CN109951943A - 一种大气电浆产生装置 - Google Patents

Abstract

一种大气电浆产生装置，包含壳体、内电极、进气机构以及电弧导引电极。壳体具有入口部以及出口部。内电极设置在壳体内，且邻近入口部。进气机构连接内电极与入口部，且进气机构具有至少一进气口。电弧导引电极设置于出口部并与内电极相对设置，且此电弧导引电极包含柱状部以及尖端部，尖端部由柱状部的表面朝向内电极延伸，其中柱状部连接出口部，且柱状部具有作为电浆出口的穿孔位于尖端部相对的另一侧，以达成能控制电弧并导引气流的效果。

Description

一种大气电浆产生装置

技术领域

本发明实施例是关于一种大气电浆产生装置，特别是一种具有导引电弧的大气电浆产生装置。

背景技术

电浆为一种主要由带电离子及自由电子所组成的物质形态。除了固态、液态及气态之外，电浆常被视为物质的第四态。利用电浆的特性可引发许多特殊的化学与物理反应，现已广泛应用于各种领域，例如半导体制程中的干式蚀刻、电路板的清洁及材料表面性质的改变等等。

电浆源的种类众多，包含微波表面波电浆源、电感式电浆源、电浆火炬及大气电浆源等。就大气电浆而言，喷射式的大气电浆常用于元件的清洁以及表面改质。然而，由于电浆产生时的电弧容易溢散并损伤元件表面，影响制程良率。因此，发展出一种具有控制电弧的大气电浆产生装置为当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的一态样为一种大气电浆产生装置，包含一壳体、一内电极、一进气机构以及一电弧导引电极。壳体具有一入口部以及一出口部。内电极，设置在壳体内，且邻近入口部。进气机构，连接内电极与入口部，且进气机构具有至少一进气口。电弧导引电极，设置于出口部并与内电极相对设置，电弧导引电极包含一柱状部以及一尖端部，尖端部由柱状部的一表面朝向内电极延伸，其中柱状部连接出口部，且柱状部具有一作为电浆出口的穿孔位于尖端部相对的另侧。

根据本发明的一些实施方式，其中尖端部包含一三角棱柱，且三角棱柱的一棱线实质上平行柱状部的表面。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔实质上垂直柱状部的表面。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔的一轴线与柱状部的表面形成约20度至90度的夹角。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔的轴线实质上平行三角棱柱的一侧壁。

根据本发明的一些实施方式，其中三角棱柱的一侧壁邻接穿孔的一边缘。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔包含一圆形入口或一矩形入口。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔为一矩形狭缝，且此矩形狭缝的一侧壁与三角棱柱的一侧壁共平面。

根据本发明的一些实施方式，其中尖端部包含一锥体。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔实质上垂直柱状部的表面。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔的一轴线与柱状部的表面形成约20度至90度的夹角。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔的轴线实质上平行锥体的一侧壁。

根据本发明的一些实施方式，其中锥体的一侧壁邻接穿孔的一边缘。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔包含一圆形入口或一矩形入口。

根据本发明的一些实施方式，其中穿孔为一矩形狭缝，且此矩形狭缝的一侧壁与锥体的一侧壁共平面。

根据本发明的一些实施方式，其中尖端部具有一镜像对称结构。

附图说明

当结合附图阅读以下详细描述时将更好地理解本揭露内容的态样。但须注意依照本产业的标准做法，各种特征未按照比例绘制。事实上，各种特征的尺寸为了清楚的讨论而可被任意放大或缩小。

图1是根据本发明一些实施方式，绘示一种大气电浆产生装置的立体示意图；

图2是依据图1，绘示一种大气电浆产生装置沿线段AA’的剖面示意图；

图3至图8是根据本发明一些实施方式，绘示各种不同电弧导引电极的立体示意图；

图9是依据图1，绘示另一种大气电浆产生装置沿线段AA’的剖面示意图。

具体实施方式

本揭露接下来将会提供许多不同的实施方式或实施例以实施本揭露中不同的特征。各特定实施例中的组成及配置将会在以下作描述以简化本揭露。这些为实施例仅作为式范并非用于限定本揭露。例如，一第一元件形成于一第二元件“上方”或“之上”可包含实施例中的第一元件与第二元件直接接触，亦可包含第一元件与第二元件之间更有其他额外元件使第一元件与第二元件无直接接触。此外，在本揭露各种不同的范例中，将重复地使用元件符号及/或字母。此重复乃为了简化与清晰的目的，而其本身并不决定各种实施例及/或结构配置之间的关系。此外，各种特征乃为了简化与清晰可能会依不同比例做绘制。

更进一步，像是“之下”、“下面”、“较低”、“上面”、“较高”、以及其他类似的相对空间关系的用语，可用于此处以便描述附图中一元件或特征与另一元件或特征之间的关系。该等相对空间关系的用语乃为了涵盖除了附图所描述的方向以外，装置于使用或操作中的各种不同的方向。举例来说，若于图中的装置被翻转过来，原先被描述为在其他元件或特征“之下”或“下面”的元件则变成在其他元件或特征“上面”。因此，范例用语“之下”皆能包含上面及之下的方位。上述装置可另有其他导向方式(旋转90度或朝其他方向)，此时的空间相对关系也可依上述方式解读。

