一种基于高温等离子的真空封管装置及方法与流程

1.本发明涉及真空封管相关技术领域，具体为一种基于高温等离子的真空封管装置及方法。


背景技术：

2.随着先进电子材料器件市场快速增长的需求，需采用真空封管制备工艺生长制备高性能材料器件，真空封管的普遍推广和广泛用途也在日新月异的变化中。为了提高材料器件制造工艺的可靠稳定性，人们也将一些磁流体旋转结构和密封引入到了真空封管设备中。传统的封管工艺为手动旋转加热器，用易燃易爆气体（如氢气氧气，乙炔、甲烷等）燃烧的热源加热管件进行密封，用气体燃烧高温熔融工件即管件进而达到密封目的，这种采用燃气封管的技术安全性不高，极易发生燃气泄漏引发爆炸等重大安全事故，且只能熔融普通玻璃制品，可靠性差，无法熔融一些金属管件，使用不安全、不可靠、不智能、不环保。而采用高温等离子做为热源进行真空封管能有效避免传统封管存在的安全风险，防止出现安全事故，能安全高效、可靠稳定、环保节能的解决先进电子材料器件研发生产中的真空封管工艺。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于高温等离子的真空封管装置及方法，以解决上述背景技术中提出的现有的管状物封装或封装设备都是利用可燃性气体温熔融管口进行封装，安全性不高，且易发生爆炸等事故，且只能熔融玻璃制品，无法熔融一些金属管状物，使用并不智能安全可靠的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于高温等离子的真空封管装置，包括真空封管机、抽真空管机构、第一活动台、第二活动台和高温等离子烧结机构，所述真空封管机的右侧面上部安装有抽真空管机构，且真空封管机的左侧面中部固定有左旋轴,左旋轴的另一端穿过左侧架设置，并且左旋轴的左端安装在左侧架左侧面上端的第一电机上，所述真空封管机的右侧面中部固定有右旋轴，且右旋轴的右端穿过右旋轴设置；所述左侧架和右侧架的下端垂直固定在底座的上端面，且左侧架的下部内开设有凹槽，并且凹槽的中部安装有第一丝杆，同时第一丝杆上活动设置有第三活动台，且左右两边的两组第三活动台之间活动设置有第一活动台；所述第一活动台的上端面活动设置有第二活动台,且高温等离子烧结机构安装在第二活动台的上端。
5.作为进一步的技术方案所述真空封管机的前侧面设置有前操控面板,前操控面板上设置有三组管体旋转电机开关按钮和第二按钮，每组管体旋转电机开关按钮和一组第二按钮上下对齐设置，且真空封管机的下端面设置有三组上连接座，上连接座的下端设置有下接口，并且下接口下依次安装有密封垫圈和管接口，并且管接口下安装有管状物，同时管接口和管状物之间通过调节夹安装在一起。
6.作为进一步的技术方案所述凹槽内前后两部均设置有第一导向杆，且第三活动台的中部活动连接在第一丝杆中，第一丝杆的上端安装在第二电机下，第一丝杆的下端转动连接在底座上安装槽内，第三活动台的前后两部分别套置在第一导向杆内，并且第三活动台在垂直方向上升降活动。
7.作为进一步的技术方案所述抽真空管机构的中部安装有气压表,气压表下设置有气压调节阀，且抽真空管机构的右部设置有主流控制阀，且主流控制阀的下方设置有分流控制阀，并且抽真空管机构的右端设置有气管接口。作为进一步的技术方案所述第一活动台的中部活动连接在第二丝杆上，且第二丝杆的左端安在第三活动台的左侧面中心的第三电机上，第二丝杆的右端转动连接在右侧的第三活动台中，并且第一活动台的前后两部均套置在一组第二导向杆上，第二导向杆固定在两边的第三活动台之间，且第一活动台在水平方向上左右移动活动。
8.作为进一步的技术方案所述第二活动台的底端设置有滑块，且第一活动台的上端面设置有直线滑轨,滑块滑动连接在直线滑轨上，并且第二活动台在水平方向上前后移动活动。
9.作为进一步的技术方案，所述第二活动台的下部设置有安装座,安装座的右侧面设置有右固定板,右固定板上垂直固定有右套杆,右套杆上套置有第二齿轮，且安装座的中心转动连接有安装轴,安装轴的下部套置有第一齿轮，并且第一齿轮与第二齿轮之间齿动连接在一起。
