CN1803322A - 等离子清洁设备及其整合系统 - Google Patents

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CN1803322A CNA2005101200985A CN200510120098A CN1803322A CN 1803322 A CN1803322 A CN 1803322A CN A2005101200985 A CNA2005101200985 A CN A2005101200985A CN 200510120098 A CN200510120098 A CN 200510120098A CN 1803322 A CN1803322 A CN 1803322A
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全炳俊
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Changlin Sci & Tech Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种具排除有机及氧化污染且能够有效散热、清除废气功能的等离子清洁设备，其包括：电极部、放热部、原料气体导入部、原料气体供给导引部、及吸排气部。该放热部具有接触于该电极部一侧的突出块放热板以及一与该突出块放热板配合的放热墙，通过该放热部与该电极部的接触，以进行该电极部的散热。而且，该吸排气部上端具有与外部相通的第一气体通路，该吸排气部下端具有与外部相通的第二气体通路，通过该第一气体通路与该第二气体通路的配合，以产生用于散热的排气功能、用于排除废气的吸气功能或兼具上述两者的功能。

Description

等离子清洁设备及其整合系统
技术领域
本发明涉及一种能够清除有机物及氧化物污染的等离子清洁设备及其整合系统。
背景技术
在一般的产品制造过程中，不管任何种类的制造工艺流程，所有材料的表面清洁程度往往会影响到诸如材料的真空蒸镀、涂布与接合等后续工序，而且对不同材料间的粘着力及紧密结合力会有很大的影响。因此，材料表面的清洁是非常重要的工序，从前用过的表面清洁方法是使用化学药品来清洁材料的表面。但是这些方法所使用的化学药品，会产生环境污染等问题，所以被限制使用。
因此，为了解决上述问题，目前已开发研究出许多新的表面清洁方法，在这些新的表面清洁方法之中，有一种叫做低温低压状态的等离子(Plasma)的方法，其使用低压等离子的清洁方法在低压形成的真空室(vacuumchamber)内进行清洁，其工作方法如下：对原料气体提供一定的外加能量使原料气体处于等离子状态并产生气体离子，这些活性化的气体会接触材料表面并与之发生作用，因此存在于材料表面上的不纯物或污染物质都会被清除掉。
虽然低压状态的等离子表面清洁方法具有相当好的清洁效果，但是使用并不普遍。因为为了要产生等离子，需要配合使用真空装置，因此在大气压的环境中，将无法形成这种等离子。
再者，常压等离子的使用方法也有很多，其中以应用在臭氧发热仪器上的无声放电方式最为普遍，使用的时间也最长。
无声放电原理众所周知，其在常压下将金属电极的一边或两边利用绝缘体切断，在金属电极上施加高电压交流或脉冲(pulse)之后，在两电极之间的空间上，会发生高电压的放电，以产生所需的等离子。
为了将利用上述相同的原理所产生的等离子使用在清洁方面，把待清洁物放在两电极之间的空间的适合位置进行清洁，但此种方式的限制是只有很薄的待清洁物才可以被清洁。其原因为：待清洁物若不是絶缘体而是导电的金属或半导体的话，根据高电压的具体情况会影响损害待清洁物，所以利用此种清洁方式的领域相当有限。
而且，因为当将等离子排出到外面的材料上进行清洗时，因为常压的等离子所具有的特性，等离子会导致臭氧(ozone)等对人体有害的物质的产生，因而会影响到工作人员的安全。
