CN113804909B - 真空互联样品转移组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空互联样品转移组件，包括基座、卡座、抵持组件以及将卡座和抵持组件固定在基座上的固定板组件；卡座呈U形，包括一对间隔设置的导向臂，每个导向臂开设有沿其长度延伸且贯穿其自由端端面的导向孔；抵持组件包括两个分别位于一对导向臂外侧的弹性的抵持部，抵持部弹性抵接在导向臂外侧且接触导向孔边沿；固定板组件上开设有供转移样品的压杆压紧的转移孔。由于样品托可以沿着本发明的导向臂上开设的导向孔滑入，并受到导向臂外侧的弹性的抵持部的抵接，实现了样品托在多个方向上的限位，可以避免发生晃动，使得真空互联样品转移组件可以兼容两寸样品托，从而实现了不同设备间的样品传输。

Description

真空互联样品转移组件

技术领域

本发明涉及真空机械领域，尤其涉及一种真空互联样品转移组件。

背景技术

由于在地球上的人造真空可以实现局域的超洁净环境，对特定材料的生长、制备以及科学研究具有重要的意义，如半导体晶圆生长、半导体体器件制备、电子扫描显微镜检测物体、透射电子显微镜检测材料的界面等过程，都是在人造真空环境下进行的。为更好的利用真空高洁净特性连续的研究材料生长、器件制备、性能的检测，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所设计并建造了一套真空互联系统。在该真空互联系统中，所有相关的材料生长、器件制备、性能检测的设备都利用真空管道进行了连接，并在互联的真空管道中布置了磁力推动样品传送小车，用来将研究的样品从一个设备传送至另一个设备，使得被研究样品本身在全生命周期内不必因为样品传送而暴露到大气中引入污染。

衬底样品的处理及后续的表征过程需要不同仪器设备的参与，而目前对于不同设备中的样品台的规格没有特定的限定标准。目前，在真空互联试验站存在一种带热偶的单层样品架，由于材料的生长和测试过程中需要实现原位生长和测量，需要对样品的工艺工程进行测温，通过真空互联试验，需要实现带热偶的单层样品托与两寸样品托的互联实验。样品托的被取样杆取样的部分和旗形托结构相似，但在样品托上多出了热偶的位置，导致样品托长度更长，当样品转移时容易发生晃动或松脱，因此目前的两寸样品托还无法满足可靠地固定带热偶的单层样品托的要求，无法进行带热偶的单层样品托与两寸托的互联实验，从而无法实现样品在不同设备间的传输。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种真空互联样品转移组件，既能满足两寸样品托和旗形托的互联要求，又能满足两寸样品托和带热偶单层样品托的互联要求，不会在转移过程中出现晃动或松脱的现象，兼容性较强且安全稳定，可以很好地实现样品在不同设备间的传输。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种真空互联样品转移组件，包括基座、卡座、抵持组件以及用于将所述卡座和所述抵持组件固定在所述基座上的固定板组件；所述卡座呈U形，包括一对间隔设置的导向臂，每个所述导向臂开设有沿其长度延伸且贯穿其自由端端面的导向孔；所述抵持组件包括两个分别位于一对所述导向臂外侧的弹性的抵持部，所述抵持部弹性抵接在所述导向臂外侧且接触所述导向孔的边沿。

作为其中一种实施方式，所述抵持组件包括第一压片，所述第一压片呈U形，包括一对间隔设置的第一弹性臂，所述卡座固定在所述第一压片内侧且其U形开口与所述第一压片的U形开口的朝向相同，两个所述第一弹性臂的自由端分别抵接在两个所述导向臂的外侧，且接触所述导向孔的边沿。

作为其中一种实施方式，所述第一压片呈缩口的U形，所述第一弹性臂的自由端呈外扩的第一V形抵持部。

作为其中一种实施方式，所述真空互联样品转移组件还包括第二压片，所述第二压片呈U形，包括一对间隔设置的第二弹性臂，所述第一压片固定在所述第二压片内侧且其U形开口与所述第二压片的U形开口的朝向相同；两个所述第二弹性臂的自由端分别抵接在两个所述导向臂的外侧，且接触所述导向孔的边沿，所述第二弹性臂的自由端与所述第一弹性臂的自由端分别接触所述导向臂的不同部位。

