自动转移生长的高温等离子真空封管系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自动转移生长的高温等离子真空封管系统及方法，涉及晶体材料生长技术领域，该系统包括：真空封管机；高温等离子烧结装置；多个装载有原材料的石英管；升降驱动机构；旋转驱动机构；连接臂，其一端设置于旋转驱动机构上，另一端设有转移机构；转移机构包括驱动齿轮，驱动齿轮与石英管上快卸螺纹管接头的齿轮部啮合；转移机构设有第一夹爪和第二夹爪；高温炉，内设有管体治具，管体治具上设有管状容置槽；第一夹爪用于夹持石英管并插放于多个管状容置槽中，以通过高温炉对多个石英管进行加温生长操作。本发明专利技术公开的系统可解决传统的晶体材料在进行封管及转移生长操作过程中存在安全隐患、适用性差且操作效率较低的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
自动转移生长的高温等离子真空封管系统及方法


[0001]本专利技术属于晶体材料生长
，具体涉及一种自动转移生长的高温等离子真空封管系统、晶体材料高温等离子真空封管及转移生长方法。

技术介绍

[0002]晶体材料决定晶体性能，晶体性能决定晶体应用，随着先进电子材料、半导体材料器件及应用市场快速增长的需求，需采用真空封管工艺生长制备高质量、高性能晶体材料。传统的封管工艺为手动旋转加热器，用易燃易爆气体（如氢气氧气，乙炔、甲烷等）燃烧的热源加热管件进行密封，用气体燃烧高温熔融工件（即装载有晶体材料的管件）进而达到密封目的，这种采用燃气封管的技术安全性不高，易发生燃气泄漏，引发爆炸等重大安全事故，使用可靠性较低，且只能熔融普通玻璃制品，适用性较差；此外，经高温燃烧后的管件温度极高，必须由操作人员佩戴防护用具后进行手动逐一拆卸，以转移至管式炉处进行CVT恒温、变温和控温生长，效率较低且操作不便。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种自动转移生长的高温等离子真空封管系统，旨在解决传统的晶体材料在进行封管、封装、转移和合成生长的操作过程中存在安全隐患、适用性差且操作效率较低的技术问题。
[0004]本专利技术为达到其目的，所采用的技术方案如下：一种自动转移生长的高温等离子真空封管系统，所述自动转移生长的高温等离子真空封管系统包括：真空封管机，设有抽真空管机构和多个竖直设置的管接口，所述真空封管机的左侧端部转动连接于第一侧架的上端，所述真空封管机的右侧端部转动连接于第二侧架的上端；所述第一侧架的下端、所述第二侧架的下端固定于底座上；高温等离子烧结装置，滑动连接于所述第一侧架与所述第二侧架之间；多个石英管，装载有原材料，每一所述石英管的管口套设有内衬套，所述石英管的外管壁与所述内衬套之间设有密封圈，所述内衬套上套设有快卸螺纹管接头，所述快卸螺纹管接头的外壁环绕设置有齿轮部；多个所述石英管通过所述快卸螺纹管接头一一对应旋合于多个所述管接口上；升降驱动机构，设置于所述底座上；旋转驱动机构，设置于所述升降驱动机构的活动部上；连接臂，所述连接臂的一端设置于所述旋转驱动机构的活动部上，所述连接臂的另一端设有多个转移机构，多个所述转移机构与多个所述石英管一一对应设置；每一所述转移机构上端设有驱动齿轮，所述驱动齿轮用于与所述快卸螺纹管接头的齿轮部一一对应啮合；每一所述转移机构下端设有第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪、所述第二夹爪沿竖直向下的方向依次间隔设置，所述第一夹爪、所述第二夹爪用于夹持对应的所述石英管；
高温炉，设置于所述底座上，所述高温炉内设有管体治具，所述管体治具上设有多个竖直设置的管状容置槽；所述第一夹爪用于夹持对应的所述石英管并一一对应插放于多个所述管状容置槽中，以通过所述高温炉对多个所述石英管进行加温操作。
[0005]进一步地，所述高温炉包括高温炉炉体、盖体、固定座、第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置；其中：所述固定座连接于所述底座上，所述高温炉炉体转动连接于所述固定座上，所述高温炉炉体的转动中心轴水平设置，所述第一旋转驱动装置的固定部连接于所述固定座上，所述第一旋转驱动装置的活动部连接于所述高温炉炉体上；所述第一旋转驱动装置用于驱动所述高温炉炉体相对所述固定座转动；所述管体治具设置于所述高温炉炉体中；所述盖体铰接于所述高温炉炉体上，所述盖体的铰接中心轴竖直设置，所述第二旋转驱动装置的固定座连接于所述高温炉炉体上，所述第二旋转驱动装置的活动部连接于所述盖体上；所述第二旋转驱动装置用于驱动所述盖体盖合于所述管体治具上，以将多个所述石英管压合于对应的所述管状容置槽中。
