JP2001211049A - シールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 、放射ノイズの低減効果が高いシールド装置
を提供する。 【解決手段】 高周波を出力する高周波出力器１と、高
周波出力器１から出力された高周波を利用する高周波利
用部２とを備えて高周波利用部２にて材料加工又は部品
洗浄等を行なう高周波利用装置に適用されるシールド装
置である。高周波出力器１の高周波の出力インピーダン
スと高周波利用部２のインピーダンスを整合させるため
のインピーダンス整合回路３を備えると共にインピーダ
ンス整合回路３のグラウンドと高周波利用部２を覆う金
属製のシールドボックス４とを電気的に接続する。高周
波出力器１に接続される高周波の給電線の電圧定在波比
を小さくすることができる。シールドボックス４に誘導
したノイズ電流をインピーダンス整合回路３のグランド
に帰還させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波を利用する
高周波利用装置に適用される電磁界性ノイズ（以下、放
射ノイズと略することがある）を低減させるためのシー
ルド装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高周波を利用したスパッタリ
ングやプラズマ放電処理（プラズマエッチング、プラズ
マＣＳＶ、表面改質など）などにより材料加工や部品洗
浄などを行なう高周波利用装置において、放射ノイズを
低減することが行なわれている。

【０００３】図４（ａ）に高周波利用装置の一例を示
す。この高周波利用装置は筺体である高周波利用装置本
体６内に高周波出力器１と高周波利用部２を収めて形成
されており、高周波出力器１と高周波利用部２は同軸ケ
ーブルで形成される給電線１０で電気的に接続されてい
る。高周波出力器１は給電線１０を通じて高周波の電力
を高周波利用部２に出力するものであり、また、高周波
利用部２は高周波出力器１から出力された高周波の電力
を利用してスパッタリングやプラズマ放電処理などを行
なう部分である。そして、この高周波利用装置では高周
波利用部２を金属製のシールドボックス４で覆うと共に
シールドボックス４を高周波利用装置本体６のフレーム
グランドに電気的に接続することによって、高周波利用
部２からの放射ノイズを遮断して低減するものである。

【０００４】図４（ｂ）に高周波利用装置の他例を示
す。この高周波利用装置は図４（ａ）に示すシールドボ
ックス４を用いず、その代わりに、放射ノイズの発生源
となる配線類（給電線１０等）にフェライト製のコア１
１を挿着したものであり、このコア１１により配線類
（給電線１０等）のインピーダンスを上げて高周波のノ
イズ電流を抑制し、放射ノイズの発生を抑えるようにし
たものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような高周波利
用装置からの放射ノイズの低減対策のうち、図４（ａ）
に示す金属によるシールド方法は従来から主に用いられ
ているものであるが、この方法ではシールドボックス４
の金属の材質やグラウンドの取り方により充分な放射ノ
イズの低減効果が得られないことがあった。また、図４
（ｂ）に示すコア１１を用いたものでは、コア１１の磁
気飽和の問題から高周波の大電流を扱う高周波利用部２
のノイズ対策としては充分な放射ノイズの低減効果を得
ることができなかった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、放射ノイズの低減効果が高いシールド装置を提供
することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
シールド装置Ａは、高周波を出力する高周波出力器１
と、高周波出力器１から出力された高周波を利用する高
周波利用部２とを備えて高周波利用部２にて材料加工又
は部品洗浄等を行なう高周波利用装置に適用されるシー
ルド装置であって、高周波出力器１の高周波の出力イン
ピーダンスと高周波利用部２のインピーダンスを整合さ
せるためのインピーダンス整合回路３を備えると共にイ
ンピーダンス整合回路３のグラウンドと高周波利用部２
を覆う金属製のシールドボックス４とを電気的に接続し
て成ることを特徴とするものである。

【０００８】また本発明の請求項２に係るシールド装置
Ａは、請求項１の構成に加えて、インピーダンス整合回
路３を収める金属製のケース５をインピーダンス整合回
路３のグラウンドとし、このケース５とシールドボック
ス４を接合して一体化して成ることを特徴とするもので
ある。

