CN219907921U - 一种温场升降旋转水冷机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种温场升降旋转水冷机构，包括上端延伸至晶体生长炉炉内的旋转主轴，旋转主轴套置于主轴导向套中，主轴导向套下方设置波纹管，所述的波纹管套置于旋转主轴上，波纹管与主轴导向套之间设置氟橡胶O型密封圈，旋转主轴中同轴布置有进水管，进水管向下延伸，进水管的延伸端设置旋转接头，进水管与旋转主轴的内腔构成回水管路，旋转接头上与进水管联通有进水宝塔接头、与回水管路联通有回水万向宝塔接头；旋转主轴的下部套置有密封支承座，波纹管与密封支承座之间设置氟橡胶O型密封圈，所述的密封支承座与升降底板固连布置；升降底板的一侧设置带动旋转主轴转动的旋转单元，升降底板的另一侧设置带动旋转主轴上下移动的升降单元。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体材料技术领域，具体涉及一种温场升降旋转水冷机构。
背景技术
碳化硅晶体结晶工艺就是将高纯碳化硅原料在坩埚中升华、气化，在经过处理的籽晶上重新完成结晶、扩径和退火处理等程序最终得到碳化硅晶体；目前主流的设备温区加热方式一般有两种：一种是设备温区通过感应线圈加热，另一种是电阻法加热。电阻法晶体生长炉相对于感应法晶体生长炉具有电能消耗大，两个电极温度不均衡，炉体下盖温度偏高等问题，尤其是坩埚与坩埚托盘连接部分温度会急剧升高超过氟橡胶(O型)密封圈的承受能力，从而使晶体生长炉的真空度受影响，进而影响碳化硅晶体生长的质量。
发明内容
为解决背景技术中的问题，本实用新型提出一种温场升降旋转水冷机构，对坩埚与坩埚托盘连接部分的主轴降温，且不会影响主轴本身的运动，适用于电阻法晶体生长炉。
为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：一种温场升降旋转水冷机构，包括上端延伸至晶体生长炉炉内的旋转主轴，旋转主轴套置于主轴导向套中，主轴导向套下方设置波纹管，所述的波纹管套置于旋转主轴上，波纹管与主轴导向套之间设置氟橡胶O型密封圈，旋转主轴中同轴布置有进水管，进水管向下延伸，进水管的延伸端设置旋转接头，进水管与旋转主轴的内腔构成回水管路，旋转接头上与进水管联通有进水宝塔接头、与回水管路联通有回水万向宝塔接头；
旋转主轴的下部套置有密封支承座，波纹管与密封支承座之间设置氟橡胶O型密封圈，所述的密封支承座与升降底板固连布置；升降底板的一侧设置带动旋转主轴转动的旋转单元，升降底板的另一侧设置带动旋转主轴上下移动的升降单元。
进一步的，所述的旋转单元包括第一伺服电机，第一伺服电机的电机轴设置第一行星齿轮减速机，第一行星齿轮减速机的输出轴上设置小同步带轮；旋转主轴上固定设置有大同步带轮，所述的大同步带轮与小同步带轮之间设置同步齿形带；所述的第一伺服电机的转动带动旋转主轴的转动。
再进一步的，旋转接头上设置转动限位单元，所述的转动限位单元包括旋转接头上设置的止转圆柱销以及固定于升降底板下面的旋接头止转板。
进一步的，所述的升降单元包括第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴设置第二行星齿轮减速机，第二行星齿轮减速机的输出轴上设置直线滑台模组，直线滑台模组的底座固定于支承立柱上，直线滑台模组的滑动座上设置支承板，所述的支承板与升降底板固连，第二伺服电机的转动带动直线滑台模组的滑动座上的升降底板上下移动。
进一步的，所述的密封支承座与旋转主轴之间设置真空橡胶密封圈。
进一步的，所述的旋转主轴与旋转接头之间设置四氟垫片。
进一步的，所述的旋转单元与升降底板之间通过支撑柱固连。
再进一步的，主轴导向套,与波纹管的连接段之间设置真空法兰，波纹管与密封支承座的连接段之间设置真空法兰。
再进一步的，波纹管的两端设置连接卡槽，所述的真空法兰卡接于所述的连接卡槽上。
进一步的，旋转主轴与主轴导向套之间设置复合衬套。
本实用新型的有益效果：采用本实用新型的一种温场升降旋转水冷机构，对坩埚与坩埚托盘连接部分的主轴降温，且不会影响主轴本身的运动，适用于电阻法晶体生长炉。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的结构图。
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。
