一種石英舟表面自動火拋機的制作方法

本發明涉及火拋光裝置，具體為一種石英舟表面自動火拋機。

背景技術：

1、石英舟，作為一種高度專業化的精密陶瓷制品，其核心材質為高純度的二氧化硅（sio2），其純度往往達到極高的標準，以滿足各類嚴苛的工業應用需求，它不僅是半導體制造領域中不可或缺的關鍵部件，也是化工、光學、航空航天等多個高科技行業的重要支撐，在半導體產業中，石英舟扮演著至關重要的角色，作為晶圓加工過程中的關鍵載體，它承載著晶圓在高溫環境下進行化學氣相沉積、擴散、蝕刻、退火等復雜工藝處理的重任，石英舟憑借其卓越的耐高溫性能、優異的化學穩定性和極低的熱膨脹系數，確保了晶圓在處理過程中能夠保持極高的精度和一致性，為半導體器件的制造提供了堅實的基礎，此外，石英舟還廣泛應用于光學新技術領域，如雷達、紅外跟蹤測向、天文望遠鏡等高端設備的制造中，其高透光性和良好的電學性能，使得石英舟成為不可或缺的組成部分，同時，在化工與冶金領域，石英舟也因其耐酸堿腐蝕、耐高溫高壓等特性，被廣泛應用于各種化學反應和熔融金屬的處理過程中，石英舟是一種集高精度、高純度、高耐溫性于一身的精密陶瓷制品，它的出現極大地推動了半導體、光學、化工、航空航天等多個高科技行業的發展，隨著科技的不斷進步和應用領域的不斷拓展，石英舟的性能和應用范圍也將持續升級和擴大。

2、石英舟的兩端為石英玻璃板，通過在大塊的石英玻璃上切割制成，石英玻璃在切割時，切割面會產生劃痕凹坑等，雖然石英舟的外表面不直接與物料接觸，但其外觀質量也是產品整體品質的重要體現。拋光外表面可以提升石英舟的美觀度，同時也有助于減少表面缺陷，如劃痕、凹坑等，從而提高產品的市場競爭力，而火拋光主要利用高溫火焰對石英舟表面進行加熱和熔融處理，從而達到拋光的效果，火焰的高溫作用使石英舟表面的一層材料發生熔融，熔融層在表面張力的作用下變得光滑平整，這一過程中，火焰的溫度、速度以及石英舟的材質和厚度等因素都會影響拋光效果，熔融層在表面張力的作用下，會趨向于形成最穩定的形態，即光滑平整的表面，這種表面張力作用下的自然流動和重新分布，石英火頭的加熱，通常采用氣體燃料進行加熱，使得加熱過程中會帶來快速流動的氣流，氣流可能會對石英玻璃表面的熔融穩定性造成干擾，形成瑕疵。

技術實現思路

1、（一）解決的技術問題：針對現有技術的不足，本發明提供了一種石英舟表面自動火拋機，具備拋光時火焰集中且對拋光面流速緩和的優點，解決了拋光面熔融層穩定性的問題。

2、（二）技術方案：為實現上述拋光時火焰集中且對拋光面流速緩和的目的，本發明提供如下技術方案：一種石英舟表面自動火拋機，包括拋光底座和石英火頭，所述拋光底座上設置有用于放置石英舟的支撐架，放置時使石英舟兩端的端板處于支撐架的外側，用于連接兩個端板的連接桿位于內側，所述石英火頭采用氣體燃料進行燃燒，所述支撐架外側的底部設置有能夠識別投影陰影面積的光影檢測組件，支撐架外側上方設有與火焰拋光過程中的火焰波長不同波長的光源，所述光源方向向下，使石英舟的端板待拋光面能夠投影到光影檢測組件上。

