專利名稱:用于微波供電的uv燈的rf屏蔽組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波供電UV燈的技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及微波供電UV燈中利用的射頻(RF)屏蔽的技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
紫外(UV)燈系統(tǒng)可以要么是微波供電UV燈系統(tǒng)，要么是中等壓力汞蒸汽“ARC”燈系統(tǒng)。UV燈系統(tǒng)在高速制造過程中被使用，以便在各種各樣應(yīng)用中使油墨、涂層、光刻膠和粘接劑固化。這些應(yīng)用可以包含，舉例說，裝飾(decorating)、層壓(laminating)、硬敷層保護(hù)(hard-coat protection)、電路板共形涂敷(circuit boardconformalcoating)、光刻膠、光刻技術(shù)、光穩(wěn)定化(photostabilization)、印制、以及太陽模擬(solarsimulation)。這些系統(tǒng)有著廣泛的用途并能夠例如被用在聚合物，諸如光聚合物涂料的固化，油墨和涂層的固化，粘接劑的光敏化(photo activation),小型磁盤的生產(chǎn)，以及用在 抗光敏化(photo resistant activation)中。UV燈在UV、可見和紅外光譜中產(chǎn)生高強度輻射能。這種高強度輻射能可以用于使被涂敷在各種各樣基底，諸如紙、塑料膜、木材和金屬上的油墨、涂層、光刻膠和粘接劑固化。
典型的UV燈系統(tǒng)包含產(chǎn)生高強度UV光的輻射體、向輻射體提供電功率的電源、以及互連高電壓的電纜。微波供電的UV燈系統(tǒng)有裝備一個或多個磁控管的輻射體。該磁控管把從電源接收的電功率，轉(zhuǎn)換為一般從約2445MHz到2470MHz范圍的射頻(RF)能量。輻射體中磁控管產(chǎn)生的微波能量，被引進(jìn)由RF屏蔽封閉的腔。無電極中等壓力的汞蒸汽燈(或燈泡)被置于該腔內(nèi)側(cè)。對UV固化的應(yīng)用，該燈泡通常按略帶“時漏”形狀的管狀形成，且由石英構(gòu)成。對成像和半導(dǎo)體應(yīng)用，該燈泡通常是球形。該燈泡可以用汞、氬、和/或諸如鐵和鎵的金屬鹵化物填充。燈泡內(nèi)的填充物可以吸收微波(RF)能量，并隨后變化為等離子狀態(tài)。該等離子在UV燈系統(tǒng)中產(chǎn)生UV的、可見的和紅外的能量形式的輻射能。
微波供電UV燈系統(tǒng)配有RF屏蔽，以便捕獲并把RF能量密封在輻射體中無電極燈泡被放置的腔內(nèi)。該RF屏蔽起“法拉第籠”的作用，因為該屏蔽中的開孔被構(gòu)造成小于RF輻射波長，防止RF能量逃逸(同時激勵燈泡內(nèi)的填充物)并允許光能量通過屏蔽開孔被透射。作為例子，圖I和2中示出常用的RF屏蔽組件10。該RF屏蔽組件10由金屬框18與其中保留單獨正方形或矩形開孔12的細(xì)的網(wǎng)狀屏蔽11構(gòu)成。在圖2中能夠看到，金屬導(dǎo)線編織的網(wǎng)狀襯墊14可以被采用，以便在UV燈系統(tǒng)的主反射器和端反射器之間、以及在UV燈系統(tǒng)的主反射器和RF屏蔽組件10的金屬框18之間，提供密封。當(dāng)RF屏蔽組件10被附著時，襯墊14在金屬框18和反射器之間被壓縮。
在常用的RF屏蔽組件的構(gòu)造期間，金屬帶15，諸如不銹鋼，一般沿屏蔽11的每一邊緣被焊接，使它圍繞周邊牢固地保持在金屬框18中。然而，具有常用的RF屏蔽11的RF屏蔽組件10的形成，因為屏蔽11是由編織的小直徑的單獨金屬導(dǎo)線形成，導(dǎo)致屏蔽11本性上是波浪形的且非常柔軟，造成不希望有的制作困難。由于常用的RF屏蔽11的細(xì)網(wǎng)格，制造商發(fā)現(xiàn)，使該網(wǎng)狀屏蔽11在金屬框18中恰當(dāng)對齊、使金屬帶15在屏蔽11的邊緣上恰當(dāng)固定以便為焊接做準(zhǔn)備、在組件的安裝和焊接期間保持屏蔽11的完整性、以及在焊接過程中保持屏蔽11在該框18中恰當(dāng)對齊和恰當(dāng)?shù)膹埩?，是困難的。
