일반기술

마이크로펄스 글로우방전을 이용한 이온질화 및 다이아몬드형 탄소막 증착방법

본 발명은 마이크로펄스 글로우방전을 이용하여 피처리물의 표면에 이온질화처리 및 다이아몬드형 탄소막을 코팅하기위한 방법에 관한 것으로서, 특히 다이아몬드형 탄소막을 증착하기 전에 마이크로펄스 글로우방전을 이용하여 피처리물의 표면을 질화처리함으로써 다이아몬드형 탄소막과 피처리물과의 밀착력을 좋게 한 마이크로펄스 글로우방전을 이용한 이온질화 및 다이아몬드형 탄소막 증착방법에 관한 것이다.본 발명은 진공 반응실 내에 피처리물을 장입하는 피처리물 장입단계와, 피처리물이 장입된 상기 진공 반응실을 진공상태로 만들기 위한 배기단계와, 배기된 상기 진공 반응실에 질소와 수소의 혼합가스를 공급하고 마이크로펄스 전원을 인가하여 질소와 수소의 혼합가스를 마이크로펄스 글로우 방전으로 이온화시켜 피처리물 표면에 묻어 있는 이물질을 제거하는 이물질 제거단계와, 이물질이 제거된 상기 진공 반응실에 질소 가스를 공급하고 활성화시켜 피처리물의 표면에 질소 이온을 침투 또는 확산시키는 질화단계와, 상기 진공 반응실 내에 탄소를 포함하는 반응가스를 공급하여 이온화된탄소 이온을 피처리물의 표면에 증착시키는 다이아몬드형 탄소막 증착단계 및 상기 다이아몬드형 탄소막이 증착된 피처리물을 상온으로 냉각하는 냉각공정으로 이루지며, 상기 마이크로펄스는 직류전원을 수십 또는 수백 마이크로 세컨드(㎲) 간격으로 단속(온/오프)하여 생성되는 것을 특징으로 한다.본 발명에 따른 마이크로펄스 글로우방전을 이용한 이온질화 및 다이아몬드형 탄소막 증착방법은 이온 질화처리와 다아아몬드형 탄소막의 증착공정을 동일한 진공 반응실에서 연속적으로 수행함으로써 고품질의 코팅막을 형성할 수 있고,수십 또는 수백 마이크로 세컨드의 펄스주기를 갖는 직류전원을 사용함으로써 아크방전과 이온축적이 일어나지 않으며고밀도의 플라즈마를 넓은 영역에 걸쳐 형성할 수 있어 대형물 처리의 대량 처리에 적합할 뿐만 아니라 장치의 대형화비용이 저렴하고 각종 제어부품에 간섭을 일으키는 노이즈가 발생하지 않아 자동화에도 유리한 효과가 있다.위와 같이 마이크로펄스 글로우방전을 이용한 이온질화 및 다이아몬드형 탄소막 증착방법은 이온질화를 이용하여 피처리물의 표면에 경화층을 먼저 형성함으로써 피처리물과 다이아몬드형 탄소막의 밀착성을 증대시켜 처리물의 내구성을 증가시키는 효과가 있다.본 발명에 따른 마이크로펄스 글로우방전을 이용한 이온질화 및 다이아몬드형 탄소막 증착방법은 이온 질화처리와 다아아몬드형 탄소막의 증착공정을 동일한 진공 반응실내에서 연속적으로 수행하기 때문에 생산성이 향상되고, 불순물의침입이 원천적으로 봉쇄되어 고품질의 코팅막을 형성할 수 있는 효과가 있다.또한 본 발명에 따른 마이크로펄스 글로우방전을 이용한 이온질화 및 다이아몬드형 탄소막 증착방법은 수십∼수백 마이크로 세컨드의 펄스주기를 갖는 마이크로펄스를 이용하기 때문에 직류전원의 장점과 마이크로펄스의 장점을 모두 가짐으로써 아크방전이 일어나지 않고 절연막의 일종인 탄소막에 이온축적이 발생되지 않으며 고밀도의 플라즈마를 넓은영역에 걸쳐 형성할 수 있어 대형물 처리와 대량 처리물의 처리에 유리하다.본 발명의 다른 효과는 마이크로펄스 전원을 사용함으로써 장치의 대형화 비용이 저렴하고 각종 제어부품에 간섭을 일으키는 노이즈가 발생하지 않아 자동화 하는데 유리하다.또한 본 발명은 마이크로펄스 전원을 이용하여 350℃ 이하의 비교적 낮은 온도에서 수행되므로 피처리물의 변형이 발생되지 않고 균일한 제품을 얻을 수 있는 효과가 있다.그리고 본 발명은 다이아몬드형 탄소막을 코팅하기 전에 이온 질화처리를 하는 동시에 저온에서 다아이몬드형 탄소막을 증착하므로 피처리물과의 밀착력이 향상되고 내부응력성이 증가되어 반도체 정밀금형(SKD61), 프레스금형(SKD11), 본플레이트(SUS) 등에 적용할 수 있는 효과가 있다.