一种基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的利记博彩app
【专利摘要】一种基于印制电路板工艺的微结构等离子器件，该器件微腔由上电极、中间介质层和下电极组成，器件的每一个单元均采用上下电极进行驱动，以绝缘介质环氧树脂材料为基底，在基底的上下表面制作两层铜箔，铜箔边沿和基底边沿之间留一定的安全距离，圆柱形的微腔半通孔单元呈阵列排布，所述微腔半通孔恰好穿过上电极而不穿过中间介质层和下电极，阵列中行与行之间的距离不小于列与列之间的距离，由底板隔开的上下两层铜箔作为上下两个电极，将两个电极分别引出接线端子，即得到一种基于印制电路板工艺的共面型微结构等离子器件。
【专利说明】—种基于印制电路板工艺的微结构等离子器件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于印制电路板工艺的微结构等离子器件。
【背景技术】
[0002]近年来，微放电等离子体作为一类新型的低温等离子体源，以其广泛的应用前景，以及开拓诸多新兴的低温等离子体基础研究领域的极大可能性，成为低温等离子体领域的热门研究课题之一。
[0003]所谓的微结构放电等离子体，是指将其空间特征尺度限制在亚毫米到微米量级范围内的等离子体。它通常是由常规等离子体装置的小型化产生的。尽管它是由常规等离子体发展而来的，但由于放电尺寸缩小到毫米量级甚至更低，使得微放电等离子体通常能够运行在大气压条件下。这与常规等离子体相比，出现了一些新的变化，比如更高的等离子体密度、更好的稳定性以及由此带来的其他新的特点和优势。众所周知，气体的击穿电压遵循帕邢定律，也就是说，着火电压决定于气体压强P和电极间隙d的乘积(pd)，该乘积越小，着火电压就越低，等离子体放电就越稳定，放电效率就越高。微等离子体放电同样遵循帕邢放电条件，这就决定了运行在大气压条件下的微等离子体装置的小型性，从而使得该装置轻巧、便携。同时，微放电等离子体无需常规等离子体使用的真空系统，不仅节省了成本，也省去了大量的真空获得时间。从这个角度看，微等离子体又是方便、经济和快捷的。另外，高气压环境中的微等离子体放电主要由三体碰撞机制主导，这不仅有利于辐射强度的增强，同时也有利于放电电流密度的提高，从而有利于提高等离子体密度。微等离子体的这些特点和优势为其在紫外光源的获得、微化学分析系统、生物医学、材料表面改性和加工、环境污染物的处理等领域提供了广泛的应用空间。因此微结构放电等离子体为低温等离子体开辟了一个崭新和颇具吸引力的领域。
[0004]低温等离子体技术已在微电子、材料、化工、机械及环保等许多科学领域里得到了广泛地应用。例如，在电子显示技术上，等离子体显示屏(rop)就是气体放电等离子体技术在显示器产业上的成功应用；在材料科学研究中，采用等离子体物理气相沉积技术和化学气相沉积技术可以合成一些新型功能薄膜材料；在半导体工业中，采用等离子体刻蚀技术可以对超大规模集成电路等进行加工；而在化工研究上，采用等离子体聚合技术，可以制备出?些高分子薄膜材料等。
[0005]气体放电等离子体技术在显示器产业上的成功应用，就是等离子体显示屏(rop)。彩色等离子体显示屏是高清晰度(HDTV)显示屏今后发展的首要候选者之一，等离子体显示屏在细巧，高解析度和大面积平板显示器方面有着它独特的优点。
[0006]最近几年，微结构放电等离子体器件由于其独特的放电特性引起了越来越多的关注。在显示领域，微结构等离子体放电表现出来像素尺寸小和发光效率高的优点。与此同时，出现了各种不同的微结构与微结构器件的制作工艺。1997年，Eden等人在硅上制作了微结构等离子体器件，并在接下来的几年中不断提高阵列的尺寸。1999年，Kunhardt和Becker提出了毛细管等离子体电极放电(CPED)。2004年，Park将CPED结构应用到Η)Ρ，并研究了其放电和发光特性。2005年，Kim和Eden在玻璃上采用光刻工艺制作了微等离子体阵列。
