CN219778820U - 用于等离子设备的电极板、冷却装置及等离子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及等离子加工设备技术领域，涉及一种用于等离子设备的电极板、冷却装置及等离子设备。电极板设有冷却通道和至少一个的间隔槽，间隔槽布设于电极板上；冷却通道包括相连通的进液段和输出段，进液段用于输入冷却液，输出段用于输出冷却液，进液段环绕间隔槽设置，且进液段至少部分与输出段分别位于间隔槽的相对两侧。在本实施例的电极板中，通过在电极板上设置间隔槽，可以有效改善电极板中部蚀刻偏弱的问题，通过改进冷却通道以使升温后的冷却液能够通过输出段快速离开电极板，从而提高电极板的降温效果。

Description

用于等离子设备的电极板、冷却装置及等离子设备

技术领域

本实用新型涉及等离子加工设备技术领域，尤其涉及一种用于等离子设备的电极板、冷却装置及等离子设备。

背景技术

等离子设备在等离子清洗、蚀刻、镀膜等场合有着广泛的应用。等离子设备在等离子腔体内放电时，随着放电功率的提高，电子密度也随之增加，在真空状态下，由于热传导效果会大幅降低，所以会导致腔体内部温度不断上升，电极板表面及内部温度也随之上升，当温度超过阈值之后，便会导致等离子系统稳定下降，严重时甚至无法满足设备工艺要求。

为了改善电极板的高温影响，通常会在电极板内部设置冷却通道并通入冷却液体以对电极板进行降温，但是现有的电极板仍存在发热问题，冷却通道的布局有待优化，同时，由于电极板存在温差问题，还会导致电极板中间区域出现蚀刻效果不佳的问题，电极板整体蚀刻均匀度受到影响，等离子设备加工效果不佳。

因此，有必要针对上述问题进行改进，以改变现状。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于等离子设备的电极板、冷却装置及等离子设备，用于解决现有等离子设备中电极板存在发热和温差问题，而导致等离子加工效果不佳的问题。

本实用新型提出一种用于等离子设备的电极板，所述电极板包括：

至少一个的间隔槽，布设于所述电极板上；以及

冷却通道，包括相连通的进液段和输出段，所述进液段用于输入冷却液，所述输出段用于输出冷却液，所述进液段环绕所述间隔槽设置，且所述进液段至少部分与所述输出段分别位于所述间隔槽的相对两侧。

根据本实用新型的一个实施例，所述间隔槽的数量为多个，且多个所述间隔槽沿第一方向间隔设置，所述进液段沿所述第一方向延伸并依次绕设于多个所述间隔槽。

根据本实用新型的一个实施例，所述进液段沿所述第一方向呈弓字型依次绕设于多个所述间隔槽。

根据本实用新型的一个实施例，其中至少两个所述间隔槽沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向之间呈夹角设置。

根据本实用新型的一个实施例，所述间隔槽贯穿所述电极板设置，所述间隔槽或凹设于所述电极板的至少一个外表面上。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却通道的数量为多组，其中两个所述冷却通道对称设置或沿所述电极板的延伸方向间隔设置。

本实用新型还提供了一种冷却装置，包括：

如上述任意一项所述的电极板；以及

水箱，分别连通于所述电极板的所述冷却通道。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却装置还包括测温探头，所述测温探头连接于所述电极板并用于获取所述电极板的温度信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述电极板的侧面开设有多个端口孔，多个所述端口孔分别连通于所述冷却通道；所述冷却装置还包括密封件，所述密封件可拆卸连接于所述电极板并密封于所述端口孔内。

本实用新型还提供了一种等离子设备，包括：

等离子腔体；以及

如上述任意一项所述的冷却装置，所述冷却装置连接于所述等离子腔体并位于所述等离子腔体内。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷却装置的数量为多组，且多组所述冷却装置间隔设于所述等离子腔体内，其中至少两组所述冷却装置的所述电极板平行设置。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

在本实施例的电极板中，通过在电极板上设置间隔槽，根据电流的趋肤效应，可以增强电极板在间隔槽处的放电效果，以提高电极板在间隔槽处的电流密度来改善电极板蚀刻偏弱的问题；同时，通过将冷却通道的进液段环绕间隔槽设置，可以提高冷却通道内冷却液吸收电极板热量的吸收范围，并使升温后的冷却液能够通过输出段快速离开电极板，从而提高电极板的降温效果，当本电极板应用于等离子设备中时，可以改善现有等离子设备中电极板的发热和温差问题，从而提高等离子设备的加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1是本实用新型的实施例中电极板的结构示意图；

