[发明专利]一种适用于等离子体工艺设备的磁力耦合真空传动装置

说明书

技术领域

本发明提供一种磁力耦合真空传动装置，尤其是一种适用于等离子体工艺设备的磁力耦合真空传动装置。

背景技术

许多应用真空技术的设备，特别是等离子体工艺设备，都涉及到真空环境中的机械传动。

在真空环境中传递机械运动，往往不如在大气压环境中传递机械运动简单，这一点可以用图1作简要的说明。在真空腔处于大气压的条件下，可将一件物体03（比如硅晶体基片）放置于位置A，然后封闭腔室01，利用真空泵从抽真空口011对腔室进行抽真空，该物体03就完全处于真空环境中。在通常的条件下，该物体03还可以放置于某种承载装置02上，比如托盘、承载的架子或者盒子。那么在真空环境下，如何将物体从位置A传动移送至位置B？为简单起见，图1只显示了物体03在二维平面的水平运动，而在实际应用中，这样的运动则还可能是其它模式的，比如垂直方向上的运动，如图2所示，甚至还可以是三维的。

将整个机械传动装置，包括电机、传动轴以及传动连杆等，都放置于真空腔室里来实现机械传动的功能，显然是不太可行的。半导体微电子芯片及LED芯片制造，都要求制造工艺在极端洁净的环境下进行，即真空腔室内不能有金属颗粒物、无机物颗粒粉尘或者有机物蒸气等污染物。而作往复运动的电机旋转轴或传动轴，一般都需要润滑。如果润滑介质是液体或固体油脂，则润滑油脂在真空条件下很容易挥发，从而造成对真空环境和芯片表面的严重污染；如果不做润滑处理，则又极易产生大量的的固体粉状磨损物，对真空腔室造成污染。除此之外，还存在其他的一些技术问题。

通常的解决办法，是将传动装置部分置于真空腔室内，部分置于真空腔室外。传动装置的动力源，即电动机置于真空腔室外; 直接连接电机的传动轴或传动连杆，也置于真空腔室外的大气压环境中。被传动的物体以及直接连接该物体的连杆装置，则都置于真空腔室内。放置于大气环境中和真空环境中的两套连杆装置，往往通过直接机械接触的方式，实现将大气环境下的机械运动传递到真空环境中、并在真空腔室内传送物体的功能。

图3示意说明传统的向真空环境传递水平运动的解决办法。通常，通过传动连杆043连接电机或马达04的输出轴041，输出轴041连接某种螺旋传动装置042将电机或马达04的旋转运动转化为传动连杆043的水平运动，传动连杆043通过传动连杆连接头044与真空密封波纹管046的活动法兰045连接在一起，从而推动真空密封波纹管046作水平方向的伸缩运动。真空腔室01内被传动的物体03, 放置在承载装置02上，其与置于真空腔室01内的传动连杆049连接在一起, 该真空腔室01内的传动连杆049的一端与真空波纹管046上的活动法兰047相连接。这样，当真空腔室01外面的传动连杆04作水平方向运动时, 真空腔室01内的传动连杆048就被推动, 并且带动被传动的物体03作水平运动。通过这种方式, 真空外面的机械运动被传送至真空腔室01内。在这里，柔性的真空波纹管046和设置在真空腔室01和波纹管046之间的O形密封圈048一起，完成真空密封的功能。传动连杆的运动范围，即物体在真空腔室中的传动范围，则受制于软体真空波纹管的伸缩范围。

图4示意说明传统的向真空环境传递旋转运动的解决方案。在这里，电机马达05的输出轴051的旋转运动，需要传送到真空腔室01内，人们一般采用磁流体密封装置052完成对传动轴051的真空密封。传动轴051的旋转轴心是固定的，即物体在真空腔室内旋转运动的轴心，是不可能变化的。

上述的例子，代表了目前绝大部分通用的向真空环境传递和控制运动的方式，其缺陷是显而易见的，即：（1）需要真空密封装置，（2）运动范围受到限制。真空密封装置，一般都涉及到使用橡胶材质的密封圈、真空软管、或者磁流体等密封件。不仅密封部分的机械结构较为复杂，增加设备制造的成本，而且由于密封部件需要作往复运动，在使用过程中容易磨损和疲劳失效，橡胶材质的密封部件则容易发生老化失效，因此设备的长期稳定性既不可靠，要求经常性的维修。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种通过磁力耦合进行运动传递的适用于等离子体工艺设备的磁力耦合真空传动装置。

本发明的目的是这样实现的：