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JP2023062318A - Dielectric barrier discharge type plasma generator - Google Patents

Dielectric barrier discharge type plasma generator Download PDF

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JP2023062318A
JP2023062318A JP2021172214A JP2021172214A JP2023062318A JP 2023062318 A JP2023062318 A JP 2023062318A JP 2021172214 A JP2021172214 A JP 2021172214A JP 2021172214 A JP2021172214 A JP 2021172214A JP 2023062318 A JP2023062318 A JP 2023062318A
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JP
Japan
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electrode
dielectric substrate
gas
dielectric
plasma generator
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Application number
JP2021172214A
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Japanese (ja)
Inventor
謙介 中村
Kensuke Nakamura
尊宏 平岡
Takahiro Hiraoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2021172214A priority Critical patent/JP2023062318A/en
Publication of JP2023062318A publication Critical patent/JP2023062318A/en
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Abstract

To provide a dielectric barrier discharge type plasma generator with which it is possible to effectively spray plasma evenly from all regions of a discharge port.SOLUTION: A dielectric barrier discharge type plasma generator comprises: a dielectric substrate that exhibits a planar shape extending in a first direction; a first electrode which is placed contacting a face of the dielectric substrate; a second electrode which is placed, being separated from the dielectric substrate, on the side opposite the side where the first electrode is placed, regarding a second direction which is orthogonal to the first direction; a gas passage formed by a clearance between the dielectric substrate and the second electrode, in which a gas flows in a third direction that is orthogonal to the first and second directions; and a discharge port which is provided at an edge of the gas passage and extends in the first direction. One of the dielectric substrate and the second electrode is placed so as to sandwich the other of the dielectric substrate and the second electrode in the second direction via the clearance.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置に関する。 The present invention relates to a dielectric barrier discharge plasma generator.

プラズマ発生装置は、プラスチック、紙、繊維、半導体、液晶、又はフィルム等の製造工程で用いられている。例えば、プラズマ発生装置からのプラズマを被処理物に照射することにより、被処理物の表面に対する親水性、接着性、若しくは印刷密着性等を向上させるための表面処理、被処理物の表面に存在する有機物の除去及び洗浄、又は被処理物の表面に対する酸化膜の形成が行われる。 Plasma generators are used in manufacturing processes for plastics, paper, fibers, semiconductors, liquid crystals, films, and the like. For example, by irradiating the object to be treated with plasma from a plasma generator, surface treatment for improving the hydrophilicity, adhesiveness, or print adhesion of the surface of the object to be treated, organic matter is removed and washed, or an oxide film is formed on the surface of the object to be treated.

図16は、従来のプラズマ発生装置を模式的に示す断面図である。特許文献1には、図16に示すように、対向する一対の電極(201,201)を備え、それぞれの電極の対向面(202,202)を、被処理物240に近づくに連れて相互の離間距離が狭くなるように傾斜させたプラズマ発生装置200が開示されている。すなわち、下面開口226に近づくに連れて、一対の対向面(202,202)の間隔が狭まるように配置されている。 FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing a conventional plasma generator. In Patent Document 1, as shown in FIG. 16, a pair of electrodes (201, 201) facing each other are provided, and the facing surfaces (202, 202) of the respective electrodes are moved toward each other as the workpiece 240 is approached. A plasma generator 200 is disclosed that is tilted for a narrower separation. That is, they are arranged so that the distance between the pair of facing surfaces (202, 202) narrows as the lower surface opening 226 is approached.

プラズマ発生装置200は、上面開口223からプラズマ源ガスGcを導入しながら一対の電極(201、201)間に電圧を印加することで、一対の対向面(202,202)に挟まれる領域(放電領域207)に多数本のストリーマ放電Sdを発生させる。プラズマ源ガスGcは上面開口223から噴射板224のオリフィス225を通じて、放電領域207に導入される。このため、プラズマ源ガスGcは、オリフィス225により加速されることで高速で放電領域207に噴射される。この噴射によりプラズマ源ガスGcの乱流が生じ、ストリーマ放電Sdが放電領域207内で分散する。 The plasma generator 200 applies a voltage between the pair of electrodes (201, 201) while introducing the plasma source gas Gc from the upper surface opening 223, so that the region (discharge voltage) sandwiched between the pair of opposing surfaces (202, 202) is generated. A large number of streamer discharges Sd are generated in the region 207). A plasma source gas Gc is introduced into the discharge region 207 from the upper opening 223 through the orifice 225 of the jet plate 224 . Therefore, the plasma source gas Gc is accelerated by the orifice 225 and jetted to the discharge region 207 at high speed. This injection causes a turbulent flow of the plasma source gas Gc, and the streamer discharge Sd is dispersed within the discharge region 207 .

この後、分散したストリーマ放電Sdにより、放電領域207の全体にわたってほぼ均一にプラズマPcが生成される。生成されたプラズマPcは、放電領域207の下面開口226を通じて処理空間205にプラズマジェットとして噴射し、被処理物240に吹き付けられる。特許文献1には、上記構成を採用することにより、均一なプラズマを生成することができると記載されている。 Thereafter, plasma Pc is generated substantially uniformly over the entire discharge region 207 by the distributed streamer discharge Sd. The generated plasma Pc is injected as a plasma jet into the processing space 205 through the lower surface opening 226 of the discharge region 207 and sprayed onto the object 240 to be processed. Patent Document 1 describes that uniform plasma can be generated by adopting the above configuration.

電極(201,201)の上面と対向面(202,202)は、誘電体203により被覆されている。誘電体203の被膜の厚みは全体にわたって一定であり、例えば、0.5mm~5mmである。 The top surfaces of the electrodes (201, 201) and the facing surfaces (202, 202) are covered with a dielectric 203. As shown in FIG. The thickness of the coating of dielectric 203 is constant throughout, eg, 0.5 mm to 5 mm.

また、別の方法として、マイクロストリップ線路とアース導体の間にマイクロ波を入力することでプラズマを発生させる装置が知られている(特許文献2参照)。この装置によれば、誘電体層に傾斜を持たせて厚みを調整することで、インピーダンスマッチングが行われている。 Another known method is a device that generates plasma by inputting microwaves between a microstrip line and a ground conductor (see Patent Document 2). According to this device, impedance matching is performed by adjusting the thickness of the dielectric layer by giving it a slope.

特開2010-009890号公報JP 2010-009890 A 特開2008-282784号公報JP 2008-282784 A

特許文献1に開示されているプラズマ発生装置200は、乱流を発生させることにより放電領域207の全体にわたってほぼ均一にプラズマPcを生成することを目指している。しかしながら、例えば、放電領域207内のうち、下面開口226から遠い位置で生成したプラズマPcは、下面開口226に向かって移動する間に消失してしまう。このため、図16に示すような態様で電極(201,201)を配置した場合、下面開口226から吹き出されるプラズマPcは、下面開口226の全領域からプラズマPcが均一に照射されているとはいえない。このことは、被処理物240の表面における処理の程度にムラを生じさせる原因となる。 The plasma generator 200 disclosed in Patent Document 1 aims to generate plasma Pc substantially uniformly over the entire discharge region 207 by generating turbulent flow. However, for example, the plasma Pc generated at a position far from the bottom opening 226 within the discharge region 207 disappears while moving toward the bottom opening 226 . Therefore, when the electrodes (201, 201) are arranged in the manner shown in FIG. I can't. This causes unevenness in the degree of processing on the surface of the object 240 to be processed.

特許文献2に開示されているプラズマ発生装置は、マイクロ波を利用する技術である。マイクロ波によるプラズマは、電界強度が強い定在波の腹の部分において高い密度で発生する。定在波は、マイクロ波の入力方向だけではなく、入力方向と直交する方向にも発生するため、吹出口を正面から見たときに、プラズマの密度の高い箇所と低い箇所とが交互に発生することになる。そのため、マイクロ波によるプラズマでは、吹出口の全領域から、プラズマを均一に噴射させることは容易ではない。 The plasma generator disclosed in Patent Document 2 is a technology that uses microwaves. Plasma generated by microwaves is generated at a high density in the antinode portion of the standing wave where the electric field strength is strong. Standing waves are generated not only in the microwave input direction, but also in the direction perpendicular to the input direction. will do. Therefore, it is not easy to uniformly jet the plasma from the entire area of the outlet in the microwave-generated plasma.

更に、定在波を発生させる観点から、そもそも装置自体を長尺化することができない。このため、例えば、被処理物の表面処理の用途で用いようとしても、極めて処理能力が低く、適用が事実上困難である。 Furthermore, from the viewpoint of generating a standing wave, the device itself cannot be lengthened in the first place. For this reason, for example, even if it is intended to be used for surface treatment of an object to be treated, the treatment capability is extremely low, and its application is practically difficult.

本発明は、上記の課題に鑑み、効率的に吹出口の全領域からプラズマを均質に噴射することのできる、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a dielectric barrier discharge plasma generator capable of efficiently and uniformly injecting plasma from the entire area of the outlet.

本発明の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、
第一方向に延在する板形状を呈した誘電体基板と、
前記誘電体基板の面に接触して配置された第一電極と、
前記第一方向に直交する第二方向に関して、前記誘電体基板から前記第一電極が配置されている側とは反対側に離間した状態で、前記第一方向に延在して配置された第二電極と、
前記誘電体基板と前記第二電極との間の空隙によって形成され、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向にガスが通流するガス流路と、
前記ガス流路の前記第三方向に係る一方の端部に設けられ、前記第一方向に延在する吹出口とを備え、
前記第一方向に見たときに、前記誘電体基板、前記第一電極、及び前記第二電極の少なくともいずれか一つは、前記第三方向に関して所定箇所から前記吹出口までの間の領域に傾斜面を有し、
前記誘電体基板と前記第二電極のうちの一方は、前記誘電体基板と前記第二電極のうちの他方を、前記空隙を介して前記第二方向に挟み込むように配置されていることを特徴とする。
In the dielectric barrier discharge plasma generator of the present invention,
a plate-shaped dielectric substrate extending in a first direction;
a first electrode arranged in contact with the surface of the dielectric substrate;
With respect to a second direction orthogonal to the first direction, a second electrode extending in the first direction is spaced apart from the dielectric substrate on the side opposite to the side on which the first electrode is disposed. two electrodes;
a gas flow path formed by a gap between the dielectric substrate and the second electrode, through which gas flows in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction;
an outlet provided at one end of the gas channel in the third direction and extending in the first direction;
When viewed in the first direction, at least one of the dielectric substrate, the first electrode, and the second electrode extends from a predetermined location to the outlet in the third direction. having an inclined surface,
One of the dielectric substrate and the second electrode is arranged so as to sandwich the other of the dielectric substrate and the second electrode in the second direction with the gap interposed therebetween. and

上記構成によれば、第二方向に関する誘電体基板と第二電極との間に設けられた空隙によって形成されたガス流路内を、ガスが吹出口に向かって第三方向に通流する。誘電体基板と第二電極は、共に第一方向に延在することから、この空隙すなわちガス流路も第一方向に延在する。よって、第一方向に延在するガス流路内を、吹出口に向かって第三方向にガスが移動し、吹出口からスリット状のガスが排出される。 According to the above configuration, the gas flows in the third direction toward the outlet in the gas flow path formed by the gap provided between the dielectric substrate and the second electrode in the second direction. Since both the dielectric substrate and the second electrode extend in the first direction, this gap or gas channel also extends in the first direction. Therefore, the gas moves in the third direction toward the blowout port in the gas flow path extending in the first direction, and the slit-shaped gas is discharged from the blowout port.

ガス流路は、誘電体基板と第二電極に挟み込まれた空隙で形成される。そして、第一方向に見たときに、誘電体基板、第一電極、及び第二電極の少なくともいずれか一つは、第三方向に関して所定箇所から前記吹出口までの間の領域に傾斜面を有している。この結果、第一電極と第二電極との間に電圧が印加されると、空隙内、すなわちガス流路内では、吹出口に近づくに連れて電界が単調的に変化する。このような構成は、例えば、第三方向に関して、吹出口に近づくに連れて誘電体基板の厚み、第一電極の厚み、又は第二電極の厚みを変化させることで実現できる。典型的な一例として、第三方向に関して、吹出口に近づくに連れてガス流路の流路幅(第二方向の長さ)が狭くなるようにすることで、吹出口に近づくにつれてガス流路内を通流するガスに印加される電界が高められる。 A gas flow path is formed by a gap sandwiched between the dielectric substrate and the second electrode. Then, when viewed in the first direction, at least one of the dielectric substrate, the first electrode, and the second electrode has an inclined surface in a region between a predetermined location and the outlet in the third direction. have. As a result, when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the electric field monotonously changes in the gap, that is, in the gas flow path, as the air outlet is approached. Such a configuration can be realized, for example, by changing the thickness of the dielectric substrate, the thickness of the first electrode, or the thickness of the second electrode as it approaches the outlet in the third direction. As a typical example, with respect to the third direction, the width of the gas flow path (the length in the second direction) is narrowed as it approaches the blowout port. The electric field applied to the gas flowing therein is enhanced.

上記構成によれば、吹出口に近い箇所においては極めて高い強度の電界が形成され、この領域で集中的にプラズマが発生する。この結果、第一方向に係る吹出口の全域から、プラズマ含有ガスを排出できる。従って、吹出口から被処理物に対して効率的にプラズマ含有ガスを吹き付けることができ、被処理物を効率的に処理することが可能となる。 According to the above configuration, an extremely high-intensity electric field is formed near the outlet, and plasma is generated intensively in this region. As a result, the plasma-containing gas can be discharged from the entire area of the air outlets in the first direction. Therefore, the plasma-containing gas can be efficiently blown from the outlet to the object to be processed, and the object to be processed can be efficiently processed.

吹出口からプラズマ含有ガスを排出させるためには、特に吹出口近傍において極めて高い電界を発生させる必要がある。このため、ガス流路の流路幅(第二方向の長さ)は自ずと狭く設計せざるを得ない。よって、第一方向に延在する吹出口から吹き出されるプラズマ含有ガスは、極めて薄いシート形状を呈する。 In order to discharge the plasma-containing gas from the outlet, it is necessary to generate an extremely high electric field particularly in the vicinity of the outlet. Therefore, the flow channel width (the length in the second direction) of the gas flow channel must be naturally designed to be narrow. Therefore, the plasma-containing gas blown out from the blowout port extending in the first direction has an extremely thin sheet shape.

被処理物に対して表面処理を行うべく、このようなシート形状のプラズマ含有ガスを被処理物に対して吹き付けた場合、単位時間あたりに処理される被処理物の表面の面積は限定的となる。しかし、上述したように、処理効率を高めるためにガス流路の流路幅を広げることはできない。プラズマの発生効率を低下させたり、そもそもプラズマが発生されなくなるおそれがあるためである。 When such a sheet-shaped plasma-containing gas is sprayed onto an object to be processed in order to perform surface treatment on the object, the area of the surface of the object to be processed that can be processed per unit time is limited. Become. However, as described above, the width of the gas flow path cannot be increased in order to increase the processing efficiency. This is because there is a risk that the efficiency of plasma generation will be reduced, or that plasma will not be generated in the first place.

