(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波を出力する高周波出力器と、高周波出力器から出力された高周波を利用する高周波利用部とを備えて高周波利用部にて材料加工又は部品洗浄等を行なう高周波利用装置に適用されるシールド装置であって、高周波出力器の高周波の出力インピーダンスと高周波利用部のインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合回路を備えると共にインピーダンス整合回路を収める金属製のケースをインピーダンス整合回路のグラウンドとし、このケースと高周波利用部を覆う金属製のシールドボックスとを接合して一体化して電気的に接続し、シールドボックスが高周波利用部とシールドボックスとを収める高周波利用装置本体のフレームグラウンドから電気的に絶縁されるかあるいはケースとの接続インピーダンスよりも大きなインピーダンスにて、該フレームグラウンドに接続されて成ることを特徴とするシールド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波を利用する高周波利用装置に適用される電磁界性ノイズ（以下、放射ノイズと略することがある）を低減させるためのシールド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高周波を利用したスパッタリングやプラズマ放電処理（プラズマエッチング、プラズマＣＳＶ、表面改質など）などにより材料加工や部品洗浄などを行なう高周波利用装置において、放射ノイズを低減することが行なわれている。
【０００３】
図４（ａ）に高周波利用装置の一例を示す。この高周波利用装置は筺体である高周波利用装置本体６内に高周波出力器１と高周波利用部２を収めて形成されており、高周波出力器１と高周波利用部２は同軸ケーブルで形成される給電線１０で電気的に接続されている。高周波出力器１は給電線１０を通じて高周波の電力を高周波利用部２に出力するものであり、また、高周波利用部２は高周波出力器１から出力された高周波の電力を利用してスパッタリングやプラズマ放電処理などを行なう部分である。そして、この高周波利用装置では高周波利用部２を金属製のシールドボックス４で覆うと共にシールドボックス４を高周波利用装置本体６のフレームグランドに電気的に接続することによって、高周波利用部２からの放射ノイズを遮断して低減するものである。
【０００４】
図４（ｂ）に高周波利用装置の他例を示す。この高周波利用装置は図４（ａ）に示すシールドボックス４を用いず、その代わりに、放射ノイズの発生源となる配線類（給電線１０等）にフェライト製のコア１１を挿着したものであり、このコア１１により配線類（給電線１０等）のインピーダンスを上げて高周波のノイズ電流を抑制し、放射ノイズの発生を抑えるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような高周波利用装置からの放射ノイズの低減対策のうち、図４（ａ）に示す金属によるシールド方法は従来から主に用いられているものであるが、この方法ではシールドボックス４の金属の材質やグラウンドの取り方により充分な放射ノイズの低減効果が得られないことがあった。また、図４（ｂ）に示すコア１１を用いたものでは、コア１１の磁気飽和の問題から高周波の大電流を扱う高周波利用部２のノイズ対策としては充分な放射ノイズの低減効果を得ることができなかった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、放射ノイズの低減効果が高いシールド装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るシールド装置Ａは、高周波を出力する高周波出力器１と、高周波出力器１から出力された高周波を利用する高周波利用部２とを備えて高周波利用部２にて材料加工又は部品洗浄等を行なう高周波利用装置に適用されるシールド装置であって、高周波出力器１の高周波の出力インピーダンスと高周波利用部２のインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合回路３を備えると共にインピーダンス整合回路３を収める金属製のケース５をインピーダンス整合回路３のグラウンドとし、このケース５と高周波利用部２を覆う金属製のシールドボックス４とを接合して一体化して電気的に接続し、シールドボックス４が高周波利用部２とシールドボックス４とを収める高周波利用装置本体６のフレームグラウンドから電気的に絶縁されるかあるいはインピーダンス整合回路３のグラウンドとの接続インピーダンスよりも大きなインピーダンスにて、該フレームグラウンドに接続されて成ることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１に本発明のシールド装置Ａを備えた高周波利用装置を示す。この高周波利用装置は筐体である高周波利用装置本体６内に高周波出力器１と高周波利用部２を収めて形成されている。高周波出力器１は高周波アンプ等を内蔵して形成されており、商用電源から供給された電力を高周波利用部２で利用可能な高周波の電力として出力するものであり、高周波出力器１にはコンセントに差し込まれるプラグ１５を備えた電源ケーブル１６が設けられている。高周波利用部２は高周波出力器１から出力された高周波の電力を利用してスパッタリングやプラズマ放電処理などを行なう部分である。例えば、高周波利用部２がプラズマジェットにてプラズマ放電処理を行なうものであれば、放電ノズルと放電ノズル内に放電によりプラズマを生成させるための電極とを具備して高周波利用部２は形成されている。また、高周波利用部２がこのようなプラズマジェットにてプラズマ放電処理を行なうものである場合、高周波出力器１から出力される高周波の周波数は１ｋＨｚ〜５０ＧＨｚ、好ましくは、１０ｋＨｚ〜２００ＭＨｚに設定される。尚、高周波利用部２は高周波の電力を利用するものであれば何でも良く、また、高周波出力器１から出力される高周波の周波数は上記の範囲に限定されるものではない。
