一种可实现快速降温的立式镀膜炉体系统的制作方法

本实用新型涉及半导体和太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种可实现快速降温的立式镀膜炉体系统。

背景技术：

立式管式炉用于半导体行业和光伏行业的扩散、镀膜工艺。目前卧式管式炉的上料方式发展很快、效率高、产能高。而立式管式炉，由于上下料方式发展相对缓慢，而相对落后。相对于卧室管式炉，目前立式管式炉的产能较小，主要原因有两个：

1)上下料系统的工作效率不高；

2)现有的立式炉管主要为一体式结构，即炉管和舟是固定在一起的，导致上下料和冷却都占用了炉管工作的时间，限制了立式炉的效率。

但立式管式炉相对于卧式管式炉有较小的厂房面积占用、碎片率极低、绕镀小、无卡槽印等优点。在硅片越来越薄，电池效率要求越来越高的趋势下，立式管式炉的市场越来越大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可实现快速降温的立式镀膜炉体系统，采用分离式立式管式炉，即立式炉的舟与炉门作为一个整体与炉管形成分离式结构；舟可移出炉管装卸载硅片，省去了炉管内插片和舟在炉管内冷却占用的炉管时间，提高了炉管的利用率，提高了产能。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种可实现快速降温的立式镀膜炉体系统，包括若干炉体、若干升降舟装置、若干第一移送装置、一第二移送装置；每一炉体对应一升降舟装置、一第一移送装置布置；所述炉体包括炉管、舟、炉门；所述舟与炉管分离设计，舟与炉门连接；所述升降舟装置设于炉管一侧，用于驱动炉门带动舟退出或进入炉管；所述若干第一移送装置沿第二移送装置的长度方向布置，第一移送装置的一端与升降舟装置连接，另一端与第二移送装置连接；所述第一移送装置用于驱动炉门带动舟在升降舟装置与第二移送装置之间移送；所述第二移送装置用于驱动炉门带动舟在第一移送装置与上下料工位之间移送。

较佳地，所述炉门的内侧与舟固定连接，炉门的外侧设有炉门固定座。

较佳地，所述升降舟装置包括升降驱动电机、升降滑动机构、第一卡紧机构；所述第一卡紧机构用于卡紧在炉门固定座，升降驱动电机用于驱动第一卡紧机构沿升降滑动机构滑动升降。

较佳地，所述第一移送装置包括第一丝杆模组、两第一滚珠滑轨、第二卡紧机构；所述两第一滚珠滑轨沿平行于第一丝杆模组的长度方向布置于第一丝杆模组的两侧；所述第二卡紧机构用于卡紧在炉门固定座，第一丝杆模组用于驱动第二卡紧机构以牵引炉门抵接在第一滚珠滑轨上滑动。

较佳地，所述第二移送装置包括第二丝杆模组、两第二滚珠滑轨、至少一第三卡紧机构；所述两第二滚珠滑轨沿平行于第二丝杆模组的长度方向布置于第二丝杆模组的两侧；所述第三卡紧机构用于卡紧在炉门固定座，第二丝杆模组用于驱动第三卡紧机构以牵引炉门抵接在第二滚珠滑轨上滑动。

较佳地，所述若干第一移送装置的第一丝杆模组平行布置于第二移送装置的同一侧中部，且每一第一丝杆模组均垂直于第二丝杆模组布置。

较佳地，所述炉体系统还包括第三移送装置；所述第三移送装置平行于第一移送装置布置，其一端与第二移送装置连接；所述第三移送装置包括第三丝杆模组、两第三滚珠滑轨、第四卡紧机构；所述两第三滚珠滑轨沿平行于第三丝杆模组的长度方向布置于第三丝杆模组的两侧；所述第四卡紧机构用于卡紧在炉门固定座，第三丝杆模组用于驱动第四卡紧机构以牵引炉门抵接在第三滚珠滑轨上滑动。

较佳地，所述第一卡紧机构、第二卡紧机构、第三卡紧机构、第四卡紧机构均包括滑动块、若干插辊模组、若干插销模组；所述插辊模组包括插辊驱动气缸、插辊，插辊驱动气缸用于驱动插辊伸缩运动；所述插辊的一端与滑动块固定连接，另一端设有插销模组；所述插销模组包括插销驱动气缸、插销，插销驱动气缸用于驱动插销伸缩运动。

较佳地，所述炉门固定座上沿第一方向设有若干第一插辊孔，沿垂直于第一方向设有若干第二插辊孔；所述每一第一插辊孔与第二插辊孔的交汇处至炉门固定座的底部均设有插销孔；所述第一卡紧机构的插辊驱动气缸用于驱动插辊进出第一插辊孔，第二卡紧机构、第三卡紧机构、第四卡紧机构的插辊驱动气缸用于驱动插辊进出第二插辊孔；所述插销驱动气缸用于驱动插销进出插销孔。