本实用新型一种温场升降旋转水冷机构，在晶体生长炉下端，加入升降、旋转系统来改善保持炉内温场的均衡，使坩埚内的温度梯度稳定。根据氟橡胶(O型)密封圈4的物理特性，通过加入水冷系统对旋转升降主轴1进行降温，使运动部分主轴1的氟橡胶(O型)密封圈4所处环境始终保持在250℃以下，保证晶体生长炉内部的真空度不受外界因素影响。此外，在晶体生长过程中，第一伺服电机14a、第二伺服电机14b通过设定好的执行参数，运动系统控制温场，在晶体生长炉内的缓慢的升降旋转，从而得到稳定、均衡的生长环境。
具体的，一种温场升降旋转水冷机构，包括上端延伸至晶体生长炉炉内的旋转主轴1，旋转主轴1套置于主轴导向套2中，主轴导向套2下方设置波纹管5，所述的波纹管5套置于旋转主轴1上，波纹管5与主轴导向套2之间设置氟橡胶O型密封圈4，旋转主轴1中同轴布置有进水管6，进水管6向下延伸，进水管6的延伸端设置旋转接头19，进水管6与旋转主轴1的内腔构成回水管路，旋转接头19上与进水管6联通有进水宝塔接头18、与回水管路联通有回水万向宝塔接头17；
旋转主轴1的下部套置有密封支承座8，波纹管5与密封支承座8之间设置氟橡胶O型密封圈4，所述的密封支承座8与升降底板9固连布置；升降底板9的一侧设置带动旋转主轴1转动的旋转单元，升降底板9的另一侧设置带动旋转主轴1上下移动的升降单元。
进一步的，所述的旋转单元包括第一伺服电机14a，第一伺服电机14a的电机轴设置第一行星齿轮减速机13a，第一行星齿轮减速机13a的输出轴上设置小同步带轮12；旋转主轴1上固定设置有大同步带轮22，所述的大同步带轮22与小同步带轮12之间设置同步齿形带11；所述的第一伺服电机14a的转动带动旋转主轴1的转动。
再进一步的，旋转接头19上设置转动限位单元，所述的转动限位单元包括旋转接头19上设置的止转圆柱销16以及固定于升降底板9下面的旋接头止转板15。
进一步的，所述的升降单元包括第二伺服电机14b，第二伺服电机14b的电机轴设置第二行星齿轮减速机13b，第二行星齿轮减速机13b的输出轴上设置直线滑台模组23，直线滑台模组23的底座固定于支承立柱24上，直线滑台模组23的滑动座上设置支承板21，所述的支承板21与升降底板9固连，第二伺服电机14b的转动带动直线滑台模组23的滑动座上的升降底板9上下移动。
进一步的，所述的密封支承座8与旋转主轴1之间设置真空橡胶密封圈7。
进一步的，所述的旋转主轴1与旋转接头19之间设置四氟垫片20。
进一步的，所述的旋转单元与升降底板9之间通过支撑柱10固连。
再进一步的，主轴导向套2,与波纹管5的连接段之间设置真空法兰，波纹管5与密封支承座8的连接段之间设置真空法兰。
再进一步的，波纹管5的两端设置连接卡槽，所述的真空法兰卡接于所述的连接卡槽上。
进一步的，旋转主轴1与主轴导向套2之间设置复合衬套3。
本实用新型一种温场升降旋转水冷机构，包括旋转主轴1，将(旋转)主轴1放入主轴导向套2；旋转主轴1与主轴导向套2两者之间的间隙放入复合衬套3，使(旋转)主轴1可以在主轴导向套2内灵活转动，通过氟橡胶(O型)密封圈4和KF连接器(真空法兰)卡接主轴导向套2和波纹管5，保证升降动作不受影响。波纹管5和密封支承座8之间的密封连接也是通过氟橡胶(O型)密封圈4和KF连接器卡扣连接，旋转主轴1中贯通放入进水管6，旋转主轴1与进水管6两者间隙形成回水管路，密封支承座8固定连接在升降底板9上，且通过密封作用的(JO型)真空橡胶密封圈7密封，旋转主轴1底部加装旋接头止转板15、止转圆柱销16、回水万象宝塔接头17、进水宝塔接头18、旋转接头19，进水宝塔接头18与进水管6相接，回水万象宝塔接头17与回水管路相接，进水宝塔接头18进水由进水管6进入旋转主轴1中再由回水管路从回水万象宝塔接头17排出。旋转接头19与进水管6同轴布置，这样冷却旋转主轴1的同时保证冷却水接入部分不随(旋转)主轴1转动；旋转主轴1由第一伺服电机14a驱动，第一伺服电机14a通过第一行星(齿轮)减速机13a带动小同步带轮12转动，小同步带轮12与大同步带轮22之间设置同步齿形带11，从而带动大同步带轮22转动，大同步带轮22与旋转主轴1同轴布置，通过这个机械组合使旋转主轴1转动；第二伺服电机14b通过第二行星(齿轮)减速机13b转动带动支撑立柱24上的直线滑动模组23上下移动，直线滑动模组23上设置支撑板21，支撑板21与升降底板9固连，这样通过连接升降底板9使旋转主轴1升降。
