JP4765648B2 - Micro plasma jet generator - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロプラズマジェット発生装置に関し、特にマイクロプラズマジェットを高い信頼性をもって発生することができるマイクロプラズマジェット発生装置に関するものである。 The present invention relates to a microplasma jet generator, and more particularly to a microplasma jet generator that can generate a microplasma jet with high reliability.
従来、真空プラズマ発生装置や大気圧プラズマ発生装置は装置が大型であるため、ロボットに搭載して稼動させるような装置に適用することは不可能であったが、近年、大気圧下でマイクロ誘導結合プラズマジェットを生成する小型のマイクロプラズマジェット発生装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, vacuum plasma generators and atmospheric pressure plasma generators are large in size and cannot be applied to devices that are mounted on a robot and operated. However, in recent years, micro induction under atmospheric pressure has been impossible. A small microplasma jet generator that generates a combined plasma jet has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このマイクロプラズマジェット発生装置は、図14に示すように、基板31と、基板31上に配設された波状形態のマイクロアンテナ32と、マイクロアンテナ32の近傍に配設された放電管33とを備えたプラズマチップ30を用い、放電管33の一端からガス供給手段34にてガスを供給するとともに、高周波電源からマイクロアンテナ32に対してVHF帯の高周波電力を供給することによって、大気圧にて小電力で放電管33内の微小空間に良好に安定したプラズマPを生成させ、マイクロプラズマジェットとして吹き出させるものである。
As shown in FIG. 14, the microplasma jet generator includes a
また、基板31上にマイクロアンテナ32を配設する方法として、図15に示すような製造工程が開示されている。図15において、まず(a)に示すように、基板31上にマイクロアンテナ32の形状の開口34を有するレジストマスク35を形成し、次に(b)に示すように、RFマグネトロンスパッタリングにて基板31上にマイクロアンテナ32を形成する金属材料36をメッキする。この際、好ましくは接着層としてクロム層を設ける。次に(c)に示すように、リフトオフによりマイクロアンテナ32の形状の金属材料36を残し、その上に電解メッキを行って所望の厚さのマイクロアンテナ32を形成する。最後に(d)に示すように、基板31の裏面に同材料の板材37を接着して放電管33を封じて形成することで、プラズマチップ30を製造している。
ところで、上記特許文献1に開示されたプラズマチップ30を用いてマイクロプラズマを発生させた場合には次のような問題がある。第1に、マイクロアンテナ32に50Wの電力を供給した場合に、基板31がアルミナであれば70℃まで、石英であれば320℃まで上昇するが、それはプラズマの強度を高めるためにできる限り高周波電流の振幅が高くなるように調整されているマイクロアンテナ32の抵抗発熱と基板31を通した放熱とがバランスしてその温度になっているものであり、マイクロアンテナ32自体はその温度以上に上昇し、電熱器のような状態になっている。そのため、長時間のプラズマ発生においては、マイクロアンテナ32が基板31から浮き上がって放熱状態が悪くなり、マイクロアンテナ32のパターン部分が焼損してしまう恐れがあるという問題がある。
By the way, when microplasma is generated using the
第2に、マイクロアンテナ32の抵抗が、温度が上昇すると大きくなり、抵抗が大きくなることでさらに高温になり、整合回路のバランスが崩れてマイクロアンテナ32からの反射波が大きく変わり、マイクロアンテナ32に供給される電力が低下し、プラズマの強度が低下するという問題がある。
Second, the resistance of the
第3に、供給する高周波電力としては100MHzを代表とするVHF周波数帯を使用しており、そのような周波数帯になると電流は導体表面を流れかつ導体の厚さは電流が流れる導体表面からの深さの2倍以上が要求され、銅メッキから成るマイクロアンテナ32においては、100MHzで100μm程度の厚さが要求されるが、電気メッキ法で100μmの厚さのマイクロアンテナ32を形成するのに数時間の電気メッキが必要となり、生産性が悪いという問題を有している。
Third, as the high frequency power to be supplied, a VHF frequency band typified by 100 MHz is used. When such a frequency band is reached, the current flows through the conductor surface and the thickness of the conductor from the conductor surface through which the current flows. More than twice the depth is required, and the thickness of the