【００１２】
シールド装置Ａは高周波利用装置本体６内に収められているものであって、インピーダンス整合回路３と、インピーダンス整合回路３を収める金属製のケース５と、高周波利用部２を覆う金属製のシールドボックス４とで形成されている。インピーダンス整合回路３は高周波出力器１の高周波の電力の出力インピーダンスと高周波利用部２のインピーダンスとを整合させるためのものであって、従来からある任意のものを使用することができるが、例えば、図２のものを用いることができる。このインピーダンス整合回路３は可変コンデンサＣ1、Ｃ2と可変インダクタＬを用いて形成されるものであって、可変コンデンサＣ1、Ｃ2と可変インダクタＬを操作することによって、高周波出力器１の出力インピーダンスと高周波利用部２のインピーダンスとを整合させるものである。インピーダンス整合回路３は同軸ケーブル等で形成される給電線１０により高周波出力器１と電気的に接続され、また、同軸ケーブル等で形成される接続線２０により高周波利用部２と電気的に接続されている。接続線２０はケース５の内部とシールドボックス４の内部を通して配設されている。尚、高周波利用部２が上記のようなプラズマジェットにてプラズマ放電処理を行なうものであれば、接続線２０は高周波利用部２の電極に接続されている。
【００１３】
インピーダンス整合回路３のケース５とシールドボックス４はアルミニウムや鉄などの導電性のある金属で形成されるものである。また、ケース５とシールドボックス４は外面同士を面で接触させてネジなどで接合して一体化することによって、機械的及び電気的に接続されている。さらに、ケース５はインピーダンス整合回路３とグランド線２１により電気的に接続されており、インピーダンス整合回路３のグラウンドとして用いられている。また、シールドボックス４は塩化ビニル樹脂やアクリル樹脂などの絶縁性のある樹脂材料で形成される支持台あるいはスペーサーを介して高周波利用装置本体６に固定されている。つまり、シールドボックス４は高周波利用装置本体６のフレームグランドと絶縁された状態、あるいは少なくともケース５とシールドボックス４の接続インピーダンスよりも大きなインピーダンスで高周波利用装置本体６のフレームグランドと接続された状態で、高周波利用装置本体６に取り付けられている。
【００１４】
このように形成される高周波利用装置は、高周波出力器１で発生させた高周波の電力を給電線１０とインピーダンス整合回路３と接続線２０を通じて高周波利用部２に供給し、この高周波の電力を高周波利用部２で利用してスパッタリングやプラズマ放電処理などを行なうものであるが、上記のようなシールド装置を設けたので、放射ノイズを低減することができるものである。
【００１５】
すなわち、本発明のシールド装置は、高周波出力器１の高周波の電力の出力インピーダンスと高周波利用部２のインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合回路３を備えるので、高周波出力器１と高周波利用部２の間のインピーダンス不整合による定在波の発生を抑えることができ、すなわち、高周波出力器１に接続される給電線１０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）を小さくすることができ、放射ノイズの主な要因である共振現象を防止することができるものであり、しかも、インピーダンス整合回路３のグラウンドと高周波利用部２を覆う金属製のシールドボックス４とを電気的に接続するので、シールドボックス４に誘導したノイズ電流（高周波電流）をインピーダンス整合回路３（のグランド）に帰還させることができ、放射ノイズを抑えることができるものである。
【００１６】
また、インピーダンス整合回路３のグランドであるケース５とシールドボックス４を面で接触させて接合して一体化するので、ケース５とシールドボックス４を離して電線等で接続するよりも広い面積で両者を接触させて接続することができ、すなわち、ケース５とシールドボックス４を電線等で接続するよりも低インピーダンスで接続することができ、シールドボックス４に誘導するノイズ電流をインピーダンス整合回路３（のグランド）に速やかに帰還させることができ、放射ノイズを最小限に抑えることができるものである。また、通常、高周波利用部２とインピーダンス整合回路３の間はインピーダンスが不整合になることが多く、接続線２０に定在波が発生しやすくて放射ノイズの発生源となる場合があるが、本発明では、ケース５とシールドボックス４を接合して一体化するので、ケース５とシールドボックス４の距離が近くなって接続線２０の長さを短くすることができ、しかも、接続線２０をケース５とシールドボックス４の内部に配置することによって、接続線２０をケース５とシールドボックス４で覆ってシールドすることができ、接続線２０からの放射ノイズを低減することができるものである。
【００１７】
