CN114453345A - 一种等离子体清洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体清洗系统，用于清洗待处理产品，包括真空腔室、至少一组等离子体发生器、安装架和脉冲偏压电源，真空腔室具有进气口和出气口，等离子体发生器包括同轴且间隔设置的第一平板和第二平板，第一平板设有若干第一贯穿孔，第二平板设有若干第二贯穿孔，第一平板和第二平板之间具有间隙，第一平板和第二平板位于安装架；脉冲偏压电源的正极与真空腔室电连接形成阳极，脉冲偏压电源的负极与第一平板和第二平板电连接。本发明的等离子体清洗系统，在脉冲电压电场作用下，第一平板和第二平板之间的辉光区交叠，使的大量流动的气体被击穿电离，从而产生辉光等离子体，对待处理产品进行清洗，且清洗效果好。

Description

一种等离子体清洗系统

技术领域

本发明涉及等离子体清洗技术领域，更具体的涉及一种等离子体清洗系统。

背景技术

等离子体技术已经广泛应用于各个领域中，比如在新能源、新材料、生物医疗和航空航天等行业取得了巨大成功。可以缩短研发时间，降低研发成本，对开发新的加工工艺和技术、改进产品质量、提高产量和加工效率，都具有极大的指导意义。

等离子体是由阳离子、中性粒子、自由电子等多种不同性质的粒子所组成的电中性物质，等离子体清洗是利用发生器制造大量等离子体，通过一系列物理化学反应，大量活性粒子与固体表面发生物理化学反应，使污染物脱离表面或者和污染物反应生成易挥发性物质，再由真空泵吸走。

在真空镀膜领域，等离子体清洗是不可缺少工序。在电磁场的交互作用下使得气体放电，粒子碰撞以及表面电离，产生大量的离子并被引出成束，用于产品清洁或者活化反应。涂层前或者过程中等离子体发生器的应用，可以大大改善膜与基体的结合强度，同时膜本身的硬度与耐磨耐蚀特性也会改善。真空镀膜机镀膜常见的三种离子源为阳极层离子源、考夫曼离子源和霍尔离子源，主要是用于在线清洗，改善被镀表面能量分布和调制增加反应气体能量。

对于真空镀膜领域来说，以上常见的三种离子源产生离子轰击的正向能量是一定的，但对于异型多孔治具、长深刀槽刀具或者其他相似产品而言，会发生不均匀的刻蚀，深槽内的脏污不能被清洗干净，最终产品的均一性和性能会受到影响。

因此，有必要提供一种等离子体清洗系统以解决上述现有技术的不足。

发明内容

为了克服现有技术缺陷，本发明提供了一种等离子体清洗系统，能够对待处理产品进行深度清洗，提高清洁效果。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种等离子体清洗系统，用于清洗待处理产品，包括：

真空腔室，具有进气口和出气口；

至少一组等离子体发生器，所述等离子体发生器包括同轴且间隔设置的第一平板和第二平板，所述第一平板设有若干第一贯穿孔，所述第二平板设有若干第二贯穿孔，第一平板和第二平板之间具有间隙；

安装架，所述第一平板和所述第二平板位于所述安装架；

脉冲偏压电源，所述脉冲偏压电源的正极与所述真空腔室电连接形成阳极，所述脉冲偏压电源的负极与所述第一平板和所述第二平板电连接。

与现有技术相比，本发明的等离子体清洗系统，在使用时，工作气体经进气口进入至真空腔室内，由于所述脉冲偏压电源的正极与所述真空腔室电连接，所述脉冲偏压电源的负极与第一平板和第二平板电连接，在高频高压电场作用下，等离子体发生器与真空腔室之间流动的气体被击穿，产生部分等离子体；且所述第一平板设有若干第一贯穿孔，所述第二平板设有若干第二贯穿孔，第一平板和第二平板之间具有间隙，在脉冲电压电场作用下，第一平板和第二平板之间的辉光区交叠，使的大量流动的气体被击穿电离，从而产生辉光等离子体，对待处理产品进行清洗，且清洗效果好。

