一种模式转换器及其冷却结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种模式转换器及其冷却结构，包括：第一冷却结构，包括套设在模式转换器外侧的环形冷却套，所述环形冷却套为双层结构，双层结构之间具有用于介质流通的空腔，侧边设置有与所述空腔连通的冷却套出口和冷却套入口；第二冷却结构，包括安装于模式转换器外侧的散热装置；本实用新型专利技术通过在模式转换器外侧套设双层结构的环形冷却套，介质从下方的冷却套入口进入，从上方的冷却套出口排出，起到对模式转换器额壳体及其内部石英玻璃板、O型圈等零部件的散热，优化了金刚石膜的生长条件，延长了O型圈和石英玻璃板的使用寿命，提高了微波等离子体化学气相沉积设备运行的稳定性。

A mode converter and its cooling structure

【技术实现步骤摘要】
一种模式转换器及其冷却结构
本技术涉及冷却结构
，具体是一种模式转换器及其冷却结构。
技术介绍
金刚石膜可以用于制作在高温和强辐射条件下工作的电子器件，或用于高频率、高功率固体微波器件，性能远远优于硅、锗、砷化镓及其它化合物半导体材料；随着半导体领域的需求量越来越大，并且对其品质要求日益增加，加之金刚石膜具有其它半导体材料无法比拟的优异性能的优势，因此，金刚石膜将会成为下一代电子元器件重要的新型材料。微波等离子体化学气相沉积是目前能够稳定沉积出比较均匀、纯净和高品质金刚石膜的技术之一，金刚石膜沉积研究和发展的方向是高速度、大面积和高质量，而在这个方向上很大程度取决于稳定的微波等离子体化学气相沉积设备的研制。微波等离子体化学气相沉积设备在制备金刚石膜时会在设备中形成等离子体火球。当长时间生长时，技术人员发现保障微波功率的长期稳定是困难的，这直接影响到体系内的温度均匀性和稳定性，温度的变化会导致产品的内部结构不完善，内应力、缺陷等，产品的均匀性。而影响温度变化的因素有多种，包括微波功率的稳定性、基板台散热控制、气体压力等等，但有效的控制温度仍然是困难的。现有技术中虽然有针对模式转换器的冷却设计，然而现有的设计仅仅针对模式转换器的保护，确保其相应位置的模式转换器、O型圈及石英玻璃板安装处不会产生过高的温度，防止其在使用过程中失效或者寿命较短。经过大量的研究发现，现有的冷却方式仅仅能保障模式转换器的器件不发生快速的损坏。通过研究意外的发现，模式转换器的温度变化会影响微波传输的馈入功率，现有技术中并没有通过采用高效冷却方式保障模式转换器的温度处于较低的温度范围内，来稳定微波功率的装置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种不仅能降低模式转换器、O型圈及石英玻璃板安装处温度，而且能提高微波等离子体化学气相沉积设备运行稳定性的模式转换器及其冷却结构。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种模式转换器冷却结构，包括：第一冷却结构，包括套设在模式转换器外侧的环形冷却套，所述环形冷却套为双层结构，双层结构之间具有用于介质流通的空腔，侧边设置有与所述空腔连通的冷却套出口和冷却套入口，所述冷却套入口位于所述冷却套出口下方，所述空腔表面形成有多个用于增加表面积的微结构；第二冷却结构，包括安装于所述环形冷却套外侧的散热装置；所述模式转换器侧壁上开设有多个小孔，所述小孔的直径均小于5mm，用于供所述第二冷却结构带动的气流进出所述模式转换器的内部。作为优选，所述环形冷却套内壁与模式转换器的外壁紧密贴合，冷却套出口设置于环形冷却套靠近其顶部的侧面，冷却套入口设置于环形冷却套靠近其底部的侧面，介质由所述冷却套入口进入、从所述冷却套出口排出，所述冷却套入口和冷却套出口分别连接到外部的冷却装置并形成循环回路，用于对冷却介质进行冷却。作为优选，所述环形冷却套、冷却套入口和冷却套出口为焊接成型结构。作为优选，所述环形冷却套、冷却套入口和冷却套出口为一体成型结构。作为优选，所述环形冷却套由导热金属制成。本技术还提供另一种模式转换器冷却结构，包括第二冷却结构和第三冷却结构，其中，所述第三冷却结构包括盘绕在所述模式转换器外侧的冷却管，所述冷却管具有冷却管入口和冷却管出口，所述冷却管入口位于所述冷却管出口下方且二者分别连接到外部的冷却装置并形成循环回路；所述第二冷却结构包括安装于所述模式转换器外侧的散热装置；所述模式转换器侧壁上开设有多个小孔，所述小孔的直径均小于5mm，用于供所述第二冷却结构带动的气流进出所述模式转换器的内部。作为优选，所述散热装置为风扇。作为优选，所述介质为自来水、冰水、冰盐水、机械油、聚乙烯醇、冷却气体中的一种或几种混合。本技术还提供一种具有模式转换器，包括前文所述的任一种模式转换器冷却结构。与现有技术相比，本技术的有益之处是：一、本技术通过在模式转换器外侧套设双层结构的环形冷却套，介质从下方的冷却套入口进入，从上方的冷却套出口排出，起到对模式转换器的壳体及其内部石英玻璃板、O型圈等零部件的散热；二、本技术通过在模式转换器外侧安装散热装置，散热装置采用吹或者吸的方式对模式转换器进行再次散热，以达到更好的散热效果，从而优化了金刚石膜的生长条件，延长了O型圈和石英玻璃板的使用寿命；三、本技术通过在环形冷却套外侧缠绕冷却管，介质从下方的冷却入口进入，从上方的冷却出口排出，起到对模式转换器的壳体及其内部石英玻璃板、O型圈等零部件的散热；四、本技术采用高效的模式转换器冷却装置，提高了微波等离子体化学气相沉积设备的稳定性，在设备正常运行1h以上，模式转换器的温度始终低于30℃。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。下面结合附图对本技术进一步说明：图1是本技术模式转换器冷却结构的立体结构图；图2是本技术第一冷却结构和模式转换器的全剖视图；图3是本技术另一种模式转换器冷却结构的立体结构图；图4是图3的全剖视图；1-模式转换器；2-环形冷却套；3-冷却套出口；4-冷却套入口；5-散热装置；6-冷却管出口；7-冷却管入口；8-冷却管。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模式转换器冷却结构，其特征在于，包括：/n第一冷却结构，包括套设在模式转换器(1)外侧的环形冷却套(2)，所述环形冷却套(2)为双层结构，双层结构之间具有用于介质流通的空腔，侧边设置有与所述空腔连通的冷却套出口(3)和冷却套入口(4)，所述空腔表面形成有多个用于增加表面积的微结构；/n第二冷却结构，包括安装于所述模式转换器(1)外侧的散热装置(5)；/n所述模式转换器(1)侧壁上开设有多个小孔，所述小孔的直径均小于5mm，用于供所述第二冷却结构带动的气流进出所述模式转换器(1)的内部。/n