第4に、マイクロアンテナ32の近傍に放電管33を配設する構造として、表面にマイクロアンテナ32を配設した基板31の裏面に板材37を接着し、基板31の裏面に形成した溝を封じて放電管33を形成しているが、基板31の強度を確保するためにマイクロアンテナ32と放電管33を近接して配置することができず、プラズマ発生効率を高くするのに限界があるという問題を有している。
Fourth, as a structure in which the
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、マイクロアンテナの異常な温度上昇を確実に防止できて高い信頼性をもってプラズマジェットを発生することができるマイクロプラズマジェット発生装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a microplasma jet generator that can reliably prevent an abnormal temperature increase of a microantenna and can generate a plasma jet with high reliability. And
本発明のマイクロプラズマジェット発生装置は、複数巻の波状形態のマイクロアンテナと、放電管と、前記マイクロアンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、前記放電管の一端にガスを供給するガス供給手段とを備え、前記マイクロアンテナに流れる高周波電流により誘導結合方式で前記放電管の他端からプラズマを発生させるマイクロプラズマジェット発生装置において、金属板を加工して製作したマイクロアンテナを一対の基板の間に挟んで配置し、前記一対の基板中の一方の基板において、他方の基板との対向面における前記マイクロアンテナに対向する位置に放電管用の溝を形成し、この溝と前記マイクロアンテナとの間に配置した誘電体から成る誘電板にて前記放電管を構成したものである。 Microplasma jet generating device of the present invention includes a micro-antenna wavy form of multi-turn, and discharge electric tube, and a high-frequency power source for supplying high frequency power to the micro-antenna, a gas supply for supplying gas to one end of the discharge tube A micro-plasma jet generator that generates plasma from the other end of the discharge tube by an inductively coupled method using a high-frequency current flowing through the micro-antenna. A groove for a discharge tube is formed at a position facing one side of the pair of substrates on one surface of the pair of substrates facing the micro-antenna on the surface facing the other substrate. The discharge tube is constituted by a dielectric plate made of a dielectric material disposed between them.
この構成によれば、マイクロアンテナを一対の基板の間に挟んでいるので、マイクロアンテナに高周波電流が流れて発熱しても、その両面が基板にて拘束されて基板から浮き上がることなくかつ両面に接触している両基板を通して効果的に放熱されるため、マイクロアンテナが異常な高温になって焼損する恐れがなく、またマイクロアンテナが所定以上の高温になることで抵抗が大きくなって整合回路のバランスが崩れ、反射波が強くなって高周波電力の入力が低下し、プラズマ強度が低下するという事態が発生する恐れもなく、しかもマイクロアンテナを金属板を加工して製作しているので、従来の電気メッキにて作製するのに比して格段に低コストにて生産性良く製造することができる。 According to this configuration, since the microantenna is sandwiched between the pair of substrates, even if a high-frequency current flows through the microantenna and generates heat, both surfaces of the microantenna are restrained by the substrate and are not lifted from the substrate. Since heat is effectively dissipated through both substrates in contact with each other, there is no risk of the microantenna becoming abnormally hot and burning out. There is no fear that the balance will be lost, the reflected wave will become stronger, the input of high frequency power will decrease, and the plasma intensity will decrease, and the micro antenna is manufactured by processing a metal plate. Compared with production by electroplating, it can be manufactured at a much lower cost and with higher productivity.
