一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構的製作方法

2023-05-27 14:49:21

一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構的製作方法
【專利摘要】一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構，克服了現有技術採用磁力杆進行樣品傳遞交接，由於磁力杆只能在真空室外進行操作，當兩個真空室距離較遠時，需要增加磁力杆的長度，且需要兩人或兩人以上配合操作來調節距離和角度，或者從兩側真空室進料，增加真空室開口和真空室與法蘭之間的焊點，增加設備加工成本的問題，特徵是採用轉動組件和加工有螺旋曲線滑道的導向套實現樣品交接，有益效果是，可以把整套機構安裝在真空室裡，減少了真空室開口，從而減少了真空室不必要的漏點，該機構安裝在兩個真空室之間，1人就可以在真空室外操作，便於觀察樣品交接情況，由於採用螺旋滑道，可以實現樣品叉自動旋轉角度，不需要人為或者機械手來調節角度。
【專利說明】一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構
【技術領域】
[0001]本發明屬於真空【技術領域】，特別涉及用於線列式雷射分子束沉積聯合鍍膜系統在多個真空室之間進行基片交接的一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構。
【背景技術】
[0002]雷射分子束蒸發系統用於在晶體基片上生長高質量的晶體薄膜，在超高真空條件下，由裝有各種所需組分的加熱爐加熱而產生的蒸氣，經小孔準直後形成的分子束或原子束，直接噴射到適當溫度的單晶基片上，同時控制分子束對襯底掃描，就可使分子或原子按晶體排列一層層地「長」在基片上形成薄膜，由於其使用的襯底溫度低，膜層生長速率慢，束流強度易於精確控制，膜層組分和摻雜濃度可隨源的變化而迅速調整，運用該系統已能製備薄到幾十個原子層的單晶薄膜，以及交替生長不同組分、不同摻雜的薄膜而形成的超薄層量子阱微結構材料。在實際運用中，由於對形成薄膜材質的需求不同，所以需要對基片進行更換，但同時又要求不影響真空度，所以需要在真空系統裡面進行基片交接，現有技術中，在不破壞系統真空的狀態下實現真空室與真空室之間的基片交接，通常是採用磁力杆來實現的，由於蒸發系統由三個真空室組成，分別為LMBE (雷射分子束外延)室、放樣室和磁控室，其中磁控室加熱爐與水平面平行，而LMBE室的加熱爐和放樣室的基片庫與水平面有一定角度，需要在基片傳遞過程中將基片叉旋轉一定角度以夾持基片，現有技術中，磁力杆只能在真空室外進行操作，只有與基片叉連接的內套可以進入真空室，當兩個真空室距離較遠時，需要增加磁力杆的長度，這樣操作起來很不方便，操作者不易觀察基片叉的旋轉角度，也看不到基片叉與加熱爐之間的位置，單獨一人操作具有較大難度，需要兩人或兩人以上配合操作來調節距離和角度，或者從兩側真空室進料，這樣就需要兩套磁力杆，同時需要在真空室上增加兩處連接法蘭，從而增加真空室開口和真空室與法蘭之間的焊接點，增加設備加工成本。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是，`克服現有技術的不足與缺陷，提供一種可以實現變向傳動定位，一人即可容易進行基片交接操作的一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構。
[0004]本發明採取的技術方案包括轉動組件和導向套，所述導向套的基體為無縫圓管，在無縫圓管基體上加工有導向滑道和螺紋安裝孔，所述導向滑道為螺旋曲線滑道，所述轉動主件有一個由導磁材料製作的定位冒，定位冒右端設有定位塊，定位冒左端設有2個對稱的磁鐵吸合塊，在定位冒中間安裝內支撐套，在內支撐套兩端各安裝I個深溝球軸承，在定位冒右側穿入轉動軸並穿過內支撐套和深溝球軸承，在轉動軸上安裝擋圈，所述轉動軸上設有磁鐵固定座、基片叉連接孔、導向銷安裝孔和定位臺，定位臺上根據基片叉實際轉動角度加工出2個定位面，2個定位面之間的夾角為α，在磁鐵固定座中安裝磁鐵，然後用螺母鎖緊固定，在導向銷安裝孔中安裝導向銷，並用緊定螺釘鎖緊固定。[0005]所述螺紋安裝孔沿無縫圓管徑向按120°均布，左右2排共6個螺紋安裝孔。
[0006]所述導向滑道的螺距為80_~200mm。
[0007]所述導向銷的長度為30mm~60mm。
[0008]所述定位臺2個定位面之間的夾角α為50°~160°。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
(O由於採用變向傳動定位結構，可以把整套結構安裝在真空室裡，可以減少真空室開口，從而減少真空室不必要的漏點。
[0010](2)該變向機構安裝在兩個真空室之間，一人就可以通過安裝在真空室外的手輪進行操作，且便於觀察真空室基片交接情況。
[0011](3)由於採用螺旋滑道可以實現基片叉自動旋轉角度，不需要人為或者機械手來調節角度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的結構立體圖，
圖2是本發明導向套的主視剖面圖，
圖3是圖2的左視圖，
圖4是本發明轉動組件的立體圖，
圖5是本發明轉動組件的主視圖，
圖6是圖5的左視圖，
圖7是圖5的右視圖，
圖8是圖7的B— B剖視圖，
