一种高真空样品储存装置的制作方法

专利2022-06-30  49


本发明涉及一种高真空样品储存装置,属于扫描电镜、透射电镜、半导体真空配件技术领域。



背景技术:

半导体及电镜行业中的样品需要保持无污染状态,才能最大程度的保证实验的科学性及准确性,目前市场上针对样品储存主要有两种,一种是放在干燥箱,只能少量避免水汽对样品的污染;另外一种是放在真空环境下,极大程度上保护了样品不受空气污染,目前国外有此类样品托的储存方案,但是各储存仓联通,取样和放样的过程会使其他储存仓同时暴露在大气环境下,这样就会影响其他样品的储存效果。



技术实现要素:

本发明针对上述背景所提及的问题,而采取以下技术方案来实现:

一种高真空样品储存装置,包括主室,所述主室一侧连通有真空规,所述主室的顶部连通有对接室,所述对接室的一端通过连通机构连通有样品仓,所述样品仓的内部设有铜网装夹机构,所述连通机构包括外筒、中筒和内筒,所述对接室一端与外筒相连通,所述中筒的一端套设在外筒另一端内部,且所述中筒伸入外筒的一端侧壁上开设有多个开口,且所述中筒伸入外筒一端端部密封设置,所述中筒上固定套设有第一o型圈,所述内筒的一端通过互锁机构套设在中筒的另一端内部,所述内筒另一端通过头部螺纹与样品仓相连通。

作为优选实例,所述样品仓包括壳体、盖板和视窗,所述盖板和视窗利用无影胶粘连,壳体有螺纹孔与内筒头部螺纹相配合,壳体和内筒对接处起密封作用的是第二o型圈,所述壳体和盖板之间连接处设有对所述壳体和盖板之间连接处起密封作用的第三o型圈,所述样品仓上的壳体通过定位销与铜网装夹机构固定连接。

作为优选实例,所述互锁机构包括定位环,所述定位环通过顶紧螺丝与中筒相固定,所述内筒上设有凸起,所述定位环上设有与凸起相匹配的凹槽,当所述内筒上的凸起与定位环凹槽相卡接,当所述内筒旋转°时,所述内筒与定位环呈锁死状态,所述定位环上还通过圆柱销转动连接有限位条。

作为优选实例,当所述限位条在圆柱销上相对于定位环转动到度时,限位条在重力作用下靠在中筒的外圆周面,一直保持度状态,此时所述中筒上的多个气孔与对接室不连通,且所述第一o型圈密封在中筒与外筒连通处。

作为优选实例,当所述限位条在圆柱销上相对于定位环转动到度时,推动样品仓,由于内筒和定位环接触,连同中筒运动,直到外筒和限位条的一侧相抵,此时所述中筒上的多个气孔均与对接室相连通,且所述第一o型圈密封中筒与对接室连通处。

作为优选实例,所述主室的底部与外部真空泵相连通,且所述主室上设有用于外部真空泵和主室二者之间通断的一级阀门。

作为优选实例,所述主室上还设有用于主室与对接室二者之间通断的二级阀门。

作为优选实例,所述对接室的形状为六边形,所述样品仓的个数为六个,六个所述样品仓的一端分别通过六个连通机构与对接室相连通,每个所述样品仓的内部设有四个铜网装夹机构。

作为优选实例,所述对接室与外筒二者之间连通处设有对对接室和外筒二者连通处起密封作用的第四o型圈,所述外筒与中筒二者之间连通处还设有对外筒与中筒二者之间连通处起密封作用的第五o型圈,所述中筒和内筒二者之间连通处设有对中筒和内筒二者之间连通处起密封作用的第六o型圈。

作为优选实例,中筒还设有槽口,槽口处配合设有波珠螺丝。

本发明的有益效果是:

1、连通机构的设计能够保证各个样品仓之间的相互独立,真空环境互不干扰,极大程度上提高了样品的纯净度;

2、装卸样品仓时,由于真空模块与外界隔绝,所以不用反复启停,进而大大提高了效率;

3、内筒与外筒之间的互锁机构保障了样品仓与对接室及连通机构的安全连接,避免了误操作所带来的影响(如误拔样品仓,连通机构会直接通过中筒的气孔直连大气,对外部真空泵等器件造成损坏);

4、装样操作简单、方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明的俯视图;

图3为本发明中样品仓、连通机构和对接室所形成的整体在限位条相对于中筒呈竖直状态时且从上往下竖直剖的剖视图;

