during the charging and discharging process.
  • the Ni-MH secondary battery membrane separator which is an environmentally friendly battery using a soluble electrolyte, should have alkali resistance by using an alkaline water soluble electrolyte, and should be economical without being reactive between electrodes.
  • a hydrophilic property does not have an affinity for a water-soluble alkaline electrolyte, so a separate hydrophilization treatment process is essential for application to the Ni-MH secondary battery. It must be accompanied.
  • a dielectric barrier plasma treatment may be used as the hydrophilization treatment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a dielectric barrier discharge plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the dielectric barrier discharge plasma generating apparatus 100 may include a power electrode 110 including an edge extending in a first direction; A ground electrode 120 that exposes one edge of the power electrode 110 and extends in the first direction (x-axis direction) at regular intervals from the power electrode 110; A dielectric barrier layer 130 interposed between the power electrode 110 and the ground electrode 120 and disposed to surround an edge of the power electrode; A plurality of nozzles 150 formed on the ground electrode 120 by injecting gas in a corner direction of the power electrode 110 and having a predetermined interval in the first direction; And an AC power source 140 for applying AC power to the power electrode 110. A dielectric barrier discharge is performed on the edge of the power electrode 110.
  • the dielectric barrier discharge plasma generator 100 may hydrophilize a separator of a battery using a process gas at atmospheric pressure.
  • the process gas used for the hydrophilic treatment may include one or more selected from oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), hydrogen (H 2 ), and argon (Ar).
  • the workpiece 30 treated by the dielectric barrier discharge may be fiber, metal, glass, or plastic.
  • the workpiece 30 may have a film form or a fixed shape with flexibility.
  • the workpiece 30 may be disposed on the susceptor 91.
  • the susceptor 91 may be transformed into a roller for moving the film or the substrate.
  • the power electrode 110 may have an isosceles triangular pillar shape, and the power electrode 110 may extend in a first direction (length direction).
  • the triangular pillar may include a vertex angle and sides disposed at both sides of the vertex angle in a plane defined in a first direction and a second direction.
  • the vertex angle of the power electrode 110 may be 30 degrees to 90 degrees.
  • the power electrode 110 may be a metal or a metal alloy.
  • the edges of the power electrode 110 may be spaced apart in the third direction (z-axis direction) to plasma-process the processed object 30.
  • the power electrode 110 may include a flow path 101 traveling in a first direction, and pressurized air or refrigerant may flow in the flow path. Accordingly, the power electrode 110 may be cooled.
  • the ground electrode 120 may be disposed to expose a corner of the power electrode 110.
  • the ground electrode 110 may be a metal or a metal alloy.
  • the ground electrodes 110 may be disposed to face sides disposed at both sides of the vertex angle. Surface charges or memory charges may accumulate at corners of the power supply electrode 110. Since the surface charge may cause an arc discharge, the ground electrode 110 may be disposed adjacent to the edge of the power electrode 110 in order to capture the surface charge.
  • the ground electrode 120 may include a left ground electrode 120a disposed on the left side of the power electrode 110 and a right ground electrode 120b disposed on the right side of the power electrode. An interval between the ground electrode 110 and the power electrode 110 may be constant. The left ground electrode 120a and the right ground electrode 120b may be symmetrically disposed with respect to the power electrode 110.
  • the ground electrode 110 may have a plate or right triangle shape extending in a first direction.
  • the ground electrode 110 may be disposed to expose a corner of the power electrode 110.
  • a dielectric barrier layer may be disposed between the left ground electrode 120a and the power electrode and between the right ground electrode 120b and the power electrode.
  • the dielectric barrier layer 130 may be a dielectric barrier layer such as plastic or ceramic.
  • the dielectric barrier layer 130 may be disposed to surround all or part of an outer surface of the power electrode 110.
  • the thickness of the dielectric barrier layer 130 may be 0.5 mm to 2 mm.
  • the dielectric barrier layer 130 may be formed of a thin plate.
  • the dielectric barrier layer 130 may include an outer conductive layer 135 at a portion in contact with the ground electrode and an inner conductive layer 136 at a portion in contact with the power electrode.
  • the outer conductive layer 135 eliminates the occurrence of parasitic discharge in the gap between the ground electrode and the outer conductive layer.
  • the inner conductive layer 136 is in contact with the power supply electrode to eliminate the occurrence of parasitic discharge in the gap between the inner conductive layer and the power supply electrode.
  • the inner conductive layer 136 may be formed to face the outer conductive layer 135. Accordingly, generation of parasitic discharge can be suppressed in a region where a strong electric field is applied between the power supply electrode and the ground electrode.
  • the outer conductive layer 135 and the inner conductive layer 136 may be directly coated on the dielectric barrier layer 130 with a metal material such as copper.
  • the outer conductive layer 135 and the inner conductive layer 136 may be adhered to the dielectric barrier layer 130 through an adhesive with a conductive thin film.
  • the outer conductive layer and the inner conductive layer may be formed by printing a metal face.
  • the inner conductive layer 136 may be coated to surround the edge of the power electrode. However, the outer conductive layer 135 may be coated to be removed from the edge of the power electrode for dielectric barrier discharge.
  • the outer conductive layer 135 substantially means an extension of the ground electrode. However, when the outer conductive layer is disposed to surround the edge of the dielectric barrier layer, no dielectric barrier discharge occurs. Thus, the open portion of the outer conductive layer can change the characteristics of the dielectric barrier discharge.
  • the nozzle 150 includes a plurality of left nozzles formed in the left ground electrode and a plurality of right nozzles formed in the right ground electrode.
  • the left gas buffer space may be formed in the left ground electrode and may extend in the first direction.
  • the right gas buffer space may be formed inside the right ground electrode and may extend in the first direction.
  • the left nozzle may be connected to the left buffer space, and the right nozzle may be connected to the right buffer space.
  • the nozzle 150 may include a portion where the nozzle proceeds in parallel with the surface of the dielectric barrier layer before injecting gas. Accordingly, the nozzle may proceed in the direction of the workpiece at a high flow rate while minimizing the generation of turbulence and cooling the dielectric barrier layer.
  • the gas flow injected from the left nozzle and the gas flow injected into the right nozzle may cross each other on an edge of the power electrode.
  • the AC power source 140 may have a frequency of several kHz to several tens of kHz, and may supply several kW to several tens of kW to the power electrode. It may include a matching circuit for efficiently transferring power between the AC power source and the power supply electrode.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge plasma apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the dielectric barrier layer of the plasma apparatus of FIG.
  • the dielectric barrier discharge plasma generating apparatus 200 includes a power electrode 110 including an edge extending in a first direction; A ground electrode 220 exposing one edge of the power electrode 110 and extending in the first direction at a predetermined distance from the power electrode; A dielectric barrier layer 230 interposed between the power supply electrode and the ground electrode and disposed to surround an edge of the power supply electrode; A plurality of nozzles 250a and 250b spraying gas in a corner direction of the power electrode and arranged at regular intervals in the first direction and formed in the ground electrode; And an AC power source 140 for applying AC power to the power electrode. A dielectric barrier discharge is performed on the edge of the power electrode.