【技术特征摘要】
1.一种模式转换器冷却结构，其特征在于，包括：
第一冷却结构，包括套设在模式转换器(1)外侧的环形冷却套(2)，所述环形冷却套(2)为双层结构，双层结构之间具有用于介质流通的空腔，侧边设置有与所述空腔连通的冷却套出口(3)和冷却套入口(4)，所述空腔表面形成有多个用于增加表面积的微结构；
第二冷却结构，包括安装于所述模式转换器(1)外侧的散热装置(5)；
所述模式转换器(1)侧壁上开设有多个小孔，所述小孔的直径均小于5mm，用于供所述第二冷却结构带动的气流进出所述模式转换器(1)的内部。


2.根据权利要求1所述的一种模式转换器冷却结构，其特征在于：所述环形冷却套(2)内壁与模式转换器(1)的外壁紧密贴合，冷却套出口(3)设置于环形冷却套(2)靠近其顶部的侧面，冷却套入口(4)设置于环形冷却套(2)靠近其底部的侧面，所述冷却套入口(4)位于所述冷却套出口(3)下方，介质由所述冷却套入口(4)进入、从所述冷却套出口(3)排出，所述冷却套入口(4)和冷却套出口(3)分别连接到外部的冷却装置并形成循环回路，用于对冷却介质进行冷却。


3.根据权利要求1-2任一项所述的一种模式转换器冷却结构，其特征在于：所述散热装置(5)为风扇。


4.根据权利要求1-2任一项所述的一种模式转换器冷却结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄翀，范杰，
申请(专利权)人：长沙新材料产业研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43