KR101369274B1 - Atmosperic plasma generating device - Google Patents

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    • H01J37/32816Pressure
    • H01J37/32825Working under atmospheric pressure or higher

Abstract

본 발명은 대기압 플라즈마 발생 소자에 관한 것으로서, 플라즈마 생성을 위한 애노드(anode), 상기 애노드와의 사이에서 시드 플라즈마(seed plasma)를 생성시키는 제1캐소드(cathode), 및 상기 시드 플라즈마를 이용하여 상기 애노드와의 사이에서 플라즈마를 발생시키는 제2캐소드를 포함하고, 상기 애노드가 상기 제2캐소드보다 제1캐소드에 더 근접하여 배치되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an atmospheric pressure plasma generating device, comprising: an anode for generating plasma, a first cathode generating a seed plasma between the anode, and the seed plasma using the seed plasma; And a second cathode for generating a plasma between the anode and the anode is disposed closer to the first cathode than to the second cathode.

Description

대기압 플라즈마 발생 소자{ATMOSPERIC PLASMA GENERATING DEVICE}Atmospheric pressure plasma generating device {ATMOSPERIC PLASMA GENERATING DEVICE}

본 발명은 대기압 플라즈마 발생 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저전압의 조건에서 대기압 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있고, 소형 기판상에서 집적화된 형태로 형성될 수 있는 플라즈마 발생 소자에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an atmospheric pressure plasma generating device, and more particularly, to a plasma generating device that can stably generate an atmospheric pressure plasma under a low voltage condition and can be formed in an integrated form on a small substrate.

일반적으로 플라즈마란 제4의 물질상태로서 외부에서 가해진 전기장 등에 의해 생성된 이온, 전자, 라디칼 등과 중성입자로 구성되고, 거시적으로는 전기적 중성을 이루고 있는 물질상태이며, 이러한 플라즈마 내의 이온, 전자, 라디칼 등을 이용하여 재료의 표면 개질, 에칭, 코팅, 살균, 소독, 오존 생성, 염색, 폐수, 수돗물 정화, 공기 정화, 고 휘도 램프 등의 분야에 널리 쓰이고 있다. In general, a plasma is a fourth material state composed of ions, electrons, radicals, and neutral particles generated by an externally applied electric field and the like, and is a macroscopic state of electrical neutrality. It is widely used in the fields such as surface modification, etching, coating, sterilization, disinfection, ozone generation, dyeing, wastewater, tap water purification, air purification, and high brightness lamps.

이러한 플라즈마는 발생 압력에 따라 저압(수 mmTorr ~ 수 Torr) 플라즈마와 대기압(수 Torr ~ 760 Torr) 플라즈마로 구분할 수 있는데, 이중 저압 플라즈마는 플라즈마의 생성이 용이하나, 저압의 상태를 유지하기 위한 진공 챔버, 배기 장치 등의 추가적인 장비가 필요하여 장치의 부피가 크고, 이러한 장비들의 비용 역시 고가라는 문제점이 있다. 반면에 대기압 플라즈마는 대기압(760 Torr) 상태에서 플라즈마를 생성시키므로 고비용의 진공 장비들이 필요하지 않고, 연속 공정이 가능하다는 이점이 있다.
These plasmas can be classified into low pressure (several mmTorr to several Torr) plasmas and atmospheric pressure (several Torr to 760 Torr) plasmas according to the generated pressure. Dual low pressure plasmas are easy to generate plasma, but the vacuum to maintain the low pressure state The additional equipment such as the chamber, the exhaust device is required to be bulky device, the cost of these equipment is also expensive. On the other hand, since the atmospheric plasma generates the plasma at atmospheric pressure (760 Torr), expensive vacuum equipment is not required and the continuous process is possible.

한편, 종래의 대기압 플라즈마 장치는 수천, 수만 볼트(V)의 고전압을 사용하여 대기압 플라즈마를 발생시키고, 저압 플라즈마 장치에 비해서는 부피가 작지만 일반적인 기기들과 비교해서는 여전히 큰 부피로 구성되었는데, 이러한 특성상 소형화된 기기나 의료용 기기 등의 다양한 분야에 적용되기가 어려웠다. 구체적으로, 방전 개시 전압으로 고전압을 사용하므로 생명체에 직접 영향을 주는 기기들에는 적용되기가 힘들었고, 일정한 거리로 배치되는 캐소드(cathode)와 애노드(anode)의 전극 구성상 소형화하는 데에 한계가 있어서, 소형 기기에 적용되기가 어려웠다. On the other hand, the conventional atmospheric plasma apparatus generates an atmospheric plasma using a high voltage of thousands, tens of thousands of volts (V), and the volume is smaller than the low-pressure plasma apparatus, but still composed of a large volume compared to the general apparatus. It has been difficult to apply to various fields such as miniaturized devices or medical devices. Specifically, since the high voltage is used as the discharge start voltage, it is difficult to apply to devices directly affecting life, and there is a limit in miniaturizing the electrode configuration of the cathode and the anode disposed at a predetermined distance. It was difficult to apply to small devices.

따라서, 수백 볼트의 저전압을 사용하여서도 안정적으로 대기압 플라즈마를 생성할 수 있고, 소형 기기들에 쉽게 적용될 수 있으며, 이러한 특징들을 바탕으로 종래의 대기압 플라즈마 장치가 적용되기 힘들었던 다양한 분야에 활용될 수 있는 대기압 플라즈마 발생 소자의 개발이 요구되고 있다.
Therefore, it is possible to stably generate atmospheric plasma even with low voltage of several hundred volts, can be easily applied to small devices, and based on these characteristics, it can be applied to various fields where conventional atmospheric plasma apparatus was difficult to apply. There is a demand for development of an atmospheric pressure plasma generating device.