作为其中一种实施方式，所述第二压片呈缩口的U形，所述第二弹性臂的自由端呈外扩的第二V形抵持部。

作为其中一种实施方式，所述第一弹性臂上开设有避位孔，所述第二弹性臂的自由端自所述第一弹性臂的外侧穿过所述避位孔并弹性抵接所述导向臂。

作为其中一种实施方式，所述第一弹性臂还包括倒刺部，所述倒刺部自所述避位孔上的靠近所述第一弹性臂自由端的侧壁朝向所述第二V形抵持部倾斜延伸，且与所述第二V形抵持部的末端弹性抵接。

作为其中一种实施方式，所述卡座还包括相对于每个所述导向臂的自由端朝外扩的倾斜边，所述导向孔自所述倾斜边的内表面延伸形成用于引导样品托插入的导向槽。

作为其中一种实施方式，所述基座上凸设有垂直于其本体的凸块，所述卡座、所述抵持组件、所述固定板组件固定在所述凸块上。

作为其中一种实施方式，所述固定板组件包括分别呈L形的上固定板和下固定板，所述上固定板和所述下固定板均包括竖直部分和水平部分，所述下固定板的水平部分固定在所述基座的本体上，所述上固定板上形成供转移样品的压杆压紧的转移孔，所述上固定板的竖直部分、所述下固定板的竖直部分、所述卡座、所述抵持组件通过螺钉穿设并固定在所述凸块上。

由于样品托可以沿着本发明的导向臂上开设的导向孔滑入，并受到导向臂外侧的弹性的抵持部的抵接，既能实现样品托在竖直方向上的限位，又能避免样品托在水平方向上发生晃动，通过压杆压紧固定板组件上的转移孔即可实现样品转移，使得真空互联样品转移组件可以兼容两寸样品托，从而实现了不同设备间的样品传输。

附图说明

图1为本发明实施例的真空互联样品转移组件的结构分解示意图；

图2为本发明实施例的真空互联样品转移组件的立体图；

图3为本发明实施例的真空互联样品转移组件的俯视图；

图4为本发明实施例的真空互联样品转移组件的局部结构示意图；

图中标号说明如下：

1-带热偶单层样品托；1a-热偶安装部；1b-夹持部；10-基座；20-卡座；21-导向臂；22-倾斜边；30-抵持组件；31-第一压片；32-第二压片；40-固定板组件；41-上固定板；42-下固定板；50-螺钉；100-凸块；210-导向孔；211-第一连接臂；220-导向槽；310-第一弹性臂；311-第一V形抵持部；312-避位孔；313-倒刺部；320-第二弹性臂；321-第二V形抵持部；3101-第二连接臂；3201-第三连接臂。

具体实施方式

在本发明中，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，本发明实施例提供了一种真空互联样品转移组件，包括基座10、卡座20、抵持组件30以及用于将卡座20和抵持组件30固定在基座10上的固定板组件40。其中，基座10作为整个真空互联样品转移组件的承载件和安装基准，将所有的结构集成在一起，卡座20用于作为样品托的承载和限位部件，具有样品托的容置空间，抵持组件30作为样品托的辅助限位部件，用于与卡座20配合完成样品托的固定和限位。

具体地，结合图1和图2所示，卡座20呈U形，包括一对间隔设置的导向臂21和连接两个导向臂21的第一连接臂211，每个导向臂21均开设有沿其长度延伸且贯穿其自由端端面的导向孔210，优选导向臂21与第一连接臂211呈90°垂直，两侧的第一连接臂211及导向孔210对称设置，导向孔210位于每个第一连接臂211的高度的居中位置，导向孔210延伸至靠近第一连接臂211但距离第一连接臂211存在一定距离，当带热偶单层样品托插入导向孔210后，安装在带热偶单层样品托末端的电偶位于导向孔210末端与第一连接臂211之间的间距内，不会接触第一连接臂211。