图1绘示发明某些实施方式的大气电浆产生装置100的立体示意图，图2绘示沿图1中线段AA’的剖面示意图。如图1及图2所示，大气电浆产生装置100包含壳体105、内电极120、进气机构135以及电弧导引电极150。

壳体105具有入口部110以及出口部115。在一实施例中，壳体105为中空外壳且可由金属材料所组成。在一实施例中，入口部110为电极设置端，出口部115为电浆出口端，位于壳体105的两端。

内电极120设置在壳体105内，且邻近入口部110。在一实施例中，内电极120电性连接至电源供应器180。通过电源供应器180所提供的电压，内电极周围气体行解离作用进而形成电浆气体，产生电弧300。在一实施例中，内电极120为金属电极，可例如为铜、钨、不锈钢或类似耐高温的合金，或其他适合的材料。

进气机构135连接内电极120与入口部110，并且进气机构135具有至少一进气口130。进气机构135是用于导入产生电浆所需的气体200。在一实施例中，进气机构135具有进气元件125。进气元件125具有复数个进气口130位于内电极120与壳体105之间。气体供应器(未绘示)所供应的气体200可通过该些进气口130进入壳体105中，并持续提供产生电浆所需的气体。

电弧导引电极150设置于出口部115并与内电极120相对设置，且电弧导引电极150包含柱状部140以及尖端部145。在一实施例中，壳体105为金属材料，导线175连接至壳体105。电弧导引电极150可透过壳体105电性连接至电源供应器180。此外，内电极120与壳体105之间可进一步设置隔离元件(未绘示)以避免内电极120与壳体105产生电性接触。在另一实施例中，壳体105为非金属材料，电弧导引电极150可直接透过导线175连接至电源供应器180。

尖端部145由柱状部140的表面160朝向内电极120的方向延伸，柱状部140连接出口部115，且柱状部140具有穿孔165位于尖端部145的一侧。在一实施例中，由出口部115实质上围绕并邻接柱状部140，故穿孔165为电浆出口。此外，前述尖端型式的设计(尖端部145)具有尖端放电的效果，可吸引电弧300至此沿侧壁170自穿孔165喷出。

在某些实施方式中，尖端部145具有镜像对称结构。轴线m为实质上垂直表面160的法线。举例来说，若以轴线m作为对称轴，则位于轴线m两旁的尖端部145呈现镜像对称。在某些实施方式中，尖端部145位于内电极120的尖端185的正下方，且尖端部145至尖端185具有一距离为约10mm至约60mm。

继续参照图3至图5，为各种不同实施方式的电弧导引电极150的立体示意图。图3绘示一种电弧导引电极150具有三角棱柱的尖端设计及圆形直孔。在一些实施方式中，尖端部145包含三角棱柱，且三角棱柱的棱线155实质上平行柱状部140的表面160。三角棱柱具有侧壁170邻接穿孔165的边缘。穿孔165为实质上垂直表面160的圆形直孔。电弧300可通过尖端部145的导引沿侧壁170向下自穿孔165喷出电浆400。

图4绘示一种电弧导引电极150具有三角棱柱的尖端设计及圆形斜孔。轴线L为贯穿穿孔165中心的虚设轴线。夹角θ为轴线L与表面160相交所夹的角度。在某些实施方式中，穿孔165的轴线L与表面160形成约20度至90度的夹角θ，故穿孔165为非垂直表面160的斜孔。在一实施例中，穿孔165的轴线L实质上平行三角棱柱的一侧壁170，且三角棱柱的侧壁170邻接穿孔165的边缘。此外，气流会选择阻力最小的路径行进。若前述穿孔165邻接且平行三角棱柱的侧壁170时(斜孔)，电弧300被导引至尖端部145后可顺着侧壁170笔直前进沿着穿孔165喷出。反之，若前述穿孔165垂直表面160时(直孔)，电弧300顺着侧壁170向下流动进入穿孔165会先碰到穿孔165中的侧壁，故需改变路径方向才可自穿孔165喷出。换言之，电弧300流经斜孔所受的阻力较直孔小，具有导引气流的功能。

图5绘示一种电弧导引电极150具有三角棱柱的尖端设计及矩形斜孔。在某些实施方式中，穿孔165为矩形狭缝(矩形斜孔)，且矩形狭缝的一侧壁与三角棱柱的侧壁170共平面。在某些实施方式中，三角棱柱的侧壁170邻接前述矩形狭缝的穿孔165的边缘。相较于图4所述的圆形斜孔，由于矩形狭缝其中一侧壁与侧壁170连成一连续完整的平面，使得电弧300流经矩形斜孔所受的阻力较圆形斜孔小，具有较佳的流动性。

