CN214881927U - 一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，包括升降机构以及坩埚轴，所述升降机构的可移动端上设置有导向架，所述导向架上设置有自转机构，所述导向架上设置有空心轴磁流体，所述自转机构的一端与空心轴磁流体相连接，所述导向架上设置有波纹管组件，本实用新型涉及化合物半导体晶体生长技术领域，通过升降机构与自转机构的配合作用，可实现氮化镓晶体设备的坩埚轴的升降及自转，同时可实现在合盖密封以后，根据氮化镓晶体生长工艺所需的坩埚轴继续升降和自转，升降机构与自转机构采用合理的传动方式、高精度传动器件和辅助导向装置，相比传统拉伸移动机构稳定性好，精度高，有效减小震动。

Description

一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构

技术领域

本实用新型涉及化合物半导体晶体生长技术领域，具体为一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构。

背景技术

氮化镓晶体是一种直接带隙半导体材料，禁带宽度为3.4ev，是优良的短波长光电子材料，同时是第三代半导体的研究前沿热点。基于氮化镓的器件在发光二极管(led)、激光二极管(ld)、紫外光光电探测器、高频、高功率和高温电子器件等光电子和微电子领域有广泛的应用，随着科学技术的发展，对晶体材料的要求越来越高，这也意味着对晶体材料的生长工艺和生长设备的要求越来越高，晶体生长设备和生长工艺关键技术之一就是传动机构的稳定性、精度和可靠性，现有技术中氮化镓晶体生长系统的下传动机构结构较为简单，无法满足生产使用需要，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，包括升降机构以及坩埚轴，所述升降机构的可移动端上设置有导向架，所述导向架上设置有自转机构，所述导向架上设置有空心轴磁流体，所述自转机构的一端与空心轴磁流体相连接，所述导向架上设置有波纹管组件，所述波纹管组件的下端与空心轴磁流体相连接，所述波纹管组件的上端与下炉盖相连接，所述坩埚轴贯穿下炉盖、波纹管组件以及空心轴磁流体，所述坩埚轴法兰与空心轴磁流体相连接，所述下炉盖与波纹管组件之间设置有弹簧，所述升降机构侧壁上设置有光栅尺。

优选的，所述升降机构包括由两个铝型材、上安装板以及下安装板相互装配连接组成固定框架，所述上安装板与下安装板之间设置有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的下端连接有减速器A，所述减速器A的一端连接有电机A，两个所述铝型材侧壁上均设置有线性导轨，所述滚珠丝杠的丝母以及线性导轨的滑块分别与导向架相连接。

优选的，所述空心轴磁流体包括：内圈、外圈法兰A、外圈法兰B 及轴承，所述外圈法兰B 固设于导向架上，所述外圈法兰A转动套装于外圈法兰B上部，所述内圈通过轴承与外圈法兰B转动连接。

优选的，所述自转机构包括安装板，所述安装板固设于导向架的下端面上，所述安装板上设置有电机B 以及减速器B ，所述减速器B的输出端上设置有主动带轮，所述空心轴磁流体的内圈的外圆柱面上固定套装有从动带轮，所述主动带轮与从动带轮上套装有同步带。

优选的，所述波纹管组件包括：上法兰、下法兰、焊接波纹管、水冷接头以及直线轴承，所述上法兰与下炉盖相连接，所述下法兰与空心轴磁流体的外圈法兰A相连接，所述焊接波纹管固设于上法兰与下法兰之间，所述下法兰为中空结构，所述水冷接头设置于下法兰上且一端与下法兰相连通，所述直线轴承沿环形阵列设置于下法兰上，所述直线轴承内滑动插装有圆柱轴，所述圆柱轴的一端与导向架相连接、另一端与下炉盖相连接。

优选的，所述坩埚轴为中空水冷结构，所述坩埚轴的坩埚轴杆贯穿下炉盖、波纹管组件以及空心轴磁流体，所述坩埚轴的法兰与空心轴磁流体的内圈下端面相连接，所述坩埚轴的下端设置有旋转接头。

