KINTEK | HFCVD 나노 다이아몬드 코팅 장비

나노 다이아몬드 코팅 HFCVD 시스템

모델명: MP-CVD-100

MP-CVD-100 나노 다이아몬드 코팅 HFCVD 시스템 메인 이미지

제품 동영상

제품 개요

MP-CVD-100 HFCVD(Hot Filament Chemical Vapor Deposition) 시스템은 인발 다이스(Drawing Die) 내경 표면에 나노 다이아몬드 복합 코팅을 형성하기 위한 정밀 화학 기상 증착 장비입니다. 초경합금(WC-Co) 기재 위에 일반 다이아몬드 코팅과 나노 다이아몬드 복합 코팅을 동시에 구현하여, 와이어 인발 공정의 수명·정밀도·표면 품질을 획기적으로 향상시킵니다.

벨자(Bell Jar) 형 SUS304 진공 챔버와 6위치 샘플 홀더, 2채널 MFC 가스 공급 시스템, 자동 압력 제어(독일제 정품 압력 제어 밸브)를 결합하여, 다양한 다이스 사양에 맞춘 안정적이고 재현성 높은 코팅 공정을 실현합니다. PLC 자동 제어 + 10인치 터치스크린으로 운전자 개입 없이 풀 오토 운전이 가능합니다.

나노 다이아몬드 복합 코팅 다이스는 기존 다이스 대비 수명 6~10배 연장, 표면 마찰계수를 0.8 → 0.1 수준으로 감소시켜 와이어 인발 산업의 생산성과 비용 효율성을 동시에 개선합니다. Φ3~Φ70mm 내경 범위의 다이스 코팅에 대응하며, 텅스텐·구리·스테인리스 와이어 등 다양한 인발 응용에 활용됩니다.

주요 특징

나노 다이아몬드 복합 코팅 — 마찰계수 0.1

표면 결정립 20~80nm의 나노 다이아몬드 복합 코팅으로 마찰계수를 0.1까지 낮추어, 기존 다이스 대비 수명을 6~10배 연장하고 와이어 표면 품질을 극대화합니다.

SUS304 벨자형 진공 챔버 — 수냉 재킷 구조

직경 500mm × 높이 550mm의 SUS304 벨자형 진공 챔버는 외부 수냉 재킷과 내부 SUS 단열재로 구성되어, 안정적인 진공 유지(2.0×10⁻¹ Pa)와 효율적인 열 관리를 동시에 제공합니다.

6위치 샘플 홀더 — 양축 승강 ±25mm

스테인리스(수냉 용접) 6위치 샘플 홀더는 양축 구동 방식으로 ±25mm 범위에서 개별 승강이 가능하며, 1mm 승강 시 좌우 진동 0.03mm 미만의 고정밀 위치 제어를 보장합니다.

2채널 MFC 가스 시스템 — 정밀 유량 제어

2채널 질량 유량계(MFC: 0~2000sccm 및 0~200sccm)로 가스 유량을 정밀 제어합니다. 양 채널이 합류 후 벨자 상단에서 균일하게 챔버로 유입되어 기상 분포의 균질성을 확보합니다.

독일제 자동 압력 제어 — 1~5kPa 안정 유지

독일 정품 압력 제어 밸브와 컴퓨터 알고리즘 기반 자동 압력 제어로, 1~5kPa 작업 압력을 ±0.1kPa 정밀도로 유지합니다. 셧오프 밸브가 선형 조절되어 안정적인 압력 제어를 구현합니다.

PLC 풀 오토 제어 — 10인치 터치스크린

PLC 컨트롤러와 10인치(또는 14인치) 터치스크린으로 벨자 승강·진공·가스·압력·알람을 통합 자동 제어합니다. 운전자 개입 없이 데이터 저장·호출이 가능하여 동일 사양 다이스의 품질 일관성을 보장합니다.