본 발명은 이상에서 살펴본 기술적인 요구를 충족시키기 위해서 발명되었으며, 상기와 같은 문제점을 해결함은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 개발할 수 없는 기술을 제공하기 위해 발명되었다.
The present invention has been made in order to satisfy the above-mentioned technical requirements, and it is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a technique which can not be easily developed by those skilled in the art.

본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 소자는, 대기압 플라즈마의 최소 방전 전압을 현저하게 낮추는 것을 해결과제로 한다. In the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, it is a problem to significantly lower the minimum discharge voltage of the atmospheric pressure plasma.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 대기압 플라즈마 발생소자를 소형화시킬 수 있게 하는 것을 해결과제로 한다. In addition, a plasma generating device according to an embodiment of the present invention, it is a problem to be able to miniaturize the atmospheric pressure plasma generating device.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 소형 기판상에 집적화된 형태로 형성될 수 있는 것을 해결과제로 한다. In addition, a plasma generating device according to an embodiment of the present invention, it can be formed in an integrated form on a small substrate as a problem.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 종래의 대기압 플라즈마 장치의 성격(고전압, 대형)상 적용되기 힘들었던 응용 분야에, 대기압 플라즈마 기술을 적용시키는 것을 해결과제로 한다.
In addition, the plasma generating device according to an embodiment of the present invention is to apply atmospheric pressure plasma technology to an application field that is difficult to apply due to the characteristics (high voltage, large size) of the conventional atmospheric pressure plasma apparatus.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 플라즈마 생성을 위한 애노드(anode); 상기 애노드와의 사이에서 시드 플라즈마(seed plasma)를 생성시키는 제1캐소드(cathode); 및 상기 시드 플라즈마를 이용하여, 상기 애노드와의 사이에서 플라즈마를 발생시키는 제2캐소드를 포함하고, 상기 애노드가 상기 제2캐소드보다 제1캐소드에 더 근접하여 배치되는 것을 특징으로 한다. Atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, an anode (anode) for plasma generation; A first cathode generating a seed plasma between the anode and the anode; And a second cathode for generating a plasma between the anode and the anode using the seed plasma, wherein the anode is disposed closer to the first cathode than the second cathode.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 애노드, 상기 제1캐소드 및 상기 제2캐소드가 기판상에 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, the anode, the first cathode and the second cathode is characterized in that formed on the substrate.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 애노드, 상기 제1캐소드 및 상기 제2캐소드가 하나의 그룹을 이루며, 복수 개의 상기 그룹이 소형 기판상에 집적화되는 것을 특징으로 한다. In addition, the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, characterized in that the anode, the first cathode and the second cathode form a group, a plurality of the groups are integrated on a small substrate. .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 기판이 유리, 실리콘 또는 플렉시블(flexible) 기판인 것을 특징으로 한다. In addition, the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, the substrate is characterized in that the glass, silicon or flexible (flexible) substrate.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 애노드, 상기 제1캐소드 또는 상기 제2캐소드에는 저전압이 인가되는 것을 특징으로 한다. In the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, a low voltage is applied to the anode, the first cathode, or the second cathode.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 저전압은 100 내지 600V 인 것을 특징으로 한다. In addition, the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, the low voltage is characterized in that 100 to 600V.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 애노드와 상기 제1캐소드 사이의 거리가, 저전압에서도 플라즈마 방전을 개시할 수 있는 마이크로미터(㎛) 스케일(scale)의 거리로 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, the distance between the anode and the first cathode is arranged at a distance of a micrometer (μm) scale that can initiate a plasma discharge even at a low voltage It is characterized by.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 애노드와 상기 제2캐소드 사이의 거리가, 상기 애노드와 상기 제1캐소드 사이의 거리보다 길고, 저전압에서 플라즈마 방전을 개시할 수 없는 거리로 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, the distance between the anode and the second cathode is longer than the distance between the anode and the first cathode, and the plasma discharge cannot be started at a low voltage. Characterized in that arranged at a distance.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 제1캐소드와 제2캐소드 사이의 거리가, 상기 애노드와 상기 제1캐소드 사이의 거리보다 길고, 상기 애노드, 제1캐소드, 제2캐소드는 비대칭(asymmetric structure)으로 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, the distance between the first cathode and the second cathode is longer than the distance between the anode and the first cathode, the anode, the first cathode, the first The two cathodes are characterized in that they are arranged in an asymmetric structure.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 애노드와 상기 제1캐소드 사이에 펄스전원이 연결되고, 상기 애노드와 상기 제2캐소드 사이에는 DC 또는 AC 전원이 연결되는 것을 특징으로 한다.
In the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, a pulse power source is connected between the anode and the first cathode, and a DC or AC power source is connected between the anode and the second cathode. do.

