一种三工位碳化硅籽晶粘接炉
技术领域
本实用新型涉及一种三工位碳化硅籽晶粘接炉。
背景技术
物理气相输运法（PVT法）是碳化硅单晶生长的主要技术方法，该方法是将碳化硅多晶原料装在筒形石墨坩埚本体底部，用石墨坩埚盖将石墨坩埚本体盖上，形成一个密闭空间，石墨坩埚盖下表面安装有碳化硅籽晶，通过对石墨坩埚本体、石墨坩埚盖组成的系统进行加热，使石墨坩埚本体内的碳化硅多晶原料升华，并维持碳化硅多晶原料与碳化硅籽晶间具有合适的温度梯度，升华后的碳化硅粒子就会在碳化硅籽晶上沉积生长，从而获得碳化硅单晶。
将籽晶粘接在坩埚盖的下表面进行生长，现有的装置一般一次只能粘接一个，粘接效率较低。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种三工位碳化硅籽晶粘接炉，能够一次对三个坩埚盖进行籽晶粘接，粘接效率较高，同时还能够保证三个坩埚盖受力均匀，每个坩埚盖上的籽晶表面受力均匀。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种三工位籽晶粘接炉，包括具有中空腔体的主体、设于所述中空腔体中的托盘、三个设于所述托盘上表面的用于承载工件的下加热盘、可上下活动的设于所述中空腔体中的且位于所述托盘上方的压盘、三个与所述下加热盘一一对应的设于所述压盘下表面的上加热盘、连接在所述主体上的用于为所述中空腔体抽真空的抽真空机构、连接在所述压盘上的用于驱动所述压盘上下运动的驱动机构；
所述压盘的顶端与所述驱动机构的输出端之间球面活动连接，所述压盘，用于将压力均匀的传递至每个所述上加热盘上；
所述上加热盘的上端与所述压盘之间球面活动连接，所述上加热盘，用于均匀压紧所述工件的上表面。
优选地，所述驱动机构包括输出轴、开设于所述输出轴底端的球形槽，所述压盘包括第一本体、设于所述第一本体顶端的用于配合的卡入所述球形槽中的球形铰接头。
优选地，所述上加热盘包括从上往下依次连接的第一轴、第二轴和用于抵压所述工件的第二本体，所述第一轴间隙配合的穿设于所述压盘中，所述第二轴的直径大于所述第一轴的直径，所述第二轴位于所述压盘的下方，所述上加热盘还包括间隙配合的套设于所述第一轴上的且连接在所述压盘下表面的凸球面垫圈、间隙配合的套设于所述第一轴上的且连接在所述第二轴顶端的凹球面垫圈，所述凸球面垫圈配合的抵设于所述凹球面垫圈中。
更优选地，所述第一轴向上穿出所述压盘，所述上加热盘还包括间隙配合的套设于所述第一轴上端的且设于所述压盘上表面的螺母。
优选地，所述粘接炉包括连接架、设于所述连接架上的称重传感器、下端设于所述称重传感器上的且上端穿入所述中空腔体中的用于支撑所述托盘的支撑柱。
更优选地，所述驱动机构包括设于所述连接架上的驱动缸、可沿自身长度延伸方向活动的穿设于所述驱动缸中的输出轴，所述输出轴的下端穿入所述中空腔体中。
优选地，所述托盘、所述下加热盘、处于自由状态的所述压盘、处于自由状态的所述上加热盘的轴心线方向均沿竖直方向延伸。
优选地，三个所述下加热盘沿圆周方向间隔均匀排列的设于所述托盘上，对应的，三个所述上加热盘沿圆周方向间隔均匀排列的设于所述压盘上。
由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型一种三工位碳化硅籽晶粘接炉，能够一次对三个坩埚盖进行籽晶粘接，粘接效率较高；通过在压盘与驱动机构之间设置球面活动连接结构，当籽晶厚度相同或不同时，根据三点确定一个平面原则，压盘能够均匀的将压力传递至每一点处（即每个上加热盘处）；通过在压盘和上加热盘之间设置球面活动连接结构，当籽晶的上表面在热压过程中形成水平面或倾斜面时，上加热盘能够完全贴合籽晶的上表面，以确保籽晶整体受力均匀。
附图说明
附图1为本实用新型装置的结构示意图。
其中：1、中空腔体；2、主体；3、托盘；4、下加热盘；5、压盘；51、第一本体；52、球形铰接头；6、上加热盘；61、第一轴；62、第二轴；63、第二本体；64、凸球面垫圈；65、凹球面垫圈；66、螺母；7、抽真空机构；8、驱动机构；81、驱动缸；82、输出轴；9、连接架；10、称重传感器；11、支撑柱；12、工件。
具体实施方式
下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