기술 사양

MP-CVD-100 기술 사양

모델
MP-CVD-100
증착 방식
HFCVD (Hot Filament Chemical Vapor Deposition)
진공 챔버 (벨자)
직경 500mm × 높이 550mm / SUS304 / 수냉 재킷 구조 / 승강 높이 350mm
관측 창
200mm 수평 관측창 (수냉·차폐) / 50° 사각 관측창 (45° 베벨)
장비 본체 치수
L1550 × W900 × H1100 mm
샘플 홀더
SUS 6위치 / 수냉 용접 / 양축 구동 승강 ±25mm / 좌우 진동 ≤ 3% (1mm 승강 시 0.03mm 미만)
한계 진공도
2.0 × 10⁻¹ Pa
진공 누설율
≤ 5 Pa/h
진공 시스템
기계식 펌프(D16C) + 진공 밸브(공압식) + 물리식 블리드 밸브 + 메인/바이패스 배기관
가스 공급
2채널 MFC / 유량: 0 ~ 2000 sccm 및 0 ~ 200 sccm / 벨자 상단 합류 흡입
작업 압력
1 ~ 5 kPa (정밀도 ±0.1 kPa) / 멤브레인 압력계 측정 범위 0 ~ 10 kPa
자동 압력 제어
독일제 정품 압력 제어 밸브 / 컴퓨터 알고리즘 기반 자동 제어
전극 장치
2채널 / 4개 전극 홀 (지지 플랫폼 길이 방향 평행 배치, 200mm 메인 관측창 정면 대향)
냉각 시스템
벨자·전극·바닥판 순환 수냉 / 유량 부족 알람 장치 내장
제어 시스템
PLC 컨트롤러 + 10인치 터치스크린 / 풀 오토 제어 / 데이터 저장·호출 지원
코팅 가능 다이스 내경
Φ3 ~ Φ70 mm
코팅 두께
10 ~ 15 μm
코팅 결정립 크기
20 ~ 80 nm
다이아몬드 함량
≥ 99%
표면 거칠기
A급 Ra ≤ 0.1 μm / B급 Ra ≤ 0.05 μm
표면 마찰계수
0.1 (기존 다이스 0.8 대비)
수명
기존 다이스 대비 6 ~ 10배 연장

기존 다이스 vs 나노 다이아몬드 코팅 다이스

기술 지표 비교

기술 지표
기존 다이스
나노 다이아몬드 코팅 다이스
코팅 결정립 크기
없음
20 ~ 80 nm
다이아몬드 함량
없음
≥ 99%
코팅 두께
없음
10 ~ 15 μm
표면 거칠기
Ra ≤ 0.1 μm
A급 Ra ≤ 0.1 μm / B급 Ra ≤ 0.05 μm
코팅 가능 내경
Φ3 ~ Φ70 mm
Φ3 ~ Φ70 mm
수명
작업 조건에 의존
6 ~ 10배 연장
표면 마찰계수
0.8
0.1

작동 원리

HFCVD 방식 다이아몬드 박막 증착은 탄소 함유 가스와 과포화 수소 가스를 활성화한 후, 적절한 가스 조성·활성화 에너지·기판 온도·기판-필라멘트 거리 조건에서 다이아몬드 박막을 기판 표면에 증착하는 공정입니다. 다이아몬드 박막의 핵 형성 및 성장은 다음 3단계로 진행됩니다.

1

가스 분해 — 활성 라디칼 생성

탄소 함유 가스(CH₄)와 라돈/수소 가스를 벨자 상단 2채널 MFC로 정밀하게 주입하면, 고온 필라멘트에서 가스가 분해되어 탄소·수소 원자 및 활성 자유 라디칼을 생성합니다.

2

탄화물 전이층 형성 및 핵 생성

활성 라디칼이 다이스 내경(WC-Co 기재) 표면과 결합하여 매우 얇은 탄화물 전이층을 형성합니다. 이 전이층 위에 탄소 원자가 퇴적되어 다이아몬드 결정 핵이 생성됩니다.

3

다이아몬드 박막 성장

생성된 다이아몬드 결정 핵이 적절한 환경(기판 온도·압력 1~5kPa) 하에서 다이아몬드 미립자로 성장하고, 이후 연속된 다이아몬드 박막을 형성합니다. 결정립 20~80nm, 다이아몬드 함량 99% 이상의 나노 다이아몬드 코팅이 완성됩니다.