  • the power electrode 110 may have an isosceles triangular pillar shape, and the power electrode 110 may extend in a first direction (length direction, x-axis direction).
  • the triangular pillar may include a vertex angle and sides disposed on both sides of the vertex angle.
  • the vertex angle of the power electrode 110 may be 30 degrees to 90 degrees.
  • the power electrode 110 may be a metal or a metal alloy.
  • the edge of the power electrode 110 may plasma-process the workpiece 30 spaced apart in the third direction (z-axis direction).
  • the power electrode 110 may include a flow path traveling in a first direction, and pressurized air or refrigerant may flow in the flow path. Accordingly, the power electrode can be cooled.
  • the ground electrode 220 may be disposed to expose the edge of the power electrode.
  • the ground electrode 220 may be a metal or a metal alloy.
  • the ground electrode 220 may have a right triangular pillar shape disposed to face sides disposed on both sides of the vertex angle of the power electrode 110.
  • the ground electrode 220 may extend in a first direction. Surface charges or memory charges may accumulate at corners of the power supply electrode 110. Since the surface charge may cause an arc discharge, the ground electrode 220 may be disposed adjacent to the corner to capture the surface charge.
  • the ground electrode 220 may include a left ground electrode 220a disposed on the left side of the power electrode 110 and a right ground electrode 220b disposed on the right side of the power electrode. An interval between the ground electrode 220 and the power electrode 110 may be constant. The left ground electrode 220a and the right ground electrode 220b may be symmetrically disposed with respect to the power electrode 110.
  • the ground electrode cover 224 may connect the upper side of the left ground electrode 220a and the upper side of the right ground electrode 220b to each other.
  • the ground electrode 220 may be formed to include a triangular pillar-shaped cavity as a whole.
  • the power electrode 110 surrounded by the dielectric barrier layer 230 is inserted into the cavity of the ground electrode 220. Meanwhile, in order to suppress parasitic discharge between the power electrode and the electrode, the distance between the ground electrode cover part 224 and the power electrode 110 is 30 millimeters or more and the left ground electrode 220a and the power electrode May be greater than the interval between 110.
  • the ground electrode 220 may have a right triangular pillar shape extending in a first direction.
  • the ground electrode 220 may be disposed to expose the edge of the power electrode.
  • a hypotenuse of the left ground electrode 220a and the right ground electrode 220b may be disposed to face the power electrode.
  • the portion of the dielectric barrier layer 230 covering the edge of the power electrode 110 may be disposed to protrude outward from the bottom surface of the ground electrode 220.
  • the dielectric barrier layer 230 may be a dielectric barrier layer such as plastic or ceramic.
  • the dielectric barrier layer 230 may include a primary dielectric barrier layer 232 and a secondary dielectric barrier layer 234.
  • the main dielectric barrier layer 230 may have a thickness of 0.5 millimeters to 2 millimeters.
  • the auxiliary dielectric barrier layer 234 may be disposed on a side opposite to the vertex of the power electrode. More specifically, the auxiliary dielectric barrier layer 234 may be disposed between the side opposite to the vertex angle of the power electrode and the ground electrode cover 224. A cross section of the auxiliary dielectric barrier layer 234 may be trapezoidal and may have a plate shape extending in a first direction. The auxiliary dielectric barrier layer 234 may have a thickness of 30 millimeters or more.
  • the dielectric barrier layer 230 may be formed of a thin plate.
  • the dielectric barrier layer 230 may include an outer conductive layer 235 at a portion in contact with the ground electrode and an inner conductive layer 236 at a portion in contact with the power electrode.
  • the outer conductive layer 235 eliminates the occurrence of parasitic discharge in the gap between the ground electrode and the outer conductive layer.
  • the inner conductive layer 236 contacts the power supply electrode to eliminate occurrence of parasitic discharge in the gap between the inner conductive layer and the power supply electrode.
  • the inner conductive layer may be formed to face the inner conductive layer. Accordingly, generation of parasitic discharge can be suppressed in a region where a strong electric field is applied between the power supply electrode and the ground electrode.
  • the outer conductive layer and the inner conductive layer may be directly coated on the dielectric barrier layer 230 with a metal material such as copper.
  • the outer conductive layer and the inner conductive layer may be adhered to the dielectric barrier layer through an adhesive using a conductive thin film.
  • the outer conductive layer and the inner conductive layer may be formed by printing a metal face.
  • the inner conductive layer may be coated to surround the edge of the power electrode.
  • the outer conductive layer can be coated to be removed from the edge of the power electrode for dielectric barrier discharge.
  • the outer conductive layer is not coated on the dielectric portion protruding from the bottom surface of the ground electrode.
  • the nozzles 250a and 252b include a plurality of left nozzles 252a formed in the left ground electrode 220a and a plurality of right nozzles 252b formed in the right ground electrode.
  • the left gas buffer space 222a may be formed in the left ground electrode 220a and may extend in the first direction.
  • the right gas buffer space 222b may be formed in the right ground electrode 220a and may extend in the first direction.
  • the left nozzle 250a may be connected to the left buffer space 222a, and the right nozzle 250b may be connected to the right buffer space 222b.
  • the nozzles 250a and 252b are connected to the buffer space 252 and It may include an inclined portion 254 that runs parallel to the surface of the dielectric barrier layer prior to spraying the gas. Accordingly, the nozzle may proceed in the direction of the workpiece at a high flow rate while minimizing the generation of turbulence and cooling the dielectric barrier layer.
  • the gas flow injected from the left nozzle and the gas flow injected into the right nozzle may cross each other on an edge of the power electrode.
  • the AC power source 140 may have a frequency of several kHz to several tens of kHz, and may supply several kW to several tens of kW to the power electrode. It may include a matching circuit for efficiently transferring power between the AC power source and the power supply electrode.
  • the object 30 is disposed adjacent to the bottom surface of the ground electrode 220, and the plasma formed at the edge of the power electrode 110 may directly process the object.
  • the secondary discharges formed on both sides of the plasma may also process the object 30 to improve the process speed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a dielectric barrier discharge plasma generating apparatus according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of the plasma generator of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a view showing a flow rate distribution according to the position of the nozzle.
  • the dielectric barrier discharge plasma generating apparatus 300 includes a power electrode 110 including an edge extending in a first direction; A ground electrode 320 exposing one edge of the power electrode 110 and extending in the first direction at a predetermined distance from the power electrode; A dielectric barrier layer 230 interposed between the power supply electrode and the ground electrode and disposed to surround an edge of the power supply electrode; A plurality of nozzles 250a and 250b spraying gas in a corner direction of the power electrode and arranged at regular intervals in the first direction and formed in the ground electrode; And an AC power source 140 for applying AC power to the power electrode. A dielectric barrier discharge is performed on the edge of the power electrode.
  • the ground electrode 320 may include a left ground electrode 320a disposed on the left side of the power electrode 110 and a right ground electrode 320b disposed on the right side of the power electrode. An interval between the ground electrode 320 and the power electrode 110 may be constant. The left ground electrode 320a and the right ground electrode 320b may be symmetrically disposed with respect to the power electrode 110.
