CN219085824U - 一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置及射频源匹配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置及射频源匹配器，涉及电子技术领域。本实用新型包括音圈马达、真空电容；音圈马达驱动真空电容内部的可动电极做伸缩运动，真空电容内位于可动电极的下方设置有固定电极。本实用新型解决转动螺杆持续作动易磨损及调节速度慢和调节精度低的问题，优化了可变真空电容的结构和性能，在调节电容容值时大大缩短了匹配时间，且提高了匹配精度，体积也大大缩小，使用效率和使用适配空间大幅度提高，实现了可变真空电容在高精度领域的推广及使用，在射频产业方面对可变真空电容的创新与改变，提升半导体芯片生产效率和良率。

Description

一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置及射频源匹配器

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，特别是涉及一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置以及包含该外置音圈马达伸缩驱动可变电容器装置的射频源匹配器。

背景技术

在目前的电子领域中，可变陶瓷真空电容器装置被广泛的应用于半导体领域中，例如等离子体发生设备、电介质加热和半导体制造；其中，真空电容器用作芯片和平板显示制造中自动匹配网络中的阻抗变化部分。可变真空电容器是由密封在陶瓷绝缘外壳中的电极组以及实现容量调节的转动系统两个部分组成；现有的可变陶瓷真空电容器装置采用联轴器连接驱动电机与可变陶瓷真空电容器作动，真空电容以真空作为介质，电容器的电极组是将一组组高导无氧铜带组成的同心圆环状电机环连接在外壳上，转动系统包括导套、转动螺杆、与螺母及支撑转动螺杆的支撑套筒。

目前，大多数可变真空电容器的支撑套筒一般放置在安装环的外部，中间穿过转动螺杆，通过转动转动螺杆，带动可动电极做往复运动，即可实现电容电量的调节。随着，可变真空电容器在半导体制造设备中的应用，现有可变真空电容器因转动螺杆持续工作产生的断裂导致螺杆无法持续作动，大大降低了产品的使用效率。

由此可见，现有的可变陶瓷真空电容器具有以下缺点：(1)转动螺杆磨损严重：电容器改变电容容量时，需要频繁转动螺杆调节，持续作动易导致转动螺杆产生磨损，造成转动螺杆间隙变大，电容器调节电容容值时会出现较大的偏差，严重时会产生螺杆滑丝或断裂导致无法使用；(2)电容器装置体积过大：采用外部驱动电机连接联轴器带动可变陶瓷真空电容作动，驱动电机及联轴器增大了真空电容器的体积，无法将其应用于一些小型仪器中，无法满足目前市场的需求；(3)采用转动螺杆驱动可动电机上下作动，由于驱动电机需通过联轴器连接作动，会产生累积误差，导致匹配精度较低，匹配时间过长，匹配速度过慢，从而无法达到应有的匹配状态，影响工作效率。

实用新型内容

本实用新型提供了一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置及射频源匹配器，解决了以上问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，包括音圈马达、真空电容；

所述音圈马达驱动真空电容内部的可动电极做伸缩运动，所述真空电容内位于可动电极的下方设置有固定电极。

进一步地，所述固定电极与可动电极安装于真空电容的金属外壳内，作为真空电容的两个极性。

进一步地，所述固定电极的底端与金属外壳固定连接，且固定电极中轴线与金属外壳的中轴线相重合。

进一步地，所述金属外壳内的轴心位置垂直设置有绝缘柱，所述绝缘柱与金属外壳的底部为固定安装，所述可动电极于绝缘柱轴心方向上作动。

进一步地，所述金属外壳的上方固定安装有同轴心设置的绝缘外壳，所述绝缘外壳内安装有可动电极相连的波纹管，所述波纹管上方与音圈马达的驱动轴端固定相连。

进一步地，所述金属外壳与绝缘外壳的底部在可动电极、固定电极的外部组成真空室。

进一步地，所述可动电极的活动范围为真空室内。

进一步地，所述可动电极在固定电极的顶部间隔错位布置。

一种射频源匹配器，包含上述外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置的射频源匹配器。

本实用新型相对于现有技术包括有以下有益效果：

本实用新型采用音圈马达驱动可动电极运动，改善了原结构因外接驱动电机及联轴器导致的真空可变电容体积过大的问题，解决转动螺杆持续作动易磨损及调节速度慢和调节精度低的问题，优化了可变真空电容的结构和性能，当可变陶瓷真空电容在调节容值时，大大缩短了匹配时间，也提高了匹配精度，体积也大大缩小，使用效率和使用适配空间大幅度提高，实现了可变真空电容在高精度领域的推广及使用，实现了在射频产业方面对可变真空电容的创新与改变，提升半导体芯片生产效率和良率。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置的结构爆炸图；