また、複数巻の波状形態のマイクロアンテナと、放電管と、前記マイクロアンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、前記放電管の一端にガスを供給するガス供給手段とを備え、前記マイクロアンテナに流れる高周波電流により誘導結合方式で前記放電管の他端からプラズマを発生させるマイクロプラズマジェット発生装置において、金属板を加工して製作した前記マイクロアンテナを一対の基板の間に挟んで配置し、前記一対の基板中の一方の基板において、他方の基板との対向面における前記マイクロアンテナに対向する位置に放電管用の溝を形成し、この溝に誘電体からなる管を配置して前記放電管を構成したものであり、これにより誘電体からなる管を基板の溝内に配置するだけで、マイクロアンテナに近接して放電管を配置することができ、一層簡単で安価な構成によって高効率にてプラズマを生成することができる。また誘電体からなる管を基板の側辺から適宜長さ延出することで、プラズマの吹き出し位置と基板との間に任意の間隔を設けることができて、プラズマジェットの吹き出し位置の設計自由度が増大し、さらに管の延出部をL字状などに屈曲させることで、プラズマジェットの吹き出し位置の設計自由度をさらに高めることができる。 The microantenna includes a plurality of winding-shaped micro-antennas, a discharge tube, a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the micro-antenna, and a gas supply unit that supplies gas to one end of the discharge tube. In a microplasma jet generator that generates plasma from the other end of the discharge tube by an inductively coupled method using a flowing high-frequency current, the microantenna manufactured by processing a metal plate is disposed between a pair of substrates, and In one of the pair of substrates, a discharge tube groove is formed at a position facing the micro-antenna on the surface facing the other substrate, and a tube made of a dielectric is disposed in the groove to form the discharge tube. This makes it possible to place the discharge tube close to the microantenna simply by placing the dielectric tube in the groove of the substrate. It can, it is possible to generate a plasma at a high efficiency by more simple and cheap structure. In addition, by extending the dielectric tube from the side of the substrate to an appropriate length, an arbitrary interval can be provided between the plasma blowing position and the substrate, and the degree of freedom in design of the plasma jet blowing position. Further, the degree of freedom in designing the blowing position of the plasma jet can be further increased by bending the extending portion of the tube into an L shape or the like .
また、前記他方の基板において、前記一方の基板との対向面に、前記マイクロアンテナを収容する凹部を前記マイクロアンテナの形状に合わせて形成したものであり、また望ましくは、前記一方の基板において、前記誘電板を収容配置する浅溝状凹部を形成したものであり、これにより小電力にて高密度のプラズマが安定して生成され、そのプラズマが放電管の他端から吹き出し、プラズマジェットが発生する。 Further, in the other substrate, a concave portion that accommodates the microantenna is formed on a surface facing the one substrate in accordance with the shape of the microantenna, and preferably, in the one substrate, A shallow groove-like recess is formed to accommodate and place the dielectric plate, so that high-density plasma is stably generated with low power, and the plasma blows out from the other end of the discharge tube to generate a plasma jet. To do .
本発明のマイクロプラズマジェット発生装置によれば、マイクロアンテナを一対の基板の間に挟んでいるので、マイクロアンテナが発熱しても基板から浮き上がることなくかつ両基板を通して効果的に放熱されるため、マイクロアンテナが異常な高温になって焼損する恐れがなく、またマイクロアンテナが所定以上の高温にならないので、抵抗の増大で整合回路のバランスが崩れて高周波電力の入力が低下し、プラズマ強度が低下する恐れもなく、しかもマイクロアンテナを金属板を加工して製作しているので、従来の電気メッキにて作製するのに比して格段に低コストにて生産性良く製造することができる。 According to the microplasma jet generator of the present invention, since the microantenna is sandwiched between a pair of substrates, even if the microantenna generates heat, it is effectively dissipated through both substrates without being lifted from the substrate, There is no risk of burning the micro antenna at an abnormally high temperature, and since the micro antenna does not reach a higher temperature than specified, the matching circuit is unbalanced due to an increase in resistance, reducing the input of high-frequency power and reducing the plasma intensity. In addition, since the micro antenna is manufactured by processing a metal plate, it can be manufactured at a much lower cost and with higher productivity as compared with the case where it is manufactured by conventional electroplating.
以下、本発明のマイクロプラズマジェット発生装置の各実施形態について、図1〜図13を参照しながら説明する。 Hereinafter, each embodiment of the microplasma jet generator of the present invention will be described with reference to FIGS.