単位時間あたりに処理できる被処理物の面積を高める方法として、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置を第二方向に複数並べる方法が考えられる。しかし、この場合、隣接する誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の吹出口同士の間隔が広がってしまい、吹出口に対向する箇所と、吹出口同士に挟まれた箇所とで、被処理物の処理の程度に差が生まれる。また、吹出口同士に挟まれた箇所には外気が流入しやすくなる。このような事情から、被処理物に対して所望の程度に表面処理を行うためには、ある程度の処理時間を掛ける必要がある。 As a method of increasing the area of the object to be processed that can be processed per unit time, a method of arranging a plurality of dielectric barrier discharge plasma generators in the second direction is conceivable. However, in this case, the distance between the blow-out ports of the adjacent dielectric barrier discharge plasma generators widens, and the object to be processed is processed at a portion facing the blow-out ports and at a portion sandwiched between the blow-out ports. difference in the degree of In addition, outside air is likely to flow into the portion sandwiched between the outlets. Under these circumstances, it is necessary to spend a certain amount of processing time in order to perform surface treatment on the object to be processed to a desired degree.

これに対し、上記の構成によれば、誘電体基板と第二電極のうちの一方は、誘電体基板と第二電極のうちの他方を、空隙を介して第二方向に挟み込むように配置されている。この結果、空隙によって形成されるガス流路は、第二方向に関して離間した複数の位置に形成される。つまり、この装置の場合、単一の装置でありながらも、複数のガス流路内をガスが吹出口に向かって通流することで、吹出口からは複数のガス流路からプラズマ含有ガスが排出される。そして、これらのガス流路の間隔は、単に複数の装置を並べる場合と比べて極めて狭くなる。 On the other hand, according to the above configuration, one of the dielectric substrate and the second electrode is arranged so as to sandwich the other of the dielectric substrate and the second electrode with the gap in the second direction. ing. As a result, gas flow paths formed by the gaps are formed at a plurality of positions spaced apart with respect to the second direction. In other words, in the case of this device, even though it is a single device, the plasma-containing gas flows from the plurality of gas flow passages from the blow-out port by causing the gas to flow through the plurality of gas flow passages toward the blowout port. Ejected. Further, the intervals between these gas flow paths are extremely narrow compared to the case where a plurality of devices are simply arranged.

被処理物の表面処理を行うためにプラズマ含有ガスを被処理物に吹き付ける場合、被処理物は吹出口の極めて近くに配置される。このため、複数のガス流路から吹き出されたプラズマ含有ガスは被処理物の表面に吹き付けられると共に、両方のガス流路から吹き出される流速の差や、被処理物の表面で反射した気流に由来して、両方のガス流路に挟まれた空間内にも気流が生じる。前述したように、隣接するガス流路の第二方向の間隔は、複数の装置を第二方向に並べて配置した場合の隣接する吹出口同士の間隔より大幅に狭い。この結果、隣接するガス流路同士に挟まれた空間内においても、プラズマ含有ガスが流れ込み、結果的に、吹出口の幅よりも幅広のプラズマ含有ガスを吹き出すことができる。よって、従来よりも、被処理物の表面処理速度が高められる。 When the plasma-containing gas is blown onto the object to be processed for surface treatment of the object, the object to be processed is arranged very close to the outlet. For this reason, the plasma-containing gas blown out from the plurality of gas flow paths is blown onto the surface of the object to be processed, and the difference in the flow speeds blown out from both gas flow paths and the air currents reflected on the surface of the object to be processed cause Originatingly, an airflow is also generated in the space sandwiched between the two gas flow paths. As described above, the spacing between adjacent gas passages in the second direction is much narrower than the spacing between adjacent outlets when a plurality of devices are arranged side by side in the second direction. As a result, the plasma-containing gas flows into the space sandwiched between the adjacent gas flow paths, and as a result, the plasma-containing gas can be blown out with a width larger than the width of the blow-out port. Therefore, the surface treatment speed of the object to be treated can be increased more than conventionally.

更に、上記の装置は、誘電体バリア放電を利用してプラズマを発生させるため、マイクロ波を用いない。よって、マイクロ波の伝送のためのインピーダンス整合等を行う必要がないため、誘電体基板、電極、吹出口の形状は特に制限を受けない。加えて、上記の装置ではマイクロ波を用いないため、電磁波の漏洩対策を必要としない。 Furthermore, the above apparatus does not use microwaves because it uses a dielectric barrier discharge to generate the plasma. Therefore, since there is no need to perform impedance matching or the like for microwave transmission, the shapes of the dielectric substrate, electrodes, and outlets are not particularly limited. In addition, since the above apparatus does not use microwaves, it does not require measures against leakage of electromagnetic waves.

吹出口は、ガス流路ごとに設けられていても構わないし、各ガス流路に連絡された共通の吹出口が設けられていても構わない。前者の場合は、各ガス流路を通流したプラズマ含有ガスが、それぞれの吹出口から吹き出される。後者の場合は、各ガス流路の第三方向に係る末端が、吹出口よりも第三方向に微小距離だけ後退した位置であり、各ガス流路を通流したガスが共通の吹出口から吹き出される。ここでいう微小距離とは、例えば誘電体基板の厚みの0.5倍~2倍程度の距離である。 The outlet may be provided for each gas flow path, or a common outlet connected to each gas flow path may be provided. In the former case, the plasma-containing gas that has flowed through each gas flow path is blown out from each outlet. In the latter case, the end of each gas flow channel in the third direction is located at a position slightly retracted in the third direction from the blow-out port, and the gas flowing through each gas flow channel flows from the common blow-out port. blown out. The minute distance referred to here is, for example, a distance of about 0.5 to 2 times the thickness of the dielectric substrate.

前記ガス流路は、前記第二方向に離間した2箇所に形成されており、
前記吹出口は、それぞれのガス流路に対応して配置されているものとしても構わない。
The gas flow path is formed at two locations spaced apart in the second direction,
The outlets may be arranged corresponding to the respective gas flow paths.

前記ガス流路は、前記第二方向に離間した2箇所に形成されると共に、前記吹出口側の端部において相互に連絡されているものとしても構わない。 The gas flow paths may be formed at two locations spaced apart in the second direction, and may be connected to each other at the end portion on the outlet side.

前記誘電体基板は、主たる材料が酸化アルミニウム(Al23)又は窒化アルミニウム(AlN)であるものとしても構わない。ここで「主たる材料」とは、構成材料を成分分析した場合に、80%以上を占める成分を指す。 A main material of the dielectric substrate may be aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN). Here, the term "main material" refers to a component that accounts for 80% or more of the component when the constituent material is analyzed.

酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムは、比誘電率が比較的低く、且つ、物理的な強度や硬度が比較的高い。従って、前記誘電体基板の主たる材料を酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムとすることで、単位電力当たりのプラズマの生成量をより多くできると共に、誘電体基板をより薄くしても破損のおそれを低減できる。 Aluminum oxide and aluminum nitride have relatively low dielectric constants and relatively high physical strength and hardness. Therefore, by using aluminum oxide or aluminum nitride as the main material of the dielectric substrate, it is possible to increase the amount of plasma generated per unit power and to reduce the risk of breakage even if the dielectric substrate is made thinner.

この中でも、窒化アルミニウムは熱伝導性がよく、誘電体基板の熱を効率よく放熱することができる。これにより、第一電極及び第二電極のうち、高電圧が印加される側の電極(高電圧側電極)の温度上昇を抑制できるため、窒化アルミニウムと高電圧側電極の熱膨張による界面のストレスを低減できる。この結果、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の長寿命化が図られる。 Among them, aluminum nitride has good thermal conductivity and can efficiently dissipate the heat of the dielectric substrate. As a result, of the first electrode and the second electrode, the temperature rise of the electrode on the side to which the high voltage is applied (high voltage side electrode) can be suppressed, so the stress at the interface due to the thermal expansion of aluminum nitride and the high voltage side electrode can be suppressed. can be reduced. As a result, the life of the dielectric barrier discharge plasma generator can be extended.

前記誘電体基板は、主面に平行に延在して形成されたスリット状の孔部を有し、
前記第一電極は、板形状を呈し、前記孔部に埋め込まれることで前記誘電体基板と接触し、
前記第二電極が、前記誘電体基板を前記第一方向に係る両側から離間して挟み込むように配置されているものとしても構わない。
The dielectric substrate has a slit-shaped hole extending parallel to the main surface,
the first electrode has a plate shape and is embedded in the hole to be in contact with the dielectric substrate;
The second electrodes may be arranged so as to sandwich the dielectric substrate with a space from both sides in the first direction.

この場合において、好適には、前記第一電極は高電圧側の電極であり、前記第二電極は低電圧側の電極である。かかる構成とすることで、装置の外側に位置する電極が低電圧側の電極となるため、作業者の安全性に資する。 In this case, preferably, the first electrode is a high voltage side electrode and the second electrode is a low voltage side electrode. With such a configuration, the electrode located outside the device becomes the electrode on the low voltage side, which contributes to the safety of the operator.

前記誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、更に、
一対の前記第二電極に対して、外側から周縁部において当接されたガスバッファ基板と、
前記ガスバッファ基板と前記第二電極とで挟まれた空隙に対して前記ガスを導入するガス送出装置と、
前記第一方向の異なる複数の箇所において、前記第二方向に関して前記第二電極を貫通する連絡孔とを備えるものとしても構わない。
The dielectric barrier discharge plasma generator further comprises
a gas buffer substrate in contact with the pair of second electrodes from the outside at peripheral edge portions;
a gas delivery device for introducing the gas into a gap sandwiched between the gas buffer substrate and the second electrode;
At a plurality of locations in the first direction, communication holes penetrating the second electrode in the second direction may be provided.

上記構成によれば、ガス送出装置から導入されたガスは、ガスバッファ基板と第二電極とで挟まれた空隙内に貯留された後、複数の連絡孔を通じてガス流路に流入する。これにより、ガス流路に流入したガスを、その流れを乱すことなく吹出口から均質に流出させることができる。 According to the above configuration, the gas introduced from the gas delivery device is stored in the gap between the gas buffer substrate and the second electrode, and then flows into the gas flow path through the plurality of communication holes. As a result, the gas that has flowed into the gas flow path can be uniformly discharged from the outlet without disturbing the flow of the gas.

特に、連絡孔が第一方向の複数の箇所に設けられることで、第一方向の異なる複数の位置からガス流路に対してガスが導入される。これにより、ガス流路を流れるガスを層流化しやすい。 In particular, by providing communication holes at a plurality of locations in the first direction, gas is introduced into the gas flow path from a plurality of different locations in the first direction. This makes it easy to laminarize the gas flowing through the gas flow path.

一対の前記誘電体基板が、前記第二方向に離間して配置されており、
一対の前記第一電極が、一対の前記誘電体基板のそれぞれの外側の面上に配置され、
前記第二電極は、一対の前記誘電体基板のそれぞれの内側の面から、前記第二方向に離間した位置に配置されているものとしても構わない。
a pair of the dielectric substrates are spaced apart in the second direction,
a pair of the first electrodes disposed on respective outer surfaces of the pair of dielectric substrates;
The second electrode may be arranged at a position spaced apart in the second direction from the inner surfaces of the pair of dielectric substrates.

この場合において、前記第一電極は、箔状の金属であっても構わない。金属材料は限定されないが、導電性が高い材料が好ましく、典型的な例としては、銅、銀、アルミニウム、及び金からなる群に属する一種以上の材料又は前記材料の化合物である。 In this case, the first electrode may be a metal foil. The metal material is not limited, but is preferably a highly conductive material, typically one or more materials belonging to the group consisting of copper, silver, aluminum, and gold, or compounds of said materials.

前記第一電極は、金属を含有した焼結体であっても構わない。金属を含有した焼結体は、金属ペーストを印刷して電極を形成できるため、第一電極を誘電体基板上に形成する際に接着剤を用いる必要がない。 The first electrode may be a sintered body containing metal. Since the metal-containing sintered body can be printed with a metal paste to form an electrode, there is no need to use an adhesive when forming the first electrode on the dielectric substrate.

前記第一電極は、メッキ、蒸着、又は、スパッタリング、溶射により形成されていても構わない。この構成の場合も同様に、前記第一電極を誘電体基板上に形成する際に接着剤を用いる必要がない。 The first electrode may be formed by plating, vapor deposition, sputtering, or thermal spraying. In the case of this structure, similarly, it is not necessary to use an adhesive when forming the first electrode on the dielectric substrate.

前記第一電極の前記吹出口側の端部は、吹出口から第三方向に関して後退して配置されているのが好ましい。 It is preferable that the end portion of the first electrode on the side of the blowout port is arranged to retreat from the blowout port in the third direction.

仮に、第一電極が第三方向に関して吹出口の位置まで延在していると、誘電体基板を介さずに、第一電極と第二電極との間で直接放電するおそれがある。このような放電が生じると、第一電極、誘電体基板、又は第二電極を損傷させ、これらの部材を構成する材料が不純物として、プラズマ含有ガス内に混入してしまう。 If the first electrode were to extend to the position of the outlet in the third direction, there would be a risk of direct discharge between the first electrode and the second electrode without passing through the dielectric substrate. When such a discharge occurs, the first electrode, the dielectric substrate, or the second electrode are damaged, and the materials constituting these members are mixed into the plasma-containing gas as impurities.

放電効率の観点に立てば、第三方向に関して、第一電極の端部が吹出口の端部に一致するように配置した方が有利である。しかしながら、このような配置態様の場合、上記の事情により、誘電体基板上で沿面放電を引き起こすおそれがある。この沿面放電がひとたび発生すると、誘電体バリア放電ではなく直接放電が支配的となり、過剰な放電電流が流れ、電極の破損ひいては電源装置への破損に至る。 From the viewpoint of discharge efficiency, it is advantageous to arrange the end of the first electrode so as to coincide with the end of the outlet in the third direction. However, in such an arrangement mode, creeping discharge may occur on the dielectric substrate due to the above circumstances. Once this creeping discharge occurs, the direct discharge becomes dominant instead of the dielectric barrier discharge, causing an excessive discharge current to flow, leading to damage to the electrodes and, in turn, damage to the power supply device.

これに対し、上記のような構成を採用することで、第一電極と第二電極との間での直接放電が抑制されるため、電極や誘電体基板の損傷が抑制され、プラズマガスへの不純物の混入を防止できる。 On the other hand, by adopting the configuration as described above, the direct discharge between the first electrode and the second electrode is suppressed. It is possible to prevent the contamination of impurities.

前記誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、前記第一電極に接続された電源装置を備えるものとしても構わない。電源装置は、好適には、電圧が3kV~20kV、周波数が20kHz~150kHzの電圧信号を第一電極に供給可能な構成である。 The dielectric barrier discharge plasma generator may include a power supply connected to the first electrode. The power supply device is preferably configured to supply a voltage signal having a voltage of 3 kV to 20 kV and a frequency of 20 kHz to 150 kHz to the first electrode.

