CN111013970A - 生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，包括清洁口、Cu2O包裹层生产屏、导丝定速轮、分丝轮、上电极导向轮、一体化混合气体反应、烧结室、下电极导向轮、PVA溶液浸润槽、风热***和同步定速收线轮。本发明提供的新型***节约能源的同时使杜美丝丝材表面极速生成100%氧化亚铜并使上述表面没有生成氧化铜因子的条件而立刻被同室烧结；无缝隙地凃上PVA抗氧化膜凃层，并又立刻被热风源烘干；提高杜美丝的质量。
Description
技术领域
本发明属于半导体、电真空器件、照明器材的封接制造领域，涉及电光源类半导封、电真空器件、照明器材的封接用纳米超高纯Cu2O杜美丝材料的制造，具体涉及一种生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置。
背景技术
市场上普遍应用的红色、白色、黄色、无硼杜美丝在生成Cu2O过程时都是在H2或液化石油气环境场合中采用普通工频加热至850～1400℃后涂层或不涂层再烧结而成，这一慢加热生成Cu2O后的涂层或不涂层再烧结过程工艺，一般都会将杜美丝表面包裹层生成氧化亚铜的氧化炉与生成氧化亚铜后的烧结工艺烧结炉分开来，这种工艺的缺点就是从氧化炉中生成好氧化亚铜因丝材在过渡到烧结炉的的间隙中，表面温度一搬在400℃以上，这个过程，实际上就不能确保杜美丝表面包裹层生成100%氧化亚铜，或者，杜美丝表面在显微镜下观察或多或少地出现细小裂纹状，因在未经烧结而与空气作短时间接触时，杜美丝丝材表面就会有条件变有氧化铜的比例因素，而后的烧结炉烧结工艺也没有进行无缝隙涂上PVA抗氧化膜凃层与热风源烘干，这样的生产工艺对控制杜美丝产品品质就存在了先天性暇疵，极易影响成品杜美丝作为半导体和照明灯玻璃封接时的100%致密性、特殊贮存条件，从而导致下游产品质量不稳定因素的提高，使社会整体经济效益降低。同时，这种生产杜美丝的方法是将空芯石英玻璃管置于加热炉的高温气氛中，施加导致生成Cu2O的气体，会使空芯石英玻璃管使用寿命缩，一般使用不超过170小时就会报废，所以，生产成本和质量控制成为产品占领市场份额的瓶颈。
因此，针对市场上现有的杜美丝生产工艺，还有如下需要改进的问题：1，丝表面化学法清洗清洁丝表面存在有害氧化物和污垢以及流水冲洗后形成对环境的二次污染；2，单种类分体式液化石油气、工频电炉、高频感应、微波源等加热源氧化炉进行氧化生成Cu2O方法后再间隙过渡到烧结炉烧结，这一间隔过程使得生成Cu2O后的丝表面自行存在了氧化铜，影响了丝表面的纳米级Cu2O纯度和结合强度，直接导致下游产品使用寿命缩短；3，原工艺烧结Cu2O包裹层在用户后续使用时易脱落、龟裂，杜美丝表面在显微镜下观察或多或少地出现细小裂纹状，还存一定的仓储和库存期限，产品库存周期一长，成品杜美丝报废率风险增加；4，生产高纯度纳米级表面包裹层Cu2O杜美丝的方法是将空芯石英玻璃管置于加热炉的高温气氛中，施加导致生成Cu2O的气体，会使空芯石英玻璃管使用寿命缩，一般使用不超过170小时就会报废，所以，生产成本和质量控制成为产品占领市场份额的瓶颈。
发明内容
发明目的： 本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种可大大提高杜美丝表面Cu2O包覆层纯度的氧化、烧结、涂膜一体化装置。
