CN109742008B - 高寿命电极棒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高寿命电极棒，包括陶瓷体、钛棒和底座，钛棒包括导电体，以及可拆卸设置在导电体一端的引电头，其中导电体呈圆柱状，底座固套于陶瓷体的下端，且位于引电头的周向外侧，引电头贯穿底座的下表面，陶瓷体内设有用于安装钛棒的安装腔，安装腔的直径为ΦA；导电体远离引电头的一端具有呈柱状的供电头，供电头露出安装腔，并与陶瓷体的端面紧贴，供电头紧贴陶瓷体的一端具有圆形遮挡面，该圆形遮挡面的直径为ΦB，所述ΦB大于ΦA。通过改变钛棒结构，防止电流击穿对绝缘涂层及铝母材的破坏，提高下部电极的整体寿命，确保电极棒具有良好的导电效率，同时提高电极棒特定部位涂层的绝缘性，提高刻蚀品的产能。

Description

高寿命电极棒

技术领域

本发明属于LCD蚀刻技术领域，具体涉及一种高寿命电极棒。

背景技术

下部电极被广泛应用于诸如平板显示器件、集成电路的干法刻蚀工艺中，刻蚀工艺中的主要设备还包括反应腔和上部电极，下部电极和上部电极均位于反应腔内，刻蚀过程中，待刻蚀基板置于下部电极上，反应腔内通入等离子气体，并将反应腔密闭，向上部电极和下部电极施加电压，二者之间形成电势差；在电场作用下，等离子体获得很高的能量并以很高的速度轰击待刻蚀基板从而实现刻蚀。

此过程中，下部电极中通过电极棒引入高电压，现有电极棒主要由钛棒和陶瓷体构成，而因为二者均存在加工公差，导致二者之间存在装配缝隙，经过实验发现，该缝隙使得高电压在头部位置产生电弧放电，从而对母材上的绝缘涂层产生破坏，最终导致绝缘失效，使母材破裂，大大缩短下部电极的使用寿命，甚至在刻蚀过程中影响产品刻蚀效果，扩大了次品率。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种高寿命电极棒，避免或减弱高放电对绝缘涂层产生破坏，延长下部电极的使用寿命，提高刻蚀产品良品率。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种高寿命电极棒，包括陶瓷体、钛棒和底座，其关键在于：所述钛棒包括导电体，以及可拆卸设置在导电体一端的引电头，其中导电体呈圆柱状，所述底座固套于陶瓷体的下端，且位于引电头的周向外侧，所述引电头贯穿底座的下表面，所述陶瓷体内设有用于安装钛棒的安装腔，所述安装腔的直径为ΦA；

所述导电体远离引电头的一端具有呈柱状的供电头，所述供电头露出安装腔，并与陶瓷体的端面紧贴，供电头紧贴陶瓷体的一端具有圆形遮挡面，该圆形遮挡面的直径为ΦB，所述ΦB大于ΦA。

采用以上方案，采用分体式的钛棒结构，导电体从上往下插入后与引电头连接，并通过供电头实现对钛棒与陶瓷体之间间隙的遮挡，避免使用过程中因为钛棒放电，导致对间隙位置处绝缘涂层的损坏，从而使绝缘涂层失效，对铝母材造成破坏的情况发生，大大提高了下部电极的使用寿命。

为提高钛棒头部位置的完整度，降低装配精度，所述供电头与导电体一体成型。

作为优选：所述供电头呈锥台状，其直径沿远离陶瓷体的方向逐渐变小。采用以上结构，有利于保证绝缘涂层的附着力，确保其周围均能有绝缘涂层覆盖。

作为优选：所述供电头的最小直径大于导电体的直径。采用以上结构，确保其能充分遮挡陶瓷体与母材之间的缝隙，并能防止缝隙引起的电极棒失效。

为提高电极棒的生产组装效率，所述引电头和导电体螺纹连接。

作为优选：所述引电头呈“T”字型，其包括一体成型的引电部和固定部，所述引电部和固定部均呈圆柱状，且同轴设置，所述固定部的直径为ΦC，所述ΦC大于ΦA。采用以上结构，便于与底座固定连接，可有效确保安装腔的密闭性，防止杂质侵入安装腔内，影响钛棒导电性能。

