本发明专利技术涉及电子技术领域，公开了空心结构磁场驱动真空可变电容及射频源匹配器，包括有底座，底座的顶端连接有绝缘外壳，且绝缘外壳的顶端安装有金属壳体，底座与金属壳体之间设置有中空绝缘管。本发明专利技术中，通过给中空绝缘管内置驱动线圈通电，线圈在电流作用下产生磁场力，耦合于固定在真空电容内动电极上的永磁体，使可动电极做垂直于线圈电流方向的运动，来改变可动电极与固定电极之间的相对面积，从而来改变电容容量，相比较现有的可变真空电容，在性能、结构、功能等方面上都做出了突破，使真空电容具有高速度、高响应、匹配精准度高、增加了使用寿命、真空度密封性长期稳定、体积小的特点。小的特点。小的特点。
【技术实现步骤摘要】
空心结构磁场驱动真空可变电容及射频源匹配器
[0001]本专利技术属于电子
，特别是涉及一种空心结构磁场驱动真空可变电容以及带有该空心结构磁场驱动真空可变电容的射频源匹配器。
技术介绍
[0002]在目前的电子领域，真空电容器广泛应用在高功率射频的振荡电路和阻抗匹配，以及在半导体行业中等离子镀膜工艺，蚀刻及等离子清洁工艺，由于电容值可调，工作于高频大功率电磁场环境，对工艺要求较高，所以一般可变真空电容价格昂贵，是关键的半导体设备零部件，市场和技术被日本、瑞士厂商所垄断。
[0003]可调真空电容由定子盘、动子盘、电极环、瓷管、转动螺杆、导套、定位螺母、导体波纹管、转动螺杆、套筒、金属外壳、固定杆等部分组成，现有可变真空电容，通过在外壳绝缘体两侧加电桥来测试调节电容值大小，调节螺杆螺丝以带动可动电极的作动，使波纹管压缩或拉伸从而来改变可动电极与固定电极之间的相对面积，通过测试仪器电桥数值变化显示当前电容值，导体波纹管即是动电极电流通路，还能使动电极可动的同时密封真空。
[0004]目前市场上的可调真空电容器在使用过程中，有以下缺点：
[0005]1、转动螺杆磨损：由于改变电容容量，螺杆螺丝需要频繁转动，造成转动螺杆及定位螺母磨损严重，使得螺杆间隙增大，电容容值调整不准确，易出现螺纹滑丝而损坏。
[0006]2、波纹管弹性疲劳：波纹管作动时，持续做往复运动，易导致波纹管弹性疲劳，波纹管表面产生裂痕，使得真空环境遭到破坏，绝缘性能降低，电容极间易产生打火而损坏。
[0007]3、调节时间过长：在半导体制造时，需严格控制制作时间，特别是14nm以下先进制程上，需要毫秒级调节匹配速度，在调节电容电容值时，由于传统真空可变电容螺杆机械转动调节方式，动作慢，匹配时间过长，导致半导体芯片生产效率及良率底下，已经不能满足应用需求。
技术实现思路
[0008](一)解决的技术问题
[0009]针对现有技术的不足，本专利技术提供了空心结构磁场驱动真空可变电容及射频源匹配器，取消了转动螺杆和波纹管的使用，在性能、结构、功能等方面上都做出了突破，并且使得空可变电容具有高速度、高响应、匹配精准度高、增加了使用寿命、真空度密封性长期稳定、体积小的特点，解决了
技术介绍
提出的问题。
[0010](二)技术方案
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：空心结构磁场驱动真空可变电容，包括有底座，所述底座的顶端连接有绝缘外壳，且绝缘外壳的顶端安装有金属壳体，所述底座与金属壳体之间设置有中空绝缘管；
[0012]所述底座的顶端连接有固定电极，且固定电极的上方设置有可动电极，所述可动电极的顶部连接有动电极电流连接片；
[0013]所述可动电极的最内圈为永磁体，且可动电极与永磁体之间设置有屏蔽层；
[0014]所述可动电极在固定电极的上方通过驱动线圈驱动。
[0015]优选的，所述中空绝缘管的两端分别与底座、金属壳体相固定，且中空绝缘管的中轴线与金属壳体的中轴线相重合，并且中空绝缘管在可动电极的内部贯穿设置，所述中空绝缘管的内部设置有驱动线圈，且中空绝缘管的内壁设置有电场屏蔽材料层。
[0016]优选的，所述中空绝缘管在底座与金属壳体的中轴线处固定安装，且上底座、绝缘外壳与金属壳体在固定电极、可动电极的外部组成真空室。
[0017]优选的，所述固定电极与可动电极的作动范围为底座、绝缘外壳与金属壳体组成的真空室，固定电极的底端与底座之间为固定连接，且底座的中轴线与中空绝缘管的中轴线相重合。
[0018]优选的，所述动电极电流连接片的外侧壁与上底座、绝缘外壳、金属壳体组成的真空室内壁为贴合连接。
[0019]优选的，所述动电极电流连接片的底端与可动电极的顶端固定安装，且动电极电流连接片关于中空绝缘管的轴心环形等距设置有多组。
[0020]优选的，所述可动电极通过驱动线圈、永磁体与固定电极之间构成升降结构，且可动电极在固定电极的上方等距间隔均布。
[0021]优选的，所述绝缘外壳的外壁缠绕有驱动线圈。