10.作为进一步的技术方案，所述高温等离子烧结机构上设置有轴销，且轴销上铰接有两组夹板，且前后两组夹板之间夹持有高温等离子发射焊枪，并且前后两组夹板的上部之间安装有锁紧螺栓，并且高温等离子发射焊枪与左侧架左侧面上部的高温等离子plc操控台之间连接有连接管，且高温等离子发射焊枪为拆卸结构。
11.一种基于高温等离子的真空封管方法，包括连接分子泵组、在真空封管机上安装管状物、装样前抽真空处理、管状物缩颈处理、装样、装样后抽真空处理、充入保护气体和管状物封接，包括：步骤一：连接分子泵；真空封管机接口连接25转16的变径，使用卡箍锁紧，使用kf25波纹管的一端连接真空封管机的变径接口，kf25波纹管的另一端连接分子泵组接口，并与卡箍锁紧。
12.步骤二：在真空封管机上安装管状物；使用卡箍将管接头锁紧在真空封管机上，拧开管接头，安装一定的顺序将管状物连接在管接头上。
13.步骤三：装样前抽真空处理；开启分子泵组，拧开分流抽真空控制阀，当压力表达到负压值-1bar后，可拧紧分流抽真空控制阀并暂停分子泵组，停止抽真空。
14.步骤四：管状物缩颈处理；开启抽真空封管机绿色电机开关，通过速度调节旋钮控制旋转速度，拧松高温等离子发射焊枪夹持装置的固定螺丝，将高温等离子发射焊枪安装到夹持装置上，拧紧固定，拧开高温等离子发射焊枪调节阀产气，然后点燃高温等离子发射焊枪，对管状物中部预热，之后将焊枪焰挪到管状物需要缩颈的对应位置，开始烧结缩颈，带上护目镜，观察烧结情况，看到管状物缩颈部位明显烧熔凹陷即完成缩颈，快速拧紧高温等离子发射焊枪调节阀停止烧结，关闭真空封管机电机开关，拧开放气口泄压后关闭放气口，带上防护手套，拧开管接头，取下管状物，放入试管架冷却。
15.步骤五：装样，将样品放入管状物内，将装样后的管状物连接在管接头上。
16.步骤六：装样后抽真空处理；开启抽真空管机，要缓慢拧开分流抽真空控制阀，以免样品被抽出，当压力表达到负压值-1bar后，可以缓慢拧开主流抽真空控制阀，拧紧分流抽真空控制阀，在分子泵组面板上查看抽真空度数，达到想要的高真空度值后即可拧紧主流抽真空控制阀。
17.步骤七：充入保护气体；将充气设备的充气管插入到真空封管机充气口，缓慢拧开充气口控制阀，压流表指针指向负压中间值-0.6bar时，快速关闭充气口控制阀。
18.步骤八：管状物封接；拧开拧开等离子电源开关，打开等离子发射焊枪，将等离子发射焊枪对准管状物锁紧部位开始烧结封管，看到管状柱体管状壁烧结熔融在一起即完成封管，立即拧紧高温等离子发射焊枪调节阀停止烧结。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.在本发明中上连接座下端所设置的下接口下安装有密封垫圈和管接口,密封垫圈采用双重密封安装在下接口和管接口之间，起到密封的作用，避免漏气泄气，同时管状物与管接口之间方便组装和拆分，以及管接口可根据不同尺寸管状物进行更换，使用范围比较广泛，使用比较灵活便利。可以满足同时操作多只管件真空封管，工作效率高。
20.2.在本发明中左侧架和右侧架的下部结构设置相同，均设置有一组丝杆，以及丝杆的前后两部都设置有导向杆，方便通过顺时针第二电机顺时针转动第一丝杆带动第三活动台笔直上移，反向转动第一丝杆则带动第三活动台下降活动，以便调整第一活动台、第二活动台和高温等离子烧结机构在y轴上的位置，设计可靠稳定，易于操作和使用。
21.3.在本发明中抽真空管机构的右端的气管接口可通过管道连接分子泵，对方便对管状物进行抽真空处理，且抽真空管机构上分别设置有主流控制阀和分流控制阀，主流控制阀的设置用于管状物装样前石英，分流控制阀的设置用于管状物装样后使用，以免样品被抽出，设置更安全可靠，满足粉末、块体、液体、气氛等多种目标材料真空封管，功能设计先进，用途广泛。
