專利名稱：等離子發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子體的發(fā)生裝置，具體講是用于有機(jī)材料表面處理的穩(wěn)定均勻的低溫等離子體發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
低溫等離子體發(fā)生技術(shù)很多，低氣壓條件下，有直流輝光，低頻交流輝光，高頻脈沖介質(zhì)阻擋放電、射頻激勵、微波激勵等。在大氣壓條件下，可實(shí)現(xiàn)高頻脈沖介質(zhì)阻擋放電，射頻等離子體射流等等。低氣壓條件需要真空技術(shù)，適合于處理大體積工件，間歇工作模式。大氣壓等離子體適合于連續(xù)處理薄膜、纖維類的材料。大氣壓射頻等離子體射流可以處理大體積工件，但是由于射流束小，處理面積小，難以保重大工件的處理效果的均勻性。
高分子有機(jī)材料屬于絕緣介質(zhì)材料，直流和低頻輝光等離子體不適合處理，因?yàn)橘|(zhì)量小、運(yùn)動速度快的電子首先到達(dá)材料表面形成電位殼層，阻礙等離子體與材料的進(jìn)一步相互作用。而頻率太高的微波等離子體又會引起介質(zhì)的熱吸收，導(dǎo)致材料損傷。另外，微波等離子體的均勻性較差。綜合以上分析，選擇低氣壓射頻(13.45MHz)的等離子體對有機(jī)材料表面處理是高分子材料的性質(zhì)使然。對高分子材料制得的大工件實(shí)施均勻處理，采用低氣壓條件下的等離子體是適當(dāng)?shù)倪x擇。
低氣壓射頻等離子體發(fā)生技術(shù)分為電感耦合和電容耦合兩大類，電感耦合可以激發(fā)較大面積的均勻等離子體，但不能激發(fā)較大體積的均勻等離子體，適合于單面處理片狀材料，如微電子的單晶硅刻蝕。電容耦合可以激發(fā)較大體積的均勻等離子體，工件可以置于兩電極板之間進(jìn)行處理。但由于高分子材料是絕緣介質(zhì)，被處理物的多少，擺放位置都會影響電容量，從而改變了射頻耦合關(guān)系，導(dǎo)致等離子體參數(shù)的變化，難以保證生產(chǎn)過程中，每次處理效果的一致性。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的就是要設(shè)計(jì)一種使整個處理室空間形成均勻等離子體并保持射頻耦合關(guān)系穩(wěn)定，最終保證每次處理效果均勻、一致的等離子體發(fā)生裝置為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于本發(fā)明包括同軸、彼此絕緣設(shè)置的圓桶形的內(nèi)、外桶，內(nèi)桶的桶壁上均布有通孔，殼體設(shè)置在外桶上的電極的電極接頭穿過外桶與內(nèi)桶連接，電極的外部接頭通過屏蔽電纜與射頻源連接，外桶上設(shè)有使桶內(nèi)形成真空環(huán)境的裝置，外桶上還設(shè)有便于開或關(guān)的門，外桶與接地端子相連。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的等離子體發(fā)生裝置實(shí)質(zhì)上是同心圓桶形電極的射頻電容耦合等離子體發(fā)生裝置，外桶接地而構(gòu)成電極的接收極，其內(nèi)部為真空腔體，兼電磁屏蔽；內(nèi)桶與電極接頭相連而電極的外部接頭通過屏蔽電纜與射頻源連接，內(nèi)桶的桶壁上是均勻設(shè)置的小孔，這樣構(gòu)成的內(nèi)、外桶之間的空間就形成了產(chǎn)生等離子體的發(fā)生區(qū)，等離子體在內(nèi)、外桶之間產(chǎn)生并通過內(nèi)桶上的開孔從四周向中心擴(kuò)散，使整個內(nèi)桶內(nèi)部空間形成均勻等離子體—-該空間正是用來處理物件的處理室。由于被處理的高分子材料置于兩電極之外，不影響裝置的電容參數(shù)，因而不會改變射頻耦合關(guān)系，保證等離子體參數(shù)的一致性，最終保證生產(chǎn)過程中，每次處理效果的一致性。
附圖概述