较佳地，所述第一卡紧机构的插辊运动方向平行于第一丝杆模组的长度方向；所述第二卡紧机构、第三卡紧机构、第四卡紧机构的插辊运动方向平行于第二丝杆模组的长度方向；所述插销的运动方向与插辊的运动方向垂直。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

相比于常规的多个独立炉体组合成的设备，本实用新型将炉门和舟结合一体作为可更换式，出炉后直接移出装卸载硅片，新的装载好硅片的舟被传送过来进入炉管生产。等待降温和装卸载硅片无需占用炉管的时间，节省了炉管的大量时间，大大提高了炉管的利用率，提高了产能；串联式结构可选择工作炉管或屏蔽炉管，生产灵活，布局规则，便于管理和维护。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型省却炉体的俯视角结构示意图；

图3为本实用新型的升降舟装置、炉体、第一移送装置的结构示意图；

图4为本实用新型的第一/第二卡紧机构、炉门固定座的结构示意图；

图5为本实用新型的升降舟装置、第一移送装置的结构示意图；

图6为本实用新型的第二移送装置的结构示意图；

其中，附图标识说明：

1—炉体， 2—升降舟装置，

3—第一移送装置， 4—第二移送装置，

5—炉门固定座， 6—第三移送装置，

11—炉管， 12—舟，

13—炉门， 21—升降滑动机构，

22—第一卡紧机构， 31—第一丝杆模组，

32—第一滚珠滑轨， 33—第二卡紧机构，

41—第二丝杆模组， 42—第二滚珠滑轨，

43—第三卡紧机构， 51—第一插辊孔，

52—第二插辊孔， 53—插销孔，

61—第三丝杆模组， 62—第三滚珠滑轨，

63—第四卡紧机构， 221/331/431/631—滑动块，

222/332/432/632—插辊模组， 223/333/433/633—插销模组。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至6所示，本实用新型提供一种可实现快速降温的立式镀膜炉体系统，包括若干炉体1、若干升降舟装置2、若干第一移送装置3、一第二移送装置4；每一炉体1对应一升降舟装置2、一第一移送装置3布置；所述炉体1包括炉管11、舟12、炉门13；所述舟12与炉管11分离设计，舟12与炉门13连接；所述升降舟装置2设于炉管11一侧，用于驱动炉门13带动舟12退出或进入炉管11；所述若干第一移送装置3沿第二移送装置4的长度方向布置，第一移送装置3的一端与升降舟装置2连接，另一端与第二移送装置4连接；所述第一移送装置3用于驱动炉门13带动舟12在升降舟装置2与第二移送装置4之间移送；所述第二移送装置4用于驱动炉门13带动舟12在第一移送装置3与上下料工位(第二移送装置4的一端设有上下料工位)之间移送。

其中，所述炉门13的内侧与舟12固定连接，炉门13的外侧设有炉门固定座5。所述升降舟装置2包括升降驱动电机(图中未示出)、升降滑动机构21、第一卡紧机构22；所述第一卡紧机构22用于卡紧在炉门固定座5，升降驱动电机用于驱动第一卡紧机构22沿升降滑动机构21滑动升降。

所述第一移送装置3包括第一丝杆模组31、两第一滚珠滑轨32、第二卡紧机构33；所述两第一滚珠滑轨32沿平行于第一丝杆模组31的长度方向布置于第一丝杆模组31的两侧；所述第二卡紧机构33用于卡紧在炉门固定座5，第一丝杆模组31用于驱动第二卡紧机构33以牵引炉门13抵接在第一滚珠滑轨32上滑动。所述第二移送装置4包括第二丝杆模组41、两第二滚珠滑轨42、至少一第三卡紧机构43；所述两第二滚珠滑轨42沿平行于第二丝杆模组41的长度方向布置于第二丝杆模组41的两侧；所述第三卡紧机构43用于卡紧在炉门固定座5，第二丝杆模组41用于驱动第三卡紧机构43以牵引炉门13抵接在第二滚珠滑轨42上滑动。所述若干第一移送装置3的第一丝杆模组31平行布置于第二移送装置4的同一侧中部，且每一第一丝杆模组31均垂直于第二丝杆模组41布置。

所述炉体系统还包括第三移送装置6；所述第三移送装6置平行于第一移送装置3布置，其一端与第二移送装置4连接；所述第三移送装置6包括第三丝杆模组61、两第三滚珠滑轨62、第四卡紧机构63；所述两第三滚珠滑轨62沿平行于第三丝杆模组61的长度方向布置于第三丝杆模组61的两侧；所述第四卡紧机构63用于卡紧在炉门固定座5，第三丝杆模组61用于驱动第四卡紧机构63以牵引炉门13抵接在第三滚珠滑轨62上滑动。

