馗鼎奈米技術部落格｜電漿設備、DLC鍍膜與表面處理新知

1.氣體解離率高，電漿容易維持： 電弧放電解離率極高，甚至可達100％，這是因為電子集中在電極弧根往外發射，此高動能電子與氣體分子碰撞解離，形成的氣體離子會在被電場吸引再撞回電極而產生更多的電子，如此生生不息的循環造成極大解離率。 2.氣體處理量大： 電弧放電操作範圍寬廣，可由真空到一大氣壓以上壓力範圍皆可操作，處理量則視操作範圍及電源功率而定。 3.設備簡單，維修容易： 只需要使用直流電源，電極裝置亦簡單，整個系統所需的設備成本低，維修容易。 B. 電弧放電的缺點： 1.電漿氣體溫度極高，易傷及被處理物，且能源損耗非常大： 電弧放電消耗許多能量在溫度的提高，局部的電極溫度需提高到電極放射出熱電子，甚至造成電極昇華，因而整個能源利用效率並不高。但對某一些製程，極高溫度（數千度C）的電漿氣體反而是優勢。 2.電極壽命短： 整個操作時間的限制會操縱在電極使用壽命上，一般電弧設備電極壽命在數小時，如採用Tubular Torch則可延長到數十到數百小時左右。 **************************************************************************** 馗鼎奈米科技股份有限公司 Creating Nano Technologies,Inc. 59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306 URL: http://www.creating-nanotech.com ****************************************************************************

電漿的產生需利用電磁場來提供能量以加速電子，因此電子在電場中吸收能量，若能量累積夠高時，將足以使被碰撞的氣體分子產生解離（ionization），使電子數目增加，而新生電子與原先電子再進一步吸收能量，產生更多的電子，形成連鎖反應（chain reaction）。所以，電子需在電場中吸收能量並累積到足以使氣體解離時才能產生電漿。 電子最高動能 ＝ 電場對電子所做功之累積 ＝ F × d ＝ q × ε × λ F：作用力，d：距離， q：電子電荷量，ε：電場強度，λ：電子的平均自由途徑 低壓電漿因電子的平均自由途徑較其他粒子長許多，因而可獲得足夠解離其他氣體的能量，但在壓力為一大氣壓時下，由於氣體分子碰撞頻繁而平均自由途徑非常的短，故電子難以累積足夠的能量來解離氣體分子，因而無法啟動電漿。 此時，要產生電漿的方式有二種：(一)提高外加電源的電位至幾千伏特以上，使電子在兩次碰撞間的有限的距離累積內獲得足夠的能量，以進行離子化反應產生電漿；(二)提供大量電流加熱氣體分子，形成高溫電漿。此外，常壓電漿相較於低壓電漿，常會遇到特有的各種放電不穩定問題，也就是說常壓電漿容易侷限在特定的局部區域，因而必須使用昂貴但容易放電的氬氣或氦氣做為製程氣體加以克服。 如何建立便宜、大面積且高效率的常壓電漿技術仍為全世界正在努力解決的問題，也是業界最難突破的技術瓶頸。 **************************************************************************** 馗鼎奈米科技股份有限公司 Creating Nano Technologies,Inc. 59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306 URL: http://www.creating-nanotech.com ****************************************************************************