圖1是發(fā)明的正面主視圖；圖2是圖1的仰視圖；圖3是圖1中的A-A剖視圖；圖4是圖3中的A-A剖視圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明公開的等離子體發(fā)生裝置包括同軸、彼此絕緣設(shè)置的圓桶形的內(nèi)、外桶10、20，內(nèi)桶10的桶壁上均布有通孔11，殼體設(shè)置在外桶20上的電極30的電極接頭31穿過外桶20與內(nèi)桶10連接，電極30的外部接頭32通過屏蔽電纜與射頻源連接，外桶20上設(shè)有使桶內(nèi)形成真空環(huán)境的裝置，外桶20上還設(shè)有便于開或關(guān)的門21，外桶20與接地端子相連。如圖1～4所示，實(shí)際制作時外桶20選用320mm、壁厚φ6mm無縫鋼管經(jīng)切割并與桶底焊接為一體，桶口處設(shè)置門21。
所述的內(nèi)、外桶10、20之間的間隔空間內(nèi)均勻設(shè)置有4～8個絕緣支座40，絕緣支座40為條狀，其長度與內(nèi)、外桶10、20的軸向一致，絕緣支座40截面的徑向尺寸相同，這樣就是要保證內(nèi)、外桶同軸設(shè)置，實(shí)施時絕緣支座40可以選用截面為10mm×10mm的聚四氟乙烯絕緣材料條隔離絕緣，如圖4所示。
作為發(fā)射電極的內(nèi)桶10，不僅要與作為接受電極的外桶20構(gòu)成產(chǎn)生等離子的物理環(huán)境，同時還要讓所產(chǎn)生的等離子體充置到待處理物件所在的區(qū)域，因此，本發(fā)明選擇的方案是在內(nèi)桶10的桶壁上均布有通孔11，這樣等離子體就充置到待處理物件所在的內(nèi)桶10的內(nèi)部，該區(qū)域就是等離子體的擴(kuò)散區(qū)---處理室，如圖3、4所示，由于被處理的高分子材料或物件90置于內(nèi)、外桶10、20構(gòu)成的兩電極之外，不影響裝置的電容參數(shù)，因而不會改變射頻耦合關(guān)系，保證等離子體參數(shù)的一致性，最終保證生產(chǎn)過程中處理效果的一致性。
所述的內(nèi)桶10的結(jié)構(gòu)有兩種基本優(yōu)選的方案，其一是所述的內(nèi)桶10是用金屬網(wǎng)板彎制成型；其二是所述的內(nèi)桶10是在金屬板上沖壓通孔再彎制成型。這樣結(jié)構(gòu)的內(nèi)桶均可以實(shí)現(xiàn)其基本功能，具體實(shí)施時內(nèi)桶10可選用厚度為1mm、網(wǎng)孔為2mm的不繡鋼網(wǎng)制作。
根據(jù)待處理材料或物件90的具體情況，所述的內(nèi)桶10中水平設(shè)置有用于放置待處理物件的支架70，支架70與內(nèi)桶10之間有絕緣座71構(gòu)成絕緣配合。為了方便待處理物件的放置，支架70可以設(shè)置一層或多層。
如圖1、2、3、4所示，形成真空環(huán)境的裝置包括設(shè)置在外桶20上并與桶內(nèi)相通的真空管頭50，該真空管頭50與抽氣管、電磁閥和真空泵相連，外桶20上還設(shè)有檢測桶內(nèi)真空度的真空規(guī)管60，處理室的負(fù)壓工作條件是10～100Pa。
如圖1、2所示，所述的外桶20上設(shè)置有可視桶體內(nèi)部等離子體輝光放電狀態(tài)的觀察窗80。
所述的門21位于外桶20的一端，所述的門21的一側(cè)與外桶20鉸接，鉸接軸22位于鉛垂方向，門21的另一側(cè)與外桶20之間通過扣接件構(gòu)成活動配合，具體的機(jī)械扣接結(jié)構(gòu)實(shí)施時并無太多困難，此處不再贅述。觀察窗80設(shè)置在門21上，觀察窗80內(nèi)側(cè)安裝金屬屏蔽網(wǎng)。