  • the ground electrode cover 324 may connect an upper side of the left ground electrode 320a and an upper side of the right ground electrode 320b to each other.
  • the ground electrode 320 may be formed to include a triangular column-shaped cavity as a whole.
  • the power electrode 110 surrounded by the dielectric barrier layer 230 is inserted into the cavity of the ground electrode 320. Meanwhile, in order to suppress parasitic discharge between the power electrode and the electrode, the distance between the ground electrode cover part 324 and the power electrode 110 is 30 millimeters or more and the left ground electrode 320a and the power electrode May be greater than the interval between 110.
  • the ground electrode 320 may have a right triangular pillar shape extending in a first direction.
  • the ground electrode 320 may be disposed to expose the edge of the power electrode.
  • a hypotenuse of the left ground electrode 320a and the right ground electrode 320b may be disposed to face the power electrode.
  • An edge of the left ground electrode 320a and the right ground electrode 320b facing the edge of the power electrode may include a chamfered portion 329 that has been chamfered. That is, a portion where the nozzle of the ground electrode is disposed may be chamfered in the first direction.
  • the outer conductive layer 235 can be aligned with the chamfer 329 on the exposed dielectric barrier layer.
  • the nozzle is formed almost perpendicular to the chamfered surface. Thereby, the repeatability of a nozzle diameter can improve and mechanical stability can be improved.
  • the nozzles 250a and 250b may include a left nozzle 250a disposed on the left ground electrode and a right nozzle 250b disposed on the right ground electrode.
  • the left nozzle may be disposed to be offset from the right nozzle in a first direction.
  • the support unit 160 may be disposed at both ends of the ground electrode 320 in the first direction to fix the left and right ground electrodes to each other.
  • the left buffer space 222a is supplied with gas at both ends of the first direction (x-axis direction), and the right buffer space 222b is in the first direction in the middle of the right buffer space.
  • the gas may be supplied in a second direction (y-axis direction) perpendicular to the second direction. Therefore, the flow rate of the nozzle due to the pressure difference according to the position of the left buffer space may be compensated by the pressure difference according to the position of the right buffer space.
  • the nozzle can provide a constant flow rate in the first direction.
  • the unit distance between nozzles was normalized to one.
  • the injection of gas by the left nozzle has a maximum at 0.5 and the injection of gas by the right nozzle has a maximum at zeros and ones. Therefore, the overlap by the injection of the left nozzle and the injection of the right nozzle provides a uniform flow distribution of 0.9 or more.

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Abstract

본 발명은 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것이다. 이 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 제1 방향으로 연장되는 모서리를 포함하는 전원 전극; 상기 전원 전극의 하나의 모서리를 노출시키고 상기 전원 전극과 일정한 간격을 가지고 상기 제1 방향으로 연장되는 접지 전극; 상기 전원 전극과 상기 접지 전극 사이에 개재되고 상기 전원 전극의 모서리를 감싸도록 배치된 유전체 장벽층; 상기 전원 전극의 모서리 방향으로 가스를 분사하고 상기 제1 방향으로 일정한 간격을 배열되고 상기 접지 전극에 형성된 복수의 노즐; 및 상기 전원 전극에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함한다. 상기 전원 전극의 모서리 상에 유전체 장벽 방전을 수행한다.

Description

표면 처리용 선형 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생장치
본 발명은 상압에서 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge: DBD)을 이용하는 선형 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 전원 전극, 접지 전극, 그 사이의 유전체 장벽층으로 구성되어 대기압 플라즈마를 발생시켜 웨이퍼, 필름 등의 표면처리가 가능한 선형 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
한국 등록특허 10-0760551는 표면처리를 위하여 상압 상태에서 균일하고 안정된 대면적 플라즈마 발생자치를 개시하고 있다. 봉형상의 고주파 전력이 매칭회로를 통해 인가되는 제1전극과 길이방향으로 일정거리가 이격되어 방전공간을 형성하도록 배치된 제2전극과 안정적인 플라즈마 방전을 위해 제1전극을 모두 감싸고 있는 유전체 장벽층을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나 등록특허 10-0760551에서는 제1전극을 감싸는 유전체 표면에 쌓이는 전하들에 의한 국소적인 전기장의 형성으로 처리 대상체 사이에서 아크가 발생하고, 결과적으로 불량이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 특히, 이차전지의 분리막 합착 공정에 있어 얇은 유전체 분리막의 표면처리를 통해 접착력을 향상시키기 위한 상압 플라즈마를 이용한 표면처리에 있어 아크의 발생은 얇은 필름에 작은 구멍을 형성하기도 하는데, 이는 직접적인 불량의 원인이 된다.
이러한 플라즈마 아크 발생에 의한 불량 발생을 제어하는 플라즈마 표면처리 기술로 제안된 해결책으로 간적접인 유전장벽방전 방식의 플라즈마 발생장치가 있다. 고전압이 인가되는 전극부를 유전체 층으로 감싸고, 전극부와 유전체층 전체를 하우징으로 감싸서 외부로 높은 전위가 노출되지 않도록 하고 아크가 장치 밖으로 나오지 못하도록 하는 방식이며, 장치 내부에서 발생한 플라즈마 처리 가스를 분사하는 방식으로 표면처리하는 기술이다.
한국 등록특허 10-1503906는 표면처리를 위하여 처리 대상체에 가할 수 있는 손상을 제거하기 위해 간접적인 플라즈마를 이용하는 플라즈마 반응기를 개시하고 있다. 일반적으로 접지 전극이 연결되는 하우징과 하우징 내부에 배치된 고주파 전력이 인가되는 전극부, 전극부를 모두 감싸고 있는 유전체 장벽층, 전력이 인가되는 전극부 및 유전체 장벽층과 일정한 거리를 유지하며 배치되는 하부 접지 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 여기서 하부 접지 전극부와 전력이 인가되는 전극부 사이에서 발생하는 대기압 플라즈마와 가스를 분사할 수 있는 다수의 구멍들이 형성되어 있으며, 분사되는 가스에서 이차방전(afterglow)을 통해 간접적으로 필름과 같은 대상체의 표면처리를 수행할 수 있다. 그러나 등록특허 10-1503906에서는 간접적인 플라즈마를 통해 아크발생을 크게 줄일 수 있지만, 표면처리 공정 효율이 크게 떨어져 높은 생상율을 확보하기 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
종래의 기술은 유전체 장벽 방전을 이용하여 생상성을 높이기 위해 직접적으로 처리하는 방법과 안정성을 확보하기 위한 간접적으로 처리하는 방법의 기술을 제안하였다. 그러나, 높은 생산성을 가지면서 안정성을 확보하는 결과를 기대하는 것이 힘들다.
따라서, 직접적인 유전체 장벽 방전을 이용하는 플라즈마 표면처리를 수행하면서, 아크 발생을 방지하여 공정의 안정성을 확보하는 플라즈마 발생 장치에 대한 기술이 필요하다.
