等离子体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种等离子体装置，且特别是有关于一种大气等离子体装置。
【背景技术】
[0002]随着等离子体技术的发展，等离子体中的大气电弧等离子体已广泛地应用在各领域的表面处理上。举例而言，可利用大气电弧等离子体对待处理物件进行表面处理，藉此提升在此物件表面上进行的粘着、印刷、封装或贴晶等制程的可靠度。然而，受限于电弧负电阻的特性，这类电弧式的大气等离子体的处理范围有限，而无法同时产生大面积的电弧放电。虽然，电弧式大气等离子体的放电密度较高，使得此等离子体技术所产生的活性物质较多，而可提升等离子体处理的速度，仅需短时间的扫描即可完成扫描区域的表面处理。但是，无法产生大面积电弧放电的特性，仍将导致此类电弧式大气等离子体在应用上受到限制。
[0003]为了提高电弧式大气等离子体的应用性，美国专利公告第6262386号以及台湾专利公告第M426456号皆提出了一种等离子体装置，其装置中的电弧式等离子体喷嘴相对于等离子体装置的轴心歪斜一角度，且喷嘴可绕此轴心进行圆周式旋转，以使等离子体喷射面积增大，进而达到大面积的表面处理效果。然而，通过旋转喷嘴来扩大等离子体处理的有效面积的同时，必须要提供此等离子体装置更大的功率，才能产生所需的等离子体。但高功率的施加，会使得等离子体温度却也会跟着提高，而易影响等离子体对被处理物进行表面处理时的效能，尤其对于如可挠性基材等对热敏感的被处理物而言，如何兼顾等离子体处理效能以及基材温度控制乃为业界亟待克服的问题。此外，美国专利公告第6262386号除存在等离子体温度无法有效降低的问题外，其棒状内电极易会因为等离子体集中在单一点上而受损，尤其当施加高功率时容易损坏电极，进而影响设备的可靠度。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种等离子体装置，其可进行大面积的表面处理，并具有良好的可靠度及效能。
[0005]本发明的等离子体装置包括一外壳、一第一电极、一第二电极、一喷嘴以及一气体喷出口，其中第一电极与第二电极的形状并不受限，可以是管状、棒状或其他形状，在本说明书中第一电极与第二电极以第一管状电极与第二管状电极为例进行说明，但本发明不受限于此。外壳具有一第一腔室。第一管状电极设置在第一腔室中，且具有一第二腔室。第二管状电极具有与第二腔室连通的一第三腔室。第二管状电极能相对于外壳旋转，且第二腔室与第三腔室适于容纳第一管状电极与第二管状电极间所形成的一等离子体。喷嘴与气体喷出口分别独立地设置在第二管状电极的底部。喷嘴用以喷出等离子体，并与第二管状电极的旋转轴心之间具有一夹角或与轴心相距一段距离，而气体喷出口用以喷出一冷却气体。
[0006]在本发明的一实施例中，上述的等离子体装置可以还包括一绝缘内衬、一第一气体通道以及一第一旋流产生器，其中绝缘内衬位于第一管状电极与该外壳之间。第一气体通道形成于绝缘内衬与第一管状电极之间，适于使一第一气体通过。第一旋流产生器设置在第一管状电极与第二管状电极的对接处，其中第一旋流产生器包含至少一第一连通口，用以该第一气体导入第二腔室与三腔室中，并在第二及三腔室中产生旋流，且旋流推动第一管状电极与第二管状电极内所形成的一电弧弧根，以使电弧弧根在第一管状电极及第二管状电极内表面做螺旋运动。更具体而言，第一气体通道可还延伸至第二管状电极以及该外壳之间，而与该气体喷出口连接。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的等离子体装置也可还包括一形成于外壳与绝缘内衬的第二气体通道，适于使一第二气体通过，其中该第二气体通道还延伸至第二管状电极以及外壳之间，并与气体喷出口连接。此时，第一气体与第二气体可使用相同的气体，并且等离子体装置可还包括一旋流分配器，位于第一气体与第二气体在第一气体通道以及第二气体通道内的传递路径上，用以调节进入第二腔室与第三腔室作为工作气体与自气体喷出口所喷出的冷却气体的比例。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的喷嘴与气体喷出口可分设在第二管状电极底部的相对侧，当对一被处理物进行处理时，等离子体与冷却气体可分别被导引至被处理物的表面的相对侧。在其他实施例中，喷嘴与气体喷出口可以是第二管状电极底部同一侧的不同开口。