CN213680976U - 一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了晶棒退火冷却技术领域的一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，包括冷却箱体，冷却箱体的侧壁均匀安装有三组保护气注入管，且三组保护气注入管的外端之间竖向安装有保护气注入接头，保护气注入接头的顶端与外界保护气注入管连接，本实用新型通过在环形输送板的上方设置有带有用来放置蓝宝石晶棒卡槽的晶棒卡板，且环形输送板和晶棒卡板均为环形的设置，同时在环形输送板和晶棒卡板之间设置有一级冷却箱体、二级冷却箱体以及三级冷却箱体，使高温退火后的蓝宝石晶棒能够以环形输送的方式进行逐级的梯度降温冷却，且可以一边对高温的蓝宝石晶棒放置，一边对冷却后的蓝宝石晶棒卸载。

Description

一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置

技术领域

本实用新型涉及晶棒退火冷却技术领域，具体为一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置。

背景技术

蓝宝石晶体具有独特优良的理化性能，其透光范围为0.14～6.0μm，覆盖真空紫外、可见、近红外到中红外波段，且在3～5μm波段具有很高的光学透过率；具有高硬度(仅次于金刚石)、高强度、高热导率、高抗热冲击品质因子的力学及热学性能。蓝宝石以其综合性能最好，成为使用最广泛的氧化物衬底材料。

蓝宝石晶棒在生产的过程中，为了得到纯度较高的晶体，需要经过高温退火，再进行充入保护气的方式进行冷却，而现有用于蓝宝石晶棒的冷却设备，通常将高温的蓝宝石晶体放置在单个冷却塔中，通过不断的充入和排出气体进行冷却，而只能单批次的进行蓝宝石晶棒的冷却工作，冷却效率较低，且装卸较为的繁琐，基于此，本实用新型设计了一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，包括冷却箱体，所述冷却箱体的侧壁均匀安装有三组保护气注入管，且三组所述保护气注入管的外端之间竖向安装有保护气注入接头，所述保护气注入接头的顶端与外界保护气注入管连接，所述冷却箱体的内腔设置有冷却机构，所述冷却机构包括支撑底板，所述支撑底板的顶部焊接有环形滑轨，所述环形滑轨的顶部均匀卡接有多组限位滑块，所述支撑底板的顶部中间竖向安装有驱动电机，所述驱动电机的顶部输出端水平安装有输送支架，所述输送支架的顶部水平焊接有环形输送板，所述环形输送板与限位滑块之间竖向安装有连接杆，所述环形输送板的顶部焊接有晶棒卡板，所述支撑底板的顶部竖向焊接有三组支撑侧板，三组所述支撑侧板的顶部分别焊接有一级冷却箱体、二级冷却箱体以及三级冷却箱体，且一级冷却箱体、二级冷却箱体以及三级冷却箱体均套接在环形输送板的外侧。

优选的，所述一级冷却箱体、二级冷却箱体以及三级冷却箱体的结构相同，且一级冷却箱体、二级冷却箱体以及三级冷却箱体的顶部均分别设置有温度传感器、PLC控制器和保护气管接口，所述温度传感器的探测端设置在一级冷却箱体、二级冷却箱体以及三级冷却箱体的内腔，所述保护气管接口与保护气注入管的内端连接，所述一级冷却箱体上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为200℃、二级冷却箱体上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为100℃、三级冷却箱体上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为25℃。

优选的，所述限位滑块的底部开设有与环形滑轨相配合的限位卡槽，且限位卡槽与环形滑轨之间为间隙配合，所述限位滑块的顶部和环形输送板的底部均焊接有与连接杆相配合的固定套筒，且固定套筒与连接杆之间通过螺纹连接。

优选的，所述支撑底板的顶部呈十字排列焊接有四组三角形卡板，且四组三角形卡板形成的空间与驱动电机之间为过盈配合。

优选的，所述输送支架的顶部中间开设有与驱动电机竖向轴端相配合阶梯插孔，且输送支架平行于支撑底板的顶部设置，所述输送支架为十字形支架，且输送支架的外端设置有向上的弯折。

