일반기술

공구에 티탄-규소-질소를 코팅하기 위한 플라즈마 화학증착방법

본 기술의 플라즈마 화학 증착방법은 각종 절삭공구의 수명과 절삭 특성을 대폭 개선하기 위하여 공구의 표면에 보호피막으로서 기존의 TiN 코팅보다 공구수명 및 절삭특성이 현저히 우수하다고 알려진 Ti-Si-N을 코팅하는 방법에 관한 것이다. 본 기술의 플라즈마 화학 증착장치의 구성은 크게 가스공급계, 증착반응부, 진공계 및 RF 제너레이터부(Raido Frequency Generator)로 이루어진다. 가스공급계는 N2, H2 및 Ar의 가스를 반응로 내부로 공급하기 위한 것으로 가스실린더와 상기 각 가스의 유로에 설치되어 반응기체의 유량을 조절하는 콘트롤러와 상온에서 액체 상태인 TiCl4와 SiCl4로부터 증기를 얻기 위한 버블러(Bubbler)와 버블러의 온드제어를 위한 냉각기로 구성된다. 진공계는 반응로 내부에서 Ti-Si-N 코팅 진행중 많은 양의 기체 흐름에도 저압을 유지시켜 주기 위한 로터리 진공펌프로 이루어지는데, Ti-Si-N 코팅 진행중의 증착 반응로의 압력은 콘벡트론(Convectron) 및 피라니(Pirani) 진공 압력계로 측정한다. 플라즈마를 발생하기 위하여 사용되는 RF 제너레이터의 전방에는 RF 파워의 분산효율(Dissipation Efficiency)을 높이기 위하여 반응로와의 사이에 메칭네트워크(Matching Network)가 설치된다. 또한 반응로에는 기존의 커패시터(Capacitor) 형태가 아닌 ICP 형태의 RF 코일이 설치되어 균일한 플라즈마를 발생한다. 그리고 증착반응이 실제로 행해지는 반응로는 석영관으로 챔버를 구성하고 있으며 공구 또는 서셉터를 장착한 후 고주파 유도출력부로부터의 출력을 제어하여 공구를 유도가열에 의한 비접촉식 가열을 하여 공구의 표면에 균일한 온도를 갖도록 제어한다.-입체형상인 공구를 전체적으로 균일한 온도제어-플라즈마 CVD 증착하여 양호한 증착층을 형성 -경제적이면서도 고효율적인 공구 코팅이 가능-공구의 수명연장과 고부가가치의 기술산업에 기여-저렴하고 비교적 안전한 가스인 SiCl4를 사용