一种用于制备纳米晶薄膜的夹具台、制备装置及制备方法与流程

本发明涉及纳米晶体薄膜制备，具体是涉及一种用于制备纳米晶薄膜的夹具台、制备装置及制备方法。

背景技术：

1、纳米晶指纳米尺寸上的晶体材料，或具有晶体结构的纳米颗粒。纳米晶体具有很重要的研究价值。纳米晶体的电学和热力学性质显现出很强的尺寸依赖性，从而可以通过细致的制造过程来控制这些性质。而纳米晶膜是一种由纳米晶颗粒构成、尺寸在2至10nm范围内的薄膜，由于其纳米尺度的特性，赋予了其很多独特的性能，使其在生命科学、信息、环境、能源和催化等领域具有广泛的应用前景。

2、热电材料能实现热能与电能的转换，器件的热电性能依赖于其品质因子。热电薄膜器件能实现更低的尺寸，这一优点使得热电薄膜器件更能适用于现有的微电子封装技术，同时也更易实现微电子处理器的定点的冷却与加热；因此，热电薄膜器件在微电子领域具有潜在的应用。

3、到目前为止，高性能的无机热电薄膜通常都采用高真空沉积技术或化学气相沉积法来获得，如中国专利cn102867906a公开了一种利用种子层电化学制备热电薄膜的方法，该方法先利用分子束外延和磁控溅射等方式在玻璃衬片上制备具有纳米量级厚度的种子层，然后用电化学方法生长热电薄膜材料，膜厚可达微米级别。但是此类方法普遍存在技术要求复杂的问题，不仅导致成本过高，而且也无法做到批量产品的加工。

4、因此，设计开发一种工艺简单，易于操作、能够实现批量产品加工的纳米晶薄膜的制备装置及方法是非常有必要的。

技术实现思路

1、针对上述所述的现有热电薄膜的技术要求复杂，成本高，无法做到批量产品的加工的技术问题，提供一种工艺简单，易于操作、能够实现批量产品加工的用于制备纳米晶薄膜的夹具台、制备装置及制备方法。

2、为解决现有技术问题，本发明提供的技术方案是：一种用于制备纳米晶薄膜的夹具台，包括有基板、用于吸附固定玻璃衬片的承托机构及能将导电丝的两端夹紧并绷设在所述承托机构上的两组夹丝机构，所述两组夹丝机构分别位于所述承托机构的两侧，且均装设在所述基板上；所述承托机构包括有固定座、滑动座、单向阀件、托板及第一弹簧，固定座固定地设置在基板上，滑动座同轴滑动地设置在固定座上，第一弹簧同轴地设置在滑动座和固定座之间，滑动座中具有上下贯穿的第一气道，固定座具有上下贯穿的第二气道，第一气道和第二气道相连通，单向阀件设置在第二气道中，托板具有连接口，滑动座的顶端与连接口相连接，玻璃衬片放置在托板上。

3、本发明夹具台通过承托机构能够对玻璃衬片进行自动吸附固定，不仅对玻璃衬片的固定简单方便，且能够有效保证后开槽、嵌丝、清洗及溅射过程中玻璃衬片不会发生移位，通过两组夹丝机构能够将导电丝的两端夹紧并绷设在玻璃衬片上，使得玻璃衬片和导电丝均能稳固的固定在夹具台上，有利于保证后续操作的准确性，便于批量生产。

4、优选的，所述固定座包括固定设置在所述基板上的座体和连接于所述座体上的筒体，所述滑动座同轴滑动设置在所述筒体内；所述筒体的顶部设有防止滑动座脱出的限位结构；所述座体中具有安置通道，所述单向阀件设置在所述安置通道中。

5、优选的，所述限位结构包括固定环和限位环；所述固定环设置在所述滑动座外圆周面的底端，所述固定环同轴滑动的设置在所述筒体中，所述限位环同轴地设置在所述筒体内圆周面的顶端，所述限位环与所述滑动座的外圆周面滑动配合。

6、优选的，所述单向阀件包括滚珠和第二弹簧，所述安置通道的顶端具有横截面自下向上逐渐减小的锥口，所述滚珠滑动设置在所述锥口中，所述第二弹簧的顶端抵接在所述滚珠的底端；所述座体的底部还同轴设有限位盘；所述限位盘上设有与所述安置通道相连通的气口，所述限位盘的气口顶端设置有向上延伸的定位筒，所述第二弹簧套设在所述定位筒上。

7、优选的，所述第一气道的顶端设置有与其同轴的密封环。

8、优选的，所述夹丝机构包括安置座、第一光杆、第二光杆、第一齿板、第二齿板、第三弹簧和第四弹簧，所述安置座设置在所述基板上，所述第一光杆和第二光杆水平地设置在安置座上，所述第一齿板滑动地设置在所述第一光杆上，所述第二齿板滑动地设置在所述第二光杆上，所述第一齿板的顶端等间距地设置有第一夹槽，所述第二齿板的顶端等间距地设置有第二夹槽，所述第三弹簧套设在第一光杆上，所述第四弹簧套设在第二光杆上，所述第一夹槽和第二夹槽可弹性夹持导电丝的端部。

