本发明专利技术公开的具有自锁定功能的外延生产用压力可控的顶笔装置，包括顶笔头、笔身、滑杆、弹簧、笔杆、预紧螺丝和环形圈，环形圈套在笔杆上构成旋转配合，置于笔杆中的滑杆外壁设有直角楔型“凸起”，环形圈的内壁有簧片，通过簧片与直角楔型“凸起”配合对滑杆起锁定作用。该顶笔装置能够保证操作者对置于基座中的衬底片进行顶压时所施加顶笔的压力一致，消除由于人为因素造成的顶片效果差别，提高外延片的电阻率一致性和厚度均匀性；能够有效避免顶笔装置在离开作用表面时由于顶笔头的复位而产生的表面划伤，提高装取衬底片的效率和成品率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有自锁定功能的外延生产用可控压力顶笔装置。
技术介绍
外延生产用顶笔通常用于外延片生长前、后的装、取片过程中。在外延生 长之前，需要将衬底片放置于石墨基座上，对于立式外延炉而言，操作者需要 借助顶笔的支撑将衬底片置于垂直于水平面的石墨基座的安置槽内。外延生长 完毕后，操作者通过类似的反向操作借助于顶笔将外延片取下。石墨基座在外 延生长过程中为衬底片提供加热功能。然而，由于外延炉自身的原因，通常在 外延生长过程中衬底片上部和底部表面的实际温度会有差别。值得指出的是， 外延顶笔的另外一个重要作用,即通过对放入石墨基座安置槽内的衬底片表面 特定位置施加顶压，达到衬底片和基座的紧密结合，保证在高温外延生长过程 中衬底片表面具有均一的温度，从而得到具有良好厚度均匀性和电阻率均匀性 的外延片。现有的外延生产用顶笔不具有压力控制的装置，操作者在使用外延顶笔对 衬底片进行顶压时所施加的压力值难免会因人而异，从而得到的顶压效果差异 很大，表现为生长出的同规格外延片的厚度均匀性和电阻率均匀性差别很大。 此外，在顶笔的实际使用中，特别是在外延片的取片过程中，顶笔头在离开受 力表面的过程中会在弹簧的回复力作用下自动复位，这很容易造成对外延片表 面的划伤。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有自锁定功能的压力可控外延顶笔装置，特别 是能够通过自锁定装置对施加一定压力后的顶笔头的位置进行固定，防止顶笔 头在离开作用表面的过程中自动复位，从而避免顶笔头对接触表面造成划伤。本专利技术的具有自锁定功能的外延生产用可控压力顶笔装置，包括顶笔头、 笔身、滑杆、弹簧、笔杆、预紧螺丝和环形圈，顶笔头紧固在笔身的一端，笔 身的另一端设有中心螺纹孔和导向槽，笔杆的顶端设有与导向槽匹配的突出部 分，滑杆置于笔杆中，滑杆的一端与笔身的中心螺纹孔螺纹连接，滑杆的另一 端具有与笔杆中的环形面配合的凸台，预紧螺丝拧接在筒状笔杆末端的螺纹孔 中，弹簧置于笔杆末端的的螺纹孔中，其一端抵住预紧螺丝，另一端抵住滑杆 凸台的端面，滑杆外壁设有直角楔型"凸起"，环形圈套在笔杆上，笔杆上有3开口，环形圈的内壁与用于锁定滑杆的簧片的一端铰接，簧片的另一端为自由 端，伸入笔杆的开口内，环形圈与笔杆构成旋转配合。顶笔头可为聚酰亚氨(PI)材料，这种材料耐高温,耐腐蚀,自润滑，耐磨损, 高强度，和高温硅片接触不会造成融化和变形。笔身和笔杆材料为聚四氟乙烯(PTFE)，这种材料具有极低的摩擦系数、良好的耐磨性以及极好的化学稳定 性。滑杆材料为不锈钢或聚四氟乙烯(PTFE)。本专利技术的顶笔装置，在弹簧的弹性范围内，根据公式F^-F,力+Mx，其 中it为弹簧的弹性系数，设弹簧的预紧力F皿力为实际使用所需的最小压力值 Fmm。使用时，当顶笔头顶外延片的实际压力大于F,力时，笔身和笔杆之间就 会发生相对滑动。设笔身相对于笔杆的滑动距离为Ax，那么顶笔头施加在外延 片上的实际压力为i^^^i^ + Mx。操作者通过控制Ax的变化范围，能够将顶 笔头施加在外延片上的实际压力F^维持在需要的范围内。使用过程中，随着笔身相对于笔杆滑动距离Ax的增加，与环形圈内壁凸 起部分铰接的簧片将沿着直角楔型"凸起"的斜边滑动，直至Ax大于A^时， 簧片落入直角楔型"凸起"的直角边一侧并与直角边接触，限制滑杆的反向复 位，实现自锁定的目的。设实际使用所需的最大压力值F^对应的笔身相对于 笔杆的滑动距离为Ax，，那么A^满足0〈Ax^A^。操作者实际使用该顶笔时，只需做到将顶笔挪离开作用表面时，使笔身相 对于笔杆的滑动距离Ax位于Ax^Ax〈Ax^范围内，即可避免顶笔头的自动复 位。当需要复位时，转动环形圈，使簧片脱离与直角楔型"凸起"直角边的接 触，在弹簧的作用下，滑杆复位，随后将环形圈转回初始位置。 本专利技术具有下述技术效果1. 确保不同操作者在使用外延顶笔对置于基座中的衬底片进行顶压时所 施加压力值的一致性和可重复性，从而消除人的因素造成的顶片效果差别，提 高外延片的电阻率一致性和厚度均匀性。