还有在等离子产生设备与材料之间距离很近的时候，可能会发生材料与电极之间的电弧作用(arcing)问题，这种电弧作用将会损坏材料。而且，因为等离子产生设备的所使用的电压是高电压，所以存在使用者万一操作不当而导致触电会对使用者造成危害的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有清除有机物及氧化物污染且能够有效散热、清除废气功能的等离子清洁设备及其整合系统，其可以利用吸排气部将等离子清洁过程中所产生的有害物质及微小粒子予以清除。
本发明的另一个目的是利用放热部以进行电极部的散热，以及利用吸排气部以进行待清洁物及电极部的散热及废气排放。
本发明的再一个目的是将多颗陶瓷球放置在原料气体临时贮存部，以使原料气体混合更为均匀，使所产生的等离子的浓度效果更佳。
为了实现上述目的，根据本发明的其中一种方案，其提供了一种具有排除有机物及氧化物污染且能够有效散热、清除废气功能的等离子清洁设备，其包括：电极部、放热部、原料气体导入部、原料气体供给导引部、及吸排气部。其中，该电极部具有多个以一预定距离间隔并排的电极；该放热部具有接触于该电极部一侧的突出块放热板以及一与该突出块放热板配合的放热墙；该原料气体导入部形成于该放热部一侧，并与该突出块放热板和该放热墙之间所形成的通道的一端相通，用于导引原料气体经过该放热部；该原料气体供给导引部与该突出块放热板和该放热墙之间所形成的通道的另一端相通，用于接收经过该放热部的原料气体；以及，该吸排气部设置于与该原料气体导入部分离的空间上，并且该吸排气部上端具有与外部相通的第一气体通路，该吸排气部下端具有与外部相通的第二气体通路。
根据本发明的技术构思，该等离子清洁设备进一步包括：连通于该电极部与该原料气体供给导引部的原料气体临时贮存部。
根据本发明的技术构思，该原料气体临时贮存部的内部装有多颗陶瓷球。
根据本发明的技术构思，该第一气体通路吸入冷却气体，再由该第二气体通路排出，而形成排气功能；或者该第二气体通路吸入气体，再由该第一气体通路排出，而形成吸气功能。
根据本发明的技术构思，该排气功能与该吸气功能同时或分开在同一电浆清洁设备上进行。
根据本发明的技术构思，该第二气体通路的出风口方向与地面呈垂直状态。
根据本发明的技术构思，该第二气体通路的出风口方向与地面呈倾斜状态。
根据本发明的技术构思，该突出块放热板具有多个放热块。为了实现本发明的上述目的，根据本发明的其中一种方案，本发明还提供了一种具有清除有机物及氧化物污染且能够有效散热、排除废气功能的等离子清洁设备的整合系统，其包括：多个彼此间隔一预定距离排列的等离子清洁设备。通过所述等离子清洁设备的组合，以产生使用者所需要的不同功效。即，等离子清洁设备的吸排气部可以产生吸气功能或排气功能、或两者的组合。
具体来说，该等离子清洁设备的整合系统，包括：多个彼此间隔一预定距离排列的等离子清洁设备，其中每一个等离子清洁设备包括：电极部，其具有多个以一预定距离间隔并排的电极；放热部，其具有接触于该电极部一侧的突出块放热板以及一与该突出块放热板配合的放热墙；原料气体导入部，其形成于该放热部一侧，并与该突出块放热板和该放热墙之间所形成的通道的一端相通，以导引原料气体经过该放热部的放热块；原料气体供给导引部，其与该突出块放热板和该放热墙之间所形成的通道的另一端相通，以接收经过该放热部的原料气体；以及吸排气部，其设置于与该原料气体导入部分离的空间上，并且该吸排气部上端具有与外部相通的第一气体通路，该吸排气部下端具有与外部相通的第二气体通路。
根据本发明的技术构思，所有的所述第一气体通路接收冷却气体，并配合相对应的所述第二气体通路将冷却气体排出，以产生冷却经过等离子处理后的待清洁物及电极部的排气功能。
根据本发明的技术构思，所有的所述第二气体通路吸入等离子处理过程中所产生的废气，并配合相对应的所述第一气体通路将废气排出，以产生吸除废气的吸气功能。
