JPH08124514A - 高電圧絶縁装置 - Google Patents
高電圧絶縁装置Info
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- JPH08124514A JPH08124514A JP6260253A JP26025394A JPH08124514A JP H08124514 A JPH08124514 A JP H08124514A JP 6260253 A JP6260253 A JP 6260253A JP 26025394 A JP26025394 A JP 26025394A JP H08124514 A JPH08124514 A JP H08124514A
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁耐力の向上、性能向上、コンパクト化等
に役立つ高電圧絶縁装置を得る。 【構成】 真空中に絶縁体３を介して配置され両者間に
高電圧が印加される高電位導体１および低電位導体２ａ
を有し、低電位導体の絶縁体に接する部分に絶縁体の周
面に所定のクリアランスｘで隣接する段差凹みを形成し
た。
に役立つ高電圧絶縁装置を得る。 【構成】 真空中に絶縁体３を介して配置され両者間に
高電圧が印加される高電位導体１および低電位導体２ａ
を有し、低電位導体の絶縁体に接する部分に絶縁体の周
面に所定のクリアランスｘで隣接する段差凹みを形成し
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオンビームによる表面
改質装置、電子銃、粒子加速器などの真空中で高電圧を
利用する装置に適用される高電圧絶縁装置に関する。
改質装置、電子銃、粒子加速器などの真空中で高電圧を
利用する装置に適用される高電圧絶縁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高電圧絶縁法を図５に示す。真空
中におかれた高電圧印加部（高電位導体）１を絶縁体３
を介して接地部（低電位導体）２で支持、絶縁する場
合、絶縁体３はその沿面で絶縁破壊を防止するのに十分
な高さのものを用いていた。
中におかれた高電圧印加部（高電位導体）１を絶縁体３
を介して接地部（低電位導体）２で支持、絶縁する場
合、絶縁体３はその沿面で絶縁破壊を防止するのに十分
な高さのものを用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の絶縁体によ
る高電圧印加部の支持絶縁時の絶縁破壊は、絶縁体の沿
面放電によるケースが最も発生し易すい。これは、絶縁
体そのものの絶縁破壊強度、電極間ギャップの絶縁破壊
強度に比べ絶縁体沿面を放電路とした破壊強度が小さい
ことによる。
る高電圧印加部の支持絶縁時の絶縁破壊は、絶縁体の沿
面放電によるケースが最も発生し易すい。これは、絶縁
体そのものの絶縁破壊強度、電極間ギャップの絶縁破壊
強度に比べ絶縁体沿面を放電路とした破壊強度が小さい
ことによる。
【０００４】したがって、大気中の支持絶縁では、ひだ
付き碍子等に見られる様に実質的な沿面距離を長くして
絶縁破壊強度を大きくしている。
付き碍子等に見られる様に実質的な沿面距離を長くして
絶縁破壊強度を大きくしている。
【０００５】一方、真空中では以下の様に、沿面放電の
形態が大気中とは異なるため、ひだ付きによる絶縁耐力
の改善は、大きく期待できない。
形態が大気中とは異なるため、ひだ付きによる絶縁耐力
の改善は、大きく期待できない。
【０００６】真空中で、図５のように絶縁体３で、正の
高電圧印加部１と接地部２とを絶縁する場合、正の高電
圧印加部（金属）１と絶縁体３と真空４領域の接合部
５、および接地部（金属）２と絶縁体３と真空４領域の
接合部６では、電界の歪みにより、電界の強さが最も大
きくなる。この両接合５，６のうち、低電位の金属２側
の接合部６は、電界放出により電子が放出され沿面放電
のトリガ点となることから、トリプルジャンクションと
呼ばれる。
高電圧印加部１と接地部２とを絶縁する場合、正の高電
圧印加部（金属）１と絶縁体３と真空４領域の接合部
５、および接地部（金属）２と絶縁体３と真空４領域の
接合部６では、電界の歪みにより、電界の強さが最も大
きくなる。この両接合５，６のうち、低電位の金属２側
の接合部６は、電界放出により電子が放出され沿面放電
のトリガ点となることから、トリプルジャンクションと
呼ばれる。
【０００７】トリプルジャンクション６から電界放出に
より放出された電子は、電界で加速され、高電位の金属
１の方へ向うが、その一部は絶縁体３の表面を叩く。こ
れによる二次電子、あるいは熱衝撃による電子が絶縁体
３の表面から放出され、同様に金属１の方へ加速され
る。電子が放出された絶縁体３の表面は、正の電荷が残