(第1の実施形態)
まず、本発明のマイクロプラズマジェット発生装置の第1の実施形態について,図1〜図3を参照して説明する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the microplasma jet generator of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態のマイクロプラズマジェット発生装置1は、図1、図2に示すように、一対のアルミナ製の基板2、3と、複数巻きの波状形態に形成され、両基板2、3の間に挟んで配置されたマイクロアンテナ4と、マイクロアンテナ4の近傍に配設された放電管5と、放電管5の一端に不活性ガスなどのプラズマ発生用のガスGを供給するガス供給手段6と、マイクロアンテナ4にVHF周波数帯の高周波電力を供給する高周波電源(図示せず)とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
両基板2、3は、マイクロアンテナ4を挟んだ状態で、接着剤等で一体的に固定する方法や、ボルトナットやネジで締結固定する方法や、その他の適切な固定具で固定する方法などで一体化されている。高周波電源(図示せず)は、例えば100〜500MHz程度の周波数のVHF帯の高周波を出力するものであり、出力は20〜100W程度である。この高周波電源とマイクロアンテナ4との間には、マイクロアンテナ4からの反射波の高周波電源への入力をゼロ近傍に調整する整合回路(図示せず)が介装される。
Both
マイクロアンテナ4は、比抵抗値の低い金属、例えば銅(比抵抗:17.2nΩm(20℃)、温度係数:0.004/℃)、銀(比抵抗:16.2nΩm(20℃)、温度係数:0.004/℃)、金(比抵抗:24.0nΩm(20℃)、温度係数:0.0034/℃)、アルミニウム(比抵抗:28.2nΩm(20℃)、温度係数:0.004/℃)等の金属薄板ないし金属箔を打ち抜き加工したり、切断加工したりして構成されている。マイクロアンテナ4の材質としては銅が最も好適であり、その厚さは、高周波電流が流れる表面からの深さの2倍以上のもの、例えば高周波電流の周波数が100MHzの場合で、100μm程度の厚さのものが好適である。
The
このマイクロアンテナ4は、本実施形態では、図3に示すように、一方の基板2の他方の基板3との対向面上に形成した配置凹部7内に収容し、また必要に応じて接着剤を用いて接着固定した状態で一対の基板2、3にて両面から挟持されている。基板2の配置凹部7は、マイクロアンテナ4の形状に合わせて加工して形成され、その深さはマイクロアンテナ4の厚みと同等か少し浅く加工するのが好適である。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the
放電管5は、他方の基板3の一方の基板2との対向面におけるマイクロアンテナ4に対向する位置に形成した溝8と、この溝8とマイクロアンテナ4との間に配置した誘電体から成る誘電板9にて構成され、誘電板9の厚さがマイクロアンテナ4と放電管5の間の距離となっている。また、他方の基板3の誘電板9を配置する位置には誘電板9を収容配置する浅溝状凹部10が形成され、この浅溝状凹部10に誘電板9を収容した状態で他方の基板3の一方の基板2との対向面がほぼ面一になる。
The
以上の構成において、放電管5の一端からガスGを供給しつつマイクロアンテナ4に高周波電力を供給することで、大気圧の微小な放電管5内でマイクロアンテナ4に流れる高周波電流により生じる誘電磁界にて誘導結合方式でイオン及び電子の一部が効率良く捕捉され、小電力にて高密度のプラズマPが安定して生成され、そのプラズマPが放電管4の他端から吹き出し、プラズマジェットが発生する。
In the above configuration, by supplying high-frequency power to the
このマイクロプラズマジェット発生装置1によれば、マイクロアンテナ4を一対の基板2、3の間に挟んでいるので、マイクロアンテナ4に高周波電流が流れて発熱しても、その両面が基板2、3にて拘束されて基板2、3から浮き上がることがなく、かつ熱伝導性の良いアルミナから成る基板2、3を通して両面から効果的に放熱されるため、マイクロアンテナ4が異常な高温になって焼損する恐れがなく、またマイクロアンテナ4が所定以上の高温になることで抵抗が大きくなって整合回路のバランスが崩れ、反射波が強くなって高周波電力の入力が低下し、プラズマ強度が低下するというような事態が発生する恐れもない。しかも、マイクロアンテナ4は、金属薄板又は金属箔をレーザによる切断やプレスによる打ち抜き等にて切断加工して製作しているので、従来の電気メッキにて作製するのに比して格段に低コストにて生産性良く製造することができる。
According to the
また、放電管5は、他方の基板3に形成した溝8とこの溝8とマイクロアンテナ4との間に配置した誘電体から成る誘電板9にて構成しており、誘電板9を一対の基板2、3の間で挟んでいるので、薄い誘電板9を用いても強度的に問題がなく、その結果マイクロアンテナ4と放電管5の間には薄い誘電板9だけが介在した状態となり、マイクロアンテナ4と放電管5の間の距離が短くなり、高効率でプラズマPを発生させることができる。
The
また、マイクロアンテナ4の厚みを100μm程度とし、100MHzの高周波電流が流れる表面からの深さの2倍以上に設定しているので、マイクロアンテナ4を必要最小限の厚さにできる。また、マイクロアンテナ4を、一方の基板2に形成した配置凹部7に収容しているので、マイクロアンテナ4の基板に対する配置固定を、一方の基板2の配置凹部7に収容して他方の基板3で挟むだけで済み、組立工数を低減できて製造コストを低減でき、その際にマイクロアンテナ4の厚さが上記のように薄くできることで、一方の基板2の加工を少なくできてコスト低下を図ることができる。
Moreover, since the thickness of the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について,図4〜図6を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、先行する実施形態と共通の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description of the embodiments, components that are the same as those in the preceding embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only differences will be mainly described.