【０００９】また本発明の請求項３に係るシールド装置
Ａは、請求項１又は２の構成に加えて、シールドボック
ス４が高周波利用部２とシールドボックス４とを収める
高周波利用装置本体６のフレームグラウンドから電気的
に絶縁されるかあるいはインピーダンス整合回路３のグ
ラウンドとの接続インピーダンスよりも大きなインピー
ダンスにて、該フレームグラウンドに接続されて成るこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１１】図１に本発明のシールド装置Ａを備えた高
周波利用装置を示す。この高周波利用装置は筐体である
高周波利用装置本体６内に高周波出力器１と高周波利用
部２を収めて形成されている。高周波出力器１は高周波
アンプ等を内蔵して形成されており、商用電源から供給
された電力を高周波利用部２で利用可能な高周波の電力
として出力するものであり、高周波出力器１にはコンセ
ントに差し込まれるプラグ１５を備えた電源ケーブル１
６が設けられている。高周波利用部２は高周波出力器１
から出力された高周波の電力を利用してスパッタリング
やプラズマ放電処理などを行なう部分である。例えば、
高周波利用部２がプラズマジェットにてプラズマ放電処
理を行なうものであれば、放電ノズルと放電ノズル内に
放電によりプラズマを生成させるための電極とを具備し
て高周波利用部２は形成されている。また、高周波利用
部２がこのようなプラズマジェットにてプラズマ放電処
理を行なうものである場合、高周波出力器１から出力さ
れる高周波の周波数は１ｋＨｚ〜５０ＧＨｚ、好ましく
は、１０ｋＨｚ〜２００ＭＨｚに設定される。尚、高周
波利用部２は高周波の電力を利用するものであれば何で
も良く、また、高周波出力器１から出力される高周波の
周波数は上記の範囲に限定されるものではない。

【００１２】シールド装置Ａは高周波利用装置本体６内
に収められているものであって、インピーダンス整合回
路３と、インピーダンス整合回路３を収める金属製のケ
ース５と、高周波利用部２を覆う金属製のシールドボッ
クス４とで形成されている。インピーダンス整合回路３
は高周波出力器１の高周波の電力の出力インピーダンス
と高周波利用部２のインピーダンスとを整合させるため
のものであって、従来からある任意のものを使用するこ
とができるが、例えば、図２のものを用いることができ
る。このインピーダンス整合回路３は可変コンデンサＣ
₁、Ｃ₂と可変インダクタＬを用いて形成されるものであ
って、可変コンデンサＣ₁、Ｃ₂と可変インダクタＬを操
作することによって、高周波出力器１の出力インピーダ
ンスと高周波利用部２のインピーダンスとを整合させる
ものである。インピーダンス整合回路３は同軸ケーブル
等で形成される給電線１０により高周波出力器１と電気
的に接続され、また、同軸ケーブル等で形成される接続
線２０により高周波利用部２と電気的に接続されてい
る。接続線２０はケース５の内部とシールドボックス４
の内部を通して配設されている。尚、高周波利用部２が
上記のようなプラズマジェットにてプラズマ放電処理を
行なうものであれば、接続線２０は高周波利用部２の電
極に接続されている。

【００１３】インピーダンス整合回路３のケース５とシ
ールドボックス４はアルミニウムや鉄などの導電性のあ
る金属で形成されるものである。また、ケース５とシー
ルドボックス４は外面同士を面で接触させてネジなどで
接合して一体化することによって、機械的及び電気的に
接続されている。さらに、ケース５はインピーダンス整
合回路３とグランド線２１により電気的に接続されてお
り、インピーダンス整合回路３のグラウンドとして用い
られている。また、シールドボックス４は塩化ビニル樹
脂やアクリル樹脂などの絶縁性のある樹脂材料で形成さ
れる支持台あるいはスペーサーを介して高周波利用装置
本体６に固定されている。つまり、シールドボックス４
は高周波利用装置本体６のフレームグランドと絶縁され
た状態、あるいは少なくともケース５とシールドボック
ス４の接続インピーダンスよりも大きなインピーダンス
で高周波利用装置本体６のフレームグランドと接続され
た状態で、高周波利用装置本体６に取り付けられてい
る。

【００１４】このように形成される高周波利用装置は、
高周波出力器１で発生させた高周波の電力を給電線１０
とインピーダンス整合回路３と接続線２０を通じて高周
波利用部２に供給し、この高周波の電力を高周波利用部
２で利用してスパッタリングやプラズマ放電処理などを
行なうものであるが、上記のようなシールド装置を設け
たので、放射ノイズを低減することができるものであ
る。