抵持组件30包括两个分别位于一对导向臂21外侧的弹性的抵持部，抵持部弹性抵接在导向臂21外侧且接触导向孔210的边沿，固定板组件40上开设有供转移样品的压杆插入实现压紧的转移孔400。该转移孔400的深度方向垂直于插入后的样品托，即，垂直于两条导向孔210所形成的承载平面，优选地，转移孔400的深度方向垂直于导向孔210的延伸方向和基座10。由于取样过程中，样品托受力方向与压杆的压紧方向垂直，因此无偏心距，能更稳定的进行传样。

带热偶单层样品托1除了具有普通样品托所具有的承载样品的载板外，还具有位于载板前端的热偶安装部1a，以及位于载板后端、便于被夹取机构夹取的夹持部1b。通过在热偶安装部1a安装固定热偶，即可实现对载板上样品的温度检测，当不安装热偶即可作为普通的两寸样品托。

由于本实施例的卡座20具有成对的导向孔210，当带热偶单层样品托1从导向孔210端部插入时，可以顺着导向孔210插入到导向孔210最内侧，由于受到导向孔210端部的位置限定，其载板无法继续插入，其前端的热偶安装部1a可以容纳在导向孔210端部与第一连接臂211之间的部位，因此可以保护热偶免受损害，而又由于与带热偶单层样品托1侧部配合的是导向孔210而非槽，使得抵持组件30可以从卡座20的两侧弹性接触并卡持带热偶单层样品托1的侧部，从而实现带热偶单层样品托1的多方位固定，具有更可靠的固定效果。真空互联样品转移组件的此种样品托固定方式可以兼容多种类型的样品托，只要样品托的宽度和厚度尺寸满足要求即可，因此，可以实现不同设备间的样品传输。

抵持组件30具体可以包括第一压片31，第一压片31呈U形，包括一对间隔设置的第一弹性臂310和连接两个第一弹性臂310的第二连接臂3101，卡座20固定在第一压片31内侧，且其U形开口与第一压片31的U形开口的朝向相同(均朝向样品托插入口)，两个第一弹性臂310的自由端分别抵接在两个导向臂21的外侧，且接触导向孔210的边沿。

本实施例中优选地，第一压片31呈缩口的U形，即，两个第一弹性臂310在第一压片31的开口侧的间距小于其在第二连接臂3101所在侧的间距，第一弹性臂310的自由端呈外扩的第一V形抵持部311。当第一压片31装配完成后，卡座20位于第一压片31围成的开口内，使得第一压片31的两个第一弹性臂310将两个导向臂21夹持于其中，第一V形抵持部311依靠其V形拐角与导向臂21线接触，第一连接臂211与第二连接臂3101的内表面贴合。当样品托自导向孔210插入后，两侧的第一V形抵持部311分别朝内夹持住伸出导向孔210外的样品托侧部，从而与导向孔210配合实现了对样品托的固定。

真空互联样品转移组件还可以包括第二压片32，第二压片32也呈U形，包括一对间隔设置的第二弹性臂320和连接两个第二弹性臂320的第三连接臂3201，第一压片31固定在第二压片32内侧，且其U形开口与第二压片32的U形开口的朝向相同。两个第二弹性臂320的自由端分别抵接在两个导向臂21的外侧，且接触导向孔210的边沿，第二弹性臂320的自由端与第一弹性臂310的自由端分别接触导向臂21的不同部位。进一步地，第二压片32也呈缩口的U形，第二弹性臂320的自由端呈外扩的第二V形抵持部321。

当样品托自导向孔210插入后，两侧的第一V形抵持部311、第二V形抵持部321分别朝内夹持住伸出导向孔210外的样品托侧部，又由于第一V形抵持部311、第二V形抵持部321的夹持部位不同，因此可以实现多点夹持，更有利于夹持的稳定性，样品托更不易从导向孔210脱出。

如图2～4所示，第一弹性臂310与第二弹性臂320的配合方式优选采用这种方式进行：第一弹性臂310上开设有避位孔312，第二弹性臂320的自由端自第一弹性臂310的外侧穿过避位孔312并弹性抵接导向臂21。这样，第一V形抵持部311夹持在更靠近导向臂21自由端的部位，第二V形抵持部321相对于第一V形抵持部311则夹持在更靠近第一连接臂211的部位。