本実施形態においては、図4に示すように、マイクロアンテナ4に高周波電力を供給する配線板11a、11bを一対の基板2、3に一体的に取付けている。具体的には、図5、図6に示すように、マイクロアンテナ4の両端の端子部4a、4b上に、配線板11a、11bの端部が重なるように、配線板11a、11bの一部が基板2と基板3の間に挿入されて両基板2、3にて挟んだ状態で配置固定されている。このように配線板11a、11bの一部を両基板2、3にてそれらの間に隙間を生じることなく挟むために、図6に示すように、他方の基板3に配線板11a、11bの一部をそれぞれ収容する浅い収容凹部12a、12bが形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4,
この構成によれば、マイクロアンテナ4に電力を供給する配線板11a、11bを一対の基板2、3の間に挟んで配置しているので、配線板11a、11bをコンパクトな構成にて配設することができるとともに、配線板11a、11bの最も熱を発生するマイクロアンテナ4との接続部が基板2、3を通して効果的に冷却され、配線板11a、11bの高温化による抵抗の増大も抑制でき、電力供給を効率的に行うことができる。
According to this configuration, since the
また、マイクロアンテナ4と誘電板9とともに、配線板11a、11bについても、他方の基板3に形成した収容凹部12a、12bに収容した状態で一対の基板2、3の間に挟んだ構成にしているので、一対の基板2、3にてマイクロアンテナ4、誘電板9、及び配線板11a、11bを挟むだけでこれらを基板2、3に配置固定することができ、組立工数を低減できて製造コストを低減できる。
In addition to the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について,図7、図8を参照して説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
上記第1の実施形態では、一方の基板2にマイクロアンテナ4を収容配置する配置凹部7を形成し、他方の基板3に放電管5を形成する誘電板9を配置する浅溝状凹部10を形成した例を示したが、本実施形態では、図7、図8に示すように、平板状の基板2と放電管5を構成する溝8を形成した基板3との間に、マイクロアンテナ4と、誘電体から成る薄い平板状の中間誘電板13を挟み込んで配置し、基板2、3を相互に固定してマイクロプラズマジェット発生装置1が構成されている。
In the first embodiment, the
具体的には、基板2の基板3との対向面の所定位置にマイクロアンテナ4を位置決め配置して接着剤にて接着固定し、このマイクロアンテナ4を固定した基板2と基板3の間に中間誘電板13を介在させた状態で、基板2と中間誘電板13と基板3をネジ14等で締結して一体固定している。14aは基板3に設けられたネジ穴、14bは基板2及び中間誘電板13に設けられたネジ14の貫通穴である。なお、マイクロアンテナ4を中間誘電板13に対しても接着剤で接着しても良く、またマイクロアンテナ4の厚さに相当する基板2と中間誘電板13との間の隙間に、熱伝導性の高い接着剤や充填剤を充填しても良く、さらに中間誘電板13と基板3の間についても接着固定し、全体を一体的に接着固定しても良い。
Specifically, the
本実施形態によれば、基板2に対してマイクロアンテナ4を接着剤にて固定しているので、マイクロアンテナ4を収容配置する配置凹部7を形成する必要が無くなり、また基板3についても、溝8だけを形成し、誘電板9を収容配置する浅溝状凹部10を形成する必要がなく、基板2、3に複雑な加工を施す必要が無くなるために安価に製造でき、コスト低下を図ることができる。
According to the present embodiment, since the
なお、本実施形態において、配線板11a、11bを配設する場合には、マイクロアンテナ4の端子部4a、4bに対応して中間誘電板13に切欠(図示せず)を設け、その切欠部分に配線板11a、11bの接続端部を配置し、中間誘電板13とともに配線板11a、11bを基板2、3にて挟んで固定するようにすれば良い。この場合、配線板11a、11bの少なくとも接続端部は、中間誘電板13とほぼ同じ厚さに設定される。
In the present embodiment, when the
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について,図9、図10を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態においては、図9(a)、(b)に示すように、放電管5を、他方の基板3に形成した溝8内に配置した誘電体からなる管15にて構成している。この構成によると、誘電体からなる管15を基板3の溝8内に配置するだけで、マイクロアンテナ4に近接して放電管5を配置することができ、一層簡単で安価な構成によって高効率にてプラズマを生成することができる。誘電体からなる管15を使った場合には、図2等で使用している誘電板9や図7で使用している中間誘電板13を使用しなくて良い。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
また、本実施形態の構成によれば、図9(a)に示すように、誘電体からなる管15を基板2、3の側辺から適宜長さ延出することで、プラズマPの吹き出し位置と基板2、3との間に任意の間隔を設けることができて、プラズマジェットの吹き出し位置の設計自由度が増大する。さらに、図10に示すように、誘電体からなる管15の延出部をL字状などに屈曲させることで、プラズマジェットの吹き出し位置の設計自由度をさらに高めることができる。