如上面所指出，RF屏蔽11阻止RF能量逃逸進(jìn)周圍環(huán)境，并接著允許UV燈系統(tǒng)的燈泡發(fā)光。有缺陷的RF屏蔽11，諸如有洞或其他缺陷的RF屏蔽，允許RF能量逃逸并阻止UV燈系統(tǒng)的燈泡發(fā)光，或者引起UV燈系統(tǒng)的燈泡輸出下降。此外，不恰當(dāng)?shù)匕惭b的RF屏蔽組件10，將引起發(fā)弧，從而損壞輻射體內(nèi)的部件。另外，有變形的或磨損的襯墊14的RF屏蔽組件10，也將引起發(fā)弧和對輻射體的破壞。
因為組成編織的網(wǎng)格的導(dǎo)線直徑是這樣小，所以常用的RF屏蔽網(wǎng)格，在UV燈的操作期間或在UV燈的保養(yǎng)期間(諸如移出或重新附著RF屏蔽)，是脆弱的并易遭破壞。此外，在UV燈的操作期間，該屏蔽可能暴露于能夠從燈下面通過并與屏蔽接觸的零件，從而很可能引起屏蔽的不可修復(fù)的破壞(諸如在屏蔽中造成撕裂和洞)。如果單獨的導(dǎo)線被斷開，短長度的導(dǎo)線可以在RF場中作為天線起作用。斷開的導(dǎo)線在這種熔化和侵蝕掉導(dǎo)線端部的功率上接收RF能量。如果屏蔽被污染，以致良好的導(dǎo)電率在斷開的導(dǎo)線和交叉的導(dǎo)線之間 不能得到，那么侵蝕過程能夠持續(xù)，直到該導(dǎo)線侵蝕至屏蔽組件10的邊緣。
本發(fā)明憑借提供獲得改進(jìn)的光輸出的改進(jìn)的RF屏蔽和RF屏蔽組件，對目前微波UV燈系統(tǒng)加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對用于微波供電的UV燈系統(tǒng)的改進(jìn)的RF屏蔽(screen)和RF屏蔽組件。尤其是，本發(fā)明的RF屏蔽，由需要的網(wǎng)狀圖案已經(jīng)在其中形成的單片導(dǎo)電材料形成。在該導(dǎo)電材料的片中，網(wǎng)狀圖案能夠由如下的過程形成，諸如光化學(xué)蝕刻、化學(xué)磨削、沖壓、激光切割、電鍍、化學(xué)蝕刻、水射流，或類似的過程。用于形成網(wǎng)狀圖案的優(yōu)選過程是光化學(xué)蝕亥IJ。該片一般包括從約O. 001英寸到約O. 015英寸的厚度，并可以由任何合適導(dǎo)電材料形成。當(dāng)然，該厚度可以小于約O. 001英寸或大于約O. 015英寸，如果這樣合乎特定應(yīng)用需要的話。典型的片由銅、黃銅、不銹鋼、鎢、或鋁形成，但本發(fā)明不受這些金屬的限制。金屬合金也可以被利用。一種優(yōu)選的金屬合金是包括銅、鋅和鎳的鎳銀(該合金得名是因為它的銀一般的外觀而不是由于存在銀)。
在RF屏蔽中用光化學(xué)方法形成的網(wǎng)狀圖案，向制造商提供增加的靈活性，以便形成非傳統(tǒng)(即，不是正方形或矩形)的網(wǎng)狀圖案。本發(fā)明的屏蔽包含有三個或更多節(jié)點的單獨開孔。在一個實施例中，該單獨開孔是多邊形并有5個或更多節(jié)點。例如，在一些實施例中，該開孔形狀是六邊形或八邊形。此外，制造商可以選擇非均勻網(wǎng)狀圖案，以增強在屏蔽的優(yōu)選區(qū)域中的光透射。該RF屏蔽一般被配置成使具體應(yīng)用中需要的光透射和RF能量泄漏之間的平衡優(yōu)化。在一個實施例中，該RF屏蔽產(chǎn)生至少約80%的光透射(與屏蔽的開放面積(open area)對應(yīng))，同時在可接受的范圍內(nèi)把RF能量密封于微波供電的燈系統(tǒng)內(nèi)。在一個特別優(yōu)選的實施例中，RF屏蔽的光透射至少約92%。當(dāng)然，在一些實施例中，如被某些應(yīng)用支配，該RF屏蔽光透射能夠小于約80%。但是，一般地說，本發(fā)明的RF屏蔽提供的改進(jìn)，在光輸出方面優(yōu)于通常使用的RF屏蔽。

[0011]圖I是常用RF屏蔽組件的頂部透視圖。
圖2是圖I所示常用RF屏蔽組件的底部透視圖。
圖3是UV燈系統(tǒng)的透視圖。
圖4是按照本發(fā)明的RF屏蔽的示例性實施例的透視圖。
圖4A是圖4提到的RF屏蔽部分的放大視圖。
圖5是按照本發(fā)明的示例性RF屏蔽組件的頂部透視圖。
圖6是圖5所示RF屏蔽組件的底部透視圖。圖7是利用按照本發(fā)明一個示例性實施例的RF屏蔽組件的UV燈系統(tǒng)的透視/部分剖視圖。
圖8是正方形形狀的單獨開孔的放大視圖。
圖9是規(guī)則六邊形形狀的單獨開孔的放大視圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種不同實施例，這些實施例的一個或多個例子在下面闡述。每一例子作為解釋，不作為本發(fā)明的限制而被提供。事實上，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，各種不同修改和變化，在不偏離本發(fā)明的范圍或精神下能夠?qū)Ρ景l(fā)明做出。舉例說，作為一個實施例的一部分被示出或描述的特征，可以在另一個實施例中被使用，以產(chǎn)生又一個實施例。因此，本發(fā)明涵蓋這樣的修改和變化是意料之中的。