根据本发明的技术构思，最外围的所述第一气体通路接收冷却气体，并配合与所述最外围的第一气体通路相对应的所述第二气体通路将冷却气体排出，以产生冷却经过等离子处理后的待清洁物及电极部的排气功能；其它的所述第二气体通路则吸入等离子处理过程中所产生的废气，并配合其它相对应的所述第一气体通路将废气排出，以产生吸除废气的吸气功能。
根据本发明的技术构思，最外围的所述第二气体通路吸入等离子处理过程中所产生的废气，并配合与所述最外围的所述第二气体通路相对应的所述第一气体将废气排出，以产生吸除废气的吸气功能；其它的所述第一气体通路则接收冷却气体，并配合其它相对应的所述第二气体通路将冷却气体排出，以产生冷却经过等离子处理后的待清洁物及电极部的排气功能。
根据本发明的技术构思，在每一个该等离子清洁设备中，一个所述第一气体通路接收冷却气体，并配合与该第一气体通路相对应的一个所述第二气体通路将冷却气体排出，以产生冷却经过等离子处理后的待清洁物及电极部的排气功能；另外，在每一个等离子清洁设备中，另一个所述第二气体通路吸入等离子处理过程中所产生的废气，并配合与该第二气体通路相对应的另一个第一气体通路将废气排出，以产生吸除废气的吸气功能。
根据本发明的技术构思，在每两个等离子清洁设备之间安装有一吸气部。
本发明所取得的有益效果和优点在于：
在本发明等离子清洁设备及其整合系统中，使发热的原料气体经过放热块，放热块有效地吸收原料气体的热量，然后把放热块上所产生的热量有效地吸收，可以利用放热块有效地降温；
在本发明等离子清洁设备及其整合系统中，原料气体经过放热块之后，放热块在经过吸收热量之后温度上升，气体的活动会更剧烈，可以使原料气体扩散更加活跃。尤其是当原料气体经过放热块的空间时，因为放热块的阻碍而在放热部内的空间内均匀地扩散。这种设计的优点在于因为这个均匀地扩散的原料气体供给电极部内之后，可以使得到的等离子的浓度更佳。
为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，本发明的目的、特征与特点，可由此得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明等离子清洁设备的正视剖面图；
图2为本发明等离子清洁设备的侧视剖面图；
图3为本发明等离子清洁设备的俯视图；
图4为本发明等离子清洁设备的突出块放热板的立体示意图；
图5为本发明等离子清洁设备的第二气体通路及等离子排出口的立体示意图；
图6为本发明等离子清洁设备整合系统的剖面示意图；以及
图7至图12为本发明等离子清洁设备整合系统在进行各种运行时的剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
等离子清洁装置100        电极部110           放热部120
放热块121                突出块的放热板122   放热墙124
原料气体导入部130        原料气体导入管132
原料气体供给导引部140    原料气体临时储存部142
陶瓷球144                吸排气部150
第一气体通路152          第二气体通路154
等离子清洁设备整合系统200
具体实施方式
请参阅图1至图3，本发明的等离子清洁装置100包括：电极部110、放热部120、原料气体导入部130、原料气体供给导引部140、及吸排气部150。
等离子清洁装置100可以为大气式等离子清洁设备。
所述电极部110间隔地排列于该等离子清洁装置100的中央处，优选的是，该电极部110是以电极平行的方式进行排列，而使得等离子发热均匀。当排列的电极是单数时，例如由三个电极形成电极部110的时候，在中央的电极为高压电极，两旁的电极则接地。因为电极的供给电源是高压电源，所以不可以直接使用一般电压，如果使用一般电源的话，则需要另外增设具备变压器的电源设备以得到高压电源。
