CN107630250B - 一种类单晶籽晶的铺设装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种类单晶籽晶的铺设装置及系统，包括控制器、升降支架、真空吸盘、气泵及输气管道；控制器的控制端分别与气泵的驱动端和升降支架的驱动端连接，气泵的输出端与输气管道的输入端连接，输气管道的输出端与真空吸盘的通气口连接；真空吸盘的通气口端与升降支架的移动端连接；真空吸盘的底部具有多个吸盘区域，每个吸盘区域对应一个籽晶，每个吸盘区域至少设有一个吸盘孔；控制器用于控制升降支架带动真空吸盘进行上升或下降运动，以便真空吸盘将预先铺设的籽晶阵列移送至坩埚底部，籽晶阵列为多个籽晶无缝铺设而成。本发明实施例在铺设籽晶的过程中降低了籽晶边角碰撞几率，铺设质量和效率较高，无缝化效果更佳。

Description

一种类单晶籽晶的铺设装置及设备

技术领域

本发明实施例涉及类单晶技术领域，特别是涉及一种类单晶籽晶的铺设装置及设备。

背景技术

随着科技的发展类单晶技术在多晶铸锭行业的应用越来越广泛，在类单晶技术中籽晶的铺设是一个重要环节。为了避免晶体生长时相邻两块籽晶之间出现多晶，在籽晶铺设时需要使籽晶与籽晶之间实现无缝化和平整化，尽量避免籽晶的磕碰导致边角崩裂，尽量减少籽晶块在坩埚底部进行挪移摩擦时导致的氮化硅粉涂层的脱落。

目前，现有的类单晶技术中的籽晶铺设方案均是人工手动的将籽晶一块一块的依次铺设在坩埚底部，在将籽晶放置在坩埚面时，因坩埚高度和宽度都较大，使人工放置籽晶时的劳动强度较大，从而增加了籽晶边角的碰撞几率，并且人工手动铺设时，使放置在坩埚底部的籽晶和与其相邻的籽晶之间缝隙较大，需要对籽晶进行挪移直到和相邻的籽晶紧挨，但是在移动过程中籽晶和坩埚底面接触摩擦容易损伤坩埚底面的氮化硅层，并且在移动籽晶的过程中会使两块籽晶之间形成氮化硅粉的堆积，从而导致两块籽晶之间存在一定的缝隙，难以实现无缝化。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的类单晶籽晶的铺设装置及设备成为本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种类单晶籽晶的铺设装置及设备，在铺设籽晶的过程中降低了籽晶边角的碰撞几率，更好的实现了无缝化，并且降低了操作人员的劳动强度，铺设质量和工作效率大大提高。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种类单晶籽晶的铺设装置，包括控制器、升降支架、真空吸盘、气泵及输气管道；所述控制器的控制端分别与所述气泵的驱动端和所述升降支架的驱动端连接，所述气泵的输出端与所述输气管道的输入端连接，所述输气管道的输出端与所述真空吸盘的通气口连接；所述真空吸盘的通气口端与所述升降支架的移动端连接；所述真空吸盘的底部具有多个吸盘区域，每个所述吸盘区域对应一个籽晶，每个所述吸盘区域至少设有一个吸盘孔；所述控制器用于控制所述升降支架带动所述真空吸盘进行上升或下降运动，以便所述真空吸盘将预先铺设的籽晶阵列移送至坩埚底部，所述籽晶阵列为多个籽晶无缝铺设而成。