技术方案： 本发明所述的生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，包括清洁口、Cu2O包裹层生产屏、导丝定速轮、分丝轮、上电极导向轮、一体化混合气体反应、烧结室、Cu2O反应与烧结的一体化程控室、下电极导向轮、PVA溶液浸润槽、风热***和同步定速收线轮，经清洁的丝材由清洁口送入，进入Cu2O包裹层生产屏，在Cu2O包裹层生产屏内依次经过导丝定速轮、分丝轮、上电极导向轮、一体化混合气体反应、烧结室、下电极导向轮、PVA溶液浸润槽、风热***和同步定速收线轮，完成Cu2O包裹和涂膜，Cu2O反应与烧结过程由Cu2O反应与烧结的一体化程控室控制进行。
进一步地，所述一体化混合气体反应、烧结室包括气体反应管，磁控腔和磁控腔内胆，所述气体反应管的两端分别设有丝材入口和出口，所述气体反应管的入口端设有混合气体入口和混合气体出口；所述气体反应管外侧罩设所述磁控腔内胆，所述磁控腔内胆外侧设置所述磁控腔，所述一体化混合气体反应、烧结室外侧罩设屏蔽外壳；所述丝材入口和出口内设有封口体，所述封口体为锥台结构，小头端伸向清洁保护罩内部，所述封口体中心设置丝线导向孔，丝材由所述导向孔穿入穿出。
进一步地，为更好的控制Cu2O包裹层生成过程中的送丝稳定性，进而提高杜美丝的生产质量，所述导丝定速轮上设有测速反馈编码器。
进一步地，为避免导丝过程中因导送速度不稳定导致的产品质量低下的问题，所述导丝定速轮还配设一组弹性自动阻尼压轮，所述弹性自动阻尼压轮包括第一压臂、第二压臂和压轮，所述第一压臂和第二压臂分别设置于所述压轮的两侧，且一端与压轮转轴连接，所述第一压臂和第二压臂的另一端固定在Cu2O包裹层生产屏上，所述第一压臂、第二压臂与压轮转轴的连接处还设有弹性部件，实现压轮紧压在导丝定速轮上。
进一步地，为提高收丝过程的稳定性，所述同步定速收线轮还配设转动式压力阻尼装置，所述转动式压力阻尼装置位于同步定速收线轮的正上方，所述转动式压力阻尼装置包括一组等腰三角形设置的转轴，转轴上套设滚轮，滚轮上套设传送皮带，转动式压力阻尼装置的底部皮带段环绕于同步定速收线轮上，转动式压力阻尼装置定速旋转，通过传送皮带实现对同步定速收线轮的阻尼调节，使同步定速收线轮定速转动。
进一步地，为提高杜美丝表面Cu2O包裹层的生成质量，最大化的减少外界不稳定因素的影响，所述混合气体入口连接各路气体的输入管道，且每路气体的输入管道和输出管道上设有智能气体流量仪，混合气体入口的压力始终大于混合气体出口的压力，监控气流量精度至0.001ml/min。
进一步地，为提高丝材表面洁净度，进而提高杜美丝的品质，还包括丝材等离子超净化处理器，所述丝材等离子超净化处理器位于清洁口上游，所述丝材等离子超净化处理器包括清洁保护罩，所述清洁保护罩上设有丝材入口和丝材出口，所述清洁保护罩连接微波源，微波源与直流电源形成双特定频差，由程控电源控制供给一体化混合气体反应、烧结室、等离子超净化处理器；所述丝材入口和丝材出口内均设有封口体，所述封口体为锥台结构，小头端伸向清洁保护罩内部，所述封口体中心设置丝线导向孔，丝材由所述导向孔穿入穿出。
进一步地，所述微波源和直流电源频差范围为2455MHZ-100KHZ。
进一步地，该装置内还设有激光温度检测仪、色温传感器、气体流量控制仪和温度传感器，所述激光温度检测仪、色温传感器、气体流量控制仪和温度传感器与PLC智能控制***连接，并通过PLC智能控制***智能控制。
进一步地，为避免在杜美丝收丝过程中因外力影响导致丝材变形的问题，所述同步定速收线轮下游还设有丝材导向矫直组件，所述导向矫直组件固定于Cu2O包裹层生产屏上，所述导向矫直组件包括可转动定形矫直橡胶压辊、导向管、导向管固定箍和支撑板；所述导向管位于可转动定形矫直橡胶压辊下游，支撑板固定于Cu2O包裹层生产屏上，导向管通过一组导向管固定箍固定在所述支撑板上。
