JP6936441B2 - Atmospheric pressure plasma device - Google Patents

Atmospheric pressure plasma device Download PDF

Info

Publication number
JP6936441B2
JP6936441B2 JP2017154875A JP2017154875A JP6936441B2 JP 6936441 B2 JP6936441 B2 JP 6936441B2 JP 2017154875 A JP2017154875 A JP 2017154875A JP 2017154875 A JP2017154875 A JP 2017154875A JP 6936441 B2 JP6936441 B2 JP 6936441B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
electrode
atmospheric pressure
plasma
pressure plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017154875A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019033054A (en
Inventor
武 松本
武 松本
裕章 甲斐
裕章 甲斐
秀一 宮原
秀一 宮原
沖野 晃俊
晃俊 沖野
Original Assignee
秀一 宮原
秀一 宮原
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 秀一 宮原, 秀一 宮原 filed Critical 秀一 宮原
Priority to JP2017154875A priority Critical patent/JP6936441B2/en
Publication of JP2019033054A publication Critical patent/JP2019033054A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6936441B2 publication Critical patent/JP6936441B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Description

本発明は、対向電極間にガスを供給して、このガスをプラズマ化した後、一方の電極側からターゲットに対してプラズマを放出する大気圧プラズマ装置に関する。 The present invention relates to an atmospheric pressure plasma apparatus that supplies a gas between counter electrodes, turns the gas into plasma, and then emits plasma from one electrode side to a target.

大気圧プラズマ装置として、対向電極間で生成されたプラズマをターゲットに向けて放出する装置として、特許文献1に記載の装置が知られている。 As an atmospheric pressure plasma device, the device described in Patent Document 1 is known as a device that emits plasma generated between counter electrodes toward a target.

特許文献1に記載の装置は、上下に配置された平行平板電極を有している。上側に配置される電極には高電圧の高周波電圧が印加されていて、下側に配置される電極は電気的に接地されている。双方または片方の電極の対向面は、固体誘電体で覆われている。
対向電極間に供給されたガスはグロー放電によりプラズマ化されて、下側に配置された接地電極に形成されたスリットを通して、ターゲットに照射される。
The apparatus described in Patent Document 1 has parallel plate electrodes arranged one above the other. A high-frequency high voltage is applied to the electrodes arranged on the upper side, and the electrodes arranged on the lower side are electrically grounded. The facing surfaces of both or one of the electrodes are covered with a solid dielectric.
The gas supplied between the counter electrodes is turned into plasma by glow discharge, and is irradiated to the target through a slit formed in the ground electrode arranged on the lower side.

特許文献1の装置には、長期間、安定してプラズマを供給するために、電極温度の上昇を抑制するための冷却手段が設けられている。冷却手段の例としては、電極の内部に冷却水の通路を形成しておき、ここに冷却水を流す構成や電極の表面に当てがわれた冷却管に冷却水を流す構成を使用することが述べられている。 The apparatus of Patent Document 1 is provided with a cooling means for suppressing an increase in electrode temperature in order to stably supply plasma for a long period of time. As an example of the cooling means, it is possible to use a configuration in which a cooling water passage is formed inside the electrode and the cooling water flows through the passage, or a configuration in which the cooling water flows through the cooling pipe applied to the surface of the electrode. It is stated.

しかしながら、これらの冷却手段は、高電圧が印加される場所に冷却水を使用していることから、冷却水の漏水や低温の冷却水を使用したときの結露による感電のリスクがあり、安全上、好ましくない。
また、冷却水に導電性があれば、冷却水を通して漏電による電力ロスが発生する。この電力ロスを抑制するためにイオン交換樹脂を使用して冷却水の導電性をなくすことも出来るが、冷却手段の構造が複雑になることや冷却手段の費用が高額となることが懸念される。
However, since these cooling means use cooling water in a place where a high voltage is applied, there is a risk of electric shock due to leakage of cooling water or dew condensation when low temperature cooling water is used, and for safety reasons. , Not preferable.
Further, if the cooling water is conductive, power loss due to electric leakage occurs through the cooling water. In order to suppress this power loss, it is possible to eliminate the conductivity of the cooling water by using an ion exchange resin, but there is a concern that the structure of the cooling means will be complicated and the cost of the cooling means will be high. ..

特開2004−6211JP-A-2004-6211

本発明では、冷却水の使用に伴う感電、漏電等の種々の課題を一挙に解決することのできる新たな冷却手段を備えた大気圧プラズマ装置を提供することを主たる課題とする。 A main object of the present invention is to provide an atmospheric pressure plasma apparatus provided with a new cooling means capable of solving various problems such as electric shock and electric leakage associated with the use of cooling water at once.

大気圧プラズマ装置は、
ガスが供給される第一の領域と、
前記第一の領域とは空間的に分離された第二の領域と、
前記第一の領域に設けられ、供給されたガスをプラズマ化して、一方の電極側から装置外部にプラズマを放出する対向電極と、
前記第二の領域に形成されて装置内外を連通する開口と、
前記第二の領域内の空気を吸気する吸気部と、を備え、
前記電極の一部が前記第二の領域に配置されている。
Atmospheric pressure plasma equipment
The first area where gas is supplied and
The second region, which is spatially separated from the first region,
A counter electrode provided in the first region, which turns the supplied gas into plasma and emits plasma from one electrode side to the outside of the device.
An opening formed in the second region and communicating with the inside and outside of the device,
An intake unit for sucking air in the second region is provided.
A part of the electrode is arranged in the second region.