作为优选：所述导电体的直径为3.02mm～3.04mm，所述ΦB为5.02mm～5.04mm。采用以上结构，在满足遮挡缝隙的前提之下，充分考虑供电头与钨层的接触面积、倒角参数以及相对铝母材的突出高度等因素，确保结构的改变不会对钛棒的导电效率产生负面影响，下部电极的其他部件也不会有必须的适应性改变，可沿用原有结构，降低生产开发成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的高寿命电极棒，通过改变钛棒结构，实现对其与陶瓷体之间缝隙的遮挡，防止对绝缘涂层及铝母材的破坏，从而提高下部电极的整体寿命，同时充分考虑各种因素，优化参数，确保电极棒具有良好的导电放电效率，同时提高电极棒特定部位涂层的绝缘性，提高刻蚀品的产能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1所示实施例中钛棒结构示意图；

图3为图1所示实施例中陶瓷体结构示意图；

图4为图2所示钛棒组装示意图；

图5为下部电极结构示意图；

图6为本实施例的电极棒在下部电极中安装之后绝缘涂层结构示意图；

图7为传统电极棒结构示意图；

图8为图7所示传统电极棒在下部电极中安装之后绝缘涂层的结构示意图；

图9为图8中绝缘涂层受损示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

为便于理解本申请的应用场景及问题背景，首先参考图5、图7至图9，传统电极棒如图7所示，主要包括陶瓷体1和传统钛棒3，陶瓷体1内具有与安装腔10，钛棒3为一体式结构，其大体呈圆柱状结构，其上端端部(即与W层接触端)最大直径小于传统钛棒3，传统钛棒3与安装腔10之间间隙配合，其上端具有C0.7_+-0.02的倒角，安装腔10的直径为ΦA，通常在3.04mm～3.06mm之间，而传统钛棒3的直径在3.02mm～3.04mm，传统钛棒3从陶瓷体1的下方插入安装腔10中，其头部突出陶瓷体1的上端端面，因为传统钛棒3与安装腔10之间存在加工公差，这样使得二者实际为间隙配合，二者之间存在缝隙G。

参考图5所示的下部电极结构示意图，其主要包括铝母材L，电极棒竖向设置于铝母材L内，其中钛棒上端均突出铝母材L的端面，形成导电端和W层接触端，铝母材L的上方设有绝缘涂层T，绝缘涂层T内具有与铝母材L平行设置的钨层W，钛棒上部的导电端与钨层接触对其供电。

参考图8和图9，因为绝缘涂层T是在电极棒安装完成之后，在陶瓷体1和铝母材L的表面进行绝缘涂层T的层层喷涂，如果采用传统电极棒的结构，因为缝隙G的存在则形成绝缘涂层T1(图中已重新标注)，根据实验发现，该缝隙G是导致电极棒纹裂和钛棒与母材短路，损伤绝缘涂层T的主要原因，具体分析如下，因为绝缘涂层T1极易在缝隙G处形成凹陷，该位置处的涂层结构致密性比其他面低，且不平整，使用过程中，钛棒通常会承受高达3000V的高电压，而因为涂层结构的低致密性，电流会击穿缝隙G处的T1涂层并与母材发生短路，从而在绝缘涂层上形成电流击穿痕迹T10，最终缩短电极棒的使用寿命。

在此基础之上，参考图1至图6所示的本申请的高寿命电极棒，其主要包括陶瓷体1和钛棒2，本实施例的钛棒2与传统钛棒3的主要区别在于，钛棒2为分体式结构，其主要包括引电头20和导电体21，导电体21大体呈圆柱状结构，引电头20的结构与传统钛棒3的引电端相似，但是本实施例中的引电头20具有可与导电体21可拆卸连接的配合结构。

导电体21的直径与传统钛棒3一样，为3.02mm～3.04mm，陶瓷体1内具有安装腔10，安装腔10的直径为ΦA，通常在3.04mm～3.06mm之间，导电体21的下端突出陶瓷体1的下表面之后与引电头20可拆卸连接，其上端突出陶瓷体1的上表面，并在其上端端部设有供电头22，供电头22的结构与传统钛棒3的接触端相似，但是比传统的大，其可以完全遮挡住导电体21与安装腔10之间的缝隙G。

如图4所示，本实施例中导电体21与引电头20采用螺纹连接，导电体21的下端具有外螺纹，而引电头20内设有与导电体21相适应的沉孔，该呈内具有与外螺纹相配合的内螺纹，而供电头22与导电体21一体成型，供电头22呈圆锥台状结构，其直径沿远离陶瓷体1的方向逐渐变小，其顶部的直径最小，但是此最小直径大于或等于导电体21的直径，其底部的直径最大，并形成圆形遮挡面220，圆形遮挡面220的直径为ΦB，ΦB大于ΦA，从而可实现对缝隙G的遮挡，与此同时，圆形遮挡面220还与陶瓷体1的端面紧贴。

