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常見之常壓電漿分類

常壓大氣電漿電漿依照放電形式與結構的不同可以分為四大類: (1)利用金屬電極直接放電的低電流噴射式電漿(Plasma Jet),(2)使用高電壓電源並在電極間加入絕緣板以穩定電漿的介電質放電(DBD),(3)利用非均勻性電極結構產生的電暈放電 (Corona discharge),(4)利用高電流電源產生的高溫電漿炬(Plasma torch)。以下將針對其設計結構、特性與相關應用做一說明。 1.噴射式電漿(plasma jet) 由一圓管狀金屬電極包圍另一金屬電極於管中央,兩電極一端接電源供應器、一端接地,利用尖端放電後,藉由高流速氣體流經圓管內將電弧噴出產生穩定電漿。其特色為電漿面積小、能量集中、處理效率高、產生的臭氧濃度較低、靜電累積較小。其應用效果是大氣電漿中最好者,但受限於處理面積狹小,通常可多支並聯成一寬幅式處理系統,如下圖二所示。目前的應用包括了:表面改質、光阻去除、電漿蝕刻、液晶面板晶片貼合、捲帶式載板製程清潔、手機組裝貼合、生醫材料殺菌及塗佈/印刷前處理。 2.介電質放電(DBD) DBD是採用介電質障壁放電方式進行大面積均勻放電,在兩電極(平板型或圓柱型)間加入至少一層之介電材料(石英或氧化鋁),並因為介電質的存在而只能使用交流式電源供應器。兩電極板中至少有一個電極需以絕緣物質包覆,但大多是兩電極皆包以絕緣物,且通以高頻率、高電壓的電位。如此則可在二電極間看到週期性的絲狀放電。利用此絲狀(filamentary)的微放電(microdischarge)將流過的氣體活化分解之。這種放電方式結合了能常壓下操作的優點及低壓下輝光放電可大量活化、分解氣體的特性。有許多的研究者將其應用在產生臭氧、鍍膜及處理廢棄物上。但此方法的缺點為:絲狀的微放電之電流集中於一些小點,容易損壞電極板上做表面處理的材料,電漿反應的效率也低。文獻研究指出,DBD約有92%能源損耗在熱能的產生。 一般而言DBD為絲狀放電(filamentary discharge、silent discharge),為不均勻的絲狀電漿,可大面積放電,但因形成絲狀放電,電漿密度低,電漿清除效率不高。由於在大氣環境中氣體碰撞頻率過高,電漿的產生與維持十分困難。因此需要特殊設計之高電壓/高頻電源供應器及特殊氣體。在一般常見的應用中,操作頻率介於1~40kHz,峰對峰電壓由數千伏到...