본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 소자는, 대기압 플라즈마의 최소 방전 전압을 현저하게 낮출 수 있다. 구체적으로, 종래보다 현저히 낮은 수백 볼트(V)의 방전 전압을 통해서도, 대기압 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있다. Atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, it is possible to significantly lower the minimum discharge voltage of the atmospheric pressure plasma. Specifically, atmospheric pressure plasma can be stably generated even through a discharge voltage of several hundred volts (V) which is significantly lower than that of the prior art.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 대기압 플라즈마 발생소자를 소형화시킬 수 있다. 구체적으로, 상대적인 배치 거리의 차이가 있는 세 개의 전극 구조를 통해, 소형화된 상태에서도 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. In addition, the plasma generating device according to an embodiment of the present invention can reduce the atmospheric pressure plasma generating device. Specifically, the plasma can be stably generated even in a miniaturized state through three electrode structures having a difference in relative placement distances.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 저전압 동작을 위해 매우 근접한(마이크로미터 스케일) 거리로 전극을 배치하여도, 스퍼터링에 의해 전극이 붙어버리는 문제점이 발생하지 않는다. In addition, in the plasma generating device according to an embodiment of the present invention, even if electrodes are disposed at very close (micrometer scale) distances for low voltage operation, the problem that the electrodes are stuck by sputtering does not occur.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 기판 위 수평 방향으로 대기압 플라즈마를 안정적으로 형성하며, 수평 방향으로 생성된 이온, 전자 및 라디컬을 기판 밖으로 원활하게 공급할 수 있다. 따라서, 기판 형태로 여러 제품에 적용되어서 충분한 플라즈마를 공급할 수 있다. In addition, the plasma generating device according to an embodiment of the present invention, stably forms the atmospheric plasma in the horizontal direction on the substrate, it is possible to smoothly supply the ions, electrons and radicals generated in the horizontal direction out of the substrate. Therefore, it can be applied to various products in the form of a substrate to supply sufficient plasma.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 소형 기판상에 집적화된 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 소형 칩(plasma-on-chip)의 형태로 다양한 장치에 적용될 수 있다. In addition, the plasma generating device according to an embodiment of the present invention may be formed in an integrated form on a small substrate. Therefore, it can be applied to various devices in the form of plasma-on-chip.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 종래의 대기압 플라즈마 장치의 성격(고전압, 대형 장치)상 적용되기 힘들었던 응용 분야에, 대기압 플라즈마 기술을 적용시킬 수 있다. 구체적으로, 소형화 및 저전압 특성을 통해, 초소형 가스 analyzer, 정밀한 오존 발생기, 의료용 기기 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
In addition, the plasma generating device according to an embodiment of the present invention may apply atmospheric pressure plasma technology to an application field that is difficult to be applied on the characteristics (high voltage, large size device) of the conventional atmospheric pressure plasma device. Specifically, through miniaturization and low voltage characteristics, it can be applied to various fields such as a micro gas analyzer, a precise ozone generator, and a medical device.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자의 전극 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자의 전극 구성를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자의 전원구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자가 기판상에 집적화되어 형성된 것을 나타내는 도면이다.
1 is a view showing an electrode configuration of a plasma generating device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an electrode configuration of a plasma generating device according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a power supply configuration of a plasma generating device according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing that the plasma generating device according to an embodiment of the present invention is integrated and formed on a substrate.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생 소자를 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
Hereinafter, an atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments are provided so that those skilled in the art can easily understand the technical spirit of the present invention, and thus the present invention is not limited thereto. In addition, matters represented in the accompanying drawings may be different from the form actually embodied in the schematic drawings in order to easily explain the embodiments of the present invention.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자를 살펴본다.
Hereinafter, an atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 플라즈마 생성을 위한 애노드(anode, 100), 상기 애노드와의 사이에서 시드 플라즈마(seed plasma)를 생성시키는 제1캐소드(cathode, 200), 상기 시드 플라즈마를 이용하여 상기 애노드와의 사이에서 플라즈마를 발생시키는 제2캐소드(cathode, 300), 상기 애노드, 제1캐소드 및 제2캐소드가 형성될 수 있는 기판(400)을 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 1, an atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention includes an anode 100 for generating plasma and a first cathode for generating a seed plasma between the anode and the anode. cathode, 200), a substrate 400 on which the cathode, the first cathode, and the second cathode, which generates plasma between the anode and the anode, may be formed using the seed plasma. It may include.

상기 애노드(anode, 100)는 플라즈마 생성을 위한 전극으로서, 상기 제1캐소드(200) 및 제2캐소드(300)와 플라즈마 방전 전극을 구성하여 대기압 상태에서 플라즈마를 방전시키는 구성을 의미한다. The anode 100 is an electrode for plasma generation, and refers to a configuration in which a plasma discharge electrode is formed with the first cathode 200 and the second cathode 300 to discharge plasma under atmospheric pressure.

또한, 상기 제1캐소드(200)는 상기 애노드(100)와의 사이에서 시드 플라즈마(seed plasma, 110)를 생성시키기 위한 플라즈마 전극을 의미한다. In addition, the first cathode 200 refers to a plasma electrode for generating a seed plasma 110 between the anode 100.

그리고, 상기 제2캐소드(300)는, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이에서 발생되는 시드 플라즈마(110)를 이용하여, 상기 애노드(100)와의 사이에서 대기압 플라즈마(120)를 발생시키는 구성을 의미한다. 구체적으로, 상기 시드 플라즈마(110)에 의한 애프터 글로우(After glow) 이온과 전자를 초기 캐리어(initiation carrier)로 이용하며, 글로우 방전(glow discharge)을 통해 대기압 플라즈마(120)를 발생시킬 수 있다. The second cathode 300 uses the seed plasma 110 generated between the anode 100 and the first cathode 200 to generate an atmospheric pressure plasma 120 between the anode 100 and the anode 100. It means the structure to generate | occur | produce. Specifically, after glow ions and electrons by the seed plasma 110 may be used as an initial carrier, and an atmospheric pressure plasma 120 may be generated through a glow discharge.