图3为图1中A-A剖面视图；

图4为图3的正视图；

图5为图1的正视图；

图6为本实用新型具体实施例中射频匹配器的结构拓扑图；

图7为图6中带有本具体实施例外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置的匹配模块的结构拓扑图；

图8为现有的采用联轴器连接驱动电机与电容器作动的可变陶瓷真空电容器装置的结构示意图；

图9为图8的结构爆炸图；

图10为图8中B-B剖面视图；

图11为图10的结构正视图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-音圈马达，2-绝缘固定座，3-绝缘外壳，4-金属外壳，401-波纹管，402-可动电极，403-固定电极，404-绝缘柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“底端”、“底部”、“中轴线”、“顶部”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图8-11所示，为现有的采用联轴器连接驱动电机与电容器作动的可变陶瓷真空电容器装置的结构示意图；该装置具体是采用联轴器连接驱动电机与可变陶瓷真空电容器作动，真空电容以真空作为介质，电容器的电极组是将一组高导无氧铜带组成的同心圆环状电极环连接在外壳上，转动系统包括导套、转动螺杆、与螺母及支撑转动螺杆的支撑套筒，其采用将将支撑套筒放置在安装环外部，中间穿过转动螺杆，通过转动转动螺杆，带动可动电极进行往复运动，实现电容电量的调节。此种由联轴器与驱动电机转动相配合实现可动电极转动的方式进行电容调节的方式，易对螺杆产生磨损，造成螺杆间隙变大，在电容器调节电容容值时易产生较大偏差，并且此种电容器装置体积大，不便于进行市场推广。采用传动螺杆驱动的可动电极上下作动，由于驱动电机需通过联轴器相连进行作动，会产生累积误差，导致匹配精度较低，匹配时间过长，匹配速度过慢，无法达到应有的匹配状态，从而影响工作效率。针对以上问题，为了改善现有可变陶瓷真空电容器装置的不足与缺陷，将改变现有可变陶瓷真空电容器装置的结构，从而达到更好的效果。本实用新型提出了一种匹配精度和匹配速度高、体积相对较小的外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置及射频源匹配器具有重要意义。

请参阅图1-5所示，本实用新型的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置及射频源匹配器，相对于现有的采用联轴器连接驱动电机与电容器作动的可变陶瓷真空电容器装置区别在于，包括音圈马达1、真空电容；

本具体实施例中，真空电容的外顶部与音圈马达1之间通过绝缘固定座2相连提供支撑，当然为了达到本技术方案的连接及支撑效果，在音圈马达1和/或真空电容上设置连接板、钣金或者台座等均能够达到相同的连接和支撑效果，应当属于本技术方案保护的范围；通过给音圈马达1通电，音圈马达1驱动真空电容内部的可动电极402做伸缩运动，真空电容内位于可动电极402的下方设置有固定电极403；音圈马达1具有毫秒级的匹配速度及较高的匹配精度，能够准确进行阻抗匹配，以此来改变可动电极402与固定电极403间相对接触面积，从而改变可变电容器的电容量；本技术方案的外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置采用外置音圈马达1驱动可动电极402做往复运动，减去了现有可变电容器的联轴器部分，缩小了可变电容器的体积，音圈马达驱动提高了可变电容器匹配精度及速度，改善了现有可变真空电容器因转动螺杆长时间持续转动导致的滑丝以及孔隙变大的问题

其中，固定电极403与可动电极402安装于真空电容的金属外壳4内，作为真空电容的两个极性。

其中，固定电极403的底端与金属外壳4固定连接，且固定电极403中轴线与金属外壳4的中轴线相重合。

其中，金属外壳4内的轴心位置垂直设置有绝缘柱404，绝缘柱404与金属外壳4的底部为固定安装，可动电极402于绝缘柱404轴心方向上作动；本具体实施例中绝缘柱404具体采用绝缘陶瓷材质。

其中，金属外壳4的上方固定安装有同轴心设置的绝缘外壳3，绝缘外壳3内安装有可动电极402相连的波纹管401，波纹管401上方与音圈马达1的驱动轴端固定相连；本具体实施例中绝缘外壳3具体采用绝缘陶瓷材质。

其中，金属外壳4与绝缘外壳3的底部在可动电极402、固定电极403的外部组成真空室。

其中，可动电极402的活动范围为真空室内。

其中，可动电极402在固定电极403的顶部间隔错位布置。

一种射频源匹配器，包含上述外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置的射频源匹配器；射频源匹配器用于等离子体腔体的阻抗匹配为便于射频源输出最大功率的阻抗，减小输入信号的反射损耗，射频源匹配器作为泛半导体领域等离子体的关键部件设备，为了使射频源功率得到最大传输，采用射频源匹配器来匹配负载腔体的阻抗。