有益效果：本发明提供的高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，在总结原有生产工艺和具体实施方法上，主要做了四大改变：第一，将原来分体式生成氧化亚铜的氧化炉和烧结炉合为一体；第二，应用双频程控电源一体化频率差动法解决杜美丝表面包裹层氧化亚铜超纯度100%瓶颈；第三，增设等离子金属表面处理技术对原材料杜美丝丝材表面进行除污垢和活化；第四，增设超高纯Cu2O烧结后无缝隙PVA凃抗氧化膜凃层。这样做的有益好处是：第一，节约能源的同时使杜美丝丝材表面极速生成100%氧化亚铜并使上述表面没有生成氧化铜因子的条件而立刻被同室烧结；第二，烧结固化的100%氧化亚铜杜美丝丝材表面在未接触空气时，就被无缝隙地凃上PVA抗氧化膜凃层，并又立刻被热风源烘干；第三，进一步优化了产品工艺结构，设备自能化程度和能源利用率水平得到充分提高。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图；
其中 ：1、清洁口，2、Cu2O包裹层生产屏，3、导丝定速轮，4、分丝轮，5、上电极导向轮，6、一体化混合气体反应、烧结室，61、气体反应管，62、磁控腔，63、磁控腔内胆，64、混合气体入口，65、屏蔽外壳，66、封口体，67、混合气体出口，7、下电极导向轮，8、PVA溶液浸润槽，9、风热***，10、同步定速收线轮，31、第一压臂，32、第二压臂，33、压轮，11、PLC智能控制***，12、丝材等离子超净化处理器，121、清洁保护罩，13导向矫直组件，131、可转动定形矫直橡胶压辊，132、导向管，133、导向管固定箍，134、支撑板，14、转动式压力阻尼装置，141、滚轮，142、传送皮带，15、丝材。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：一种生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，包括清洁口1、Cu2O包裹层生产屏2、导丝定速轮3、分丝轮4、上电极导向轮5、一体化混合气体反应、烧结室6、Cu2O反应与烧结的一体化程控室、下电极导向轮7、PVA溶液浸润槽8、风热***9和同步定速收线轮10，经清洁的丝材15由清洁口1送入，进入Cu2O包裹层生产屏2，在Cu2O包裹层生产屏内依次经过导丝定速轮3、分丝轮4、上电极导向轮5、一体化混合气体反应、烧结室6、下电极导向轮7、PVA溶液浸润槽8、风热***9和同步定速收线轮10，完成Cu2O包裹和涂膜；Cu2O反应与烧结过程由Cu2O反应与烧结的一体化程控室控制进行；导丝定速轮3上设有测速反馈和编码器。
所述导丝定速轮3还配设一组弹性自动阻尼压轮，所述弹性自动阻尼压轮包括第一压臂31、第二压臂32和压轮33，所述第一压臂31和第二压臂32分别设置于所述压轮33的两侧，且一端与压轮转33轴连接，所述第一压臂31和第二压臂32的另一端固定在Cu2O包裹层生产屏2上，所述第一压臂31、第二压臂32与压轮33转轴的连接处还设有弹性部件，该弹性部件可以是但不限于弹簧或弹片，实现压轮33紧压在导丝定速轮3上。该系装置内还设有温度检测仪和温度传感器，所述温度检测仪和温度传感器与PLC智能控制***11连接，并通过PLC智能控制***11智能控制。
所述同步定速收线轮10还配设转动式压力阻尼装置14，所述转动式压力阻尼装置14位于同步定速收线轮10的正上方，所述转动式压力阻尼装置14包括一组等腰三角形设置的转轴，转轴上套设滚轮141，滚轮上套设传送皮带142，转动式压力阻尼装置的底部皮带段环绕于同步定速收线轮10上，转动式压力阻尼装置14定速旋转，通过传送皮带实现对同步定速收线轮的阻尼调节，使同步定速收线轮定速转动