上記構成であれば、電極が発熱することで温められた電極周囲の空気が吸気部を通して装置外部に排出されるとともに、吸気部での吸気作用に伴って、開口を通じて新たな空気が装置内部に導入されるので、電極周囲を冷却することが可能となる。この冷却方式であれば、冷却水を使用せずに電極の冷却が可能となることから、冷却水の使用に伴う感電、漏電等の種々の課題を一挙に解決することができる。 With the above configuration, the air around the electrodes warmed by the heat generated by the electrodes is discharged to the outside of the device through the intake section, and new air enters the inside of the device through the opening due to the intake action at the intake section. Since it is introduced, it becomes possible to cool the periphery of the electrode. With this cooling method, the electrodes can be cooled without using cooling water, so that various problems such as electric shock and electric leakage associated with the use of cooling water can be solved at once.

電極の冷却効果を高めるには、
前記電極には、前記第二の領域に放熱フィンが設けられている。
To increase the cooling effect of the electrodes
The electrode is provided with heat radiation fins in the second region.

電極の冷却効果を一層高めるには、
前記第二の領域に、前記開口から前記電極に向けて延在した中空筒状のガイド部材を備え、
前記吸気部での吸気に伴って、前記ガイド部材を介して前記開口から前記吸気部への空気の流れが形成されていることが望ましい。
To further enhance the cooling effect of the electrodes
A hollow cylindrical guide member extending from the opening toward the electrode is provided in the second region.
It is desirable that an air flow from the opening to the intake portion is formed through the guide member as the intake is performed by the intake portion.

給電線の引き回しについては、
前記ガイド部材が、前記電極に通電するための給電線の通路を兼ねていることが望ましい。
Regarding the routing of the feeder,
It is desirable that the guide member also serves as a passage for a feeding line for energizing the electrode.

具体的な構成としては、
前記第一の領域と前記第二の領域は1つのチャンバ内に形成されていて、
前記チャンバ内に、両領域を分離する仕切り部材を有し、
前記仕切り部材と前記チャンバの内壁面で、前記第一の領域に供給されるガスの流路が形成される。
As a concrete configuration,
The first region and the second region are formed in one chamber.
A partition member for separating both regions is provided in the chamber.
The partition member and the inner wall surface of the chamber form a flow path for gas supplied to the first region.

一方向に長い対向電極間に放電確認用の窓を設ける場合、
前記対向電極間で生成されるプラズマを装置外部から視認するために設けられた複数の窓を有し、
前記対向電極は一方向に長く、電極の長さ方向で電極中央位置を挟んで前記窓が配置されていることが望ましい。
When providing a window for checking discharge between long counter electrodes in one direction,
It has a plurality of windows provided for visually recognizing the plasma generated between the counter electrodes from the outside of the apparatus.
It is desirable that the counter electrode is long in one direction and the window is arranged so as to sandwich the electrode center position in the length direction of the electrode.

電極が発熱することで温められた電極周囲の空気が、吸気部を通して装置外部に排出されるとともに、吸気部での吸気作用に伴って、開口を通じて新たな空気が装置内部に導入されるので、電極周囲を冷却することが可能となる。
この冷却方式では冷却水を使用せずに電極の冷却が可能となることから、冷却水の使用に伴う感電、漏電等の種々の課題を一挙に解決することができる。
The air around the electrodes, which is warmed by the heat generated by the electrodes, is discharged to the outside of the device through the intake section, and new air is introduced into the device through the opening along with the intake action at the intake section. It becomes possible to cool the periphery of the electrode.
Since the electrodes can be cooled without using cooling water in this cooling method, various problems such as electric shock and electric leakage associated with the use of cooling water can be solved at once.

大気圧プラズマ装置の全体を示す斜視図Perspective view showing the whole atmospheric pressure plasma apparatus 図1に記載の大気圧プラズマ装置をX方向中央位置で切断した時のYZ平面の断面図Cross-sectional view of the YZ plane when the atmospheric pressure plasma apparatus shown in FIG. 1 is cut at the center position in the X direction. 図1に記載の大気圧プラズマ装置を上方から視たときの平面図Top view of the atmospheric pressure plasma apparatus shown in FIG. 1 when viewed from above. 図1に記載の大気圧プラズマ装置を下方から視たときの平面図Top view of the atmospheric pressure plasma apparatus shown in FIG. 1 when viewed from below. 図2に記載のA-A線から視たときの平面図Plan view when viewed from the AA line shown in FIG. 図1に記載の大気圧プラズマ装置をZ方向中央位置で切断した時のXY平面の断面図Cross-sectional view of the XY plane when the atmospheric pressure plasma apparatus shown in FIG. 1 is cut at the central position in the Z direction. 大気圧プラズマ装置の別の構成例を示す斜視図Perspective view showing another configuration example of the atmospheric pressure plasma apparatus 図7に記載の大気圧プラズマ装置をX方向中央位置で切断した時のXY平面の断面図Cross-sectional view of the XY plane when the atmospheric pressure plasma apparatus shown in FIG. 7 is cut at the center position in the X direction. 大気圧プラズマ装置の他の構成例を示す断面図Cross-sectional view showing another configuration example of the atmospheric pressure plasma apparatus

図1は、本発明に係る大気圧プラズマ装置の斜視図である。図示されるX、Y、Z軸は互いに直交しており、これらの軸の関係については、後述する他の図面でも共通している。 FIG. 1 is a perspective view of an atmospheric pressure plasma device according to the present invention. The X, Y, and Z axes shown are orthogonal to each other, and the relationship between these axes is common to other drawings described later.