上記のような電源装置を備えると、誘電体バリア放電方式にてプラズマを好適に発生させることができる。上限を150kHzとした理由は、その波長はプラズマ照射長を考慮したこと、また、EMC規格での雑音端子電圧で検出される周波数が150kHzより高周波であることによる。 Plasma can be favorably generated by the dielectric barrier discharge method when the power supply device as described above is provided. The reason for setting the upper limit to 150 kHz is that the wavelength takes into account the plasma irradiation length and that the frequency detected by the noise terminal voltage in the EMC standard is higher than 150 kHz.

前記吹出口の前記第三方向に係る外側に遮光部材が設けられていても構わない。吹出口に遮光部材が設けられることで、放電により生じた光が被処理物に照射されるのを抑制できる。 A light shielding member may be provided on the outer side of the outlet in the third direction. By providing the light shielding member at the air outlet, it is possible to suppress the light generated by the discharge from irradiating the object to be processed.

前記誘電体バリア放電式プラズマ発生装置は、更に、誘電体基板の、ガス流路側の面上に配置された始動補助部材を備えても構わない。始動補助部材は、吹出口の極めて近傍に配置されるのが好ましい。ただし、第一方向に見たときに始動補助部材の位置と吹出口の位置が揃うように配置されると、吹出口からのプラズマ含有ガスの一部が始動補助部材に衝突することで、始動補助部材が損耗・除去されるおそれがある。一方で、第三方向に関して、始動補助部材が吹出口から離れすぎていると、そもそも始動補助としての機能を実現しない。この観点から、始動補助部材は、吹出口の近傍であって、且つ第三方向に関して吹出口から少しだけ後退した位置に配置されるのが好ましい。この後退距離は10mm未満とするのが好ましい。 The dielectric barrier discharge plasma generator may further include a starting assisting member arranged on the surface of the dielectric substrate on the side of the gas flow path. It is preferable that the start-up assisting member is arranged very close to the outlet. However, if the position of the starting assisting member and the position of the outlet are aligned when viewed in the first direction, part of the plasma-containing gas from the blowing outlet collides with the starting assisting member, resulting in starting. Auxiliary members may be worn or removed. On the other hand, if the starting assist member is too far from the outlet in the third direction, it will not function as a starting assist. From this point of view, it is preferable that the start-up assisting member is arranged in the vicinity of the blower outlet and at a position slightly retracted from the blower outlet in the third direction. Preferably, the setback distance is less than 10 mm.

誘電体バリア放電は、始動時(放電開始時)には高い電力が必要である一方、ひとたび放電が生じると、その後は入力電力を低下させても放電を維持することができる。かかる事情により、好適には始動時に高い電力が投入される。しかしながら、このような方法では、高電力に対応した大型の電源装置や、放電空間の近傍に配置されたトリガ電極が必要となり、装置全体の規模の拡大を招く懸念がある。 A dielectric barrier discharge requires high power at the time of starting (at the start of discharge). Under these circumstances, preferably high power is applied at start-up. However, such a method requires a large-sized power supply device compatible with high power and a trigger electrode arranged near the discharge space, which may lead to an increase in the scale of the entire device.

プラズマ放電の開始時には、プラズマを発生させる箇所に初期電子の存在が必要である。そこで、上記構成のように始動補助部材を配置すれば、始動初期に初期電子が吹出口近傍のガス流路内に供給される。これにより、大型の電源装置やトリガ電極等が不要となり、小型で安価なプラズマ発生装置を提供できる。 At the start of a plasma discharge, the presence of initial electrons is required at the point where the plasma is to be generated. Therefore, by arranging the start assisting member as described above, the initial electrons are supplied into the gas flow path near the outlet at the initial stage of start. This eliminates the need for a large power supply, trigger electrode, etc., and provides a compact and inexpensive plasma generator.

本発明の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置によれば、効率的に吹出口の全領域からプラズマを均質に噴射することが可能となる。 According to the dielectric barrier discharge plasma generator of the present invention, it is possible to efficiently and uniformly inject plasma from the entire area of the outlet.

誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing the configuration of a first embodiment of a dielectric barrier discharge plasma generator; FIG. 図1に示す前記プラズマ発生装置をII-II線で切断した模式的な断面図である。2 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator shown in FIG. 1 taken along line II-II. FIG. 図1に示す前記プラズマ発生装置をIII-III線で切断した模式的な断面図である。2 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator shown in FIG. 1 taken along line III-III. FIG. 図2から誘電体基板のみを抽出して表示した模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing only a dielectric substrate extracted from FIG. 2; 図2から第一電極のみを抽出して表示した模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing only the first electrode extracted from FIG. 2; 誘電体基板の-Z側の面とZ方向に対向する第二電極を+Z側から見たときの模式的な平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the second electrode facing the -Z side surface of the dielectric substrate in the Z direction when viewed from the +Z side. 図2から、第一電極、第二電極、及び誘電体基板を抽出し、第一端の近傍を拡大して表示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the first electrode, the second electrode, and the dielectric substrate extracted from FIG. 2 and showing an enlarged view of the vicinity of the first end; 図7の一部拡大図である。FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7; 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the first embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a second embodiment of a dielectric barrier discharge plasma generator. 図10に示す前記プラズマ発生装置をXI-XI線で切断した模式的な断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator shown in FIG. 10 taken along line XI-XI; 図10に示す前記プラズマ発生装置をXII-XII線で切断した模式的な断面図である。11 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator shown in FIG. 10 taken along line XII-XII. FIG. 図11から、第一電極、第二電極、及び誘電体基板を抽出し、第一端の近傍を拡大して表示した断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing the first electrode, the second electrode, and the dielectric substrate extracted from FIG. 11 and enlarging the vicinity of the first end; 図13の一部拡大図である。FIG. 14 is a partially enlarged view of FIG. 13; 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態の変形例を模式的に示す一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a modification of the second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator. 従来の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional dielectric barrier discharge plasma generator; FIG.

本発明に係る誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の実施形態につき、適宜図面を参照して説明する。なお、以下の図面は模式的に示されたものであり、図面上の寸法比と実際の寸法比とは必ずしも一致しない。また、図面間においても寸法比が一致していない場合がある。 An embodiment of a dielectric barrier discharge plasma generator according to the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The drawings below are schematic representations, and the dimensional ratios on the drawings do not necessarily match the actual dimensional ratios. Moreover, there are cases where the dimensional ratios do not match between the drawings.

[第一実施形態]
誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置1(以下、「プラズマ発生装置1」と略記する。)を模式的に示す斜視図である。図2は、図1におけるプラズマ発生装置1を、II-II線で切断したときの模式的な断面図である。また、図3は、図1におけるプラズマ発生装置1を、III-III線で切断したときの模式的な断面図である。なお、図2では、説明の都合上、図1では図示を省略しているガス送出装置61についても図示されている。
[First embodiment]
A first embodiment of a dielectric barrier discharge plasma generator will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a dielectric barrier discharge plasma generator 1 (hereinafter abbreviated as "plasma generator 1") of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator 1 in FIG. 1 taken along line II-II. Moreover, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator 1 in FIG. 1 taken along line III-III. 2 also shows the gas delivery device 61, which is omitted in FIG. 1 for convenience of explanation.

プラズマ発生装置1は、第一電極10(図2参照)と、第二電極20と、誘電体基板30とを備える。なお、図1~図3に示すプラズマ発生装置1においては、更にガスバッファ基板40を備えているが、プラズマ発生装置1がガスバッファ基板40を備えるか否かは任意である。 The plasma generator 1 includes a first electrode 10 (see FIG. 2), a second electrode 20, and a dielectric substrate 30. As shown in FIG. Although the plasma generator 1 shown in FIGS. 1 to 3 further includes a gas buffer substrate 40, it is optional whether the plasma generator 1 includes the gas buffer substrate 40 or not.

プラズマ発生装置1は、内部においてプラズマを含有するガス(以下、「プラズマガスG1」と称する。)を発生する装置である。プラズマ発生装置1は、プラズマガスG1を吹き出す吹出口5を備える。吹出口5は、図1に示すように、Y方向に延在しており、X方向に見てほぼ矩形状を呈している。なお、X方向とY方向に直交する方向をZ方向とする。以下の説明では、適宜、図1に付されたX-Y-Z座標系が参照される。 The plasma generator 1 is a device that internally generates gas containing plasma (hereinafter referred to as "plasma gas G1"). The plasma generator 1 has an outlet 5 for blowing out the plasma gas G1. As shown in FIG. 1, the outlet 5 extends in the Y direction and has a substantially rectangular shape when viewed in the X direction. A direction orthogonal to the X direction and the Y direction is defined as the Z direction. In the following description, the XYZ coordinate system attached to FIG. 1 will be referred to as appropriate.

なお、以下の説明では、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「+X方向」、「-X方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「X方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「X方向」と記載されている場合には、「+X方向」と「-X方向」の双方が含まれる。Y方向及びZ方向についても同様である。 In the following description, when distinguishing between positive and negative directions when expressing directions, positive and negative signs are added, such as “+X direction” and “−X direction”. Moreover, when expressing a direction without distinguishing between positive and negative directions, it is simply described as “X direction”. That is, in the present specification, the term “X direction” includes both “+X direction” and “−X direction”. The same applies to the Y direction and Z direction.

本明細書では、Y方向が「第一方向」に対応し、Z方向が「第二方向」に対応し、X方向が「第三方向」に対応する。 In this specification, the Y direction corresponds to the "first direction", the Z direction corresponds to the "second direction", and the X direction corresponds to the "third direction".

本実施形態のプラズマ発生装置1は、図1に示すように、Z方向に離間して近接した2箇所に吹出口5を備えている。つまり、これらの吹出口5からプラズマガスG1が吹き出される。それぞれの吹出口5は、Z方向に関して誘電体基板30と第二電極20との離間部分で形成されている。 As shown in FIG. 1, the plasma generator 1 of the present embodiment includes blow-out ports 5 at two locations spaced apart in the Z direction. That is, the plasma gas G1 is blown out from these outlets 5. As shown in FIG. Each air outlet 5 is formed at a spaced portion between the dielectric substrate 30 and the second electrode 20 in the Z direction.

(誘電体基板30)
図1~図3に示すように、誘電体基板30はY方向に延在する板状部材である。本実施形態では、誘電体基板30の内部に第一電極10の少なくとも一部が埋め込まれるように配置されており、これによって、誘電体基板30と第一電極10とが接触している。
(Dielectric substrate 30)
As shown in FIGS. 1 to 3, the dielectric substrate 30 is a plate member extending in the Y direction. In the present embodiment, at least a portion of the first electrode 10 is embedded inside the dielectric substrate 30 , so that the dielectric substrate 30 and the first electrode 10 are in contact with each other.

図4は、図2から誘電体基板30のみを抽出して表示した模式的な断面図である。図5は、図2から第一電極10のみを抽出して表示した模式的な断面図である。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing only the dielectric substrate 30 extracted from FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing only the first electrode 10 extracted from FIG.

図4に示すように、誘電体基板30は、X方向に延伸する孔部38を有する。この孔部38は、Y方向に延在して形成されている。つまり、誘電体基板30はスリット状の孔部38を備える。このスリット状の孔部38内に、図5に模式的に示される第一電極10が埋設されている。図2の例では、第一電極10が孔部38内に完全に収容されている場合が図示されているが、-X方向に関してその一部が孔部38から突出してもいてもよい。ただし、後述するように、本実施形態において第一電極10は高電圧側の電極を構成するため、安全上の観点からは、第一電極10の-X側の端部(端面)は、誘電体基板30の-X側の端部(端面)よりも、+X側に位置しているのが好ましい。 As shown in FIG. 4, the dielectric substrate 30 has holes 38 extending in the X direction. The hole 38 is formed extending in the Y direction. That is, the dielectric substrate 30 has slit-shaped holes 38 . The first electrode 10 schematically shown in FIG. 5 is embedded in the slit-shaped hole 38 . Although the first electrode 10 is completely housed in the hole 38 in the example of FIG. 2, it may partly protrude from the hole 38 in the -X direction. However, as will be described later, in this embodiment, the first electrode 10 constitutes an electrode on the high voltage side, so from the viewpoint of safety, the end (end face) on the -X side of the first electrode 10 should be a dielectric It is preferably located on the +X side of the -X side end (end surface) of the body substrate 30 .

図2及び図4に示す例では、誘電体基板30のZ方向に係る長さ(以下、「厚み」という。)が、X方向に関して吹出口5に近づくに連れて薄くなる構造が採用されているが、この構造はあくまで一例である。 In the examples shown in FIGS. 2 and 4, a structure is employed in which the length of the dielectric substrate 30 in the Z direction (hereinafter referred to as "thickness") becomes thinner as it approaches the outlet 5 in the X direction. However, this structure is only an example.

誘電体基板30は、単位電力当たりのプラズマの生成量をより多くする観点から、比誘電率の低い材料で構成されていることが好ましい。前記材料の比誘電率の値は、10以下であるのが好ましい。なお、前記材料の比誘電率は低いほど好ましいが、典型的には4~10とすることができる。 The dielectric substrate 30 is preferably made of a material with a low dielectric constant from the viewpoint of increasing the amount of plasma generated per unit power. It is preferable that the dielectric constant value of the material is 10 or less. The dielectric constant of the material is preferably as low as possible, but can be typically 4-10.

誘電体基板30の材料は、特に限定されないが、上述したように可能な限り比誘電率の低い材料であるのが好適である。更に、耐久性の観点から、前記材料はセラミックスが好ましい。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又はステアタイト等が挙げられる。これらの材料は、比誘電率が比較的低く、且つ比較的高い強度を有して耐久性に優れる。従って、誘電体基板30を酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又はステアタイトで構成すれば、単位電力当たりのプラズマの生成量をより多くできる。また、耐久性に優れるため、誘電体基板30の厚みを薄くしても破損のおそれが少ない。 Although the material of the dielectric substrate 30 is not particularly limited, it is preferable that the dielectric constant is as low as possible as described above. Furthermore, from the viewpoint of durability, the material is preferably ceramics. Examples of ceramics include aluminum oxide, aluminum nitride, steatite, and the like. These materials have relatively low dielectric constants, relatively high strength, and excellent durability. Therefore, if the dielectric substrate 30 is made of aluminum oxide, aluminum nitride, or steatite, the amount of plasma generated per unit power can be increased. Moreover, since the durability is excellent, even if the thickness of the dielectric substrate 30 is reduced, there is little risk of breakage.

図2に示す形状のプラズマ発生装置1を実現するに際しては、例えば、矩形板状の誘電体基板30を切削してスリット状の孔部38を形成した後、孔部38内に導電性の接着ペーストを付した状態で第一電極10を嵌合させ、両者を密着固定する方法を採用できる。 In order to realize the plasma generator 1 having the shape shown in FIG. A method can be adopted in which the first electrode 10 is fitted in a paste-applied state, and the two are tightly fixed.