本發(fā)明在處理高分子物品時的工作流程簡述如下1.清洗將待處理的高分子物品表面；2.干燥物品；3.置于處理室中；4.關(guān)上真空門；5.接通電源，按啟動鍵。以下步驟程序設(shè)計(jì)自動完成機(jī)械真空泵啟動抽真空，當(dāng)真空度進(jìn)入RF等離子體工作氣壓范圍時自動啟動RF電源，產(chǎn)生等離子體對材料進(jìn)行表面處理。處理時間根據(jù)處理材料的種類可程序設(shè)定。處理完畢，自動開啟放氣閥，進(jìn)氣使處理腔中氣壓達(dá)到與大氣壓平衡時，打開真空門，取出物品，工作完畢。工作的真空度通過真空規(guī)管信號反饋控制真空泵的開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于本實(shí)用新型包括同軸、彼此絕緣設(shè)置的圓桶形的內(nèi)、外桶(10)、(20)，內(nèi)桶(10)的桶壁上均布有通孔(11)，殼體設(shè)置在外桶(20)上的電極(30)的電極接頭(31)穿過外桶(20)與內(nèi)桶(10)連接，電極(30)的外部接頭(32)通過屏蔽電纜與射頻源連接，外桶(20)上設(shè)有使桶內(nèi)形成真空環(huán)境的裝置，外桶(20)上還設(shè)有便于開或關(guān)的門(21)，外桶(20)與接地端子相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述的內(nèi)、外桶(10)、(20)之間的間隔空間內(nèi)均勻設(shè)置有4～8個絕緣支座(40)，絕緣支座(40)為條狀，其長度與內(nèi)、外桶(10)、(20)的軸向一致，絕緣支座(40)截面的徑向尺寸相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述的內(nèi)桶(10)是用金屬網(wǎng)板彎制成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述的內(nèi)桶(10)是在金屬板上沖壓通孔再彎制成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述的內(nèi)桶(10)中水平設(shè)置有用于放置待處理物件的支架(70)，支架(70)與內(nèi)桶(10)之間為絕緣配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于形成真空環(huán)境的裝置包括設(shè)置在外桶(20)上并與桶內(nèi)相通的真空管頭(50)，該真空管頭(50)與抽氣管、電磁閥和真空泵相連，外桶(20)上還設(shè)有檢測桶內(nèi)真空度的真空規(guī)管(60)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述的外桶(20)上設(shè)置有可視桶體內(nèi)部等離子體輝光放電狀態(tài)的觀察窗(80)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述的門(21)位于外桶(20)的一端，所述的門(21)的一側(cè)與外桶(20)鉸接，鉸接軸位于鉛垂方向，門(21)的另一側(cè)與外桶(20)為活動式扣接，觀察窗(80)設(shè)置在門(21)上，觀察窗(80)內(nèi)側(cè)安裝金屬屏蔽網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于有機(jī)材料表面處理的穩(wěn)定均勻的低溫等離子體發(fā)生裝置，本發(fā)明包括同軸、彼此絕緣設(shè)置的圓桶形的內(nèi)、外桶，內(nèi)桶的桶壁上均布有通孔，內(nèi)、外桶之間的空間形成了產(chǎn)生等離子體的發(fā)生區(qū)，等離子體通過內(nèi)桶上的開孔從四周向中心擴(kuò)散，使整個內(nèi)桶內(nèi)部空間形成均勻等離子體用來處理物件，由于被處理的高分子材料置于兩電極之外，不影響裝置的電容參數(shù)，保證等離子體參數(shù)的一致性，最終保證生產(chǎn)過程中，每次處理效果的一致性。
文檔編號H05H1/02GK1812688SQ200610037708
公開日2006年8月2日 申請日期2006年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日
發(fā)明者李衎 申請人:李衎