이에 본 발명자들은 직접적인 유전체 장벽 방전을 이용한 플라즈마 처리 공정에서 유전체 표면에 쌓이는 축전 전하(surface accumulated charge)의 포획이 가능한 플라즈마 발생 장치 기술을 개발하기 위해 거듭 연구한 끝에, 안정적인 플라즈마 방전과 높은 생산성을 가지는 유전체 장벽 플라즈마 발생장치로서, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 직접적인 유전체 장벽 방전을 이용하는 플라즈마 발생장치에서 표면 축전 전하의 포획을 통해 안정적인 플라즈마 표면처리를 할 수 있는 직접적인 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 직접적인 플라즈마 방전에 2차 방전(afterglow)를 함께 이용하여 종래의 직접적인 플라즈마 발생장치의 생산 효율보다 더 효율적인 직접적인 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에 언급한 과제들에 제한되지 않으면, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치는 제1 방향으로 연장되는 모서리를 포함하는 전원 전극; 상기 전원 전극의 하나의 모서리를 노출시키고 상기 전원 전극과 일정한 간격을 가지고 상기 제1 방향으로 연장되는 접지 전극; 상기 전원 전극과 상기 접지 전극 사이에 개재되고 상기 전원 전극의 모서리를 감싸도록 배치된 유전체 장벽층; 상기 전원 전극의 모서리 방향으로 가스를 분사하고 상기 제1 방향으로 일정한 간격을 배열되고 상기 접지 전극에 형성된 복수의 노즐; 및 상기 전원 전극에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함한다. 상기 전원 전극의 모서리 상에 유전체 장벽 방전을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원 전극은 이등변 삼각 기둥 형상이고, 상기 전원 전극의 꼭지각은 30도 내지 90도 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노즐은 가스를 분사하기 전에 상기 유전체 장벽층의 표면과 평행하게 진행하는 부위를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 노즐의 직경은 0.5 밀리미터 내지 1 밀리미터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 장벽층의 꼭지점과 상기 노즐 사이의 거리는 1 밀리미터 내지 30 밀리미터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극의 노즐이 배치되는 부위는 상기 제1 방향으로 따라 모따기 처리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 장벽층은 상기 접지 전극과 접촉하는 부위에 외부 도전층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 장벽층은 상기 전원 전극과 접촉하는 부위에 내부 도전층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지 전극은 상기 전원 전극의 좌측에 배치되는 좌측 접지 전극 및 상기 전원 전극의 우측에 배치되는 우측 접지 전극을 포함할 수 있다. 상기 노즐은 상기 좌측 접지 전극에 형성된 복수의 좌측 노즐과 상기 우측 접지 전극에 형성된 복수의 우측 노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 좌측 노즐은 상기 우측 노즐과 서로 제1 방향으로 오프셋 되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 좌측 접지 전극은 그 내부에 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 좌측 가스 버퍼 공간을 포함하고, 상기 우측 접지 전극은 그 내부에 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 우측 가스 버퍼 공간을 포함할 수 있다. 상기 좌측 버퍼 공간은 상기 제1 방향의 양단에서 가스를 공급받고, 상기 우측 버퍼 공간은 상기 우측 버퍼 공간의 중간에서 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 가스를 공급받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유전체 장벽층의 두께는 0.5 밀리미터 내지 2 밀리미터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원 전극은 상기 전원 전극은 이등변 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 전원 전극의 꼭지각에 대향하는 변 상에 배치된 보조 유전체 장벽층; 및 상기 보조 유전체 장벽층 상에 배치되고 상기 접지전극을 서로 연결하는 접지 전극 덮개부를 더 포함할 수 있다. 상기 보조 유전체 장벽층의 두께는 30 밀리미터 이상일 수 있다.
본 발명은 직접적인 유전체 장벽 방전을 이용하는 선형 플라즈마 발생장치를 제공한다. 선형 플라즈마 장치는 라인 형태의 대면적 기판 또는 필름을 연속적으로 처리할 수 있다. 이 플라즈마 발생장치는 유전체 장벽층 표면의 축전 전하를 포획하기 위한 접지 전극이 유전체 장벽층 표면과 접촉하고 있어 표면 축전 전하가 아크를 발생하지 않고 안정적인 표면처리 공정이 가능하게 한다. 상기 유전체 표면은 도전막으로 코팅되어, 표면 축전 전하는 상기 도전막을 따라 이동할 수 있어, 아크 방전이 억제될 수 있다.
플라즈마 발생이 의도하지 않은 영역에서 일어나는 것(기생 방전)을 방지하기 위해 유전체 표면에 금속 박막을 증착 또는 인쇄하여 가공상 발생 가능한 틈새 공간의 경계를 등전위로 형성하여 기생방전을 완벽히 차단할 수 있다.
플라즈마는 삼각형 모양을 가지는 전원 전극과 이를 둘러쌓고 있는 유전체 장벽층, 유전체 장벽층의 외부표면에 방전 영역(삼각형 모양의 꼭지점으로 연결되는 선을 포함하는 좁은 티 영역)을 제외하고 감싸고 있는 접지 전극, 및 상기 접지 전극에 형성된 다수의 노즐을 포함한다. 상기 노즐을 통해 공정 가스가 공급되고, 상기 방전 영역에서 유전체 장벽 방전이 수행될 수 있다.
직접적인 플라즈마 방전을 통한 표면처리를 위해서 모따기 처리하여 접지 전극의 개방 영역을 크게 할 수 있으며, 이때 개방된 영역의 유전체 표면에서의 플라즈마 방전과 유체 흐름에 의한 2차방전(afterglow)의 효과를 기대할 수 있다.
균일한 플라즈마 방전 및 표면처리를 위해서 접지전극의 서로 마주하는 면에 형성된 노즐은 서로 교차하는 다수의 구멍으로 형성할 수 있다. 또한 가스 주입 방식을 달리하여 기체 분사의 공간 균일도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 접지 전극의 한 면의 가스 주입을 양단 끝에서 공급을 할 경우, 상기 접지 전극의 다른 면에서는 중앙에서 가스를 공급하여 선형적 공간 균일도를 크게 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 장치는 유전체 장벽 방전을 통해 직접적인 플라즈마 표면 처리를 수행할 수 있다. 유전체 장벽층 표면에 접촉하여 배치된 접지 전극을 구비함으로써, 상기 접지 전극은 유전체 장벽층 표면에 축적되는 전하의 포획을 통해 아크 발생을 차단할 수 있다. 이에 따라, 안정적인 직접적인 플라즈마 표면 처리 공정을 수행할 수 있다. 또한, 플라즈마 장치의 양산 신뢰성이 확보될 수 있다. 또한, 유전체 장벽층 표면에서 일어나는 방전을 이용하여 공급되는 가스가 2차 방전되어 공정 효율이 높아질 수 있다. 이에 따라, 종래의 기술보다 높은 효율을 가지는 표면 처리용 유전체 장벽 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있다.
또한, 대칭면에서 공급되는 가스의 공급방식에 있어 서로 보상하는 방식을 이용하여 플라즈마 발생의 공간 균일도를 향상할 수 있으며, 유전체 장벽층 표면에 평행하면서 교차하여 공급되는 층류 흐름(Laminar flow)를 이용하여 플라즈마 가스의 전파 효율을 높일 수 있다. 이에 따라 높은 효율을 가지는 유전체 장벽 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치를 설명하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치를 설명하는 단면도이다.