誘電体基板30は、前述した材料を母材として、電子生成を補助する物質を含有したものであってもよい。前記電子生成を補助する物質としては、銀、白金、銅、炭素(カーボン)、又は遷移金属化合物等が挙げられる。前記電子生成を補助する物質に電界が印加されることにより初期電子が生成され、放電空間(後述するガス流路3)に放出される。このため、誘電体基板30を上記の構成とすることで、始動性を有利に働かせることができる。 The dielectric substrate 30 may contain the above-described material as a base material and a substance that assists electron generation. Examples of the substance that assists electron generation include silver, platinum, copper, carbon, and transition metal compounds. Initial electrons are generated by applying an electric field to the substance that assists electron generation, and are emitted into a discharge space (a gas flow path 3 described later). Therefore, by configuring the dielectric substrate 30 as described above, it is possible to work the startability advantageously.

前記電子生成を補助する物質の含有量は、誘電体基板30全体に対して(誘電体基板30を100質量部としたときに)、好適には1質量部以下である。この物質の含有量があまりに多いと、放電に伴って当該物質が蒸発・飛散してプラズマガスG1に混入し、プラズマガスG1を照射する対象である被処理物に吹き付けられる懸念がある。なお、始動性を向上させる効果を充分に発現させる観点からは、前記物質の含有量は実験的に0.05質量部以上とすることが好ましい。 The content of the substance that assists electron generation is preferably 1 part by mass or less with respect to the entire dielectric substrate 30 (when the dielectric substrate 30 is 100 parts by mass). If the content of this substance is too large, there is a concern that the substance evaporates and scatters with the discharge, mixes with the plasma gas G1, and is sprayed onto the object to be processed, which is the object to be irradiated with the plasma gas G1. From the viewpoint of sufficiently exhibiting the effect of improving startability, the content of the substance is preferably set to 0.05 parts by mass or more experimentally.

(第一電極10)
図2を参照して上述したように、本実施形態のプラズマ発生装置1において、第一電極10は、少なくともその一部が誘電体基板30内に密着した状態で埋め込まれている。すなわち、第一電極10は誘電体基板30の面に接触して配置されている。なお、図2には、第一電極10の全てが誘電体基板30内に埋設された例が示されている。
(First electrode 10)
As described above with reference to FIG. 2, in the plasma generator 1 of the present embodiment, at least a portion of the first electrode 10 is embedded in the dielectric substrate 30 in close contact therewith. That is, the first electrode 10 is arranged in contact with the surface of the dielectric substrate 30 . Note that FIG. 2 shows an example in which the entire first electrode 10 is embedded in the dielectric substrate 30 .

プラズマ発生装置1は、第一電極10と後述する第二電極20との間で、誘電体基板30及びガス流路3を介して電圧が印加されることで、ガス流路3内を通流するガスをプラズマ化して、プラズマガスG1を生成する。このため、第一電極10と第二電極20のうち、いずれか一方が高電圧側の電極であり、他方が低電圧側の電極を構成する。以下の実施形態では、第一電極10が高電圧側の電極であり、第二電極20が低電圧側の電極であるものとして説明するが、両者が逆転しても構わない。ただし、本実施形態のプラズマ発生装置1においては、安全性の観点から、外側に露出するため作業者の近くに位置することになる第二電極20を低電圧側の電極とし、内部に埋設されている第一電極10を高電圧側の電極とするのが好適である。 In the plasma generator 1, a voltage is applied between the first electrode 10 and a second electrode 20, which will be described later, via the dielectric substrate 30 and the gas channel 3, so that the gas flows through the gas channel 3. The gas is turned into plasma to generate plasma gas G1. Therefore, one of the first electrode 10 and the second electrode 20 is a high-voltage electrode, and the other is a low-voltage electrode. In the following embodiments, the first electrode 10 is the electrode on the high voltage side, and the second electrode 20 is the electrode on the low voltage side, but they may be reversed. However, in the plasma generator 1 of the present embodiment, from the viewpoint of safety, the second electrode 20, which is exposed to the outside and is located near the operator, is the electrode on the low voltage side, and is buried inside. It is preferable to use the first electrode 10 on the high voltage side as the first electrode 10 .

図1及び図3に示すように、本実施形態において、第一電極10は、Y方向に係る長さ(以下、「幅」という。)が誘電体基板30の幅と完全には一致しないものの、ほぼ同等の長さである。吹出口5から幅広に(Y方向に関して長い領域に)プラズマガスG1を噴射させる観点からは、第一電極10をなるべく幅広に形成することが好ましい。ただし、本発明は、第一電極10の幅には限定されない。 As shown in FIGS. 1 and 3, in the present embodiment, the length of the first electrode 10 in the Y direction (hereinafter referred to as "width") does not completely match the width of the dielectric substrate 30. , are of approximately equal length. From the viewpoint of ejecting the plasma gas G1 from the outlet 5 in a wide area (into a long area in the Y direction), it is preferable to form the first electrode 10 as wide as possible. However, the invention is not limited to the width of the first electrode 10 .

本実施形態において、第一電極10は、X方向に関して吹出口5よりも-X側に少し後退している(図2参照)。図2を参照すると、第一電極10の+X側の端部10aは、プラズマ発生装置1の吹出口5側(+X側)に係る端部から、-X側に少し後退している。なお、便宜上、プラズマ発生装置1の吹出口5側(+X側)に係る端部を「第一端71」と称し、吹出口5とは反対側(-X側)に係る端部を「第二端72」と称することがある。 In this embodiment, the first electrode 10 is slightly retreated to the -X side of the blower outlet 5 in the X direction (see FIG. 2). Referring to FIG. 2, the +X side end 10a of the first electrode 10 is slightly receded to the -X side from the end related to the outlet 5 side (+X side) of the plasma generator 1 . For convenience, the end related to the blowout port 5 side (+X side) of the plasma generator 1 is referred to as "first end 71", and the end related to the side opposite to the blowout port 5 (−X side) is referred to as "second end 71". It may be referred to as "two ends 72".

吹出口5の近傍では、誘電体基板30を介さずに、第一電極10と第二電極20との間で直接放電するおそれがある。このような放電が生じると、電極(10,20)又は誘電体基板30を損傷し、これらの構成材料が不純物としてプラズマガスG1に混入する。 In the vicinity of the air outlet 5 , there is a risk of direct discharge between the first electrode 10 and the second electrode 20 without passing through the dielectric substrate 30 . When such a discharge occurs, the electrodes (10, 20) or the dielectric substrate 30 are damaged, and these constituent materials are mixed into the plasma gas G1 as impurities.

放電効率の観点では、第一電極10の+X側の端部10aを可能な限り吹出口5に接近させる、すなわち第一端71とほぼ一致させるのが好ましい。しかし、そのような構成を採用すると、第一電極10と第二電極20との間で沿面放電が生じるリスクが高まり、誘電体バリア放電ではなく直接放電が支配的になってしまう。そこで、上記のように、第一電極10の+X側の端部10aを第一端71から-X側(第二端72側)に少し後退させた構成を採用している。この後退距離、すなわち、第一電極10の+X側の端部10aと第一端71との間の距離は、典型的な一例として1mm~5mmである。 From the viewpoint of discharge efficiency, it is preferable to bring the +X-side end 10a of the first electrode 10 as close to the outlet 5 as possible, that is, to substantially match the first end 71 . However, if such a configuration is adopted, the risk of creeping discharge occurring between the first electrode 10 and the second electrode 20 increases, and direct discharge rather than dielectric barrier discharge becomes dominant. Therefore, as described above, the configuration is adopted in which the +X side end portion 10a of the first electrode 10 is slightly retracted from the first end 71 toward the -X side (second end 72 side). This receding distance, that is, the distance between the +X side end 10a of the first electrode 10 and the first end 71 is typically 1 mm to 5 mm.

第一電極10の材料としては、特に限定されないが、導電性の高いものが好ましく、典型的な例としては、銅、銀、アルミニウム、及び金からなる群に属する一種以上の材料又は前記材料の化合物である。 The material of the first electrode 10 is not particularly limited, but preferably has high conductivity. is a compound.

第一電極10と誘電体基板30とは、極力密着されており、両者の界面には空気の層がないことが好ましい。空気の層があると、その空間の内部で放電が生じ、発生したラジカルによって第一電極10が劣化する可能性があるためである。かかる理由により、第一電極10と誘電体基板30とは両者の離間距離がμmオーダーの範囲内で密着しているのが好ましい。両者の密着性を高める観点から、アンカー効果を狙って誘電体基板30の表面を荒らして微小な凹凸を形成しても構わない。特に、孔部38を形成する際に誘電体基板30が切削されることで、孔部38の内側の面は微小な凹凸が形成されやすい。このため、その後に第一電極10を孔部38内に嵌合させることで、第一電極10と誘電体基板30との密着性が高められる。 It is preferable that the first electrode 10 and the dielectric substrate 30 are in close contact with each other and that there is no air layer at the interface between the two. This is because if there is a layer of air, discharge may occur inside the space, and the generated radicals may deteriorate the first electrode 10 . For this reason, it is preferable that the first electrode 10 and the dielectric substrate 30 are in close contact with each other within the range of the μm order. From the viewpoint of enhancing the adhesion between the two, the surface of the dielectric substrate 30 may be roughened to form fine irregularities, aiming at an anchor effect. In particular, when the dielectric substrate 30 is cut to form the hole 38, the inner surface of the hole 38 is likely to have minute irregularities. Therefore, by subsequently fitting the first electrode 10 into the hole 38, the adhesion between the first electrode 10 and the dielectric substrate 30 is enhanced.

典型的には、第一電極10の厚み(Z方向に係る長さ)は、誘電体基板30の厚みと比べて薄い。特に、第一電極10を高電圧側の電極とすることで、高電圧の印加に伴って第一電極10の材料が膨張しても、第一電極10の厚みが薄いことから、膨張の影響が誘電体基板30にとって軽微なものとなる。 Typically, the thickness (the length in the Z direction) of first electrode 10 is thinner than the thickness of dielectric substrate 30 . In particular, by using the first electrode 10 as the electrode on the high voltage side, even if the material of the first electrode 10 expands with the application of high voltage, the thickness of the first electrode 10 is thin, so the influence of expansion becomes negligible for the dielectric substrate 30 .

第一電極10が高電圧側の電極である場合、第一電極10の一部箇所において電源装置63に接続される。電源装置63と第一電極10との接続方法は、電気的に接続され、印加される電圧に耐え得る方法であれば特に制限されない。例えば、半田による接続や、各種のコネクタ(例えば、同軸コネクタ等)を用いた接続が挙げられる。なお、本実施形態のプラズマ発生装置1では、プラズマ発生に際してマイクロ波を用いないため、所定の特性インピーダンスを有する同軸コネクタ又は同軸ケーブルを用いる必要はない。 When the first electrode 10 is the electrode on the high voltage side, the first electrode 10 is partially connected to the power supply 63 . A connection method between the power supply device 63 and the first electrode 10 is not particularly limited as long as it is electrically connected and can withstand the applied voltage. For example, connection by soldering and connection using various connectors (for example, coaxial connectors, etc.) can be mentioned. Since the plasma generator 1 of this embodiment does not use microwaves for plasma generation, it is not necessary to use a coaxial connector or coaxial cable having a predetermined characteristic impedance.

電源装置63から第一電極10に印加される電圧及び周波数は、プラズマ発生装置1において誘電体バリア放電の発生が可能な範囲であればよい。典型的には、印加電圧は3kV~20kVであり、3kV~10kVであるのが好ましい。また、電圧信号の周波数は、典型的には20kHz~1000kHzであり、50kHz~150kHzであるのがより好ましい。上限が150kHzであることが好ましいとした理由は、その波長はプラズマ照射長を考慮したこと、また、EMC規格での雑音端子電圧で検出される周波数が150kHzよりも高周波であることによる。 The voltage and frequency applied from the power supply device 63 to the first electrode 10 may be within a range in which dielectric barrier discharge can be generated in the plasma generator 1 . Typically, the applied voltage is between 3 kV and 20 kV, preferably between 3 kV and 10 kV. Also, the frequency of the voltage signal is typically 20 kHz to 1000 kHz, more preferably 50 kHz to 150 kHz. The reason why the upper limit is preferably 150 kHz is that the wavelength takes into consideration the plasma irradiation length and that the frequency detected by the noise terminal voltage in the EMC standard is higher than 150 kHz.

(第二電極20,ガス流路3)
第二電極20は、Y方向に延在する板形状を呈する。より詳細には、図2及び図3に示すように、第二電極20は、誘電体基板30を+Z側及び-Z側の双方から離間して挟み込むように配置されている。つまり、第二電極20は、Z方向に関して、誘電体基板30から、第一電極10が配置されている側とは反対側に離間して配置されている。
(Second electrode 20, gas flow path 3)
The second electrode 20 has a plate shape extending in the Y direction. More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the second electrode 20 is arranged to sandwich the dielectric substrate 30 apart from both the +Z side and the −Z side. That is, the second electrode 20 is spaced apart from the dielectric substrate 30 on the side opposite to the side on which the first electrode 10 is arranged in the Z direction.

第二電極20を低電圧側の電極とする場合、直接又は抵抗を介して接地電位に接続されていてもよく、電源装置63の低電圧側の出力に接続されていてもよい。 When the second electrode 20 is the electrode on the low voltage side, it may be connected to the ground potential directly or via a resistor, or may be connected to the output of the power supply device 63 on the low voltage side.

図2及び図3に示すように、第二電極20の誘電体基板30側の面には、一部箇所に凹部27が形成されている。この凹部27は、Y方向に延在して形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, a concave portion 27 is formed in a part of the surface of the second electrode 20 on the side of the dielectric substrate 30 . The recess 27 is formed extending in the Y direction.

図6は、誘電体基板30の-Z側の面とZ方向に対向する第二電極20を、+Z側から見たときの模式的な平面図である。なお、誘電体基板30の+Z側の面とZ方向に対向する第二電極20を、-Z側から見た場合も、実質的に同様の形状を示すものとして構わない。以下では、説明の簡略化のために、誘電体基板30よりも-Z側に位置する第二電極20についてのみ説明を行い、+Z側に位置する第二電極20についての説明は割愛する。 FIG. 6 is a schematic plan view of the second electrode 20 facing the −Z side surface of the dielectric substrate 30 in the Z direction when viewed from the +Z side. The second electrode 20 facing the +Z side surface of the dielectric substrate 30 in the Z direction may have substantially the same shape when viewed from the -Z side. In the following, for simplification of explanation, only the second electrode 20 located on the -Z side of the dielectric substrate 30 will be explained, and the explanation of the second electrode 20 located on the +Z side will be omitted.