UV燈系統(tǒng)，一般地以20表示，在圖3中被示出。該UV燈系統(tǒng)20，包含通過電纜24連接到輻射體26的電源22 (不按比例)。裝有一個或多個磁控管(未畫出)的輻射體26，產(chǎn)生高強度UV光，用于物體的固化。輻射體26可以包含被一個或多個螺栓74附著于其上的反射器32。反射器32可以包含彎曲的反射表面，以便恰當(dāng)?shù)鼐劢箯陌诜瓷淦?2內(nèi)的燈泡70發(fā)射的UV光能量。一對端部反射器72也可以被包含在輻射體26中，以便進(jìn)一步限制(contain) RF能量和會聚被燈泡70產(chǎn)生的UV能量。在本發(fā)明的某些示例性實施例中，反射器32可以包含彎曲的反射表面和端部反射器72 二者。該彎曲的反射表面，按照本發(fā)明的各個不同的示例性實施例，可以是橢圓的、拋物線的、球形的、或本領(lǐng)域周知的其他配置。
RF屏蔽組件10可以被采用，以便把RF能量吸住和密封在燈泡70被放置其中的腔82內(nèi)，而該腔82由彎曲的反射表面、端部反射器72和RF屏蔽10定義。常用的RF屏蔽11 (見圖I和2)由細(xì)的編織的金屬網(wǎng)狀材料構(gòu)造，并形成小的正方形或矩形開孔12的圖案。編織的圖案中的張力和編織配置，允許單獨金屬繩股在每一單獨正方形開孔的節(jié)點上相互接觸。然而，因為這些單獨導(dǎo)線繩股的截面是圓的，各導(dǎo)線之間的接觸面積非常小。此夕卜，由于屏蔽畸變或由于塵埃污染或其他粒子在連接節(jié)點處聚集在RF屏蔽上，常用的編織屏蔽中各導(dǎo)線之間的接觸完整性，能夠隨著時間變成不連接。這導(dǎo)致其電連續(xù)性和導(dǎo)電率的下降，禁止RF屏蔽作為“法拉第籠”的總效力。編織的網(wǎng)狀屏蔽中分離的導(dǎo)線、不連接的導(dǎo)線、污染的導(dǎo)線和斷開的導(dǎo)線，使該屏蔽更易于在屏蔽中起電弧，該電弧使屏蔽變質(zhì)，縮短它的使用壽命。如果單獨導(dǎo)線被斷開，短長度的導(dǎo)線可以在RF場中作為天線起作用。斷開的導(dǎo)線在這種熔化導(dǎo)線端部把它侵蝕掉的功率上接收RF能量。如果危及(compromise)斷開的導(dǎo)線和交叉的導(dǎo)線之間的接觸面積，該侵蝕過程能夠持續(xù)，直到該導(dǎo)線侵蝕到屏蔽組件10的邊緣。[0024]本發(fā)明的新穎的RF屏蔽21，克服上面指出的常用RF屏蔽11的缺陷。參考圖4，按照一個實施例的RF屏蔽21被示出。RF屏蔽21可以由單片導(dǎo)電材料，通常是薄平的金屬材料形成，其中的網(wǎng)格19被直接形成在導(dǎo)電片中，以產(chǎn)生具體的網(wǎng)格或屏蔽類型圖案。該網(wǎng)格能夠通過諸如光化學(xué)蝕刻、化學(xué)磨削、沖壓、激光切割、電鍍、化學(xué)蝕刻和水射流的任何過程形成。光化學(xué)蝕刻被特別推薦。從單片導(dǎo)電材料的光化學(xué)蝕刻的RF屏蔽21，提供用實際上任何平的導(dǎo)電材料構(gòu)造RF屏蔽21的好處。不同的材料將有不同的性質(zhì)(諸如抗拉強度、導(dǎo)電率、電阻率、柔軟性、外觀等等)。RF屏蔽21的應(yīng)用使用將有助于確定該RF屏蔽21的具體要求，并向屏蔽的制造商提供選擇最適合該特定應(yīng)用的材料的靈活性。一些被用于建立屏蔽的普通的材料，包含銅、黃銅、不銹鋼、鎢和鋁。然而，本設(shè)計允許實際上任何平的導(dǎo)電材料成為RF屏蔽的候選物。更可取的是，被選擇的材料是平的和相對地剛性的，以充分利用其他有利的性質(zhì)。
RF屏蔽21的光化學(xué)蝕刻(或類似的過程)，在網(wǎng)狀圖案19的形成中提供更大的靈活性。舉例說，本發(fā)明的RF屏蔽21的網(wǎng)狀圖案19，不限于常用RF屏蔽11的正方形或矩形網(wǎng)狀圖案12。因為常用屏蔽11是由細(xì)的單獨繩股編織而成，精巧的圖案(不同于正方形或 矩形)，如果不是不可能也是明顯更困難的。然而，本發(fā)明的RF屏蔽21不限于任何特定網(wǎng)狀圖案19。除正方形或矩形網(wǎng)狀圖案外，RF屏蔽21的網(wǎng)狀圖案可以是三角形、多邊形(如，五邊形、六邊形、八邊形等等)、圓形、橢圓形、梯形、平行四邊形、甚至非均勻圖案。該形狀可以是規(guī)則的或不規(guī)則的。
