温度调节电路、阻抗匹配器及等离子体产生设备的制作方法

本发明涉及温度调节，特别涉及一种温度调节电路、阻抗匹配器及等离子体产生设备。

背景技术：

1、等离子体腔室中的非线性负载的阻抗与射频电源的恒定输出阻抗并不相等，故在射频电源和等离子体腔室之间具有严重的阻抗失配，使得传输线上存在较大的反射功率，射频电源产生的功率无法全部输送到等离子体腔室，功率损耗较大。

2、为解决这种问题，通过对射频电源系统中的阻抗匹配网络进行调节，以使匹配网络的阻抗与等离子体腔室中的非线性负载的阻抗之和等于射频电源的阻抗，从而实现阻抗匹配，达到最大的输出功率。

3、但阻抗匹配器的阻抗匹配效果会因为温度过高而下降，导致阻抗匹配器温度过高的因素较多，例如阻抗匹配器长时间连续工作会导致其内部元件逐渐升温，如果散热不及时或散热能力不足，温度会持续上升；或外部环境的温度会直接影响阻抗匹配器的散热效果。在高温环境下，阻抗匹配器的散热能力会下降，导致温度升高。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种温度调节电路、阻抗匹配器及等离子体产生设备，旨在解决由于阻抗匹配器温度过高导致其阻抗匹配效果下降的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的一种温度调节电路，应用于等离子体产生设备，所述等离子体产生设备包括多个阻抗匹配电路和等离子体腔室，所述等离子体腔室具有用于与所述阻抗匹配电路的输出端电连接的电极，其特征在于，所述温度调节电路包括：

3、多个温度检测电路，每个所述温度检测电路用于检测对应的所述阻抗匹配电路的工作温度，并输出相应的温度检测信号；

4、开关电路，所述开关电路包括多个输入端和一个输出端，所述开关电路的多个输入端与多个所述阻抗匹配电路的输出端一一对应电连接，所述开关电路的输出端与所述等离子体腔室的电极电连接；

5、主控电路，所述主控电路的信号接收端与所述温度检测电路的输出端电连接，所述主控电路的控制端与所述开关电路的受控端电连接；

6、当至少一者所述阻抗匹配电路的工作温度过高时，所述主控电路根据所述温度检测信号，控制所述开关电路断开工作温度过高的所述阻抗匹配电路与所述等离子体腔室的电极之间的通路，并导通另一个温度正常的所述阻抗匹配电路与所述等离子体腔室的电极之间的通路。

7、在一实施方式中，所述温度检测电路包括：

8、热敏电阻电路，所述热敏电阻电路的第一端用于接入电流源，所述热敏电阻电路的第二端接地；所述主控电路的信号接收端与所述热敏电阻电路的第一端电连接，当至少一者所述阻抗匹配电路的工作温度过高时，所述主控电路根据对应的所述热敏电阻电路的电压控制所述开关电路断开对应的所述阻抗匹配电路与所述等离子体腔室的电极之间的通路。

9、在一实施方式中，所述温度调节电路还包括：

10、第一放大器电路、第二放大器电路和第三放大器电路，所述热敏电阻电路的第一端分别与所述第一放大器电路的输入端、所述第二放大器电路的输入端和第一电流源电连接，所述热敏电阻电路的第二端分别与所述第三放大器电路的输入端和第二电流源电连接，所述第一放大器电路的输出端、所述第二放大器电路的输出端和所述第三放大器电路的输出端均与所述主控电路的信号接收端电连接。

11、在一实施方式中，所述第一放大器电路包括：

12、第一放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第一放大器的反相端分别与所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端电连接，所述第一放大器的输出端分别与所述主控电路的信号接收端和所述第一电阻的第一端电连接，所述第一放大器的同相端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第二端和所述第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端与所述热敏电阻电路的第一端电连接，所述第四电阻的第二端接入第一电流源；

13、所述第二放大器电路包括：

14、第二放大器和第六电阻，所述第二放大器的同相端与所述第六电阻的第一端电连接，所述第六电阻的第二端与所述热敏电阻电路的第一端电连接，所述第二放大器的输出端与所述第二放大器的反相端电连接，所述第二放大器的输出端与所述主控电路的信号接收端电连接；

15、所述第三放大器电路包括：

16、第三放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第三放大器的反相端分别与所述第七电阻的第二端和所述第八电阻的第二端电连接，所述第七电阻的第一端和所述第三放大器的输出端均与所述主控电路的信号接收端电连接，所述第八电阻的第一端与所述第二放大器的输出端电连接，所述第三放大器的同相端与所述第九电阻的第一端电连接，所述第九电阻的第二端分别与所述热敏电阻电路的第二端和所述第十电阻的第一端电连接，所述第十电阻的第二端接入第二电流源。

17、在一实施方式中，所述温度调节电路还包括：

18、第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路，所述第一滤波电路串联设置在所述第一放大器电路的输出端和所述主控电路的信号接收端之间，所述第二滤波电路串联设置在所述第二放大器电路的输出端和所述主控电路的信号接收端之间，所述第三滤波电路串联设置在所述第三放大器电路的输出端和所述主控电路的信号接收端之间。

19、在一实施方式中，所述开关电路包括：

20、多个第一开关管，每一所述第一开关管的输入端与对应的所述阻抗匹配电路的输出端电连接，多个所述第一开关管的输出端均与所述等离子体腔室的电极电连接，多个所述第一开关管的受控端均与所述主控电路的控制端电连接；当至少一个所述阻抗匹配电路的工作温度过高时，所述主控电路控制对应的所述第一开关管关断，并导通另一所述第一开关管，以使温度正常的阻抗匹配电路与等离子体腔室的电极之间的通路导通。

21、在一实施方式中，所述第一开关管为mos管、三极管或igbt管的其中一种。

22、在一实施方式中，所述温度调节电路还包括：

23、通信模块，所述主控电路与所述通信模块电连接，所述通信模块与外部终端建立通信连接，所述通信模块用于将所述温度检测信号发送至外部终端，当其中一个或多个所述阻抗匹配电路与所述等离子体腔室的电极之间的通路被断开时，所述通信模块将对应的所述阻抗匹配电路的位置信息发送至外部终端。

24、本发明还提出一种阻抗匹配器，包括多个阻抗匹配电路和如上述任一项所述的温度调节电路。

25、本发明还提出一种等离子体产生设备，包括等离子体腔室和上述所述的阻抗匹配器。

26、本发明的技术方案通过采用多个温度检测电路检测对应的多个阻抗匹配电路的工作温度，当至少一个阻抗匹配电路的工作温度大于预设温度值时，主控电路控制开关电路断开该阻抗匹配电路与等离子体腔室的电极之间的通路，并导通另一温度正常的阻抗匹配电路与等离子体腔室的电极之间的通路，如此设置，在实际应用中，当阻抗匹配器的至少一个阻抗匹配电路的工作温度过高时，本发明温度调节电路会自动断开该阻抗匹配电路与等离子体腔室的电极之间的通路，并导通另一工作温度正常的阻抗匹配电路与等离子体腔室的电极之间的通路，从而避免由于工作温度过高的阻抗匹配电路的阻抗匹配性能下降，导致阻抗匹配网络的阻抗与等离子体腔室中的非线性负载的阻抗之和不能较好的与射频电源的阻抗相匹配的技术问题，并提高了等离子体产生设备的可靠性和稳定性。