接下来对放热部120进行描述，它的结构是由突出块的放热板122和放热墙124构成。如图1所示，该突出块的放热板122与电极部110外侧接触，突出块的放热板122与电极部110接触之后，将在电极部110所产生的热量传导至突出块的放热板122进行放热，以降低电极部110的温度。如图4所示，该突出块的放热板122优选使用正直六面体形状的放热块121，并将放热块121以一定的距离来排列。此目的在于利用突出块的放热板122的配置空间，以使得流动气体之间的接触面积最大化。
上述的放热块121彼此排列形成一定空间的这样一种设计，目的是为了是要让原料气体经过。另外为了使在放热块121之间经过的原料气体更好的扩散，最好是把放热块121交叉放置，以使得原料气体在经过放热块121之间时，因为交叉的放热块121的阻碍而均匀扩散。尤其是放热块121会在放热时温度上升，从而会使原料气体经历猛烈地气体运动，会使气体的扩散更为活性化。放热块121之间会有从外部供给的低温原料气体通过，因此放热块121的温度就会降低。所以突出块的放热板121的容易冷却是本发明的优点之一。
如图1所示，该放热墙124的上端与放热块121接触。该放热墙124与具有一定长度的放热块121，以及突出块的放热板122一起用以隔离出原料气体经过的空间。放热墙124的下部是开放的，并与原料气体导入部130相通。由原料气体导入部130供给的原料气体会引进到放热部120。
原料气体导入部130将外面的原料气体导入之后，供给放热部120。所以该原料气体导入部130位于放热部120外侧所隔开的空间的地方。
位于原料气体导入部130上面的原料气体导入管132用于引进原料气体，然后原料气体经过下面的放热部120之后，再经由该突出块放热板122而排出。
原料气体供给导引部140连通于该放热部120，用于将扩散的原料气体提供到电极部110。原料气体供给导引部140的位置是在电极部110及放热部120的上面。该原料气体供给导引部140的中间部分具有一个临时储存原料气体的原料气体临时储存部142，如图1及图2所示，该原料气体临时储存部142用于使该原料气体均匀地扩散，其中该原料气体供给导引部140内部优选放满陶瓷球144，而设置所述陶瓷球144的主要目的在于使原料气体混合更为均匀，以使等离子产生的浓度效果更佳。
再者，吸排气部150的位置如图1及图3所示，在原料气体导入部130左右侧会有隔开的空间。该吸排气部150的上端为一与外面连接的第一气体通路152，而下端则是与外面连接的第二气体通路154。也就是说，该吸排气部150会在该原料气体导入部130的外侧形成阻隔，用以与该原料气体导入部130分离，另外该吸排气部150还提供了冷却气体及污染气体移动的空间。第一气体通路152是管状的并与外部连接，第二气体通路154则如图5中所示的一样，在墙壁上有多个间隔设置的空间。
此外，该第二气体通路154可与地面保持水平，或者如图1所示，该第二气体通路154与地面形成倾斜的角度。如此从电极部110排出的等离子的清洁作用不会被妨害，并且在清洁作业过程中更能有效地将产生的污染物质排出。
第一气体通路152是从等离子清洁设备100的外部进来，这样除了可以将冷却气体供给吸排气部150之外，还可以将吸排气部150内部存在的空气吸收之后，排出到外部。第二气体通路154的功能则依第一气体通路152的排气功能或吸收功能而决定，即吸排气部152的气体可向下吹出至外部，或者从外部将空气吸进到吸排气部150的通道内。简而言之，从第一气体通路152供给的冷却气体，经过第二气体通路154排气为排气功能，从第二气体通路154吸收的气体，排出到第一气体通路152为做吸气功能。
当第一气体通路152接收外部所供给的冷却气体时，所述冷却气体可经过该第二气体通路154，并在清洁待清洁对象时排出以进行散热功能。另外，因为在进行清洁作业时，空间内部的污染物质及粒子(particle)等气体会危害到操作人员，因此通过该第二气体通路154的吸气作用，将污染物质及粒子吸入该吸排气部150的通道内，然后通过该第一气体通路152而排出至外部。因此本发明能够根据使用者的需要，针对待清洁物进行吹气(散热)或吸气(排污染物)的选择。
