[實(shí)用新型]一種等離子體加工裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820029299.3
• 申請(qǐng)日: 2008-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201250185Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉衛(wèi)國(guó);梁海鋒;杭凌俠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C03C23/00
• 分類(lèi)號(hào): C03C23/00
• 代理公司: 西安新思維專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 黃秦芳

所屬技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及非接觸法拋光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種等離子體加工裝置。

背景技術(shù)：

等離子體拋光技術(shù)是等離子體源與化學(xué)氣相處理設(shè)備相結(jié)合的新技術(shù)，屬于非接觸法拋光技術(shù)。其工作原理基于在等離子體作用下的化學(xué)反應(yīng)，利用等離子體與工件表層材料發(fā)生化學(xué)作用去除材料。采用這種方法可以進(jìn)行大面積平面拋光、局部拋光、非球面拋光等。采用此方法進(jìn)行光學(xué)零件的拋光，可以避免亞表面損傷層的出現(xiàn)，提高光學(xué)零件表面加工等級(jí)，實(shí)現(xiàn)高精密拋光。

等離子體拋光技術(shù)中所使用的是等離子體加工裝置，其主要部件包括：工作室、電容耦合等離子體發(fā)生器、工件夾具組件、配氣組件、排氣組件和射頻組件。其中的關(guān)鍵部件是等離子體發(fā)生器。

ICP是一種電感耦合等離子體發(fā)生器，被廣泛使用于微電子領(lǐng)域的等離子體刻蝕中，其工作環(huán)境為真空，刻蝕效率很高，由于其刻蝕速度的原因，在拋光時(shí)無(wú)法降低其速度，達(dá)不到拋光降低表面粗糙度的目的，不能有效進(jìn)行拋光作業(yè)；同時(shí)由于采用電感耦合線(xiàn)圈，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大且笨重。因此并未得到廣泛的應(yīng)用。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)采用了電容耦合等離子體發(fā)生器(CCP)，它是由進(jìn)氣口、射頻接頭和內(nèi)套組成，其工作室為與外界相通的常壓室，拋光機(jī)理主要是化學(xué)反應(yīng)，但它存在的問(wèn)題是：由于在大氣環(huán)境下工作，拋光表面會(huì)引入外來(lái)元素(氧元素和碳元素)，對(duì)拋光表面造成污染，并且化學(xué)反應(yīng)造成了反應(yīng)氣體元素吸附在拋光表面，必然會(huì)破壞拋光表面晶格完整性，造成亞表面損傷。

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的是提供一種等離子體加工裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的拋光表面會(huì)引入外來(lái)元素，污染拋光表面，并且會(huì)因反應(yīng)氣體元素吸附在拋光表面，破壞拋光表面晶格完整性，易造成亞表面損傷的問(wèn)題。

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種等離子體加工裝置，包括工作室和其內(nèi)部的電容耦合等離子體發(fā)生器，所述的電容耦合等離子體發(fā)生器包括進(jìn)氣口、射頻接頭和內(nèi)套，其特殊之處在于：所述的工作室為真空室，所述電容耦合等離子體發(fā)生器的內(nèi)套外側(cè)還依次設(shè)置有絕緣層和屏蔽層，內(nèi)套、絕緣層和屏蔽層以過(guò)盈配合方式連接，在屏蔽層的外側(cè)環(huán)設(shè)有環(huán)形磁鐵，該環(huán)形磁鐵通過(guò)直線(xiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接于屏蔽層上。

上述內(nèi)套的開(kāi)口端聯(lián)接有內(nèi)小、外大錐形的均勻器。只要能與內(nèi)套配合的方式均可采用。

上述直線(xiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)由屏蔽層外側(cè)設(shè)置的條狀滑槽和嵌設(shè)于滑槽內(nèi)的支架組成，支架與環(huán)形磁鐵固定聯(lián)接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、有效提高加工效率：附加磁場(chǎng)后，電子的運(yùn)動(dòng)路徑增加，和反應(yīng)氣體碰撞次數(shù)增加，可以成數(shù)倍地提高光學(xué)加工的效率；

2、拋光效果好：由于磁場(chǎng)的引入，提高了反應(yīng)氣體的離化率，比不加磁場(chǎng)的電容耦合等離子體離子密度提高2到3個(gè)數(shù)量級(jí)；同時(shí)限制了離子和加工表面的直接轟擊作用，從而避免了亞表面損傷，可以獲得無(wú)表面污染、晶格完整、無(wú)亞表面損傷的超光滑光學(xué)表面；

3、能有效控制等離子體出口的均勻性：等離子體出口均勻器的可以采用不同的錐度設(shè)計(jì)，以配合磁場(chǎng)位置以及大小的調(diào)節(jié)，可以有效控制等離子體出口的均勻性。

附圖說(shuō)明：

圖1是等離子體加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是電容耦合等離子體發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：

1-進(jìn)氣口，2-射頻接頭，3-內(nèi)套，4-絕緣層，5-屏蔽層，6-均勻器，7-直線(xiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，8-環(huán)形磁鐵，9-真空室，10-電容耦合等離子體發(fā)生器。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1和圖2，一種等離子體加工裝置，包括真空室9和其內(nèi)部的電容耦合等離子體發(fā)生器10，所說(shuō)的電容耦合等離子體發(fā)生器包括進(jìn)氣口1、射頻接頭2、內(nèi)套3、絕緣層4、屏蔽層5、均勻器6、直線(xiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)7和環(huán)形磁鐵8。所說(shuō)的電容耦合等離子體發(fā)生器的內(nèi)套3外側(cè)依次設(shè)置有絕緣層4和屏蔽層5，內(nèi)套3、絕緣層4和屏蔽層5之間以過(guò)盈配合方式聯(lián)接，在屏蔽層5的外側(cè)環(huán)設(shè)有環(huán)形磁鐵8，該環(huán)形磁鐵8通過(guò)直線(xiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)7聯(lián)接于屏蔽層5上，所說(shuō)的直線(xiàn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)由屏蔽層5外側(cè)設(shè)置的條狀滑槽和嵌設(shè)于滑槽內(nèi)的支架組成，支架與環(huán)形磁鐵8固定聯(lián)接。所說(shuō)內(nèi)套3的開(kāi)口端上聯(lián)接有內(nèi)小、外大錐形的均勻器6。