图2是图1中局部A的放大视图；

图3是图1中局部B的放大视图；

图4是本实用新型的实施例中冷却装置的结构示意图；

图5是本实用新型的一实施例中电极板的结构示意图；

图6是本实用新型的实施例中等离子设备的俯视示意图；

附图标记：

1、冷却装置；10、电极板；100、冷却通道；110、进液段；120、端口孔；130、输出段；140、进液口；150、出液口；200、间隔槽；20、密封接头；30、密封件；40、测温探头；50、水箱；60、液体泵；70、电磁阀；2、等离子腔体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

参阅图1至图6所示，本实用新型实施例提供了一种用于等离子设备的电极板10，电极板10设有冷却通道100和至少一个的间隔槽200，间隔槽200布设于电极板10上；冷却通道100包括相连通的进液段110和输出段130，进液段110用于输入冷却液，输出段130用于输出冷却液，进液段110环绕间隔槽200设置，且进液段110至少部分与输出段130分别位于间隔槽200的相对两侧。

在本实施例的电极板10中，通过在电极板10上设置间隔槽200，根据电流的趋肤效应，可以增强电极板10在间隔槽200处的放电效果，以提高电极板10在间隔槽200处的电流密度来改善电极板10蚀刻偏弱的问题；同时，通过将冷却通道100的进液段110环绕间隔槽200设置，可以提高冷却通道100内冷却液吸收电极板10热量的吸收范围，并使升温后的冷却液能够通过输出段130快速离开电极板10，从而提高电极板10的降温效果，当本电极板10应用于等离子设备中时，可以改善现有等离子设备中电极板10的发热和温差问题，从而提高等离子设备的加工质量。

需要说明的是，当间隔槽200的数量为一个时，间隔槽200在电极板10上的正投影可以均匀设置，当间隔槽200的数量为多个时，间隔槽200可以间隔或重合设置，并在电极板10上呈均匀设置。

在本实施例中，进液段110与电极板10的进液口140相连通，输出段130与电极板10的出液口150相连通，冷却液依次通过进液口140、进液段110、输出段130和出液口150进行输送。

这样设置，冷却液在通过进液段110时吸收电极板10的热量并升温，当冷却液流经输出段130之后，此时由于冷却液的温度较进入冷却通道100时更高，所以提高冷却液通过输出段130输出电极板10的速度可以减少冷却液中热量在电极板10内的传导，从而提高电极板10的冷却效果。

同时，由于电极板10在间隔槽200处的厚度是小于电极板10未设置间隔槽200结构处的厚度，所以可以降低热量在间隔槽200处的堆积量，与此同时电极板10未设置间隔槽200结构处的温度可以通过冷却通道100进行降温，通过平衡电极板10上各个位置之间的温度差以实现降低电极板10整体温差的效果，从而提高本电极板10应用于等离子设备中的蚀刻均匀性。

具体地，参阅图1所示，电极板10通过密封接头20与外部管路连接，密封接头20可以与电极板10的进液口140和出液口150通过例如螺纹连接、粘接、过盈配合等方式实现密封连接，当采用可拆卸连接的方式进行连接时，可以便于密封接头20的拆装更换，当采用固定密封的方式进行连接时，可以保证密封接头20和电极板10之间的密封效果。

进一步地，间隔槽200的数量为多个，且多个间隔槽200沿第一方向间隔设置，进液段110沿第一方向延伸并依次绕设于多个间隔槽200。

参阅图1所示，定义图中的X方向为第一方向；当间隔槽200的数量为多个时，多个间隔槽200可以沿X方向依次排布并间隔设置，当间隔槽200为矩形时，进液段110沿X方向依次绕设于多个进液段110的外侧，以形成“弓”字型结构，在其他实施例中，间隔槽200的形状包括但不限于三角形、矩形、正方形、整列圆形、菱形、多边形、不规则形，此时进液段110需要与间隔槽200的边缘间隔设置并尽可能靠近，例如进液段110与间隔槽200的边缘之间可以间距0.1mm-100mm，具体根据电极板10的加工工艺确定，在此不做唯一限定，以保证冷却通道100的冷却效果。