4

연삭·연마 후처리

코팅 후 다이스 내경에 연삭·연마 공정을 적용하여 표면 거칠기를 Ra ≤ 0.05 μm(B급)까지 마감합니다. 마찰계수 0.1의 매끈한 나노 다이아몬드 표면이 와이어 인발 공정의 품질과 수명을 극대화합니다.

적용 분야

와이어 인발 다이스 (Drawing Die)

텅스텐·구리·스테인리스·아연도금 와이어 등 인발 공정에 사용되는 초경합금(WC-Co) 다이스 내경 코팅에 사용됩니다. 수명 6~10배 연장과 마찰계수 0.1로 인발 생산성을 극대화합니다.

정밀 다이아몬드 코팅 공구

정밀 가공 공구(드릴·엔드밀·바이트 등)의 다이아몬드 코팅에 활용됩니다. 강한 접착력과 내마모성, 평탄한 표면 품질로 절삭 성능과 공구 수명을 동시에 향상시킵니다.

정밀 부품 다이아몬드 박막

고경도·저마찰 표면이 요구되는 정밀 부품(노즐·실링·베어링 등)의 다이아몬드 박막 형성에 사용됩니다. WC-Co 기재 외 다양한 기재 코팅 공정에 대응합니다.

CVD 다이아몬드 R&D

대학·연구소의 CVD 다이아몬드 박막 연구 및 공정 개발에 활용됩니다. PLC 풀 오토 제어와 데이터 저장·호출 기능으로 공정 재현성과 데이터 관리가 용이합니다.

상세 사진

MP-CVD-100 HFCVD 시스템의 운전 장면과 코팅 플랫폼 상세 사진입니다.

MP-CVD-100 HFCVD 시스템 운전 장면

▲ HFCVD 장비 운전 장면

코팅 플랫폼 상세 1

코팅 플랫폼 상세 1

코팅 플랫폼 상세 2

코팅 플랫폼 상세 2

나노 다이아몬드 코팅 다이스 상세 1

나노 다이아몬드 코팅 다이스 상세 1

나노 다이아몬드 코팅 다이스 상세 2

나노 다이아몬드 코팅 다이스 상세 2

차별화 포인트

전용 양축 승강 툴링 — ±2 와이어 정밀도

다이스 승강 플랫폼의 평행도 및 직진도 확보를 위한 전용 툴링이 적용되어, 양축 승강 시 양 끝단이 ±2 와이어 수준으로 정밀하게 동작합니다. 소형 다이스 제작에 유리합니다.

선형 조절 셧오프 밸브 — 안정적 압력 제어

타사 배플 밸브와 달리 선형 조절이 가능한 셧오프 밸브를 자체 설계하여, 미세 갭 조절로 안정적인 압력 제어를 구현합니다. 압력 변동을 최소화하여 코팅 품질 일관성을 확보합니다.

자체 윤활 베어링 — 잼 없는 부드러운 승강

벨자 승강 안정성 확보를 위해 자체 윤활 베어링을 채택하여, 회전이 부드럽고 잼(Jam) 발생이 없습니다. 장기 사용 시에도 일관된 승강 정밀도를 유지합니다.

고객별 맞춤 코팅 공정

기본 공정 외에도 고객사별 다이아몬드 코팅 레시피와 공정 조건에 맞춘 커스터마이즈가 가능합니다. 컴퓨터 알고리즘 기반 자동 제어로 운전자 의존도를 줄이고 공정 보안성을 높입니다.

안전 주의사항

작업자 안전이 최우선입니다. 본 장비를 운용하기 전 다음 사항을 반드시 준수해 주십시오.

• 가연성·폭발성·독성 가스(특히 H₂, CH₄)를 사용할 때는 운전 전 반드시 모든 안전 조치를 수행해야 합니다.

• 챔버 내부 양압 상태에서의 작업은 위험하므로 안전 절차를 엄격히 준수해야 합니다.

• 진공 조건에서 공기 반응성 물질을 다룰 때 누설로 인한 격렬한 반응이 발생할 수 있으므로 각별히 주의해야 합니다.

제품 도입 문의 및 기술 상담

가격 견적, 납기, 다이스 내경 사양·코팅 두께·툴링 커스터마이즈에 대한 상세 문의는 담당자에게 연락해 주십시오.

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