请参阅图6，等离子清洁设备整合系统200，是由数个等离子清洁设备100并列连接组织而成。这时候等离子清洁设备整合系统200具有有固定等离子清洁设备100的固定设备(图中未示出)。等离子清洁设备100是经过数个并列电极进行清洁作业。等离子清洁设备整合系统200可以任意连接数个等离子清洁设备100，也可单独使用一个等离子清洁设备100。
根据待清洁物的材料来判断，例如需要高清洁性能的时候，就增加该等离子清洁设备100的数量，如需要低清洁性能的时候就减少该等离子清洁设备100数量。
请参阅图7至图12，等离子清洁设备整合系统200具有多数个等离子清洁设备100，并且所述等离子清洁设备100分别具有吸排气部150。因此，每一个等离子清洁设备100均具有冷却功能、及将等离子处理过程中所产生的废气除掉的功能。所以，为了达到高清洁力的功效，本发明可通过多个等离子清洁设备100整合成一个整合系统来控制，为了使等离子清洁设备100的吸排气功能更有效率，所以各吸排气部150均具有综合控制功能。有关综合控制方法如下所述：
请参阅图7，数个等离子清洁设备100分别具有吸排气部150，其能有效率地进行所述吸排气部150的排气功能。这种情况是将在清洁作业进行中所产生的污染物质及臭氧等有害物质强力的吸入之后排出到外部。
请参阅图8，数个等离子清洁设备100分别具有吸排气部150，其能有效地进行所述吸排气部150的排气(吹气)功能。这种情况是为了针对待清洁物及电极部执行强而有力的冷却功能。
请参阅图9，最外围的等离子清洁设备100的吸排气部150只做排气(吹气)动作，而剩下的吸排气部150则作为吸气用途。请参阅图10，其与图9刚好相反，最外围的等离子清洁设备100的吸排气部150只做吸气动作，而剩下的吸排气部150则作为排气(吹气)用途。但这种情况的目的是为了要更有效的进行冷却功能与吸排气功能。
请参阅图11，每一个等离子清洁设备100一侧的吸排气部150均作为吸气用途，而另一侧的吸排气部150则作为排气(吹气)用途。
请参阅图12，多个等离子清洁设备100分别具有吸排气部150以进行排气(吹气)功能。另外，在每两个等离子清洁设备100之间安装有一吸气部(220)，利用这个吸气部(220)以进行吸气功能。
本发明所取得的的效果为：在本发明等离子清洁设备及其整合系统中，将发热的原料气体经过放热块，放热块有效吸收原料气体的热量，然后把放热块上所产生的热量有效地吸收，可以利用放热块有效地降温；
原料气体经过放热块之后，放热块在经过吸收热量之后温度上升，气体的活动会更剧烈，可以使原料气体扩散更加活跃。尤其是当原料气体经过放热块的空间时，因为放热块的阻碍而在放热部内的空间内均匀地扩散。这种设计的优点在于因为这个均匀地扩散的原料气体供给电极部内之后，可以得到浓度均匀的等离子。
然而，以上所述的仅为本发明最佳具体实施例之一的详细说明和附图，然而本发明的特征并不局限于此，其并非用以限制本发明，本发明的所有保护范围应以下述的权利要求书为准，凡符合本发明权利要求书的精神及与其类似变化的实施例，均应包含于本发明的保护范围中，任何本领域技术人员在本发明的领域内，无需创造性的劳动即可得到的变化或修饰均应涵盖在以下本发明申请的专利保护范围中。

Claims (15)

1、一种等离子清洁设备，其特征在于，该等离子清洁设备包括：
电极部，其具有多个以一预定距离间隔并排的电极；
放热部，其具有接触于该电极部一侧的突出块放热板以及一与该突出块放热板配合的放热墙；
原料气体导入部，其形成于该放热部一侧，并与该突出块放热板和该放热墙之间所形成的通道的一端相通，以导引原料气体经过该放热部；
原料气体供给导引部，其与该突出块放热板和该放热墙之间所形成的通道的另一端相通，以接收经过该放热部的原料气体；以及