有益效果

本实用新型提供了一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构。具备以下有益效果：该氮化镓晶体生长系统的下传动机构，通过升降机构与自转机构的配合作用，可实现氮化镓晶体设备的坩埚轴的升降及自转，同时可实现在合盖密封以后，根据氮化镓晶体生长工艺所需的坩埚轴继续升降和自转，采用波纹管密封，直线轴承导向，弹簧反作用力缓冲，升降机构整体采用铝型材组成框架式结构，刚性好，并有效减小重量，便于安装维护，升降机构与自转机构采用合理的传动方式、高精度传动器件和辅助导向装置，相比传统拉伸移动机构稳定性好，精度高，有效减小震动，并且在坩埚轴自转过程中，冷却水管不随之一起旋转，可以有效的避免水管缠绕，自动化程度高，稳定性好，满足晶体生长工艺要求，为产品质量提供必要条件，解决了现有技术中，氮化镓晶体生长系统的下传动机构的结构较为简单，无法满足生产使用需要的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构的立体结构示意图。

图2为本实用新型所述一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构的升降机构的立体结构示意图。

图3为本实用新型所述一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构的空心轴磁流体的立体结构示意图。

图4为本实用新型所述一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构的空心轴磁流体的主视剖面结构示意图。

图5为本实用新型所述一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构的自转机构的立体结构示意图。

图6为本实用新型所述一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构的坩埚轴的立体结构示意图。

图7为本实用新型所述一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构的波纹管组件的立体结构示意图。

图中：1-升降机构；2-坩埚轴；3-下炉盖；4-波纹管组件；5-导向架；6-空心轴磁流体；7-自转机构；8-光栅尺；9-弹簧；101-上安装板；102-铝型材；103-滚珠丝杠；104-线性导轨；105-电机A；106-减速器A；107-下安装板；201-坩埚轴杆；202-旋转接头；401-上法兰；402-焊接波纹管；403-下法兰；404-水冷接头；405-直线轴承；601-外圈法兰A；602-外圈法兰B；603-内圈；604-轴承；701-电机B；702-减速器B；703-从动带轮；704-同步带；705-主动带轮；706-安装板。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。

请参阅图1-7，本实用新型提供一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构：

实施例：由说明书附图1-7可知，本方案包括升降机构1以及坩埚轴2，升降机构1的可移动端上设置有导向架5，导向架5上设置有自转机构7，导向架5上设置有空心轴磁流体6，自转机构7的一端与空心轴磁流体6相连接，导向架5上设置有波纹管组件4，波纹管组件4的下端与空心轴磁流体6相连接，波纹管组件4的上端与下炉盖3相连接，坩埚轴2贯穿下炉盖3、波纹管组件4以及空心轴磁流体6，坩埚轴2法兰与空心轴磁流体6相连接，下炉盖3与波纹管组件4之间设置有弹簧9，升降机构1侧壁上设置有光栅尺8，通过升降机构1与自转机构7的配合作用，可实现氮化镓晶体设备的坩埚轴2的升降及自转，同时可实现在合盖密封以后，根据氮化镓晶体生长工艺所需的坩埚轴2继续升降和自转，利用弹簧9反作用力缓冲，提高下炉盖3与氮化镓晶体设备连接的密封性，同时可以利用光栅尺8检测升降位置，升降机构1与自转机构7采用合理的传动方式、高精度传动器件和辅助导向装置，相比传统拉伸移动机构稳定性好，精度高，有效减小震动。