具体而言，等离子体与冷却气体自第二管状电极底部的不同开口被导引至该被处理物的表面，例如喷嘴与气体喷出口是位于第二管状电极底部的同径向但不同半径的开口。当然，在其他实施例中，气体喷出口与喷嘴可以先在第二管状电极底部内相接合，而使等离子体与冷却气体汇流至第二管状电极底部的喷嘴而自同一出口喷出。此时等离子体与冷却气体可经由相同出口被导引至被处理物的表面的相同侧。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的等离子体装置还包括至少一进气口。至少一进气口设置在第二管状电极上，并与气体喷出口连通。此时，等离子体装置可还包括一气阀壳，进气口经由气阀壳设置在管状外电极上，且进气口与气体喷出口之间形成一第三气体通道。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的等离子体装置，还包括一散热叶片单元。散热叶片单元配置在第二管状电极上，其中冷却气体经由散热叶片单元吸入并被导引至少一进气口中。
[0011]在本发明的一实施例中，上述的冷却气体为惰性气体。当然，上述冷却气体在其他实施例中也可以是能与等离子体发生反应的气体，通过通入具反应性的气体可对被处理物进行镀膜处理或蚀刻处理。
[0012]在本发明的一实施例中，还包括一第二旋流产生器。第二旋流产生器覆盖在第一管状电极上其中第二旋流产生器包含至少一第二连通口，用以将第一气体通道内的工作气体导入第二腔室与第三腔室中。具体而言，第一旋流产生器或第二旋流产生器可使工作气体以切线路径进入，以于第二及第三腔室中产生旋流。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的第二管状电极可通过一轴承而接合在外壳的底部的外侧面，喷嘴固定在第二管状电极的一旋转部上，且第二管状电极的旋转部与喷嘴绕外壳旋转。此外，等离子体装置还可包括一设在第二管状电极的一外侧面上的传动装置，以带动第二管状电极与喷嘴旋转。
[0014]在本发明的一实施例中，上述的第一管状电极、第二管状电极与喷嘴的设置方式可为同轴心或者偏轴心。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的等离子体装置适于对一被处理物进行处理，其中冷却气体喷射在被处理物的表面的气形可以为狭长形状或圆弧形。此外，当冷却气体沿被处理物的表面上的一第一区域进行喷射，而等离子体沿被处理物的表面上的一第二区域进行喷射时，第一区域例如是以环绕第二区域的方式进行处理。
[0016]在本发明的一实施例中，上述的等离子体装置还包括一非直流电源。非直流电源与第一管状电极和外壳电性连接，以施加电压。
[0017]基于上述，本发明的等离子体装置通过在可旋转式等离子体喷嘴旁分设独立的气体喷出口，除了能够达到高效能的大面积表面处理效果之外，更能适时地引入气流来对被处理物进行冷却，即使是对热敏感的被处理物，也能有效降低被处理物表面的温度，使得被处理物能在短时间内进行高效能的等离子体表面处理，可使高效能的等离子体处理不受限于被处理物材质的影响。
[0018]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0019]图1是本发明一实施例的一种等离子体装置的架构示意图；
[0020]图2A是图1的等离子体对静止的被处理物的一定点进行表面处理的气形示意图；
[0021]图2B是本发明一比较例的等离子体对静止的被处理物的一定点进行表面处理的气形示意图；
[0022]图2C是图2A与图2B的定点的温度变化曲线示意图；
[0023]图2D是图1的等离子体对在一扫描方向上相对移动的被处理物的一定点进行表面处理的气形示意图；
[0024]图2E是本发明一比较例的等离子体对在一扫描方向上相对移动的被处理物的一定点进行表面处理的气形示意图；
[0025]图2F是图2D与图2E的定点的温度变化曲线示意图；
[0026]图3A至图3D是图1的等离子体进行表面处理的不同气形示意图；
[0027]图4是本发明另一实施例的一种等离子体装置的架构示意图；
[0028]图5是本发明另一实施例的一种等离子体装置的架构示意图；
[0029]图6是本发明又一实施例的一种等离子体装置的架构示意图；
[0030]图7是本发明再一实施例的