大気圧プラズマ装置1の外観は、概略直方体形状をしており、上下面が開放された側壁12と、側壁12の上側に取り付けられた蓋11と、側壁12の下側に取り付けられた下側電極E2で構成されている。また、蓋11の内側には、蓋11の内壁に沿って中空筒状のガイド部材5が配置されている。 The appearance of the atmospheric pressure plasma device 1 is roughly a rectangular parallelepiped shape, with a side wall 12 having open upper and lower surfaces, a lid 11 attached to the upper side of the side wall 12, and a lower side attached to the lower side of the side wall 12. It is composed of an electrode E2. Further, inside the lid 11, a hollow cylindrical guide member 5 is arranged along the inner wall of the lid 11.

図1の構成例では、概略直方体形状の大気圧プラズマ装置1の各面には、装置内外を連通する孔が形成されている。各面に形成された孔について、簡単に述べる。 In the configuration example of FIG. 1, holes communicating with each other inside and outside the device are formed on each surface of the atmospheric pressure plasma device 1 having a substantially rectangular parallelepiped shape. The holes formed on each surface will be briefly described.

上面に形成された孔は、外気を取り込むための開口2である。前述したガイド部材5は、この開口2から後述する上側電極E1に向けて延在されている。
Z方向の側面に形成された孔は、装置内部の空気を吸引する為の吸気部3(例えば、サーキュレーター) が接続される接続口21である。下面に形成された孔は、下側電極E2からターゲットに向けてプラズマを放出するための図示されないスリットや丸孔等のプラズマ放出口である。X方向の側面に形成された孔は、ガスを供給するための供給口13であり、供給口13が形成されている側面とは逆側の図示されていない面にも別の供給口が形成されている。
The hole formed on the upper surface is an opening 2 for taking in outside air. The guide member 5 described above extends from the opening 2 toward the upper electrode E1 described later.
The hole formed on the side surface in the Z direction is a connection port 21 to which an intake unit 3 (for example, a circulator) for sucking air inside the device is connected. The holes formed on the lower surface are plasma emission ports such as slits and round holes (not shown) for emitting plasma from the lower electrode E2 toward the target. The hole formed on the side surface in the X direction is a supply port 13 for supplying gas, and another supply port is also formed on a surface opposite to the side surface on which the supply port 13 is formed, which is not shown. Has been done.

以下、図2乃至図6にもとづいて、図1に記載の大気圧プラズマ装置1の内部構造について説明する。 Hereinafter, the internal structure of the atmospheric pressure plasma device 1 described in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 6.

図2は、図1に記載の大気圧プラズマ装置をX方向中央位置で切断したYZ平面の断面図である。破線で描かれる吸気部3とガス供給部13、ガス供給部13から導入されたガスを対向電極間に拡散するための一点鎖線で描かれる溝Gは図2に示す切断面には含まれていないが、各部の位置関係を示すために、便宜上記載している。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a YZ plane obtained by cutting the atmospheric pressure plasma apparatus shown in FIG. 1 at the central position in the X direction. The groove G drawn by the alternate long and short dash line for diffusing the gas introduced from the intake unit 3, the gas supply unit 13, and the gas supply unit 13 drawn by the broken line is included in the cut surface shown in FIG. Although not, it is described for convenience to show the positional relationship of each part.

大気圧プラズマ装置1の内部は、大きくは2つの空間に分かれている。1つはプラズマが生成される第一の領域R1であり、もう一つは第一の領域R1とは空間的に分離された第二の領域R2である。 The inside of the atmospheric pressure plasma device 1 is roughly divided into two spaces. One is a first region R1 where plasma is generated, and the other is a second region R2 spatially separated from the first region R1.

第一の領域R1は、側壁12、仕切り部材7、固体誘電体15および下側電極E2で形成されている。各部材間にはシール手段が設けられていて、部材間での気密性が保たれている。具体的には、パッキン14が側壁12と下側電極E2との間と仕切り部材7と固定誘電体15との間での気密性を保ち、Oリング16が仕切り部材7と側壁12との間での気密性を保っている。なお、Oリング16は、上方から端部がテーパー形状を成す抑えリング17で、側壁12と仕切り部材7の両側に押し付けられている。 The first region R1 is formed by a side wall 12, a partition member 7, a solid dielectric 15, and a lower electrode E2. Sealing means are provided between the members to maintain airtightness between the members. Specifically, the packing 14 maintains airtightness between the side wall 12 and the lower electrode E2 and between the partition member 7 and the fixed dielectric 15, and the O-ring 16 is between the partition member 7 and the side wall 12. The airtightness is maintained. The O-ring 16 is a holding ring 17 whose end is tapered from above, and is pressed against both sides of the side wall 12 and the partition member 7.

第二の領域R2は、側壁12、仕切り部材7、固体誘電体15、上側電極E1およびガイド部材5で形成されている。
図2では、下側電極E2にスペーサーIを介して支持されている固体誘電体15は、第二の領域R2に露出していないようにみえるがそうではない。後述する図4乃至図6を参酌すれば、固体誘電体15が、第二の領域R2に部分的に露出していることが理解できる。
The second region R2 is formed of a side wall 12, a partition member 7, a solid dielectric 15, an upper electrode E1, and a guide member 5.
In FIG. 2, the solid dielectric 15 supported by the lower electrode E2 via the spacer I does not appear to be exposed in the second region R2, but it is not. By referring to FIGS. 4 to 6 described later, it can be understood that the solid dielectric 15 is partially exposed in the second region R2.