在本实施例中，当冷却通道100的进液段110依次绕设于多个间隔槽200之后，可以提高进液段110传导热量的范围以提高冷却通道100的冷却效果，之后再通过输出段130将温度升高后的冷却液快速输出冷却通道100外，便可以避免温度升高后的冷却液中的热量过度再重新传导至电极板10中，以实现冷却通道100的降温效果。

更进一步地，其中至少两个间隔槽200沿第二方向间隔设置，第二方向与第一方向之间呈夹角设置。具体地，间隔槽200贯穿电极板10设置，或凹设与电极板10的至少一个外表面上。

如图1所示，在本实施例中，电极板10为矩形，定义图中的Y方向为第二方向，且Y方向垂直于X方向，多个间隔槽200沿X方向和Y方向在电极板10上均匀设置，以使电极板10整体形成栅格状结构，根据电流的趋肤效应，增强了电极板10中间的放电效果，提高电极板10中间的电流密度，从而实现改善电极板10中间区域等离子蚀刻偏弱的问题。

当然，在一些实施例中，X方向与Y方向之间也可以呈0-90°之间的夹角，例如当X方向与Y方向之间的角度小于90°时，多个间隔槽200在电极板10上可以呈网状排布；在其他实施例中，多个间隔槽200在电极板10上也可以呈交错排布，在此不做唯一限定。

在其他实施例中，间隔槽200也可以设于电极板10的其中一个表面，或是在电极板10的相对的两个表面上均向内凹设，此时可以减小电极板10在间隔槽200处的厚度，以达到改善电极板10在间隔槽200处的蚀刻偏弱的问题。

进一步地，冷却通道100的数量为多组，其中两个冷却通道100对称设置或沿电极板10的延伸方向间隔设置。

参阅图5所示，在一实施例中，冷却通道100的数量为两组，且两组冷却通道100对称设置，两组冷却通道100中的输出段130位于电极板10的内侧，两组冷却通道100的进液段110位于电极板10的外侧；冷却液通过电极板10的两侧输入冷却通道100内并依次绕设间隔槽200，并最终通过输出段130快速排出，由此实现提高电极板10冷却均匀度的效果。

在其他实施例中，冷却通道100也可以沿图1中的Y方向依次设置，或是多组冷却通道100中的其中若干组对称设置；通过在电极板10表面设置多组冷却通道100，可以提高冷却液输入电极板10的整体流量，相较于采用单个的冷却通道100对电极板10进行冷却，可以使电极板10发出的热量均匀地通过各组冷却通道100带出，从而有效改善电极板10的冷却均匀度，进而提高电极板10的冷却效果，提高等离子设备的加工质量。

本实用新型还提供了一种冷却装置1，其包括上述任意一项实施例中的电极板10以及水箱50，水箱50分别连通于电极板10的冷却通道100。

在本实施例的冷却装置1中，通过设置上述任意一项实施例中的电极板10，通过在电极板10上设置间隔槽200，可以有效改善电极板10中部蚀刻偏弱的问题，通过改进冷却通道100以使升温后的冷却液能够通过输出段130快速离开电极板10，从而提高电极板10的降温效果。

进一步地，冷却装置1还包括测温探头40，测温探头40连接于电极板10并用于获取电极板10的温度信号。

参阅图1和图5所示，在一实施例中，测温探头40可以设于电极板10的左右两侧(即电极板10短边的一侧)，并优选将测温探头40靠近进液段110和/或输出段130设置，以提高测温探头40的测温精确度；当测温探头40的数量至少为两个，且其中两个测温探头40分别设于靠近进液段110和输出段130的一侧时，可以通过对比两个测温探头40之间的温差来判断电极板10的整体温度，例如当电极板10温度高于工艺的上限时，可以打开进液口140的通道，以使水箱50内的制冷液进入冷却通道100以对电极板10进行冷却；当电极板10温度低于工艺的下限时，可以关闭电极板10的进液口140。

在一些实施例中，冷却装置1可以在水箱50内部对冷却液进行加热，以使冷却液的温度达到电极板10的工艺要求，在等离子状态下，将电极板10产生的热量带出，并能使电极板10的温度保持在工艺要求的范围内，确保等离子在相同温度下进行，电离的一致性，确保等离子蚀刻的均匀性。具体在使用时，先通过热水机制成电极板10加工工艺要求的热水，通过液体泵60将水箱50中的热水通过进液口140输入进液段110内，并在冷却通道100内持续通入工艺要求温度的热水，通过出液口150使热水回流到水箱50中，可以保证等离子产生的热量有效的带走，并能维持电极板10满足的工艺温度，减少电极的温差，确保等离子的蚀刻均匀性。