るため、トリプルジャンクション６の近傍の絶縁体３の
表面の電界の強さは更に大きくなり、ついには、この部
位から絶縁破壊に至る。
より放出された電子は、電界で加速され、高電位の金属
１の方へ向うが、その一部は絶縁体３の表面を叩く。こ
れによる二次電子、あるいは熱衝撃による電子が絶縁体
３の表面から放出され、同様に金属１の方へ加速され
る。電子が放出された絶縁体３の表面は、正の電荷が残
るため、トリプルジャンクション６の近傍の絶縁体３の
表面の電界の強さは更に大きくなり、ついには、この部
位から絶縁破壊に至る。
【０００８】したがって、トリプルジャンクション６で
の電界の強さが十分小さく、電子放出による沿面放電が
防止できる十分な絶縁体３の高さが必要であった。また
装置によっては、正の高電圧印加部１と接地部２の間隔
を大きくとれないと云う問題点があった。
の電界の強さが十分小さく、電子放出による沿面放電が
防止できる十分な絶縁体３の高さが必要であった。また
装置によっては、正の高電圧印加部１と接地部２の間隔
を大きくとれないと云う問題点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【００１０】すなわち、高電圧絶縁装置として、真空中
に絶縁体を介して配置され両者間に高電圧が印加される
高電位導体および低電位導体を有し、上記低電位導体の
上記絶縁体に接する部分に同絶縁体の周面に所定のクリ
アランスで隣接する段差凹みを形成した。
に絶縁体を介して配置され両者間に高電圧が印加される
高電位導体および低電位導体を有し、上記低電位導体の
上記絶縁体に接する部分に同絶縁体の周面に所定のクリ
アランスで隣接する段差凹みを形成した。
【００１１】
【作用】上記発明において、低電位導体、絶縁体および
真空領域の接合部であるトリプルジャンクションは、低
電位導体の段差凹みのクリアランス部の中に隠れ、電界
がしゃへいされる。このことにより、トリプルジャンク
ション部の電界強度が小さくなる。その分絶縁体の絶縁
破壊強度が増加する。従って、同じ電位差を与える場合
には高、低電位導体間の間隔を縮少できる。また見方を
変えれば、絶縁耐力が増加し安全性が向上する。
真空領域の接合部であるトリプルジャンクションは、低
電位導体の段差凹みのクリアランス部の中に隠れ、電界
がしゃへいされる。このことにより、トリプルジャンク
ション部の電界強度が小さくなる。その分絶縁体の絶縁
破壊強度が増加する。従って、同じ電位差を与える場合
には高、低電位導体間の間隔を縮少できる。また見方を
変えれば、絶縁耐力が増加し安全性が向上する。
【００１２】
（１）上記本発明の第１実施例を図１〜図３により説明
する。
する。
【００１３】図１にて真空４中に高電位導体（高電圧印
加部）１と低電位導体（接地部）２ａが絶縁体３を介し
て配置される。低電位導体２ａと絶縁体３の接触部に
は、低電位導体２ａに段差ｈの段差凹みが形成され、絶
縁体３の外周面との間にクリアランスｘが設けられる。
加部）１と低電位導体（接地部）２ａが絶縁体３を介し
て配置される。低電位導体２ａと絶縁体３の接触部に
は、低電位導体２ａに段差ｈの段差凹みが形成され、絶
縁体３の外周面との間にクリアランスｘが設けられる。
【００１４】以上において、高電位導体１と低電位導体
２ａ間に高電圧が印加されると、低電位導体２ａ、絶縁
体３および真空４領域の接合部であるトリプルジャンク
ション６は、低電位導体２ａの段差凹みのクリアランス
ｘ部の中に隠れ、電界がしゃへいされる。このことによ
り、トリプルジャンクション６部の電界強度が小さくな
る。その分絶縁体３の絶縁破壊強度が増加する。従っ
て、同じ電位差を与える場合には高、低電位導体間の間
隔を縮少できる。
２ａ間に高電圧が印加されると、低電位導体２ａ、絶縁
体３および真空４領域の接合部であるトリプルジャンク
ション６は、低電位導体２ａの段差凹みのクリアランス
ｘ部の中に隠れ、電界がしゃへいされる。このことによ
り、トリプルジャンクション６部の電界強度が小さくな
る。その分絶縁体３の絶縁破壊強度が増加する。従っ
て、同じ電位差を与える場合には高、低電位導体間の間
隔を縮少できる。
【００１５】図２に、絶縁体３の高さが５ｍｍと一定
で、クリアランスｘがそれぞれ０．２ｍｍ，０．４ｍｍ
のときの、段差ｈと沿面放電電圧測定値との関係を示
す。凹みを深くし、また、クリアランスｘを小さくする
ほど、沿面放電電圧は大きくなり、トリプルジャンクシ
ョン６のしゃへいが効いていることがわかる。
で、クリアランスｘがそれぞれ０．２ｍｍ，０．４ｍｍ
のときの、段差ｈと沿面放電電圧測定値との関係を示
す。凹みを深くし、また、クリアランスｘを小さくする
ほど、沿面放電電圧は大きくなり、トリプルジャンクシ
ョン６のしゃへいが効いていることがわかる。