22.4.在本发明中第三活动台在第一丝杆上升降活动，第一活动台在第二丝杆上左右移动活动，使得第一活动台方便改变在x、z轴方向上的位置，使用比较灵活便利。
23.5.在本发明中第二活动台底端的第一齿轮滑动连接在直线滑轨内，方便适当改变第二活动台和高温等离子烧结机构在y轴上的位置，方便对真空封管机下三组管状物进行封管处理，节省人力，提升工作效率。
24.6.在本发明中第二活动台中的安装轴的下部套置有第一齿轮,第一齿轮与第二齿轮之间齿动连接在一起，通过转动第二齿轮可反向带动第一齿轮转动活动，从而带动安装轴同步转动，以便使得调整安装轴的旋转角度，从而可适当改变高温等离子烧结机构的方向角。
25.7.在本发明中轴销上铰接的前后两组夹板方便通过锁紧螺栓安装在一起，也便于拆卸下锁紧螺栓，方便将高温等离子发射焊枪安装在前后两组夹板之间，以便利用高温等离子发射焊枪对管状物进行高温烧结封管处理，且高温等离子发射焊枪与高温等离子plc操控台之间连接有连接管，可通过高温等离子plc操控台进行控制温度，操作使用可靠安全、智能高效，用高温等离子真空封管避免了传统封管采用易燃易爆气体的潜在安全风险，防止出现安全生产事故，更加安全高效、可靠稳定，更加环保节能和低碳减排。
26.8.在本发明中基于高温等离子的电源功率、电流和热量可以根据工作状况、密封材料进行手动和自动智能调节，功能设计先进，自动化程度高。
附图说明
27.图1为本发明结构的正视示意图；图2为本发明结构的左视示意图；图3为本发明结构的剖面结构示意图；图4为本发明结构的管状物安装展开示意图；图5为本发明结构的第一活动台底面结构示意图；图6为本发明结构的第一活动台和第二活动台之间安装示意图；图7为本发明结构的第二活动台和高温等离子烧结机构之间安装示意图。
28.图中：1、真空封管机；10、前操控面板；11、管体旋转电机开关按钮；12、第二按钮；13、上连接座；14、左旋轴；15、右旋轴；16、下接口；17、密封垫圈；18、管接口；19、调节夹；2、管状物；3、抽真空管机构；30、气压表；31、主流控制阀；32、气管接口；33、气压调节阀；34、分流控制阀；4、左侧架；40、第一电机；41、高温等离子plc操控台；42、连接管；43、第二电机；44、第一丝杆；45、第三活动台；46、第三电机；47、凹槽；48、第一导向杆；5、右侧架；6、底座；60、安装槽；7、第一活动台；70、第二丝杆；71、第二导向杆；72、直线滑轨；8、第二活动台；80、滑块；81、安装轴；82、第一齿轮；83、安装座；84、右固定板；85、右套杆；86、第二齿轮；9、高温等离子烧结机构；90、轴销；91、锁紧螺栓；92、夹板；93、高温等离子发射焊枪。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
30.具体实施方式一，参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于高温等离子的真空封管装置，包括真空封管机1、抽真空管机构3、第一活动台7、第二活动台8和高温等离子烧结机构9，真空封管机1的右侧面上部安装有抽真空管机构3，且真空封管机1的左侧面中部固定有左旋轴14,左旋轴14的另一端穿过左侧架4设置，并且左旋轴14的左端安装在左侧架4左侧面上端的第一电机40上，真空封管机1的右侧面中部固定有右旋轴15，且右旋轴15的右端穿过右旋轴15设置；左侧架4和右侧架5的下端垂直固定在底座6的上端面，且左侧架4的下部内开设有凹槽47，并且凹槽47的中部安装有第一丝杆44，同时第一丝杆44上活动设置有第三活动台45，且左右两边的两组第三活动台45之间活动设置有第一活动台7；第一活动台7的上端面活动设置有第二活动台8,且高温等离子烧结机构9安装在第二活动台8的上端。
31.一种基于高温等离子的真空封管方法，包括连接分子泵、在真空封管机上安装管状物、装样前抽真空处理、管状物缩颈处理、装样、装样后抽真空处理、充入保护气体和管状物封接，其特征在于：步骤一：连接分子泵；真空封管机接口连接25转16的变径，使用卡箍锁紧，使用
