TWI294257B - Low temperature plasma discharging device and the applying method thereof - Google Patents

Description

1294257 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明疋有關於一種電漿放電裝置，且特別是有關於一 種低溫電漿放電裝置及其應用方法。 【先前技術】 電漿的組成包括有電子、離子以及電中性粒子。電漿的 • 形成可經由高能量粒子、電磁波（如宇宙射線、紫外線、X 射線等）對氣體撞擊，或對氣體施予高溫，或對氣體施予外 加=場來形成。一般電漿產生的方式，是將所需之氣體通入 一容器内，於某一氣壓下，加入直流電源、射頻（Radi0 Frequency)或被波（Microwave)能量來源，利用電容式 (Capacitive)、電感式（Inductive)或粒子與波交互作用的方 式’使氣體崩潰（Breakdown)游離，即為電漿。簡而言之， 電聚的產生乃是將能量施於氣體，使其受激電離。 ϋ 目前常見的電漿表面處理技術有電暈（c〇r〇na)、介電 質障壁放電（dielectric barrier discharge)等，但是，上述 處理方法都有能量密度較低導致處理速度較慢的問題。 電漿炬（Plasma Torch)是一種常見的常壓電漿，可以運 用於切割、熔接等工業，可以在高功率高能量密度的條 件之下進行操作，其原理係將電漿能量聚集在一小的體積 範圍内，將旋流工作氣體部份離子化，使工作氣體能產生活 化反應，提高反應性。然而，由於習知電漿炬所產生的電 衆本身溫度極高，因此不適合直接用於熱敏感性材料的 6 1294257 ， 處理，尤其在進行液晶模組之接線端子的清潔時，由於液 曰曰模、、且之光學板材及結構多屬於曼敏感性材質，因此並不適 合高溫電漿的處理。 〜 、 因此有需要提供一種低溫電漿放電裝置以及其應用 ^ 方法’以適用於於熱敏感性材料的處理。 【發明内容】 寿 因此本發明的目的就是在提供一種低溫電漿放電裝 置’用以處理熱敏感性材料。

此低溫電衆放電裝置適用實質介於ιοον到30000V 之間的操作電壓，以及實質係介於1〇w到3〇〇〇w之間的操 作力率，至少包括：外電極、絕緣層、内電極。外電極内具 有個t至，其中腔室之末端設有一個開口。絕緣層位於該 脸至之内壁上。内電極設於外電極之腔室内，且具有一個放 電端，可射出一條電漿柱通過腔室，到達腔室開口的内緣， • 其中放電端與開口内緣之距離實質係介於0.1mm到300mm 之間。 本發明的另一目的是在提供一種低溫電漿放電裝置的 應用方法，用來對熱敏感性材料進行表面處理。 首先，提供產生低溫電漿的一種低溫電漿放電裝置，此 低酿電漿放電裝置至少包括：外電極、絕緣層、内電極。 外電極内具有一個腔室，其中腔室之末端設有一個開口。絕 緣層位於該腔室之内壁上。内電極設於外電極之腔室内，且 具有一個放電端，可射出一條電漿柱通過腔室，到達腔室開 7 1294257 口的内緣，其中放電端與開 到3 00mm之間。 口内緣之距離實質係在於 0.1mm 之後’調整低溫電漿放雷挺 電裝置的彳呆作電壓以及操作功 率，使操作電壓實質介於1〇Λν 〇〇V到30000V之間，使操作功 率實質介於10W到3000W之η拉#必 ^間。接者將低溫電漿直接與熱 敏感性材質的表面接觸。 本發明的再一目的 ㈢的疋在k供一種使用低溫電漿來進行 液晶模組之接線端子的清潔方法： 首先’提供由低溫電漿放電裝置所產生之低溫電聚。其 中此-低溫電漿放電裝置至少包括：外電極、絕緣層、内電 極。外電極内具有一個腔宮，甘士― a ， ^ 1回驻至其中腔室之末端設有一個開 口》絕緣層位於該腔室之内壁上。内電極設於外電極之腔室 内，且具有一個放電端，可射出一條電漿柱通過腔室，到達 腔室開口的内緣，其中放電端與開口内緣之距離實質係介於 0.1mm 到 300mm 之間。 ^之後，調整此一低溫電漿放電裝置之一操作電壓以及一 操作功率，使操作電壓實質介於到3〇〇⑻v之間，操 作功率實質介於10W到3000W之間。然後將所產生的低溫 電裝直接與液晶模組之接線端子的表面接觸。 根據以上所述之較佳實施例’本發明的特徵係在於調整 内電極與外電極之間的距離，以及採用特定操作電壓與操作 功率，減少電極因為大量電流通過所產生的廢熱，藉已降低 電漿溫度，以適用於於熱敏感性材料的處理。 1294257 【實施方式】 本發明的-個目的就是在提供一種常壓的低溫電聚放 電裝置’用以處理熱敏感性材料，例如塑化材料、有機材 質、低熔點金屬、以及上述任意組合，或組成中含有上述材 料之物體。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯 易懂’下文特舉-較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說 明如下： ' 請參照第1圖，第丨圖係根據本發明的第—較佳實施例 所繪示的一種低溫電漿放電裝置的剖面示意圖。在本發明的 第一較佳實施例之中，低溫電漿放電裝置1〇〇係適用實質介 於100V到3GGGGV之間的操作電壓，以及實質係介於肩 到3_W之間的操作功率，至少包括：外電極ι〇2、絕緣 層104、内電極106。外電極1〇2内部具有一個腔室ι〇ι， 其中腔室101之末端設有一個開口 1〇3，在本發明的其他較 佳實施例之中，外電極102係一管狀結構，而開口 ι〇3係一 圓形開口。 絕緣層104位於該腔室1〇1之内壁上，在本實施例之中 絕緣層104之厚度範圍實質係介於〇 〇lmm到5〇mm之間。 絕緣層104之材質可以是，例如塑化材料、有機材質、低熔 點金屬、以及上述任意組合，或組成中含有上述材料之物 體，在本實施例之中，絕緣層1〇4係由厚度5〇mm之石英 材質所構成。 内電極106設於外電極1〇2之腔室ι〇1内，且具有一個 9

