一种半导体大硅片制造用等静压石墨的石墨化炉进料机构的制作方法

本发明涉及石墨化炉，尤其涉及一种半导体大硅片制造用等静压石墨的石墨化炉进料机构。

背景技术：

1、石墨化炉是一种用于高温处理材料的设备，常用于石墨化和碳化处理，半导体大硅片在制造时也需要用到石墨化炉，石墨化炉能够使单晶硅生长，并且通过精确的温度和气氛控制，能够使单晶硅保持较高的纯度和良好的结晶质量。

2、在采用立式石墨化炉对单晶硅进行生长处理时，因立式石墨化炉的炉口开设于设备顶端，因此石墨化炉在进料时需要人工爬楼梯手动放料或者使用吊机进行进料，人工手动进料效率低，且无法控制进料的位置，导致石墨化炉对单晶硅的加热石墨化处理的效果较差，而吊机上料一般采用挂钩挂接盛料盘，将其放入石墨化炉的炉内，其操作简单，但是仍然需要人工手动松开挂钩与盛料盘的连接，且吊机上料时，盛料盘在进入炉口时，不能出现偏差，否则就无法进入，因此常常需要人工辅佐，为了解决这些问题，提出了一种半导体大硅片制造用等静压石墨的石墨化炉进料机构。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种半导体大硅片制造用等静压石墨的石墨化炉进料机构。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种半导体大硅片制造用等静压石墨的石墨化炉进料机构，包括石墨化炉，所述石墨化炉一侧设置有楼梯，且所述石墨化炉顶端一侧设置有电控转动支架，且所述电控转动支架呈倒l型设置，所以电控转动支架顶端固定安装有进料驱动机构，所述进料驱动机构设置于起吊连接机构上方，且所述进料驱动机构与起吊连接机构通过绳索连接，且所述起吊连接机构底端挂接有盛料架，所述起吊连接机构圆周侧壁上设置有横杆，且所述横杆围绕所述起吊连接机构的圆周侧壁呈环形阵列设置，所述横杆远离所述起吊连接机构的一端转动安装有稳定限位机构，且所述稳定限位机构对所述盛料架进行限位固定，并保证进料时所述盛料架的稳定性，工作时，因立式石墨化炉的炉口开设于设备顶端，因此石墨化炉在进料时需要人工爬楼梯手动放料或者使用吊机进行进料，人工手动进料效率低，且无法控制进料的位置，导致石墨化炉对单晶硅的加热石墨化处理的效果较差，而吊机上料一般采用挂钩挂接盛料盘，将其放入石墨化炉的炉内，其操作简单，但是仍然需要人工手动松开挂钩与盛料盘的连接，且吊机上料时，盛料盘在进入炉口时，不能出现偏差，否则就无法进入，因此常常需要人工辅佐，本技术方案能够解决以上问题，具体的工作方式如下，将单晶硅放入盛料架上的盛料槽中，然后将盛料架的垫高台放置于地上，使得盛料台板与地面存在间距，然后将石墨化炉的炉盖打开，再通过操作电控箱，使得电控转动支架转动度（即转动至石墨化炉一侧），然后操作电控箱启动伺服电机，使得绳索下降，从而使得起吊连接机构下降，当吊连接机构下降到盛料架顶端的挂接卡块的高度时，将吊连接机构中挂接吊块的窄边对齐挂接卡块的二号贯穿槽，然后继续将下降绳索，使得挂接吊块插入一号贯穿槽中，此时转动横杆，使得挂接吊块转动度，然后再操作，电控箱启动伺服电机，使得卷线辊对绳索进行卷收，使得挂接吊块卡接于防脱槽中，此时连杆下端完全贴合于盛料台板侧壁，通过圆周阵列的连杆对盛料台板进行限位，避免了挂接吊块将盛料架从中心吊起后，盛料架在吊起过程中不稳定，出现左右晃动，导致单晶硅从盛料架散落的情况发生，绳索继续卷收，将盛料架吊起至高于石墨化炉顶端后，通过电控箱控制电控转动支架转动度，使得盛料架移动至石墨化炉的炉口正上方，然后再启动伺服电机对绳索进行下放，使得盛料架下降进入石墨化炉的炉内。

3、盛料架在进入石墨化炉的炉内时，连杆的状态由限位面贴合盛料台板侧壁，转变为连杆上下端的滑动辊紧贴于炉腔的内壁，从而使得盛料架在存在位置偏移的情况进入炉口时，仍然能够在落底前完成纠偏，使盛料架处于炉内中心位置，当盛料架落底后，继续将下降绳索，使得下压套、横杆和稳定限位机构随绳索继续下降，因滑动辊仅上下滑动，且侧壁设置有橡胶垫，其摩擦力使得下压套、横杆和稳定限位机构不会在炉内进行转动，从而使得下压套、横杆和稳定限位机构下降时，通过导向柱上的驱动块和驱动槽的匹配，使得挂接吊块转动度，从而完成解锁，此时通过电控箱启动伺服电机转动，使得卷线辊卷收绳索，从而完成上料操作。

4、优选的，所述进料驱动机构包括固定安装于所述电控转动支架倒l型顶端下侧的伺服电机，还包括转动安装于所述电控转动支架倒l型顶端下侧的卷线辊，以及卷收于所述卷线辊上的绳索，所述伺服电机的输出轴与卷线辊一端固定连接，且所述卷线辊位于所述石墨化炉进料口的正上方。

5、电控转动支架由步进电机和固定支架组成，步进电机和电控箱呈电性连接，步进电机的转动角度为度，使得固定支架上的进料驱动机构位于石墨化炉进料口的正上方和石墨化炉一侧，便于盛料架和起吊连接机构的连接上料，通过伺服电机转动能够控制绳索的卷收和下放。

6、优选的，所述起吊连接机构包括与所述绳索一端固定连接的下压套，所述下压套底端开设有活动腔，且所述活动腔内壁开设有驱动槽，所述驱动槽为环形槽，环形槽的上下侧壁之间形成的环形腔为波浪形，且环形槽上侧壁的波浪形边沿与下侧壁的波浪形边沿具有相位差，所述活动腔内活动设置有导向柱，且所述导向柱圆周侧壁焊接有驱动块，且所述驱动块活动安装于驱动槽内，所述导向柱底端焊接有连接柱，且所述连接柱远离导向柱的一端焊接有挂接吊块。

7、驱动槽的波浪的起伏为四段，即驱动块从驱动槽上的高点到低点的每一段行程，使得导向柱与下压套进行度的转动，挂接吊块受重力下坠，使得导向柱侧壁上的驱动块位于波浪形驱动槽的底端，当挂接吊块触底后，下压套受重力下压，且下压套通过稳定限位机构与炉内壁的摩擦力，使得下压套下压时，导向柱带动挂接吊块转动，从而能够实现挂接吊块与盛料架的解锁，省去了人工解锁拆卸的麻烦，从而提高了工作效率。

8、优选的，所述挂接吊块远离连接柱的一端两侧均开设有斜面，且所述挂接吊块底端位于两组所述斜面之间的位置开设有滚珠槽，所述滚珠槽关于挂接吊块底端两侧呈对称开设，且两组所述滚珠槽内均设置有滚珠。

9、通过滚珠设置于挂接吊块的底端，使得挂接吊块在触底后，其与触底的接触面积较小，从而使得下压套下压促使导向柱带动挂接吊块能够流畅的进行转动切换，提高解锁效率和解锁可靠性。

10、优选的，所述盛料架包括盛料台板，所述盛料台板上开设有盛料槽，且所述盛料槽关于盛料台板顶端呈环形阵列设置，所述盛料台板顶端中心位置焊接有挂接卡块，且所述挂接卡块下端侧壁开设有一号贯穿槽，所述挂接卡块上端侧壁开设有二号贯穿槽，且所述一号贯穿槽和二号贯穿槽呈连通设置，所述挂接卡块上一号贯穿槽顶端两侧均开设有防脱槽，所述盛料台板底端焊接有垫高台。

11、挂接吊块的宽度与二号贯穿槽匹配穿插，挂接吊块的长度小于一号贯穿槽的宽度，使得挂接吊块能够在一号贯穿槽内转动，挂接吊块将盛料架吊起时，挂接吊块位于防脱槽内，避免了挂接吊块从一号贯穿槽中脱离，使得盛料架在吊起过程中出现掉落的情况。

12、优选的，所述稳定限位机构包括设置于所述横杆远离下压套一端的转动耳，且所述转动耳上设置有弹性组件，所述转动耳通过弹性组件转动安装有连杆，所述连杆底端靠近盛料台板的一侧设置有限位面，且所述限位面通过弹性组件扭动紧贴于盛料台板侧壁，所述连杆两端远离盛料台板的一侧均开设有滚动槽，且所述滚动槽内转动安装有滑动辊。

13、起吊连接机构与盛料架连接后，环形阵列的多组连杆的限位面通过弹性组件紧贴于盛料台板侧壁，使得盛料架被限位，从而使得盛料架被吊起后，具有较高的稳定性，避免了盛料架出现倾斜，导致单晶硅散落的情况发生，同时环形阵列的多组连杆的限位面紧贴于盛料台板侧壁时，其上端向外倾斜，使得环形阵列的多组连杆上端围成的环形最大直径大于石墨化炉进料口的直径，使得盛料架放入石墨化炉的炉腔内时，进料口会对多组连杆上端进行挤压，从而使得连杆进行转动，直至多组连杆的上下端呈竖直状紧贴于石墨化炉的炉腔内壁，因为环形阵列的多组连杆紧贴炉腔内壁，使得绳索垂直平稳的下放，从而使得连杆下端不对盛料架进行贴合限制时，盛料架仍然能够平稳的下降进料，滑动辊侧壁设置有橡胶垫，使得环形阵列的多组连杆在石墨化炉的炉腔内仅垂直下降，并不能进行转动。

14、优选的，所述弹性组件包括所述连杆中端开设的转动槽，所述转动槽内部转动安装有转轴，且所述转轴两端与转动耳焊接，所述转轴圆周外壁套接有扭簧，且所述扭簧一端与转轴侧壁固定连接，且所述扭簧另一端与转动槽内壁固定连接。

15、优选的，所述石墨化炉一侧设置有电控箱，且所述电控箱与电控转动支架和伺服电机均呈电性连接，通过电控箱对电控转动支架和伺服电机进行操控，实现进料时的取料放料。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、1、本发明中起吊连接机构与盛料架连接后，环形阵列的多组连杆的限位面通过弹性组件紧贴于盛料台板侧壁，使得盛料架被限位，从而使得盛料架被吊起后，具有较高的稳定性，避免了盛料架出现倾斜，导致单晶硅散落的情况发生。

18、2、盛料架放入石墨化炉的炉腔内时，进料口会对多组连杆的上端进行挤压，使得连杆进行转动，直至多组连杆的上下端呈竖直状紧贴于石墨化炉的炉腔内壁，此时通过多组连杆的限位，绳索能够垂直平稳的进行下放，使得连杆下端不对盛料架进行贴合限制时，盛料架仍然能够平稳下降至炉腔中心位置，从而使得进料位置具有较高的准确性。

19、3、当进料完成后，绳索继续下移使得挂接吊块触底，下压套受重力下压，下压套通过稳定限位机构与炉内壁的摩擦力无法转动，使得下压套下压时，导向柱带动挂接吊块转动，从而能够实现挂接吊块与盛料架的解锁，省去了人工解锁拆卸的麻烦，从而提高了工作效率。

20、4、通过滚珠设置于挂接吊块的底端，使得挂接吊块在触底后，其与触底的接触面积较小，从而使得下压套下压促使导向柱带动挂接吊块能够流畅的进行转动切换，提高解锁效率和解锁可靠性。