kf25波纹管的一端连接真空封管机的变径接口，kf25波纹管的另一端连接分子泵组接口，并与卡箍锁紧。
32.步骤二：在真空封管机上安装管状物；使用卡箍将管接头锁紧在真空封管机上，拧开管接头，安装一定的顺序将管状物连接在管接头上。
33.步骤三：装样前抽真空处理；开启分子泵组，拧开分流抽真空控制阀，当压力表达到负压值-1bar后，可拧紧分流抽真空控制阀并暂停分子泵组，停止抽真空。
34.步骤四：管状物缩颈处理；开启抽真空封管机绿色电机开关，通过速度调节旋钮控制旋转速度，拧松高温等离子发射焊枪夹持装置的固定螺丝，将高温等离子发射焊枪安装到夹持装置上，拧紧固定，拧开高温等离子发射焊枪调节阀，然后点燃高温等离子发射焊枪，对管状物中部预热，之后将等离子发射焊枪挪到管状物需要缩颈的对应位置，开始烧结缩颈，带上护目镜，观察烧结情况，看到管状物缩颈部位明显烧熔凹陷即完成缩颈，快速拧紧高温等离子发射焊枪调节阀停止烧结，关闭真空封管机电机开关，拧开放气口泄压后关闭放气口，带上防护手套，拧开管接头，取下管状物，放入试管架冷却。
35.步骤五：装样，将样品放入管状物内，将装样后的管状物连接在管接头上。
36.步骤六：装样后抽真空处理；开启抽真空管机，要缓慢拧开分流抽真空控制阀，以免样品被抽出，当压力表达到负压值-1bar后，可以缓慢拧开主流抽真空控制阀，拧紧分流抽真空控制阀，在分子泵组面板上查看抽真空度数，达到想要的高真空度值后即可拧紧主流抽真空控制阀。
37.步骤七：充入保护气体；将充气设备的充气管插入到真空封管机充气口，缓慢拧开充气口控制阀，压流表指针指向负压中间值-0.6bar时，快速关闭充气口控制阀。
38.步骤八：管状物封接；拧开等离子电源开关，打开等离子发射焊枪，将等离子发射焊枪对准管状物锁紧部位开始烧结封管，看到石英柱体和管状物壁烧结熔融在一起即完成封管，立即拧紧高温等离子发射焊枪调节阀停止烧结。
39.一种基于高温等离子的真空封管装置应用于一种基于高温等离子的真空封管方法中。
40.在本实施例中，真空封管机1的前侧面设置有前操控面板10,前操控面板10上设置有三组管体旋转电机开关按钮11和第二按钮12，每组管体旋转电机开关按钮11和一组第二按钮12上下对齐设置，且真空封管机1的下端面设置有三组上连接座13，上连接座13的下端设置有下接口16，并且下接口16下依次安装有密封垫圈17和管接口18，并且管接口18下安装有管状物2，同时管接口18和管状物2之间通过调节夹19安装在一起，且管状物2可为石英管或者金属管等其他材质管状结构。
41.具体实施方式二，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，在本发明中上连接座13下端所设置的下接口16下安装有密封垫圈17和管接口18,密封垫圈17安装在下接口16和管接口18之间，起到密封的作用，避免漏气泄气，同时管状物2与管接口18之间方便组装和拆分，以及管接口18可根据不同尺寸管状物进行更换，使用范围比较广泛，使用比较灵活便利。
42.在本实施例中，凹槽47内前后两部均设置有第一导向杆48，且第三活动台45的中部活动连接在第一丝杆44中，第一丝杆44的上端安装在第二电机43下，第一丝杆44的下端转动连接在底座6上安装槽60内，第三活动台45的前后两部分别套置在第一导向杆48内，并
且第三活动台45在垂直方向上升降活动。
43.具体实施方式三，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，在本发明中左侧架4和右侧架5的下部结构设置相同，均设置有一组丝杆，以及丝杆的前后两部都设置有导向杆，方便通过顺时针第二电机43顺时针转动第一丝杆44带动第三活动台45笔直上移，反向转动第一丝杆44则带动第三活动台45下降活动，以便调整第一活动台7、第二活动台8和高温等离子烧结机构9在y轴上的位置。