具体地，参阅图1至图3所示，电极板10的侧面开设有多个端口孔120，多个端口孔120分别连通于冷却通道100；冷却装置1还包括密封件30，密封件30可拆卸连接于电极板10并密封于端口孔120内。

在本实施例中，电极板10可以通过深钻孔、摩擦焊、嵌入铝制管道等不同加工方式进行加工，通过在电极板10侧面成型有端口孔120与进液段110和输出段130对应，在制造过程中，可以降低电极板10的加工难度，在使用时可以通过密封件30根据电极板10的液路要求对相应的端口孔120进行密封，并使电极板10外表面平整；当需要对冷却通道100的路径进行改变时，也可以通过调整密封件30的位置以对冷却通道100的路径进行改变，从而满足电极板10的工艺要求。

在本实施例中，冷却装置1还包括控制模块，且进液口140和出液口150通过电磁阀70对管路进行开闭控制，电磁阀70、测温探头40和液体泵60可以均信号连接于控制模块，控制模块便可以实现电气控制；具体地，控制模板包括但不限于PLC、工控机、单片机等。

参阅图6所示，本实用新型还提供了一种等离子设备，其包括等离子腔体2和上述任意一项实施例中的冷却装置1，冷却装置1连接于等离子腔体2并位于等离子腔体2内。

在本实施例的等离子设备中,通过采用具有上述任意一项实施例中的电极板10的冷却装置1，可以改善现有等离子设备中电极板10的发热和温差问题，从而提高等离子设备的加工质量。

参阅图6所示，在一实施例中，冷却装置1的数量为多组，且多组冷却装置1间隔设于等离子腔体2内，其中至少两组冷却装置1的电极板10平行设置。

在本实施例中，为解决各电极板10之间的温差问题，通过安装控制不同的的进水管对水箱50的进水进行单独控制，并且多个电极板10可以共用一个水箱50，各组冷却装置1可以使用不同的测温探头40获取电极板10的温度信号，根据工艺需求对电极板10进行冷却，控制多组电极板10之间温度差，在工艺要求范围之内。有效地控制等离子过程中电极板10的温度，确保温度均匀，蚀刻均匀。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于等离子设备的电极板，其特征在于，所述电极板包括：

至少一个的间隔槽，布设于所述电极板上；以及

冷却通道，包括相连通的进液段和输出段，所述进液段用于输入冷却液，所述输出段用于输出冷却液，所述进液段环绕所述间隔槽设置，且所述进液段至少部分与所述输出段分别位于所述间隔槽的相对两侧。

2.根据权利要求1所述的用于等离子设备的电极板，其特征在于，所述间隔槽的数量为多个，且多个所述间隔槽沿第一方向间隔设置，所述进液段沿所述第一方向延伸并依次绕设于多个所述间隔槽。

3.根据权利要求2所述的用于等离子设备的电极板，其特征在于，所述进液段沿所述第一方向呈弓字型依次绕设于多个所述间隔槽。

4.根据权利要求2所述的用于等离子设备的电极板，其特征在于，其中至少两个所述间隔槽沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向之间呈夹角设置。

5.根据权利要求1所述的用于等离子设备的电极板，其特征在于，所述间隔槽贯穿所述电极板设置，所述间隔槽或凹设于所述电极板的至少一个外表面上。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的用于等离子设备的电极板，其特征在于，所述冷却通道的数量为多组，其中两个所述冷却通道对称设置或沿所述电极板的延伸方向间隔设置。

7.一种冷却装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任意一项所述的电极板；以及

水箱，分别连通于所述电极板的所述冷却通道。

8.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括测温探头，所述测温探头连接于所述电极板并用于获取所述电极板的温度信号。

9.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述电极板的侧面开设有多个端口孔，多个所述端口孔分别连通于所述冷却通道；所述冷却装置还包括密封件，所述密封件可拆卸连接于所述电极板并密封于所述端口孔内。

10.一种等离子设备，其特征在于，包括：

等离子腔体；以及

如权利要求7-9任意一项所述的冷却装置，所述冷却装置连接于所述等离子腔体并位于所述等离子腔体内。

11.根据权利要求10所述的等离子设备，其特征在于，所述冷却装置的数量为多组，且多组所述冷却装置间隔设于所述等离子腔体内，其中至少两组所述冷却装置的所述电极板平行设置。