[发明专利]一种用于芯片质子交换的机械臂控制夹具及其使用方法

权利要求书

1.一种用于芯片质子交换的机械臂控制夹具，固定于质子交换炉的顶端及内部，其特征在于，包括：

固定模块，所述固定模块包括互相连接的固定底座和温度隔绝机构，所述固定底座安装于所述质子交换炉的顶端；

电机控制装置，所述电机控制装置设于所述温度隔绝机构的内部且其上设置有位移控制按钮；

传动装置，所述传动装置安装于所述温度隔绝机构上且与所述电机控制装置电连接；

机械转动悬臂，所述机械转动悬臂与所述传动装置转动连接；所述传动装置上设置有能够操纵所述机械转动悬臂实现上下运动的摇臂结构，所述摇臂结构由所述电机控制装置控制；

机械位移臂，所述机械转动悬臂远离所述传动装置的端部与所述机械位移臂的一端固连，所述机械位移臂的另外一端伸入机械位移臂滑动槽内且能够实现与所述机械位移臂滑动槽的相对滑动；所述传动装置上还设置有能够操纵所述机械位移臂实现水平运动的伸缩结构，所述伸缩结构由所述电机控制装置控制；

夹具卡持模块，所述机械位移臂滑动槽远离所述机械位移臂的端部与所述夹具卡持模块的一端垂直固连；

芯片夹具，所述芯片夹具包括夹具杆和芯片放置槽，所述夹具卡持模块的另外一端与所述夹具杆连接，所述夹具杆远离所述夹具卡持模块的一端与所述芯片放置槽连接；所述芯片放置槽为一用于固定铌酸锂基片的玻璃皿；

所述传动装置、所述机械转动悬臂、所述机械位移臂、所述夹具卡持模块以及所述芯片夹具均位于所述质子交换炉的内部。

2.根据权利要求1所述的一种用于芯片质子交换的机械臂控制夹具，其特征在于，所述位移控制按钮包含“上”、“下”、“左”、“右”四个方位的位移控制，以实现所述芯片夹具四个维度的移动控制。

3.根据权利要求1所述的一种用于芯片质子交换的机械臂控制夹具，其特征在于，所述夹具卡持模块与所述夹具杆通过插接方式实现固定；所述夹具卡持模块与所述夹具杆相连接的一端内部设有与所述夹具杆外径相匹配的中空槽。

4.根据权利要求1所述的一种用于芯片质子交换的机械臂控制夹具，其特征在于，所述夹具卡持模块采用聚合物材料制作而成。

5.根据权利要求1所述的一种用于芯片质子交换的机械臂控制夹具，其特征在于，所述夹具杆与所述芯片放置槽为一体成型结构。

6.根据权利要求1所述的一种用于芯片质子交换的机械臂控制夹具，其特征在于，所述夹具杆与所述芯片放置槽采用二氧化硅材料制作而成。

7.根据权利要求1所述的一种用于芯片质子交换的机械臂控制夹具，其特征在于，所述芯片放置槽为一直径15-25cm的底部镂空、带有芯片槽隔板的玻璃皿。

8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的机械臂控制夹具进行质子交换的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将铌酸锂基片放入所述芯片放置槽内；

S2：通过所述位移控制按钮控制所述机械转动悬臂和所述机械位移臂，以将所述芯片放置槽缓慢放入所述质子交换炉中石英管道内质子交换液的上方，进行预热；

S3：待所述质子交换炉控制界面显示温度稳定后，通过所述位移控制按钮将所述芯片放置槽下放到所述质子交换炉中石英管道的底部进行质子交换；

S4：质子交换结束后，通过所述位移控制按钮控制所述芯片放置槽移出所述质子交换炉，关闭质子交换炉控制程序。

9.根据权利要求8所述的一种根据机械臂控制夹具进行质子交换的方法，其特征在于，所述芯片放置槽在质子交换液内停留的时长控制在3min-6min的范围。

10.根据权利要求8所述的一种根据机械臂控制夹具进行质子交换的方法，其特征在于，在执行该方法之前，须先将盛装有质子交换液的石英管道放入所述质子交换炉内，接着，启动所述质子交换炉将石英管道内的质子交换液加热至200℃，再缓慢升温至240℃并保持稳定；之后，将铌酸锂基片先装载到铌酸锂基片夹具上，在烘箱中预热至240℃，再将其放入所述芯片放置槽内。