优选的，所述晶棒卡板的顶部均匀开设有与蓝宝石晶棒相配合的限位卡槽，三组所述支撑侧板呈90°夹角设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在环形输送板的上方设置有带有用来放置蓝宝石晶棒卡槽的晶棒卡板，且环形输送板和晶棒卡板均为环形的设置，同时在环形输送板和晶棒卡板之间设置有一级冷却箱体、二级冷却箱体以及三级冷却箱体，使高温退火后的蓝宝石晶棒能够以环形输送的方式进行逐级的梯度降温冷却，且可以一边对高温的蓝宝石晶棒放置，一边对冷却后的蓝宝石晶棒卸载，较为的方便，以及提高对蓝宝石晶棒的冷却效率。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型冷却机构正视轴测图；

图3为本实用新型冷却机构仰视轴测图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-冷却箱体，2-保护气注入管，3-保护气注入接头，4-支撑底板，5-环形滑轨，6-限位滑块，7-驱动电机，8-输送支架，9-环形输送板，10-连接杆，11-晶棒卡板，12-支撑侧板，13-一级冷却箱体，14-二级冷却箱体，15-三级冷却箱体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，包括冷却箱体1，冷却箱体1的侧壁均匀安装有三组保护气注入管2，且三组保护气注入管2的外端之间竖向安装有保护气注入接头3，保护气注入接头3的顶端与外界保护气注入管连接，能够对1的内腔进行冷却保护气体的注入；

冷却箱体1的内腔设置有冷却机构，冷却机构包括支撑底板4，支撑底板4的顶部焊接有环形滑轨5，环形滑轨5的顶部均匀卡接有多组限位滑块6，支撑底板4的顶部中间竖向安装有驱动电机7，支撑底板4的顶部呈十字排列焊接有四组三角形卡板，且四组三角形卡板形成的空间与驱动电机7之间为过盈配合，提高驱动电机7的稳定性，以及方便对驱动电机7的安装与拆卸；

驱动电机7的顶部输出端水平安装有输送支架8，输送支架8的顶部中间开设有与驱动电机7竖向轴端相配合阶梯插孔，方便输送支架8与驱动电机7之间的安装与拆卸，且输送支架8平行于支撑底板4的顶部设置，输送支架8为十字形支架，且输送支架8的外端设置有向上的弯折，方便与环形输送板9之间的焊接固定；

输送支架8的顶部水平焊接有环形输送板9，环形输送板9与限位滑块6之间竖向安装有连接杆10，限位滑块6的底部开设有与环形滑轨5相配合的限位卡槽，且限位卡槽与环形滑轨5之间为间隙配合，方便限位滑块6在环形滑轨5上滑动，限位滑块6的顶部和环形输送板9的底部均焊接有与连接杆10相配合的固定套筒，提高环形输送板9转动过程中的稳定性；且固定套筒与连接杆10之间通过螺纹连接，方便连接杆10的安装与拆卸；

环形输送板9的顶部焊接有晶棒卡板11，支撑底板4的顶部竖向焊接有三组支撑侧板12，晶棒卡板11的顶部均匀开设有与蓝宝石晶棒相配合的限位卡槽，方便对蓝宝石晶棒的放置和取下，三组支撑侧板12呈90°夹角设置，三组支撑侧板12的顶部分别焊接有一级冷却箱体13、二级冷却箱体14以及三级冷却箱体15，且一级冷却箱体13、二级冷却箱体14以及三级冷却箱体15均套接在环形输送板9的外侧，一级冷却箱体13、二级冷却箱体14以及三级冷却箱体15的结构相同，且一级冷却箱体13、二级冷却箱体14以及三级冷却箱体15的顶部均分别设置有温度传感器、PLC控制器和保护气管接口，温度传感器的探测端设置在一级冷却箱体13、二级冷却箱体14以及三级冷却箱体15的内腔，保护气管接口与保护气注入管2的内端连接，一级冷却箱体13上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为200℃、二级冷却箱体14上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为100℃、三级冷却箱体15上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为25℃，使高温退火后的蓝宝石晶棒能够以环形输送的方式进行逐级的梯度降温冷却，且可以一边对高温的蓝宝石晶棒放置，一边对冷却后的蓝宝石晶棒卸载；