図2では、第二の領域R2が、3つに分割された領域のようにみえるが、図示されている第二の領域R2は空間的に連続した1つの領域である。この点については、別の切断面を示す図4、図6を参酌すれば、ガイド部材5と仕切り部材7との間には、隙間があり、この隙間を通じて図2に図示される第二の領域R2が空間的に連続した領域であることが理解できる。 In FIG. 2, the second region R2 looks like a region divided into three, but the second region R2 shown is one spatially continuous region. Regarding this point, referring to FIGS. 4 and 6 showing different cut surfaces, there is a gap between the guide member 5 and the partition member 7, and the second one shown in FIG. 2 through this gap. It can be understood that the region R2 is a spatially continuous region.

上側電極E1の端子固定部6には、図示されない給電線が接続されている。給電線は、装置外部から開口2を通してガイド部材5に導入されて、端子固定部6に端部が固定される。この給電線を通じて、高周波電圧が上側電極E1に印加される。
このように、ガイド部材5が給電線の通路を兼ねているので、側壁12の一部を加工して給電線の通路を特別に設ける必要がない。
A feeder line (not shown) is connected to the terminal fixing portion 6 of the upper electrode E1. The feeder is introduced into the guide member 5 from the outside of the device through the opening 2, and the end portion is fixed to the terminal fixing portion 6. A high frequency voltage is applied to the upper electrode E1 through this feeder.
As described above, since the guide member 5 also serves as a feed line passage, it is not necessary to process a part of the side wall 12 to provide a special feed line passage.

図3は、図1に記載の大気圧プラズマ装置1を上方から視たときの平面図である。この図に描かれているように、上側電極E1の端子固定部6が装置外側から視認できる位置に形成されていれば、給電線の抜けがあるかどうかを目視にて確認することが可能となる。 FIG. 3 is a plan view of the atmospheric pressure plasma device 1 shown in FIG. 1 when viewed from above. As shown in this figure, if the terminal fixing portion 6 of the upper electrode E1 is formed at a position where it can be visually recognized from the outside of the device, it is possible to visually confirm whether or not the feeding line is disconnected. Become.

図4は、図1に記載の大気圧プラズマ装置を下方から視たときの平面図である。図示される下側電極E2は、電気的に接地されている。下側電極E2には、プラズマ放出口22として単一のスリットが形成されているが、プラズマ放出口22の構成はこれに限られるものではない。
例えば、複数のスリットや複数の丸孔、単一の丸孔といった、下側電極E2からターゲットに向けてプラズマが放出できる形状であればどのような形状であってもよい。
FIG. 4 is a plan view of the atmospheric pressure plasma device shown in FIG. 1 when viewed from below. The lower electrode E2 shown is electrically grounded. The lower electrode E2 is formed with a single slit as the plasma emission port 22, but the configuration of the plasma emission port 22 is not limited to this.
For example, any shape such as a plurality of slits, a plurality of round holes, and a single round hole may be used as long as the plasma can be emitted from the lower electrode E2 toward the target.

図5は、図2に記載のA-A線から視たときの平面図である。仕切り部材7の中央には、上側電極E1を嵌め込む為の開口が形成されている。上側電極E1は、開口に嵌め込まれることで、ZX平面での位置が固定される。 FIG. 5 is a plan view when viewed from the line AA shown in FIG. An opening for fitting the upper electrode E1 is formed in the center of the partition member 7. The position of the upper electrode E1 on the ZX plane is fixed by being fitted into the opening.

上側電極E1を仕切り部材7に嵌め込んだとき、両部材間には隙間Hが形成されるが、この隙間Hの下方は破線で描かれる固体誘電体15で覆われているために、第一の領域R1と第二の領域R2とは連通していない。 When the upper electrode E1 is fitted into the partition member 7, a gap H is formed between the two members, but the lower part of the gap H is covered with the solid dielectric 15 drawn by the broken line. Region R1 and the second region R2 are not in communication with each other.

図6は、図1に記載の大気圧プラズマ装置をZ方向中央位置で切断した時の、XY平面の断面図である。ガスを供給するための供給口13、吸気部3が接続される接続口21は、位置関係を表す為に、便宜上記載している。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the XY plane when the atmospheric pressure plasma device shown in FIG. 1 is cut at the central position in the Z direction. The supply port 13 for supplying gas and the connection port 21 to which the intake unit 3 is connected are described for convenience in order to represent the positional relationship.

第一の領域R1へのガスの供給は、仕切り部材7に形成された溝Gを通じて行われる。溝Gは、X方向で仕切り部材7の両側に形成されていて、図2に一点鎖線で描かれているように、ガス供給口13から下方に向けて広がりを有する溝である。
このような溝Gを用いることで、対向電極間の全域に効率的にガスを拡散させることが可能となる。
一方、ガスの効率的な拡散を考慮しないのであれば、溝Gの形状としては、ガス供給口13から下方に向けて真っ直ぐに延びた形状であってもよい。
The supply of gas to the first region R1 is performed through the groove G formed in the partition member 7. The groove G is formed on both sides of the partition member 7 in the X direction and has a groove extending downward from the gas supply port 13 as shown by the alternate long and short dash line in FIG.
By using such a groove G, it is possible to efficiently diffuse the gas over the entire area between the counter electrodes.
On the other hand, if the efficient diffusion of the gas is not taken into consideration, the shape of the groove G may be a shape extending straight downward from the gas supply port 13.

