电极装置

申请号 CN201410780988.8 申请日 2014-12-16 公开(公告)号 CN105789003A 公开(公告)日 2016-07-20
申请人 财团法人工业技术研究院; 发明人 杨国辉; 蔡陈德; 张瀛方; 杜陈忠; 翁志强;
摘要 一种模 块 化 电极 装置,包含多个主体、一第一电极、至少一第二电极、多个第三电极、至少一第一衔接件、二第二衔接件,主体具有第一侧边、第二侧边及第三侧边,于主体设有一气室及一气体入口;第一电极设置于其中一主体的第二侧边;第二电极设置于另外至少一主体的第二侧边,第二电极 串联 设置于第一电极的一端;于二第三电极间设有一主体,第三电极与第一电极及第二电极互相连接;第一衔接件设置于第一电极与第二电极间,用以衔接第一电极与第二电极相邻的一端;二个第二衔接件分别设置于串联的第一电极与至少一第二电极的相对二端。
权利要求

1.一种模电极装置,其包含:
多个主体,每一该主体具有相邻的一第一侧边、第二侧边及第三侧边,该第二侧边位于该第一侧边与该第三侧边之间;
一第一电极,设置于其中的一该主体的该第二侧边;
至少一第二电极,设置于另外至少一该主体的该第二侧边,该至少一第二电极串联设置于该第一电极的一端;
多个第三电极,该多个主体间隔设置于该第三电极之间,该多个第三电极与该第一电极及该至少一该第二电极互相连接;
至少一第一衔接件,设置于该第一电极与该第二电极之间,用以衔接该第一电极与该第二电极相邻的一端;以及
二个第二衔接件,分别设置于该串联的该第一电极与该至少一第二电极的相对二端。
2.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该第一衔接件的外表面的两端分别具有一螺纹段与一插设段,该第一电极相对应于设置该螺纹段的一端设有可与该螺纹段相螺合的内螺纹;该插设段插设于该第二电极内呈紧配合。
3.如权利要求2所述的模块化电极装置,其中该第二衔接件设有外螺纹,该第一电极相对应于设置该外螺纹的一端设有可与该外螺纹相螺合的内螺纹。
4.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该第一衔接件的外表面环绕设有一凸缘,于该凸缘的两侧分别设有一垫圈
5.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该第二衔接件的封闭端的外表面环绕设有一凸缘,于该凸缘的一侧设有一垫圈。
6.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该第一电极具有一贯通该第一电极相对二端的第一通道,该第二电极具有一贯通该第二电极相对二端的第二通道,该第三电极具有一贯通该第三电极相对二端的第三通道。
7.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该第一衔接件为一中空管件,其具有相对的二第一开放端,该二第一开放端分别设置于该第一电极与该第二电极内;该第二衔接件为一中空管件,其具有相对的一封闭端及一第二开放端,于该第二衔接件设有一贯穿孔,该第二开放端设置于该第一电极相对于设有该第一衔接件的一端,该贯穿孔对应于该第三电极与该第一电极的连接处。
8.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该串联的该第一电极与该至少一第二电极的相对二端分别设有一侧板,该侧板朝相对应于该第二衔接件的位置设有一凸件,该第二衔接件相对应于该凸件的位置设有一凹槽,该凸件与该凹槽相嵌合。
9.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该第三电极的一端设有外螺纹,该第一电极与该第二电极相对应于该第三电极的位置设有内螺纹,该第三电极与该第一电极及该第二电极相螺合以相互连接。
10.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该主体的该第二侧边对称设有二板体,该二板体之间具有一距离,提供该第一电极或该第二电极设置于其内,该二板体的相对二端分别形成一凹部与一凸部,其中一该主体的该二板体的该凸部搭接且嵌合于相邻的另一该主体的该二板体的该凹部。
11.如权利要求1所述的模块化电极装置,其中该第三电极相对于与该第一电极或与该第二电极连接的一端凸伸于该主体外,该多个第三电极凸伸于该主体外的一端设有连接件相互串接该多个第三电极。