상기 애노드(100), 제1캐소드(200) 및 제2캐소드(300)의 전극배치를 살펴보면, 3개의 전극들은 서로 상대적인 거리에 차이가 있도록 배치되는데, 바람직하게는 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)의 거리가 상기 애노드(100)-제2캐소드(300)의 거리보다 더 짧은 상태로 배치되어야 한다. 구체적으로 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)의 거리는 파센의 법칙(Pachen's Law)에 따라 저전압(수백 V)에서 플라즈마 초기 방전을 일으킬 수 있는 근접거리(마이크로미터 스케일, 예컨대 300V의 저전압을 인가하는 경우에는 약 10㎛)로 배치되어야 하고, 상기 애노드(100)-제2캐소드(300)의 거리는 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)의 거리보다 긴 거리(수백㎛ 스케일)로 배치되어야 하는데, 이러한 전극 배치로 형성되어야 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이에서 초기 방전에 의한 시드 플라즈마(110)가 형성될 수 있으며, 이러한 시드 플라즈마(110)를 기초로 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에서 안정적인 대기압 플라즈마(120)가 발생될 수 있기 때문이다. (한편, 상기 제1캐소드(200)-제2캐소드(300)의 거리는 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)의 거리보다 더 길게 배치되는 것이 바람직하며, 상기 애노드(100), 제1캐소드(200), 제2캐소드(300)는 비대칭(asymmetric structure)의 구조로 배치되는 것이 바람직하다.)Looking at the electrode arrangement of the anode 100, the first cathode 200 and the second cathode 300, the three electrodes are arranged to be different in the relative distance to each other, preferably the anode 100-first The distance of the cathode 200 should be arranged to be shorter than the distance of the anode 100 to the second cathode 300. Specifically, the distance between the anode (100) and the first cathode (200) is a close distance (micrometer scale, for example, a low voltage of 300V) that can cause an initial plasma discharge at a low voltage (hundreds V) according to Pachen's Law (Pachen's Law). In the case of application, the distance between the anode 100 and the second cathode 300 should be longer than the distance between the anode 100 and the first cathode 200 (several hundred μm scale). The seed plasma 110 by the initial discharge may be formed between the anode 100 and the first cathode 200 only by the electrode arrangement, and the anode may be formed based on the seed plasma 110. This is because a stable atmospheric pressure plasma 120 can be generated between the (100) -second cathode 300. (Meanwhile, the distance between the first cathode 200 and the second cathode 300 is preferably longer than the distance between the anode 100 and the first cathode 200. The anode 100 and the first cathode 200 may be disposed longer than the distance between the anode 100 and the first cathode 200. The cathode 200 and the second cathode 300 are preferably arranged in an asymmetric structure.)

또한, 상기 애노드(100), 제1캐소드(200), 제2캐소드(300)에는 플라즈마 발생에 필요한 전력을 공급하는 전원장치가 연결되게 되는데, 이러한 상기 전원장치는 상기 애노드(100), 제1캐소드(200) 또는 제2캐소드(300) 사이에 전압을 인가할 때 수백 볼트(V) 스케일의 저전압을 인가하게 된다, 따라서, 수천 또는 수만 볼트(V) 수준의 고전압이 인가되는 종래의 대기압 플라즈마 발생 장치에 비해, 현저히 낮은 전압을 인가하면서 대기압 플라즈마를 발생을 유도하게 된다.In addition, the anode 100, the first cathode 200, and the second cathode 300 is connected to a power supply for supplying the power required for plasma generation, the power supply is the anode 100, the first When a voltage is applied between the cathode 200 or the second cathode 300, a low voltage of several hundred volts (V) scale is applied. Therefore, a conventional atmospheric plasma in which a high voltage of thousands or tens of thousands of volts (V) is applied is applied. Compared to the generating device, an atmospheric pressure plasma is generated while applying a significantly lower voltage.

구체적으로, 상기 전원장치에 의해 상기 애노드(100), 제1캐소드(200), 제2캐소드(300)에는 저전압(수백 V)이 인가되게 되는데, 먼저 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이에는 시드 플라즈마(110)를 유도하기 위한 초기 일정시간 동안에만 저전압(수백 V)이 인가될 수 있으며, 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에는 전체 동작시간 동안 저전압(수백 V)이 인가될 수 있다. 따라서, 초기 일정시간 동안 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이에 인가된 저전압에 의해 시드 플라즈마(110)가 발생하고, 이러한 시드 플라즈마(110)가 저전압이 연속적으로 인가되고 있는 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에 전달되어서, 대기압 플라즈마(120) 방전이 지속적으로 일어나게 된다. Specifically, a low voltage (hundreds V) is applied to the anode 100, the first cathode 200, and the second cathode 300 by the power supply device. The anode 100-the first cathode 200 are first applied. A low voltage (hundreds V) may be applied only during an initial predetermined time to induce the seed plasma 110, and a low voltage (hundreds V) between the anode 100 and the second cathode 300 during the entire operation time. ) May be applied. Therefore, the seed plasma 110 is generated by a low voltage applied between the anode 100 and the first cathode 200 during an initial predetermined time, and the seed plasma 110 is continuously supplied with the low voltage. As it is transferred between the (100) -second cathode 300, the discharge of atmospheric pressure plasma 120 occurs continuously.

한편, 상기 전원장치는 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 구체적으로 저전압 조건(실효치, 피크치 등)을 만족하는 DC 전원, AC 전원, RF 전원 등의 다양한 전원으로 구성될 수 있다.
Meanwhile, the power supply device may be configured in various forms. Specifically, the power supply device may include various power supplies such as a DC power supply, an AC power supply, and an RF power supply that satisfy low voltage conditions (effective values, peak values, and the like).

상기 기판(400)은, 상기 애노드(100), 상기 제1캐소드(200), 상기 제2캐소드(300)가 배치될 수 있는 몸체 역할을 할 수 있는 구성으로서, 다각형, 원 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 수십 제곱 미리미터 이하 스케일의 소형 기판의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 기판(400)의 재질도 유리, 실리콘, 플랙시블(flexible) 기판 등 다양하게 형성될 수 있다. The substrate 400 has a configuration that can serve as a body in which the anode 100, the first cathode 200, and the second cathode 300 can be disposed, and is formed in various shapes such as polygons and circles. It may be formed in the form of a small substrate preferably on the scale of several tens of square millimeters or less. In addition, the material of the substrate 400 may be formed in various ways, such as glass, silicon, a flexible substrate.