进一步的说明，波纹管5的上升、下降的行程为100mm；第一行星(齿轮)减速机13a、第二行星(齿轮)减速机13b采用100:1减速比；大同步带轮22采用4:1传动比。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种温场升降旋转水冷机构，包括上端延伸至晶体生长炉炉内的旋转主轴(1)，旋转主轴(1)套置于主轴导向套(2)中，主轴导向套(2)下方设置波纹管(5)，所述的波纹管(5)套置于旋转主轴(1)上，波纹管(5)与主轴导向套(2)之间设置氟橡胶O型密封圈(4)，其特征在于：旋转主轴(1)中同轴布置有进水管(6)，进水管(6)向下延伸，进水管(6)的延伸端设置旋转接头(19)，进水管(6)与旋转主轴(1)的内腔构成回水管路，旋转接头(19)上与进水管(6)联通有进水宝塔接头(18)、与回水管路联通有回水万向宝塔接头(17)；
旋转主轴(1)的下部套置有密封支承座(8)，波纹管(5)与密封支承座(8)之间设置氟橡胶O型密封圈(4)，所述的密封支承座(8)与升降底板(9)固连布置；升降底板(9)的一侧设置带动旋转主轴(1)转动的旋转单元，升降底板(9)的另一侧设置带动旋转主轴(1)上下移动的升降单元。
2.根据权利要求1所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于：所述的旋转单元包括第一伺服电机(14a)，第一伺服电机(14a)的电机轴设置第一行星齿轮减速机(13a)，第一行星齿轮减速机(13a)的输出轴上设置小同步带轮(12)；旋转主轴(1)上固定设置有大同步带轮(22)，所述的大同步带轮(22)与小同步带轮(12)之间设置同步齿形带(11)；所述的第一伺服电机(14a)的转动带动旋转主轴(1)的转动。
3.根据权利要求2所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于：旋转接头(19)上设置转动限位单元，所述的转动限位单元包括旋转接头(19)上设置的止转圆柱销(16)以及固定于升降底板(9)下面的旋接头止转板(15)。
4.根据权利要求1所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于：所述的升降单元包括第二伺服电机(14b)，第二伺服电机(14b)的电机轴设置第二行星齿轮减速机(13b)，第二行星齿轮减速机(13b)的输出轴上设置直线滑台模组(23)，直线滑台模组(23)的底座固定于支承立柱(24)上，直线滑台模组(23)的滑动座上设置支承板(21)，所述的支承板(21)与升降底板(9)固连，第二伺服电机(14b)的转动带动直线滑台模组(23)的滑动座上的升降底板(9)上下移动。
5.根据权利要求1所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于：所述的密封支承座(8)与旋转主轴(1)之间设置真空橡胶密封圈(7)。
6.根据权利要求1所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于：所述的旋转主轴(1)与旋转接头(19)之间设置四氟垫片(20)。
7.根据权利要求1所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于：所述的旋转单元与升降底板(9)之间通过支撑柱(10)固连。
8.根据权利要求2或4所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于，主轴导向套(2),与波纹管(5)的连接段之间设置真空法兰，波纹管(5)与密封支承座(8)的连接段之间设置真空法兰。
9.根据权利要求8所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于：波纹管(5)的两端设置连接卡槽，所述的真空法兰卡接于所述的连接卡槽上。
10.根据权利要求1所述的一种温场升降旋转水冷机构，其特征在于：旋转主轴(1)与主轴导向套(2)之间设置复合衬套(3)。
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