较佳地，等离子体清洗系统还包括转动装置，所述转动装置可带动所述第一平板和所述第二平板同步转动。

较佳地，所述转动装置包括驱动电机和连接所述驱动电机的转盘，所述安装架与所述转盘连接。

较佳地，所述安装架包括连接杆和固定架，所述连接杆的一端连接所述转盘，另一端连接所述固定架，所述第一平板和所述第二平板位于所述连接杆。

较佳地，所述第一平板和所述第二平板垂直或倾斜安装于所述连接杆。

较佳地，等离子体清洗系统还包括离子源，所述进气口包括第一进气口和第二进气口，所述第一进气口与所述离子源连通，所述离子源用于产生等离子体。

较佳地，所述第一平板和所述第二平板均包括平板本体和若干平板单元，若干所述平板单元可拆卸的排列在所述平板本体上，所述平板本体设有若干贯穿部，所述平板单元设有若干贯穿通道。

较佳地，所述平板本体可折叠。

较佳地，所述平板本体为圆形或方形。

较佳地，所述贯穿通道为三角形、圆形或多边形。

本发明等离子体清洗系统的有益效果有：

(1)等离子体清洗系统中，等离子体发生器包括同轴且间隔设置的第一平板和第二平板，第一平板设有若干第一贯穿孔，第二平板设有若干第二贯穿孔，第一平板和第二平板之间具有间隙，在脉冲偏压电源的作用下，第一平板和第二平板之间形成辉光等离子体，同时，辉光等离子体还可通过第一贯穿孔和第二贯穿孔喷射出来形成伞状辉光等离子体，增强上下轰击，提高对异型治具、大钻、PCB特刀、深刀槽刀具等产品的清洁能力；

(2)引入离子源产生等离子体，与等离子体发生器产生的辉光等离子体，互相配合，能产生空间立体式等离子体云，提高清洁效果；

(3)转动装置带动第一平板和第二平板转动，第一贯穿孔和第二贯穿孔之间依次产生等离子体辉光，脉冲偏压电源的通断间，等离子体作用到产品，形成具有不同能量的类似毛刷的‘离子刷’，对产品进行深度清洁。

(4)第一平板和第二平板组装方便，适应性强。

(5)若干所述平板单元可拆卸的排列在所述平板本体上，平板本体可折叠，打开平板本体，每板上可装配不同孔位或面积的平板单元，可承载不同大小尺寸的治具，对于多种产品的清洗，扩大使用范围。

附图说明

图1为本发明等离子体清洗系统的结构示意图。

图2为图1所示等离子体清洗系统中第一平板(正面)的结构示意图。

图3为图2所示第一平板另一角度(背面)的结构示意图。

图4为图1所示等离子体清洗系统另一实施例的结构示意图。

图5为图1所示等离子体清洗系统中第一平板另一实施例的结构示意图。

图6为图5所示第一平板中平板本体的结构示意图。

图7为图5所示第一平板折叠后的结构示意图。

符号说明

等离子体清洗系统100，真空腔室10，进气口11，第一进气口111，第二进气口113，出气口13，等离子体发生器20，第一平板21，第一贯穿孔211，第二平板23，安装孔24，平板本体25，贯穿部251，折叠部26，平板单元27，贯穿通道271，安装架30，连接杆31，固定架33，脉冲偏压电源40，转动装置50，驱动电机51，转盘53，离子源60，辉光等离子体71，等离子体73，待处理产品80。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明内容，而不是限制本发明的权利要求的保护范围。

请参考图1，一种等离子体清洗系统100，用于清洗待处理产品80，能够对异形产品或深槽产品进行清洗，且清洗效果良好。其中，待处理产品80可为但不限于异型治具、多孔型产品、长深刀槽刀具等。该等离子体清洗系统100包括真空腔室10、至少一组等离子体发生器20、安装架30和脉冲偏压电源40，真空腔室10具有进气口11和出气口13，等离子体发生器20包括同轴且间隔设置的第一平板21和第二平板23，第一平板21设有若干第一贯穿孔211(请参考图2-图3)，第二平板23设有若干第二贯穿孔(第二平板23结构与第一平板21结构相同，因此，可参考第一平板21)，第一平板21和第二平板23之间具有间隙；第一平板21和第二平板23位于安装架30；脉冲偏压电源40的正极与真空腔室10电连接形成阳极，脉冲偏压电源40的负极与第一平板21和第二平板23电连接形成阴极。