继续参照图6至图8，为各种不同实施方式的电弧导引电极150的立体示意图。图6绘示一种电弧导引电极150具有锥体的尖端设计及圆形直孔。在一些实施方式中，尖端部145包含一锥体，且穿孔165实质上垂直表面160。穿孔165为实质上垂直表面160的圆形直孔。锥体具有侧壁170邻接穿孔165的边缘。在一些实施方式中，尖端部145可包含但不限于三角锥体、四角锥体、五角椎体或其他任何形状的椎体。与前述三角棱柱不同的是，当尖端部145的设计为锥体时，其尖端仅交于一点，故尖端放电效应较棱线155明显。电弧300可通过尖端部145的导引沿侧壁170向下自穿孔165喷出电浆400。

图7绘示一种电弧导引电极150具有锥体的尖端设计及圆形斜孔。轴线L为贯穿穿孔165中心的虚设轴线。夹角θ为轴线L与表面160相交所夹的角度。在某些实施方式中，穿孔165的轴线L与表面160形成约20度至90度的夹角θ，故穿孔165为非垂直表面160的斜孔。在某些实施方式中，穿孔165的轴线L实质上平行锥体的一侧壁170，且锥体的侧壁170邻接穿孔165的边缘。如前述所提，电弧300流经斜孔所受的阻力较直孔小，具有较佳的导引气流的功能。

图8绘示一种电弧导引电极150具有锥体的尖端设计及矩形斜孔。在一些实施方式中，穿孔165包含圆形入口或矩形入口。在一些实施方式中，穿孔165为矩形狭缝(矩形斜孔)，且矩形狭缝的侧壁170与锥体的一侧壁共平面。当锥体为非圆锥状时，矩形狭缝其中一侧壁会与侧壁170连成一连续完整的平面，使得电弧300流经矩形斜孔所受的阻力较圆形斜孔小，具有较佳的流动性。

图9是根据本发明的一些实施方式，绘示另一种大气电浆产生装置100沿图1中线段AA’的剖面示意图。电弧导引电极150的柱状部140具有穿孔165，且此穿孔165为前文所述的斜孔。穿孔165的一轴线与表面160夹角为锐角，且平行并邻接尖端部145的侧壁170。电弧300受到电弧导引电极150的尖端部145的吸引可顺着侧壁170笔直向下自斜孔(穿孔165)喷出，气流行进中所受的阻力较直孔小，具有较佳的气流导引功能，减少电弧溢散的程度。壳体105、入口部110、出口部115、内电极120、进气元件125、进气口130、进气机构135、导线175、电源供应器180、尖端185、气体200、电浆400、轴线m可与前述图2相同，于此不再重复赞述。

前文概述数个实施例的特征以使得熟悉该项技术者可更好地理解本揭露的态样。熟悉该项技术者应了解，可容易地将本揭露内容用作设计或修改用于实现相同目的及/或达成本文引入的实施例的相同优点的其他制程及结构的基础。熟悉该项技术者亦应认识到，此类等效物构造不违背本揭露内容的精神及范畴，且可在不违背本揭露内容的精神及范畴的情况下于此作出各种变化、替代以及变更。

Claims (16)

1.一种大气电浆产生装置，其特征在于，包含：

一壳体，具有一入口部以及一出口部；

一内电极，设置在该壳体内，且邻近该入口部；

一进气机构，连接该内电极与该入口部，且该进气机构具有至少一进气口；以及

一电弧导引电极，设置于该出口部并与该内电极相对设置，该电弧导引电极包含一柱状部以及一尖端部，该尖端部由该柱状部的一表面朝向该内电极延伸，其中该柱状部连接该出口部，且该柱状部具有一穿孔位于该尖端部的一侧。

2.根据权利要求1所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该尖端部包含一三角棱柱，且该三角棱柱的一棱线平行该柱状部的该表面。

3.根据权利要求2所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔垂直该表面。

4.根据权利要求2所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔的一轴线与该表面形成20度至90度的夹角。

5.根据权利要求4所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔的该轴线平行该三角棱柱的一侧壁。

6.根据权利要求2所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该三角棱柱的一侧壁邻接该穿孔的一边缘。

7.根据权利要求2所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔包含一圆形入口或一矩形入口。

8.根据权利要求2所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔为一矩形狭缝，且该矩形狭缝的一侧壁与该三角棱柱的一侧壁共平面。

9.根据权利要求2所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该尖端部包含一锥体。

10.根据权利要求9所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔垂直该表面。

11.根据权利要求9所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔的一轴线与该表面形成20度至90度的夹角。

12.根据权利要求第11项所述的大气电浆产生装置，其中该穿孔的该轴线实质上平行该锥体的一侧壁。

13.根据权利要求9所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该锥体的一侧壁邻接该穿孔的一边缘。

14.根据权利要求9所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔包含一圆形入口或一矩形入口。

15.根据权利要求9所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该穿孔为一矩形狭缝，且该矩形狭缝的一侧壁与该锥体的一侧壁共平面。

16.根据权利要求1所述的大气电浆产生装置，其特征在于，该尖端部具有一镜像对称结构。