도 4는 도 3의 플라즈마 장치의 유전체 장벽층을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치를 설명하는 단면도이다.
도 6은 도 5의 플라즈마 발생 장치의 평면도이다.
도 7은 노즐의 위치에 따른 유량 분포를 나타내는 도면이다.
통상적인 유전체 장벽 방전은 플라즈마 소스에 의한 분리막 필름을 손상시켜 제품 불량을 유발할 수 있다. 플라즈마 소스 유전체 장벽층의 표면에 쌓이는 축적 전하는 국소적으로 높은 전기장을 형성하여 높은 전류밀도의 아크 발생시킨다. 축전 전하는 유전체 장벽 방전(DBD)에서 전류 흐름이 유전체 층에 막혀 유전체 표면에 쌓이는 전하(Surface accumulated charge)이다. 이에 따라, 아크 방전은 필름 손상의 원인으로 동작할 수 있다. 이러한 아크 방전은 불량률을 지속적으로 발생하게 하는 가장 주된 원인이며, 그 해결 방안은 기억전하 형성 억제하는 것이다.
유전체 장벽층은 세라믹 표면의 마이크로 손상에 의해 국소적으로 높은 전기장을 형성하고, 그 전기장을 따라 높은 전류밀도의 아크 발생할 수 있다. 유전체 장벽 물질에 표면 손상이 있을 경우 불량률이 증가한다.
종래의 직접 처리 방식 유전체 장벽 방전은 기억전하(memory charge) 또는 표면 전하에 의한 아크 발생으로 안정성이 저하되는 문제점을 가진다. 또한, 2차 방전(Afterglow)를 이용하는 간접 방식 유전체 장벽 방전인 경우, 분사되는 유속 균일도 확보가 어려워 표면처리의 공간 균일도 확보가 어렵다. Afterglow를 이용하는 간접 방식은 직접 처리 방식보다 낮은 생산성을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생장치는 1) 표면 전하 포획을 통한 안정성을 확보하고, 직접 DBD 방식에 의한 높은 생산성을 가지며, Afterglow를 통한 생산성 및 균일도를 향상시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치에서, 고전압 인가 전극과 서셉터(Susceptor) 사이의 거리가 멀어짐에 따라 유전체 장벽층 표면에서 플라즈마가 방전되고, 빠른 유체 흐름에 의해 2차 방전(afterglow)에 의하여 상기 서셉터 상에 배치된 피처리물의 노출된 표면을 친수 처리할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치 시스템은 롤형태로 감긴 분리막 필름, 상기 분리막 필름을 이송시키는 롤러(90), 및 상기 및 이송된 분리판 필름을 친수성 처리하는 플라즈마 장치(100)를 포함할 수 있다. 친수 처리된 분리막 필름은 합지 공정에 제공될 수 있다. 상기 플라즈마 장치(100)는 복수 개일 수 있다.
통상적으로, 전기화학소자 중에서 전지(Battery)에 사용되는　분리막은 전극들 사이에서 서로 전기적으로 격리되어야 하며, 상기 전극들 사이에서 일정 이상의 이온전도도를 유지하여야 한다. 따라서, 이러한 전지(Battery)에 사용되는　분리막은 이온 투과율이 높으며 기계적 강도가 양호하고 시스템, 예를 들면, 배터리의 전해질에 사용되는 화학 물질과 용매에 대한 장기 안정성이 양호한 얇은 다공성 절연 물질로 이루어진다. 이러한 배터리에서, 전기　분리막은 영구적으로 탄성이여야 하며, 충전과 방전 과정에서 시스템, 예를 들면, 전극 팩(pack)에서의 움직임을 뒤따라야 한다. 용성 전해액을 사용하는 친환경전지인 Ni-MH 이차전지용　분리막은 알칼리 수용성 전해액을 사용함에 따라 내알칼리성을 지녀야 하며, 또한 전극들 간에 반응성이 없으면서 가격도 경제적이어야 한다. 이러한 상기 Ni-MH 이차전지용　분리막으로 폴리올레핀계 고분자물질을 적용할 경우, 소수성 특성으로 인해 수용성 알칼리 전해액에 대한 친화성이 없기 때문에 Ni-MH 이차전지에 적용하기 위해서는 별도의 친수화 처리 과정이 필수적으로 수반되어야 한다. 이러한 친수화 처리 과정으로는 유전체 장벽 플라즈마　처리가 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치(100)는 제1 방향으로 연장되는 모서리를 포함하는 전원 전극(110); 상기 전원 전극(110)의 하나의 모서리를 노출시키고 상기 전원 전극(110)과 일정한 간격을 가지고 상기 제1 방향(x축 방향)으로 연장되는 접지 전극(120); 상기 전원 전극(110)과 상기 접지 전극(120) 사이에 개재되고 상기 전원 전극의 모서리를 감싸도록 배치된 유전체 장벽층(130); 상기 전원 전극(110)의 모서리 방향으로 가스를 분사하고 상기 제1 방향으로 일정한 간격을 배열되고 상기 접지 전극(120)에 형성된 복수의 노즐(150); 및 상기 전원 전극(110)에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(140)을 포함한다. 상기 전원 전극(110)의 모서리 상에 유전체 장벽 방전을 수행한다.
상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치(100)는 대기압에서 공정 가스를 이용하여 전지(Battery)의 분리막을 친수 처리할 수 있다. 상기 친수 처리에 사용되는 공정 가스는 산소(O2), 질소(N2), 수소(H2) 및 아르곤(Ar) 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 유전체 장벽 방전에 의하여 처리되는 피처리물(30)은 섬유, 금속, 유리, 또는 플라스틱일 수 있다. 상기 피처리물(30)은 가요성을 가지는 필름 형태 또는 고정된 형상을 가질 수 있다. 피처리물(30)은 서셉터(91) 상에 배치될 수 있다. 상기 서셉터(91)는 필름 또는 기판을 이동시키는 롤러로 변형될 수 있다.
상기 전원 전극(110)은 이등변 삼각 기둥 형상이고, 상기 전원 전극(110)은 제1 방향(길이 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 삼각 기둥은 제1 방향과 제2 방향에 정의되는 평면에서 꼭지각과 상기 꼭지각의 양측에 배치된 변을 포함할 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 꼭지각은 30도 내지 90도 일 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 모서리는 제3 방향(z축 방향)으로 이격되어 배치도니 피처리물(30)을 플라즈마 처리할 수 있다. 상기 전원 전극(110)은 제1 방향으로 진행하는 유로(101)를 포함하고, 상기 유로에 가압 공기 또는 냉매가 흐를 수 있다. 이에 따라, 상기 전원 전극(110)은 냉각될 수 있다.