Further, according to the configuration of the present embodiment, as shown in FIG. 9A, the plasma P blowing position is obtained by appropriately extending the
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について,図11、図12を参照して説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態においては、図11に示すように、基板2又は3の外面、すなわちマイクロアンテナ4を挟まない面上に、整合回路18を構成するコンデンサなどのリアクタンス素子16a、16bと、これらリアクタンス素子16a、16bとマイクロアンテナ4と配線板11a、11bとを接続する銅板製の配線板17a、17b、17cを配設している。整合回路18は、図12に示すように、マイクロアンテナ4と高周波電源19の間に介装して、マイクロアンテナ4からの反射波が高周波電源19に入力するのをゼロ近傍に抑制するものである。なお、図12中、Lはマイクロアンテナ4のインダクタンス、Rは内部抵抗である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11,
本実施形態によれば、整合回路18を基板3上に配設したことで、マイクロアンテナ4に近接して配置することができ、マイクロアンテナ4に対してVHF周波数帯の高周波電力を供給する際に、整合回路18とマイクロアンテナ4との間の距離が長くなってその間で電力が減衰してしまうということがなく、効率的に供給することができ、かつ整合回路18が基板3上に一体的に配置することで基板3を共用でき、マイクロプラズマジェット発生装置1をコンパクトに構成することができる。
According to the present embodiment, since the matching
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態について,図13を参照して説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態においては、図13に示すように、基板2、3の何れか一方、図示例では整合回路18を配置していない基板2を、マイクロプラズマ発生装置1のアルミニウム板や鋼板製の装置ケース20に面接触させて配置している。図13中、21は装置ケース20の外面に設けられた入力コネクタで、高周波電源から同軸ケーブルで配線され、配線板11aに接続されている。また、配線板11bは装置ケース20に接続されて装置ケース20全体がアースになり、そのため好適には装置ケース20内面に導電性が良く、比抵抗の小さい薄い銅板が配設される。また、装置ケース20とアース間の抵抗値をさらに低くするために装置ケース20の表面に薄い銅板を配設してもよい。また、22は装置ケース20の外面に設けられたガス導入口で、放電管5に接続されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 13, one of the
本実施形態によれば、基板2から装置ケース20に効率的に放熱することができるので、基板2及び基板2を介してマイクロアンテナ4の温度上昇を一層抑制することができ、上述の本発明の効果を一層発揮することができる。
According to this embodiment, since heat can be efficiently radiated from the
なお、上記実施形態の説明では、基板2又は3を直接装置ケース20に接触させて配置した例を示したが、基板2又は3を放熱板(図示せず)に面接触させて配置し、この放熱板を装置ケース20に結合した構成とすることもできる。こうすると、基板2又は3から放熱板に効率的に放熱することができ、その放熱板から装置ケースを通して外部に放熱することで、基板2又は3の温度上昇を一層抑制することができ、さらに高い効果を発揮することができる。また、基板2、3については、上記実施形態ではアルミナを使用したが、これに限定されるものではなく、サファイヤ、アルミナイトライド、シリコンナイトライド、窒化ホウ素、及び炭化珪素等の熱伝導性の良い材料を使ってもよい。
In the description of the above embodiment, an example in which the
本発明のマイクロプラズマジェット発生装置によれば、マイクロアンテナを一対の基板の間に挟んでいるので効果的に放熱でき、マイクロアンテナが焼損する恐れがなく、またマイクロアンテナの抵抗の増大で高周波電力の入力が低下し、プラズマ強度が低下する恐れもなく、さらにマイクロアンテナを金属板を加工して製作しているため低コストにて生産性良く製造することができるので、各種マイクロプラズマジェット発生装置、特に各種装置に搭載する小型のマイクロプラズマジェット発生装置に好適に利用することができる。 According to the microplasma jet generator of the present invention, since the microantenna is sandwiched between a pair of substrates, heat can be effectively radiated, the microantenna is not burned out, and the resistance of the microantenna is increased to increase the high frequency power. Since the micro antenna is manufactured by processing a metal plate, it can be manufactured at low cost and with high productivity. In particular, it can be suitably used for a small microplasma jet generator mounted on various devices.