另外，第一弹性臂310还具有倒刺部313，该倒刺部313自避位孔312上的靠近第一弹性臂310自由端的侧壁朝向第二V形抵持部321倾斜延伸，且与第二V形抵持部321的末端弹性抵接。当样品托沿导向孔210插入时，首先进入卡座20，通过前方的第一压片31先从侧面进行压紧固定，然后样品托继续深入，最后被后后方的第二压片32从侧面压紧固定。此种结构可以实现双重锁紧效果，当样品托插拔次数过多，第一压片31的第一弹性臂310向外侧松动时，通过第一压片31的倒刺部313能挤压外侧的第二V形抵持部321，从而使第二V形抵持部321能进一步压紧样品托。当第二压片32的第二弹性臂320向外侧松动时，第二弹性臂320通过第一压片31的倒刺部313能反向挤压第一弹性臂310，使第一压片31能进一步的压紧样品托。如此，即可实现第一弹性臂310与第二弹性臂320的互锁功能，保证真空互联样品转移组件长时间使用后仍然能够实现可靠的固定效果。

如图1所示，卡座20还可以包括相对于每个导向臂21的自由端朝外扩的倾斜边22，导向孔210自倾斜边22的内表面延伸，形成用于引导样品托插入的导向槽220，即，该导向槽220贯穿倾斜边22的端面，仅形成于倾斜边22的内表面，使得倾斜边22的厚度方向并未被贯穿，形成可以对插入的样品托的宽度进行限位的引导部。当样品托对准导向槽220，即可沿着倾斜边22的外扩斜面自然滑入，从而进入导向孔210，使得样品托在宽度方向上也受到卡座20的限位，不会左右倾斜或摆动。

整个真空互联样品转移组件的承载件和安装基准，具体可以在基座10上凸设有立于其本体的凸块100，卡座20、抵持组件30、固定板组件40均固定在凸块100上，该凸块100优选为垂直于其本体的规则的块状板体，可以提供平整的安装面。

固定板组件40包括分别呈L形的上固定板41和下固定板42，上固定板41和下固定板42均包括竖直部分和水平部分，下固定板42的水平部分固定在基座10的本体上，上固定板41上形成内六角形的转移孔400，上固定板41的竖直部分、下固定板42的竖直部分、卡座20、抵持组件30通过螺钉50穿设并固定在凸块100上。具体是，分别在凸块100、第三连接臂3201、第二连接臂3101、第一连接臂211、上固定板41的竖直部分、下固定板42的竖直部分上各开设有至少两个贯穿的通孔，利用两个螺钉50依次穿过凸块100、第三连接臂3201、第二连接臂3101、第一连接臂211、上固定板41的竖直部分、下固定板42的竖直部分上的对应通孔后将这些结构水平地固定在凸块100上，而下固定板42的水平部分也通过开设至少两个通孔后，利用螺纹紧固件穿过对应的通孔固定在基座10的本体上，实现这些结构与基座10的本体的固定。通过上述设置，基座10、卡座20、第一压片31、第二压片32被同时固定在基座10的本体和凸块100上，实现多个方向上的固定，进一步地避免了晃动。优选上固定板41的水平部分朝向卡座20的开口方向延伸，且上固定板41的水平部分在卡座20上的投影部分遮挡卡座20。当真空互联样品转移组件被放至转移位置后，通过利用竖直方向的压杆对准并插入上固定板41的内六角形转移孔400实现转移组件的固定，再通过使用取样杆水平对准带热偶单层样品托的位置并夹取夹持部1b，控制取样杆进行直线和旋转运动即可夹取夹持部1b并转移样品托，完成样品托的传递。由于取样过程中，样品托受力方向与压杆的压紧方向垂直，因此无偏心距，能更稳定的进行传样。