3、所述石英火頭用于對石英舟的端板待拋光面進行拋光，石英火頭火焰呈集中狀，且石英火頭中靠近拋光面一側的氣體燃料的流動速度小于遠離拋光面的一側。

4、優選的，所述石英火頭內部豎直設置有圓形分布的燈芯，氣體燃料從燈芯處噴出。

5、優選的，所述燈芯從中軸線處分為左右兩部分，一側燈芯的端頭呈向外擴張狀，使燈芯管徑增加，另一側燈芯的端頭呈向內收縮狀，使燈芯管徑縮小。

6、優選的，所述燈芯端部管徑從剖切面一側向另一側呈逐漸收縮狀。

7、優選的，所述支撐架頂部設有向下凹陷的弧形槽，用于放置連接桿。

8、優選的，所述弧形槽上設置有出氣口。

9、優選的，所述支撐架與拋光底座直接通過絲桿連接，所述絲桿受電機驅動。

10、優選的，所述光影檢測組件上設有能夠過濾火焰波長的濾光鏡。

11、（三）有益效果：與現有技術相比，本發明提供了一種石英舟表面自動火拋機，具備以下有益效果：1、該石英舟表面自動火拋機，通過石英火頭設計的火焰形狀高度集中，能夠最大限度地減少熱量在空氣中的散失，確保大部分熱量直接作用于石英舟的端板待拋光面，這種設計使得拋光過程中的熱能利用率顯著提高，從而縮短了拋光時間，提高了生產效率，集中的火焰能夠迅速加熱并熔化石英玻璃表面，使拋光過程更加迅速，這不僅減少了拋光所需的總時間，還降低了能源消耗，符合現代工業對高效、節能的追求，通過控制氣體燃料的流動速度，石英火頭實現了火焰在拋光面上的柔和接觸，這種柔和的火焰能夠確保熱量在拋光面上均勻分布，避免了局部過熱導致的表面缺陷，如裂紋、燒焦等，柔和的火焰在石英玻璃表面產生熔融時，對熔融層的干擾較小，這有助于減少因氣流擾動而產生的表面缺陷，如白紋、波紋等，同時，均勻分布的熱量還能促進熔融層的均勻冷卻，進一步減少缺陷的產生，集中的火焰形狀減少了熱量的散失，提高了能源利用效率，與傳統的拋光方法相比，石英火頭拋光能夠顯著降低能源消耗，符合可持續發展的要求，由于熱量主要集中在拋光面上，對周圍環境的熱影響相對較小，這有助于減少拋光過程中對周圍設備和材料的潛在損害，提高生產現場的安全性和整潔度。

12、2、該石英舟表面自動火拋機，通過光影檢測組件采用先進的投影和識別技術，能夠實時捕捉并識別石英舟端板表面的陰影區域，這些陰影區域直接反映了表面的不平整情況，為操作人員提供了直觀的反饋信息，通過精確測量和分析陰影區域的形狀、大小和位置，光影檢測組件能夠迅速定位不平整區域的具體位置，這種精準定位能力有助于操作人員及時調整拋光策略，確保拋光過程的精準性和高效性，光影檢測組件的實時反饋機制使得操作人員能夠及時發現并處理表面缺陷，減少了拋光過程中的遺漏和重復工作，這有助于提高拋光的整體品質，降低因質量問題導致的返工率和成本浪費，投影光源的波長與火焰波長不同，這一設計有效減少了火焰對檢測過程的干擾，即使在火焰拋光過程中，光影檢測組件也能準確識別陰影區域，提高了檢測的準確性和可靠性，光影檢測組件的自動化識別功能減輕了操作人員的負擔，使得拋光過程更加便捷和高效，操作人員只需關注檢測結果即可進行后續操作，無需進行繁瑣的人工檢測工作。