由本發(fā)明的RF屏蔽21提供的另一個優(yōu)點，在于該屏蔽21與常用RF屏蔽11比較，允許改進(jìn)在該屏蔽21的壽命期間的整個網(wǎng)狀圖案19的導(dǎo)電率。因為該RF屏蔽21使用的材料由單片導(dǎo)電片構(gòu)成，在整個網(wǎng)格19上的節(jié)點25 (圖4A)仍然按正常操作條件接觸。由非常小直徑的金屬導(dǎo)線的單獨繩股編織成的常用的RF屏蔽11，因為前面指出的理由，提供與整個屏蔽上連續(xù)的和最佳的導(dǎo)電率有關(guān)的顯著缺點。本發(fā)明的RF屏蔽21可以是金屬的單一的連貫的基質(zhì)(singlecoherent matrix),它比起常用RF屏蔽11將有增加的節(jié)點25和增加的接觸面積。結(jié)果，本發(fā)明的RF屏蔽21將在屏蔽21的整個網(wǎng)狀圖案19上固有地保持它的完整性和連接的節(jié)點25，得到的屏蔽21在正常操作條件下的屏蔽21的壽命期間具有并保持更高導(dǎo)電率。萬一跨接線之一斷開而建立RF能量的“天線”，該斷開的跨接線將侵蝕到最近的節(jié)點25，在那里侵蝕被停止，因為與常用RF屏蔽11的單獨導(dǎo)線的極小表面接觸不同，由基底金屬導(dǎo)電片的連貫性(coherence)提供的優(yōu)越導(dǎo)電率。因此，事實上，在本發(fā)明的RF屏蔽21中，斷開的跨接線將“自修復(fù)”，而不是像危及到單獨導(dǎo)線之間導(dǎo)電率的常用RF屏蔽11那樣可能繼續(xù)侵蝕。
雖然由于有從單片導(dǎo)電片構(gòu)造RF屏蔽21的能力，RF屏蔽21的導(dǎo)電率被改進(jìn)而優(yōu)于常用的RF屏蔽11，但發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電率能夠用非傳統(tǒng)網(wǎng)狀圖案進(jìn)一步改進(jìn)。舉例說，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，增多節(jié)點數(shù)，即，每一個單獨開孔與相鄰單獨開孔的接觸點數(shù)，超過常用RF屏蔽11的節(jié)點數(shù)，可以在屏蔽的整個導(dǎo)電率中提供顯著的改進(jìn)。正像常用的導(dǎo)線網(wǎng)狀編織的屏蔽11中節(jié)點數(shù)是4，因為屏蔽被限制在正方形或矩形網(wǎng)狀圖案12 ;可取的是，本發(fā)明的RF屏蔽21的單獨開孔包含3個或更多節(jié)點，可取的是5個或更多節(jié)點，而更可取的是從6到8個節(jié)點。在一個示例性實施例中，包含6個節(jié)點(如，六邊形)的單獨開孔被使用。[0028]本發(fā)明的RF屏蔽21的形成和圖案化的靈活性，允許屏蔽21的制造商平衡光透射性質(zhì)與UV燈系統(tǒng)20使用期間RF能量從屏蔽逃逸(B卩，RF泄漏)量。隨著網(wǎng)格中單獨開孔的大小的增加，網(wǎng)格的總金屬材料被降低，從而光透射被增加。相反，隨著網(wǎng)格中單獨開孔的大小的增加，可以逃出“法拉第籠”的RF能量的量也增加。結(jié)果，良好設(shè)計的RF屏蔽更好地使通過該RF屏蔽的UV透射最大化，并仍然限制(contain)泄漏到RF腔82外部的RF能量在安全水平，以確?？赡芫o鄰該裝備者的安全。諸如美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究院(AmericanNational Standards Institute (ANSI))、職業(yè)安全和衛(wèi)生局(Occupational Safety and Health Administration (OSHA))、電工和電子工程研究院(Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE))、電磁安全國際委員