1294257 放電端105，可射出一條電漿柱1〇7通過腔室ι〇1，到達腔 室101開口 103的内緣，其中放電端1〇5與開口 1〇3内緣之 距離貫質係在於〇.lmm到300mm之間。在本實施例之中， 為了延長電極的使用壽命，通常會使用耐高溫金屬(如鸽之 ϋ"雜1作^0作放電電極（内電極106)。 在本發明的較佳實施例之中，低溫電漿放電裝置1〇〇 更至少包括一個平可用來將内電極1〇6固定於腔室 ιοί之中。其中，平板108具有複數個輸入口 1〇9，用來輸 入工作氣體110。在本實施例之中，工作氣體係以漩渦流動 (Swirling Flow)的方式導入内電極1〇6與外電極1〇2之間， =使電漿107能穩定地維持在腔t 1〇1中央，進而減少能 篁散失到管壁，並能造成電槳柱的收縮，以提高 110的游離程度。 體 y此很據上所述的第一較佳實施例，低溫電漿放電裝置 1〇〇係藉由控制調整内電極1〇6與外電極1〇2之間的距離， 以及採用特定操作電壓與操作功率，藉以提供操作、與哲 介於25°C到500。(：的低溫電嘴。盥習 /皿又貝質 丁“ 旳低，皿電漿與$知的電漿炬相較之 下’在相同的操作功率下，可以藉由升高電激放電 的操作電壓、以降低操作電流之流量，減少 ： 流通過而產生大量的廢熱，如此，可以為大置電 可減少内電…高溫而損耗，因而可電:溫度’也 _來處理人敏感性材料。下表係比較習知==電裝置 之低溫電浆放電裝i 100產生之電 作：本發明 果： 保彳乍條件以及結 1294257 丨1 -------------- 習知電漿炬 *3·^ Q Cl ^ ^ v_ λ · » 一 電色距離 1 mm 月之較j圭f施例 — 40 mm 電壓 20 V ~ 一 操作電流 "1*丄、古， 20 A — 4000 v __0.1 A — 功率 400 W ~ 400 W 漿温度 > 1000°C~ ~r v/ W L_< 500 c 在相同操作電壓400W之下，本發明的較佳實施例可將 $壓升高至4_V，大幅度降低操作電流⑺ia)使出口電聚 • m度广於500 C，逐低於習知技術的出口電聚溫度（大於 1000°C)，適合用來處理熱敏感材質。 本發明的另—目的是在提供一種低溫電衆放電裝置的 應用方法，用來對熱敏感性材料進行表面處理。 請參照第2圖，第2@係根據本發明之第：實施例，所 緣不的操作示意圖，係應用低溫電滎放電裝置對塑化材料進 行表面處理。