また、高周波利用装置本体６のフレームグラウンドからシールドボックス４が電気的に絶縁されるかあるいはインピーダンス整合回路３のグラウンドとシールドボックス４との接続インピーダンスよりも大きなインピーダンスにて高周波利用装置本体６のフレームグラウンドとシールドボックス４が接続されるように、絶縁性のある樹脂製の支持台あるいはスペーサを介在させてシールドボックス４を高周波利用装置本体６に固定するので、シールドボックス４に誘導したノイズ電流が高周波利用装置本体６に流れ込む（回り込む）のを防止することができ、ノイズ電流の高周波利用装置本体６への流れ込みよるコモンモードループの形成を抑えることができるものである。すなわち、高周波利用装置本体６のフレームグラウンドとシールドボックス４の間のインピーダンスが低い場合、高周波利用部２から発生する電磁界によってシールドボックス４に誘導されたノイズ電流が高周波利用装置本体６に漏洩し、この漏洩電流により高周波出力器１の電源ケーブル１６を介して大面積のコモンモードループが形成されることになり、このコモンモードループにより非常に大きな放射ノイズが発生することになるが、本発明では、絶縁性のある樹脂製の支持台あるいはスペーサを介在させてシールドボックス４を高周波利用装置本体６に固定してシールドボックス４と高周波利用装置本体６を絶縁あるいは高インピーダンスで接続するので、コモンモードループの形成を抑えることができ、放射ノイズを低減することができるものである。
【００１８】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００１９】
（実施例）
図１に示す高周波利用装置からの放射ノイズの測定を行なった。高周波出力器１から出力される高周波の電力は１３．５６ＭＨｚ、１００Ｗとした。高周波利用部２はプラズマジェットでプラズマ放電処理を行なうものであって、放電ノズルと電極とを備えて形成した。ケース５とシールドボックス４はアルミニウムで形成し、また、シールドボックス４はアクリル樹脂で形成されるスペーサーを介して高周波利用装置本体６に固定し、シールドボックス４と高周波利用装置本体６を絶縁した。
【００２０】
（比較例）
図４（ａ）に示す高周波利用装置を用いた以外は実施例と同様にした。
【００２１】
図３（ａ）に示す実施例と図３（ｂ）に示す比較例の放射ノイズの測定結果を対比すると、実施例では比較例に比べて最大約３０ｄＢの放射ノイズの低減効果（周波数が７０ＭＨｚ付近）があった。
【００２２】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１の発明は、高周波を出力する高周波出力器と、高周波出力器から出力された高周波を利用する高周波利用部とを備えて高周波利用部にて材料加工又は部品洗浄等を行なう高周波利用装置に適用されるシールド装置であって、高周波出力器の高周波の出力インピーダンスと高周波利用部のインピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合回路を備えると共にインピーダンス整合回路のグラウンドと高周波利用部を覆う金属製のシールドボックスとを電気的に接続するので、高周波出力器に接続される高周波の給電線の電圧定在波比を小さくすることができ、放射ノイズの主な要因である共振現象を防止することができるものであり、しかも、インピーダンス整合回路のグラウンドと高周波利用部を覆う金属製のシールドボックスとを電気的に接続するので、シールドボックスに誘導したノイズ電流をインピーダンス整合回路のグランドに帰還させることができ、放射ノイズを抑えることができるものであり、放射ノイズの低減効果が高いものである。
【００２３】
また本発明の請求項１の発明は、インピーダンス整合回路を収める金属製のケースをインピーダンス整合回路のグラウンドとし、このケースとシールドボックスを接合して一体化するので、シールドボックスに誘導するノイズ電流をインピーダンス整合回路のグランドに速やかに帰還させることができ、放射ノイズを最小限に抑えることができるものであり、しかも、高周波利用部へ高周波を供給するための接続線の長さを短くすることができ、接続線からの放射ノイズを低減することができるものであり、放射ノイズの低減効果がさらに高くなるものである。
【００２４】
また本発明の請求項１の発明は、シールドボックスが高周波利用部とシールドボックスとを収める高周波利用装置本体のフレームグラウンドから電気的に絶縁されるかあるいはインピーダンス整合回路のグラウンドとの接続インピーダンスよりも大きなインピーダンスにて、該フレームグラウンドに接続されるので、シールドボックスに誘導したノイズ電流が高周波利用装置本体に回り込むのを防止することができ、ノイズ電流の高周波利用装置本体への流れ込みよるコモンモードループの形成を抑えることができるものであり、放射ノイズの低減効果がさらに高くなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図２】同上のインピーダンス整合回路を示す回路図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は実施例と比較例のノイズの測定結果を示すグラフである。
【図４】（ａ）（ｂ）は従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  高周波出力器
２  高周波利用部
３  インピーダンス整合回路
４  シールドボックス
５  ケース
６  高周波利用装置本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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