圖9是轉動軸的立體圖。
[0013]圖中:
1.轉動組件，
1-1.導向銷，
1-2.定位冒，
1_2_1.定位塊，1-2-2.磁鐵吸合塊，
1-3.轉動軸，
1-3-1.磁鐵固定座，1-3-2.基片叉連接孔，1-3-3.導向銷安裝孔，1_3_4.定位臺，
1-4.磁鐵，
1-5.內支撐套，
1-6.緊定螺釘，
1-7.深溝球軸承，
1-8.擋圈，
1_9.六角螺母，
2.導向套，
2-1.導向滑道，2-2.螺紋安裝孔。
【具體實施方式】[0014]如圖1所示,本發明包括轉動組件I和導向套2,所述轉動組件I可以在導向套2中移動，並在移動過程中轉動；
如圖1、圖2和圖3所示，所述導向套2的基體為無縫圓管，在無縫圓管基體上加工有導向滑道2-1和螺紋安裝孔2-2，所述螺紋安裝孔2-2沿無縫圓管徑向按120°均布，左右2排，共有6個螺紋安裝孔2-2，所述導向滑道2-1為螺旋曲線滑道，該螺旋曲線滑道的螺距為80mm~200mm,具體螺距大小根據導向套的寬度確定；
如圖4~圖8所示，所述轉動主件I有一個由導磁材料製作的定位冒1-2，定位冒1-2右端設有定位塊1-2-1，定位冒1-2左端設有2個對稱的磁鐵吸合塊1-2-2，在定位冒1_2中間安裝內支撐套1-5，在內支撐套1-5兩端各安裝I個深溝球軸承1-7，在定位冒1-2右側穿入轉動軸1-3並穿過內支撐套1-5和深溝球軸承1-7，所述轉動軸1-3上在轉動軸1-3上安裝擋圈1-8，所述轉動軸1-3上設有磁鐵固定座1-3-1、基片叉連接孔1-3-2、導向銷安裝孔1-3-3和定位臺1-3-4，所述定位臺1-3-4上根據基片叉實際轉動角度加工出兩個定位面，兩個定位面之間的夾角ct為50°~180° ,磁鐵固定座1-3-1中安裝磁鐵1-4,然後用六角螺母1-9鎖緊固定，在導向銷安裝孔1-3-3中安裝導向銷1-1，並用緊定螺釘1-6鎖緊固定，為了保證導向銷1-1在導向滑道2-1中沿導向滑道2-1的螺旋曲線滑道方向滑動的行程，所述導向銷1-1的長度必須保證在導向套2的內半徑與內徑之間，經試驗確定該導向銷1_1的長度為30_~60_。
[0015]使用時，通過導向套2的6個螺紋安裝孔2-2將導向套2安裝在雷射分子束蒸發系統的真空室連接管內，通過定位冒1-2將轉動組件I安裝在雷射分子束蒸發系統的真空室內的傳遞齒條的方軸上，通過轉動軸1-3上的基片叉連接孔1-3-2連接基片叉，將基片夾在基片叉上，通過齒條傳動帶動轉動組件I運動，當轉動組件I運動到導向套2時，導向銷1-1滑進導向滑道2-1，沿著導向滑道2-1的螺旋曲線滑道繼續前行，進而改變角度，當從導向滑道2-1滑出時，磁鐵1-4與磁鐵吸合塊1-2-2靠磁力吸合繼續轉動，當轉動軸1-3與定位塊1-2-1碰撞時，轉動軸1-3通過定位塊1-2-1定位，轉動軸1-3停止旋轉，從而達到了轉動角度的要求，轉動組件I繼續前行到加熱爐表面中心，實現基片交接，反之沿螺旋曲線滑道退回，準備進行下一次操作交接。`
【權利要求】
1.一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構，包括轉動組件(I)和導向套(2)，其特徵在於，所述導向套(2)的基體為無縫圓管，在無縫圓管基體上加工有導向滑道(2-1)和螺紋安裝孔(2-2)，所述導向滑道(2-1)為螺旋曲線滑道，所述轉動組件(I)有一個用導磁材料製作的定位冒(1-2)，定位冒(1-2)右端設有定位塊(1-2-1)，定位冒(1-2)左端設有2個對稱的磁鐵吸合塊(1-2-2 )，在定位冒(1-2 )中間安裝內支撐套(1-5 )，在內支撐套(1-5 )兩端各安裝I個深溝球軸承(1-7)，在定位冒(1-2)右側穿入轉動軸(1-3)並穿過內支撐套(1-5)和深溝球軸承(1-7)，在轉動軸(1-3)上安裝擋圈(1-8)，所述轉動軸(1-3)上設有磁鐵固定座(1-3-1)、基片叉連接孔(1-3-2)、導向銷安裝孔(1-3-3)和定位臺(1-3-4)，定位臺(1-3-4)上根據基片叉實際轉動角度加工出2個定位面，2個定位面之間的夾角為α，在磁鐵固定座(1-3-1)中安裝磁鐵(1-4)，然後用螺母(1-9)鎖緊固定，在導向銷安裝孔(1-3-3)中安裝導向銷(1-1 )，並用緊定螺釘(1-6)鎖緊固定。
2.根據權利要求1所述一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構，其特徵在於，所述螺紋安裝孔(2-2)沿無縫圓管徑向按120°均布，左右2排共6個螺紋安裝孔(2-2)。
3.根據權利要求1所述一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構，其特徵在於，所述導向滑道(2-1)的螺距為80_~200mm。
4.根據權利要求1所述一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構，其特徵在於，所述導向銷(1-1)的長度為30mm~60mm。
5.根據權利要求1所述一種雷射分子束蒸發系統變向傳動定位機構，其特徵在於，所述定位臺(1-3-4) 2個定位面之間的 夾角α為50°~160°。
【文檔編號】C23C14/28GK103820757SQ201410101107
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】董毅, 李洪亮, 閻佐健, 董捷 申請人:瀋陽慧宇真空技術有限公司