13、3、該石英舟表面自動火拋機，通過弧形槽的設計為連接桿提供了一個穩定的支撐平臺，同時減少了火焰直接接觸到連接桿的可能性，出氣口向上噴出的較緩氣流形成了一個屏障，有效防止了火焰向連接桿和端板焊接處延伸，這保護了焊接處的質量，避免了因高溫導致的焊接強度下降或失效，從而確保了石英舟的整體結構穩定性和使用壽命，弧形槽和出氣口的設計簡化了拋光操作過程，操作人員無需擔心火焰對連接桿的潛在影響，可以更專注于拋光本身，此外，這種設計還降低了操作過程中的安全風險，減少了因火焰失控或意外接觸導致的傷害事故。

技術特征：

1.一種石英舟表面自動火拋機，包括拋光底座（2）和石英火頭（3），所述拋光底座（2）上設置有用于放置石英舟（1）的支撐架（21），放置時使石英舟（1）兩端的端板（101）處于支撐架（21）的外側，用于連接兩個端板（101）的連接桿（102）位于內側，所述石英火頭（3）采用氣體燃料進行燃燒，其特征在于：所述支撐架（21）外側的底部設置有能夠識別投影陰影面積的光影檢測組件（22），支撐架（21）外側上方設有與火焰拋光過程中的火焰波長不同波長的光源，所述光源方向向下，使石英舟（1）的端板（101）待拋光面能夠投影到光影檢測組件（22）上；所述石英火頭（3）用于對石英舟（1）的端板（101）待拋光面進行拋光，石英火頭（3）火焰呈集中狀，且石英火頭（3）中靠近拋光面一側的氣體燃料的流動速度小于遠離拋光面的一側。

2.根據權利要求1所述的一種石英舟表面自動火拋機，其特征在于：所述石英火頭（3）內部豎直設置有圓形分布的燈芯（31），氣體燃料從燈芯（31）處噴出。

3.根據權利要求2所述的一種石英舟表面自動火拋機，其特征在于：所述燈芯（31）從中軸線處分為左右兩部分，一側燈芯（31）的端頭呈向外擴張狀，使燈芯（31）管徑增加，另一側燈芯（31）的端頭呈向內收縮狀，使燈芯（31）管徑縮小。

4.根據權利要求2所述的一種石英舟表面自動火拋機，其特征在于：所述燈芯（31）端部管徑從剖切面一側向另一側呈逐漸收縮狀。

5.根據權利要求1所述的一種石英舟表面自動火拋機，其特征在于：所述支撐架（21）頂部設有向下凹陷的弧形槽（23），用于放置連接桿（102）。

6.根據權利要求5所述的一種石英舟表面自動火拋機，其特征在于：所述弧形槽（23）上設置有出氣口（231）。

7.根據權利要求6所述的一種石英舟表面自動火拋機，其特征在于：所述支撐架（21）與拋光底座（2）直接通過絲桿（24）連接，所述絲桿（24）受電機驅動。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的一種石英舟表面自動火拋機，其特征在于：所述光影檢測組件（22）上設有能夠過濾火焰波長的濾光鏡。

技術總結
本發明涉及火拋光裝置技術領域，且公開了一種石英舟表面自動火拋機，包括拋光底座和石英火頭，所述拋光底座上設置有用于放置石英舟的支撐架，放置時使石英舟兩端的端板處于支撐架的外側，用于連接兩個端板的連接桿位于內側，所述石英火頭采用氣體燃料進行燃燒，所述支撐架外側的底部設置有能夠識別投影陰影面積的光影檢測組件，支撐架外側上方設有與火焰拋光過程中的火焰波長不同波長的光源，所述光源方向向下，使石英舟的端板待拋光面能夠投影到光影檢測組件上，所述石英火頭用于對石英舟的端板待拋光面進行拋光，石英火頭火焰呈集中狀，且石英火頭中靠近拋光面一側的氣體燃料的流動速度小于遠離拋光面的一側。

技術研發人員：黃愛華,方小成,王連平,陳洋洋,姚宏星,范偉,余建和,周羅凱,余盛昌
受保護的技術使用者：杭州泓芯微半導體有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21