图4为本发明中样品仓、连通机构和对接室所形成的整体在限位条相对于中筒呈水平状态时且从上往下竖直剖的剖视图;

图5为图3和/或图4中a部分的结构示意图;

图6为本发明中定位环、气孔、内筒、限位条、圆柱销、顶紧螺丝在中筒上的结构示意图;

图7为本发明中铜网装夹机构的结构示意图;

图8为图7中从上到下竖直剖的剖视图。

图中:铜网装夹机构1、样品仓2、滚花螺丝3、对接室4、二级阀门5、一级阀门6、主室7、真空规8、第四o型圈9、第一o型圈10、外筒11、中筒12、第五o型圈13、定位板14、右夹紧块15、第六o型圈16、铜网17、限位条18、圆柱销19、定位环20、内筒21、第二o型圈22、左夹紧块23、壳体24、盖板25、视窗26、顶紧螺丝27、弹簧28、定位销29、开口气孔30、连通机构31、波珠螺丝32、第三o型圈33。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。

如图1-8所示,一种高真空样品储存装置,包括主室7,主室7一侧连通有真空规8,主室7的顶部连通有对接室4,对接室4的一端通过连通机构31连通有样品仓2,样品仓2的内部设有铜网装夹机构1,连通机构31包括外筒11、中筒12和内筒21,对接室4一端与外筒11相连通,中筒12的一端套设在外筒11另一端内部,且中筒12伸入外筒11的一端侧壁上开设有多个开口30,且中筒12伸入外筒11一端端部密封设置,中筒12上固定套设有第一o型圈10,内筒21的一端通过互锁机构套设在中筒12的另一端内部,内筒21另一端通过头部螺纹与样品仓2相连通。

样品仓2包括壳体24、盖板25和视窗26,盖板25和视窗26利用无影胶粘连,壳体24有螺纹孔与内筒21头部螺纹相配合,壳体24和内筒21对接处起密封作用的是第二o型圈22,壳体24和盖板25之间连接处设有对壳体24和盖板25之间连接处起密封作用的第三o型圈33,样品仓2上的壳体24通过定位销29与铜网装夹机构1固定连接。

互锁机构包括定位环20,定位环20通过顶紧螺丝27与中筒12相固定,内筒21上设有凸起,定位环20上设有与凸起相匹配的凹槽,当内筒21上的凸起与定位环20凹槽相卡接,当内筒21旋转30°时,内筒21与定位环20呈锁死状态,定位环21上还通过圆柱销19转动连接有限位条18。

当限位条18在圆柱销19上相对于定位环20转动到0度时,限位条18在重力作用下靠在中筒12的外圆周面,一直保持0度状态,此时中筒12上的多个气孔30与对接室4不连通,且第一o型圈10密封在中筒12与外筒11连通处。

当限位条18在圆柱销19上相对于定位环20转动到90度时,推动样品仓2,由于内筒21和定位环20接触,连同中筒12运动,直到外筒11和限位条18的一侧相抵,此时中筒12上的多个气孔30均与对接室4相连通,且第一o型圈10密封中筒12与对接室4连通处。

主室7的底部与外部真空泵相连通,且主室7上设有用于外部真空泵和主室7二者之间通断的一级阀门6。

主室7上还设有用于主室7与对接室4二者之间通断的二级阀门5。

对接室4的形状为六边形,样品仓2的个数为六个,六个样品仓2的一端分别通过六个连通机构与对接室4相连通,每个样品仓2的内部设有四个铜网装夹机构1。

对接室4与外筒11二者之间连通处设有对对接室4和外筒11二者连通处起密封作用的第四o型圈9,外筒11与中筒12二者之间连通处还设有对外筒11与中筒12二者之间连通处起密封作用的第五o型圈13,中筒12和内筒21二者之间连通处设有对中筒12和内筒21二者之间连通处起密封作用的第六o型圈16。

中筒12还设有槽口,槽口处配合设有波珠螺丝32。

铜网装夹机构1包括弹簧28、左夹紧块23、铜网17、右夹紧块15、定位板14、滚花螺丝3,左夹紧块23和右夹紧块15镶嵌配合,左夹紧块23的外侧壁和右夹紧块15的外侧壁上均设有用于定位弹簧28的圆弧槽,弹簧28分别固定在两个圆弧槽上,且弹簧28在左夹紧块23和右夹紧块15所形成的整体上环绕一周,定位板14固定连接在右夹紧块15一侧,且弹簧28的两端固定在定位板14上,定位板14上开设有通孔,右夹紧块15且上开设有螺纹通孔,当左夹紧块23和右夹紧块15处于夹紧状态时,此时滚花螺栓6一端贯穿通孔并与右夹紧块15上的螺纹通孔螺纹连接,且滚花螺栓6一端端部与左夹紧块23一侧相抵,铜网17固定在左夹紧块23和右夹紧块15之间。