所述一体化混合气体反应、烧结室6包括气体反应管61，磁控腔62和磁控腔内胆63，所述气体反应管61的两端分别设有丝材入口和出口，所述气体反应管的入口端设有混合气体入口64和混合气体出口67；所述气体反应管外侧罩设所述磁控腔内胆63，所述磁控腔内胆63外侧设置所述磁控腔62，所述一体化混合气体反应、烧结室外侧罩设屏蔽外壳65；所述丝材入口和出口内设有封口体66，所述封口体为锥台结构，小头端伸向清洁保护罩内部，所述封口体中心设置丝线导向孔，丝材由所述导向孔穿入穿出；混合气体入口64连接各路气体的输入管道，且每路气体的输入管道和输出管道上设有智能气体流量仪，混合气体入口的压力始终大于混合气体出口的压力，监控气流量精度至0.001ml/min。
清洁口1的上游设有丝材等离子超净化处理器12，所述丝材等离子超净化处理器包括清洁保护罩121，所述清洁保护罩121上设有丝材入口和丝材出口，所述清洁保护罩连接微波源，微波源与直流电源形成双特定频差，由程控电源控制供给一体化混合气体反应、烧结室、等离子超净化处理器；所述微波源和直流电源频差范围为2455MHZ-100KHZ；其供电过程由***程控电源控制；所述丝材入口和丝材出口内均设有封口体，所述封口体为锥台结构，小头端伸向清洁保护罩内部，所述封口体中心设置丝线导向孔，丝材由所述导向孔穿入穿出。
同步定速收线轮10下游还设有丝材导向矫直组件13，所述导向矫直组件固定于Cu2O包裹层生产屏2上，所述导向矫直组件13包括可转动定形矫直橡胶压辊131、导向管132、导向管固定箍133和支撑板134；所述导向管132位于可转动定形矫直橡胶压辊131下游，支撑板134固定于Cu2O包裹层生产屏2上，导向管132通过一组导向管固定箍133固定在所述支撑板134上。
在实际生产中，原丝由放丝***送入丝材等离子超净化处理器，通过等离子体作用对丝材表面进行除污垢和活化，清洁后的丝材送入丝材包裹层生成***，裸丝材***在特定频差內的一体化混合氧化亚铜反应、烧结室；反应室完成杜美丝表面包裹层优先生成超纯度氧化亚铜后，使上述表面没有生成氧化铜因子的条件而被烧结；这种杜美丝丝材表面超快加热和混合气体一体化反应、烧结室结构成为无过渡缝隙期烧结，又无过渡期缝隙被PVA表面抗氧化剂结合、烘干固化的过程，就生成了各类半导体、电真空器件、照明玻璃封结所需的超纯Cu2O高致密性纳米层杜美丝材料；最后送入收丝***通过导向矫直组件后收入跌落式同步收线桶内，完成超高纯度杜美丝的生产和收卷。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：包括清洁口、Cu2O包裹层生产屏、导丝定速轮、分丝轮、上电极导向轮、一体化混合气体反应、烧结室、Cu2O反应与烧结的一体化程控室、下电极导向轮、PVA溶液浸润槽、风热***和同步定速收线轮，经清洁的丝材由清洁口送入，进入Cu2O包裹层生产屏，在Cu2O包裹层生产屏内依次经过导丝定速轮、分丝轮、上电极导向轮、一体化混合气体反应、烧结室、下电极导向轮、PVA溶液浸润槽、风热***和同步定速收线轮，完成Cu2O包裹和涂膜，Cu2O反应与烧结过程由Cu2O反应与烧结的一体化程控室控制进行。
2.根据权利要求1所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：所述一体化混合气体反应、烧结室包括气体反应管，磁控腔和磁控腔内胆，所述气体反应管的两端分别设有丝材入口和出口，所述气体反应管的入口端设有混合气体入口和混合气体出口；所述气体反应管外侧罩设所述磁控腔内胆，所述磁控腔内胆外侧设置所述磁控腔，所述一体化混合气体反应、烧结室外侧罩设屏蔽外壳；所述丝材入口和出口内设有封口体，所述封口体为锥台结构，小头端伸向清洁保护罩内部，所述封口体中心设置丝线导向孔，丝材由所述导向孔穿入穿出。