说明书全文

电极装置

技术领域

[0001] 本发明为一种模块化电极装置,尤指一种可以串联方式组合变化线型等离子体处理的幅宽,以因应不同面积的基板的模块化电极装置。

背景技术

[0002] 大气等离子体可于一大气压下作动、无需昂贵真空腔体、真空抽气设备,相较于真空等离子体技术,可大幅降低设置的成本。此外,大气等离子体具有不受腔体尺寸限制,易于扩充、且极易运用于连续工艺(In-line process)处理等优势,增加其产品的适用范围。应用大气等离子体除可作基材的表面处理包括清洁、活化、蚀刻等,另一方面也可应用于基材的沉积膜。
[0003] 大型线型等离子体处理装置,针对大型基板的处理具备工艺处理时间快速的优点,包括表面清洁、活化、还原以及镀膜等各式应用,多数厂商已有相关线型系统以及应用。但大型化模块装置因为需要使用适当的绝缘耐热材料,而大型化绝缘耐热材料不易取得(例如长度为一公尺的PEEK、Teflon或陶瓷),因此造价高昂。再者,对于不同尺寸的大型基板的处理,往往无法订做不同的设计结构来组装。同时,大型等离子体设备工程化难度高,如工艺中温度对电极变型量影响大,需通过电极中冷却的方式稳定电极温度,实际上,冷却水通道加工随着电极长度加长,其工程化难度相当高。
[0004] 于已知专利中,可见一种将多个平行的等离子体源排列成一直线,并将对应的电极串接并联,在个别的等离子体源通入工艺气体而产生一列的等离子体。于处理大尺寸基板时,可扩充所需要等离子体源数目。惟该已知架构的等离子体源所串接的大尺寸等离子体密度均匀度不佳,且仅可应用于直接式(Direct Type)等离子体。
[0005] 另可见一种将多个平行的绝缘中空管件排列于两电极间,使成一直线、圆形或矩阵图案,在个别的绝缘中空管件通入工艺气体,以产生一列的等离子体。通过绝缘中空管排列串接方式,可达到图案化与大尺寸化等离子体处理应用。惟该已知技术的电极只外型与尺寸固定,无法任意扩充改变,所串接的等离子体密度均匀度不佳,且仅可应用于直接式(Direct Type)等离子体。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于,提供一种模块化电极装置,可以串联方式组合变化线型等离子体处理的幅宽,以因应不同面积的基板。
[0007] 于一实施例中,本发明提出一模块化电极装置,其包含多个主体、一第一电极、至少一第二电极、至少一第一衔接件、二第二衔接件。每一主体具有相邻的一第一侧边、第二侧边及第三侧边,第二侧边位于第一侧边与第三侧边之间,于主体内设有一气室,于主体设有一气体入口连通气室;第一电极设置于其中的一主体的第二侧边;至少一第二电极设置于另外至少一主体的第二侧边,至少一第二电极串联设置于第一电极的一端;多个主体间隔设置于第三电极之间,多个第三电极与第一电极及至少一第二电极互相连接;至少一第一衔接件设置于第一电极与第二电极之间,用以衔接第一电极与第二电极相邻的一端;二个第二衔接件分别设置于串联的第一电极与至少一第二电极的相对二端。附图说明
[0008] 为使审查员对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同,以下结合实施例及附图详细说明如后,其中:
[0009] 图1为本发明的一实施例的正视组合结构示意图。
[0010] 图2为图1实施例的侧视结构示意图。
[0011] 图3为图1实施例的俯视结构示意图。
[0012] 图4为图1实施例的A-A剖面结构示意图。
[0013] 图5为图1实施例的B-B剖面结构示意图。
[0014] 图6为图1实施例的C-C剖面结构示意图。
[0015] 图7为图4的分解结构示意图。
[0016] 图8为图4的D部结构放大图。
[0017] 图9为图7的F部结构放大图。
[0018] 图10为图4的E部结构放大图。
[0019] 图11为图7的G部结构放大图。
[0020] 图12为图1实施例的主体、板体与电极的立体分解结构示意图。
[0021] 图13为本发明的板体相互搭接的立体结构示意图。
[0022] 图14为图1实施例实施于基板的结构示意图。
[0023] 图15为本发明另一实施例的剖面组合结构示意图。
[0024] 图16为本发明又一实施例的剖面组合结构示意图。
[0025] 图17为图15实施例搭配连接件的正视组合结构示意图。
[0026] 图18为图17实施例的俯视组合结构示意图。