[0022]一种射频源匹配器，包括空心结构磁场驱动真空可变电容的射频源匹配器。
[0023](三)有益效果
[0024]与现有技术对比，本专利技术具备以下有益效果：
[0025]1、本专利技术中，通过给中空绝缘管内置驱动线圈通电，线圈在电流作用下产生磁场力，耦合于固定在真空电容内动电极上的永磁体，使可动电极做垂直于线圈电流方向的运动，来改变可动电极与固定电极之间的相对面积，从而来改变电容容量，相比较现有的可变真空电容，在性能、结构、功能等方面上都做出了突破，使真空电容具有高速度、高响应、匹配精准度高、增加了使用寿命、真空度密封性长期稳定、体积小的特点，另外在同一位置上，驱动线圈可以输出不同的力量，在任何位置上，驱动线圈也可以输出恒定的力量，相较于原结构的可变真空电容，此设计可变真空电容调节容值速度更快(50
‑
500ms)、精确度更高及控制更加方便。
[0026]本专利技术中，通过在中空绝缘管内置驱动线圈，并在永磁体与屏蔽层，以及在中空管内壁设置电场屏蔽材料的作用下，避免了永磁体和驱动线圈的磁场对高频下电极的感应影响，也大大降低了相互间的磁场作用影响，并且合理利用中空绝缘管内部中空结构，在结构上对其进行了优化，增加了真空电容的结构利用率，进一步提高了匹配准确度，同时，由于内置驱动线圈，体积进一步缩小，可应用于更精密的小体积仪器中，使真空电容可以满足不同产品的需求，进一步实现了真空电容的创新与发展，从而推动了半导体芯片产业的生产效率及产品良率，具有广阔的发展前景。
附图说明
[0027]图1为本专利技术中空心结构磁场驱动真空可变电容的正视剖面结构示意图；
[0028]图2为本专利技术中空心结构磁场驱动真空可变电容的立体剖面结构示意图；
[0029]图3为本专利技术中屏蔽层与永磁体的连接结构示意图；
[0030]图4为本专利技术中空心结构磁场驱动真空可变电容的爆炸结构示意图；
[0031]图5为本专利技术中空心结构磁场驱动真空可变电容的外部结构示意图；
[0032]图6为现有的可改变电容容量的真空电容的正视剖面结构示意图；
[0033]图7为现有的可改变电容容量的真空电容的连接结构示意图；
[0034]图8为现有的可改变电容容量的真空电容的打开结构示意图；
[0035]图9为现有的可改变电容容量的真空电容的外部结构示意图；
[0036]图10为本专利技术中实施例三的剖面结构示意图；
[0037]图11为具体实施例1中射频源匹配器的结构拓扑图；
[0038]图12为图11中带有本具体实施例中空心结构磁场驱动真空可变电容的匹配模块的结构拓扑图。
[0039]图中：1、底座；2、绝缘外壳；3、金属壳体；4、中空绝缘管；5、动电极电流连接片；6、可动电极；7、固定电极；8、驱动线圈；9、屏蔽层；10、永磁体。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.空心结构磁场驱动真空可变电容，包括有底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶端连接有绝缘外壳(2)，且绝缘外壳(2)的顶端安装有金属壳体(3)，所述底座(1)与金属壳体(3)之间设置有中空绝缘管(4)；所述底座(1)的顶端连接有固定电极(7)，且固定电极(7)的上方设置有可动电极(6)，所述可动电极(6)的顶部连接有动电极电流连接片(5)；所述可动电极(6)的最内圈为永磁体(10)，且可动电极(6)与永磁体(10)之间设置有屏蔽层(9)；所述可动电极(6)在固定电极(7)的上方通过驱动线圈(8)驱动。2.根据权利要求1所述的空心结构磁场驱动真空可变电容，其特征在于：所述中空绝缘管(4)的两端分别与底座(1)、金属壳体(3)相固定，且中空绝缘管(4)的中轴线与金属壳体(3)的中轴线相重合，并且中空绝缘管(4)在可动电极(6)的内部贯穿设置，所述中空绝缘管(4)的内部设置有驱动线圈(8)，且中空绝缘管(4)的内壁设置有电场屏蔽材料层。3.根据权利要求2所述的空心结构磁场驱动真空可变电容，其特征在于：所述中空绝缘管(4)在底座(1)与金属壳体(3)的中轴线处固定安装，且上底座(1)、绝缘外壳(2)与金属壳体(3)在固定电极(7)、可动电极(6)的外部组成真空室。4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张德才，
申请(专利权)人：上海财盈半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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