図2、図3、及び図6によれば、第二電極20は+Y側、-Y側及び-X側の外縁部26において高さが高く、外縁部26よりも内側において、前述した凹部27が形成されていることが分かる。図2に示すように、第二電極20の外縁部26は誘電体基板30の面と当接される。つまり、第二電極20の外縁部26と誘電体基板30とが当接されると、第二電極20のZ側において形成された凹部27は空隙を構成する。より詳細には、誘電体基板30よりも-Z側に位置する第二電極20については、この第二電極20の+Z側に形成された凹部27が空隙を構成し、誘電体基板30よりも+Z側に位置する第二電極20については、この第二電極20の-Z側に形成された凹部27が空隙を構成する。これらの凹部27によって形成される空隙が、「ガス流路3」を構成する。 2, 3, and 6, the second electrode 20 has a higher height at the outer edge 26 on the +Y side, the -Y side, and the -X side, and the recess 27 described above inside the outer edge 26. is formed. As shown in FIG. 2, the outer edge 26 of the second electrode 20 abuts the surface of the dielectric substrate 30 . That is, when the outer edge portion 26 of the second electrode 20 and the dielectric substrate 30 are brought into contact with each other, the concave portion 27 formed on the Z side of the second electrode 20 constitutes a gap. More specifically, for the second electrode 20 located on the −Z side of the dielectric substrate 30, the recess 27 formed on the +Z side of the second electrode 20 constitutes a gap. As for the second electrode 20 positioned on the +Z side, the recess 27 formed on the -Z side of the second electrode 20 constitutes a gap. A gap formed by these concave portions 27 constitutes the "gas flow path 3".

図6に示す例では、凹部27の底面において、Y方向に離間した複数の位置に連絡孔53が形成されている。連絡孔53の数は特に制限されないが、本実施形態のように2以上であることが好ましい。連絡孔53は、後述するようにガス送出装置61からのガスG0(図2参照)を、ガス流路3に導くために設けられている。連絡孔53をY方向の異なる位置に複数設けることで、ガス流路3内を流れるガス流を層流としやすくなる。また、ガス流路3に導入される時点で、Y方向の広い範囲にガスを行き渡らせる観点から、Y方向の広い範囲に連絡孔53が形成されているのが好ましい。 In the example shown in FIG. 6, communication holes 53 are formed at a plurality of positions spaced apart in the Y direction on the bottom surface of the recess 27 . Although the number of communication holes 53 is not particularly limited, it is preferably two or more as in this embodiment. The communication hole 53 is provided to guide the gas G0 (see FIG. 2) from the gas delivery device 61 to the gas flow path 3, as will be described later. By providing a plurality of communication holes 53 at different positions in the Y direction, it becomes easier to make the gas flow in the gas flow path 3 laminar. From the viewpoint of spreading the gas over a wide range in the Y direction when it is introduced into the gas flow path 3, it is preferable that the communication holes 53 are formed over a wide range in the Y direction.

なお、図6では、独立した複数の連絡孔53が形成されている例が示されているが、Y方向に長い、例えば矩形筒状の連絡孔53が単一で形成されていても構わない。ただし、ここでいう「単一」とは、それぞれの凹部27に対して単一という意味である。より詳細には、誘電体基板30よりも-Z側に位置する第二電極20の凹部27において単一の連絡孔53が形成され、誘電体基板30よりも+Z側に位置する第二電極20の凹部27において別の単一の連絡孔53が形成されていてもよい、という意味である。 FIG. 6 shows an example in which a plurality of independent communication holes 53 are formed. . However, "single" here means that each recess 27 is single. More specifically, a single communication hole 53 is formed in the recess 27 of the second electrode 20 located on the −Z side of the dielectric substrate 30, and the second electrode 20 located on the +Z side of the dielectric substrate 30. This means that another single communication hole 53 may be formed in the recess 27 of the .

(ガスバッファ基板40)
図1~図3に示すように、プラズマ発生装置1は、第二電極20に対して、誘電体基板30とは反対側から、すなわち±Z方向に係る外側から、当接されたガスバッファ基板40を備える。本実施形態では、ガスバッファ基板40は周縁部において第二電極20と当接されている。このため、当該周縁部の内側において、第二電極20とガスバッファ基板40との間には空隙51が形成される。
(Gas buffer substrate 40)
As shown in FIGS. 1 to 3, the plasma generator 1 has a gas buffer substrate in contact with the second electrode 20 from the side opposite to the dielectric substrate 30, that is, from the outside in the ±Z direction. 40. In this embodiment, the gas buffer substrate 40 is in contact with the second electrode 20 at the peripheral portion. Therefore, a gap 51 is formed between the second electrode 20 and the gas buffer substrate 40 inside the peripheral portion.

前記空隙51には、ガス送出装置61(図2参照)が連絡される。ガス送出装置61から送出されたガスG0は、空隙51内でバッファされた後、連絡孔53を通じてガス流路3に導かれる。なお、図2には、ガス送出装置61が複数設けられている場合が図示されているが、共通のガス送出装置61から、それぞれの空隙51内に向かってガスG0が送出されるものとしても構わない。 A gas delivery device 61 (see FIG. 2) is connected to the air gap 51 . The gas G<b>0 delivered from the gas delivery device 61 is buffered in the gap 51 and then guided to the gas flow path 3 through the communication hole 53 . Although FIG. 2 shows a case in which a plurality of gas delivery devices 61 are provided, even if the gas G0 is delivered from the common gas delivery device 61 into each of the gaps 51, I do not care.

本実施形態のプラズマ発生装置1において、ガスバッファ基板40は、金属等の導電性部材で構成される。 In the plasma generator 1 of this embodiment, the gas buffer substrate 40 is made of a conductive member such as metal.

(吹出口5)
プラズマ発生装置1は、ガス流路3の+X側の端部、すなわち第一端71に吹出口5を備える。この吹出口5は、ガス流路3内を+X方向に沿って通流中に生成されたプラズマを、ガス流と共に外部に吹き付ける(プラズマガスG1)。プラズマ発生装置1は、一例として、ガス流路3及び吹出口5の幅(Y方向に係る長さ)が、X座標によらず均一である。これにより、ガス流路3に流入したガスG0の流れが乱れることなく、吹出口5から均質にプラズマガスG1を噴射できる。
(Blowout port 5)
The plasma generator 1 includes a blowout port 5 at the +X side end of the gas flow path 3 , that is, at the first end 71 . The blowout port 5 blows the plasma generated during the flow along the +X direction in the gas flow path 3 to the outside together with the gas flow (plasma gas G1). In the plasma generator 1, for example, the widths (lengths in the Y direction) of the gas flow path 3 and the outlet 5 are uniform regardless of the X coordinate. As a result, the plasma gas G1 can be uniformly jetted from the outlet 5 without disturbing the flow of the gas G0 that has flowed into the gas flow path 3 .

ただし、本発明においてはこの例に限定されず、吹出口5の幅は、必要に応じて調整してもよい。例えば、ガス流路3の-X側(第二端72側)の幅と比較して吹出口5の幅を狭くすることで、プラズマガスG1の強度が高められる。逆に、ガス流路3の-X側(第二端72側)の幅と比較して吹出口5の幅を広くすることで、プラズマガスG1の噴射幅を広げられ、被処理物に対して同一タイミングで吹き付けることのできる範囲が広げられる。 However, the present invention is not limited to this example, and the width of the outlet 5 may be adjusted as necessary. For example, the intensity of the plasma gas G1 can be increased by narrowing the width of the outlet 5 compared to the width of the −X side (second end 72 side) of the gas flow path 3 . Conversely, by widening the width of the outlet 5 compared to the width of the -X side (second end 72 side) of the gas flow path 3, the jet width of the plasma gas G1 can be widened, The range that can be sprayed at the same timing is expanded.

ガス送出装置61から送出されるガスは、プラズマ発生装置1の始動時のガスとしては、He、Ne、及びArからなる群から選ばれる1種以上が挙げられる。また、プラズマが発生した後のガスとしては、所望の活性種を生成できるガス、具体的には、水素、酸素、水、窒素などからなる群から選ばれる1種以上が挙げられる。 The gas delivered from the gas delivery device 61 may be one or more selected from the group consisting of He, Ne, and Ar as the starting gas for the plasma generator 1 . Further, as the gas after the plasma is generated, a gas capable of generating desired active species, specifically, one or more selected from the group consisting of hydrogen, oxygen, water, nitrogen and the like can be used.

本実施形態では、ガス流路3を流れるガス流が層流であることが好ましい。ガス流が層流であると、プラズマをより均質に噴射させることができる。ここで、層流と乱流とを区別するパラメータとして、レイノルズ数がある。
レイノルズ数Reは、流体の密度をρ(kg/m3)、流速をU(m/s)、特性長さをL(m)、流体の粘性係数をμ(Pa・s)として、
Re=ρ・U・L/μ
であらわされる無次元量である。
In this embodiment, it is preferable that the gas flow through the gas flow path 3 is laminar. When the gas flow is laminar, the plasma can be jetted more homogeneously. Here, the Reynolds number is a parameter that distinguishes between laminar flow and turbulent flow.
The Reynolds number Re is given by ρ (kg/m 3 ) for the density of the fluid, U (m/s) for the flow velocity, L (m) for the characteristic length, and μ (Pa·s) for the viscosity coefficient of the fluid.
Re=ρ・U・L/μ
It is a dimensionless quantity represented by

層流と乱流との境目となるレイノルズ数は、限界レイノルズ数と呼ばれ、その値は2,000~4,000とされている。 The Reynolds number at the boundary between laminar flow and turbulent flow is called the critical Reynolds number, and its value is 2,000 to 4,000.

プラズマ発生装置1の大きさは特に制限されない。
一例として、外観の寸法は、幅(Y方向の長さ)が750mmであり、長さ(X方向の長さ)が40mmであり、厚み(Z方向の長さ、最も厚い箇所)が20mmである。
誘電体基板30の外形寸法は、幅が750mm、長さが40mm、第一端71における厚みが0.1mmである。
第一電極10の外径寸法は、幅が690mm、長さが20mmである。
第二電極20の外形寸法は、幅が750mm、長さが20mmである。また、第二電極20の第一端71における厚みは、+Z側及び-Z側に位置するそれぞれについて、0.1mmである。
ガス流路3の外形寸法は、+Z側及び-Z側に位置するそれぞれについて、幅が700mm、長さが35mmである。
吹出口5の寸法は、+Z側及び-Z側に位置するそれぞれについて、開口幅が700mm、開口高さが0.2mmである。+Z側に位置する吹出口5と-Z側に位置する吹出口5とは、誘電体基板30の第一端71における厚み相当分だけ離間している。
The size of the plasma generator 1 is not particularly limited.
As an example, the external dimensions are 750 mm in width (length in the Y direction), 40 mm in length (length in the X direction), and 20 mm in thickness (length in the Z direction, at the thickest point). be.
The outer dimensions of the dielectric substrate 30 are 750 mm in width, 40 mm in length, and 0.1 mm in thickness at the first end 71 .
The outer diameter dimensions of the first electrode 10 are 690 mm in width and 20 mm in length.
The external dimensions of the second electrode 20 are 750 mm in width and 20 mm in length. Also, the thickness of the first end 71 of the second electrode 20 is 0.1 mm on each of the +Z side and the −Z side.
The outer dimensions of the gas channel 3 are 700 mm in width and 35 mm in length on each of the +Z side and the -Z side.
The dimensions of the outlets 5 are 700 mm in width and 0.2 mm in height on the +Z side and -Z side, respectively. The outlet 5 positioned on the +Z side and the outlet 5 positioned on the -Z side are separated by a distance corresponding to the thickness of the first end 71 of the dielectric substrate 30 .

図7は、図2に示すプラズマ発生装置1から、第一電極10、第二電極20、及び誘電体基板30のみを抽出し、第一端71の近傍を拡大して表示した断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view in which only the first electrode 10, the second electrode 20, and the dielectric substrate 30 are extracted from the plasma generator 1 shown in FIG. 2, and the vicinity of the first end 71 is enlarged and displayed. .

本実施形態のプラズマ発生装置1において、誘電体基板30の一部の面は、ガス流路3の内側面を構成しており、ガス流路3の内側面を構成する面には、第一端71よりも-X方向に離れた位置においてXY平面にほぼ平行な平坦面31と、この平坦面31よりも+X側(第一端71側)に位置する傾斜面32とが含まれる。 In the plasma generator 1 of the present embodiment, a part of the surface of the dielectric substrate 30 constitutes the inner surface of the gas channel 3, and the surface constituting the inner surface of the gas channel 3 has a first It includes a flat surface 31 substantially parallel to the XY plane at a position away from the end 71 in the -X direction, and an inclined surface 32 located on the +X side (first end 71 side) of the flat surface 31 .

誘電体基板30内に埋め込まれている第一電極10は、第一端71よりも-X方向に離れた位置においてXY平面にほぼ平行な平坦面11と、この平坦面11よりも+X側(第一端71側)に位置する傾斜面12とを有する。 The first electrode 10 embedded in the dielectric substrate 30 has a flat surface 11 substantially parallel to the XY plane at a position away from the first end 71 in the -X direction, and a +X side of the flat surface 11 ( and an inclined surface 12 located on the first end 71 side).

誘電体基板30よりも外側(±Z側)に配置された第二電極20の一部の面は、ガス流路3の内側面を構成しており、ガス流路3の内側面を構成する面には、第一端71よりも-X方向に離れた位置においてXY平面にほぼ平行な平坦面21と、この平坦面21よりも+X側(第一端71側)に位置する傾斜面22とを有する。 A part of the surface of the second electrode 20 arranged outside (±Z side) of the dielectric substrate 30 constitutes the inner surface of the gas flow channel 3. The surfaces include a flat surface 21 substantially parallel to the XY plane at a position away from the first end 71 in the -X direction, and an inclined surface 22 located on the +X side (first end 71 side) of the flat surface 21. and

このように、誘電体基板30、第一電極10、及び第二電極20の少なくともいずれか一つの面が、X方向に関して第一端71に近い位置、すなわち吹出口5に近い位置に傾斜面を有することで、ガスがガス流路3内を通流して吹出口5に近づくに連れて、ガスに印加される電界強度が高められ、吹出口5近傍においてプラズマ化される(プラズマガスG1)。 In this manner, at least one surface of the dielectric substrate 30, the first electrode 10, and the second electrode 20 has an inclined surface at a position near the first end 71 in the X direction, that is, at a position near the air outlet 5. Thus, as the gas flows through the gas passage 3 and approaches the outlet 5, the intensity of the electric field applied to the gas is increased, and plasma is generated in the vicinity of the outlet 5 (plasma gas G1).

図8は、図7の一部拡大図である。図8では、説明の都合上、プラズマガスG1が吹き付けられる対象である被処理物Wが併記されている。図8の例では、被処理物WがZ方向に移動しながらプラズマガスG1が吹き付けられる。 8 is a partially enlarged view of FIG. 7. FIG. In FIG. 8, for convenience of explanation, the workpiece W to be sprayed with the plasma gas G1 is also shown. In the example of FIG. 8, the plasma gas G1 is blown while the workpiece W moves in the Z direction.

本実施形態のプラズマ発生装置1によれば、Z方向に離間した複数の箇所にガス流路3が形成されている。そして、これらのガス流路3内を+X方向に通流したガスが、第一端71の近傍でプラズマ化されることで、吹出口5からプラズマガスG1として被処理物Wに吹き付けられる。 According to the plasma generator 1 of this embodiment, the gas flow paths 3 are formed at a plurality of locations spaced apart in the Z direction. The gas flowing in the +X direction through these gas flow paths 3 is plasmatized in the vicinity of the first end 71 , and is sprayed onto the workpiece W from the outlet 5 as the plasma gas G<b>1 .