首先，提供產生低溫電漿211的低溫電漿放電裝置 200,此-低溫電漿放電裝置至少包括：外電極2〇2、絕緣 層204、内電極206β外電極内具有一個腔室加，腔室2〇1 之末端設有-個開σ 2〇3。絕緣層2。4位於該腔室2()1之内 土上内電極206设於外電極2〇2之腔室2〇ι内，且且有一 個放電端205，可射出—條條電漿柱斯通過腔室训到 達腔室2〇1開口 203的内緣，其中放電端2〇5與開口 2〇3 内緣之距離實質係在於〇.lmm到3〇〇mm之間。 之後調整低狐電漿放電裝置2〇〇的操作電壓以及操作 功率，使操作電堡實質介於1〇〇v到3〇〇〇〇v之間，操作功

1294257 率實質介於10W到3000W之M y 間’將低溫電漿2 11的出口、、w 度實質維持在25°C到500。(：。拯基收& ^ ^接者將低溫電漿211直接盥埶 敏感性材質213的表面接觸。你 一…、 例如’如第2圖所繪示，將低 溫電漿直接與塑化材肖213之表面接冑。 - ，本發明的#目$疋在提供一種使用⑹溫電聚來進 液晶模組之接線端子的清潔方法： 吻參照第3圖’第3圖係根據本發明之第三實施例所洛 示的操作示意圖，係應用低溫電㈣電裝置對液晶模組的^ 線端子進行表面處理。 首先，提供可產生低溫電t 311的低溫電聚放電裝置 300,此-低溫電漿放電裝i 300至少包括：外電極3〇2、 =緣層304、内電極3〇6。外電極内具有一個腔室3〇1，腔 室301之末端設有一個開口 3〇3。絕緣層3〇4位於該腔室3〇1 之内壁上。内電極3 06設於外電極3〇2之腔室3〇1内，且具 有一個放電端305,可射出一條條電漿柱3〇7通過腔室3〇1， 到達‘腔室301開口 303的内緣，其中放電端3〇5與開口 3〇3 内緣之距離實質係在於〇.lmm到3〇〇mm之間。 之後，調整低溫電漿放電裝置3〇〇的操作電壓以及操作 功率，使操作電壓實質介於l〇OV到3〇〇〇〇V之間，使操作 功率實質介於10W到3000W之間，將低溫電漿311的出口 溫度實質維持在25°C到500°C。接著將低溫電漿311直接與 液晶模組320的接線端子324表面接觸。由於液晶模組320 包含不耐熱之光學板材321、膠框323，因此低溫電漿311 正適合運用於液晶模組320接線端子的表面處理。 12 1294257 雖然本發明已以上述較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保=〜 圍當視後附之申請專利II圍所界定者為帛。 軌 【圖式簡單說明】 根據以上所述之較佳實施例，並配合所附圖式說明，綠 •者：能：本發明之目的、特徵、和優點有更深入的理解。： :仔U疋’為了清楚描述起見，本說明書所附 未按照比例尺加以緣示。 口式並 圖式簡單說明如下： 第1圖係根據本發明的第一較佳實施例所 低溫電漿放電裝置的剖面示意圖。 的種 /圖係根據本發明之第二實施例’所繪示的操音 圖，係應用低溫電喈访φ壯μ k 下μ n皿U電裝置對塑化材料進行表面處理。 • 3 ®係根據本發明之第三實施例所繪示的 圖，係應用低溫電漿放電奘 “乍不思 面處理。 4電裝輯液晶模組的接線端子進行表 【主要元件符號說明】 100 ' 200、300 ··電漿放電裝置 101、201、301:月空室 2' 202 ' 302:外電極 104、2〇4、3〇4 ··絕緣層 103 、 203 、 303 ·•開口 1G5、205、305 ··放電端 13 1294257 106、206、306 :内電極 108、208、308 :平板 110、210、310:工作氣體 2 1 3 :塑化材料 321 :光學板材 324 :接線端子 107 ' 207 ' 109 ' 209 ' 211 、 311 ： 3 2 0 ·液晶; 323 :膠框 307 :電漿柱 3 09 ：輸入口 低溫電漿 【組