상기 접지 전극(120)은 상기 전원 전극(110)의 모서리를 노출하도록 배치될 수 있다. 상기 접지 전극(110)은 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 구체적으로, 상기 접지 전극(110)은 상기 꼭지각의 양측에 배치된 변에 대향하여 각각 배치될 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 모서리에는 표면 전하 또는 기억 전하가 축적될 수 있다. 상기 표면 전하는 아크 방전을 유발할 수 있으므로, 상기 표면 전하는 포획하기 위하여, 상기 접지 전극(110)은 상기 전원 전극(110)의 상기 모서리에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 접지 전극(120)은 상기 전원 전극(110)의 좌측에 배치되는 좌측 접지 전극(120a) 및 상기 전원 전극의 우측에 배치되는 우측 접지 전극(120b)을 포함할 수 있다. 상기 접지 전극(110)과 상기 전원 전극(110) 사이의 간격은 일정할 수 있다. 상기 좌측 접지 전극(120a)과 상기 우측 접지 전극(120b)은 상기 전원 전극(110)에 대하여 대칭적으로 배치될 수 있다.
상기 접지 전극(110)은 제1 방향으로 연장되는 판 또는 직각 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 접지 전극(110)은 상기 전원 전극(110)의 모서리를 노출하도록 배치될 수 있다. 상기 좌측 접지 전극(120a)과 상기 전원 전극 사이 및 상기 우측 접지 전극(120b)과 상기 전원 전극 사이에 유전체 장벽층이 배치될 수 있다.
상기 유전체 장벽층(130)은 플라스틱, 세라믹과 같은 유전체 장벽층일 수 있다. 상기 유전체 장벽층(130)은 상기 전원 전극(110)의 외부면의 전부 또는 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 유전체 장벽층(130)의 두께는 0.5 밀리미터 내지 2 밀리미터일 수 있다. 상기 유전체 장벽층(130)은 얇은 판으로 형성될 수 있다. 상기 유전체 장벽층(130)은 상기 접지 전극과 접촉하는 부위에 외부 도전층(135) 및 상기 전원 전극과 접촉하는 부위에 내부 도전층(136)을 포함할 수 있다. 상기 외부 도전층(135)은 상기 접지 전극과 상기 외부 도전층 사이의 틈에 기생 방전의 발생을 제거한다. 상기 내부 도전층(136)은 상기 전원 전극과 접촉하여 상기 내부 도전층과 상기 전원 전극 사이의 틈에 기생방전의 발생을 제거한다. 상기 내부 도전층(136)은 상기 외부 도전층(135)과 마주 보도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 전원 전극과 상기 접지 전극 사이의 강한 전기장이 인가되는 영역에서 기생 방전의 발생이 억제될 수 있다. 상기 외부 도전층(135) 및 상기 내부 도전층(136)은 구리와 같은 금속 재질로 상기 유전체 장벽층(130)에 직접 코팅될 수 있다. 또는, 상기 외부 도전층(135) 및 상기 내부 도전층(136)은 도전성 박막으로 접착제를 통하여 상기 유전체 장벽층(130)에 접착될 수 있다. 또는 상기 외부 도전층 및 상기 내부 도전층은 금속 페이스를 인쇄하여 형성될 수 있다. 상기 내부 도전층(136)은 상기 전원 전극의 모서리를 감싸도록 코팅될 수 있다. 그러나, 상기 외부 도전층(135)은 유전체 장벽 방전을 위하여 상기 전원 전극의 모서리에서 제거되도록 코팅될 수 있다. 상기 외부 도전층(135)은 실질적으로 상기 접지 전극의 연장을 의미한다. 그러나, 상기 외부 도전층이 상기 유전체 장벽층의 모서리를 감싸도록 배치된 경우, 유전체 장벽 방전은 발생하지 않는다. 따라서, 상기 외부 도전층의 개방 부위는 유전체 장벽 방전의 특성을 변경할 수 있다.
상기 노즐(150)은 상기 좌측 접지 전극에 형성된 복수의 좌측 노즐과 상기 우측 접지 전극에 형성된 복수의 우측 노즐을 포함한다. 상기 좌측 가스 버퍼 공간은 상기 좌측 접지 전극의 내부에 형성되고 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 우측 가스 버퍼 공간은 상기 우측 접지 전극의 내부에 형성되고 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 좌측 노즐은 상기 좌측 버퍼 공간에 연결되고, 상기 우측 노즐은 상기 우측 버퍼 공간에 연결될 수 있다.
노즐(150)은 상기 노즐은 가스를 분사하기 전에 상기 유전체 장벽층의 표면과 평행하게 진행하는 부위를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 노즐은 난류 발생을 최소화하고 상기 유전체 장벽층을 냉각하면서 높은 유속으로 피처리물 방향으로 진행할 수 있다. 상기 좌측 노즐에서 분사된 가스 흐름과 상기 우측 노즐에 분사된 가스 흐름은 상기 전원 전극의 모서리 상에서 서로 교차할 수 있다.
상기 교류 전원(140)은 수 kHz 내지 수십 kHz 수준의 주파수를 가지며, 수 kW 내지 수십 kW를 상기 전원 전극에 공급할 수 있다. 상기 교류 전원과 상기 전원 전극 사이에 전력을 효율적으로 전달하기 위한 매칭 회로를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 장치를 설명하는 단면도이다.
도 4는 도 3의 플라즈마 장치의 유전체 장벽층을 설명하는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치(200)는 제1 방향으로 연장되는 모서리를 포함하는 전원 전극(110); 상기 전원 전극(110)의 하나의 모서리를 노출시키고 상기 전원 전극과 일정한 간격을 가지고 상기 제1 방향으로 연장되는 접지 전극(220); 상기 전원 전극과 상기 접지 전극 사이에 개재되고 상기 전원 전극의 모서리를 감싸도록 배치된 유전체 장벽층(230); 상기 전원 전극의 모서리 방향으로 가스를 분사하고 상기 제1 방향으로 일정한 간격을 배열되고 상기 접지 전극에 형성된 복수의 노즐(250a,250b); 및 상기 전원 전극에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(140)을 포함한다. 상기 전원 전극의 모서리 상에 유전체 장벽 방전을 수행한다.
상기 전원 전극(110)은 이등변 삼각 기둥 형상이고, 상기 전원 전극(110)은 제1 방향(길이 방향, x축 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 삼각 기둥은 꼭지각과 상기 꼭지각의 양측에 배치된 변을 포함할 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 꼭지각은 30도 내지 90도 일 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 모서리는 제3 방향(z축 방향)으로 이격되어 배치되는 피처리물(30)을 플라즈마 처리할 수 있다. 상기 전원 전극(110)은 제1 방향으로 진행하는 유로를 포함하고, 상기 유로에 가압 공기 또는 냉매가 흐를 수 있다. 이에 따라, 상기 전원 전극은 냉각될 수 있다.
