二维材料自动生长转移系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种二维材料自动生长转移系统及方法，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；装有原材料的石英管；高温炉；取管装置，用于将烧结封管完毕的石英管转移至高温炉进行加温生长；分离胶条；第一取料机器人，用于将高温炉中的石英管内生长完毕的晶体材料倒至分离胶条上；第一撕胶驱动装置、第二撕胶驱动装置，用于带动分离胶条的两端粘合或分开，以将晶体材料撕裂为薄层样品；转移组件，用于驱动目标衬底与分离胶条上的薄层样品接触，以使薄层样品转移至目标衬底上。本发明专利技术公开的系统可解决晶体材料在进行封管、封装、生长、转移的一系列操作过程中存在安全隐患、适用性差且效率较低的技术问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
二维材料自动生长转移系统及方法


[0001]本专利技术涉及晶体材料生长
，具体涉及一种二维材料自动生长转移系统及二维材料自动生长转移方法。

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。
[0003]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，且晶体材料生长完毕后还需手动进行转移操作，以将晶体材料转换为二维材料并附着于衬底上，从而最终形成电子器件成品；上述工艺流程效率较低且操作不便，不利于二维材料电子器件的批量化生产。

技术实现思路

[0004]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二维材料自动生长转移系统，旨在解决传统的晶体材料在进行封管、封装、生长、转移的一系列操作过程中存在安全隐患、适用性差且效率较低的技术问题。
[0005]本专利技术为达到其目的，所采用的技术方案如下：一种二维材料自动生长转移系统，所述二维材料自动生长转移系统包括：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，每一所述石英管一一对应旋合于多个所述管接口上；高温炉，设置于所述底座上，所述高温炉用于对放置于其中的所述石英管进行加温操作；取管装置，设置于所述底座上，所述取管装置用于夹持所述管接口上的所述石英管，以将所述石英管转移至所述高温炉内；分离胶条；第一取料机器人，所述第一取料机器人用于将所述石英管从所述高温炉中取出，并将所述石英管内生长完毕的晶体材料倾倒至所述分离胶条上；第一撕胶驱动装置，连接所述分离胶条的一端；第二撕胶驱动装置，连接所述分离胶条的另一端；所述第二撕胶驱动装置用于靠
近或远离所述第一撕胶驱动装置，以带动所述分离胶条的两端粘合或分开，从而将所述晶体材料撕裂为薄层样品；转移组件，固定有目标衬底，所述转移组件用于驱动所述目标衬底与所述分离胶条上的所述薄层样品接触，以使所述薄层样品转移至所述目标衬底上。
[0006]进一步地，所述二维材料自动生长转移系统还包括立座、折叠驱动装置和收胶机构；其中：所述立座的竖直面上开设有环形滑槽和横向滑槽，所述环形滑槽环绕所述横向滑槽设置；所述第一撕胶驱动装置、所述第二撕胶驱动装置滑动连接于所述环形滑槽中，所述折叠驱动装置滑动连接于所述横向滑槽中；所述第二撕胶驱动装置上设有胶辊，所述分离胶条的一端自所述胶辊引出，所述分离胶条的中部连接于所述第一撕胶驱动装置上，所述分离胶条的另一端卷绕于所述收胶机构上；所述折叠驱动装置上设有伸缩杆，所述伸缩杆用于与所述分离胶条的一侧面接触；所述第二撕胶驱动装置用于沿所述环形滑槽滑动，以带动所述分离胶条绕所述伸缩杆折叠。
[0007]进一步地，所述第一撕胶驱动装置具有第一滑动端和第一夹持端，所述第二撕胶驱动装置具有第二滑动端和第二夹持端；所述第一滑动端、所述第二滑动端滑动连接于所述环形滑槽中，所述第一夹持端沿水平轴向转动连接于所述第一滑动端上，所述第二夹持端沿水平轴向转动连接于所述第二滑动端上，所述第二夹持端用于夹持所述分离胶条的一端，所述第一夹持端用于夹持所述分离胶条的中部。
[0008]进一步地，所述转移组件包括玻片贮存舱、第二取料机器人、玻片治具、升降滑块、升降导轨、加热台、衬底贮存舱和第三取料机器人；其中：所述玻片治具沿水平轴向转动连接于所述升降滑块上，所述升降滑块沿竖直方向滑动连接于所述升降导轨上；所述玻片治具位于所述分离胶条下方，且所述玻片治具位于所述加热台上方；所述第二取料机器人用于抓取所述玻片贮存舱中的载体玻片并固定于所述玻片治具上；所述载体玻片上设有聚二甲基硅氧烷层；所述第三取料机器人用于抓取所述衬底贮存舱中的目标衬底并固定于所述加热台上；所述加热台用于对所述目标衬底进行加热操作。