在该等离子体清洗系统100中，真空腔室10提供等离子体工作场所，工作气体(如氩气)经进气口11进入至真空腔室10内，由于脉冲偏压电源40的正极与真空腔室10电连接，脉冲偏压电源40的负极与第一平板21和第二平板23电连接，在高频高压电场作用下，等离子体发生器20与真空腔室10之间流动的气体被击穿，产生部分等离子体；且第一平板21设有若干第一贯穿孔211，第二平板23设有若干第二贯穿孔，第一平板21和第二平板23之间具有间隙，在脉冲电压电场作用下，第一平板21和第二平板23之间的辉光区交叠，使的大量流动的气体被击穿电离，从而产生辉光等离子体71，辉光等离子体71对待处理产品80进行清洗，且清洗效果好。其中，工作气体可为但不限于氩气。

在一个优选地技术方案中，请继续参考图1，等离子体清洗系统100还包括转动装置50，转动装置50可带动第一平板21和第二平板23同步转动。也就是说，等离子体发生器20产生辉光等离子体71时，转动装置50带动第一平板21和第二平板23同步转动，此时，由于第一贯穿孔211和第二贯穿孔的设置，在第一平板21和第二平板23之间及第一贯穿孔211和第二贯穿孔中依次产生等离子体辉光，在脉冲偏压电源40的通断间，辉光等离子体71作用到产品，能形成具有不同能量的类似毛刷的‘离子刷’，对产品进行深度清洁，提高清洗效果。进一步，转动装置50包括驱动电机51和连接驱动电机51的转盘53，安装架30与转盘53连接。可以理解的是，驱动电机51带动转盘53转动，转盘53联动带动安装架30转动，从而带动第一平板21和第二平板23同步转动。需要说明的是，转盘53中可通过星轮转动来实现安装架30转动，但不限于此。

在一个优选地技术方案中，请继续参考图1，安装架30包括连接杆31和固定架33，连接杆31的一端连接转盘53，另一端连接固定架33，第一平板21和第二平板23位于连接杆31。需要说明的是，转盘53与固定架33之间可设置多个平行的连接杆31，每个连接杆31上可设置一组或多组等离子体发生器20，即每个连接杆31可间隔交错设置多个第一平板21和第二平板23。在本实施例中，转盘53与固定架33之间可设置2个平行的连接杆31，每个连接杆31均设置一组等离子体发生器20，也就是说，每个连接杆31上间隔设置第一平板21和第二平板23，但不以此为限。

在一个优选地技术方案中，第一平板21和第二平板23垂直或倾斜安装于连接杆31。请参考图1，第一平板21和第二平板23倾斜安装于连接杆31，不仅在第一平板21和第二平板23之间形成等离子体辉光区，还可通过第一贯穿孔211和第二贯穿孔喷射出来形成伞状辉光等离子体71，增强上下轰击，提高对异型治具、大钻、PCB特刀、深刀槽刀具等产品的清洁能力。请参考图4，第一平板21和第二平板23垂直安装于连接杆31，在第一平板21和第二平板23之间形成等离子体辉光区，将待处理产品80安装在第一平板21和第二平板23之间，经辉光等离子体71清洗，即可根据产品的不同形状采用不同的设置方式来提供等离子体。需要说明的是，可以调整第一平板21和第二平板23两个平板的孔位，在竖直方向对称或不对称，以此在两板内侧可分别获得单个等离子体云和并立的耦合云，在转动装置50下呈现连续性辉光强弱变化。

在一个优选地技术方案中，请继续参考图1，等离子体清洗系统100还包括离子源60，进气口11包括第一进气口111和第二进气口113，第一进气口111与离子源60连通，工作气体经第一进气口111进入离子源60，离子源60使之产生等离子体73。离子源60起到离子发生器作用，能够产生等离子体73，有效地补充真空腔室10内的等离子体。离子源气体经第一进气口111进入离子源60后，在离子源60的作用下产生大量等离子体73，配合第一平板21和第二平板23产生辉光等离子体71，对待处理产品80实现等离子体上下扫描，提高清洁效果。其中，本发明的离子源60可为但不限于阳极层离子源、考夫曼离子源和霍尔离子源中的一种或多种。