本実施形態において、X方向に関して第一端71に近接した位置におけるガス流路3同士のZ方向の離間距離は、X方向に関して第一端71に近接した位置における誘電体基板30の厚み(Z方向の長さ)、すなわち誘電体基板30の端部39の厚みに依存する。通流するガスをプラズマ化するためには、ガスに対して高い電界を印加する必要があり、かかる観点から誘電体基板30の厚みには上限がある。上述した数値例では誘電体基板30の端部39の厚みが0.1mmであったが、端部39の厚みの上限値は1.0mmである。なお、端部39の厚みの下限値は、加工精度によって左右されるが、現実的には0.01mmである。 In this embodiment, the separation distance in the Z direction between the gas flow paths 3 at positions close to the first end 71 in the X direction is the thickness (Z direction length), ie the thickness of the edge 39 of the dielectric substrate 30 . In order to turn the flowing gas into plasma, it is necessary to apply a high electric field to the gas. From this point of view, the thickness of the dielectric substrate 30 has an upper limit. Although the thickness of the end portion 39 of the dielectric substrate 30 was 0.1 mm in the numerical example described above, the upper limit of the thickness of the end portion 39 is 1.0 mm. Although the lower limit of the thickness of the end portion 39 depends on the processing accuracy, it is practically 0.01 mm.

つまり、本実施形態のプラズマ発生装置1によれば、Z方向に1.0mm未満の距離だけ離間した複数の位置(複数の吹出口5)から、それぞれプラズマガスG1が被処理物Wに吹き付けられる。被処理物Wは、通常、表面を処理する目的で、プラズマガスG1が吹き付けられる。この目的のためには、被処理物Wは、なるべく吹出口5の近くに配置される。現実的には、被処理物Wと吹出口5との間の離間距離(図8内の距離d0)は、1.0mm~5.0mmである。よって、Z方向に極めて近接した状態で配置された複数の吹出口5から噴射されたプラズマガスG1は、被処理物Wの面に衝突するとその一部が反射することによって生じる乱流や、各プラズマガスG1の流速の微小な差異によって両者の間にプラズマガスG1の流れが生まれる。この結果、各吹出口5の開口幅よりも広い領域にプラズマガスG1で満たされたガス空間PAが形成される。よって、被処理物Wに対する表面処理能力が向上する。 That is, according to the plasma generator 1 of the present embodiment, the plasma gas G1 is sprayed onto the workpiece W from a plurality of positions (a plurality of outlets 5) separated by a distance of less than 1.0 mm in the Z direction. . The object W to be treated is usually sprayed with the plasma gas G1 for the purpose of surface treatment. For this purpose, the workpiece W is arranged as close to the outlet 5 as possible. In reality, the separation distance (distance d0 in FIG. 8) between the object W to be processed and the outlet 5 is 1.0 mm to 5.0 mm. Therefore, when the plasma gas G1 jetted from the plurality of outlets 5 arranged in close proximity to each other in the Z direction collides with the surface of the object W, the turbulent flow caused by part of the reflection and the A slight difference in flow velocity of the plasma gas G1 causes a flow of the plasma gas G1 between them. As a result, a gas space PA filled with the plasma gas G1 is formed in a region wider than the opening width of each outlet 5 . Therefore, the surface treatment capability for the object W to be treated is improved.

なお、図2を参照して上述したように、ガス流路3別にガス送出装置61を備える場合には、それぞれのガス送出装置61から送出されるガスの流量や流速を微小に異ならせるように制御するのが好ましい。また、ガス送出装置61が複数のガス流路3に対して共通化されている場合には、ガス流路3の流路幅を相互に少し異ならせる等により、各ガス流路3を流れるガスの流速が相互に異なるように設計するのが好ましい。 As described above with reference to FIG. 2, when the gas delivery device 61 is provided for each gas flow path 3, the flow rate and flow velocity of the gas delivered from each gas delivery device 61 are slightly different. preferably controlled. Further, when the gas delivery device 61 is commonly used for a plurality of gas flow paths 3, the flow path width of the gas flow paths 3 may be slightly different from each other so that the gas flowing through each gas flow path 3 can be adjusted. are preferably designed so that the flow velocities of are different from each other.

本実施形態のプラズマ発生装置1において、誘電体基板30、第一電極10、及び第二電極20の少なくともいずれか一の面は、上述したように傾斜した面であり、Z方向に離間して設けられたそれぞれのガス流路3内における電界強度は、前記傾斜面の角度等に依存する。製造時の切削等の処理において、Z方向に関して完全な対称性を有するような形状とすることは、加工精度の観点からは難しい。つまり、図2に示すプラズマ発生装置1を製造した場合には、Z方向に離間して配置されている各ガス流路3の流路幅、傾き、切削時にガス流路3の内側面上に設けられた微差な凹凸の形状等が、相互に異なることが想定される。この結果、ガス送出装置61が各ガス流路3に対して共通化されている場合であっても、各ガス流路3を流れるガスの流速は相互に微妙に異なりやすい。 In the plasma generator 1 of the present embodiment, at least one surface of the dielectric substrate 30, the first electrode 10, and the second electrode 20 is an inclined surface as described above, and is spaced apart in the Z direction. The electric field intensity in each of the provided gas flow paths 3 depends on the angle of the inclined surface and the like. In processing such as cutting during manufacturing, it is difficult from the viewpoint of processing accuracy to obtain a shape that has perfect symmetry with respect to the Z direction. That is, when the plasma generator 1 shown in FIG. 2 is manufactured, the channel width and inclination of each gas channel 3 spaced apart in the Z direction, and the inner surface of the gas channel 3 during cutting It is assumed that the shapes and the like of the provided unevenness are different from each other. As a result, even if the gas delivery device 61 is common to each gas flow path 3, the flow velocity of the gas flowing through each gas flow path 3 tends to be slightly different from each other.

(変形例)
上述したプラズマ発生装置1の構成はあくまで一例であり、本実施形態のプラズマ発生装置1は、種々のバリエーションの採用が可能である。以下、各バリエーションの構造について、図7にならって表示した図9A~図9Jを参照しながら説明する。
(Modification)
The configuration of the plasma generator 1 described above is merely an example, and various variations can be adopted for the plasma generator 1 of the present embodiment. The structure of each variation will be described below with reference to FIGS. 9A to 9J displayed in the same manner as in FIG.

〈1〉図7に示す構成の場合、第一電極10は+X方向に進行するに連れて厚み(Z方向の長さ)が薄くなる形状を呈していた。これに対し、図9Aに示すように、第一電極10は、X座標の位置によらず厚みが均一な形状であっても構わない。つまり、第一電極10は、第一端71に近い位置においても平坦面11を有するものとしても構わない。 <1> In the case of the configuration shown in FIG. 7, the first electrode 10 had a shape in which the thickness (the length in the Z direction) decreased as it progressed in the +X direction. On the other hand, as shown in FIG. 9A, the first electrode 10 may have a uniform thickness regardless of the X-coordinate position. That is, the first electrode 10 may have the flat surface 11 even at a position near the first end 71 .

〈2〉図7に示す構成の場合、誘電体基板30は+X方向に進行するに連れて厚み(Z方向の長さ)が薄くなる形状を呈していた。これに対し、図9Bに示すように、誘電体基板30は、X座標の位置によらず厚みが均一な形状であっても構わない。つまり、誘電体基板30は、第一端71に近い位置においても平坦面31を有するものとしても構わない。 <2> In the case of the configuration shown in FIG. 7, the dielectric substrate 30 had a shape in which the thickness (the length in the Z direction) decreased as it progressed in the +X direction. On the other hand, as shown in FIG. 9B, the dielectric substrate 30 may have a uniform thickness regardless of the X-coordinate position. That is, the dielectric substrate 30 may have the flat surface 31 even at a position near the first end 71 .

〈3〉図7に示す構成の場合、第二電極20は、+X方向に進行するに連れて厚み(Z方向の長さ)が厚くなるように傾斜面22が設けられていた。つまり、X方向に関して第一端71に最も近い位置において、第二電極20の厚みが最も厚くなるような形状であった。これに対し、図9Cに示すように、第二電極20は、X方向に関して第一端71に最も近い位置において、厚みが微小に減少するように傾斜面22の傾きが設定されていても構わない。より具体的には、図9Cに示す領域81において、第二電極20はZ方向に関して誘電体基板30から遠ざかるように傾斜している。 <3> In the case of the configuration shown in FIG. 7, the second electrode 20 is provided with the inclined surface 22 so that the thickness (the length in the Z direction) increases as it progresses in the +X direction. In other words, the shape was such that the second electrode 20 was the thickest at the position closest to the first end 71 in the X direction. On the other hand, as shown in FIG. 9C, the inclination of the inclined surface 22 of the second electrode 20 may be set so that the thickness is slightly reduced at the position closest to the first end 71 in the X direction. do not have. More specifically, in the region 81 shown in FIG. 9C, the second electrode 20 is inclined away from the dielectric substrate 30 in the Z direction.

〈4〉図7に示す構成の場合、第一電極10は+X方向に進行するに連れて厚み(Z方向の長さ)が薄くなる形状を呈していた。また、図9Aに示す構成の場合、第一電極10は、X座標の位置によらず厚みが均一であった。これに対し、図9Dに示すように、第一電極10は+X方向に進行するに連れて厚みが厚くなる形状を呈していても構わない。つまり、第一電極10は、第一端71に近い位置において、Z方向に関して第二電極20に近づくような傾斜面12を備えていても構わない。 <4> In the case of the configuration shown in FIG. 7, the first electrode 10 had a shape in which the thickness (the length in the Z direction) decreased as it progressed in the +X direction. Moreover, in the case of the configuration shown in FIG. 9A, the thickness of the first electrode 10 was uniform regardless of the position of the X coordinate. On the other hand, as shown in FIG. 9D, the first electrode 10 may have a shape in which the thickness increases in the +X direction. That is, the first electrode 10 may have the inclined surface 12 at a position near the first end 71 so as to approach the second electrode 20 in the Z direction.

〈5〉図7に示す構成の場合、第一電極10の+X側の端部は誘電体基板30によって覆われていた。これに対し、図9Eに示すように、第一電極10の+X側の端部が、誘電体基板30とは別の材料からなる絶縁部材82で覆われていても構わない。第一電極10の+X側の端部を絶縁部材82で覆うことにより、誘電体基板30で覆う場合と同様に、コロナ放電等の不要な放電の発生を抑制できる。絶縁部材82の材料としては、ガラス、ガラスを含む焼結体、シリコーン又はエポキシ等の樹脂素材が挙げられる。 <5> In the configuration shown in FIG. 7 , the +X side end of the first electrode 10 was covered with the dielectric substrate 30 . On the other hand, as shown in FIG. 9E , the +X side end of the first electrode 10 may be covered with an insulating member 82 made of a material different from that of the dielectric substrate 30 . By covering the +X side end of the first electrode 10 with the insulating member 82 , generation of unnecessary discharge such as corona discharge can be suppressed, as in the case of covering with the dielectric substrate 30 . Materials for the insulating member 82 include glass, a sintered body containing glass, and a resin material such as silicone or epoxy.

〈6〉図7に示す構成の場合、第一電極10の+X側の端部は誘電体基板30によって覆われていた。これに対し、図9F~図9Gに示すように、第一電極10の+X側の端部については誘電体基板30で覆わない一方、第一電極10よりもZ方向に係る外側の位置における誘電体基板30の+X側の端部を、第一電極10の+X側の端部よりも+X側に突出させても構わない。 <6> In the configuration shown in FIG. 7 , the +X side end of the first electrode 10 was covered with the dielectric substrate 30 . On the other hand, as shown in FIGS. 9F to 9G, while the +X side end of the first electrode 10 is not covered with the dielectric substrate 30, the dielectric substrate at the position outside the first electrode 10 in the Z direction The +X side end of the body substrate 30 may protrude further to the +X side than the +X side end of the first electrode 10 .

この場合において、第一電極10の+X側の端部は、図9Fに示すように第一端71よりも-X側に位置していても構わないし、図9Gに示すように第一端71よりも+X側に位置していても構わない。また、図示は省略しているが、第一電極10の+X側の端部が、第一端71と同じX座標に位置していても構わない。 In this case, the +X side end of the first electrode 10 may be located on the -X side of the first end 71 as shown in FIG. 9F, or the first end 71 as shown in FIG. 9G. It may be located on the +X side of . Although not shown, the +X side end of the first electrode 10 may be positioned at the same X coordinate as the first end 71 .

図9F~図9Gに示すように、第一電極10の+X側の端部が誘電体基板30で覆われていない構造であっても、その周囲の誘電体基板30が+X側に突出することで、第一電極10と第二電極20との間の電気的な距離が確保され、直接放電が抑制される。 As shown in FIGS. 9F to 9G, even in a structure in which the +X side end of the first electrode 10 is not covered with the dielectric substrate 30, the surrounding dielectric substrate 30 protrudes to the +X side. , an electrical distance is secured between the first electrode 10 and the second electrode 20, and direct discharge is suppressed.

〈7〉図9Hに示すように、第二電極20の吹出口5の近傍の面上に、保護膜85が形成されていても構わない。この保護膜85は、第二電極20を構成する材料が飛散することを防止する目的で設けられる。図9Hの例では、第二電極20が傾斜面22を有しており、この傾斜面22上に保護膜85が形成されている。保護膜85の材質としては、例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又はステアタイトが利用可能であり、誘電体基板30と同一の材質であるのが好ましい。 <7> As shown in FIG. 9H, a protective film 85 may be formed on the surface of the second electrode 20 near the outlet 5 . This protective film 85 is provided for the purpose of preventing the material forming the second electrode 20 from scattering. In the example of FIG. 9H, the second electrode 20 has an inclined surface 22, and the protective film 85 is formed on this inclined surface 22. In the example of FIG. As the material of the protective film 85 , for example, aluminum oxide, aluminum nitride, or steatite can be used, and it is preferably the same material as the dielectric substrate 30 .

第二電極20の面上に保護膜85を形成する方法は特に制限されないが、方法の容易性の観点からは、保護膜85を構成する材料を第二電極20の面上に溶射して塗布する方法が好適に挙げられる。保護膜85の厚さは、第二電極20の材料の飛散を抑制する機能を奏する限り適宜設定できるが、例えば10μm~100μmである。 The method of forming the protective film 85 on the surface of the second electrode 20 is not particularly limited. A preferred method is to The thickness of the protective film 85 can be appropriately set as long as it has the function of suppressing scattering of the material of the second electrode 20, and is, for example, 10 μm to 100 μm.