[0009]进一步地，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；所述取管装置包括升降驱动机构、旋转驱动机构和连接臂；所述升降驱动机构设置于所述底座上；所述旋转驱动机构设置于所述升降驱动机构的活动部上；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；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；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；所述高温炉炉体中设有管体治具，所述管体治具上设有多个用于容置所述石英管的管状容置槽；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部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。
[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；所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维材料自动生长转移系统，其特征在于，所述二维材料自动生长转移系统包括：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，每一所述石英管一一对应旋合于多个所述管接口上；高温炉，设置于所述底座上，所述高温炉用于对放置于其中的所述石英管进行加温操作；取管装置，设置于所述底座上，所述取管装置用于夹持所述管接口上的所述石英管，以将所述石英管转移至所述高温炉内；分离胶条；第一取料机器人，所述第一取料机器人用于将所述石英管从所述高温炉中取出，并将所述石英管内生长完毕的晶体材料倾倒至所述分离胶条上；第一撕胶驱动装置，连接所述分离胶条的一端；第二撕胶驱动装置，连接所述分离胶条的另一端；所述第二撕胶驱动装置用于靠近或远离所述第一撕胶驱动装置，以带动所述分离胶条的两端粘合或分开，从而将所述晶体材料撕裂为薄层样品；转移组件，固定有目标衬底，所述转移组件用于驱动所述目标衬底与所述分离胶条上的所述薄层样品接触，以使所述薄层样品转移至所述目标衬底上。2.根据权利要求1所述的二维材料自动生长转移系统，其特征在于，所述二维材料自动生长转移系统还包括立座、折叠驱动装置和收胶机构；其中：所述立座的竖直面上开设有环形滑槽和横向滑槽，所述环形滑槽环绕所述横向滑槽设置；所述第一撕胶驱动装置、所述第二撕胶驱动装置滑动连接于所述环形滑槽中，所述折叠驱动装置滑动连接于所述横向滑槽中；所述第二撕胶驱动装置上设有胶辊，所述分离胶条的一端自所述胶辊引出，所述分离胶条的中部连接于所述第一撕胶驱动装置上，所述分离胶条的另一端卷绕于所述收胶机构上；所述折叠驱动装置上设有伸缩杆，所述伸缩杆用于与所述分离胶条的一侧面接触；所述第二撕胶驱动装置用于沿所述环形滑槽滑动，以带动所述分离胶条绕所述伸缩杆折叠。3.根据权利要求2所述的二维材料自动生长转移系统，其特征在于，所述第一撕胶驱动装置具有第一滑动端和第一夹持端，所述第二撕胶驱动装置具有第二滑动端和第二夹持端；所述第一滑动端、所述第二滑动端滑动连接于所述环形滑槽中，所述第一夹持端沿水平轴向转动连接于所述第一滑动端上，所述第二夹持端沿水平轴向转动连接于所述第二滑动端上，所述第二夹持端用于夹持所述分离胶条的一端，所述第一夹持端用于夹持所述分离胶条的中部。4.根据权利要求3所述的二维材料自动生长转移系统，其特征在于，所述转移组件包括玻片贮存舱、第二取料机器人、玻片治具、升降滑块、升降导轨、加热台、衬底贮存舱和第三取料机器人；其中：所述玻片治具沿水平轴向转动连接于所述升降滑块上，所述升降滑块沿竖直方向滑动
连接于所述升降导轨上；所述玻片治具位于所述分离胶条下方，且所述玻片治具位于所述加热台上方；所述第二取料机器人用于抓取所述玻片贮存舱中的载体玻片并固定于所述玻片治具上；所述载体玻片上设有聚二甲基硅氧烷层；所述第三取料机器人用于抓取所述衬底贮存舱中的目标衬底并固定于所述加热台上；所述加热台用于对所述目标衬底进行加热操作。5.根据权利要求1所述的二维材料自动生长转移系统，其特征在于，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；所述取管装置包括升降驱动机构、旋转驱动机构和连接臂；所述升降驱动机构设置于所述底座上；所述旋转驱动机构设置于所述升降驱动机构的活动部上；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；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；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；所述高温炉炉体中设有管体治具，所述管体治具上设有多个用于容置所述石英管的管状容置槽；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部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。6.根据权利要求1所述的二维材料自动生长转移系统，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...

【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：