在一个优选地技术方案中，请参考图5-图6，第一平板21和第二平板23均包括平板本体25和若干平板单元27，若干平板单元27排列在平板本体25上，优选地，若干平板单元27可拆卸的排列在平板本体25上，平板本体25设有若干贯穿部251，平板单元27设有若干贯穿通道271。可以理解的是，平板本体25可拆卸的安装在连接杆31，比如通过安装孔24实现，但不以此为限。平板单元27可拆卸的排列在平板本体25上，可对应在平板本体25上设置与平板单元27进行可拆卸的结构，如卡合结构、凹凸结构、插销结构等，能实现平板本体25与平板单元27可拆卸即可，在此不进行详细阐述。当然，可根据需要在平板本体25设置多个平板单元27，在此不进行限定。优选地，平板本体25可折叠，优选地，平板本体25能够沿折叠部26实现折叠，也就是说，平板本体25可以是整块，也可以是折叠后的结构，根据需要将平板本体25折叠，以将合适数量的平板单元27安装在平板本体25上，可以适应不同尺寸的治具，或不同尺寸的产品，提高使用范围。比如可通过在第一平板21和第二平板23上设置折叠部26来实现折叠。第二平板23与第一平板21结构相同，因此，本发明以第一平板21为例进行说明，请参考图5-图6，第一平板21包括平板本体25和平板单元27，其平板本体25设有若干贯穿部251，9个平板单元27安装在平板本体25上，每个平板单元27设有若干贯穿通道271，平板本体25可折叠成只安装6个平板单元27(如图7所示)，在第一平板21还设有安装孔24用于安装在连接杆31上，但不以此为限。可以理解的是，待处理产品80可以直接安装在平板单元27或借助治具夹住，将治具可安装在平板单元27，但不限于此。优选地，平板本体25为圆形或方形，但不限于此。贯穿通道271为三角形、圆形或多边形，比如，贯穿通道271为圆形，贯穿通道271的个数为4-50个及其大小为10-60mm，但不限于此。

下面结合图1-图7详细阐述本发明等离子体清洗系统100的工作原理：

将待处理产品80通过治具安装在平板单元27，通过第一进气口111和第二进气口113向真空腔室10内通入工作气体，启动驱动电机51、离子源60和脉冲偏压电源40，在脉冲电压电场作用下，第一平板21和第二平板23之间的辉光区交叠，使的大量流动的气体被击穿电离，从而产生辉光等离子体71；离子源60产生等离子体，补充真空腔室10内的等离子体，且加强真空腔室10的辉光亮度，使得第一平板21和第二平板23之间的辉光区产生的辉光越强；而通过驱动电机51带动第一平板21和第二平板23同步转动，产生旋转及扫描等离子体，对整个产品进行横向和纵向的深度辉光清洗，整体提升产品各个面的清洗、活化的效果。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种等离子体清洗系统，用于清洗待处理产品，其特征在于，包括：

真空腔室，具有进气口和出气口；

至少一组等离子体发生器，所述等离子体发生器包括同轴且间隔设置的第一平板和第二平板，所述第一平板设有若干第一贯穿孔，所述第二平板设有若干第二贯穿孔，第一平板和第二平板之间具有间隙；

安装架，所述第一平板和所述第二平板位于所述安装架；

脉冲偏压电源，所述脉冲偏压电源的正极与所述真空腔室电连接形成阳极，所述脉冲偏压电源的负极与所述第一平板和所述第二平板电连接。

2.如权利要求1所述的等离子体清洗系统，其特征在于，还包括转动装置，所述转动装置可带动所述第一平板和所述第二平板同步转动。

3.如权利要求2所述的等离子体清洗系统，其特征在于，所述转动装置包括驱动电机和连接所述驱动电机的转盘，所述安装架与所述转盘连接。

4.如权利要求3所述的等离子体清洗系统，其特征在于，所述安装架包括连接杆和固定架，所述连接杆的一端连接所述转盘，另一端连接所述固定架，所述第一平板和所述第二平板位于所述连接杆。

5.如权利要求4所述的等离子体清洗系统，其特征在于，所述第一平板和所述第二平板垂直或倾斜安装于所述连接杆。

6.如权利要求1所述的等离子体清洗系统，其特征在于，还包括离子源，所述进气口包括第一进气口和第二进气口，所述第一进气口与所述离子源连通，所述离子源用于产生等离子体。

7.如权利要求1所述的等离子体清洗系统，其特征在于，所述第一平板和所述第二平板均包括平板本体和若干平板单元，若干所述平板单元可拆卸的排列在所述平板本体上，所述平板本体设有若干贯穿部，所述平板单元设有若干贯穿通道。

8.如权利要求7所述的等离子体清洗系统，其特征在于，所述平板本体可折叠。

9.如权利要求7所述的等离子体清洗系统，其特征在于，所述平板本体为圆形或方形。

10.如权利要求7所述的等离子体清洗系统，其特征在于，所述贯穿通道为三角形、圆形或多边形。

Images