이러한 상기 기판(400)에는 상기 애노드(100), 상기 제1캐소드(200), 상기 제2캐소드(300)가 일정한 거리를 이루며 배치되는데, 바람직하게는 상기 애노드(100)가 상기 제1캐소드(200)보다 상기 제2캐소드(300)에 더 근접하여 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기판(400)에는 상기 애노드(100), 상기 제1캐소드(200), 상기 제2캐소드(300)가 마이크로미터 스케일로 배치되게 되는데, 이에 따라 다수개의 애노드(100), 다수개의 제1캐소드(200), 다수개의 제2캐소드(300)가 기판(400)상에 집적화된 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 대기압 플라즈마 발생소자를 기판(400)이라는 매개체를 통해 표준화/규격화할 수 있으며, 이러한 표준화/규격화된 기판(400)을 소형으로 형성하여 다양한 응용 제품 분야에 적용할 수 있다.
The anode 100, the first cathode 200, and the second cathode 300 are disposed at a predetermined distance on the substrate 400. Preferably, the anode 100 is disposed on the first cathode ( It is preferred to be disposed closer to the second cathode 300 than to 200. In addition, the anode 400, the first cathode 200, and the second cathode 300 are disposed on a micrometer scale in the substrate 400. One cathode 200 and a plurality of second cathodes 300 may be formed in an integrated form on the substrate 400. Accordingly, the atmospheric pressure plasma generating device can be standardized / standardized through a medium such as a substrate 400, and the standardized / standardized substrate 400 can be formed in a small size and applied to various application fields.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생소자에는 반응가스 공급장치와 연결될 수 있는데, 이러한 상기 반응가스 공급장치가 공급하는 반응가스를 이용하여 플라즈마 방전을 일으킬 수 있다. 구체적으로, 상기 반응가스 공급장치에 의한 반응가스가 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 및 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에 공급되어서 플라즈마 방전이 발생될 수 있는데, 여기서 상기반응가스들은 아르곤, 헬륨, 질소, 산소, 공기 또는 이들의 혼합물 등 다양한 종류로 형성될 수 있다.
On the other hand, the plasma generating device according to an embodiment of the present invention can be connected to the reaction gas supply device, it is possible to cause the plasma discharge by using the reaction gas supplied by the reaction gas supply device. Specifically, the reaction gas by the reaction gas supply device may be supplied between the anode 100-the first cathode 200 and the anode 100-the second cathode 300 to generate a plasma discharge, Here, the reaction gases may be formed in various kinds such as argon, helium, nitrogen, oxygen, air, or a mixture thereof.

이상에서 살핀 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 애노드(100), 제1캐소드(200), 제2캐소드(300)라는 3개의 전극을 사용하고, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 및 애노드(100)-제2캐소드(300)의 전극배치 거리가 서로 다르도록 구성하여, 저전압과 소형화라는 조건에서도 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. The above-described salping atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, using the three electrodes of the anode 100, the first cathode 200, the second cathode 300, the anode 100- The electrode arrangement distances of the first cathode 200 and the anode 100 to the second cathode 300 are different from each other, so that plasma can be stably generated even under conditions of low voltage and miniaturization.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)의 거리를 저전압에서도 플라즈마 방전을 개시할 수 있는 근접 거리(예컨대, 300V의 저전압을 인가하는 경우에는 약 10㎛)로 형성하되, 저전압을 초기 일정 시간 동안만 인가하여서, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 전극이 붙는 것을 방지할 수 있고, 상기 애노드(100)-제2캐소드(300)의 거리도 충분하게 이격시킬 수 있기 때문에 스퍼터링에 의해 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 전극이 붙는 것을 방지할 수 있다.(애노드(100)-제2캐소드(300)의 플라즈마 방전에는, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)에서 발생되는 플라즈마가 시드(seed)로 이용되기 때문에, 파센법칙에 의한 거리만큼 가까이 배치될 필요가 없다)Specifically, the atmospheric pressure plasma generating device according to an embodiment of the present invention, the distance between the anode 100 and the first cathode 200 is a close distance (for example, a low voltage of 300V to start the plasma discharge even at a low voltage) In the case of applying, it is formed to about 10㎛), by applying a low voltage only for an initial predetermined time, it is possible to prevent the anode (100)-the first cathode (200) is stuck to the electrode, the anode (100)- Since the distance between the two cathodes 300 can also be sufficiently spaced apart, it is possible to prevent the anode 100 and the second cathode 300 from sticking to each other by sputtering. (Anode 100-Second cathode 300 In the plasma discharge, since the plasma generated from the anode 100-the first cathode 200 is used as a seed, it does not need to be disposed as close as the distance according to the Paschen law.)