[0006]进一步地，所述管体治具设有多个弧状凹腔，所述弧状凹腔位于每一所述管状容置槽的左右两侧；每一所述弧状凹腔用于避让对应的处于打开状态下的所述第二夹爪；所述管体治具的上侧面用于与所述第一夹爪的下侧面贴合。
[0007]进一步地，所述管状容置槽的直径大于所述石英管的管径，且所述管状容置槽的直径小于所述内衬套的直径；所述第二夹爪还用于夹持对应的所述内衬套，并将所述内衬套从被压合于所述管状容置槽中的所述石英管上向上拔出。
[0008]进一步地，所述第一夹爪的开合中心轴竖直设置，所述第一夹爪的上侧面具有第一倾斜部，所述内衬套的下端面用于与所述第一倾斜部接触；当夹持有所述石英管的所述第一夹爪由夹合状态转换为打开状态的过程中，所述内衬套沿所述第一倾斜部向下方移动，所述石英管随所述内衬套的移动而竖直下降。
[0009]进一步地，所述第二夹爪的上侧面设有缓冲垫，所述缓冲垫用于承接所述快卸螺纹管接头；所述底座上设有回收料斗，所述回收料斗位于多个所述第二夹爪下方；当承接有所述快卸螺纹管接头的所述第二夹爪打开时，所述回收料斗用于收集由所述第二夹爪处落下的所述快卸螺纹管接头。
[0010]进一步地，所述第一侧架上设有竖直设置的第一丝杆，所述第二侧架上设有竖直设置的第二丝杆；所述第一丝杆的一端与第一电机连接，所述第一丝杆上滑动连接有第一活动台；所述第二丝杆的一端与第二电机连接，所述第二丝杆上滑动连接有第二活动台；第三丝杆的一端穿过所述第一活动台并与第三电机连接，所述第三丝杆的另一端转动连接于所述第二活动台上；所述第三丝杆上滑动连接有第三活动台；所述第三活动台上沿第一水平路径滑动连接有第四活动台，其中，所述第一水平路径垂直于所述第三丝杆的延伸方向；所述高温等离子烧结装置安装于所述第四活动台上；所述高温等离子烧结装置上设置有轴销，所述轴销上铰接有两组夹板，两组所述夹板之间夹持有高温等离子发射焊枪，且两组所述夹板之间安装有锁紧螺栓；所述第一侧板上安装有高温等离子PLC操控台，所述高温等离子PLC操控台通过连接管与所述高温等离子发射焊枪连接。
[0011]对应地，本专利技术还提出一种晶体材料高温等离子真空封管及转移生长方法，所述晶体材料高温等离子真空封管及转移生长方法应用于如前述的自动转移生长的高温等离子真空封管系统中；所述晶体材料高温等离子真空封管及转移生长方法包括以下步骤：对所述真空封管机进行抽真空处理；开启抽真空管机，缓慢拧开分流抽真空控制阀，以免所述石英管中的原材料被抽出，当压力表达到负压值
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1bar后，缓慢拧开主流抽真空控制阀，拧紧分流抽真空控制阀，在分子泵组面板上查看抽真空度数，达到目标高真空度值后拧紧主流抽真空控制阀；充入保护气体；将充气设备的充气管插入真空封管机充气口，缓慢拧开充气口控制阀，当压力表指针指向负压中间值
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0.6bar时，快速关闭充气口控制阀；对所述石英管进行封接；将高温等离子发射焊枪安装到所述高温等离子烧结装置上，拧开所述高温等离子发射焊枪的调节阀，拧开等离子电源开关，点燃所述高温等离子发射焊枪，将所述高温等离子发射焊枪对准所述石英管的缩颈部位进行烧结封管操作；当所述石英管的管壁烧结熔融在一起即完成封管操作，立即拧紧所述高温等离子发射焊枪的调节阀以停止烧结；通过所述升降驱动机构驱动所述连接臂上升，直至多个所述驱动齿轮与对应的所述齿轮部处于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动转移生长的高温等离子真空封管系统，其特征在于，所述自动转移生长的高温等离子真空封管系统包括：真空封管机，设有抽真空管机构和多个竖直设置的管接口，所述真空封管机的左侧端部转动连接于第一侧架的上端，所述真空封管机的右侧端部转动连接于第二侧架的上端；所述第一侧架的下端、所述第二侧架的下端固定于底座上；高温等离子