上述した大気圧プラズマ装置であれば、冷却水を使わずに高周波電圧が印加される上側電極E1を冷却することができるので、冷却水の漏水や低温の冷却水を使用したときの結露による感電リスクがなく、安全性が高い。
また、冷却水に導電性があれば、冷却水を通して漏電による電力ロスが発生するが、冷却水を使用していないのでこのような電力ロスもない。
With the above-mentioned atmospheric pressure plasma device, the upper electrode E1 to which a high-frequency voltage is applied can be cooled without using cooling water, so that electric shock due to leakage of cooling water or dew condensation when low-temperature cooling water is used. There is no risk and it is highly safe.
Further, if the cooling water is conductive, power loss due to electric leakage occurs through the cooling water, but since the cooling water is not used, there is no such power loss.

上述した大気圧プラズマ装置であれば、次に挙げる点で更なる効果が期待できる。
第一の領域R1にのみ、ガスを供給する構成であるため、特許文献1のように装置全体にガスが供給される構成に比べて、ガスの使用量を低減できる。
また、吸気によって電極を冷却する方式であることから、電極周りの高温化された熱が吸引されて、装置周囲の温度上昇が抑制できる。そのうえ、装置内部の埃を吸引することができるので、クリーンルーム環境下でも支障なく使用することができる。
また、第一の領域R1と第二の領域R2が空間的に分離されていることから、ターゲットに照射されるプラズマの流れが、電極を冷却するための気流で阻害されることがない。
With the above-mentioned atmospheric pressure plasma device, further effects can be expected in the following points.
Since the configuration is such that the gas is supplied only to the first region R1, the amount of gas used can be reduced as compared with the configuration in which the gas is supplied to the entire apparatus as in Patent Document 1.
Further, since the electrode is cooled by intake air, the heated heat around the electrode is sucked, and the temperature rise around the device can be suppressed. Moreover, since the dust inside the device can be sucked, it can be used without any trouble even in a clean room environment.
Further, since the first region R1 and the second region R2 are spatially separated, the flow of plasma irradiated to the target is not obstructed by the air flow for cooling the electrodes.

これまでに説明した実施形態に加えて、図7、図8に記載の窓Wを装置の側壁12に取り付けておいてもよい。このような窓Wがあれば、装置外側から電極対間で生成されるプラズマの様子を視認することが可能となる。
窓Wの数については、図示されるように複数でもいいし、特定箇所に1つ設けるようにしてもよい。
In addition to the embodiments described so far, the window W shown in FIGS. 7 and 8 may be attached to the side wall 12 of the apparatus. With such a window W, it is possible to visually recognize the state of plasma generated between the electrode pairs from the outside of the device.
The number of windows W may be a plurality as shown in the figure, or one may be provided at a specific location.

Z方向に電極が長い場合には、同方向の電極中央Cを挟んで左右に窓Wを配置しておくことが望ましい。このような配置にしておければ、左右の窓Wを通して電極対の平行度を確認することができる。
窓Wの取付け位置については、同じ側面12に取り付ける必要はなく、対向する側面12の一方に図示される左側の窓Wを取付け、他方の側面12に図示される右側の窓Wを取り付けるようにしてもよい。
When the electrodes are long in the Z direction, it is desirable to arrange windows W on the left and right sides of the electrode center C in the same direction. With such an arrangement, the parallelism of the electrode pairs can be confirmed through the left and right windows W.
Regarding the mounting position of the window W, it is not necessary to mount the window W on the same side surface 12, but the left window W shown on one of the opposite side surfaces 12 is mounted and the right window W shown on the other side surface 12 is mounted. You may.

例えば、上側電極E1の取付けが悪く、図8で右側が通常位置よりも下側に下がっていれば、右側部分での電極対間での距離が左側と比べて狭くなるために、この部分に電界が集中して、上側電極E1の下方を支持する固体誘電体15が破損することが懸念される。
しかしながら、上述したように対向電極の長さ方向で中央Cを挟んで左右に窓Wが設けられていれば、電極対の平行度を確認した上で、必要であれば電極を改めて取り付けることが可能となるので、固体誘電体15の破損を未然に防ぐことが出来る。
For example, if the upper electrode E1 is poorly attached and the right side is lower than the normal position in FIG. 8, the distance between the electrode pairs in the right side portion is narrower than that in the left side. There is a concern that the electric field will be concentrated and the solid dielectric 15 supporting the lower side of the upper electrode E1 will be damaged.
However, as described above, if windows W are provided on the left and right sides of the center C in the length direction of the counter electrode, the electrodes can be reattached if necessary after checking the parallelism of the electrode pair. Since it is possible, it is possible to prevent the solid dielectric 15 from being damaged.

上側電極E1の放熱効果を高めるには、図9に描かれているように、上側電極E1に放熱フィン4を取り付けておいてもよい。放熱フィン4を設けることで、上側電極E1の冷却効果が向上する。 In order to enhance the heat dissipation effect of the upper electrode E1, the heat dissipation fins 4 may be attached to the upper electrode E1 as shown in FIG. By providing the heat radiation fins 4, the cooling effect of the upper electrode E1 is improved.