由说明书附图1-2可知，在具体实施过程中，上述升降机构1包括由两个铝型材102、上安装板101以及下安装板107相互装配连接组成固定框架，上安装板101与下安装板107之间设置有滚珠丝杠103，滚珠丝杠103的下端连接有减速器A106，减速器A106的一端连接有电机A105，两个铝型材102侧壁上均设置有线性导轨104，滚珠丝杠103的丝母以及线性导轨104的滑块分别与导向架5相连接，升降机构1整体采用铝型材组成框架式结构，刚性好，并有效减小重量，便于安装维护，导向架5与线性导轨104的滑块固定连接，滚珠丝杠103的丝母固定在导向架5上，滚珠丝杠103与减速器A106、电机A105相连接，因此导向架5可以在电机A105的驱动下沿线性导轨104上下运动，并利用光栅尺8检测升降位置。

由说明书附图1以及附图3-4可知，在具体实施过程中，上述空心轴磁流体6包括：内圈603、外圈法兰A601、外圈法兰B 602及轴承604，外圈法兰B 602固设于导向架5上，外圈法兰A601转动套装于外圈法兰B602上部，内圈603通过轴承604与外圈法兰B602转动连接，上述自转机构7包括安装板706，安装板706固设于导向架5的下端面上，安装板706上设置有电机B701 以及减速器B 702，减速器B702的输出端上设置有主动带轮705，空心轴磁流体6的内圈603的外圆柱面上固定套装有从动带轮703，主动带轮705与从动带轮703上套装有同步带704，在使用时，启动安装板上的电机B701，进而带动减速器B702的输出端转动，从而带动减速器B702的输出端上的主动带轮705转动，主动带轮705转动带动同步带704运动，同步带704运动，进而带动从动带轮703转动，从动带轮703转动继而带动与之相连接的外圈法兰B 602相连接，从而带动与外圈法兰B 602相连接的坩埚轴2转动，实现对坩埚轴2的转动控制。

由说明书附图1、附图3-6可知，在具体实施过程中，上述波纹管组件4包括：上法兰401、下法兰403、焊接波纹管402、水冷接头404以及直线轴承405，上法兰401与下炉盖3相连接，下法兰403与空心轴磁流体6的外圈法兰A601相连接，焊接波纹管402固设于上法兰401与下法兰403之间，下法兰403为中空结构，水冷接头404设置于下法兰403上且一端与下法兰403相连通，直线轴承405沿环形阵列设置于下法兰403上，直线轴承405内滑动插装有圆柱轴，圆柱轴的一端与导向架5相连接、另一端与下炉盖3相连接，使用时，下法兰403与外圈法兰A 601连接，上法兰401与下炉盖3相连，焊接波纹管402的作用是当下炉盖3合盖以后，坩埚轴2仍可以继续升降，满足氮化镓晶体生长工艺要求，同时焊接波纹管402伸缩时用直线轴承405配合圆柱轴对下炉盖3进行导向，并利用弹簧9反作用力缓冲，同时提高下炉盖3与氮化镓晶体设备连接的密封性，升降机构与自转机构采用合理的传动方式、高精度传动器件和辅助导向装置，相比传统拉伸移动机构稳定性好，精度高，有效减小震动，下法兰403采用中空结构，可以通过水冷接头404对下法兰403进行水冷降温。

由说明书附图1-7可知，在具体实施过程中，上述坩埚轴2为中空水冷结构，坩埚轴2的坩埚轴杆201贯穿下炉盖3、波纹管组件4以及空心轴磁流体6，坩埚轴2的法兰与空心轴磁流体6的内圈603下端面相连接，坩埚轴2的下端设置有旋转接头202，在坩埚轴自转过程中，冷却水管不随之一起旋转，可以有效的避免水管缠绕，自动化程度高，稳定性好，满足晶体生长工艺要求，为产品质量提供必要条件。