9、优选的，所述夹丝机构还包括高度调节组件，所述高度调节组件包括第一滑块、第二滑块、双向丝杆、第一连杆和第二连杆，所述第一滑块和第二滑块相向或背向滑动地设置在基板上，所述双向丝杆转动地设置在所述基板上，所述双向丝杆与第一滑块和第二滑块螺纹连接，所述第一连杆的两端分别与安置座和第一滑块转动连接，所述第二连杆的两端分别与安置座和第二滑块转动连接。

10、一种纳米晶薄膜的制备装置，包括上述的夹具台、用于对承托机构上的玻璃衬片的顶端进行开槽的开槽机构及将导电丝嵌入开槽的嵌丝机构，且嵌丝机构能将导电丝的两端分别夹设在两组夹丝机构上。

11、优选的，所述开槽机构包括激光头，通过激光在玻璃衬片的顶部表面开设供导电丝嵌入的开槽。

12、优选的，所述嵌丝机构包括有送丝爪，送丝爪包括宽阔手指气缸、气缸夹爪、第三齿板和第四齿板，所述气缸夹爪设置在所述宽阔手指气缸的工作端，所述第三齿板和第四齿板固定地设置在所述气缸夹爪的两个工作端，所述第三齿板的底端等间距地设置有第三夹槽，所述第四齿板的底端等间距地设置有第四夹槽。

13、优选的，所述送丝爪还包括固定架、压板、第五弹簧和固定杆，所述固定架设于所述宽阔手指气缸上，所述固定杆的底端固定设于所述压板上，所述固定杆与所述固定架滑动连接，所述固定架上设有供所述固定杆顶部伸出的通孔，所述固定杆的顶部连接有防止所述固定杆从所述固定架的通孔脱出的止脱环，所述第五弹簧套设在所述固定杆上，且位于所述压板和所述固定架之间。

14、优选的，还包括有用于对嵌丝的玻璃衬片进行清洁的等离子清洁机构。

15、优选的，还包括有用于对清洁后的玻璃衬片溅射一层纳米晶膜的磁控溅射机构，纳米晶膜溅射在玻璃衬片的顶端。

16、优选的，还包括有真空箱，夹具台、开槽机构、嵌丝机构、等离子清洁机构及磁控溅射机构均位于真空箱内，开槽机构、嵌丝机构、等离子清洁机构及磁控溅射机构依次装设于真空箱内，夹具台装设于输送带上，装载有玻璃衬片的夹具台在输送带的输送下能够依次移动至开槽机构、嵌丝机构、等离子清洁机构和磁控溅射机构的工作区间内进行开槽、嵌丝、清洗及溅射纳米晶膜的操作。

17、一种纳米晶薄膜的制备方法，使用上述的制备装置，包括以下步骤：

18、步骤一，将玻璃衬片放置于夹具台上，承托机构能够对玻璃衬片进行吸附固定；

19、步骤二，玻璃衬片跟随夹具台移动至开槽机构所在的工作区间内，启动开槽机构，开槽机构对玻璃衬片的顶部表面进行开槽；

20、步骤三，带有开槽的玻璃衬片跟随夹具台移动至嵌丝机构所在的工作区间内，启动嵌丝机构，嵌丝机构的送丝爪将导电丝嵌入玻璃衬片的开槽中，同时将导电丝的端部送至夹丝机构上夹紧固定，嵌设有导电丝的玻璃衬片再经过等离子清洁机构清洗及磁控溅射机构溅射纳米晶膜后即可得到所需的纳米晶薄膜。

21、本发明相比较于现有技术的有益效果是：

22、（1）本发明的夹具台通过承托机构能够对玻璃衬片进行自动吸附固定，不仅对玻璃衬片的固定简单方便，且能够有效保证后续开槽、嵌丝、清洗及溅射过程中玻璃衬片不会发生移位，通过两组夹丝机构能够将导电丝的两端夹紧并绷设在玻璃衬片上，使得玻璃衬片和导电丝均能稳固的固定在夹具台上，有利于保证后续操作的准确性；

23、（2）本发明当送丝爪将导电丝送至夹丝机构上后，通过第一齿板和第二齿板的配合能够对导电丝进行稳固的固定，且能够同时对多条导电丝进行夹持固定，夹持效率高，使用非常方便；另外，高度调节组件还能够使得安置座向上或向下移动，便于导电丝的嵌入；

24、（3）本发明通过将玻璃衬片放置在夹具台上，通过开槽机构在玻璃衬片上开槽后嵌入导电丝，在等离子清洁机构清洁后通过磁控溅射机构在玻璃衬片上溅射纳米晶膜，提出一种新的制备纳米晶薄膜的制备装置及其制备方法，整个操作过程简单，效率大大提高，能够实现批量产品的加工；

25、（4）本发明采用等离子清洁方式直接去除掉一层表面材料，比其他的除油方法更有效切底；磁控溅射机构通过多靶头磁控溅射，高效而且可靠。