ターゲットに対して垂直以外の角度でプラズマを照射する場合、大気圧プラズマ装置1を、図9のX軸あるいはZ軸周りに所定角度回転させた状態で、ターゲットに対してプラズマを照射することになる。
この場合、大気圧プラズマ装置1を回転させることで、上側電極E1と仕切り板7が位置ズレすることが懸念される。この対策として、図9に示すように、ガイド部材5の端部を上側電極E1に当接させて上側電極E1のY方向での位置を固定する。
また、仕切り板7のY方向での位置固定については、固定ピン18で抑えリング17を上から押さえるようにしてもいいし、固定ピン18で仕切り板7を直接押さえるようにしてもよい。
固定ピン18は、ピンの一部に螺子が形成された部材で、蓋11に形成された挿通孔に螺合されている。
When irradiating plasma at an angle other than perpendicular to the target, the atmospheric pressure plasma device 1 is rotated by a predetermined angle around the X-axis or Z-axis of FIG. 9, and the plasma is irradiated to the target. Become.
In this case, there is a concern that the upper electrode E1 and the partition plate 7 may be displaced by rotating the atmospheric pressure plasma device 1. As a countermeasure, as shown in FIG. 9, the end portion of the guide member 5 is brought into contact with the upper electrode E1 to fix the position of the upper electrode E1 in the Y direction.
Further, regarding the position fixing of the partition plate 7 in the Y direction, the holding ring 17 may be pressed from above by the fixing pin 18, or the partition plate 7 may be directly pressed by the fixing pin 18.
The fixing pin 18 is a member having a screw formed in a part of the pin, and is screwed into an insertion hole formed in the lid 11.

図9では、大気圧プラズマ装置1を回転させたときの電極等の位置ズレについて説明したが、ガイド部材5や固定ピン18は各部の位置調整に使用してもよい。
固体誘電体15とこれに支持される上側電極E1とが、ぴったりと面接触するように、固定ピン18で固定誘電体15の姿勢を水平な状態にしておいてから、ガイド部材5で上側電極E1を固定誘電体15に押し付けることで、両部材をぴったりと面接触させる。
Although FIG. 9 has described the positional deviation of the electrodes and the like when the atmospheric pressure plasma device 1 is rotated, the guide member 5 and the fixing pin 18 may be used for adjusting the position of each part.
The posture of the fixed dielectric 15 is kept horizontal by the fixing pin 18 so that the solid dielectric 15 and the upper electrode E1 supported by the solid dielectric 15 are in close contact with each other, and then the upper electrode is used by the guide member 5. By pressing E1 against the fixed dielectric 15, both members are brought into close surface contact with each other.

固定ピン18については、図示される複数の固定ピン18の上下位置が個別に調整可能となるように、各ピンの位置調整が独立して行えるようにしておく。また、細かく水平調整を行いたい場合には、ピンの本数を増やすなどして対応してもよい。
例えば、概略長方形状の固体誘電体であれば、長辺と短辺の中央位置に対応するように4つの固定ピンを設けておいて、長辺、短辺方向における固定誘電体の傾きを調整して所望の姿勢となるように調整することが考えられる。
一方、固体誘電体15を支持する下側電極E2の取付け姿勢を調整可能にしておき、固定誘電体15の姿勢を調整するようにしてもよい。
Regarding the fixing pin 18, the position of each pin can be adjusted independently so that the vertical position of the plurality of fixing pins 18 shown in the drawing can be adjusted individually. Further, if it is desired to perform fine horizontal adjustment, the number of pins may be increased.
For example, in the case of a solid dielectric having a substantially rectangular shape, four fixing pins are provided so as to correspond to the center positions of the long side and the short side, and the inclination of the fixed dielectric in the long side and short side directions is adjusted. Then, it is conceivable to adjust the posture so as to obtain the desired posture.
On the other hand, the mounting posture of the lower electrode E2 that supports the solid dielectric 15 may be adjustable, and the posture of the fixed dielectric 15 may be adjusted.

ガイド部材5については、蓋11側のガイド部材5の取付け位置を複数設けておくか、ガイド部材5を上下動させる方向に蓋11の側面に長穴を形成しておき、上下位置が調整されたガイド部材5の位置固定が任意の位置で行えるように構成しておくことが考えられる。
また、上側電極E1の位置決めについては、図5で説明した仕切り部材7に上側電極E1を嵌め込む方式が便利である。上側電極E1を仕切り部材7に嵌め込んだ際、仕切り部材7の電極嵌め込み穴内周が、上側電極E1の外周の対向する2辺、望ましくは全辺と、ごくわずかな隙間を空けた状態になるよう形成されていれば、電極嵌め込み穴に上側電極E1を嵌め込んで大まかな電極位置を決めた上で、電極位置の微調整を行うことが可能となる。
With respect to the guide member 5, a plurality of mounting positions of the guide member 5 on the lid 11 side are provided, or a long hole is formed on the side surface of the lid 11 in the direction of moving the guide member 5 up and down, and the vertical position is adjusted. It is conceivable to configure the guide member 5 so that the position can be fixed at an arbitrary position.
Further, for positioning the upper electrode E1, it is convenient to fit the upper electrode E1 into the partition member 7 described with reference to FIG. When the upper electrode E1 is fitted into the partition member 7, the inner circumference of the electrode fitting hole of the partition member 7 is in a state where there is a very small gap between the two opposite sides, preferably all sides, of the outer periphery of the upper electrode E1. If it is formed as described above, the upper electrode E1 can be fitted into the electrode fitting hole to roughly determine the electrode position, and then the electrode position can be finely adjusted.

下側電極E2は装置外側に配置されているため、上側電極E1に比べて放熱効果が高く、特別に冷却手段を設ける必要はない。ただし、下側電極E2の熱対策をするならば、下側電極E2を熱変形しにくい高融点材料で構成するようにしてもよい。 Since the lower electrode E2 is arranged on the outside of the device, the heat dissipation effect is higher than that of the upper electrode E1, and it is not necessary to provide a special cooling means. However, if measures are taken against the heat of the lower electrode E2, the lower electrode E2 may be made of a high melting point material that is not easily deformed by heat.