〈8〉図9Iに示すように、誘電体基板30の吹出口5の近傍の面上に、始動補助部材86が形成されていても構わない。始動補助部材86の材料としては、炭素(カーボン)、又は遷移金属化合物等が挙げられる。始動補助部材86の材料として誘電体基板30よりも比誘電率の高い物質が挙げられる。このとき、誘電損失により、始動補助部材86の構成物質が加熱されて初期電子がガス流路3内に供給される。始動補助部材86の材料としては、カーボンが特に好ましい。カーボンは熱安定性が高いため、温度が上昇しても始動補助部材86の蒸発が生じにくく、プラズマ発生装置1としての信頼性が高められる。 <8> As shown in FIG. 9I, a starting assisting member 86 may be formed on the surface of the dielectric substrate 30 near the air outlet 5 . Examples of materials for the starting assist member 86 include carbon, transition metal compounds, and the like. A material having a dielectric constant higher than that of the dielectric substrate 30 can be used as the material of the starting assisting member 86 . At this time, dielectric loss heats the constituent material of the starting assisting member 86 and supplies the initial electrons into the gas flow path 3 . Carbon is particularly preferable as the material for the starting assist member 86 . Since carbon has high thermal stability, the starting assisting member 86 is less likely to evaporate even if the temperature rises, and the reliability of the plasma generator 1 is enhanced.

なお、始動補助部材86の材料として、より少ない印加電圧で電子放出作用が認められるよう、仕事関数の低い材料でもよい。 As the material of the starting assisting member 86, a material having a low work function may be used so that the electron emission effect can be recognized with a lower applied voltage.

図9Iに示すプラズマ発生装置1によれば、吹出口5の近傍に始動補助部材86を備えるため、初期電子をガス流路3内に供給することができ、始動性が向上する。これにより、電源容量の大きいマイクロ波発振装置やスタータ回路装置が不要となり、プラズマ発生装置1を小型且つ安価で製造することができる。 According to the plasma generator 1 shown in FIG. 9I, since the start assisting member 86 is provided near the outlet 5, the initial electrons can be supplied into the gas flow path 3, and the startability is improved. This eliminates the need for a microwave oscillator or starter circuit device having a large power supply capacity, and the plasma generator 1 can be manufactured in a small size and at a low cost.

〈9〉図9Jに示すように、プラズマ発生装置1は、吹出口5に対して+X側に隣接した位置に遮光部材87を備えていても構わない。遮光部材87は、内部にガスの通流が可能な管体88を有しており、この管体88はガス流路3に連絡されている。図9Jに示す例では、管体88により、プラズマガスG1の吹出方向が-Z方向に変更されている。かかる構成により、ガス流路3内の放電由来の光が被処理物に照射されることが防止される。 <9> As shown in FIG. 9J, the plasma generator 1 may be provided with a light blocking member 87 adjacent to the outlet 5 on the +X side. The light shielding member 87 has a tubular body 88 inside which gas can flow, and this tubular body 88 is connected to the gas flow path 3 . In the example shown in FIG. 9J, the blowing direction of the plasma gas G1 is changed to the -Z direction by the tubular body 88. In the example shown in FIG. Such a configuration prevents the object to be processed from being irradiated with the light originating from the discharge in the gas flow path 3 .

〈10〉図9Kに示すように、誘電体基板30の+X側の端部が、第一端71よりも-X側に微小距離だけ後退していても構わない。この場合、+Z側のガス流路3を通流するプラズマガスG1と、-Z側のガス流路3を通流するプラズマガスG1とは、共通の吹出口5から吹き出される。 <10> As shown in FIG. 9K, the +X side end of the dielectric substrate 30 may recede from the first end 71 toward the −X side by a very small distance. In this case, the plasma gas G1 flowing through the +Z side gas flow path 3 and the plasma gas G1 flowing through the -Z side gas flow path 3 are blown out from the common blowout port 5 .

〈11〉上述した各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。 <11> The modifications described above can be combined as appropriate.

[第二実施形態]
誘電体バリア放電式プラズマ発生装置の第二実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において、第一実施形態と共通の要素については、共通の符号を付すことで説明が適宜簡略化又は割愛される。
[Second embodiment]
A second embodiment of the dielectric barrier discharge plasma generator will be described with reference to the drawings. In the following description, elements common to those of the first embodiment are denoted by common reference numerals, thereby appropriately simplifying or omitting the description.

図10は、本実施形態のプラズマ発生装置1を、模式的に示した斜視図である。図11は、図10におけるプラズマ発生装置1をXI-XI線で切断したときの模式的な断面図である。図12は、図10におけるプラズマ発生装置1を、XII-XII線で切断したときの模式的な断面図である。図10~図12は、それぞれ図1~図3にならって図示されている。 FIG. 10 is a perspective view schematically showing the plasma generator 1 of this embodiment. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator 1 in FIG. 10 taken along line XI-XI. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the plasma generator 1 in FIG. 10 taken along line XII-XII. FIGS. 10-12 are illustrated in the fashion of FIGS. 1-3, respectively.

本実施形態のプラズマ発生装置1は、第二電極20をY方向に挟み込むように配置された筐体45を備える。この筐体45の材質は任意であり、金属等の導電性部材で構成されていても構わないし、セラミック又は樹脂等の絶縁性部材で構成されていても構わない。 The plasma generator 1 of this embodiment includes a housing 45 arranged to sandwich the second electrode 20 in the Y direction. The housing 45 may be made of any material, and may be made of a conductive member such as metal, or may be made of an insulating member such as ceramics or resin.

(誘電体基板30)
図10~図12に示すように、誘電体基板30はY方向に延在する板状部材である。ただし、本実施形態のプラズマ発生装置1の場合、第一実施形態とは異なり、図11に示すように、一対の誘電体基板30がZ方向に離間した状態で配置されている。
(Dielectric substrate 30)
As shown in FIGS. 10 to 12, the dielectric substrate 30 is a plate member extending in the Y direction. However, unlike the first embodiment, the plasma generator 1 of this embodiment has a pair of dielectric substrates 30 spaced apart in the Z direction, as shown in FIG.

誘電体基板30は、第一実施形態と同様の材料を用いることができる。 The same material as in the first embodiment can be used for the dielectric substrate 30 .

(第一電極10)
図11に示すように、本実施形態のプラズマ発生装置1では、Z方向に離間した状態で一対の第一電極10が配置されている。より詳細には、それぞれの第一電極10は、誘電体基板30の外側の面、すなわちガス流路3の内側面を構成しない面上に配置されている。第一電極10の材料は、第一実施形態と共通である。
(First electrode 10)
As shown in FIG. 11, in the plasma generator 1 of this embodiment, a pair of first electrodes 10 are arranged in a state of being spaced apart in the Z direction. More specifically, each first electrode 10 is arranged on the outer surface of the dielectric substrate 30 , that is, the surface that does not constitute the inner surface of the gas flow path 3 . The material of the first electrode 10 is the same as in the first embodiment.

なお、本実施形態の場合には、第一電極10は、誘電体基板30の外側の面上に形成されることから、箔状の金属を採用することが可能である。一例として、片面に粘着加工が施されている銅箔、アルミニウム箔などの金属箔が挙げられる。 In addition, in the case of this embodiment, since the first electrode 10 is formed on the outer surface of the dielectric substrate 30, it is possible to adopt a metal foil. As an example, metal foils such as copper foils and aluminum foils having one side subjected to adhesive processing can be mentioned.

また、別の例として、第一電極10は、導電性の金属を含有した焼結体であっても構わない。前記金属を含有した焼結体は、誘電体基板30の面上に、金属ペーストを印刷して形成できるため、製造時に接着剤を用いる必要がない。なお、接着剤を用いない観点からは、第一電極10は、メッキ、蒸着、又は、スパッタリング、又は溶射により形成することも可能である。 As another example, the first electrode 10 may be a sintered body containing a conductive metal. Since the metal-containing sintered body can be formed by printing a metal paste on the surface of the dielectric substrate 30, there is no need to use an adhesive during manufacturing. From the viewpoint of not using an adhesive, the first electrode 10 can also be formed by plating, vapor deposition, sputtering, or thermal spraying.

本実施形態においても、第一実施形態と同様に、第一電極10と誘電体基板30とは、極力密着されており、両者の界面には空気の層がないことが好ましい。 Also in this embodiment, as in the first embodiment, the first electrode 10 and the dielectric substrate 30 are in close contact with each other as much as possible, and it is preferable that there is no air layer at the interface between the two.

(第二電極20,ガス流路3)
第二電極20は、Y方向に延在する板形状を呈する。図11~図12に示すように、本実施形態のプラズマ発生装置1では、Z方向に離間して配置された一対の誘電体基板30に挟まれるように、第二電極20が配置されている。つまり、本実施形態においても、第二電極20は、Z方向に関して、誘電体基板30から第一電極10が配置されている側とは反対側に離間して配置されている。
(Second electrode 20, gas flow path 3)
The second electrode 20 has a plate shape extending in the Y direction. As shown in FIGS. 11 and 12, in the plasma generator 1 of this embodiment, the second electrode 20 is arranged so as to be sandwiched between a pair of dielectric substrates 30 spaced apart in the Z direction. . That is, also in this embodiment, the second electrode 20 is spaced apart from the dielectric substrate 30 on the side opposite to the side on which the first electrode 10 is arranged in the Z direction.

図12に示すように、第二電極20は、Y方向に係る両端の位置において誘電体基板30と接触している。第二電極20は、Y方向に係る中央部において、凹部27を有している。つまり、第二電極20の端部と誘電体基板30とが当接されることで、第一実施形態のプラズマ発生装置1と同様の事情により、第二電極20に形成されていた凹部27は空隙を構成する。この凹部27によって形成される空隙が、「ガス流路3」を構成する。 As shown in FIG. 12, the second electrode 20 is in contact with the dielectric substrate 30 at both ends in the Y direction. The second electrode 20 has a concave portion 27 in the central portion in the Y direction. In other words, when the edge of the second electrode 20 and the dielectric substrate 30 are brought into contact with each other, the concave portion 27 formed in the second electrode 20 becomes form a void. The gap formed by this concave portion 27 constitutes the "gas flow path 3".

(ガスバッファ基板40)
本実施形態のプラズマ発生装置1は、第二電極20よりも-X側の位置において、誘電体基板30に当接したガスバッファ基板40を備える。ガスバッファ基板40は空隙51を備え、ガス送出装置61からのガスG0が空隙51に導かれる。
(Gas buffer substrate 40)
The plasma generator 1 of this embodiment includes a gas buffer substrate 40 in contact with the dielectric substrate 30 at a position on the −X side of the second electrode 20 . The gas buffer substrate 40 has a gap 51 into which the gas G0 from the gas delivery device 61 is introduced.

ガスバッファ基板40は、Y方向の異なる複数の位置に連絡孔53を設けている。ガス送出装置61からガスG0が送出されると、空隙51内にバッファされた後、連絡孔53を通じてガス流路3に導かれる。ただし、連絡孔53は、Y方向に延在する単一の孔部であってもよい。 The gas buffer substrate 40 has communication holes 53 at a plurality of different positions in the Y direction. When the gas G<b>0 is delivered from the gas delivery device 61 , it is buffered in the gap 51 and then led to the gas flow path 3 through the communication hole 53 . However, the communication hole 53 may be a single hole extending in the Y direction.

(吹出口5)
プラズマ発生装置1は、ガス流路3の+X側の端部、すなわち第一端71に吹出口5を備える。本実施形態においても、ガス流路3内を+X方向に沿って通流中に生成されたプラズマが、ガス流と共に吹出口5から外部に吹き付けられる(プラズマガスG1)。
(Blowout port 5)
The plasma generator 1 includes a blowout port 5 at the +X side end of the gas flow path 3 , that is, at the first end 71 . Also in the present embodiment, the plasma generated while flowing along the +X direction in the gas flow path 3 is blown outside from the outlet 5 together with the gas flow (plasma gas G1).

図13は、図11に示すプラズマ発生装置1から、第一電極10、第二電極20、及び誘電体基板30のみを抽出し、第一端71の近傍を拡大して表示した断面図である。 FIG. 13 is a cross-sectional view in which only the first electrode 10, the second electrode 20, and the dielectric substrate 30 are extracted from the plasma generator 1 shown in FIG. 11, and the vicinity of the first end 71 is enlarged and displayed. .

本実施形態のプラズマ発生装置1において、誘電体基板30は、ガス流路3の内側面を構成する平坦面31を有する。また、誘電体基板30は、平坦面31とは反対側の位置、すなわちガス流路3の外側の位置において、平坦面33と、平坦面33よりも+X側(第一端71側)に位置する傾斜面34とを有する。 In the plasma generator 1 of this embodiment, the dielectric substrate 30 has a flat surface 31 forming the inner side surface of the gas channel 3 . In addition, the dielectric substrate 30 is located on the +X side (first end 71 side) of the flat surface 33 and the flat surface 33 on the opposite side of the flat surface 31, that is, on the outer side of the gas flow path 3. and an inclined surface 34 that

第一電極10は、少なくとも傾斜面34の上面に配置されている。なお、図13の例では、第一電極10の一部は平坦面33の上面にも配置されている。 The first electrode 10 is arranged at least on the upper surface of the inclined surface 34 . In addition, in the example of FIG. 13 , part of the first electrode 10 is also arranged on the upper surface of the flat surface 33 .

第二電極20は、+Z側の面と-Z側の面の双方が、ガス流路3の内側面を構成しており、それぞれが、平坦面21と、この平坦面21よりも+X側(第一端71側)に位置する傾斜面22とを有する。 Both the +Z side surface and the −Z side surface of the second electrode 20 constitute the inner side surfaces of the gas flow path 3, and each of them is a flat surface 21 and a +X side of the flat surface 21 ( and an inclined surface 22 located on the first end 71 side).

このように、誘電体基板30、第一電極10、及び第二電極20の少なくともいずれか一つの面が、X方向に関して第一端71に近い位置、すなわち吹出口5に近い位置に傾斜面を有することで、ガスがガス流路3内を通流して吹出口5に近づくに連れて、ガスに印加される電界強度が高められ、吹出口5近傍においてプラズマ化される。 In this manner, at least one surface of the dielectric substrate 30, the first electrode 10, and the second electrode 20 has an inclined surface at a position near the first end 71 in the X direction, that is, at a position near the air outlet 5. Thus, as the gas flows through the gas passage 3 and approaches the outlet 5 , the electric field strength applied to the gas is increased, and plasma is generated in the vicinity of the outlet 5 .

図14は、図13の一部拡大図である。なお、図14においても、図8と同様に、説明の都合上、プラズマガスG1が吹き付けられる対象である被処理物Wが併記されている。被処理物Wは、Z方向に移動しながらプラズマガスG1が吹き付けられる。 14 is a partially enlarged view of FIG. 13. FIG. 14 also shows the workpiece W to be sprayed with the plasma gas G1 for convenience of explanation, as in FIG. The object W to be processed is blown with the plasma gas G1 while moving in the Z direction.

本実施形態のプラズマ発生装置1においても、第一実施形態と同様に、Z方向に離間した複数の箇所にガス流路3が形成されている。そして、これらのガス流路3内を+X方向に通流したガスが、第一端71の近傍でプラズマ化されることで、吹出口5からプラズマガスG1として被処理物Wに吹き付けられる。 Also in the plasma generator 1 of this embodiment, gas flow paths 3 are formed at a plurality of locations spaced apart in the Z direction, as in the first embodiment. The gas flowing in the +X direction through these gas flow paths 3 is plasmatized in the vicinity of the first end 71 , and is sprayed onto the workpiece W from the outlet 5 as the plasma gas G<b>1 .