3.根据权利要求1所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：所述导丝定速轮上设有测速反馈和编码器。
4.根据权利要求1所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：所述导丝定速轮还配设一组弹性自动阻尼压轮，所述弹性自动阻尼压轮包括第一压臂、第二压臂和压轮，所述第一压臂和第二压臂分别设置于所述压轮的两侧，且一端与压轮转轴连接，所述第一压臂和第二压臂的另一端固定在Cu2O包裹层生产屏上，所述第一压臂、第二压臂与压轮转轴的连接处还设有弹性部件，实现压轮紧压在导丝定速轮上。
5.根据权利要求1所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：所述同步定速收线轮还配设转动式压力阻尼装置，所述转动式压力阻尼装置位于同步定速收线轮的正上方，所述转动式压力阻尼装置包括一组等腰三角形设置的转轴，转轴上套设滚轮，滚轮上套设传送皮带，转动式压力阻尼装置的底部皮带段环绕于同步定速收线轮上，转动式压力阻尼装置定速旋转，通过传送皮带实现对同步定速收线轮的阻尼调节，使同步定速收线轮定速转动。
6.根据权利要求1所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：所述混合气体入口连接各路气体的输入管道，且每路气体的输入管道和输出管道上设有智能气体流量仪，混合气体入口的压力始终大于混合气体出口的压力，监控气流量精度至0.001ml/min。
7.根据权利要求1所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：还包括丝材等离子超净化处理器，所述丝材等离子超净化处理器位于清洁口上游，所述丝材等离子超净化处理器包括清洁保护罩，所述清洁保护罩上设有丝材入口和丝材出口，所述清洁保护罩连接微波源，微波源与直流电源形成双特定频差，由程控电源控制供给一体化混合气体反应、烧结室、等离子超净化处理器；所述丝材入口和丝材出口内均设有封口体，所述封口体为锥台结构，小头端伸向清洁保护罩内部，所述封口体中心设置丝线导向孔，丝材由所述导向孔穿入穿出。
8.根据权利要求7所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：所述微波源和直流电源频差范围为2455MHZ-100KHZ。
9.根据权利要求1所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：该装置内还设有激光温度检测仪、色温传感器、气体流量控制仪和温度传感器，所述激光温度检测仪、色温传感器、气体流量控制仪和温度传感器与PLC智能控制***连接，并通过PLC智能控制***智能控制。
10.根据权利要求1所述生产高纯杜美丝包覆层的氧化、烧结、涂膜一体化装置，其特征在于：所述同步定速收线轮下游还设有丝材导向矫直组件，所述导向矫直组件固定于Cu2O包裹层生产屏上，所述导向矫直组件包括可转动定形矫直橡胶压辊、导向管、导向管固定箍和支撑板；所述导向管位于可转动定形矫直橡胶压辊下游，支撑板固定于Cu2O包裹层生产屏上，导向管通过一组导向管固定箍固定在所述支撑板上。
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