1 マイクロプラズマジェット発生装置
2 基板
3 基板
4 マイクロアンテナ
5 放電管
6 ガス供給手段
7 配置凹部
8 溝
9 誘電板
10 浅溝状凹部
11a、11b 配線板
12a、12b 収容凹部
13 中間誘電板
15 誘電体からなる管
19 高周波電源
20 装置ケース
P プラズマ
G ガス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
金属板を加工して製作した前記マイクロアンテナを一対の基板の間に挟んで配置し、前記一対の基板中の一方の基板において、他方の基板との対向面における前記マイクロアンテナに対向する位置に放電管用の溝を形成し、この溝と前記マイクロアンテナとの間に配置した誘電体から成る誘電板にて前記放電管を構成したことを特徴とするマイクロプラズマジェット発生装置。 A high frequency current that flows through the microantenna, comprising a multi-turn corrugated microantenna, a discharge tube, a high frequency power source that supplies high frequency power to the microantenna, and a gas supply means that supplies gas to one end of the discharge tube In the microplasma jet generator for generating plasma from the other end of the discharge tube by an inductive coupling method with current,
The micro antenna manufactured by processing a metal plate is disposed between a pair of substrates, and one substrate of the pair of substrates is positioned at a position facing the micro antenna on a surface facing the other substrate. A microplasma jet generator comprising: a discharge tube formed by a dielectric plate made of a dielectric formed between a groove for the discharge tube and the microantenna.
金属板を加工して製作した前記マイクロアンテナを一対の基板の間に挟んで配置し、
前記一対の基板中の一方の基板において、他方の基板との対向面における前記マイクロアンテナに対向する位置に放電管用の溝を形成し、この溝に誘電体からなる管を配置して前記放電管を構成したことを特徴とするマイクロプラズマジェット発生装置。 A high frequency current that flows through the microantenna, comprising a multi-turn corrugated microantenna, a discharge tube, a high frequency power source that supplies high frequency power to the microantenna, and a gas supply means that supplies gas to one end of the discharge tube In the microplasma jet generator for generating plasma from the other end of the discharge tube by an inductive coupling method with current,
Place the micro antenna manufactured by processing a metal plate between a pair of substrates,
In one of the pair of substrates, a discharge tube groove is formed at a position facing the microantenna on a surface facing the other substrate, and a tube made of a dielectric is disposed in the groove, thereby the discharge tube. luma to a characterized by being configured to Lee black plasma jet generator.
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