(International Committee onElectromagnetic Safety (ICES))、聯(lián)邦通信委員會(FederalCommuni cat ions Commission (FCC))、IEEE 人和福身寸委員會(IEEECommittee onMan and Radiation (COMAR))、以及美國政府工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(American Conference forGovernmental IndustrialHygienists (ACGIH))這樣的機構(gòu)已經(jīng)規(guī)定有關(guān)對RF能量可接受的輻照極限的指導(dǎo)原則。舉例說，ACGIH對受控的(職業(yè)的)RF輻照的閾值極限值是IOmW/ cm2 (6分鐘平均)。對非受控輻照(即，公共區(qū)域)，IEEE輻照極限是6.67mW/cm2。照此，最理想的是，RF屏蔽21產(chǎn)生極小的RF泄漏(在規(guī)定的指導(dǎo)原則內(nèi))，同時實現(xiàn)期望的光透射大于約80%，可取的是大于約85%，更可取的是大于約88%，甚至更可取的是大于約90%，最可取的是大于約92%。在一個示例性實施例中，大于約94%的期望的光透射可以被獲得。RF泄漏將一般小于10mW/cm2,較好的小于8mW/cm2,更好的小于5mW/cm2,而最好的小于3mW/cm2。
優(yōu)于常用RF屏蔽11的這樣的性能改進(jìn)，可以多少歸結(jié)于本發(fā)明的RF屏蔽21(見下面的例子)中使用的非傳統(tǒng)網(wǎng)狀圖案19 (如，多邊形網(wǎng)狀圖案)。通過按單片導(dǎo)電材料形成網(wǎng)狀圖案19的技術(shù)，如，光化學(xué)蝕刻，允許制造商選擇正確的幾何圖案和蝕刻的屏蔽的單獨開孔及圖案19的間距大小，以便使預(yù)定的特定應(yīng)用的有效優(yōu)化。在選擇圖案19中有這種靈活性，還提供通過改變跨越RF屏蔽21的開放透射面積的單獨網(wǎng)格開孔的幾何形狀，規(guī)定非均勻幾何圖案的機會，以便在最關(guān)鍵的透射面積中，使通過RF屏蔽21的UV光透射最大化。
再參考圖I和2，已組裝的RF屏蔽組件10被示出。按照慣例，RF屏蔽組件10是通過使細(xì)導(dǎo)線編織的屏蔽11定位在金屬框18中被形成的。襯墊14 一般被布置在屏蔽11上并在反射器32和端部反射器72的表面之間，以及在反射器32的表面和RF屏蔽組件10的金屬框18之間，通過連續(xù)的金屬到金屬接觸，起建立密封的作用。沒有這樣的密封，RF能量可以逃逸到周圍環(huán)境并阻止燈泡70發(fā)光。襯墊14可以是被環(huán)繞彈性體海綿芯中心襯墊包裹的金屬纖維。襯墊14的形狀能夠隨UV燈系統(tǒng)20中其他部件的形狀變化，且這樣能夠按任何形狀或大小被構(gòu)造，以便起適當(dāng)密封作用。在放好襯墊14之后，金屬帶15被放置并在至少長邊和焊點二者之上對準(zhǔn)就位，使屏蔽11和襯墊14夾緊在框18中，形成RF屏蔽組件10。
如在上面所指出，常用的屏蔽11由編織的細(xì)導(dǎo)線形成。得到的屏蔽11是波浪形的、柔軟的、且在它被切割成需要的長度和寬度之后，它的形狀變得非常不均勻。對復(fù)雜情況(to complicate matter),單獨導(dǎo)線繩股將自然地變成與框18的邊緣分離。這一'丨生質(zhì)造成制造困難，因為它要求相當(dāng)大的努力使屏蔽11恰當(dāng)?shù)貙?zhǔn)在框18中，使金屬帶15恰當(dāng)?shù)卦谠摽蛑幸詼?zhǔn)備焊接，以及使屏蔽11保持完整性而且在金屬帶15的焊接期間保持屏蔽11在框18中的對準(zhǔn)和適當(dāng)張力。
參考圖4、5和6，形成本發(fā)明的RF屏蔽組件13的方法，與上述常用的方法類似。然而，本發(fā)明的RF屏蔽21，在RF屏蔽組件13的形成中提供對制造商的顯著的優(yōu)點。由于增加的剛性，RF屏蔽組件13的焊接和構(gòu)造都更快和更容易。本發(fā)明的RF屏蔽的平的剛性性質(zhì)，連同利用有一系列孔16的邊界，使實質(zhì)上更簡易的RF屏蔽組件13的構(gòu)造，能允許制造商在框18中不費力地安裝和適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)屏蔽21。在焊接時，因為制造商無需牽掛著保持屏蔽沿所有方向的適當(dāng)張力，所以位置和對準(zhǔn)更容易保持。
因為RF屏蔽21 —般由單片導(dǎo)電片形成，所以屏蔽21可以不費力地構(gòu)造成至少沿一邊或多邊包含邊界23。邊界23可以不費力地配上孔16，孔16 —般要求用于使RF屏蔽組件13附著到UV燈系統(tǒng)120 (圖7)。在構(gòu)造RF屏蔽組件13之前形成屏蔽21邊界23中的孔16，進(jìn)一步減輕前述常用的制造方法中的困難，因為邊界23中的孔的圖案，可以不費力地與金屬帶15和框18的孔的圖案相配。因此，屏蔽21可以在放置在框18中時自對準(zhǔn) 以便焊接。
參考圖7，按照本發(fā)明一個實施例中使用的UV燈系統(tǒng)120被示出。該UV燈系統(tǒng)120包含通過電纜124連接到輻射體126的電源122 (未按比例)。該輻射體配有一個或多個磁控管(未畫出)，該磁控管把從電源122接收的電功率，轉(zhuǎn)換成一般在約2445到2470MHz之間的RF能量。當(dāng)然，該RF頻率可以按不同應(yīng)用的需要而改變。由輻射體中的磁控管產(chǎn)生的微波能量，被引導(dǎo)進(jìn)腔182。腔182包含彎曲的反射器132、端部反射器172和無電極燈泡170。如圖所示，按照本發(fā)明形成的RF屏蔽組件13，被附著到彎曲的反射器132的凸緣136。屏蔽組件13可以另外地(或代替地)沿輻射體軌條180被夾緊。
本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員明白，屏蔽組件13到輻射體126的附著，可以是通過產(chǎn)生充分密封的任何手段。通常，屏蔽組件13是用螺釘通過對應(yīng)的屏蔽組件的孔16和彎曲的反射器孔17，被附著到輻射體126。然而，RF屏蔽組件13、彎曲的反射器132或二者，可以包含其他緊固裝置，諸如舉例說，摁扣配合緊固件(snap-fit fastener)、磁性緊固件等等。舉例說，RF屏蔽組件13可以利用快速釋放緊固件，諸如在美國專利號6，841，790中公開的那些緊固件被附著，本文引用該專利，供參考。
雖然圖4-7示出本發(fā)明的RF屏蔽21是長條形的(linear)，但本發(fā)明不限于長條形的RF屏蔽21。某些應(yīng)用，如，在半導(dǎo)體晶片的制作中的光刻術(shù)，可以要求球形無電極燈泡，從而以及非長條形的RF屏蔽21 (如，圓柱形形狀的RF屏蔽21)。該RF屏蔽21—般指長條形的(如，矩形的)，但是，非長條形的RF屏蔽21可以按照本發(fā)明被構(gòu)造。
例 I
在典型的微波UV燈系統(tǒng)20 (如，圖3)中，估計由燈泡產(chǎn)生的70%UV光將被UV反射器反射并被引導(dǎo)通過RF屏蔽到達(dá)被輻照的物體。來自UV燈泡的剩余的30%的光，無需反射器的幫助，被引導(dǎo)通過RF屏蔽。在被引向RF屏蔽的UV光中，與被網(wǎng)格占據(jù)的面積百分比成比例的顯著的光量，將被該屏蔽阻擋。在本例中，由細(xì)的編織的導(dǎo)線形成的常用RF屏蔽(如圖I和2)的期望的光透射(對應(yīng)于RF屏蔽的開放面積百分比或透光度)被計算，并與本發(fā)明的具有規(guī)則六邊形形狀網(wǎng)格開孔的RF屏蔽的期望的光透射比較。圖8示出要求計算的期望的光透射的計量結(jié)果。[0039]常用|H方形網(wǎng)格
正方形網(wǎng)狀圖案的期望的光透射百分比(LTS%)，計算如下
LTS%=100%XAOS/ATS
這里Affi是正方形的開放面積，而Ats是正方形的總面積。Affi和Ats的計算如下
Aos=L2
Ats=L12= (L+Ts) 2
這里L(fēng)是如圖8所示正方形的開放面積長度，Ts是到相鄰開孔的導(dǎo)線跨接線的粗細(xì)度，如圖8中所示，而L1是從跨接線的相應(yīng)中點測量的正方形的長度(因此，L1=I^Ts)，如圖8中所示。·
六邊形網(wǎng)格
按照本發(fā)明的六邊形網(wǎng)狀圖案的期望的光透射百分比(LTH%)，計算如下
LTh%= 100% X Aoh/Ath
這里A⑶是六邊形的開放面積，而Ath是六邊形的總面積。Aoh和Ath的計算如下
A-OH = xD_
Ath= ^xD12= ^(D + Th)2
這里D是內(nèi)接圓直徑(B卩，兩條平行邊之間的距離)，如圖9中所示，Th是到相鄰開孔的跨接線的粗細(xì)度，如圖9中所示，而D1是從一根跨接線中點到六邊形的平行跨接線中點的長度(因此，D1 = D+TH),如圖9中所示。
在本例中，有正方形開孔的常用RF屏蔽被測量，以確定開放面積的長度(L)和導(dǎo)線跨接線的粗細(xì)度(Ts)。L被測量為O. 0303"，而Ts為O. 0015"，與期望的光透射百分比(LTS%) 90. 79% 對應(yīng)。
按照本發(fā)明形成的有六邊形開孔的RF屏蔽，用0.0999"的內(nèi)接圓直徑(D)和O. 0031"的跨接線粗細(xì)度(Th)構(gòu)成，與期望的光透射百分比(LTh%) 94. 07%對應(yīng)。
如在上面所指出，對光透射計算的值是期望的或理論上的值。用UV光輻射計測量的實際光透射，測量結(jié)果略低于期望值。不準(zhǔn)備受理論限制，相信實際的光透射略低于期望的光透射，主要是由于屏蔽的厚度能夠吸收/反射小部分光。因此，在理論上，更厚規(guī)格的屏蔽材料將導(dǎo)致實際的光透射略低于相比更薄規(guī)格的屏蔽材料。
例2
利用有5個或更多節(jié)點的網(wǎng)狀圖案的好處之一被演示。如在上面所指出，RF屏蔽是作為“法拉第籠”起作用的，以便阻擋RF能量逃逸。因此，從RF屏蔽“漏出”的RF能量的量，與單獨網(wǎng)格開孔的最大尺寸相關(guān)。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的RF屏蔽能允許更多的光透射而不以RF泄漏的增加為代價。
如圖8中所示，有正方形或矩形網(wǎng)格的常用RF屏蔽的單獨開孔的“最大尺寸”是對角線(如虛線LDs所示)。對正方形，該尺寸能夠被表示為LDs =VI(L)湘反，本發(fā)明利用六邊形開孔的RF屏蔽的單獨開孔的“最大尺寸”(如虛線LDh所示)，對應(yīng)于一個節(jié)點和對應(yīng)的對角線節(jié)點之間(即，180° )的距離，如圖9中所示。該值對應(yīng)于六邊形邊長的兩倍。對
六邊形,該尺寸還可以表示為LDh =-|(D)e[0059]照此，為了比較的目的，如果常用RF屏蔽網(wǎng)格的單獨正方形開孔的開放面積是I平方英寸(對應(yīng)于L=I")，最大開孔應(yīng)為LDs=萬(1〃)，等于I. 41"。相反地，如果本發(fā)明的RF屏蔽網(wǎng)格的單獨六邊形開孔的開放面積是I平方英寸(對應(yīng)于D=L 075")，最大開孔
應(yīng)為；LDh等于l 24"。因此，雖然兩種RF屏蔽呈現(xiàn)相同面積的單獨開
孔，但本發(fā)明的利用六邊形開孔的RF屏蔽，有實際上更小的“最大尺寸”(在本例中，常用RF屏蔽的最大尺寸約大14%)。相應(yīng)地，按照本發(fā)明形成的有5個或更多節(jié)點的RF屏蔽，呈現(xiàn)優(yōu)于常用RF屏蔽的增加的光透射(假定相等的RF泄漏值)。
應(yīng)當(dāng)指出，上面的例子是簡單地用于說明的目的。具體的圖案和幾何大小能夠?qū)π枰膽?yīng)用優(yōu)化。然而，單獨開孔的圖案和幾何大小一般應(yīng)被選擇，以產(chǎn)生大于常用RF屏蔽的光透射，同時保持小于最大希望的可允許的RF泄漏水平。一般地說，本發(fā)明的RF屏蔽 的開放面積百分比(即，期望的光透射)將大于約80%，可取的是大于約85%，更可取的是大于約88%，甚至更可取的是大于約90%，而最可取的是大于約92%。在一個示例性實施例中，大于約94%的開放面積百分比可以被獲得。單獨網(wǎng)格開孔面積應(yīng)一般小于約O. 05平方英寸，諸如從約O. 0005平方英寸到約O. 05平方英寸，可取的是從約O. 0008平方英寸到約O. 05平方英寸，更可取的是從約O. 001平方英寸到約O. 05平方英寸，而最可取的是從約O. 005平方英寸到約O. 05平方英寸。屏蔽規(guī)格或厚度應(yīng)一般從約O. 0001英寸到約O. I英寸，可取的是從O. 001英寸到約O. 015英寸，而更可取的是從約O. 002英寸到約O. 008英寸。
雖然前面本發(fā)明的書面描述，使本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員能制造和使用目前被認(rèn)為是其最佳的模式，但本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解和清楚，存在本文具體實施例、方法和例子的變化、組合和等價物。因此，本發(fā)明不受上面描述的實施例、方法和例子的限制，但受在如權(quán)利要求
書所述本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)所有實施例和方法的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于微波供電的UV燈系統(tǒng)的RF屏蔽,包括 單片的導(dǎo)電材料， 其中該導(dǎo)電材料定義大體上跨越該屏蔽的操作面積的單獨開孔的預(yù)定網(wǎng)狀圖案， 其中該網(wǎng)狀圖案包含大于約80%的開放面積百分比，和
2.一種用于微波供電的UV燈系統(tǒng)的RF屏蔽組件，包括權(quán)利要求
I的RF屏蔽，該RF屏蔽組件還包括金屬框和襯墊。
