[发明专利]真空电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于例如半导体制造系统中使用的高频供电电路中的真空电容器，并且涉及一种其中固定电极和可动电极布置于真空外壳中并且其电容值可变的可变型真空电容器。

背景技术

很多真空电容器应用于例如半导体制造系统中使用的高频供电电路中。在将真空电容器按其结构宽泛地归类时，有两种类型的真空电容器：电容值固定的固定型真空电容器以及电容值可变的可变型真空电容器(例如，专利文献1～3)。

作为可变型真空电容器的例子，已知一种电容器，其中固定电极和可动电极布置于真空外壳中并且其电容通过使用波纹管(bellows)等在维持真空外壳中的真空状态的同时移动可动电极而变化。作为真空外壳，提供由绝缘材料(比如陶瓷材料)制成的绝缘管本体以及由铜等材料制成的密封元件，并且绝缘管本体的每个开口端侧由所述密封元件封闭，从而形成真空外壳。每个密封元件主要由设置于绝缘管本体的开口端侧处的管元件和封闭管元件的盖元件形成。

固定电极由其直径彼此不同并且同心地布置的多个基本上为圆柱形的电极元件(例如，这些圆柱形电极元件以一定间距布置)所形成。固定电极设置在真空外壳内密封元件之一(下文中，称为一侧密封元件，并且另一个称为另一侧密封元件)处。与固定电极相同，可动电极由直径彼此不同并且同心地布置的多个基本上为圆柱形的电极元件(例如，这些圆柱形电极元件以一定间距布置)所形成。在真空外壳内设置可动电极以使得可动电极的每个电极元件能在可动电极的每个电极元件不与固定电极的电极元件接触的情况下插入固定电极的电极元件之间的间隙和从其中抽出(可动电极的电极元件以交错构造布置以便插入固定电极的电极元件之间的间隙和从其中抽出并且交替与固定电极的电极元件交替地重叠)。该可动电极由沿真空外壳的轴向移动的可动电极轴(可动电极轴移动以使得能调节可动电极相对于固定电极的插入/抽出程度)支撑。

可动电极轴由例如支撑可动电极的支撑元件(下文中称为可动支撑元件)和从可动支撑元件的后表面侧(例如从可动支撑元件的面对另一侧密封元件的表面侧)向真空外壳的轴向延伸的杆(下文中称为可动杆)形成。该可动电极轴例如通过设置在真空外壳处的轴承元件(例如固定于盖元件中部处的轴承元件)可滑动地支撑(例如该可动电极轴被可滑动地支撑使得可动杆能沿真空外壳的轴向滑动)。

为了通过沿真空外壳的轴向移动可动电极轴来调节电容，例如，使用连接至可动杆的一端侧并且由驱动源(比如马达)所旋转的元件(在下文中，称作电容控制单元)。这个电容控制单元拧到可动杆的所述一端侧上(例如，形成于电容控制单元处的内螺纹部分拧到形成于可动杆的所述一端侧处的外螺纹部分上)，然后与可动杆连接。采用能由驱动源(比如马达)所旋转的电容控制单元。另外，例如通过由例如止推轴承形成的支撑元件相对于真空外壳可旋转地支撑电容控制单元。

波纹管是具有膨胀/收缩特性的波纹管金属元件。波纹管用作真空电容器的电流路径的一部分，并将真空外壳内部分隔为真空室和大气室。由于这种波纹管，可动电极、可动支撑元件和可动杆能沿真空外壳的轴向移动，且固定电极、可动电极和波纹管在真空外壳中包围出的空间保持密封而作为真空室(该空间处于真空状态)。例如，波纹管的一侧边缘在轴承元件侧连接至所述另一侧密封元件的内壁侧，而波纹管的另一侧边缘连接至可动支撑元件等。

这里，关于波纹管的连接，例如采用真空铜焊。另外，对于波纹管，存在着一些具有不同结构的波纹管。例如，已知其结构为其中波纹管的所述另一侧边缘连接至可动杆的表面的波纹管以及具有双重波纹管结构(例如，其中不锈钢波纹管和铜波纹管组合起来的结构)的波纹管。

在具有上述这种结构的真空电容器中，通过由驱动源(比如马达)旋转电容控制单元，由电容控制单元的旋转引起的旋转运动转换为可动电极轴的轴向运动，然后固定电极和可动电极之间的重叠面积响应于可动电极轴的移动量而变化。此时，波纹管根据可动杆的运动而膨胀或收缩。

这样，当电压施加至固定电极和可动电极并且波纹管膨胀或收缩时，固定电极和可动电极之间的重叠面积改变，并且出现于这两个电极之间的电容值就连续地改变，从而进行阻抗调节。关于使用这种真空电容器的情况下的高频装置的高频电流，高频电流从所述一侧密封元件通过波纹管和两个面对电极之间(固定电极和可动电极之间)的电容流向所述另一侧密封元件。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开No.JP6-241237

专利文献2：日本专利申请公开No.JP2005-180535

专利文献3：日本专利申请公开No.JP8-45785