本実施形態において、X方向に関して第一端71に近接した位置におけるガス流路3同士のZ方向の離間距離は、X方向に関して第一端71に近接した位置における第二電極20の厚み(Z方向の長さ)、すなわち、第二電極20の端部29の厚みに依存する。通流するガスをプラズマ化するためには、ガスに対して高い電界を印加する必要があり、かかる観点から第二電極20の厚みには上限がある。第二電極20の端部29の厚みは、1.0mm~10.0mmに設定される。 In the present embodiment, the separation distance in the Z direction between the gas flow paths 3 at positions close to the first end 71 in the X direction is the thickness (Z direction length), ie depending on the thickness of the end 29 of the second electrode 20 . In order to plasmatize the flowing gas, it is necessary to apply a high electric field to the gas, and from this point of view, the thickness of the second electrode 20 has an upper limit. The thickness of the end portion 29 of the second electrode 20 is set to 1.0 mm to 10.0 mm.

つまり、本実施形態のプラズマ発生装置1によれば、Z方向に10.0mm未満の距離だけ離間した複数の位置(複数の吹出口5)から、それぞれプラズマガスG1が被処理物Wに吹き付けられる。よって、第一実施形態のプラズマ発生装置1と同様の理由により、各吹出口5の開口幅よりも広い領域にプラズマガスG1で満たされたガス空間PAが形成される。よって、被処理物Wに対する表面処理能力が向上する。 That is, according to the plasma generator 1 of the present embodiment, the plasma gas G1 is sprayed onto the workpiece W from a plurality of positions (a plurality of outlets 5) separated by a distance of less than 10.0 mm in the Z direction. . Therefore, for the same reason as in the plasma generator 1 of the first embodiment, a gas space PA filled with the plasma gas G1 is formed in a region wider than the opening width of each outlet 5 . Therefore, the surface treatment capability for the object W to be treated is improved.

(変形例)
図10~図14を参照して上述したプラズマ発生装置1の構成はあくまで一例であり、本実施形態のプラズマ発生装置1は、種々のバリエーションの採用が可能である。以下、各バリエーションの構造について、図13にならって表示した図15A~図15Gを参照しながら説明する。
(Modification)
The configuration of the plasma generator 1 described above with reference to FIGS. 10 to 14 is merely an example, and various variations can be adopted for the plasma generator 1 of the present embodiment. The structure of each variation will be described below with reference to FIGS.

〈1〉図10に示す構成の場合、誘電体基板30は+X方向に進行するに連れて厚み(Z方向の長さ)が薄くなる形状を呈していた。より詳細には、誘電体基板30の傾斜面34が、+X方向に進むに連れてガス流路3に近づくように傾斜していた。これに対し、図15Aに示すように、誘電体基板30は+X方向に進行するに連れて厚みが厚くなる形状を呈していても構わない。言い換えれば、誘電体基板30の傾斜面34が、+X方向に進むに連れてガス流路3から遠ざかるように傾斜しても構わない。 <1> In the case of the configuration shown in FIG. 10, the dielectric substrate 30 had a shape in which the thickness (the length in the Z direction) decreased as it progressed in the +X direction. More specifically, the inclined surface 34 of the dielectric substrate 30 was inclined so as to approach the gas flow path 3 as it progressed in the +X direction. On the other hand, as shown in FIG. 15A, the dielectric substrate 30 may have a shape in which the thickness increases in the +X direction. In other words, the slanted surface 34 of the dielectric substrate 30 may be slanted away from the gas flow path 3 as it progresses in the +X direction.

〈2〉図10に示す構成の場合、第二電極20は、+X方向に進行するに連れて厚み(Z方向の長さ)が厚くなるように傾斜面22が設けられていた。つまり、X方向に関して第一端71に最も近い位置において、第二電極20の厚みが最も厚くなるような形状であった。これに対し、上述した図9Cと同様に、第二電極20は、X方向に関して第一端71に最も近い位置において、厚みが微小に減少するように傾斜面22の傾きが設定されていても構わない(図15B参照)。より具体的には、図15Bに示す領域81において、第二電極20はZ方向に関して誘電体基板30から遠ざかるように傾斜している。 <2> In the case of the configuration shown in FIG. 10, the second electrode 20 is provided with the inclined surface 22 so that the thickness (the length in the Z direction) increases in the +X direction. In other words, the shape was such that the second electrode 20 was the thickest at the position closest to the first end 71 in the X direction. On the other hand, as in FIG. 9C described above, even if the inclination of the inclined surface 22 is set so that the thickness of the second electrode 20 is slightly reduced at the position closest to the first end 71 in the X direction, No problem (see FIG. 15B). More specifically, in the region 81 shown in FIG. 15B, the second electrode 20 is inclined away from the dielectric substrate 30 in the Z direction.

〈3〉図15Cに示すように、誘電体基板30には、第一電極10の+X側の端部に当接する絶縁部材91が形成されていても構わない。この構成によれば、X方向に関して第一電極10と吹出口5との間に絶縁部材91が設けられることで、吹出口5側における第一電極10と第二電極20との沿面距離が確保される。これにより、第一電極10と第二電極20との間の短絡や沿面放電の発生などの、不要な放電が抑制される。 <3> As shown in FIG. 15C, the dielectric substrate 30 may be provided with an insulating member 91 that abuts on the +X side end of the first electrode 10 . According to this configuration, the insulating member 91 is provided between the first electrode 10 and the outlet 5 in the X direction, thereby ensuring the creeping distance between the first electrode 10 and the second electrode 20 on the outlet 5 side. be done. This suppresses unnecessary discharge such as a short circuit between the first electrode 10 and the second electrode 20 and occurrence of creeping discharge.

絶縁部材91の材料としては、例えば、誘電体基板30の材質として例示したものが挙げられる。 Examples of the material of the insulating member 91 include the materials exemplified as the material of the dielectric substrate 30 .

なお、図15Dに示すように、誘電体基板30には、第一電極10の+X側の端部に離間した位置に絶縁性の突起92を設けても構わない。図15Dに示す例では、突起92が誘電体基板30と一体的に形成されている場合が図示されているが、誘電体基板30と別の部材で突起92が形成されていても構わない。 In addition, as shown in FIG. 15D , the dielectric substrate 30 may be provided with an insulating protrusion 92 at a position spaced apart from the +X side end of the first electrode 10 . Although the example shown in FIG. 15D illustrates the case where the protrusion 92 is formed integrally with the dielectric substrate 30, the protrusion 92 may be formed of a member different from the dielectric substrate 30.

〈4〉図9Hを参照して上述したのと同様、本実施形態においても、第二電極20の吹出口5の近傍の面上に、保護膜85が形成されていても構わない(図15E参照)。 <4> As described above with reference to FIG. 9H, also in the present embodiment, a protective film 85 may be formed on the surface of the second electrode 20 near the outlet 5 (FIG. 15E reference).

図9Iを参照して上述したのと同様、本実施形態においても、誘電体基板30の吹出口5の近傍の面上に、始動補助部材86が形成されていても構わない(図15F参照)。 As described above with reference to FIG. 9I, also in this embodiment, a starting assisting member 86 may be formed on the surface of the dielectric substrate 30 near the air outlet 5 (see FIG. 15F). .

図9Jを参照して上述したのと同様、本実施形態においても、吹出口5に対して+X側に隣接した位置に遮光部材87が備えられていても構わない(図15G参照)。 As described above with reference to FIG. 9J, also in this embodiment, the light blocking member 87 may be provided at a position adjacent to the +X side of the outlet 5 (see FIG. 15G).

〈6〉図15Hに示すように、第二電極20の+X側の端部が、第一端71よりも-X側に微小距離だけ後退していても構わない。この場合、+Z側のガス流路3を通流するプラズマガスG1と、-Z側のガス流路3を通流するプラズマガスG1とは、共通の吹出口5から吹き出される。 <6> As shown in FIG. 15H, the +X side end of the second electrode 20 may be set back from the first end 71 to the -X side by a very small distance. In this case, the plasma gas G1 flowing through the +Z side gas flow path 3 and the plasma gas G1 flowing through the -Z side gas flow path 3 are blown out from the common blowout port 5 .

〈7〉図11では、一対の第一電極10に対して、共通の電源装置63が接続される場合が例示されている。しかし、それぞれの第一電極10に対して、個別の電源装置63が接続されていても構わない。 <7> FIG. 11 illustrates a case where a common power supply device 63 is connected to a pair of first electrodes 10 . However, a separate power supply device 63 may be connected to each first electrode 10 .

〈8〉上述した各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。 <8> The modifications described above can be combined as appropriate.

1 :誘電体バリア放電式プラズマ発生装置
3 :ガス流路
5 :吹出口
10 :第一電極
20 :第二電極
27 :凹部
30 :誘電体基板
40 :ガスバッファ基板
45 :筐体
51 :空隙
53 :連絡孔
61 :ガス送出装置
63 :電源装置
82 :絶縁部材
85 :保護膜
86 :始動補助部材
87 :遮光部材
88 :管体
91 :絶縁部材
92 :突起
Reference Signs List 1: dielectric barrier discharge plasma generator 3: gas flow path 5: outlet 10: first electrode 20: second electrode 27: recess 30: dielectric substrate 40: gas buffer substrate 45: housing 51: space 53 : Communication hole 61 : Gas delivery device 63 : Power supply device 82 : Insulating member 85 : Protective film 86 : Start assisting member 87 : Light shielding member 88 : Tubular body 91 : Insulating member 92 : Protrusion

Claims (10)

第一方向に延在する板形状を呈した誘電体基板と、
前記誘電体基板の面に接触して配置された第一電極と、
前記第一方向に直交する第二方向に関して、前記誘電体基板から、前記第一電極が配置されている側とは反対側に離間した状態で、前記第一方向に延在して配置された第二電極と、
前記誘電体基板と前記第二電極との前記第二方向に係る間の空隙によって形成され、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向にガスが通流するガス流路と、
前記ガス流路の前記第三方向に係る一方の端部に設けられ、前記第一方向に延在する吹出口とを備え、
前記第一方向に見たときに、前記誘電体基板、前記第一電極、及び前記第二電極の少なくともいずれか一つは、前記第三方向に関して所定箇所から前記吹出口までの間の領域に傾斜面を有し、
前記誘電体基板と前記第二電極のうちの一方は、前記誘電体基板と前記第二電極のうちの他方を、前記空隙を介して前記第二方向に挟み込むように配置されていることを特徴とする、誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
a plate-shaped dielectric substrate extending in a first direction;
a first electrode arranged in contact with the surface of the dielectric substrate;
with respect to a second direction perpendicular to the first direction, the electrode is arranged to extend in the first direction while being separated from the dielectric substrate on the side opposite to the side on which the first electrode is arranged. a second electrode;
a gas flow path formed by a gap between the dielectric substrate and the second electrode in the second direction, through which gas flows in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction;
an outlet provided at one end of the gas channel in the third direction and extending in the first direction;
When viewed in the first direction, at least one of the dielectric substrate, the first electrode, and the second electrode extends from a predetermined location to the outlet in the third direction. having an inclined surface,
One of the dielectric substrate and the second electrode is arranged so as to sandwich the other of the dielectric substrate and the second electrode in the second direction with the gap interposed therebetween. A dielectric barrier discharge plasma generator.
前記ガス流路は、前記第二方向に離間した2箇所に形成されており、
前記吹出口は、それぞれのガス流路に対応して配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
The gas flow path is formed at two locations spaced apart in the second direction,
2. The dielectric barrier discharge plasma generator according to claim 1, wherein said outlets are arranged corresponding to respective gas flow paths.
前記誘電体基板は、主面に平行に延在して形成されたスリット状の孔部を有し、
前記第一電極は、板形状を呈し、前記孔部に埋め込まれることで前記誘電体基板と接触し、
前記第二電極が、前記誘電体基板を前記第一方向に係る両側から離間して挟み込むように配置されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
The dielectric substrate has a slit-shaped hole extending parallel to the main surface,
the first electrode has a plate shape and is embedded in the hole to be in contact with the dielectric substrate;
3. The dielectric barrier discharge plasma generation according to claim 1, wherein the second electrodes are arranged to sandwich the dielectric substrate from both sides in the first direction with a space therebetween. Device.
前記第一電極は、高電圧側の電極であり、
前記第二電極は、低電圧側の電極であることを特徴とする、請求項3に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
The first electrode is an electrode on the high voltage side,
4. The dielectric barrier discharge plasma generator according to claim 3, wherein said second electrode is an electrode on the low voltage side.
一対の前記第二電極に対して、外側から周縁部において当接されたガスバッファ基板と、
前記ガスバッファ基板と前記第二電極とで挟まれた空隙に対して前記ガスを導入するガス送出装置と、
前記第一方向の異なる複数の箇所において、前記第二方向に関して前記第二電極を貫通する連絡孔とを備えることを特徴とする、請求項3に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
a gas buffer substrate in contact with the pair of second electrodes from the outside at peripheral edge portions;
a gas delivery device for introducing the gas into a gap sandwiched between the gas buffer substrate and the second electrode;
4. The dielectric barrier discharge plasma generator according to claim 3, further comprising communication holes penetrating said second electrode in said second direction at a plurality of locations in said first direction.
前記誘電体基板は、主たる材料が酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムであることを特徴とする、請求項3に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。 4. The dielectric barrier discharge plasma generator according to claim 3, wherein the main material of said dielectric substrate is aluminum oxide or aluminum nitride. 一対の前記誘電体基板が、前記第二方向に離間して配置されており、
一対の前記第一電極が、一対の前記誘電体基板のそれぞれの外側の面上に配置され、
前記第二電極は、一対の前記誘電体基板のそれぞれの内側の面から、前記第二方向に離間した位置に配置されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
a pair of the dielectric substrates are spaced apart in the second direction,
a pair of the first electrodes disposed on respective outer surfaces of the pair of dielectric substrates;
3. The dielectric barrier according to claim 1, wherein the second electrode is arranged at a position spaced apart in the second direction from inner surfaces of the pair of dielectric substrates. Discharge plasma generator.
前記第一電極は、高電圧側の電極であり、
前記第二電極は、低電圧側の電極であることを特徴とする、請求項7に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。
The first electrode is an electrode on the high voltage side,
8. The dielectric barrier discharge plasma generator according to claim 7, wherein said second electrode is an electrode on the low voltage side.
前記誘電体基板の面上の、前記第三方向に係る前記第一電極と前記吹出口との間の箇所に配置された、絶縁性の突起を備えることを特徴とする、請求項7に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。 8. The dielectric substrate according to claim 7, further comprising an insulating protrusion disposed between the first electrode and the outlet in the third direction on the surface of the dielectric substrate. dielectric barrier discharge plasma generator. 前記誘電体基板は、主たる材料が酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムであることを特徴とする、請求項7に記載の誘電体バリア放電式プラズマ発生装置。 8. The dielectric barrier discharge plasma generator according to claim 7, wherein the main material of said dielectric substrate is aluminum oxide or aluminum nitride.
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