참고로, 저전압(수백 V)의 조건에서 플라즈마를 발생시키기 위해서는, 파센의 법칙(Pachen's Law)에 따라 마이크로미터 스케일의 매우 근접한 거리로 애노드(100)-캐소드의 전극을 배치하여야 하는데, 이러한 근접한 전극배치는 플라즈마 발생 과정이 진행됨에 따라 애노드(100)-캐소드가 쇼트(short)되는 문제점을 일으킬 수 있었다(발생된 플라즈마에 의해 스퍼터링(sputtering)이 야기될 수 있는데, 전극 간의 간격이 너무 가까워서 이러한 스퍼터링에 의해 전극이 붙어버릴 수 있었다). 따라서, 애노드(100)-캐소드의 배치 거리를 일정하게 유지하는 종래의 대기압 플라즈마 장치는, 상기의 문제점 등으로 인해 저전압으로 동작시키거나 소형화시키기가 어려웠다.
For reference, in order to generate a plasma at a low voltage (hundreds of V), the electrode of the anode (100) -cathode should be disposed at a very close distance on the micrometer scale according to Pachen's Law. Placement could cause a problem that the anode 100-cathode is shorted as the plasma generation process proceeds (sputtering may be caused by the generated plasma, which is so close that the spacing between electrodes is too close). Electrode could stick). Therefore, the conventional atmospheric pressure plasma apparatus which maintains the arrangement distance of the anode 100-cathode constant has been difficult to operate at a low voltage or downsizing due to the above problems.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자를 살펴본다.
Hereinafter, an atmospheric pressure plasma generating device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 3.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자를 살펴보면, 상기 대기압 플라즈마 발생소자는 기판(400)상에 형성되는 애노드(100), 제1캐소드(200), 제2캐소드(300)를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)는 상기 기판(400)과 수직인 방향으로 이격되는 거리를 가지고, 상기 애노드(100)-제2캐소드(300)는 상기 기판(400)과 수평인 방향으로 이격되는 거리를 가진다. 따라서, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)와 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에 저전압(수백 V)이 인가되면, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이에는 수직 방향의 대기압 플라즈마(110, 시드 플라즈마)가 발생 되며, 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에는 수평 방향의 대기압 플라즈마(120, 플라즈마가 기판 위 수평방향으로 형성되므로, 생성된 이온, 전자 및 라디컬을 기판 밖으로 원할하게 공급할 수 있는 장점이 있음)가 발생 된다. First, referring to FIG. 2, an atmospheric pressure plasma generating device according to an exemplary embodiment of the present invention may include an anode 100, a first cathode 200, and a second electrode formed on a substrate 400. A cathode 300 may be included, wherein the anode 100-the first cathode 200 have a distance spaced in a direction perpendicular to the substrate 400, and the anode 100-the second cathode ( 300 has a distance spaced apart from the substrate 400 in a horizontal direction. Therefore, when a low voltage (hundreds of V) is applied between the anode 100-the first cathode 200 and the anode 100-the second cathode 300, the anode 100-the first cathode 200. Atmospheric pressure plasma 110 (seed plasma) in the vertical direction is generated between, and since the atmospheric pressure plasma 120 in the horizontal direction (plasma is formed in the horizontal direction on the substrate, between the anode 100-second cathode 300, Generated ions, electrons and radicals smoothly out of the substrate).

한편, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)가 이격되는 거리는, 파센의 법칙에 따라 수백 V 크기의 저전압에서도 초기 플라즈마 방전이 일어날 수 있을 정도로 짧아야 하는데, 예를 들어 저전압으로 300V가 인가되는 경우에는 10㎛ 정도의 거리가 되어야 한다. 또한, 상기 애노드(100)-제2캐소드(300)의 거리는, 플라즈마 방전이 일어날 때에 발생될 수 있는 스퍼터링에 의해 양 전극이 붙어버리는 것을 방지하고, 수평 방향의 플라즈마에 의해 생성된 이온, 전자 및 라디컬을 기판 밖으로 원활하게 공급하기 위해, 충분한 거리로 이격되어야 하는데, 바람직하게는 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이의 거리보다 긴 수백㎛ 스케일의 거리로 이격될 수 있다. 따라서, 저전압으로 300V가 인가되는 경우에는 200㎛ 이상의 거리로 두 전극을 이격시키는 것이 바람직하다.(애노드(100)-제2캐소드(300)의 플라즈마 방전에는, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)에서 발생되는 플라즈마가 시드(seed)로 이용되기 때문에, 파센의 법칙에 의한 거리만큼 가까이 배치될 필요가 없다)On the other hand, the distance between the anode 100 and the first cathode 200 should be short enough to allow an initial plasma discharge even at low voltages of several hundreds V according to Pacene's law. For example, 300V is applied at a low voltage. In this case, the distance should be about 10 μm. In addition, the distance between the anode 100 and the second cathode 300 prevents both electrodes from sticking to each other by sputtering, which may occur when plasma discharge occurs, and generates ions, electrons, and In order to smoothly feed radicals out of the substrate, they should be spaced at a sufficient distance, preferably at a distance of several hundred micrometers longer than the distance between the anode 100 and the first cathode 200. Therefore, when 300V is applied at a low voltage, it is preferable to space the two electrodes at a distance of 200 μm or more. (For the plasma discharge of the anode 100-the second cathode 300, the anode 100-the first cathode. Since the plasma generated at 200 is used as a seed, it does not need to be disposed as close as the distance according to Passen's law)

참고로, 상기 제1캐소드(200)-제2캐소드(300)의 거리는 상기 애노드(100)-제1캐소드(200)의 거리보다 더 길게 배치되는 것이 바람직하며, 상기 애노드(100), 제1캐소드(200), 제2캐소드(300)는 비대칭(asymmetric structure)의 구조로 배치되는 것이 바람직하다.
For reference, the distance between the first cathode 200 and the second cathode 300 may be longer than the distance between the anode 100 and the first cathode 200, and the anode 100 and the first cathode 200 may be disposed longer. The cathode 200 and the second cathode 300 are preferably arranged in an asymmetric structure.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자에 전원이 연결되는 모습을 살펴보면, 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 및 상기 애노드(100)-제2캐소드(300)에 저전압이 인가될 수 있도록 전원이 연결되어야 하는데, 바람직하게는 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이에는 초기 일정 시간 동안에만 저전압이 인가될 수 있도록 전원이 연결되고, 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에는 전체 동작시간 동안 저전압이 인가될 수 있도록 전원이 연결될 수 있다. 또한, 상기 저전압은 바람직하게는 100 내지 600V의 전압일 수 있다. Next, when the power is connected to the atmospheric pressure plasma generating device according to another embodiment of the present invention, the anode 100-the first cathode 200 and the anode 100-the second cathode 300 A power source should be connected so that a low voltage can be applied. Preferably, a power source is connected between the anode 100 and the first cathode 200 so that a low voltage can be applied only for an initial predetermined time, and the anode 100 Power may be connected between the second cathode 300 so that a low voltage can be applied during the entire operation time. In addition, the low voltage may be a voltage of preferably 100 to 600V.