[0007]越来越多的人关注和研究微等离子体，可以预见在不久的将来，它将被广泛应用于显示、光电探测、生物光电等领域。但以往制作微结构器件的缺点在于:需要高精密加工仪器和先进技术工艺做支撑。比如使用热氧化方法得到5-15nm厚的Si02薄膜作为介质阻挡层，制作纳米量级的薄膜这样的工艺在普通实验和加工场所不易得到；使用光刻、化学刻蚀和电镀等方法，制得两面镀有0.1毫米厚微腔，需要用多种精密方法制作，要求制作者具有很高的技能，有一定的难度。
【发明内容】
[0008]本发明所解决的技术问题在于提供一种基于印制电路板工艺的微结构等离子器件，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0009]本发明的技术方案为:
[0010]该器件微腔由上电极、中间介质层和下电极组成，器件的每一个单元均采用上下电极进行驱动。以绝缘介质环氧树脂材料为基底，基底的长宽尺寸依据阵列的多少而定，基底的厚度范围为:0.6-1.0mm。在基底的上下表面制作两层铜箔，铜箔厚度范围为:
0.1-0.15mm。铜箔边沿和基底边沿之间留一定的安全距离,最少为5mm为宜，以防止沿面闪络。在上层铜箔上制作形成大小适当的微腔，微腔的边长(或直径)尺寸约为0.1mm左右，微腔半通孔(恰好穿过上电极而不穿过中间介质层和下电极)单元呈阵列排布，阵列中行与行之间的距离不小于列与列之间的距离。由树脂材料底板隔开的上下两层铜箔作为上下两个电极，将两个电极分别引出接线端子，即得到一种基于印制电路板工艺的共面型微结构等离子器件。
[0011]本发明所提出的基于印制电路板工艺的微结构等离子器件具有如下优点:
[0012]I)器件采用绝缘介质环氧树脂材料作为基底，该材料加工工艺成熟，简单易行，极易生产制作。
[0013]2)器件以铜箔作为电极，采用印制电路板工艺制作电极，工艺简单可行。
[0014]2)器件结构设计简单，涉及到的工艺环节较少，难度系数较低，易于制作。
[0015]3)发生放电的环境因素要求不高，在常温常压下即可进行。
[0016]4)发生放电的电压不是特高，在3kV左右即可发生放电。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1基于印制电路板工艺的圆型微结构等离子器件的放电单元结构的正面截面图；
[0018]图2基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的圆型放电单元结构的背面截面图；
[0019]图3基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的圆型放电单元结构的横向截面图；
[0020]图4基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的矩型放电单元结构的截面图；
[0021]图5基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的椭圆型放电单元结构的截面图；【具体实施方式】
[0022]下面对本发明作进一步的详细说明。
[0023]该器件微腔由上电极、中间介质层和下电极组成，器件的每一个单元均采用上下电极进行驱动。以绝缘介质环氧树脂材料为基底，在基底的上下表面制作两层铜箔，铜箔边沿和基底边沿之间留一定的安全距离。圆柱形的微腔半通孔(恰好穿过上电极而不穿过中间介质层和下电极)单元呈阵列排布，阵列中行与行之间的距离不小于列与列之间的距离。由底板隔开的上下两层铜箔作为上下两个电极，将两个电极分别引出接线端子，即得到一种基于印制电路板工艺的共面型微结构等离子器件。
[0024]以绝缘介质环氧树脂材料为基底，基底的长宽尺寸依据阵列的多少而定，基底的厚度范围为:0.6-1.0mm0
[0025]在环氧树脂基底上制作的铜箔厚度范围为:0.1-0.15mm。
[0026]铜箔边沿和基底边沿之间的安全距离最少为5mm为宜。
[0027]穿过上层铜箔和基底而制作的微腔尺寸为0.1_。
[0028]圆柱形微腔单元的通孔程度为恰好穿过上电极而不穿过中间介质层和下电极。
[0029]在微腔单元阵列中，行与行之间的间距为0.3mm,列于列之间的间距为