具体实施方式

[0027] 以下将参照随附的附图来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效,而实施例仅为辅助说明,以利审查员了解,但本案的技术手段并不限于所列举附图。
[0028] 请参阅图1至图7所示实施例,模块化电极装置100包含二个主体10、一第一电极20、一第二电极30、三个第三电极40、一第一衔接件50、二个第二衔接件60、多个板体70以及多个侧板80。其中,第一电极20、第二电极30、第三电极40、第一衔接件50及第二衔接件60皆采用介电材料制成。
[0029] 请参阅图7,主体10具有相邻的第一侧边11、第二侧边12及第三侧边13,第一侧边11、第二侧边12及第三侧边13相互垂直,第一侧边11与第三侧边13大致相互平行,第二侧边12位于第一侧边11与第三侧边13之间。于主体10内设有一气室14及多个具有孔洞的扩散板15,于主体10设有一气体入口16连通气室14,可由主体10的外部将工艺气体经由气体入口16输入气室14并经由扩散板15均化。气体入口16的位置不限于主体10的顶部,可依实际所需而设置于其他位置。
[0030] 第一电极20设置于其中的一主体10(图7所示位于左侧的主体10)的第二侧边12,第一电极20具有一贯通第一电极20相对二端的第一通道21。
[0031] 第二电极30设置于另外一主体10(图7所示位于右侧的主体10)的第二侧边12。第二电极30具有一贯通第二电极30相对二端的第二通道31,第二电极30串联设置于第一电极20的一端。
[0032] 二个主体10间隔设置于二相邻的第三电极40之间,第三电极40具有一贯通第三电极40相对二端的第三通道41,其分别位于主体10的第一侧边11与第三侧边13且相互平行。第三电极40的一端设有外螺纹42,第一电极20与第二电极30相对应于第三电极40的位置设有内螺纹22、32。二个第三电极40分别设置于第一侧边11与第三侧边13,二个第三电极40的外螺纹42的中心距与第一电极20两端的内螺纹22的中心距相等,因此第三电极40与第一电极20可通过外螺纹42、内螺纹22相螺合而相互连接。图7显示第三电极40穿设于一套筒45,套筒45的一作用在于嵌设于二扩散板15之间。
[0033] 请参阅图7至图9所示,第一衔接件50设置于第一电极20与第二电极30之间,用以衔接第一电极20与第二电极30相邻的一端。第一衔接件50为一中空管件,其具有相对的二个第一开放端51,该二个第一开放端51分别设置于第一电极20与第二电极30内。第一衔接件50的外表面的两端分别具有一螺纹段52与一插设段53,第一电极20相对应于设置螺纹段52的一端设有可与螺纹段52相螺合的内螺纹23。插设段53则插设于第二电极30内呈紧配合。第一衔接件50的外表面环绕设有一凸缘54,于凸缘54的两侧分别设有一垫圈55。
[0034] 请参阅图7、图10、图11所示,图7显示二个第二衔接件60分别设置于串联的第一电极20与第二电极30的相对二端,图10、11显示其中一第二衔接件60与第一电极20连接的状态。第二衔接件60为一中空管件,其具有相对的一封闭端61及一第二开放端62,于第二衔接件60设有一贯穿孔63。第二衔接件60设有外螺纹64,第一电极20相对应于设置外螺纹64的一端设有可与外螺纹64相螺合的内螺纹24,相似地,第二电极30相对应于设置第二衔接件60的一端设有可与外螺纹64相螺合的内螺纹33(如图7所示)。第二开放端62螺合设置于第一电极20相对于设有第一衔接件50的一端,贯穿孔63对应于第三电极40与第一电极20的连接处。第二衔接件60的封闭端61的外表面环绕设有一凸缘65,于凸缘65的一侧设有一垫圈66。
[0035] 于本实施例中,第一电极20、第二电极30、第三电极40、第一衔接件50、第二衔接件60皆设计为中空件,因此以上述方式连接后可形成一连通的流道,提供输入冷却液。请参阅图4所示,将冷却液由位于左侧的第三电极40输入后,冷却液可依序流经位于左侧的第三流道41、位于左侧的第二衔接件60、第一流道21、第一衔接件50、第二流道31、位于右侧的第二衔接件60、位于右侧的第三流道41,最后由位于右侧的第三电极40流出。同理,亦可由位于右侧的第三电极40输入冷却液,最后由位于左侧的第三电极40流出。由于第一衔接件50设有垫圈55(如图9所示)、第二衔接件60设有垫圈66(如图11所示),因此可确保冷却液不会泄漏。于图4显示位于中间的第三电极40的顶部以一螺栓43封闭,亦即,位于中间的第三电极40的作用仅为电极而不流通冷却液。
[0036] 然必须说明的是,若无需使用冷却液,则亦可将第一电极20、第二电极30、第三电极40、第一衔接件50、第二衔接件60设计为实心件;此外,即使第一电极20、第二电极30、第三电极40、第一衔接件50、第二衔接件60皆设计为图示的中空件,亦可视情况而选择不使用冷却液。
[0037] 请参阅图1、图4、图7、图11所示,于串联的第一电极20与第二电极30的相对二端分别设有一侧板80,侧板80朝向相对应于第二衔接件60的位置设有一凸件81,而第二衔接件60相对应于凸件81的位置设有一凹槽67,将凸件81与凹槽67相嵌合,可提供定位作用,且侧板80可覆盖于两侧的第三电极40,提供保护与定位的作用。
[0038] 请参阅图1、图12及图13所示,于主体10的第二侧边12对称设有二板体70,主体10与二板体70以螺栓17螺合。二板体70之间具有一距离D1,可分别提供第一电极20及第二电极30设置于其内,二板体70的相对二端分别形成一凹部71与一凸部72,其中一主体10的二板体70的凸部72可搭接且嵌合于相邻的另一主体10的二板体70的凹部71,如图13所示,于凹部71与凸部72搭接处以螺栓73螺合。通过凹部71与凸部72的配合设计,可提供于串联多个主体10时的防呆作用,有利于快速串联组装,且可提高组装的稳固性。
[0039] 请参阅图14所示,本发明所提供的模块化电极装置100是用于等离子体表面处理或等离子体镀膜工艺,将基板90设置于设有第一电极20与第二电极30的一侧,当通上电原始模块化电极装置100开始工作后,第一电极20与第二电极30即可释放出等离子体附着于基板90表面,进行等离子体表面处理或等离子体镀膜。
[0040] 请参阅图15所示,本实施例的模块化电极装置100A显示设有三个主体10,位于左侧的主体10设有一第一电极20,其余二个主体10个设有一第二电极30,因此可用以处理尺寸较大的基板90A。以此类推,可串联三个以上的主体10及第二电极30。
[0041] 请参阅图16所示,本实施例的模块化电极装置100B显示仅使用一个主体10,其主要搭配一第一电极20、二个第三电极40以及二侧板80,于第一电极20两端分别设有一第二衔接件60。本实施例说明,本发明可单独使用一个主体10作为最小的电极单元,用以处理尺寸较小的基板90B。若欲处理尺寸较大的基板时,只要拆卸其中一侧板80,即可另外串联一个主体10(如图1实施例)或多个主体10(如图15所示),且搭配相对应数量的第二电极、第三电极及第一衔接件即可。上述基板90、90A、90B的材质可为金属或非金属,导体或介电材料。
[0042] 请参阅图15、图17及图18所示,本实施例显示,第三电极40相对于与第一电极20或与第二电极30连接的一端凸伸于主体10外,于第三电极40凸伸于主体10外的一端设有连接件44相互串接第三电极40。连接件44可采用与第一电极20、第二电极30、第三电极40、第一衔接件50及第二衔接件60相同的介电材料制成,用以接通电源。
[0043] 综上所述,本发明所提出的模块化电极装置,可通过积木式组合串接扩充进行调整,达到幅宽可变,以应用于不同大小面积的等离子体处理的目的,并可维持相当均匀的等离子体产生。此外,本发明具备可串接的介电材料、防止冷却液溢漏的构造以及电极连接结构等设计,因此可以满足不同尺寸基板大小应用需求,快速因应而调整长度。此外,本发明可调整局部的等离子体单元以进行选择性区域处理,达到多样化弹性工艺且不需换线的优点,同时可解决大尺寸绝缘耐热材料加工成本昂贵的问题。本发明可适用于大型基板的处理,包括表面清洁、活化、还原、镀膜等各式应用,且不需昂贵的大尺寸绝缘耐热材料(例如长度为一公尺的PEEK、Teflon或陶瓷),具有降低成本的优势。
[0044] 惟以上所述的,仅为本发明的诸项实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围;故,凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆应仍属本发明权利要求涵盖的范围内。
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