【００１６】図３に電位差５０ｋＶのときのトリプルジ
ャンクション６での電界の強さを凹みの寸法を変えて求
めた計算値と、その寸法に対応した形状での沿面放電電
圧測定値との関係を示す。
ャンクション６での電界の強さを凹みの寸法を変えて求
めた計算値と、その寸法に対応した形状での沿面放電電
圧測定値との関係を示す。
【００１７】図中Ｎ2 ，Ａｒは真空排気前の雰囲気ガス
を示す。
を示す。
【００１８】（２）本発明をイオンビームミキシング装
置に適用した第２の実施例を図４により説明する。真空
容器８の上部には基板９が配置される。その下方にるつ
ぼ１０が配置される。るつぼ１０の横に電子銃１２が配
置される。
置に適用した第２の実施例を図４により説明する。真空
容器８の上部には基板９が配置される。その下方にるつ
ぼ１０が配置される。るつぼ１０の横に電子銃１２が配
置される。
【００１９】また、るつぼ１０の横には出口を基板９に
向けて加速電極１５を持つイオン源１４が配置される。
イオン源１４の下部を支持するために、絶縁体１９を介
して段差凹みａを持つ支持台２１が設けられる。支持台
２１はアースされてる。
向けて加速電極１５を持つイオン源１４が配置される。
イオン源１４の下部を支持するために、絶縁体１９を介
して段差凹みａを持つ支持台２１が設けられる。支持台
２１はアースされてる。
【００２０】イオン源１４の出口には、リング状の第１
加速電極２３と第２加速電極２２が同軸に絶縁体２０を
介して配置される。第１加速電極２３はイオン源１４に
接続されている。第２加速電極２２はアースされるとと
もに絶縁体２０との接触部には段差凹みａが設けられ
る。支持台２１および第２加速電極２２が低電位導体で
あり、イオン源１４および第１加速電極２３が高電位導
体である。
加速電極２３と第２加速電極２２が同軸に絶縁体２０を
介して配置される。第１加速電極２３はイオン源１４に
接続されている。第２加速電極２２はアースされるとと
もに絶縁体２０との接触部には段差凹みａが設けられ
る。支持台２１および第２加速電極２２が低電位導体で
あり、イオン源１４および第１加速電極２３が高電位導
体である。
【００２１】イオン源１４とアース間に高電圧電源１７
がつながれる。
がつながれる。
【００２２】以上において、るつぼ１０、蒸着金属１
１、電子銃１２からなる蒸発系より蒸発金属粒子１３が
供給され、基板９に蒸着される。このときイオン源１４
とイオン加速電極１５により供給されるイオンビーム１
６によりミキシングが行われる。
１、電子銃１２からなる蒸発系より蒸発金属粒子１３が
供給され、基板９に蒸着される。このときイオン源１４
とイオン加速電極１５により供給されるイオンビーム１
６によりミキシングが行われる。
【００２３】イオンビーム１６のエネルギーは、場合に
よっては数１０ｋｅＶの高エネルギーに加速する必要が
あり、このため、イオン源１４は、真空容器８の外部に
設けられた高電圧電源１７により導入端子１８を介して
高電圧が印加される。このとき、前記と同様の作用で、
絶縁体１９，２０の絶縁耐力が大幅に向上するので、加
速電極２３，２２間により高い電圧を加えることができ
る。また同一加速でよい場合には絶縁上の安全性が大幅
に向上する。
よっては数１０ｋｅＶの高エネルギーに加速する必要が
あり、このため、イオン源１４は、真空容器８の外部に
設けられた高電圧電源１７により導入端子１８を介して
高電圧が印加される。このとき、前記と同様の作用で、
絶縁体１９，２０の絶縁耐力が大幅に向上するので、加
速電極２３，２２間により高い電圧を加えることができ
る。また同一加速でよい場合には絶縁上の安全性が大幅
に向上する。
【００２４】
【発明の効果】以上に説明した本発明によれば、次の効
果がえられる。
果がえられる。
【００２５】（１）絶縁物沿面の絶縁破壊強度を大幅に
改善でき、装置信頼性の向上が図れる。
改善でき、装置信頼性の向上が図れる。
【００２６】（２）また、同じ絶縁破壊強度で装置の小
型化や性能向上が可能となる。
型化や性能向上が可能となる。
【図１】本発明の第１実施例の断面図である。
【図２】同実施例の作用説明図である。
【図３】同実施例の作用説明図である。
【図４】本発明の第２実施例の構成系統図である。
【図５】従来例の断面図である。
１ 正の高電圧印加部（高電位導電体） ２，２ａ 接地部（低電位導電体） ３ 絶縁体 ４ 真空（領域） ８ 真空容器 ９ 基板 １０ るつぼ １１ 蒸着金属 １２ 電子銃 １３ 蒸発金属粒子 １４ イオン源 １５ 加速電極 １６ イオンビーム １７ 高電圧電源 １８ 導入端子 １９，２０ 絶縁体 ２１ 支持台 ２２ 第２加速電極 ２３ 第１加速電極
Claims (1)
- 【請求項１】 真空中に絶縁体を介して配置され両者間
に高電圧が印加される高電位導体および低電位導体を有