0.2-0.3mm。
[0030]所述的引出电极的接线端子，在上下电极的物理对角位置(靠边沿，保留安全距离3*3mm2即可)。
[0031]图1所示为基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的圆型放电单元结构的正面截面放大图；图中110为圆柱型微腔单元，120为上电极，130为中间绝缘介质，140为上电极引出电极端子。它是这样是实现的:选取0.6-1.0mm厚，一定尺寸大小的绝缘介质环氧树脂材料，先进行表面清洗、打磨、机械抛光等方法处理材质表面,使其表面清洁平整光滑；然后清洗材质，去除表面树脂粉末，并把它烘干。把环氧树脂材质板在双氰胺固化剂中浸溃，在材质两面以电解紫铜箔经热压而成。然后采用湿法光刻工艺制作并形成所需的电极尺寸结构。最后采用激光钻孔工艺制作微腔。制作微腔阵列之后，在阵列的上下两面电极的对角位置，制作引线端子，引出电极。
[0032]图2为基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的圆型放电单元结构的背面截面图；图中130为中间绝缘介质，150为下电极，160为下电极引出电极端子。由图可知背面电极的结构尺寸和上电极的完全吻合，使阵列中的任一个微腔都能在同等条件下发生放电。电极端子160的位置和上电极处于对角位置，这样起到了器件工作的安全性，以免误碰造成短路故障等。
[0033]图3是基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的圆型放电单元结构的横向截面放大图；110为微腔，120为上电极，130为中间绝缘介质，150为下电极，160为下电极引出电极端子。从图中可以看出，微腔110的深度恰好穿过上电极而不穿过中间介质层和下电极，为微放电的发生提供了物理条件。
[0034]图4是基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的矩型放电单元结构的正面截面放大图；相对于微结构等离子器件的圆型放电单元结构，它的微腔半通孔(恰好穿过上电极而不穿过中间介质层和下电极)单元的形状为矩形，其余结构与微结构等离子器件的圆型放电单元结构相同。
[0035]图5是基于印制电路板工艺的微结构等离子器件的椭圆型放电单元结构的正面截面放大图；相对于微结构等离子器件的圆型放电单元结构，它的微腔半通孔(恰好穿过上电极而不穿过中间介质层和下电极)单元的形状为矩形，其余结构与微结构等离子器件的圆型放电单元结构相同。
【权利要求】
1.一种基于印制电路板工艺的微结构等离子器件，该器件微腔由上电极、中间介质层和下电极组成，器件的每一个单元均采用上下电极进行驱动，以绝缘介质环氧树脂材料为基底，在基底的上下表面制作两层铜箔，铜箔边沿和基底边沿之间留一定的安全距离，圆柱形的微腔半通孔单元呈阵列排布，阵列中行与行之间的距离不小于列与列之间的距离，由底板隔开的上下两层铜箔作为上下两个电极，将两个电极分别引出接线端子，即得到一种基于印制电路板工艺的共面型微结构等离子器件。
2.根据权利要求1所述的微结构等离子器件，其特征在于，以绝缘介质环氧树脂材料为基底，基底的长宽尺寸依据阵列的多少而定，基底的厚度范围为:0.6-1.0_。
3.根据权利要求1所述的微结构等离子器件，其特征在于，在环氧树脂基底上制作的铜箔厚度范围为:0.1-0.15mm。
4.根据权利要求1所述的微结构等离子器件，其特征在于，铜箔边沿和基底边沿之间的安全距离最少为5mm。
5.根据权利要求1所述的微结构等离子器件，其特征在于，穿过上层铜箔和基底而制作的微腔尺寸为0.1mm。
6.根据权利要求1所述的微结构等离子器件，其特征在于，圆柱形微腔单元的通孔程度为恰好穿过上电极而不穿过中间介质层和下电极。
【文档编号】H05H1/24GK103442508SQ201310367135
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】孙岩洲, 赵来军, 张展, 韦延方, 卫林林, 巩银苗 申请人:河南理工大学