烧结装置，滑动连接于所述第一侧架与所述第二侧架之间；多个石英管，装载有原材料，每一所述石英管的管口套设有内衬套，所述石英管的外管壁与所述内衬套之间设有密封圈，所述内衬套上套设有快卸螺纹管接头，所述快卸螺纹管接头的外壁环绕设置有齿轮部；多个所述石英管通过所述快卸螺纹管接头一一对应旋合于多个所述管接口上；升降驱动机构，设置于所述底座上；旋转驱动机构，设置于所述升降驱动机构的活动部上；连接臂，所述连接臂的一端设置于所述旋转驱动机构的活动部上，所述连接臂的另一端设有多个转移机构，多个所述转移机构与多个所述石英管一一对应设置；每一所述转移机构上端设有驱动齿轮，所述驱动齿轮用于与所述快卸螺纹管接头的齿轮部一一对应啮合；每一所述转移机构下端设有第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪、所述第二夹爪沿竖直向下的方向依次间隔设置，所述第一夹爪、所述第二夹爪用于夹持对应的所述石英管；高温炉，设置于所述底座上，所述高温炉内设有管体治具，所述管体治具上设有多个竖直设置的管状容置槽；所述第一夹爪用于夹持对应的所述石英管并一一对应插放于多个所述管状容置槽中，以通过所述高温炉对多个所述石英管进行加温操作。2.根据权利要求1所述的自动转移生长的高温等离子真空封管系统，其特征在于，所述高温炉包括高温炉炉体、盖体、固定座、第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置；其中：所述固定座连接于所述底座上，所述高温炉炉体转动连接于所述固定座上，所述高温炉炉体的转动中心轴水平设置，所述第一旋转驱动装置的固定部连接于所述固定座上，所述第一旋转驱动装置的活动部连接于所述高温炉炉体上；所述第一旋转驱动装置用于驱动所述高温炉炉体相对所述固定座转动；所述管体治具设置于所述高温炉炉体中；所述盖体铰接于所述高温炉炉体上，所述盖体的铰接中心轴竖直设置，所述第二旋转驱动装置的固定座连接于所述高温炉炉体上，所述第二旋转驱动装置的活动部连接于所述盖体上；所述第二旋转驱动装置用于驱动所述盖体盖合于所述管体治具上，以将多个所述石英管压合于对应的所述管状容置槽中。3.根据权利要求2所述的自动转移生长的高温等离子真空封管系统，其特征在于，所述管体治具设有多个弧状凹腔，所述弧状凹腔位于每一所述管状容置槽的左右两侧；每一所述弧状凹腔用于避让对应的处于打开状态下的所述第二夹爪；所述管体治具的上侧面用于与所述第一夹爪的下侧面贴合。4.根据权利要求3所述的自动转移生长的高温等离子真空封管系统，其特征在于，所述管状容置槽的直径大于所述石英管的管径，且所述管状容置槽的直径小于所述内衬套的直径；所述第二夹爪还用于夹持对应的所述内衬套，并将所述内衬套从被压合于所述管状容置槽中的所述石英管上向上拔出。
5.根据权利要求4所述的自动转移生长的高温等离子真空封管系统，其特征在于，所述第一夹爪的开合中心轴竖直设置，所述第一夹爪的上侧面具有第一倾斜部，所述内衬套的下端面用于与所述第一倾斜部接触；当夹持有所述石英管的所述第一夹爪由夹合状态转换为打开状态的过程中，所述内衬套沿所述第一倾斜部向下方移动，所述石英管随所述内衬套的移动而竖直下降。6.根据权利要求1所述的自动转移生长的高温等离子真空封管系统，其特征在于，所述第二夹爪的上侧面设有缓冲垫，所述缓冲垫用于承接所述快卸螺纹管接头；所述底座上设有回收料斗，所述回收料斗位于多个所述第二夹爪下方；当承接有所述快卸螺纹管接头的所述第二夹爪打开时，所述回收料斗用于收集由所述第二夹爪处落下的所述快卸螺纹管接头。7.根据权利要求1所述的自动转移生长的高温等离子真空封管系统，其特征在于，所述第一侧架上设有竖直设置的第一丝杆，所述第二侧架上设有竖直设置的第二丝杆；所述第一丝杆的一端与第一电机连接，所述第一丝杆上滑动连接有第一活动台；所述第二丝杆的一端与第二电机连接，所述第二丝杆上滑动连接有第二活动台；第三丝杆的一端穿过所述第一活动台并与第三电机连接，所述第三丝杆的另一端转动连接于所述第二活动台上；所述第三丝杆上滑动连接有第三活动台；所述第三活动台上沿第一水平路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，莫琴，
申请(专利权)人：武汉是维光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：