도 3을 참조하여 일례를 살펴보면, 상기 애노드(100)에는 300V의 DC전원이 연결될 수 있고, 상기 제1캐소드(200)에는 펄스전원(초기 일정시간 동안에만 0V의 전압을 유지하고 이후에는 300V 의 펄스높이를 가짐)이 연결될 수 있으며, 상기 제2캐소드(300)는 접지전극으로 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 전원들에 의해 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이에는 초기 일정시간 동안만 300V의 전위차가 형성되고, 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에는 전체 동작시간 동안 300V의 전위차가 형성되게 되는데, 이에 따라 상기 애노드(100)-제1캐소드(200) 사이에는 시드 플라즈마(110)가 발생하게 되며, 이러한 시드 플라즈마(110)를 통해 상기 애노드(100)-제2캐소드(300) 사이에서 대기압 플라즈마(120) 방전이 일어나게 된다. Looking at an example with reference to Figure 3, the anode 100 may be connected to a DC power supply of 300V, the first cathode 200 is a pulse power supply (maintaining a voltage of 0V only during the initial predetermined time and after 300V Pulse height), and the second cathode 300 may be formed as a ground electrode. Therefore, a potential difference of 300 V is formed between the anode 100 and the first cathode 200 only for an initial predetermined time by these power supplies, and the total operating time is between the anode 100 and the second cathode 300. A potential difference of 300 V is formed during the seed discharge. Thus, a seed plasma 110 is generated between the anode 100 and the first cathode 200, and the anode 100 is formed through the seed plasma 110. Atmospheric pressure plasma 120 discharge occurs between the two cathodes 300.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생소자에 전원이 연결되는 모습은 위에서 살펴본 실시예에 한정되는 것은 아니며, DC 전원, AC 전원, RF 전원, 펄스전원 등의 다양한 전원장치를 사용하여 다양한 형태로 구성될 수 있다. 구체적으로, 위에서 살핀 도 3의 실시예에서도 제2캐소드에 인가되는 전원을 펄스의 형태로 구성하여 펄스 대기압 플라즈마를 형성할 수도 있으며, 이 외에도 다양한 형태로 구성될 수 있다.
On the other hand, the appearance that the power is connected to the atmospheric pressure plasma generating device according to another embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, using a variety of power supply devices such as DC power, AC power, RF power, pulse power It may be configured in various forms. In detail, in the embodiment of FIG. 3, the power applied to the second cathode may be configured in the form of a pulse to form a pulse atmospheric pressure plasma, and may be configured in various forms.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생소자가 기판(400)상에 집적화되어 형성된 모습을 살펴본다.
Hereinafter, referring to FIG. 4, the atmospheric pressure plasma generating device according to the present invention will be described in the form of being integrated on the substrate 400.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는 기판(400)상에 집적화되어 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 애노드(100), 상기 제1캐소드(200) 및 상기 제2캐소드(300)가 하나의 단위 그룹을 이루며, 이러한 복수 개의 상기 그룹들이 상기 기판(400)상에 집적화되어 칩 형태(plasma-on-chip)의 플라즈마 전극을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4, an atmospheric pressure plasma generating device according to embodiments of the present invention may be integrated and formed on a substrate 400. Specifically, the anode 100, the first cathode 200, and the second cathode 300 form one unit group, and the plurality of groups are integrated on the substrate 400 to form a chip. -on-chip plasma electrodes can be formed.

한편, 이러한 본 발명의 실시예들에 따른 대기압 플라즈마 발생소자는 저전압(수백 V) 조건에서 동작할 수 있도록 상기 애노드(100), 상기 제1캐소드(200), 상기 제2캐소드(300)의 전극들이 마이크로미터 스케일의 거리로 배치되는데, 이에 따라 도 4와 같은 소형 기판(400)상에서도, 다수의 플라즈마 전극 그룹들이 MEMS 기술을 통해 집적화될 수 있다. On the other hand, the atmospheric pressure plasma generating device according to the embodiments of the present invention, the electrode of the anode 100, the first cathode 200, the second cathode 300 to operate in a low voltage (hundreds V) conditions Are disposed at a distance of a micrometer scale, and thus, even on the small substrate 400 as shown in FIG. 4, a plurality of plasma electrode groups can be integrated through MEMS technology.

따라서, 대기압 플라즈마 발생소자를 저전압에서 동작 가능한 소형 칩의 형태로 표준화/규격화할 수 있으며, 이러한 표준화/규격화된 소형 칩을 통해 다양한 응용 제품 분야에 적용될 수 있다. 구체적으로, 정밀가공분야, 의료기기분야, 초소형 가스 analyzer, 오존발생기 등에 사용될 수 있으며, 살균 탈취기, 공기청정기 등의 환경 관련 기기에도 적용될 수 있다.
Therefore, the atmospheric pressure plasma generating device can be standardized / standardized in the form of a small chip operable at a low voltage, and can be applied to various application fields through the standardized / standardized small chip. Specifically, it may be used in the precision processing field, medical device field, micro gas analyzer, ozone generator, etc., and may be applied to environmental devices such as sterilization deodorizer and air cleaner.