综上所述，该氮化镓晶体生长系统的下传动机构，通过升降机构1与自转机构7的配合作用，可实现氮化镓晶体设备的坩埚轴2的升降及自转，同时可实现在合盖密封以后，根据氮化镓晶体生长工艺所需的坩埚轴2继续升降和自转，采用波纹管密封，直线轴承导向，弹簧9反作用力缓冲，升降机构1整体采用铝型材组成框架式结构，刚性好，并有效减小重量，便于安装维护，升降机构1与自转机构7采用合理的传动方式、高精度传动器件和辅助导向装置，相比传统拉伸移动机构稳定性好，精度高，有效减小震动，并且在坩埚轴2自转过程中，冷却水管不随之一起旋转，可以有效的避免水管缠绕，自动化程度高，稳定性好，满足晶体生长工艺要求，为产品质量提供必要条件，解决了现有技术中，氮化镓晶体生长系统的下传动机构的结构较为简单，无法满足生产使用需要的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，其特征在于，包括升降机构（1）以及坩埚轴（2），所述升降机构（1）的可移动端上设置有导向架（5），所述导向架（5）上设置有自转机构（7），所述导向架（5）上设置有空心轴磁流体（6），所述自转机构（7）的一端与空心轴磁流体（6）相连接，所述导向架（5）上设置有波纹管组件（4），所述波纹管组件（4）的下端与空心轴磁流体（6）相连接，所述波纹管组件（4）的上端与下炉盖（3）相连接，所述坩埚轴（2）贯穿下炉盖（3）、波纹管组件（4）以及空心轴磁流体（6），所述坩埚轴（2）法兰与空心轴磁流体（6）相连接，所述下炉盖（3）与波纹管组件（4）之间设置有弹簧（9），所述升降机构（1）侧壁上设置有光栅尺（8）。

2.根据权利要求1所述的一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，其特征在于，所述升降机构（1）包括由两个铝型材（102）、上安装板（101）以及下安装板（107）相互装配连接组成固定框架，所述上安装板（101）与下安装板（107）之间设置有滚珠丝杠（103），所述滚珠丝杠（103）的下端连接有减速器A（106），所述减速器A（106）的一端连接有电机A（10），两个所述铝型材（102）侧壁上均设置有线性导轨（104），所述滚珠丝杠（103）的丝母以及线性导轨（104）的滑块分别与导向架（5）相连接。

3.根据权利要求1所述的一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，其特征在于，所述空心轴磁流体（6）包括：内圈（603）、外圈法兰A（601）、外圈法兰B （602）及轴承（604），所述外圈法兰B（602）固设于导向架（5）上，所述外圈法兰A（601）转动套装于外圈法兰B（602）上部，所述内圈（603）通过轴承（604）与外圈法兰B（602）转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，其特征在于，所述自转机构（7）包括安装板（706），所述安装板（706）固设于导向架（5）的下端面上，所述安装板（706）上设置有电机B（701） 以及减速器B （702），所述减速器B（702）的输出端上设置有主动带轮（705），所述空心轴磁流体（6）的内圈（603）的外圆柱面上固定套装有从动带轮（703），所述主动带轮（705）与从动带轮（703）上套装有同步带（704）。

5.根据权利要求3所述的一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，其特征在于，所述波纹管组件（4）包括：上法兰（401）、下法兰（403）、焊接波纹管（402）、水冷接头（404）以及直线轴承（405），所述上法兰（401）与下炉盖（3）相连接，所述下法兰（403）与空心轴磁流体（6）的外圈法兰A（601）相连接，所述焊接波纹管（402）固设于上法兰（401）与下法兰（403）之间，所述下法兰（403）为中空结构，所述水冷接头（404）设置于下法兰（403）上且一端与下法兰（403）相连通，所述直线轴承（405）沿环形阵列设置于下法兰（403）上，所述直线轴承（405）内滑动插装有圆柱轴，所述圆柱轴的一端与导向架（5）相连接、另一端与下炉盖（3）相连接。

6.根据权利要求3所述的一种氮化镓晶体生长系统的下传动机构，其特征在于，所述坩埚轴（2）为中空水冷结构，所述坩埚轴（2）的坩埚轴杆（201）贯穿下炉盖（3）、波纹管组件（4）以及空心轴磁流体（6），所述坩埚轴（2）的法兰与空心轴磁流体（6）的内圈（603）下端面相连接，所述坩埚轴（2）的下端设置有旋转接头（202）。

Images