吸排气部，其设置在与该原料气体导入部分离的空间上，并且该吸排气部上端具有与外部相通的第一气体通路，该吸排气部下端具有与外部相通的第二气体通路。
2、如权利要求1所述的等离子清洁设备，其特征在于，该等离子清洁设备进一步包括：连通于该电极部与该原料气体供给导引部的原料气体临时贮存部。
3、如权利要求2所述的等离子清洁设备，其特征在于：该原料气体临时贮存部的内部装有多颗陶瓷球。
4、如权利要求1所述的等离子清洁设备，其特征在于：该第一气体通路吸入冷却气体，再由该第二气体通路排出，而形成排气功能；或者该第二气体通路吸入气体，再由该第一气体通路排出，而形成吸气功能。
5、如权利要求4所述的等离子清洁设备，其特征在于：该排气功能与该吸气功能同时或分开在同一电浆清洁设备上进行。
6、如权利要求1所述的等离子清洁设备，其特征在于：该第二气体通路的出风口方向与地面呈垂直状态。
7、如权利要求1所述的等离子清洁设备，其特征在于：该第二气体通路的出风口方向与地面呈倾斜状态。
8、如权利要求1所述的等离子清洁设备，其特征在于：该突出块放热板具有多个放热块。
9、一种等离子清洁设备的整合系统，其特征在于，包括：
多个彼此间隔一预定距离排列的等离子清洁设备，其中每一个等离子清洁设备包括：
电极部，其具有多个以一预定距离间隔并排的电极；
放热部，其具有接触于该电极部一侧的突出块放热板以及一与该突出块放热板配合的放热墙；
原料气体导入部，其形成于该放热部一侧，并与该突出块放热板和该放热墙之间所形成的通道的一端相通，以导引原料气体经过该放热部的放热块；
原料气体供给导引部，其与该突出块放热板和该放热墙之间所形成的通道的另一端相通，以接收经过该放热部的原料气体；以及
吸排气部，其设置于与该原料气体导入部分离的空间上，并且该吸排气部上端具有与外部相通的第一气体通路，该吸排气部下端具有与外部相通的第二气体通路。
10、如权利要求9所述的等离子清洁设备的整合系统，其特征在于：所有的所述第一气体通路接收冷却气体，并配合相对应的所述第二气体通路将冷却气体排出，以产生冷却经过等离子处理后的待清洁物及电极部的排气功能。
11、如权利要求9所述的等离子清洁设备的整合系统，其特征在于：所有的所述第二气体通路吸入等离子处理过程中所产生的废气，并配合相对应的所述第一气体通路将废气排出，以产生吸除废气的吸气功能。
12、如权利要求9所述的等离子清洁设备的整合系统，其特征在于：最外围的所述第一气体通路接收冷却气体，并配合与所述最外围的第一气体通路相对应的所述第二气体通路将冷却气体排出，以产生冷却经过等离子处理后的待清洁物及电极部的排气功能；其它的所述第二气体通路则吸入等离子处理过程中所产生的废气，并配合其它相对应的所述第一气体通路将废气排出，以产生吸除废气的吸气功能。
13、如权利要求9所述的等离子清洁设备的整合系统，其特征在于：最外围的所述第二气体通路吸入等离子处理过程中所产生的废气，并配合与所述最外围的所述第二气体通路相对应的所述第一气体将废气排出，以产生吸除废气的吸气功能；其它的所述第一气体通路则接收冷却气体，并配合其它相对应的所述第二气体通路将冷却气体排出，以产生冷却经过等离子处理后的待清洁物及电极部的排气功能。
14、如权利要求9所述的等离子清洁设备的整合系统，其特征在于：在每一个该等离子清洁设备中，一个所述第一气体通路接收冷却气体，并配合与该第一气体通路相对应的一个所述第二气体通路将冷却气体排出，以产生冷却经过等离子处理后的待清洁物及电极部的排气功能；另外，在每一个等离子清洁设备中，另一个所述第二气体通路吸入等离子处理过程中所产生的废气，并配合与该第二气体通路相对应的另一个第一气体通路将废气排出，以产生吸除废气的吸气功能。
15、如权利要求9所述的等离子清洁设备的整合系统，其特征在于：在每两个等离子清洁设备之间安装有一吸气部。
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