综上所述，由于样品托可以沿着本发明的导向臂上开设的导向孔滑入，并受到导向臂外侧的弹性的抵持部的抵接，既能实现样品托在竖直方向上的限位，通过压杆压紧固定板组件上的转移孔即可实现样品转移，使得真空互联样品转移组件可以兼容两寸样品托，从而实现了不同设备间的样品传输。又由于卡座被从多个方向进行了固定，第一压片、第二压片还具有多重互锁功能，可以保证样品托在转移过程中不会发生晃动或松脱。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种真空互联样品转移组件，其特征在于，包括基座（10）、卡座（20）、抵持组件（30）以及用于将所述卡座（20）和所述抵持组件（30）固定在所述基座（10）上的固定板组件（40）；所述卡座（20）呈U形，包括一对间隔设置的导向臂（21），每个所述导向臂（21）开设有沿其长度延伸且贯穿其自由端端面的导向孔（210）；所述抵持组件（30）包括两个分别位于一对所述导向臂（21）外侧的弹性的抵持部，所述抵持部弹性抵接在所述导向臂（21）外侧且接触所述导向孔（210）的边沿；

所述抵持组件（30）包括第一压片（31）和第二压片（32），所述第一压片（31）呈缩口的U形，包括一对间隔设置的第一弹性臂（310），所述卡座（20）固定在所述第一压片（31）内侧且其U形开口与所述第一压片（31）的U形开口的朝向相同，两个所述第一弹性臂（310）的自由端分别抵接在两个所述导向臂（21）的外侧，且接触所述导向孔（210）的边沿，所述第一弹性臂（310）的自由端呈外扩的第一V形抵持部（311）；

所述第二压片（32）呈缩口的U形，包括一对间隔设置的第二弹性臂（320），所述第一压片（31）固定在所述第二压片（32）内侧且其U形开口与所述第二压片（32）的U形开口的朝向相同；两个所述第二弹性臂（320）的自由端分别抵接在两个所述导向臂（21）的外侧，且接触所述导向孔（210）的边沿，所述第二弹性臂（320）的自由端与所述第一弹性臂（310）的自由端分别接触所述导向臂（21）的不同部位，所述第二弹性臂（320）的自由端呈外扩的第二V形抵持部（321）；

其中，所述真空互联样品转移组件用于与带热偶单层样品托连接，所述带热偶单层样品托具有载板、位于载板前端的热偶安装部以及位于载板后端的夹持部，所述载板用于沿着所述导向孔（210）滑动插入到所述导向孔（210）最内侧。

2.根据权利要求1所述的真空互联样品转移组件，其特征在于，所述第一弹性臂（310）上开设有避位孔（312），所述第二弹性臂（320）的自由端自所述第一弹性臂（310）的外侧穿过所述避位孔（312）并弹性抵接所述导向臂（21）。

3.根据权利要求2所述的真空互联样品转移组件，其特征在于，所述第一弹性臂（310）还包括倒刺部（313），所述倒刺部（313）自所述避位孔（312）上的靠近所述第一弹性臂（310）自由端的侧壁朝向所述第二V形抵持部（321）倾斜延伸，且与所述第二V形抵持部（321）的末端弹性抵接。

4.根据权利要求1~3任一所述的真空互联样品转移组件，其特征在于，所述卡座（20）还包括相对于每个所述导向臂（21）的自由端朝外扩的倾斜边（22），所述导向孔（210）自所述倾斜边（22）的内表面延伸形成用于引导样品托插入的导向槽（220）。

5.根据权利要求1~3任一所述的真空互联样品转移组件，其特征在于，所述基座（10）上凸设有立于其本体上的凸块（100），所述卡座（20）、所述抵持组件（30）、所述固定板组件（40）固定在所述凸块（100）上。

6.根据权利要求5所述的真空互联样品转移组件，其特征在于，所述固定板组件（40）包括分别呈L形的上固定板（41）和下固定板（42），所述上固定板（41）和所述下固定板（42）均包括竖直部分和水平部分，所述下固定板（42）的水平部分固定在所述基座（10）的本体上，所述上固定板（41）上形成供转移样品的压杆压紧的转移孔（400），所述上固定板（41）的竖直部分、所述下固定板（42）的竖直部分、所述卡座（20）、所述抵持组件（30）通过螺钉（50）穿设并固定在所述凸块（100）上。