可选的，所述气泵为电动气泵。

可选的，还包括可移动的搬运车，所述控制器、所述气泵及所述升降支架均设置于所述搬运车上。

可选的，所述搬运车中还设置有配重物。

可选的，还包括吸盘支架，所述真空吸盘的通气口端通过所述吸盘支架与所述升降支架的移动端连接。

可选的，所述输气管道设置于所述吸盘支架的内部。

可选的，如上述所述的类单晶籽晶的铺设装置，所述每个所述吸盘区域至少设有一个吸盘孔具体为：

每个所述吸盘区域设有4个吸盘孔。

可选的，每个所述吸盘孔分别设置于相应吸盘区域的四角处。

本发明实施例还提供了一种类单晶籽晶的铺设设备，包括用于放置坩埚的平板车和如上述所述的类单晶籽晶块的铺设装置。

本发明实施例提供了一种类单晶籽晶的铺设装置及系统，包括控制器、升降支架、真空吸盘、气泵及输气管道；控制器的控制端分别与气泵的驱动端和升降支架的驱动端连接，气泵的输出端与输气管道的输入端连接，输气管道的输出端与真空吸盘的通气口连接；真空吸盘的通气口端与升降支架的移动端连接；真空吸盘的底部具有多个吸盘区域，每个吸盘区域对应一个籽晶，每个吸盘区域至少设有一个吸盘孔；控制器用于控制升降支架带动真空吸盘进行上升或下降运动，以便真空吸盘将预先铺设的籽晶阵列移送至坩埚底部，籽晶阵列为多个籽晶无缝铺设而成。

本申请可以预先在坩埚外部将各个籽晶进行无缝铺设形成一个籽晶阵列,再通过控制器控制气泵通过输气管道为真空吸盘进行吸气以便真空吸盘将整个籽晶阵列吸起，并通过控制器控制升降支架进行上升和下降的运动，将真空吸盘移送至坩埚底部，并令控制器控制气泵为真空吸盘进行放气，以便真空吸盘将籽晶阵列放置在坩埚底面，以实现籽晶在坩埚底部的铺设，其中，真空吸盘的每个吸盘区域对应一个籽晶，从而可以实现对籽晶阵列中的多个籽晶的整体移动。本发明实施例在铺设籽晶的过程中降低了籽晶边角的碰撞几率，铺设质量和工作效率较高，并且无缝化效果更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种真空吸盘的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种类单晶籽晶的铺设装置及设备，在铺设籽晶的过程中降低了籽晶边角的碰撞几率，更好的实现了无缝化，并且降低了操作人员的劳动强度，铺设质量和工作效率大大提高。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设装置的结构示意图。

该装置包括控制器1、升降支架2、真空吸盘3、气泵4及输气管道5；控制器1的控制端分别与气泵4的驱动端和升降支架2的驱动端连接，气泵4的输出端与输气管道5的输入端连接，输气管道5的输出端与真空吸盘3的通气口连接；真空吸盘3的通气口端与升降支架2的移动端连接；真空吸盘3的底部具有多个吸盘区域31，每个吸盘区域31对应一个籽晶，每个吸盘区域31至少设有一个吸盘孔311；控制器1用于控制升降支架2带动真空吸盘3进行上升或下降运动，以便真空吸盘3将预先铺设的籽晶阵列移送至坩埚底部，籽晶阵列为多个籽晶无缝铺设而成。

需要说明的是，在对单晶籽晶进行铺设时，可以先在坩埚10的体外将籽晶无缝进行铺设，具体可以在铺设平台上进行铺设，待多个籽晶无缝铺设完成后构成一个整体(即为籽晶阵列)，通过控制器1控制升降支架2带动真空吸盘3移动到铺设好的籽晶阵列处，使真空吸盘3上的各个吸盘区域31与籽晶阵列中的各个籽晶对齐接触，并启动气泵4，通过气泵4对真空吸盘3进行吸气，使各个籽晶均吸附在真空吸盘3的相应吸盘区域31上(具体也可以在充气装启动后，人工手动的将籽晶一个个的平稳放置在真空吸盘3的底部相应的吸盘区域31上，并确保相邻籽晶之间无缝放置)，再控制升降支架2将真空吸盘3移送至坩埚10内，通过气泵4对真空吸盘3进行放气，从而使真空吸盘3将吸附在其底面上的各个籽晶放置在坩埚10底面上。在具体放置时，可以对真空吸盘3的具体放置位置进行测量，使放置籽晶的区域的边界与坩埚10底部四周的距离相等，具体可以通过定位尺进行测量，其中，如图1所示坩埚10可以放置在平板车11上，并且在图1中真空吸盘3下方吸附有籽晶9。另外，每个吸盘区域31内至少有一个吸盘孔311，可以使在气泵4吸气或放气时实现对每个籽晶的独立吸附或放置，进而便捷的移动整个籽晶阵列。

具体的，在实际应用中不同的多晶铸锭炉所需铺设的籽晶的总数量不同，可以将所有的籽晶预先铺设好后作为一个整体通过真空吸盘3一次性的全部移送至相应的坩埚10内，也可以将所有的籽晶分成多次移送，其中，真空吸盘3中的吸盘区域31的数量可以根据实际情况进行确定。

例如，对于G6多晶铸锭炉，真空吸盘3的吸盘区域31可以设置36个，并且36个吸盘区域31构成一个正方形，在进行籽晶铺设时预先将36块籽晶在坩埚10体外铺设好后作为一个整体通过真空吸盘3整体移送至坩埚10内，移送过程中每个吸盘区域31对应一个籽晶。

当然，在实际应用中，真空吸盘3中的吸盘区域31的数量不一定与多晶铸锭炉对应的籽晶总数相等，真空吸盘3中的吸盘区域31的数量也可以为小于籽晶总数的具体数值，此时，需要对所有籽晶进行分批移送。

例如，真空吸盘3中的吸盘区域31可以为2个、9个或5个等其他的具体数值，真空吸盘3的具体形状可以根据吸盘区域31的数量及对应的多晶铸锭炉的型号进行确定，例如，对于G6多晶铸锭炉，若真空吸盘3的吸盘区域31为9个，则各个吸盘区域31可以构成3×3的正方形，若真空吸盘3的吸盘区域31为2个，则各个吸盘区域31构成长方形。根据真空吸盘3的吸盘区域31数量确定籽晶阵列中籽晶的数量，如对于G6多晶铸锭炉，真空吸盘3的吸盘区域31为9，则可以将36块籽晶分4次移送至坩埚10底部。

还需要说明的是，只要真空吸盘3每次移送的籽晶数量不低于2个，则相对于现有技术中采用人工手动一块一块的铺设籽晶的方式，本申请就可以大大降低籽晶铺设过程中边角的碰撞几率，从而确保籽晶的质量，并且由于采用真空吸盘3移动籽晶阵列，籽晶阵列中的各个籽晶预先无缝铺设，对于多次移送才能将所有的籽晶铺设至坩埚10底部的方式，在将一个籽晶阵列放置在坩埚10底部时，可以紧贴着与其相邻的籽晶阵列的边缘进行放置，放置好后无需挪移，从而避免了对坩埚10底部的氮化硅层的磨损和氮化硅粉在籽晶块之间的堆积，更好的实现无缝化。当然，对于将所有的籽晶进行整体一次性移送的方式，可以在更大程度上减少籽晶边角的碰撞几率，并且无缝化效果更好，并且更容易居中测量。降低了操作人员的劳动强度，使工作效率大大提高。

进一步的，气泵4为电动气泵4。

需要说明的是，本申请中的气泵4优选为电动气泵4，当然，也可以为其他的气泵4，例如手动气泵4，只要能实现对真空吸盘3的吸气和放气即可。

具体的，为了更好的实现升级支架和真空吸盘3的移动，本申请还可以包括可移动的搬运车6，控制器1、气泵4及升降支架2均设置于搬运车6上。

需要说明的是，本发明实施例中的类单晶籽晶的铺设装置还可以包括可移动的搬运车6，并且将控制器1、气泵4及升降支架2均设置在搬运车6上，在移送籽晶阵列时，可以通过移动搬运车6上的手柄和滚轮掌控搬运车6的方向和位置，从而实现对真空吸盘3的位置校准。

更具体的，由于所吸附的籽晶具有一定的重量，当籽晶阵列中的籽晶数量较多时，可能造成搬运车6不稳定，因此，本申请的搬运车6中还可以设置有配重物7，使配重物7的重量与被移送的各个籽晶的总量保持平衡，从而保障搬运车6的稳定性。

可选的，还包括吸盘支架8，真空吸盘3的通气口端通过吸盘支架8与升降支架2的移动端连接。

具体的，真空吸盘3的通气口端可以直接与升降支架2的移动端连接，也可以通过吸盘支架8与升降支架2的移动端连接，吸盘支架8的使用可以使真空吸盘3的灵活性提高。

需要说明的是，输气管道5可以设置于吸盘支架8的内部，输气管道5沿吸盘支架8内部通向真空吸盘3的通气口，在合理利用空间的同时，还可以通过吸盘支架8保护通气管道不易被破坏。

作为优选的，如上述的类单晶籽晶的铺设装置，每个吸盘区域31至少设有一个吸盘孔311具体为每个吸盘区域31设有4个吸盘孔311。

优选的，每个吸盘孔311分别设置于相应吸盘区域31的四角处。具体请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种真空吸盘的结构示意图，其中，9为表示吸附在真空吸盘3下方的籽晶。

可以理解的是，在对籽晶进行吸附时为了保证吸附的稳定性，可以在每个吸盘区域31设置4个吸盘孔311，每个吸盘孔311均可以通气，通过4个吸盘孔311吸附一个籽晶，确保了移动过程中的稳定性。当吸盘孔311为4个时，可以在吸盘区域31的四角处分别设置一个吸盘孔311，从而使对籽晶的四角的吸附能力较强，以保障籽晶阵列中所有的籽晶可以同时移动。

当然，每个吸盘区域31内的吸盘孔311的数量及每个吸盘孔311的具体位置均可以根据实际情况进行确定，本申请在此不做特殊的限定，能实现本发明实施例的目的即可。

还需要说明的是，本发明实施例中的吸盘孔311处可以设置子吸盘，也即每个吸盘区域31内还可以包括多个子吸盘，也可以增加吸附的稳定性。

本申请可以预先在坩埚外部将各个籽晶进行无缝铺设形成一个籽晶阵列,再通过控制器控制气泵通过输气管道为真空吸盘进行吸气以便真空吸盘将整个籽晶阵列吸起，并通过控制器控制升降支架进行上升和下降的运动，将真空吸盘移送至坩埚底部，并令控制器控制气泵为真空吸盘进行放气，以便真空吸盘将籽晶阵列放置在坩埚底面，以实现籽晶在坩埚底部的铺设，其中，真空吸盘的每个吸盘区域对应一个籽晶，从而可以实现对籽晶阵列中的多个籽晶的整体移动。本发明实施例在铺设籽晶的过程中降低了籽晶边角的碰撞几率，更好的实现了无缝化，并且降低了操作人员的劳动强度，铺设质量和工作效率大大提高。

本发明实施例还提供了一种类单晶籽晶的铺设设备，包括用于放置坩埚的平板车和如上述所述的类单晶籽晶块的铺设装置。

需要说明的是，本发明实施例在铺设籽晶的过程中降低了籽晶边角的碰撞几率，更好的实现了无缝化，并且降低了操作人员的劳动强度，铺设质量和工作效率大大提高。

另外，对于本发明实施例中所涉及到的类单晶籽晶的铺设装置的具体介绍，请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种类单晶籽晶的铺设装置，其特征在于，包括控制器、升降支架、真空吸盘、气泵及输气管道；所述控制器的控制端分别与所述气泵的驱动端和所述升降支架的驱动端连接，所述气泵的输出端与所述输气管道的输入端连接，所述输气管道的输出端与所述真空吸盘的通气口连接；所述真空吸盘的通气口端与所述升降支架的移动端连接；所述真空吸盘的底部具有多个吸盘区域，每个所述吸盘区域对应一个籽晶，每个所述吸盘区域至少设有一个吸盘孔；所述控制器用于控制所述升降支架带动所述真空吸盘进行上升或下降运动，以便所述真空吸盘将预先铺设的籽晶阵列移送至坩埚底部，所述籽晶阵列为多个籽晶无缝铺设而成。

2.根据权利要求1所述的类单晶籽晶的铺设装置，其特征在于，所述气泵为电动气泵。

3.根据权利要求1所述的类单晶籽晶的铺设装置，其特征在于，还包括可移动的搬运车，所述控制器、所述气泵及所述升降支架均设置于所述搬运车上。

4.根据权利要求3所述的类单晶籽晶的铺设装置，其特征在于，所述搬运车中还设置有配重物。

5.根据权利要求3所述的类单晶籽晶的铺设装置，其特征在于，还包括吸盘支架，所述真空吸盘的通气口端通过所述吸盘支架与所述升降支架的移动端连接。

6.根据权利要求5所述的类单晶籽晶的铺设装置，其特征在于，所述输气管道设置于所述吸盘支架的内部。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的类单晶籽晶的铺设装置，其特征在于，所述每个所述吸盘区域至少设有一个吸盘孔具体为：

每个所述吸盘区域设有4个吸盘孔。

8.根据权利要求7所述的类单晶籽晶的铺设装置，其特征在于，每个所述吸盘孔分别设置于相应吸盘区域的四角处。

9.一种类单晶籽晶的铺设设备，其特征在于，包括用于放置坩埚的平板车和如权利要求1至8任意一项所述的类单晶籽晶块的铺设装置。