研究中の大気圧プラズマ装置とは

プラズマ装置は真空中で気体分子に高エネルギーの電磁波を照射してプラズマ状態にさせることで、薬品を使用せずに表面処理をしたり洗浄作業を行うための装置です。反応容器(チャンバー)内は深紅にする必要がありますが、これは気体分子が多い環境で高エネルギーを照射すると電子の密度が大きい場所を伝ってアーク放電が発生するからです。アーク放電が発生すると、気体分子高エネルギーを照射することができずにプラズマ化させることができません。プラズマ装置のチャンバー内は真空にする必要があるので反応を行うごとに空気を抜く必要があり、連続して作業を行うことができません。

もしも大気圧環境下でプラズマ処理が可能になるとロットごとに毎回空気を抜いて真空にする必要がなくなり、連続作業が可能になります。現在は、大気圧下でもプラズマを発生させる技術の研究開発が進められています。電極間のアーク放電を防ぐ目的で電極の表面を絶縁体を覆い、プラズマ化した原子が気体分子に吸収されるのを防ぐために電極間の距離を調整する方法が用いられています。ただし電極間の距離を縮めてしまうと局所的にアーク放電が発生してしまうので、最適な位置と電圧を定める必要が生じます。

今は研究段階ですが、大気圧プラズマ装置が実用化すればチャンバー内を真空にしなくても表面処理や洗浄が可能になります。これにより連続作業が可能になり、製造現場では大幅な効率化やコストダウンが期待されます。

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