【００１５】すなわち、本発明のシールド装置は、高周
波出力器１の高周波の電力の出力インピーダンスと高周
波利用部２のインピーダンスを整合させるためのインピ
ーダンス整合回路３を備えるので、高周波出力器１と高
周波利用部２の間のインピーダンス不整合による定在波
の発生を抑えることができ、すなわち、高周波出力器１
に接続される給電線１０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）を
小さくすることができ、放射ノイズの主な要因である共
振現象を防止することができるものであり、しかも、イ
ンピーダンス整合回路３のグラウンドと高周波利用部２
を覆う金属製のシールドボックス４とを電気的に接続す
るので、シールドボックス４に誘導したノイズ電流（高
周波電流）をインピーダンス整合回路３（のグランド）
に帰還させることができ、放射ノイズを抑えることがで
きるものである。

【００１６】また、インピーダンス整合回路３のグラン
ドであるケース５とシールドボックス４を面で接触させ
て接合して一体化するので、ケース５とシールドボック
ス４を離して電線等で接続するよりも広い面積で両者を
接触させて接続することができ、すなわち、ケース５と
シールドボックス４を電線等で接続するよりも低インピ
ーダンスで接続することができ、シールドボックス４に
誘導するノイズ電流をインピーダンス整合回路３（のグ
ランド）に速やかに帰還させることができ、放射ノイズ
を最小限に抑えることができるものである。また、通
常、高周波利用部２とインピーダンス整合回路３の間は
インピーダンスが不整合になることが多く、接続線２０
に定在波が発生しやすくて放射ノイズの発生源となる場
合があるが、本発明では、ケース５とシールドボックス
４を接合して一体化するので、ケース５とシールドボッ
クス４の距離が近くなって接続線２０の長さを短くする
ことができ、しかも、接続線２０をケース５とシールド
ボックス４の内部に配置することによって、接続線２０
をケース５とシールドボックス４で覆ってシールドする
ことができ、接続線２０からの放射ノイズを低減するこ
とができるものである。

【００１７】また、高周波利用装置本体６のフレームグ
ラウンドからシールドボックス４が電気的に絶縁される
かあるいはインピーダンス整合回路３のグラウンドとシ
ールドボックス４との接続インピーダンスよりも大きな
インピーダンスにて高周波利用装置本体６のフレームグ
ラウンドとシールドボックス４が接続されるように、絶
縁性のある樹脂製の支持台あるいはスペーサを介在させ
てシールドボックス４を高周波利用装置本体６に固定す
るので、シールドボックス４に誘導したノイズ電流が高
周波利用装置本体６に流れ込む（回り込む）のを防止す
ることができ、ノイズ電流の高周波利用装置本体６への
流れ込みよるコモンモードループの形成を抑えることが
できるものである。すなわち、高周波利用装置本体６の
フレームグラウンドとシールドボックス４の間のインピ
ーダンスが低い場合、高周波利用部２から発生する電磁
界によってシールドボックス４に誘導されたノイズ電流
が高周波利用装置本体６に漏洩し、この漏洩電流により
高周波出力器１の電源ケーブル１６を介して大面積のコ
モンモードループが形成されることになり、このコモン
モードループにより非常に大きな放射ノイズが発生する
ことになるが、本発明では、絶縁性のある樹脂製の支持
台あるいはスペーサを介在させてシールドボックス４を
高周波利用装置本体６に固定してシールドボックス４と
高周波利用装置本体６を絶縁あるいは高インピーダンス
で接続するので、コモンモードループの形成を抑えるこ
とができ、放射ノイズを低減することができるものであ
る。

【００１８】

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。

【００１９】（実施例）図１に示す高周波利用装置から
の放射ノイズの測定を行なった。高周波出力器１から出
力される高周波の電力は１３．５６ＭＨｚ、１００Ｗと
した。高周波利用部２はプラズマジェットでプラズマ放
電処理を行なうものであって、放電ノズルと電極とを備
えて形成した。ケース５とシールドボックス４はアルミ
ニウムで形成し、また、シールドボックス４はアクリル
樹脂で形成されるスペーサーを介して高周波利用装置本
体６に固定し、シールドボックス４と高周波利用装置本
体６を絶縁した。