射频源：AEParamountHFi匹配器：AE_Nav ⁱ _gator

射频源包括电源输入、电源模块、感测器、匹配模块、控制板以及功率输出；匹配器包括射频输入、检测板、匹配模块、探测板、射频输出以及控制板；用于对负载腔体进行射频控制；

其中，如图7所示，本技术方案的外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置具体是位于射频源内的匹配模块内，匹配模块的两侧设有检测板、控制板、探测板、射频输出、射频输入，检测板检测控制板的振幅信号以及相位信号，该外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置具体为连接于控制板与射频输出之间；具体为两个外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，如图7的布置方式相连

工作原理：使用时，音圈马达1收到外部提供的脉冲信号，开始做往复运动，带动可动电极402进行上下作动，波纹管401连接可动电极402作动，波纹管401用于对可动电极402的动作过多的缓冲和给一个向下的推力给可动电极402，可动电极402与固定电极403之间相对面积的改变，从而改变真空电容容量。

音圈马达1具有毫秒级的作动时间及极高的的匹配精度，对于一些给定的容量及额定电压值，可变真空电容器占用空间极小，可以在较宽的范围之间调节，真空可变电容器的损耗极小，几乎可以忽略不计，以真空为介质等特点使得真空电容可以使用在使其它类型的电容损坏的高频大电流工作环境下。通过采用外部连接音圈马达1驱动内部可动电极402，改善了现有可变陶瓷真空电容器采用转动螺杆的作动方式产生的机械磨损及严重时的滑丝和间隙过大无法使用的问题，减少了转动螺杆因积累误差导致的匹配精度不够，匹配速度过慢的问题，也将现有可变电容的体积缩小，改善了联轴器加外置电机的体积大的问题。

本技术方案的外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置通过下述步骤进行电容测试：

步骤一：用电桥测试电容的容值。

步骤二：使用耐压测试仪给可变真空电容两端通交流高电压，确认可变真空电容在测试电压范围内是否正常。

发明的可变陶瓷真空电容器装置，改善了原结构因外接驱动电机及联轴器导致的真空可变电容体积过大的问题，解决转动螺杆持续作动易磨损及调节速度慢和调节精度低的问题，优化了可变真空电容的结构和性能，当可变陶瓷真空电容在调节容值时，大大缩短了匹配时间，也提高了匹配精度，体积也大大缩小，使用效率和使用适配空间大幅度提高，实现了可变真空电容在高精度领域的推广及使用，实现了在射频产业方面对可变真空电容的创新与改变，提升半导体芯片生产效率和良率。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，其特征在于，包括音圈马达(1)、真空电容；

所述音圈马达(1)驱动真空电容内部的可动电极(402)做伸缩运动，所述真空电容内位于可动电极(402)的下方设置有固定电极(403)。

2.根据权利要求1所述的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，其特征在于，所述固定电极(403)与可动电极(402)安装于真空电容的金属外壳(4)内，作为真空电容的两个极性。

3.根据权利要求2所述的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，其特征在于，所述固定电极(403)的底端与金属外壳(4)固定连接，且固定电极(403)中轴线与金属外壳(4)的中轴线相重合。

4.根据权利要求2所述的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，其特征在于，所述金属外壳(4)内的轴心位置垂直设置有绝缘柱(404)，所述绝缘柱(404)与金属外壳(4)的底部为固定安装，所述可动电极(402)于绝缘柱(404)轴心方向上作动。

5.根据权利要求2所述的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，其特征在于，所述金属外壳(4)的上方固定安装有同轴心设置的绝缘外壳(3)，所述绝缘外壳(3)内安装有可动电极(402)相连的波纹管(401)，所述波纹管(401)上方与音圈马达(1)的驱动轴端固定相连。

6.根据权利要求2所述的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，其特征在于，所述金属外壳(4)与绝缘外壳(3)的底部在可动电极(402)、固定电极(403)的外部组成真空室。

7.根据权利要求6所述的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，其特征在于，所述可动电极(402)的活动范围为真空室内。

8.根据权利要求6所述的一种外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置，其特征在于，所述可动电极(402)在固定电极(403)的顶部间隔错位布置。

9.一种射频源匹配器，其特征在于，包含如权利要求1-8任一项所述外置音圈马达伸缩驱动可变电容装置的射频源匹配器。

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