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Claims (1)

1294257 呱年^月4日修(更)正替換頁

1. 一種低溫電漿放電裝置，適用於一操作電壓實質 係介於100V到30000V之間，以及一操作功率實質介於 10W到3000W之間，用來產生一低溫電漿，該低温電漿 放電裝置至少包括： 一外電極，該外電極内具有一腔室，其中該腔室之一 末端設有一開口；

一絕緣層位於該腔室之一内壁上；以及 一内電極設於該外電極之該腔室内，且具有一放電 端，可射出一電漿柱通過該腔室，到達該開口之内緣，其 中該放電端與該開口内緣之距離實質係在於〇 · 1 mm到 300mm之間。 2.如申請專利範圍第1項所述之低溫電漿放電裝 置，其中該絕緣層之厚度範圍實質係介於0·0 1 mm到50mm

3. 如申請專利範圍第2項所述之低溫電漿放電裝 置，其中該外電極係一管狀結構。 4. 如申請專利範圍第2項所述之低溫電漿放電裝 置，更至少包括一平板，用來將該内電極固定於該腔室之 内，其中該平板具有複數個輸入口，用來輸入一工作氣體。 15 1294257

5.如申請專利範圍第2 置’其中該開口係—圓形開口。斤迷之低溢電裝放電裝 6·如申睛專利範圍隹 耗圍弟2項所述之 置，其中該低溫電漿之屮 -，皿電水放電裝 包水 < 出口溫度餘图每 500°C之間。 貝貝係在於25〇C到

7·如申請專利範圍第2 罟，姑允承， 項所述之低溫電聚放電裝 置，、中該内電極之材質择遲自认丄 m.…\ 由鎢、鎢摻雜氧化钍以 及上述任思組合所組成之一族群。 8‘ -種低溫電漿放電裝置之應用方法，用來對一敎 敏感性材料進行一表面處理，該應用方法至少包括：，，、、 提供-低溫電漿放電裝置用來產生一低溫電漿，其中 該低溫電漿放電裝置至少包括： 一外電極，該外電極内具有一腔室，其中該腔室 之一末端設有一開口； 一絕緣層位於該腔室之一内壁上；以及 一内電極設於該外電極内之該腔室之一放電 鈿可射出一電漿柱通過該腔室，到達該開口之内 緣，其中該放電端與該開口内緣之距離實質係在於 0.1mm 到 3 00mm 之間； 調整該低溫電漿放電裝置之一操作電壓以及一操作 功率，使該操作電壓實質介於100V到3〇〇〇〇V之間，使 16

1294257 該操作功率實質介於low到3〇〇〇w之間；以及 使該低溫電槳直接與該熱敏感性材質的表面接觸。 9.如申請專利範圍帛8項戶斤述之應用方*，該崎 感性材料係選自於由塑化材料、有機材質、低溶點金屬、 以及上述任意組合所組成之一族群。 10.- 括 晶模組之接線端子的清潔方法，至少包 提供一低溫電衆，丨中該低溫電毅係由_低溫電聚放 電裝置所產生，該低溫電漿放電裝置至少包括： 一外電極，該外電極内具有一腔室，其中該腔室 之一末端設有一開口； 一絕緣層位於該腔室之一内壁上；以及 一内電極設於該外電極内之該腔室之一放電 端，可射出一電襞柱通過該腔室，到達該開口之内 緣，其中該放電端與該開口内緣之距離實質係在於 0.1mm 到 3 00mm 之間； 調整該低溫電衆放電裝置之一操作電壓以及一操作 功率，使該操作電壓實質介於loov到30000v之間’，、使 該操作功率實質介於low到3000W之間；以及 使該低溫電漿直接與該液晶模組之接線端子 接觸。 不1囬 17 1294257

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第1圖 103 1294257 %年丨2月4日修(更)正替換頁

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