3.一種微波供電的UV燈系統(tǒng)，包括權(quán)利要求
2的RF屏蔽組件，該微波供電的UV燈系統(tǒng)還包括 電源； 電纜，被連接到該電源； 輻射體，被連接到該電纜并由該電源供電，該輻射體包括至少一個磁控管，該磁控管被配置成使從電源接收的電功率轉(zhuǎn)換為射頻能量；和 無電極燈泡。
4.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該單獨開孔包括五個或更多節(jié)點。
5.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該網(wǎng)狀圖案已經(jīng)被光化學(xué)蝕刻到該導(dǎo)電材料的片中。
6.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該導(dǎo)電材料的片包括銅、黃銅、不銹鋼、鎢、鋁、鎳銀或它們的組合。
7.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該網(wǎng)狀圖案包括六邊形的單獨開孔。
8.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該網(wǎng)狀圖案是非均勻的。
9.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該RF屏蔽是自修復(fù)的，因為網(wǎng)狀圖案中斷開的跨接線將只侵蝕至最近的節(jié)點。
10.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該RF屏蔽包括的開放面積百分比大于約85%。
11.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該RF屏蔽包括的開放面積百分比大于約90%。
12.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該RF屏蔽包括的開放面積百分比大于約92%。
13.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該片包括從約O. 001英寸到約O. 015英寸的厚度。
14.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該屏蔽還包含沿至少一條邊緣的無網(wǎng)格邊界。
15.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該網(wǎng)狀圖案中的該單獨開孔包括小于約O. 05平方英寸的面積。
16.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該RF屏蔽被配置成，與具有包括相同的開放面積的、正方形或矩形的單獨開孔的網(wǎng)狀圖案的屏蔽相比，帶來光透射的增加。
17.前述權(quán)利要求
任一項的RF屏蔽、RF屏蔽組件或微波供電燈系統(tǒng)，其中該RF屏蔽是長條形的。
18.一種用于形成微波供電UV燈系統(tǒng)的RF屏蔽的過程，包括 使網(wǎng)狀圖案形成到單片的導(dǎo)電材料中， 其中該網(wǎng)狀圖案包括單獨開孔，該單獨開孔包括3個或更多節(jié)點，和 其中該RF屏蔽包括大于約80%的開放面積百分比。
19.權(quán)利要求
18的過程，還包括光化學(xué)蝕刻該單片的導(dǎo)電材料的，以便形成網(wǎng)狀圖案。
專利摘要
用于微波供電的UV燈的RF屏蔽組件。一種用于微波供電的UV燈系統(tǒng)的RF屏蔽被提供。該RF屏蔽由其中的網(wǎng)狀圖案已經(jīng)被形成的單片導(dǎo)電材料形成。該屏蔽包含非傳統(tǒng)的網(wǎng)狀圖案，該非傳統(tǒng)的網(wǎng)狀圖案包含具有3個或更多節(jié)點的單獨開孔。該RF屏蔽一般被配置成使具體應(yīng)用中需要的光透射和能量泄漏之間的平衡優(yōu)化。一般地說，需要該RF屏蔽有大于約80%的開放面積百分比，同時把從該微波供電燈系統(tǒng)的RF能量泄漏限制在可接受的水平。
文檔編號G21G4/00GKCN102893340SQ201080066836
公開日2013年1月23日 申請日期2010年4月5日
發(fā)明者J·B·布蘭德弗德三世 申請人:米爾技術(shù)股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan