产生等离子体的电极组件制造技术

一种产生等离子体辉光放电和／或介电层放电的组件（１），包括至少一对基本上等间距隔开的电极（２），当引入处理气体并且允许气态、液态和／或固态前体通过的情况下，电极之间的间距适于形成一个等离子体区域（８），其特征在于，至少一个电极（２）包括一个外壳（２０），它具有一个内壁（５）和一个外壁（６），其中内壁（５，６）是由一种非多孔电介质材料形成的，并且外壳（２０）基本上保留了一种至少基本为非金属的导电材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及产生等离子体的组件，它由至少一对隔开的电极构成，其中至少一个电极基本上是非金属的。如果连续给物质提供能量，它的温度上升并且通常从固体转化成液体，然后转化成气态。继续提供能量会引起体系状态的进一步变化，气体中的中性原子或分子由于能量碰撞而分裂而产生带负电的电子，带正电或负电的离子，和其它的物质。这种呈现聚集行为的带电粒子的混合体被称为“等离子体”。由于它们的电荷，等离子体很容易受外界电磁场的影响，这使得等离子体很容易控制。此外，它们的高能量使得它们不可能或者很难通过其他的物质形态来实现处理，比如通过液体或者气体处理。术语“等离子体”包含很大范围的体系，其密度和温度有多个数量级的变化。一些等离子体非常热并且其所有的微观物质(离子，电子等)接近处于热平衡，进入体系的能量通过原子/分子级碰撞广泛分布。然而，另外一些等离子体中的微粒处于低气压(如100帕)，其碰撞相对较少发生，这样的等离子体有着温度非常不同的组成物质，被称为“非热平衡”等离子体。在这些非热平衡的等离子体中，自由电子非常热，其温度为数千开氏温度，同时原子和离子物质保持冷却。因为自由电子质量可以忽略，整个体系的热容低并且等离子体接近室温运行，因此不需要在样品上面施加导致损害的热负载就可以对温度敏感材料进行处理，比如塑料或者聚合物。然而，通过高能碰撞(这是带有很高化学势能的能够发生化学和物理变化的游离基和受激物质的丰富来源)产生了热电子。正是低温运行与高反应度的结合使得非热平衡等离子体在技术上非常重要，并且对于制造和材料处理是一种非常有效的工具，其能够实现处理，如果不采用等离子体，这种处理将需要非常高的温度或者有害的且具有侵袭性的化学制品。对于等离子体技术的工业应用，常规的方法是把电磁场能量耦合到大量的处理气体中，这些气体可能是气体和蒸汽的混合物，其中待处理的工件/样品被浸没或者通过。这是通过将处理气体(比如氦气)通过有巨大电位差的相邻电极间的空隙来实现的。通过电极之间的电位差效应激发气体原子和分子，一个等离子体在空隙中(此后称为等离子体区域)形成。气体在等离子体中变得离子化，产生化学基、紫外线、与样品表面起反应的受激原子和离子。随着等离子体产生的辉光是由受激物质在回到更低激发态时发出的光引起的。通过正确选择处理气体的组分、驱动电源的频率、能量的耦合方式、压力和其他的控制参数，等离子体工艺能够根据制造商的特殊要求来定制。因为等离子体巨大的化学和热范围，它们适合许多正在不断延伸的技术应用。非热平衡的等离子体对于表面活化、表面清洁、材料表面刻蚀和涂层尤其有效。聚合物材料的表面活化广泛使用在汽车工业倡导的工业等离子体技术中。因此，举例来说，用于可回收目的的通用的聚烯烃，如聚乙烯和聚丙烯，具有非极性的表面和较差的涂层性或粘附性。但是，通过氧气等离子体处理后可形成高可湿性的表面极性团，因此对金属、涂料、粘合剂或其他涂层有优异的覆盖性和粘附性。因此，举例来说，等离子体表面工程对于交通工具、仪表板、缓冲器等的制造、玩具等元件组装等工业是必要的。在印刷、涂料、粘附、分层、和在聚合物、塑料、陶瓷/无机物、金属和其他材料的组分的常用涂层中，也有许多其它的应用。全球环境立法不断上升的普遍性和力度正在对工业界形成实质性的压力，要求减少或消除在制造过程中的溶剂和其他湿的化学物品，尤其对于组分/表面清洁。特别地，基于CFC的清洁操作已经被用氧气、空气和其他无毒气体操作的等离子体清洁技术大量代替。结合基于水的预清洁，等离子体甚至可以清洁重污染的组分，并且得到的表面性质要优于从常规方法中产生的表面性质。任何有机表面的污染能够用室温的等离子体快速清洁并且转化成气态的二氧化碳和水，这可以安全排放。等离子体也可以用于散装材料的刻蚀，也就是说，移除不需要的材料。因此，举例来说，基于氧气的等离子体刻蚀聚合物，这是用于电路板等生产中的一个工艺。金属、陶瓷和无机物这些不同材料通过慎重选择的前体气体和关注等离子体的化学组成而被刻蚀。降至纳米标准尺寸的结构现在正在用等离子体刻蚀技术生产。一种正在快速进入主流工业界的等离子体技术是等离子体涂层/薄膜沉积。典型地，通过将等离子体用于单一气体和蒸汽来实现高级别的聚合产物。因此，一种密集的、紧密结合的和三维连接的薄膜能够形成，它具有热稳定性、非常高的化学稳定性和机械牢固性。这样的薄膜甚至可以在最复杂的表面上沉积，其温度保证在衬底上的热负载很低。因此对于精细的、热敏的和坚固的材料涂层，等离子体是理想的。甚至在薄层中，等离子体摆脱了微孔。涂层的光学特性，比如颜色，常常能够定制，并且等离子体涂层甚至对于非极性材料，比如聚乙烯，以及钢(如金属反射物上的抗腐蚀薄膜)、陶瓷、半导体、织物等粘附性很好。在所有这些工艺中，等离子体工程生产出一个根据期望的应用的表面效果或者一个一点也不影响基体材料的产品。等离子体工艺因此提供给制造商一个通用的并且是强大的工具允许选择材料，根据它的基本技术和独立自由处理它的表面来符合多种不同需要的商业特性。等离子体技术因此非常大地提高了产品的功能、性能、寿命和质量，并且给予生产企业的产能很重要的附加利益。这些特点促使工业界采用基于等离子体的工艺，并且这种趋势自从二十世纪六十年代以来被微电子界领导，其已使低压辉光放电等离子体开发为一种超高的技术和用于半导体、金属和电介质工艺的高资金成本工程的工具。自从二十世纪八十年代以来，已经越来越渗进其他工业领域的同样的低压辉光放电类型的等离子体提供了更加适度的成本、工艺，例如为增强粘附/键合强度的聚合物表面活化、高品质的脱脂/清洁和高性能的涂层沉积。因此，等离子体技术已经有了实质性的发展。辉光放电既可以在真空也可以在大气压下实现。在大气压下的辉光放电情况中，气体，如氦气或者氩气，作为稀释剂(处理气体)，和采用高频率(比如大于1kHz)的电源在大气压下通过彭宁电离效应机制(举例来说，参见Kanazawa et al，J.Phys.DAppl.Phys.1988，21，838，Okazaki et al，Proc.Jpn.Symp.Plasma Chem.1989，2，95，Kanazawa et al，Nuclear Instruments and Methods in PhysicalResearch 1989，B37/38，842，and Yokoyama et al/，J.Phys.DAppl.Phys.1990，23，374)来产生均匀的辉光放电。然而，等离子体技术的采用已经被大多数工业等离子系统所限制，也就是说，它们需要在低气压下操作。部分的真空操作意味着一个封闭的周边，密闭的反应器系统仅离线地提供离散工件的分批处理。生产能力低或适中，并且需要为真空提供额外资金和运行成本。但是，大气压等离子体给工业界提供开放的端口或者周边系统，其通过网络自由进出等离子体区域，并且因此在线地连续处理大的或者小的区域网，或者传输带运载的离散网。生产能力高，并且通过从高气压操作下得到的高物质流量得到了加强。许多工业部门，比如纺织品、封装、纸、医疗、汽车、航空等等，几乎完全依赖连续的、在线处理，因此在大气压下开放端口/周边结构的等离子体提供了一种新的工业处理能力。电晕和火焰(也是一种等离子体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生等离子体辉光放电和／或介电层放电的组件（１），包括至少一对基本上等间距隔开的电极（２），当引入处理气体并且必要时允许气态、液态和／或固态前体通过的情况下，电极之间的间距适于形成一个等离子体区域（８），其特征在于，电极（２）中至少一个电极包括一个外壳（２０），所述外壳具有一个内壁（５）和一个外壁（６），其中内壁（５，６）是由一种非多孔的电介质材料形成的，并且外壳（２０）基本上保留至少一种基本为非金属的导电材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克斯沃洛，彼得多宾，
申请(专利权)人：陶氏康宁爱尔兰有限公司，
类型：发明
国别省市：IE[爱尔兰]