上記実施形態では、ガイド部材5が設けられていたが、この部材は開口2を通して外気を上側電極E1に効率的に引き込むための部材であって、必ずしもこれを設ける必要はない。 In the above embodiment, the guide member 5 is provided, but this member is a member for efficiently drawing the outside air into the upper electrode E1 through the opening 2, and it is not always necessary to provide the guide member 5.

上記実施形態で述べた開口2と吸気部3が接続される接続口21の位置関係を逆転させてもよい。つまり、各図に示される接続口21を外気を取り入れるための開口2とし、開口2を接続口21にして、もともと開口2であったところに吸気部3を接続するようにしてもよい。このような構成であっても、本発明の効果を奏することができる。 The positional relationship between the opening 2 and the connection port 21 to which the intake unit 3 is connected may be reversed as described in the above embodiment. That is, the connection port 21 shown in each figure may be an opening 2 for taking in outside air, the opening 2 may be a connection port 21, and the intake unit 3 may be connected to the place that was originally the opening 2. Even with such a configuration, the effect of the present invention can be achieved.

本発明では冷却水を使用せずに電極を空冷する方式が使用されているが、電極冷却用に使用されていた冷却水の通路に空気を流すことで電極の冷却を行うようにしてもよい。この場合、通路の一端を開口とし、他端に吸気部を接続する。 In the present invention, a method of air-cooling the electrodes without using cooling water is used, but the electrodes may be cooled by flowing air through the passage of the cooling water used for cooling the electrodes. .. In this case, one end of the passage is an opening, and the intake portion is connected to the other end.

吸気部3での吸気速度については、上側電極E1の温度をリアルタイムで計測しておき、この計測結果に応じて吸気速度を調整してもよい。
また、上側電極E1の温度と相関が取れ得るパラメーター(例えば、プラズマ温度)があれば、事前に実験する等して相関性をもとめておき、吸気部3での吸気速度の調整により、上側電極E1の温度制御を行うことで上側電極E1と相関関係にあるパラメーターの調整を行うようにしてもよい。
さらには、プラズマが正常に点灯しているときの装置パラメーター(吸気部で吸気された空気の温度や上側電極温度等)の値を予め計測しておいて、装置を稼働させている間に計測された装置パラメーターと比較することで、プラズマの正常点灯を判別するようにしてもよい。
Regarding the intake speed in the intake unit 3, the temperature of the upper electrode E1 may be measured in real time, and the intake speed may be adjusted according to the measurement result.
Further, if there is a parameter (for example, plasma temperature) that can be correlated with the temperature of the upper electrode E1, the correlation is determined by conducting an experiment in advance, and the upper electrode is adjusted by adjusting the intake speed in the intake unit 3. By controlling the temperature of E1, the parameters correlated with the upper electrode E1 may be adjusted.
Furthermore, the values of the device parameters (temperature of the air taken in by the intake unit, the temperature of the upper electrode, etc.) when the plasma is normally lit are measured in advance, and the measurement is performed while the device is in operation. The normal lighting of the plasma may be determined by comparing with the device parameters.

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 大気圧プラズマ装置
2 開口
3 吸気部
4 放熱フィン
5 ガイド部材
6 端子固定部
7 仕切り部材
R1 第一の領域
R2 第二の領域
E1 上側電極
E2 下側電極
G 溝
W 窓
1 Atmospheric pressure plasma device 2 Opening 3 Intake part 4 Heat dissipation fin 5 Guide member 6 Terminal fixing part 7 Partition member R1 First area R2 Second area E1 Upper electrode E2 Lower electrode G Groove W window

Claims (6)