し、上記低電位導体の上記絶縁体に接する部分に同絶縁
体の周面に所定のクリアランスで隣接する段差凹みを形
成してなることを特徴とする高電圧絶縁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6260253A JPH08124514A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 高電圧絶縁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6260253A JPH08124514A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 高電圧絶縁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08124514A true JPH08124514A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17345484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6260253A Withdrawn JPH08124514A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 高電圧絶縁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08124514A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010027525A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-02-04 | Yaskawa Electric Corp | 真空機器 |
| JP2010129356A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Yaskawa Electric Corp | 真空機器 |
| JP2012522335A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド | 飛行源の加熱時間 |
| CN102891060A (zh) * | 2011-07-19 | 2013-01-23 | 上海凯世通半导体有限公司 | 热阴极离子源系统 |
| US9117630B2 (en) | 2013-03-29 | 2015-08-25 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Insulation structure of high voltage electrodes for ion implantation apparatus |
| EP4415020A2 (en) | 2023-02-13 | 2024-08-14 | Ebara Corporation | Insulating structure, electrostatic lens, and charged particle beam device |
-
1994
- 1994-10-25 JP JP6260253A patent/JPH08124514A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010027525A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-02-04 | Yaskawa Electric Corp | 真空機器 |
| JP2010129356A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Yaskawa Electric Corp | 真空機器 |
| JP2012522335A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド | 飛行源の加熱時間 |
| CN102891060A (zh) * | 2011-07-19 | 2013-01-23 | 上海凯世通半导体有限公司 | 热阴极离子源系统 |
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| KR20240126409A (ko) | 2023-02-13 | 2024-08-20 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 절연 구조체, 정전 렌즈 및 하전 입자선 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |