一种半导体制备用坩埚杆组装设备的制作方法

本发明涉及坩埚杆，尤其涉及一种半导体制备用坩埚杆组装设备。

背景技术：

1、单晶炉是一种在惰性气体环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。多晶材料熔化后盛装在一个坩埚中，坩埚底部设置有坩埚杆用于旋转或带动坩埚升降。由于坩埚杆周围是用于对坩埚进行加热的加热装置，因此在单晶炉工作时，坩埚杆的温度非常高，若不进行冷却，高温将影响坩埚杆的使用寿命。为了与坩埚结合更加牢固，坩埚杆的顶部通常设置为盘状，盘状的顶部与坩埚托盘完全贴合。高温的坩埚会通过坩埚托盘和坩埚杆盘状的顶部向坩埚杆传递大量的热。

2、专利号为cn2021218165199的专利文献公开了一种坩埚托杆，包括托杆本体，其内部设有第一通道；气管连接部，设于所述托杆本体，用于连通进气管和所述第一通道；以及托盘，设于所述托杆本体的顶部，设有与所述第一通道连通的第二通道，所述第二通道用以排出所述进气管导入的气体。

3、但是，在实际使用过程中，发明人发现坩埚杆的托头和托杆焊接工作复杂，对接精度较低，焊疤密封性较差，影响坩埚杆使用效果的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过设置的承载机构和焊接机构配合，能够自动组装焊接坩埚杆的托头和托杆，对接精度较高，定位效果较好，操作简单，可以批量化组装坩埚杆，增加企业的生产效益，环状焊熔条套在托头和托杆的对接焊缝内，焊接的连续性较好，焊疤成型效果较好，密封性较高，增加坩埚杆的使用寿命，从而解决了坩埚杆的托头和托杆焊接工作复杂，对接精度较低，焊疤密封性较差，影响坩埚杆使用效果的技术问题。

2、针对以上技术问题，采用技术方案如下：

3、一种半导体制备用坩埚杆组装设备，包括设置在机架上的输送机构、设置在所述输送机构上的承载机构、设置在所述机架上的下料机构以及设置在所述机架上的焊接机构；

4、所述承载机构包括设置在所述输送机构上且用于载运托头的第一载料组件、设置在所述输送机构上且用于载运托杆的第二载料组件、设置在所述第一载料组件上且用于驱动对接后的托头和托杆同步旋转的第一对接组件、设置在所述第二载料组件上且与第一对接组件相匹配的第二对接组件、设置在所述第一载料组件上且用于定位托头位置的定位组件、设置在所述第一对接组件上且用于固定托头的卡位组件以及设置在所述机架上且用于驱动托头自旋转的旋动组件。

5、作为优选，所述输送机构包括同步且并排设置在所述机架上的第一输送带和第二输送带，所述第一载料组件分为若干组设置在所述第一输送带上，所述第二载料组件分为若干组设置在所述第二输送带上。

6、作为优选，所述第一载料组件包括设置在所述第一输送带上的中空载座以及设置在所述中空载座上且用于支撑托头底部的立板；

7、所述第二载料组件包括设置在所述第二输送带上的底座以及设置在所述底座上且用于支撑托杆的托槽。

8、作为优选，所述第一对接组件包括设置在所述中空载座侧面的延伸板、通过滑槽滑动设置在所述延伸板上的立柱、设置在所述滑槽端部与所述立柱之间的第一弹性件、设置在所述立柱上端部的侧板、转动设置在所述侧板上的对接杆、设置在所述对接杆端部的对接头、滑动设置在所述中空载座侧壁上且用于支撑对接杆稳定的l形支杆、设置在所述侧板上且与对接杆同步转动设计的第一皮带轮以及转动设置在所述侧板上且通过皮带与第一皮带轮同步转动设计的第二皮带轮，所述卡位组件同轴设置在所述第二皮带轮上。

9、作为优选，所述定位组件包括通过滑孔升降设置在所述中空载座内部的升降板、设置在所述升降板上且用于限制托头一端部的第一l形卡板、设置在所述升降板上且用于限制托头另一端部的第二l形卡板、贯穿且升降设置在所述升降板上且用于插入托头的一个安装孔的定位杆、设置在所述定位杆下端部与所述升降板之间的第二弹性件、转动设置在所述第二l形卡板上且用于矫正托头自旋转的转辊以及设置在所述第二l形卡板上且用于驱动转辊的第一步进电机。