44.在本实施例中，抽真空管机构3的中部安装有气压表30,气压表30下设置有气压调节阀33，且抽真空管机构3的右部设置有主流控制阀31，且主流控制阀31的下方设置有分流控制阀34，并且抽真空管机构3的右端设置有气管接口32。
45.具体实施方式四，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，在本发明中抽真空管机构3的右端的气管接口32可通过管道连接分子泵，对方便对管状物进行抽真空处理，且抽真空管机构3上分别设置有主流控制阀31和分流控制阀34，主流控制阀31的设置用于管状物装样前，分流控制阀34的设置用于管状物装样后使用，以免样品被抽出，设置更安全可靠。
46.在本实施例中，第一活动台7的中部活动连接在第二丝杆70上，且第二丝杆70的左端安在第三活动台45的左侧面中心的第三电机46上，第二丝杆70的右端转动连接在右侧的第三活动台45中，并且第一活动台7的前后两部均套置在一组第二导向杆71上，第二导向杆71固定在两边的第三活动台45之间，且第一活动台7在水平方向上左右移动活动。
47.具体实施方式五，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，在本发明中第三活动台45在第一丝杆44上升降活动，第一活动台7在第二丝杆70上左右移动活动，使得第一活动台7方便改变在x、z轴方向上的位置，使用比较灵活便利。
48.在本实施例中，第二活动台8的底端设置有滑块80，且第一活动台7的上端面设置有直线滑轨72,滑块80滑动连接在直线滑轨72上，并且第二活动台8在水平方向上前后移动活动。
49.具体实施方式六，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，在本发明中第二活动台8底端的第一齿轮82滑动连接在直线滑轨72内，方便适当改变第二活动台8和高温等离子烧结机构9在y轴上的位置，方便对真空封管机1下三组管状物2进行封管处理。
50.在本实施例中，第二活动台8的下部设置有安装座83,安装座83的右侧面设置有右固定板84,右固定板84上垂直固定有右套杆85,右套杆85上套置有第二齿轮86，且安装座83的中心转动连接有安装轴81,安装轴81的下部套置有第一齿轮82，并且第一齿轮82与第二齿轮86之间齿动连接在一起。
51.具体实施方式七，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，在本发明中第二活动台8中的安装轴81的下部套置有第一齿轮82,第一齿轮82与第二齿轮86之间齿动连接在一起，通过转动第二齿轮86可反向带动第一齿轮82转动活动，从而带动安装轴81同步转动，以便使得调整安装轴81的旋转角度，从而可适当改变高温等离子烧结机构9的方向角。
52.在本实施例中，高温等离子烧结机构9上设置有轴销90，且轴销90上铰接有两组夹板92，且前后两组夹板92之间夹持有高温等离子发射焊枪93，并且前后两组夹板92的上部之间安装有锁紧螺栓91，并且高温等离子发射焊枪93与左侧架4左侧面上部的高温等离子
plc操控台41之间连接有连接管42，且高温等离子发射焊枪93为拆卸结构。
53.具体实施方式八，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，在本发明中轴销90上铰接的前后两组夹板92方便通过锁紧螺栓91安装在一起，也便于拆卸下锁紧螺栓91，方便将高温等离子发射焊枪93安装在前后两组夹板92之间，以便利用高温等离子发射焊枪93对管状物进行高温烧结封管处理，且高温等离子发射焊枪93与高温等离子plc操控台41之间连接有连接管42，可通过高温等离子plc操控台41进行控制温度，操作比较安全智能。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。