【００２０】（比較例）図４（ａ）に示す高周波利用装
置を用いた以外は実施例と同様にした。

【００２１】図３（ａ）に示す実施例と図３（ｂ）に示
す比較例の放射ノイズの測定結果を対比すると、実施例
では比較例に比べて最大約３０ｄＢの放射ノイズの低減
効果（周波数が７０ＭＨｚ付近）があった。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１の発明
は、高周波を出力する高周波出力器と、高周波出力器か
ら出力された高周波を利用する高周波利用部とを備えて
高周波利用部にて材料加工又は部品洗浄等を行なう高周
波利用装置に適用されるシールド装置であって、高周波
出力器の高周波の出力インピーダンスと高周波利用部の
インピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合
回路を備えると共にインピーダンス整合回路のグラウン
ドと高周波利用部を覆う金属製のシールドボックスとを
電気的に接続するので、高周波出力器に接続される高周
波の給電線の電圧定在波比を小さくすることができ、放
射ノイズの主な要因である共振現象を防止することがで
きるものであり、しかも、インピーダンス整合回路のグ
ラウンドと高周波利用部を覆う金属製のシールドボック
スとを電気的に接続するので、シールドボックスに誘導
したノイズ電流をインピーダンス整合回路のグランドに
帰還させることができ、放射ノイズを抑えることができ
るものであり、放射ノイズの低減効果が高いものであ
る。

【００２３】また本発明の請求項２の発明は、インピー
ダンス整合回路を収める金属製のケースをインピーダン
ス整合回路のグラウンドとし、このケースとシールドボ
ックスを接合して一体化するので、シールドボックスに
誘導するノイズ電流をインピーダンス整合回路のグラン
ドに速やかに帰還させることができ、放射ノイズを最小
限に抑えることができるものであり、しかも、高周波利
用部へ高周波を供給するための接続線の長さを短くする
ことができ、接続線からの放射ノイズを低減することが
できるものであり、放射ノイズの低減効果がさらに高く
なるものである。

【００２４】また本発明の請求項３の発明は、シールド
ボックスが高周波利用部とシールドボックスとを収める
高周波利用装置本体のフレームグラウンドから電気的に
絶縁されるかあるいはインピーダンス整合回路のグラウ
ンドとの接続インピーダンスよりも大きなインピーダン
スにて、該フレームグラウンドに接続されるので、シー
ルドボックスに誘導したノイズ電流が高周波利用装置本
体に回り込むのを防止することができ、ノイズ電流の高
周波利用装置本体への流れ込みよるコモンモードループ
の形成を抑えることができるものであり、放射ノイズの
低減効果がさらに高くなるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図であ
る。

【図２】同上のインピーダンス整合回路を示す回路図で
ある。

【図３】（ａ）（ｂ）は実施例と比較例のノイズの測定
結果を示すグラフである。

【図４】（ａ）（ｂ）は従来例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 高周波出力器 ２ 高周波利用部 ３ インピーダンス整合回路 ４ シールドボックス ５ ケース ６ 高周波利用装置本体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波を出力する高周波出力器と、高周
   波出力器から出力された高周波を利用する高周波利用部
   とを備えて高周波利用部にて材料加工又は部品洗浄等を
   行なう高周波利用装置に適用されるシールド装置であっ
   て、高周波出力器の高周波の出力インピーダンスと高周
   波利用部のインピーダンスを整合させるためのインピー
   ダンス整合回路を備えると共にインピーダンス整合回路
   のグラウンドと高周波利用部を覆う金属製のシールドボ
   ックスとを電気的に接続して成ることを特徴とするシー
   ルド装置。
2. 【請求項２】 インピーダンス整合回路を収める金属製
   のケースをインピーダンス整合回路のグラウンドとし、
   このケースとシールドボックスを接合して一体化して成
   ることを特徴とする請求項１に記載のシールド装置。
3. 【請求項３】 シールドボックスが高周波利用部とシー
   ルドボックスとを収める高周波利用装置本体のフレーム
   グラウンドから電気的に絶縁されるかあるいはインピー
   ダンス整合回路のグラウンドとの接続インピーダンスよ
   りも大きなインピーダンスにて、該フレームグラウンド
   に接続されて成ることを特徴とする請求項１又は２に記
   載のシールド装置。