本申请中在实现缝隙G的遮挡之后，优选了ΦB为5.02mm～5.04mm，充分考虑电极棒的导电情况，即确保接触端22与钨层W接触平面比传统钛棒3接触端与钨层W接触面增大，供电头22与W层接触面积相比传统结构的接触面积增大2倍，供电头22倒角与传统钛棒3供电头端的倒角相同，同时供电头22相对陶瓷体1端面突起高度与传统钛棒3供电头相对陶瓷体1的突起高度相同，这样可在避免对陶瓷体1、钨层W即铝母材L的改动下，有效保证3个喷涂层(2个绝缘层和1个钨层)的厚度及下部电极成品厚度，降低研发或生产成本，同时也更有利于对电极棒的改善效果做出更好的判断。

此外，本实施例中引电头20大体呈“T”形的圆柱台结构，其主要包括一体成型的引电部200和固定部201，引电部200和固定部201均呈圆柱状，二者同轴与导电体21同轴设置，其中具有内螺纹的沉孔位于固定部201内，固定部201的直径大于引电部200的直径，其中固定部201的直径为ΦC，ΦC还同时大于ΦA，从而实现固定钛棒相比陶瓷体1下表面突出的高度。

电极棒的下端还设有底座4，如图所示，底座4大体呈圆柱状，并与陶瓷体1同轴设置，底座4套设在陶瓷体1的周向外侧，通常通过胶水粘接，安装时电极棒主要通过底座4固设于铝母材L内，而引电头20则贯穿出底座4的下表面，与外部电源相连。

参考图1至图6，在安装时，首先将导电体21从上至下插入到陶瓷体1随后通过螺纹与引电头20固定连接，并确保圆形遮挡面220完成遮挡缝隙G，随后采用专用胶水将底座4粘接固定在陶瓷体1的下端，等胶水硬化后再装到铝母材L中专用孔内，也采用专用胶水粘接。

接着在铝母材L的上表面进行绝缘涂层T的涂覆，形成如图6所示的绝缘涂层T2，因为缝隙G被遮挡，绝缘涂层T2只能自供电头22的侧壁向外水平涂覆，其层面均匀，完整性较好，具有良好的绝缘效果，避免了缝隙G端部的击穿对绝缘涂层T2的损伤，进而有效提高下部电极的使用寿命。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高寿命电极棒，包括陶瓷体（1）、钛棒（2）和底座（4），其特征在于：所述钛棒（2）包括导电体（21），以及可拆卸设置在导电体（21）一端的引电头（20），其中导电体（21）呈圆柱状，所述底座（4）固套于陶瓷体（1）的下端，且位于引电头（20）的周向外侧，所述引电头（20）贯穿底座（4）的下表面，所述陶瓷体（1）内设有用于安装钛棒（2）的安装腔（10），所述安装腔（10）的直径为ΦA；

所述导电体（21）远离引电头（20）的一端具有呈圆锥台状结构的供电头（22），所述供电头（22）露出安装腔（10），并与陶瓷体（1）的端面紧贴，供电头（22）紧贴陶瓷体（1）的一端具有圆形遮挡面（220），该圆形遮挡面（220）的直径为ΦB，所述ΦB大于ΦA；

所述导电体（21）与引电头（20）采用螺纹连接，导电体（21）的下端具有外螺纹，而引电头（20）内设有与导电体（21）相适应的沉孔，该沉孔具有与外螺纹相配合的内螺纹，供电头（22）与导电体（21）一体成型，其直径沿远离陶瓷体（1）的方向逐渐变小，所述供电头（22）顶部的直径最小，该供电头（22） 最小直径大于或等于导电体（21）的直径，所述供电头（22）底部的直径最大，并形成所述圆形遮挡面（220）。

2.根据权利要求1所述的高寿命电极棒，其特征在于：所述引电头（20）呈“T”字型，其包括一体成型的引电部（200）和固定部（201），所述引电部（200）和固定部（201）均呈圆柱状，且同轴设置，所述固定部（201）的直径为ΦC，所述ΦC大于ΦA。

3.根据权利要求 1所述的高寿命电极棒，其特征在于：所述导电体（21）的直径为3.02mm~3.04mm，所述ΦB为5.02mm~5.04mm。