이상에서 살핀, 본 발명의 실시예들에 따른 대기압 플라즈마 발생 소자는, 대기압 플라즈마의 최소 방전 전압을 현저하게 낮출 수 있다. 구체적으로, 종래보다 현저히 낮은 수백 볼트(V)의 방전 전압을 통해서도, 대기압 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있다. Salping, the atmospheric pressure plasma generating device according to the embodiments of the present invention, can significantly lower the minimum discharge voltage of the atmospheric pressure plasma. Specifically, atmospheric pressure plasma can be stably generated even through a discharge voltage of several hundred volts (V) which is significantly lower than that of the prior art.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 발생 소자는, 대기압 플라즈마 발생소자를 소형화시킬 수 있다. 구체적으로, 상대적인 배치 거리의 차이가 있는 세 개의 전극 구조를 통해, 소형화된 상태에서도 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. In addition, the plasma generating device according to the embodiments of the present invention can reduce the atmospheric pressure plasma generating device. Specifically, the plasma can be stably generated even in a miniaturized state through three electrode structures having a difference in relative placement distances.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 발생 소자는, 저전압 동작을 위해 매우 근접한(마이크로미터 스케일) 거리로 전극을 배치하여도, 스퍼터링에 의해 전극이 붙어버리는 문제점이 발생하지 않는다. In addition, in the plasma generating device according to the embodiments of the present invention, even if the electrode is disposed at a very close distance (micrometer scale) for low voltage operation, the problem that the electrode is stuck by sputtering does not occur.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자는, 기판 위 수평 방향으로 대기압 플라즈마를 안정적으로 형성하며, 수평 방향으로 생성된 이온, 전자 및 라디컬을 기판 밖으로 원활하게 공급할 수 있다. 따라서, 기판 형태로 여러 제품에 적용되어서 충분한 플라즈마를 공급할 수 있다. In addition, the plasma generating device according to an embodiment of the present invention, stably forms the atmospheric plasma in the horizontal direction on the substrate, it is possible to smoothly supply the ions, electrons and radicals generated in the horizontal direction out of the substrate. Therefore, it can be applied to various products in the form of a substrate to supply sufficient plasma.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 발생 소자는, 소형 기판(400)상에 집적화된 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 소형 칩(plasma-on-chip)의 형태로 다양한 장치에 적용될 수 있다. In addition, the plasma generating device according to the embodiments of the present invention may be formed in an integrated form on the small substrate 400. Therefore, it can be applied to various devices in the form of plasma-on-chip.

그리고, 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 발생 소자는, 종래의 대기압 플라즈마 장치의 성격(고전압, 대형 장치)상 적용되기 힘들었던 응용 분야에, 대기압 플라즈마 기술을 적용시킬 수 있다. 구체적으로, 소형화 및 저전압 특성을 통해, 초소형 가스 analyzer, 정밀한 오존 발생기, 의료용 기기 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
In addition, the plasma generating device according to the embodiments of the present invention may apply atmospheric pressure plasma technology to an application field that is difficult to apply on the characteristics (high voltage, large size device) of the conventional atmospheric pressure plasma device. Specifically, through miniaturization and low voltage characteristics, it can be applied to various fields such as a micro gas analyzer, a precise ozone generator, and a medical device.

위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, , Changes and additions should be considered to fall within the scope of the claims of this patent.

100 : 애노드 110 : 시드 플라즈마
120 : 대기압 플라즈마 200 : 제1캐소드
300 : 제2캐소드 400 : 기판
100: anode 110: seed plasma
120: atmospheric plasma 200: first cathode
300: second cathode 400: substrate

Claims (10)

플라즈마 생성을 위한 애노드(anode);
상기 애노드와의 사이에서 100~600V 범위의 저전압이 인가되면 시드 플라즈마(seed plasma)를 생성시키는 제1캐소드(cathode); 및
상기 시드 플라즈마를 이용하여, 상기 애노드와의 사이에서 플라즈마를 발생시키는 제2캐소드;
를 포함하고,
상기 제1캐소드가 상기 애노드와 상기 제2캐소드 사이의 공간에 위치하며,
상기 시드 플라즈마가 생성될 수 있도록 상기 애노드와 상기 제1캐소드 사이의 거리는 마이크로미터(㎛) 스케일(scale)의 거리로 배치되고,
상기 제1캐소드와 제2캐소드 사이의 거리는 상기 제1캐소드와 애노드 사이의 거리보다 길어, 상기 제1캐소드를 기준으로 상기 애노드와 제2캐소드가 비대칭(asymmetric structure)으로 배치되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생 소자.
An anode for plasma generation;
A first cathode configured to generate a seed plasma when a low voltage in a range of 100 to 600 V is applied between the anode; And
A second cathode for generating a plasma between the anode using the seed plasma;
Lt; / RTI >
The first cathode is located in a space between the anode and the second cathode,
The distance between the anode and the first cathode is arranged at a distance of a micrometer (μm) scale so that the seed plasma can be generated,
The distance between the first cathode and the second cathode is longer than the distance between the first cathode and the anode, so that the anode and the second cathode are arranged in an asymmetric structure with respect to the first cathode. Plasma generating element.
제 1 항에 있어서,
상기 애노드, 상기 제1캐소드 및 상기 제2캐소드는 기판상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 대기압 플라즈마 발생 소자.
The method of claim 1,
And said anode, said first cathode and said second cathode are formed on a substrate.
제 2 항에 있어서,
상기 애노드, 상기 제1캐소드 및 상기 제2캐소드가 하나의 그룹을 이루며, 복수 개의 상기 그룹이 소형 기판상에 집적화되는 것을 특징으로 하는, 대기압 플라즈마 발생 소자.
3. The method of claim 2,
And said anode, said first cathode and said second cathode form one group, and said plurality of groups are integrated on a small substrate.
제 3 항에 있어서,
상기 기판은 유리, 실리콘 또는 플렉시블(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는, 대기압 플라즈마 발생 소자.
The method of claim 3, wherein
And the substrate is glass, silicon, or a flexible substrate.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 애노드와 상기 제2캐소드 사이의 거리는, 상기 애노드와 상기 제1캐소드 사이의 거리보다 길어, 상기 저전압에서 플라즈마 방전을 개시할 수 없는 거리로 배치되는 것을 특징으로 하는, 대기압 플라즈마 발생 소자.
The method of claim 1,
The distance between the anode and the second cathode is longer than the distance between the anode and the first cathode, the atmospheric pressure plasma generating element, characterized in that arranged at a distance that can not start the plasma discharge at the low voltage.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 애노드와 상기 제1캐소드 사이에 펄스전원이 연결되고, 상기 애노드와 상기 제2캐소드 사이에는 DC 또는 AC 전원이 연결되는 것을 특징으로 하는, 대기압 플라즈마 발생 소자.
The method of claim 1,
Pulse power is connected between the anode and the first cathode, DC or AC power is connected between the anode and the second cathode, atmospheric pressure plasma generating device.
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