상기 접지 전극(220)은 상기 전원 전극의 모서리를 노출하도록 배치될 수 있다. 상기 접지 전극(220)은 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 구체적으로, 상기 접지 전극(220)은 상기 전원 전극(110)의 상기 꼭지각의 양측에 배치된 변에 대향하여 각각 배치된 직각 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 접지 전극(220)은 제1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 전원 전극(110)의 모서리에는 표면 전하 또는 기억 전하가 축적될 수 있다. 상기 표면 전하는 아크 방전을 유발할 수 있으므로, 상기 표면 전하는 포획하기 위하여, 상기 접지 전극(220)은 상기 모서리에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 접지 전극(220)은 상기 전원 전극(110)의 좌측에 배치되는 좌측 접지 전극(220a) 및 상기 전원 전극의 우측에 배치되는 우측 접지 전극(220b)을 포함할 수 있다. 상기 접지 전극(220)과 상기 전원 전극(110) 사이의 간격은 일정할 수 있다. 상기 좌측 접지 전극(220a)과 상기 우측 접지 전극(220b)은 상기 전원 전극(110)에 대하여 대칭적으로 배치될 수 있다. 접지 전극 덮개부(224)는 상기 좌측 접지 전극(220a)의 상부 측면과 상기 우측 접지 전극(220b)의 상부 측면을 서로 연결할 수 있다. 상기 접지 전극(220)은 전체로 삼각 기둥 형상의 케비티를 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 접지 전극(220)의 케비티 내부에는 유전체 장벽층(230)으로 둘러싸인 전원 전극(110)이 삽입된다. 한편, 상기 전원 전극과 상기 전극 사이의 기생 방전을 억제하기 위하여 상기 접지 전극 덮개부(224)와 상기 전원 전극(110) 사이의 간격은 30 밀리미터 이상으로 상기 좌측 접지 전극(220a)과 상기 전원 전극(110) 사이의 간격보다 클 수 있다.
상기 접지 전극(220)은 제1 방향으로 연장되는 직각 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 접지 전극(220)은 상기 전원 전극의 모서리를 노출하도록 배치될 수 있다. 상기 좌측 접지 전극(220a)과 상기 우측 접지 전극(220b)의 빗변은 상기 전원 전극을 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 전원 전극(110)의 모서리를 덮는 상기 유전체 장벽층(230)의 부위는 상기 접지 전극(220)의 하부면에서 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다. 상기 유전체 장벽층(230)은 플라스틱, 세라믹과 같은 유전체 장벽층일 수 있다.
상기 유전체 장벽층(230)은 주 유전체 장벽층(232) 및 보조 유전체 장벽층(234)을 포함할 수 있다. 상기 주 유전체 장벽층(230)의 두께는 0.5 밀리미터 내지 2 밀리미터일 수 있다.
보조 유전체 장벽층(234)은 상기 전원 전극의 꼭지각에 대향하는 변 상에 배치될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 보조 유전체 장벽층(234)은 상기 전원 전극의 꼭지각에 대향하는 변과 접지 전극 덮개부(224) 사이에 배치될 수 있다. 상기 보조 유전체 장벽층(234)의 단면은 사다리꼴이고, 제1 방향으로 연장되는 판 형상일 수 있다. 상기 보조 유전체 장벽층(234)의 두께는 30 밀리미터 이상일 수 있다.
상기 유전체 장벽층(230)은 얇은 판으로 형성될 수 있다. 상기 유전체 장벽층(230)은 상기 접지 전극과 접촉하는 부위에 외부 도전층(235) 및 상기 전원 전극과 접촉하는 부위에 내부 도전층(236)을 포함할 수 있다. 상기 외부 도전층(235)은 상기 접지 전극과 상기 외부 도전층 사이의 틈에 기생 방전의 발생을 제거한다. 상기 내부 도전층(236)은 상기 전원 전극과 접촉하여 상기 내부 도전층과 상기 전원 전극 사이의 틈에 기생방전의 발생을 제거한다. 상기 내부 도전층은 상기 내부 도전층과 마주 보도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 전원 전극과 상기 접지 전극 사이의 강한 전기장이 인가되는 영역에서 기생 방전의 발생이 억제될 수 있다. 상기 외부 도전층 및 상기 내부 도전층은 구리와 같은 금속 재질로 상기 유전체 장벽층(230)에 직접 코팅될 수 있다. 또는, 상기 외부 도전층 및 상기 내부 도전층은 도전성 박막으로 접착제를 통하여 상기 유전체 장벽층에 접착될 수 있다. 또는 상기 외부 도전층 및 상기 내부 도전층은 금속 페이스를 인쇄하여 형성될 수 있다. 상기 내부 도전층은 상기 전원 전극의 모서리를 감싸도록 코팅될 수 있다. 그러나, 상기 외부 도전층은 유전체 장벽 방전을 위하여 상기 전원 전극의 모서리에서 제거되도록 코팅될 수 있다. 상기 외부 도전층은 상기 접지 전극의 하부면에서 돌출된 유전체부에는 코팅되지 않는다
상기 노즐(250a, 252b)은 상기 좌측 접지 전극(220a)에 형성된 복수의 좌측 노즐(252a)과 상기 우측 접지 전극에 형성된 복수의 우측 노즐(252b)을 포함한다. 상기 좌측 가스 버퍼 공간(222a)은 상기 좌측 접지 전극(220a)의 내부에 형성되고 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 우측 가스 버퍼 공간(222b)은 상기 우측 접지 전극(220a)의 내부에 형성되고 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다. 상기 좌측 노즐(250a)은 상기 좌측 버퍼 공간(222a)에 연결되고, 상기 우측 노즐(250b)은 상기 우측 버퍼 공간(222b)에 연결될 수 있다.
노즐(250a, 252b)은 상기 버퍼 공간과 연결되는 연결 부위(252) 및 가스를 분사하기 전에 상기 유전체 장벽층의 표면과 평행하게 진행하는 경사 부위(254)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 노즐은 난류 발생을 최소화하고 상기 유전체 장벽층을 냉각하면서 높은 유속으로 피처리물 방향으로 진행할 수 있다. 상기 좌측 노즐에서 분사된 가스 흐름과 상기 우측 노즐에 분사된 가스 흐름은 상기 전원 전극의 모서리 상에서 서로 교차할 수 있다.
상기 교류 전원(140)은 수 kHz 내지 수십 kHz 수준의 주파수를 가지며, 수 kW 내지 수십 kW를 상기 전원 전극에 공급할 수 있다. 상기 교류 전원과 상기 전원 전극 사이에 전력을 효율적으로 전달하기 위한 매칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 피처리물(30)은 상기 접지 전극(220)의 하부면과 인접하게 배치되고, 상기 전원 전극(110)의 모서리에서 형성된 플라즈마는 직접 상기 피처리물을 처리할 수 있다. 또한, 상기 플라즈마의 양측에 형성된 2차 방전은 역시 상기 피처리물(30)을 처리하여 공정 속도를 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치를 설명하는 단면도이다.
도 6은 도 5의 플라즈마 발생 장치의 평면도이다.
도 7은 노즐의 위치에 따른 유량 분포를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 7에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치(300)는 제1 방향으로 연장되는 모서리를 포함하는 전원 전극(110); 상기 전원 전극(110)의 하나의 모서리를 노출시키고 상기 전원 전극과 일정한 간격을 가지고 상기 제1 방향으로 연장되는 접지 전극(320); 상기 전원 전극과 상기 접지 전극 사이에 개재되고 상기 전원 전극의 모서리를 감싸도록 배치된 유전체 장벽층(230); 상기 전원 전극의 모서리 방향으로 가스를 분사하고 상기 제1 방향으로 일정한 간격을 배열되고 상기 접지 전극에 형성된 복수의 노즐(250a,250b); 및 상기 전원 전극에 교류 전력을 인가하는 교류 전원(140)을 포함한다. 상기 전원 전극의 모서리 상에 유전체 장벽 방전을 수행한다.
