TW201742098A - 低損傷常壓電漿處理系統 - Google Patents

Abstract

本發明係一種低損傷常壓電漿處理系統，包括：電極棒係提供電漿放電之功能；陰極係提供作為電漿放電時之陰極功能，且陰極裝設於電極棒前端；而氣體箱係提供作為電漿放電時之氣體供應功能，又主體箱提供作為電極棒之主體支撐功能；陽極箱係提供作為電漿放電時之陽極功能，且陽極裝設於電極棒後端；放電尖端係提供作為電漿放電的電漿出口功能；電源係提供作為電極棒的電源功能；而遮板裝置係提供遮蔽高能量離子和紫外線的功能。本發明得以降低加工時對材料所造成的損傷，以期讓所加工材料可以達到最大的改質效果或是官能化效果。

Description

低損傷常壓電漿處理系統

本發明係一種電漿處理系統，特別是一種低損傷常壓電漿處理系統，用以降低加工時對材料所造成的損傷，以期讓所加工材料可以達到最大的改質效果或是官能化效果。

近代的電漿技術起自於西元1960年，而一開始係以氣體雷射的方式作為發展基礎，而後啟動了相關技術的急速發展，時至今日，目前電漿技術已廣泛應用於各種產業上，包括如：光電產業，半導體產業，3C產業，汽車零組件產業，民生工業，生醫材料產業，食品工業，水汙染處理產業，烤漆業，黏著前處理產業，環保處理產業等各式的產業。

目前有關工業上電漿之應用，主要學理上係藉由「氣體放電」的方式來產生兩種電漿，一為以輝光放電(Glow discharge)所產生之「低溫電漿」，另一為以孤光放電(Arc discharge)產生之「高溫電漿」。而前述「氣體放電」指的是經由原子碰撞作用而產生的負電子、正離子，受激原子，或分子及活性根(radical)與未作用之中性氣體分子，聚集而成所謂的電漿群體(即電漿態)，故而在正常狀況下，電漿中的正電荷總數約略等於負電荷總數，而具有近似電中性(Quasi-neutral)的特性。

而「低溫電漿」內之電子雖具有幾萬度之高溫，但仍可應用於光 技術雷射之激發及各種物質，材料等之分解處理。通常「低溫電漿」一般於較低氣壓環境下放電產生，常見的如日光燈，電漿電視等皆可稱之，可利用較低能量及高活性之功能，處理固態表面(或氣態物質)以達到表面改質的效果，更可促使有害氣體分子分解，形成較為安全穩定的氣體分子。

又「高溫電漿」於大氣環境下以放電形成，如可以氬氣熔焊，電弧放電等方式所形成，且「高溫電漿」利用其高能量特性處理材質，適合熔焊加工及熔融態廢棄物之固化處理，不但可提昇表面功能，且仍保有之原表面形貌。

不過，由於傳統的電漿技術僅能在真空狀態下才能操作，必須耗費時間抽成真空，且真空設備與維護費用相當昂貴，所需處理的物品尺寸必須受限於真空腔體的尺寸，且無法自動進行線上連續製程等諸多缺點，故而業界發展出無需真空設備的「常壓電漿」技術。

「常壓電漿」設備與操作成本低，且操作速度快，可適用於自動連續式的製程操作，因此具有可與其他連續式的設備相結合的優點，且具有可大幅提升生產效率的優勢，目前已可取代部份的「低壓電漿」設備，大幅應用於汽車產業，民生產業，光電半導體產業，及生醫材料產業等各式產業領域，大幅降低業界的製造成本，且可提升產品性能。

而「常壓電漿」技術主要係用於表面清潔，或是材料的加工活化改質製程，但因需使用高能量的離子轟擊，以及需要紫外光與自由基的照射，而對所加工材料產生相當多的損傷與缺陷，致使該所加工材料(物品)無法得到預期的化學特性，光電特性，以及機械特性等，成為「常壓電漿」技術的致命缺點，並不易運用於工業化的廣泛普及使用。

因此，需要提出一種新式的常壓電漿處理裝置，藉以改善或是降低常壓電漿處理裝置對於所需加工材料的損害。

本發明係一種可較為降低所材料加工損傷的低損傷常壓電漿處理系統，能夠降低電漿處理裝置所造成的損傷缺陷。

本發明之低損傷常壓電漿處理系統，包括電極棒係提供電漿放電之功能；陰極係提供作為電漿放電時之陰極功能，且陰極裝設於電極棒前端；而氣體箱係提供作為電漿放電時之氣體供應功能，又主體箱提供作為電極棒之主體支撐功能；陽極箱係提供作為電漿放電時之陽極功能，且陽極裝設於電極棒後端；放電尖端係提供作為電漿放電的電漿出口功能；電源係提供作為電極棒的電源功能；而遮板裝置係提供遮蔽高能量離子和紫外線的功能。

本發明之主要特徵，係在電漿出口與材料之間形成一個不同開口率的遮板，用以降低加工時對材料所造成的損傷，以期讓所加工材料可以達到最大的改質效果或是官能化效果。

本發明之遮板係包含一個支撐架與平面遮板，其可以一體成型方式製成，或是以焊接方式連接支撐架與平面遮板。

本發明之遮板裝設於電漿出口與所加工的材料之間，而遮板的主要特徵係具有一個不同的開口率，且該開口率分布於5%至95%之間

本發明遮板之主要材料可以高分子塑膠，或是金屬材料，包括銅，鋁，不鏽鋼等所形成。

故而，關於本發明之優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

100‧‧‧電極棒

101‧‧‧陰極

102‧‧‧氣體箱

103A‧‧‧主體箱前段

103B‧‧‧主體箱後段

104‧‧‧陽極

105‧‧‧放電尖端

106‧‧‧電源

107‧‧‧遮板裝置

201‧‧‧支撐架

202‧‧‧平面遮板

300‧‧‧噴出的電漿

400‧‧‧所加工材料

第1圖係本發明實施例之低損傷常壓電漿處理系統配置圖；第2A圖係本發明實施例之低損傷常壓電漿處理系統的遮板裝置側視圖；以及第2B圖係本發明實施例之低損傷常壓電漿處理系統的平面遮板俯視圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖示之一個較佳實施例的詳細說明中，本發明技術特徵將可清楚的呈現。