左夹紧块23和右夹紧块15上均开设有凹槽,当左夹紧块23和右夹紧块15夹紧形成整体时,两个凹槽形成一个封闭的空腔,因部分样品需要低温的实验环境,所以在夹紧铜网17的状态下,可以在空腔内手动倒入用于冷却铜网17的液氮。

左侧夹紧块23底部开有销孔,定位销29一端和销孔配合,样品仓2的壳体24底部开有销孔与定位销29配合,从而实现铜网装夹机构1与样品仓2之间的固定。

本装置的工作原理:

由于对接室4与中筒12之间第一o型圈10的密封效果,对接室4与中筒12之间是隔绝的,限位条18位置水平,防止中筒12受到大气压力向左移动,使第一o型圈10脱离外筒11内表面,失去密封效果,对接室4的真空环境受到破坏,另外,中筒12还设有槽口,槽口处配合设有波珠螺丝32,波珠螺丝32头部与中筒12上的槽口配合,其侧向承受力足以与大气压力相抵消,可以防止中筒12在大气压力作用下向左移动,进而破坏真空环境,相当于给整个安全保护上了双重保险,内筒21拧在样品仓2上,整体插入中筒12,内筒21与定位环20设计有相互匹配的凸起和凹槽结构,插入时对准凹凸结构,待完全插入,内筒21旋转30度,内筒21与定位环20会锁死,若在真空环境下,误操作把样品仓2及内筒21拔出,真空系统造成不可逆的损坏,所以这种互锁机构避免了误操作所带来的的危害,下一步利用限位条18绕着圆柱销19旋转90度,抓住样品仓2往前推,直到限位环18端面与外筒11端面接触,此时第一o型圈10脱离外筒11,并使得中筒12和对接室4进行密封,外筒11与中筒12之间由第四o型圈13进行密封,对接室4与样品仓2通过中筒12上的开口30连通,从而使样品仓2获得真空环境,所有样品都实现真空储存的目的,当要取出样品时,保持定位环20与内筒21的凹凸结构锁死状态,抓住样品仓2往外拉,直到第一o型圈10介于外筒11与中筒12之间,此时限位条18能顺利绕圆柱销19旋转90度,然后旋转样品仓2,使内筒21与定位环20凹凸结构可以脱离状态,拉出样品仓2,打开样品仓盖板25就可以取出铜网装夹机构1,进而取出样品铜网17。

铜网装夹机构1的工作原理如下:

放置铜网17时,初始状态下,弹簧28处于拉伸状态,为左夹紧块23和右夹紧块15提供夹紧力,手动正向旋转滚花螺丝3,滚花螺丝3顶部抵住左夹紧块23移动,弹簧28会在寿命范围内继续拉伸,滚花螺丝3会克服弹力,从而使左夹紧块23和右夹紧块15之间出现缝隙,此时放置铜网17在左夹紧块23和右夹紧块15之间所形成的缝隙处,反向旋转滚花螺丝3,等到滚花螺丝3顶部与左夹紧块23分离时,左夹紧块23和右夹紧块15会在弹簧28的弹力作用下,夹紧铜网17,从而实现装夹目的;

取出铜网17时,顺时针方向旋转滚花螺丝3,此时弹簧28再次继续拉伸,直到顶开左夹紧块23,由于滚花螺丝3会克服弹簧28的弹力,所以可以轻松取出铜网17。

左侧夹紧块23底部开有销孔,定位销29一端和销孔配合,样品仓2的壳体24底部开有销孔与定位销29配合,从而实现铜网装夹机构1与样品仓2之间的固定。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征:

1.一种高真空样品储存装置,包括主室(7),其特征在于:所述主室(7)一侧连通有真空规(8),所述主室(7)的顶部连通有对接室(4),所述对接室(4)的一端通过连通机构(31)连通有样品仓(2),所述样品仓(2)的内部设有铜网装夹机构(1),所述连通机构(31)包括外筒(11)、中筒(12)和内筒(21),所述对接室(4)一端与外筒(11)相连通,所述中筒(12)的一端套设在外筒(11)另一端内部,且所述中筒(12)伸入外筒(11)的一端侧壁上开设有多个开口(30),且所述中筒(12)伸入外筒(11)一端端部密封设置,所述中筒(12)上固定套设有第一o型圈(10),所述内筒(21)的一端通过互锁机构套设在中筒(12)的另一端内部,所述内筒(21)另一端通过头部螺纹与样品仓(2)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种高真空样品储存装置,其特征在于:所述样品仓(2)包括壳体(24)、盖板(25)和视窗(26),所述盖板(25)和视窗(26)利用无影胶粘连,壳体(24)有螺纹孔与内筒(21)头部螺纹相配合,壳体(24)和内筒(21)对接处起密封作用的是第二o型圈(22),所述壳体(24)和盖板(25)之间连接处设有对所述壳体(24)和盖板(25)之间连接处起密封作用的第三o型圈(33),所述样品仓(2)上的壳体(24)通过定位销(29)与铜网装夹机构(1)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种高真空样品储存装置,其特征在于:所述互锁机构包括定位环(20),所述定位环(20)通过顶紧螺丝(27)与中筒(12)相固定,所述内筒(21)上设有凸起,所述定位环(20)上设有与凸起相匹配的凹槽,当所述内筒(21)上的凸起与定位环(20)凹槽相卡接,当所述内筒(21)旋转30°时,所述内筒(21)与定位环(20)呈锁死状态,所述定位环(21)上还通过圆柱销(19)转动连接有限位条(18)。

4.根据权利要求3所述的一种高真空样品储存装置,其特征在于:当所述限位条(18)在圆柱销(19)上相对于定位环(20)转动到0度时,限位条(18)在重力作用下靠在中筒(12)的外圆周面,一直保持0度状态,此时所述中筒(12)上的多个气孔(30)与对接室(4)不连通,且所述第一o型圈(10)密封在中筒(12)与外筒(11)连通处。

5.根据权利要求3所述的一种高真空样品储存装置,其特征在于:当所述限位条(18)在圆柱销(19)上相对于定位环(20)转动到90度时,推动样品仓(2),由于内筒(21)和定位环(20)接触,连同中筒(12)运动,直到外筒(11)和限位条(18)的一侧相抵,此时所述中筒(12)上的多个气孔(30)均与对接室(4)相连通,且所述第一o型圈(10)密封中筒(12)与对接室(4)连通处。

6.根据权利要求1所述的一种高真空样品储存装置,其特征在于:所述主室(7)的底部与外部真空泵相连通,且所述主室(7)上设有用于外部真空泵和主室(7)二者之间通断的一级阀门(6)。

7.根据权利要求1所述的一种高真空样品储存装置,其特征在于:所述主室(7)上还设有用于主室(7)与对接室(4)二者之间通断的二级阀门(5)。

8.根据权利要求1所述的一种高真空样品储存装置,其特征在于:所述对接室(4)的形状为六边形,所述样品仓(2)的个数为六个,六个所述样品仓(2)的一端分别通过六个连通机构与对接室(4)相连通,每个所述样品仓(2)的内部设有四个铜网装夹机构(1)。

9.根据权利要求1所述的一种高真空样品储存装置,其特征在于:所述对接室(4)与外筒(11)二者之间连通处设有对对接室(4)和外筒(11)二者连通处起密封作用的第四o型圈(9),所述外筒(11)与中筒(12)二者之间连通处还设有对外筒(11)与中筒(12)二者之间连通处起密封作用的第五o型圈(13),所述中筒(12)和内筒(21)二者之间连通处设有对中筒(12)和内筒(21)二者之间连通处起密封作用的第六o型圈(16)。

技术总结
本发明公开了一种高真空样品储存装置,属于扫描电镜、透射电镜、半导体真空配件技术领域。它包括主室,所述主室一侧连通有真空规,所述主室的顶部连通有对接室。连通机构的设计能够保证各个样品仓之间的相互独立,真空环境互不干扰,极大程度上提高了样品的纯净度;装卸样品仓时,由于真空模块与外界隔绝,所以不用反复启停,进而大大提高了效率;内筒与外筒之间的互锁机构保障了样品仓与对接室及连通机构的安全连接,避免了误操作所带来的影响;装样操作简单、方便。

技术研发人员:陈栋;张政;郭云飞;黄勇;衡潘
受保护的技术使用者:上海微纳国际贸易有限公司
技术研发日:2020.03.26
技术公布日:2020.06.05

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