2. 能够根据外延片制备过程的各种需要，通过调节预紧螺丝在笔杆中的 相对位置，可获得不同的预紧力F，力3. 笔身相对于笔杆滑动的最大距离可以通过滑杆的长度和滑杆旋入笔身 中的深度进行调节，结合不同弹性系数H直弹簧的选用，可以满足对实际压力 值变化范围大小的调节。4. 有效避免顶笔装置在离开作用表面时由于顶笔头的复位而产生的表面4划伤，提高装取片的效率和成品率。 附图说明图1为本专利技术顶笔装置的结构示意图图2为图1的局部放大图。 图3为图1的A—A剖面图(自锁状态)。 图4为图1的A—A剖面图(自锁解除状态)。 具体实施例方式以下结合附图进一步说明本专利技术。参照附图，本专利技术的具有自锁定功能的外延生产用可控压力顶笔装置，包 括顶笔头l、笔身2、滑杆3、弹簧4、笔杆5、预紧螺丝6和环形圈10，顶笔 头1紧固在笔身2的一端，笔身2的另一端设有中心螺纹孔12和导向槽7，笔 杆5的顶端设有与导向槽7匹配的突出部分，滑杆3置于笔杆中，滑杆3的一 端与笔身2的中心螺纹孔12螺纹连接，滑杆3的另一端具有与笔杆5中的环 形面13配合的凸台，预紧螺丝6拧接在筒状笔杆5末端的螺纹孔14中，弹簧 4置于笔杆5末端的的螺纹孔14中，其一端抵住预紧螺丝6，另一端抵住滑杆 3凸台的端面，滑杆3外壁设有直角楔型"凸起"8，环形圈10套在笔杆5上， 笔杆5上有开口，环形圈lO的内壁设有凸起部分ll，凸起部分ll与用于锁定 滑杆的簧片9的一端铰接，簧片9的另一端为自由端，伸入笔杆5的开口内， 环形圈10与笔杆5构成旋转配合。为了便于加工，笔身2上的导向槽7可为环形槽，笔杆5顶端的突出部分 可为环形凸圈。为防止笔身与笔杆相对旋转，可采取使环形导向槽沿圆周方向 在轴向的深度不一致。权利要求1. 具有自锁定功能的外延生产用可控压力顶笔装置，其特征在于包括顶笔头(1)、笔身(2)、滑杆(3)、弹簧(4)、笔杆(5)、预紧螺丝(6)和环形圈(10)，顶笔头(1)紧固在笔身(2)的一端，笔身(2)的另一端设有中心螺纹孔(12)和导向槽(7)，笔杆(5)的顶端设有与导向槽(7)匹配的突出部分，滑杆(3)置于笔杆中，滑杆(3)的一端与笔身(2)的中心螺纹孔(12)螺纹连接，滑杆(3)的另一端具有与笔杆(5)中的环形面(13)配合的凸台，预紧螺丝(6)拧接在筒状笔杆(5)末端的螺纹孔(14)中，弹簧(4)置于笔杆(5)末端的的螺纹孔(14)中，其一端抵住预紧螺丝(6)，另一端抵住滑杆(3)凸台的端面，滑杆(3)外壁设有直角楔型“凸起”(8)，环形圈(10)套在笔杆(5)上，笔杆(5)上有开口，环形圈(10)的内壁与用于锁定滑杆的簧片(9)的一端铰接，簧片(9)的另一端为自由端，伸入笔杆(5)的开口内，环形圈(10)与笔杆(5)构成旋转配合。2. 根据权利要求1所述的具有自锁定功能的外延生产用可控压力顶笔装 置，其特征在于导向槽(7)为环形槽，笔杆(5)顶端的突出部分为环形凸圈。3. 根据权利要求2所述的具有自锁定功能的外延生产用可控压力顶笔装 置，其特征在于环形导向槽(7)沿圆周方向在轴向的深度不一致。全文摘要本专利技术公开的具有自锁定功能的外延生产用压本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有自锁定功能的外延生产用可控压力顶笔装置，其特征在于包括顶笔头（１）、笔身（２）、滑杆（３）、弹簧（４）、笔杆（５）、预紧螺丝（６）和环形圈（１０），顶笔头（１）紧固在笔身（２）的一端，笔身（２）的另一端设有中心螺纹孔（１２）和导向槽（７），笔杆（５）的顶端设有与导向槽（７）匹配的突出部分，滑杆（３）置于笔杆中，滑杆（３）的一端与笔身（２）的中心螺纹孔（１２）螺纹连接，滑杆（３）的另一端具有与笔杆（５）中的环形面（１３）配合的凸台，预紧螺丝（６）拧接在筒状笔杆（５）末端的螺纹孔（１４）中，弹簧（４）置于笔杆（５）末端的的螺纹孔（１４）中，其一端抵住预紧螺丝（６），另一端抵住滑杆（３）凸台的端面，滑杆（３）外壁设有直角楔型“凸起”（８），环形圈（１０）套在笔杆（５）上，笔杆（５）上有开口，环形圈（１０）的内壁与用于锁定滑杆的簧片（９）的一端铰接，簧片（９）的另一端为自由端，伸入笔杆（５）的开口内，环形圈（１０）与笔杆（５）构成旋转配合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴勃，张向成，王震，陈华，徐林海，丁海东，彭世煜，
申请(专利权)人：宁波立立电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。