参见图1所示，上述一种三工位籽晶粘接炉包括具有中空腔体1的主体2、设于中空腔体1中的托盘3、三个设于托盘3上表面的用于承载工件12的下加热盘4、可上下活动的设于中空腔体1中的且位于托盘3上方的压盘5、三个与下加热盘4一一对应的设于压盘5下表面的上加热盘6。在本实施例中，工件12包括坩埚盖、籽晶以及用于粘接两者的粘接剂，粘接完成后，坩埚盖开口朝上的放置在下加热盘4上。三个下加热盘4沿圆周方向间隔均匀排列的设于托盘3上，对应的，三个上加热盘6沿圆周方向间隔均匀排列的设于压盘5上，三个上加热盘6一一对应的设于三个下加热盘4的正上方。该粘接炉可用于同时粘接一个、两个或三个工件12，空闲工位只需放入高度接近的模型即可。
上述一种三工位籽晶粘接炉还包括连接在主体2上的用于为中空腔体1抽真空的抽真空机构7、连接在压盘5上的用于驱动压盘5上下运动的驱动机构8。在本实施例中，粘接炉包括连接架9，驱动机构8包括设于连接架9上的驱动缸81、可沿自身长度延伸方向活动的穿设于驱动缸81中的输出轴82，输出轴82的下端穿入中空腔体1中。
上述压盘5的顶端与驱动机构8的输出端之间球面活动连接，压盘5用于将压力均匀的传递至每个上加热盘6上。在本实施例中，输出轴82的底端开设有球形槽，该球形槽具有向下的开口；压盘5包括第一本体51、设于第一本体51顶端的用于配合的卡入球形槽中的球形铰接头52。通过在压盘5与驱动机构8之间设置球面活动连接结构，当籽晶厚度相同或不同时，根据三点确定一个平面原则，压盘5根据三个工位上籽晶的高度调整自身的倾斜角度，压盘5压紧后所在的面可以是水平面或倾斜面，压盘5能够均匀的将压力传递至每一点处（即每个上加热盘6处）。
上述上加热盘6的上端与压盘5之间球面活动连接，上加热盘6用于均匀压紧工件12的上表面。在本实施例中，上加热盘6包括从上往下依次连接的第一轴61、第二轴62和用于向下抵压工件12上表面的第二本体63。第一轴61间隙配合的穿设于压盘5中，第二轴62的直径大于第一轴61的直径，第二轴62位于压盘5的下方。第一轴61上端向上穿出压盘5，上加热盘6还包括间隙配合的套设于第一轴61上端的且设于压盘5上表面的螺母66，该螺母66用于防止第一轴61向下穿出压盘5。上加热盘6还包括间隙配合的套设于第一轴61上的且连接在压盘5下表面的凸球面垫圈64、间隙配合的套设于第一轴61上的且连接在第二轴62顶端的凹球面垫圈65，凸球面垫圈64配合的抵设于凹球面垫圈65中；第一轴61下端向下穿出压盘5，凸球面垫圈64和凹球面垫圈65均套设于第一轴61下端。通过在压盘5和上加热盘6之间设置球面活动连接结构，当籽晶的上表面在热压过程中形成水平面或倾斜面时，上加热盘6能够调整自身的倾斜角度，使第二本体63完全贴合籽晶的上表面，以确保籽晶整体受力均匀，避免籽晶粘接处产生气泡，影响后续晶体的生长。
托盘3、下加热盘4、处于自由状态的压盘5、处于自由状态的上加热盘6、输出轴82的轴心线方向相互平行，且均沿竖直方向延伸。
上述一种三工位籽晶粘接炉还包括设于连接架9上的称重传感器10、下端设于称重传感器10上的且上端穿入中空腔体1中的用于支撑托盘3的支撑柱11。通过这个设置，由于施压过程中压力是逐渐加大的，达到设定值后会自动停止保压一段时间，通过称重传感器10不仅能够快速准确的确定压力是否达到设定值，同时还能够防止过压损坏籽晶。
上述一种三工位碳化硅籽晶粘接炉，能够一次对三个坩埚盖进行籽晶粘接，粘接效率较高，同时还能够保证三个坩埚盖受力均匀，每个坩埚盖上的籽晶表面受力均匀。使热压得到的籽晶完全满足热压的工艺参数，为后续碳化硅单晶的优质生长提供良好的先决条件。
以下具体阐述下本实施例的工作过程：
将三个内表面粘接碳化硅籽晶的坩埚盖一一对应的放入下加热盘4上，使坩埚盖开口向上放置；
对中空腔体1抽真空，将下加热盘4和上加热盘6均升至对应的设定温度；
驱动机构8驱动压盘5下降，根据三个工件12（即碳化硅籽晶）的高度，压盘5自由调节，直至三个上加热盘6一一对应的压至三个碳化硅籽晶上；三个碳化硅籽晶在受热过程中形成的上表面的倾斜度相同或不同，上加热盘6自由调节，直至完全贴合对应的碳化硅籽晶的上表面；
驱动机构8继续驱动压盘5下降，直至称重传感器10显示的压力达到设定值，对单个工件12的压力即为该设定值的三分之一；
保压一段时间后，驱动机构8复位，冷却后取出完成粘接的工件12。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