상기 접지 전극(320)은 상기 전원 전극(110)의 좌측에 배치되는 좌측 접지 전극(320a) 및 상기 전원 전극의 우측에 배치되는 우측 접지 전극(320b)을 포함할 수 있다. 상기 접지 전극(320)과 상기 전원 전극(110) 사이의 간격은 일정할 수 있다. 상기 좌측 접지 전극(320a)과 상기 우측 접지 전극(320b)은 상기 전원 전극(110)에 대하여 대칭적으로 배치될 수 있다. 접지 전극 덮개부(324)는 상기 좌측 접지 전극(320a)의 상부 측면과 상기 우측 접지 전극(320b)의 상부 측면을 서로 연결할 수 있다. 상기 접지 전극(320)은 전체로 삼각 기둥 형상의 케비티를 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 접지 전극(320)의 케비티 내부에는 유전체 장벽층(230)으로 둘러싸인 전원 전극(110)이 삽입된다. 한편, 상기 전원 전극과 상기 전극 사이의 기생 방전을 억제하기 위하여 상기 접지 전극 덮개부(324)와 상기 전원 전극(110) 사이의 간격은 30 밀리미터 이상으로 상기 좌측 접지 전극(320a)과 상기 전원 전극(110) 사이의 간격보다 클 수 있다.
상기 접지 전극(320)은 제1 방향으로 연장되는 직각 삼각 기둥 형상일 수 있다. 상기 접지 전극(320)은 상기 전원 전극의 모서리를 노출하도록 배치될 수 있다. 상기 좌측 접지 전극(320a)과 상기 우측 접지 전극(320b)의 빗변은 상기 전원 전극을 마주보도록 배치될 수 있다. 상기 전원 전극의 모서리를 마주보는 상기 상기 좌측 접지 전극(320a)과 상기 우측 접지 전극(320b)의 모서리는 모따기 처리된 모따기부(329)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 접지 전극의 노즐이 배치되는 부위는 상기 제1 방향으로 따라 모따기 처리될 수 있다. 이에 따라, 외부 도전층(235)은 노출된 유전체 장벽층 상에서 상기 모따기부(329)와 정렬할 수 있다. 상기 모따기 처리에 의하여, 상기 노즐이 모따기 처리된 표면에 거의 수직하게 형성된다. 이에 따라, 노즐 직경의 반복성이 향상되고, 기구적 안정성을 향상할 수 있다.
상기 노즐(250a,250b)은 좌측 접지 전극에 배치된 좌측 노즐(250a) 및 우측 접지 전극에 배치된 우측 노즐(250b)을 포함할 수 있다. 상기 좌측 노즐은 상기 우측 노즐과 서로 제1 방향으로 오프셋 되어 배치될 수 있다.
지지부(160)는 상기 접지 전극(320)의 제1 방향의 양단에 배치되어 상기 좌측 및 우측 접지 전극을 서로 고정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 좌측 버퍼 공간(222a)은 상기 제1 방향(x축 방향)의 양단에서 가스를 공급받고, 상기 우측 버퍼 공간(222b)은 상기 우측 버퍼 공간의 중간에서 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향(y축 방향)으로 가스를 공급받을 수 있다. 따라서 상기 좌측 버퍼 공간의 위치에 따른 압력 차이에 의한 노즐의 유량은 상기 우측 버퍼 공간의 위치에 따른 압력 차이에 의한 보상될 수 있다. 따라서, 노즐은 제1 방향으로 일정한 유량을 제공할 수 있다.
도 7을 참조하면, 노즐 사이의 단위 거리는 1로 규격화되었다. 좌측 노즐에 의한 가스의 분사는 0.5 에서 최대를 가지며, 우측 노즐에 의한 가스의 분사는 0과 1에서 최대를 보인다. 따라서, 좌측 노즐의 분사와 우측 노즐의 분사에 의한 중첩은 0.9 이상의 균일한 유량 분포를 제공한다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (13)

  1. 제1 방향으로 연장되는 모서리를 포함하는 전원 전극;
    상기 전원 전극의 하나의 모서리를 노출시키고 상기 전원 전극과 일정한 간격을 가지고 상기 제1 방향으로 연장되는 접지 전극;
    상기 전원 전극과 상기 접지 전극 사이에 개재되고 상기 전원 전극의 모서리를 감싸도록 배치된 유전체 장벽층;
    상기 전원 전극의 모서리 방향으로 가스를 분사하고 상기 제1 방향으로 일정한 간격을 배열되고 상기 접지 전극에 형성된 복수의 노즐; 및
    상기 전원 전극에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 포함하고,
    상기 전원 전극의 모서리 상에 유전체 장벽 방전을 수행하는 것을 특징으로 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 전극은 이등변 삼각 기둥 형상이고, 상기 전원 전극의 꼭지각은 30도 내지 90도 인 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 노즐은 가스를 분사하기 전에 상기 유전체 장벽층의 표면과 평행하게 진행하는 부위를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 노즐의 직경은 0.5 밀리미터 내지 1 밀리미터인 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 장벽층의 꼭지점과 상기 노즐 사이의 거리는 1 밀리미터 내지 30 밀리미터인 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 접지 전극의 노즐이 배치되는 부위는 상기 제1 방향으로 따라 모따기 처리된 것을 특징으로 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 장벽층은 상기 접지 전극과 접촉하는 부위에 외부 도전층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 장벽층은 상기 전원 전극과 접촉하는 부위에 내부 도전층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 접지 전극은 상기 전원 전극의 좌측에 배치되는 좌측 접지 전극 및 상기 전원 전극의 우측에 배치되는 우측 접지 전극을 포함하고,
    상기 노즐은 상기 좌측 접지 전극에 형성된 복수의 좌측 노즐과 상기 우측 접지 전극에 형성된 복수의 우측 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 좌측 노즐은 상기 우측 노즐과 서로 제1 방향으로 오프셋 되어 배치되는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 좌측 접지 전극은 그 내부에 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 좌측 가스 버퍼 공간을 포함하고,
    상기 우측 접지 전극은 그 내부에 형성되고 상기 제1 방향으로 연장되는 우측 가스 버퍼 공간을 포함하고,
    상기 좌측 버퍼 공간은 상기 제1 방향의 양단에서 가스를 공급받고,
    상기 우측 버퍼 공간은 상기 우측 버퍼 공간의 중간에서 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 가스를 공급받는 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 장벽층의 두께는 0.5 밀리미터 내지 2 밀리미터인 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 전극은 상기 전원 전극은 이등변 삼각 기둥 형상이고,
    상기 전원 전극의 꼭지각에 대향하는 변 상에 배치된 보조 유전체 장벽층; 및
    상기 보조 유전체 장벽층 상에 배치되고 상기 접지전극을 서로 연결하는 접지 전극 덮개부를 더 포함하고,
    상기 보조 유전체 장벽층의 두께는 30 밀리미터 이상인 것을 특징으로 하는 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생 장치.
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