所述第一卡紧机构22、第二卡紧机构33、第三卡紧机构43、第四卡紧机构63均包括滑动块221/331/431/631、若干插辊模组222/332/432/632、若干插销模组223/333/433/633；所述插辊模组222/332/432/632包括插辊驱动气缸、插辊，插辊驱动气缸用于驱动插辊伸缩运动；所述插辊的一端与滑动块221/331/431/631固定连接，另一端设有插销模组223/333/433/633；所述插销模组223/333/433/633包括插销驱动气缸、插销，插销驱动气缸用于驱动插销伸缩运动。

所述炉门固定座5上沿第一方向设有若干第一插辊孔51，沿垂直于第一方向设有若干第二插辊孔52；所述每一第一插辊孔51与第二插辊孔52的交汇处至炉门固定座5的底部均设有插销孔53；所述第一卡紧机构22的插辊驱动气缸用于驱动插辊进出第一插辊孔51，第二卡紧机构33、第三卡紧机构43、第四卡紧机构63的插辊驱动气缸用于驱动插辊进出第二插辊孔52；所述插销驱动气缸用于驱动插销进出插销孔53。所述第一卡紧机构22的插辊运动方向平行于第一丝杆模组31的长度方向；所述第二卡紧机构33、第三卡紧机构43、第四卡紧机构63的插辊运动方向平行于第二丝杆模组41的长度方向；所述插销的运动方向与插辊的运动方向垂直。

本实用新型工作原理：

本实用新型舟12与炉门13连接固定后作为一体转运，舟12和炉门13可采用下拉式，也可采用上拉式，本实施例中采用下拉式，炉管11架设在第一移送装置3的上方，炉管11开口朝下。

第一移送装置3、第二移送装置4、第三移送装置6中除了可采用丝杆与滚珠滑轨组合的方式，还可以采用皮带或悬吊运输方式。第一卡紧机构22、第二卡紧机构33、第三卡紧机构43、第四卡紧机构63除了可采用伸缩插孔式，还可以采用夹扣式或其他固定方式。本实用新型中每一第二移送装置4可供2～20个炉体1上下料，本实施例中为4个炉体1。滑动块221/331/431/631内设有可容纳插辊伸缩进出的空腔，插辊内设有可容纳插销伸缩进出的空腔。

本实施例中的第二移送装置4的一端作为上下料工位(装卸载工位)，另一端作为下料缓存工位(主要用作下料缓存)，其中第三移送装置6布置于上下料工位一端；第二移送装置4上包括两第三卡紧机构43。第三移送装置6作为上料缓存工位，主要用于缓存满载待工艺硅片的舟12。

本实用新型的工作过程如下：

1)第一组舟12和炉门13停留在上下料工位上装载硅片，待装载完成后，第三卡紧机构43的插辊插入炉门固定座5的第二插辊孔52，插销插入插销孔53卡位，以将炉门固定座5卡紧；

2)第二移送装置4将第一组舟12和炉门13送至其中一第一移送装置3与第二移送装置4的连接处，第三卡紧机构43复位以使炉门13脱离第三卡紧机构43；

3)对应的第二卡紧机构33(与第三卡紧机构43的卡位动作类似)将炉门固定座5卡紧，并在第一丝杆模组31的驱动下将第一组舟12和炉门13移送至炉管11下方，第二卡紧机构33复位以使炉门13脱离第二卡紧机构33；

4)第一卡紧机构22的插辊插入炉门固定座5的第一插辊孔51，插销插入插销孔53卡位，以将炉门固定座5卡紧，并在升降驱动电机的驱动下沿升降滑动机构21将第一组舟12送入炉管11，炉门13卡在炉管11开口，第一卡紧机构22复位以使炉门13脱离第一卡紧机构22；

5)重复上述步骤1～4，依次将第二组舟12和炉门13、第三组舟12和炉门13、第四组舟12和炉门13依次送至其余的炉管11；

6)重复步骤1，第二移送装置4将第五组舟12和炉门13送至第三移送装置6与第二移送装置4的连接处，第三卡紧机构43复位以使炉门脱离第三卡紧机构43；

7)第四卡紧机构63将炉门固定座5卡紧，并在第三丝杆模组61的驱动下将第五组舟12和炉门13送至缓存工位缓存(远离第三移送装置6与第二移送装置4的连接处)，等待前四组舟12和炉门13承载的硅片工艺完成；

8)每一组舟12和炉门13承载的硅片工艺完成后，分别依次经升降舟装置2、第一移送装置3、第二移送装置4移送至上下料工位(当在第二移送装置4上移送的舟12和炉门13较多时，可将一组或多组舟12和炉门13移至下料缓存工位缓存)；

9)然后将上料缓存工位(第三移送装置6)中的第五组舟12和炉门13送至炉管11，依次循环有序地工作。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。