10、作为优选，所述卡位组件包括同轴设置在所述第二皮带轮上的第一转轴、设置在所述第一转轴端部的圆盘、设置在所述圆盘中部位置的第一液压件、设置在所述第一液压件输出端且用于抵住托头的锥形凹槽的第一抵头、若干组通过限位槽分别滑动设置在所述圆盘上的耙杆、设置在所述耙杆上且用于分别插入托头的其余安装孔的耙齿、设置在所述限位槽端部与所述耙杆之间的第三弹性件、设置在所述圆盘上的滑轮以及设置在所述第一抵头背面且其一端部绕过滑轮与耙杆相连接的钢绳，所述第二对接组件与所述第一对接组件的结构相同，所述第二对接组件的第二皮带轮上同轴设置有第二转轴，所述第二转轴端部设置有用于抵住托杆的中心孔的第二抵头。

11、作为优选，所述机架上对称设置有两组第一限位轨道，所述第一限位轨道上对接设置有第二限位轨道，所述第一限位轨道分别通过立柱驱动第一抵头和第二抵头对应地插入托头的锥形凹槽和托杆的中心孔，所述第二限位轨道分别通过立柱驱动托头和托杆对接；

12、所述旋动组件包括同轴设置在所述第一皮带轮上的齿轮以及设置在一所述第二限位轨道上且用于驱动齿轮的齿条。

13、作为优选，所述下料机构包括设置在所述机架上且用于同步释放托头和托杆的第一落料组件以及设置在所述机架上且用于释放环状焊熔条的第二落料组件；

14、所述第一落料组件包括设置在所述机架上的第一支架、两组并排设置在所述第一支架上且分别内装有托头和托杆的第一落料筒、设置在所述第一支架上的第二液压件、两组分别贯穿且滑动设置在两组所述第一落料筒侧壁且用于抵住托头和托杆的抵板以及两组对称铰接设置在所述第二液压件输出端且分别与抵板铰接的斜导杆。

15、作为优选，所述第二落料组件通过第二支架设置在所述机架上且内装有环状焊熔条的第二落料筒以及通过支柱设置在所述机架上且用于支撑环状焊熔条保持直立的夹座。

16、作为优选，所述焊接机构包括设置在所述第二支架上的吊架、转动设置在所述吊架上且与输送机构同步设置的链条、设置在所述吊架上且用于驱动链条的第二步进电机、设置在所述链条上的吊杆、设置在所述吊杆端部的弧形板、设置在所述弧形板上的焊枪以及设置在所述弧形板上且用于压平熔化的环状焊熔条的压轮。

17、本发明的有益效果：

18、（1）本发明中通过设置的承载机构和焊接机构配合，一方面，能够自动组装焊接坩埚杆的托头和托杆，对接精度较高，定位效果较好，托头和托杆能够同步自旋转，方便焊接工作，操作简单，自动化较高，可以批量化组装坩埚杆，增加企业的生产效益；另一方面，能够在托头和托杆的对接处套上一个环状焊熔条，相比较传统的直线状焊熔条，环状焊熔条套在托头和托杆的对接焊缝内，焊接的连续性较好，提高坩埚杆的焊接效率，并且能够快速对焊缝内熔化的环状焊熔条进行压平，挤出内部气泡，焊疤成型效果较好，密封性较高，增加坩埚杆的使用寿命；

19、（2）本发明中通过设置的第一对接组件和旋动组件配合，一方面，能够驱动托头和托杆精准对接，并且确定托头和托杆的对接处所在位置，方便第二落料组件释放一个环状焊熔条套设在托头和托杆的对接处；另一方面，能够驱动对接后的托头和托杆同步自旋转，保证托头和托杆之间相对静止，防止托头和托杆的对接处错位，方便焊接机构依次熔化托头和托杆的对接焊缝内的环状焊熔条；

20、（3）本发明中通过设置的定位组件和卡位组件，一方面，能够自动矫正托头在中空载座上的位置，快速定位托头的安装孔位置，方便卡位组件夹持固定住托头，防止卡位组件在驱动托头自旋转的过程中发生移位，夹持的牢固性较好，提高坩埚杆的焊接精度；另一方面，定位组件能够升降进行避让，方便卡位组件驱动托头自旋转。