在使用时，通过保护气注入接头3向保护气注入管2中注入冷却保护气，在PLC控制器以及温度传感器的控制下，分别控制一级冷却箱体13、二级冷却箱体14以及三级冷却箱体15的冷却温度，通过将高温的蓝宝石晶棒放置到晶棒卡板11上，通过驱动电机7的转动带动输送支架8的转动，通过输送支架8的转动带动环形输送板9的转动，使环形输送板9能够在环形滑轨5、限位滑块6以及连接杆10的限位作用下，将高温的蓝宝石晶体以环形运动的方式，分别通过一级冷却箱体13、二级冷却箱体14以及三级冷却箱体15的内部空间进行逐级的梯度降温冷却，且冷却的过程为通入冷却保护气向外界扩散的方式进行冷却，由于冷却箱体1只有一个开口，扩散的保护气会充斥在冷却箱体1的内腔中，能够对一级冷却箱体13至二级冷却箱体14输送的过程以及二级冷却箱体14至三级冷却箱体15的输送过程的保护，且能够不断的将热量向外的排出，使蓝宝石晶棒的冷却过程处于保护气的保护状态，减少氧化的现象，同时可以一边对高温的蓝宝石晶棒放置，一边对冷却后的蓝宝石晶棒卸载，较为的方便。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，包括冷却箱体(1)，其特征在于：所述冷却箱体(1)的侧壁均匀安装有三组保护气注入管(2)，且三组所述保护气注入管(2)的外端之间竖向安装有保护气注入接头(3)，所述保护气注入接头(3)的顶端与外界保护气注入管连接，所述冷却箱体(1)的内腔设置有冷却机构，所述冷却机构包括支撑底板(4)，所述支撑底板(4)的顶部焊接有环形滑轨(5)，所述环形滑轨(5)的顶部均匀卡接有多组限位滑块(6)，所述支撑底板(4)的顶部中间竖向安装有驱动电机(7)，所述驱动电机(7)的顶部输出端水平安装有输送支架(8)，所述输送支架(8)的顶部水平焊接有环形输送板(9)，所述环形输送板(9)与限位滑块(6)之间竖向安装有连接杆(10)，所述环形输送板(9)的顶部焊接有晶棒卡板(11)，所述支撑底板(4)的顶部竖向焊接有三组支撑侧板(12)，三组所述支撑侧板(12)的顶部分别焊接有一级冷却箱体(13)、二级冷却箱体(14)以及三级冷却箱体(15)，且一级冷却箱体(13)、二级冷却箱体(14)以及三级冷却箱体(15)均套接在环形输送板(9)的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，其特征在于：所述一级冷却箱体(13)、二级冷却箱体(14)以及三级冷却箱体(15)的结构相同，且一级冷却箱体(13)、二级冷却箱体(14)以及三级冷却箱体(15)的顶部均分别设置有温度传感器、PLC控制器和保护气管接口，所述温度传感器的探测端设置在一级冷却箱体(13)、二级冷却箱体(14)以及三级冷却箱体(15)的内腔，所述保护气管接口与保护气注入管(2)的内端连接，所述一级冷却箱体(13)上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为200℃、二级冷却箱体(14)上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为100℃、三级冷却箱体(15)上的PLC控制器中设定的冷却控制温度为25℃。

3.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，其特征在于：所述限位滑块(6)的底部开设有与环形滑轨(5)相配合的限位卡槽，且限位卡槽与环形滑轨(5)之间为间隙配合，所述限位滑块(6)的顶部和环形输送板(9)的底部均焊接有与连接杆(10)相配合的固定套筒，且固定套筒与连接杆(10)之间通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，其特征在于：所述支撑底板(4)的顶部呈十字排列焊接有四组三角形卡板，且四组三角形卡板形成的空间与驱动电机(7)之间为过盈配合。

5.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，其特征在于：所述输送支架(8)的顶部中间开设有与驱动电机(7)竖向轴端相配合阶梯插孔，且输送支架(8)平行于支撑底板(4)的顶部设置，所述输送支架(8)为十字形支架，且输送支架(8)的外端设置有向上的弯折。

6.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒退火梯度冷却装置，其特征在于：所述晶棒卡板(11)的顶部均匀开设有与蓝宝石晶棒相配合的限位卡槽，三组所述支撑侧板(12)呈90°夹角设置。

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