於第1圖顯示本發明之低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中電極棒100係提供電漿放電之功能。

於第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中陰極101係提供作為電漿放電時之陰極功能，且陰極101裝設於電極棒100前端。

而於第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中氣體箱102係提供作為電漿放電時之氣體(Gas)供應功能。

再於第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中主體箱前段103A提供作為電極棒100之主體支撐功能，而主體箱包含了主 體箱前段103A與主體箱後段103B，係提供作為電極棒之主體支撐功能。

又於第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中陽極箱104係提供作為電漿放電時之陽極功能，且陽極104裝設於電極棒100後端。

續於第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中主體箱後段103B提供作為電極棒100之主體支撐功能，而主體箱包含了主體箱前段103A與主體箱後段103B，係提供作為電極棒之主體支撐功能。

接著於第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中放電尖端105係提供作為電漿放電的電漿出口功能。

於第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中電源106係提供作為電極棒100的電源功能。

如第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中遮板裝置107係提供遮蔽高能量離子(highly energetic ions)和紫外線(ultraviolet,UV)的功能，此種裝設遮板的設計，亦使得本發明成為一種具有遮板的常壓電漿處理系統。

如第1圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統配置圖，其中遮板裝置107前端係所噴出的電漿300，而所加工材料400位於本發明所噴出的電漿300前端。

而如第2A圖中所示之本發明低損傷常壓電漿處理系統之遮板裝置側視圖，遮板裝置107係包含一支撐架201與平面遮板202，其可以一體成型方式製成，或是以焊接方式連接支撐架201與平面遮板202。而遮板裝置107其主要材料可以高分子塑膠，或是金屬材料，包括銅，鋁，不鏽鋼等所形 成。

而如第2B圖所示係本發明實施例之低損傷常壓電漿處理系統的平面遮板俯視圖，本發明遮板裝置107裝設於電漿出口與所加工的材料之間，遮板裝置107所具有的平面遮板202，平面遮板202之主要特徵係具有一個不同的開口率，且該開口率分布於5%至95%之間，可用以降低施作時對材料所產生的損傷，以期讓所加工材料達到最大的改質效果或是官能化效果。此外，平面遮板202之開口孔洞(即形成前述開口率之開口孔洞)可以以任何形狀形成，且厚度的最厚處為10公分。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100‧‧‧電極棒

101‧‧‧陰極

102‧‧‧氣體箱

103A‧‧‧主體箱前段

103B‧‧‧主體箱後段

104‧‧‧陽極

105‧‧‧放電尖端

106‧‧‧電源

107‧‧‧遮板裝置

300‧‧‧噴出的電漿

400‧‧‧所加工材料

Claims (10)

1. 一種電漿處理系統，至少包含：一電極棒，係提供一電漿放電功能；一陰極，係提供作為該電漿放電之一陰極功能，其中該陰極裝設於該電極棒之前端；一氣體箱，係提供作為該電漿放電之一氣體供應功能；一主體箱，係提供作為該電極棒之一主體支撐功能；一陽極箱，係提供作為該電漿放電之一陽極功能，該陽極裝設於該電極棒後端；一放電尖端，係提供作為該電漿放電的一電漿出口功能；一電源，係提供作為該電極棒的一電源功能；以及一遮板裝置，係提供作為遮蔽高能量離子和紫外線的功能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其中該遮板裝置包含一支撐架與一平面遮板。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電漿處理系統，其中該平面遮板具有一個不同的開口率，該開口率分布於5%至95%之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其中形成該遮板裝置之材料係由高分子塑膠，陶瓷材料以及金屬材料群組中所選出。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電漿處理系統，其中該金屬材料係由銅，鋁，以及不鏽鋼群組中所選出。
6. 一種低損傷常壓電漿處理系統，至少包含：一電極棒，係提供一電漿放電功能；一陰極，係提供作為該電漿放電之一陰極功能，其中該陰極裝設於該電極棒之前端； 一氣體箱，係提供作為該電漿放電之一氣體供應功能；一主體箱，係提供作為該電極棒之一主體支撐功能；一陽極箱，係提供作為該電漿放電之一陽極功能，該陽極裝設於該電極棒後端；一放電尖端，係提供作為該電漿放電的一電漿出口功能；一電源，係提供作為該電極棒的一電源功能；以及一遮板裝置，係提供作為遮蔽高能量離子和紫外線的功能。
7. 如申請專利範圍第6項所述之低損傷常壓電漿處理系統，其中該遮板裝置包含一支撐架與一平面遮板。
8. 如申請專利範圍第7項所述之低損傷常壓電漿處理系統，其中該平面遮板具有一個不同的開口率，該開口率分布於5%至95%之間。
9. 如申請專利範圍第6項所述之低損傷電漿處理系統，其中形成該遮板裝置之材料係由高分子塑膠，陶瓷材料以及金屬材料群組中所選出。
10. 如申請專利範圍第9項所述之低損傷常壓電漿處理系統，其中該金屬材料係由銅，鋁，以及不鏽鋼群組中所選出。