ガスが供給される第一の領域と、
前記第一の領域とは空間的に分離された第二の領域と、
前記第一の領域に設けられ、供給されたガスをプラズマ化して、一方の電極側から装置外部にプラズマを放出する対向電極と、
前記第二の領域に形成されて装置内外を連通する開口と、
前記第二の領域内の空気を吸気する吸気部と、を備え、
前記電極の一部が前記第二の領域に配置されており、
前記第二の領域に、前記開口から前記電極に向けて延在した中空筒状のガイド部材を備え、
前記吸気部での吸気に伴って、前記ガイド部材を介して前記開口から前記吸気部への空気の流れが形成されており、
さらに、前記ガイド部材が、前記電極に通電するための給電線の通路を兼ねる大気圧プラズマ装置。
The first area where gas is supplied and
The second region, which is spatially separated from the first region,
A counter electrode provided in the first region, which turns the supplied gas into plasma and emits plasma from one electrode side to the outside of the device.
An opening formed in the second region and communicating with the inside and outside of the device,
An intake unit for sucking air in the second region is provided.
A part of the electrode is arranged in the second region ,
A hollow cylindrical guide member extending from the opening toward the electrode is provided in the second region.
Along with the intake air at the intake unit, an air flow from the opening to the intake unit is formed through the guide member.
Further, an atmospheric pressure plasma device in which the guide member also serves as a passage for a feeding line for energizing the electrodes.
前記電極には、前記第二の領域に放熱フィンが設けられている請求項1記載の大気圧プラズマ装置。 The atmospheric pressure plasma device according to claim 1, wherein the electrodes are provided with heat radiation fins in the second region. 前記第一の領域と前記第二の領域は1つのチャンバ内に形成されていて、
前記チャンバ内に、両領域を分離する仕切り部材を有し、
前記仕切り部材と前記チャンバの内壁面で、前記第一の領域に供給されるガスの流路が形成される請求項1または2に記載の大気圧プラズマ装置。
The first region and the second region are formed in one chamber.
A partition member for separating both regions is provided in the chamber.
The atmospheric pressure plasma apparatus according to claim 1 or 2, wherein a flow path for gas supplied to the first region is formed between the partition member and the inner wall surface of the chamber.
ガスが供給される第一の領域と、
前記第一の領域とは空間的に分離された第二の領域と、
前記第一の領域に設けられ、供給されたガスをプラズマ化して、一方の電極側から装置外部にプラズマを放出する対向電極と、
前記第二の領域に形成されて装置内外を連通する開口と、
前記第二の領域内の空気を吸気する吸気部と、を備え、
前記電極の一部が前記第二の領域に配置されており、
さらに、前記対向電極間で生成されるプラズマを装置外部から視認するために設けられた複数の窓を有し、
前記対向電極は一方向に長く、電極の長さ方向で電極中央位置を挟んで前記窓が配置されている大気圧プラズマ装置。
The first area where gas is supplied and
The second region, which is spatially separated from the first region,
A counter electrode provided in the first region, which turns the supplied gas into plasma and emits plasma from one electrode side to the outside of the device.
An opening formed in the second region and communicating with the inside and outside of the device,
An intake unit for sucking air in the second region is provided.
A part of the electrode is arranged in the second region ,
Further, it has a plurality of windows provided for visually recognizing the plasma generated between the counter electrodes from the outside of the apparatus.
An atmospheric pressure plasma device in which the counter electrode is long in one direction and the window is arranged so as to sandwich the electrode center position in the length direction of the electrode.
前記電極には、前記第二の領域に放熱フィンが設けられている請求項4記載の大気圧プラズマ装置。 The atmospheric pressure plasma device according to claim 4, wherein the electrodes are provided with heat radiation fins in the second region. 前記対向電極間で生成されるプラズマを装置外部から視認するために設けられた複数の窓を有し、
前記対向電極は一方向に長く、電極の長さ方向で電極中央位置を挟んで前記窓が配置されている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の大気圧プラズマ装置。
It has a plurality of windows provided for visually recognizing the plasma generated between the counter electrodes from the outside of the apparatus.
The atmospheric pressure plasma apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the counter electrode is long in one direction, and the window is arranged so as to sandwich the electrode center position in the length direction of the electrode.
JP2017154875A 2017-08-10 2017-08-10 Atmospheric pressure plasma device Active JP6936441B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017154875A JP6936441B2 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Atmospheric pressure plasma device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017154875A JP6936441B2 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Atmospheric pressure plasma device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019033054A JP2019033054A (en) 2019-02-28
JP6936441B2 true JP6936441B2 (en) 2021-09-15

Family

ID=65523651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017154875A Active JP6936441B2 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Atmospheric pressure plasma device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6936441B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112020007489T5 (en) 2020-08-06 2023-05-17 Fuji Corporation Cable routing and control device for plasma heads

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0331509Y2 (en) * 1986-10-03 1991-07-04
NO163412B (en) * 1988-01-25 1990-02-12 Elkem Technology The plasma torch.
JPH08106992A (en) * 1994-03-24 1996-04-23 Hitachi Ltd Plasma processing method and its device
JP2001185545A (en) * 1999-12-24 2001-07-06 Hitachi Ltd Plasma processor
JP2003068710A (en) * 2001-08-22 2003-03-07 Tokyo Electron Ltd Component cooling system and plasma treatment apparatus
JP2003171768A (en) * 2001-12-05 2003-06-20 Sekisui Chem Co Ltd Discharge plasma processor
JP2005322522A (en) * 2004-05-10 2005-11-17 Sekisui Chem Co Ltd Plasma source and surface treatment device
JP5103956B2 (en) * 2007-03-12 2012-12-19 セイコーエプソン株式会社 Plasma processing equipment
JP2011204995A (en) * 2010-03-26 2011-10-13 Mitsubishi Electric Corp Atmospheric pressure plasma film-forming apparatus and method
US9550694B2 (en) * 2014-03-31 2017-01-24 Corning Incorporated Methods and apparatus for material processing using plasma thermal source

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019033054A (en) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10374358B2 (en) Feeder-cover structure and semiconductor production apparatus
TWI610047B (en) Light irradiation device
JP4719184B2 (en) Atmospheric pressure plasma generator and work processing apparatus using the same
US11295932B2 (en) Plasma generation device and plasma irradiation method
KR100674269B1 (en) Plasma processor electrode and plasma processor
US9177839B2 (en) Cover part, process gas diffusing and supplying unit, and substrate processing apparatus
TW201348635A (en) Instrument for testing LED
JP6936441B2 (en) Atmospheric pressure plasma device
CN101658076A (en) Plasma processing apparatus
ES2660512T3 (en) Wire EDM Machine
JP2013171882A (en) Light irradiation system
TWI756241B (en) Electron beam irradiation device
US20150040829A1 (en) Multizone hollow cathode discharge system with coaxial and azimuthal symmetry and with consistent central trigger
TW201719803A (en) Substrate carrier
TWI766852B (en) Gas flow control for millisecond anneal system
KR101949175B1 (en) Electrostatic chuck, substrate processing apparatus, and method for manufacturing the same
KR102025765B1 (en) Test socket
TW201421005A (en) Testing device for LED
EP3462077B1 (en) Lighting device
JP2016062677A (en) Light irradiation device
CN204534498U (en) Light irradiation device
ES2895714T3 (en) Water cooled carbon dioxide laser
US20220285820A1 (en) Cooling device for antenna apparatus
JP2010258285A (en) Heat insulating structure and storage device having the heat insulating structure
TWI591681B (en) Gas feed insert in a plasma processing chamber and methods therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20190705

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20200703

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200707

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210609

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210706

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210715

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210803

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210810

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6936441

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150