CN110773265B - 一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备，包括箱体和设置在箱体内部的熔融箱，所述箱体的上端设置有进料口，所述箱体的下端均设有支腿，所述熔融箱的内壁上固定安装有电加热板，所述熔融箱下端开设有与箱体外部连通的出料嘴，所述箱体内壁上端部均布有多个破碎辊。本发明通过设置驱动机构、破碎辊、电加热板、泵气机构、导气腔和喷气口，将半导体原料回收再利用过程中的烘干、破碎和熔融工序整合为一体，减少生产线占用空间和人工成本，还可以对破碎辊上的原料进行吹散摊开，提高破碎效率，同时可以自动实现各工序间的生产速度正相关调节，无需人工操作，减少劳动强度，并且不容易出错，避免生产陷入混乱。

Description

一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备

技术领域

本发明涉及半导体再加工设备技术领域，尤其涉及一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备。

背景技术

微电子材料，就是一种由GeSi合金和宽禁带合成的半导体材料，微电子材料与器件是微电子产业的基础，为了促进微电子产业的发展和对材料的充分利用，现有技术中一般会对废旧的微电子材料半导体原料进行回收再加工以便于二次利用。

现有的半导体原料回收再加工工序一般包括原料的清洗、烘干、破碎、熔融和重铸，这就导致了半导体原料回收再加工的生产线较长，且生产线上的每一道工序都需要配备有一定数量的设备和相应的操作人员，不仅会占用较多的生产空间，并且人工成本较高；同时在原料的破碎工序中，为了防止破碎辊伤人，出于安全性考虑，破碎箱上的开口一般不会设置很大，因此倒入原料时容易使原料在破碎辊上某处发生堆积，会造成原料破碎效率的大幅降低；并且每道工序的工作速率要保持一致，即熔融速度较快时，工序前段的烘干和破碎速度也要越快，反之亦然，而现有的加工中，这几道工序都是独立的，当一道工序生产速度改变时，需要由人工来操作改变其他工序的生产速度，不仅进一步增加了工人的劳动强度，而且在操作过程中容易出错，导致生产陷入混乱。

综上所述，现有技术中的半导体原料回收再利用设备存在以下不足之处：第一、生产工序较多，生产线较长，需要占用较多的生产空间和配备较多的操作人员；第二、原料容易在破碎时容易堆积在破碎辊上端某处，导致破碎效率大幅降低；第三、不能自动进行各道工序间生产速度的相关调节，需要人工手动调控，不仅操作麻烦，增加劳动强度，而且操作过程容易出错，导致生产陷入混乱。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备，其通过设置驱动机构、破碎辊、电加热板、泵气机构、导气腔和喷气口，将半导体原料回收再利用过程中的烘干、破碎和熔融工序整合为一体，减少生产线占用空间和人工成本，还可以对破碎辊上的原料进行吹散摊开，提高破碎效率，同时可以自动实现各工序间的生产速度正相关调节，无需人工操作，减少劳动强度，并且不容易出错，避免生产陷入混乱。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备，包括箱体和设置在箱体内部的熔融箱，所述箱体的上端设置有进料口，所述箱体的下端均设有支腿，所述熔融箱的内壁上固定安装有电加热板，所述熔融箱下端开设有与箱体外部连通的出料嘴，所述箱体内壁上端部均布有多个破碎辊，多个所述破碎辊均转动连接在箱体相对内壁间，所述箱体两侧壁上端部均开设有弧形槽，所述弧形槽内安装有用于驱动多个破碎辊转动的驱动机构，所述箱体下相对侧壁内的下端部均开设有滑腔，所述箱体内壁上靠近熔融箱侧壁的位置处开设有与滑腔下端部连通的进气口，所述弧形槽内壁中开设有与滑腔上端部连通的导气腔，所述导气腔与滑腔连通处安装有仅允许空气从下往上流动的第一单向阀，所述箱体内壁上位于破碎辊上方处开设有与导气腔连通的喷气口，所述滑腔内安装有用于将熔融箱附近处的热空气泵至导气腔内的泵气机构。

优选地，所述驱动机构包括固定连接在弧形槽内壁且具有铁磁性的导热板，所述弧形槽内转动连接有转轴，所述转轴侧壁上通过多根连杆沿其周向等间距固定连接有电磁片，所述电磁片上固定连接有温控开关，所述温控开关控制与其相邻的电磁片电流的通断，两个所述转轴均通过皮带轮与其相邻的破碎辊传动连接，且每两个相邻的破碎辊均通过齿轮啮合传动。

优选地，所述泵气机构包括密封滑动连接在滑腔内的铁质滑塞，所述滑塞通过弹簧弹性连接在滑腔的内底部，所述滑塞上安装有仅允许空气从下往上流动的第二单向阀。

本发明具有以下有益效果：

1、通过设置驱动机构、电加热板、破碎辊，可以利用电加热板产生的高温为驱动力，驱动转轴旋转，进而驱动各个破碎辊转动，对半导体原料进行破碎，将破碎与熔融工序进行整合，减短了再加工生产线，减少了占用空间和人工成本；

2、通过设置泵气机构、导气腔和喷气口，由各个电磁片的转动带动滑塞在滑腔内不停地上下往复运动，从而将熔融箱附近的热空气泵入导气腔内，并从喷气口处喷出，热空气吹拂在半导体原料上，不可以迅速对落在破碎辊上的半导体原料进行加热烘干，无需单独设置烘干工序，进一步减短了再加工生产线，减少占用空间和人工成本；

3、泵气机构泵出的热空气通过喷气口喷射在半导体原料上，由于半导体原料本身体积较小，质量较轻，热空气可以将半导体原料吹散摊开，使其均匀地分布在各个破碎辊上，防止原料堆积在同一处，提升设备的整体破碎效率；

4、通过设置电加热板、温控开关、导热板、电磁片和转轴，温控开关的控制周期随导热板的温度高低成正相关变化，导热板的温度高低与电加热板温度高低成正相关变化，因此驱动机构能够根据出料速度的快慢自动调节原料破碎的速度，从而满足生产的需求；

5、温控开关的控制周期随导热板的温度高低成正相关变化，导热板的温度高低与电加热板温度高低成正相关变化，驱动机构与泵气机构成正相关变化，则泵气机构能够根据原料破碎速度的快慢自动调节泵气的快慢，即可以根据破碎的快慢自动调节原料烘干和摊开的快慢，进一步满足生产的需求；

6、通过将导气腔设置在弧形槽的内壁中，则热空气在被泵入导气腔后，从喷气口喷出之前的时间段内，均可以对贴在弧形槽内壁上的导热板进行加热，使导热板温度升高，进一步缩短温控开关的控制周期，使转轴的转速加快，加快原料破碎速度和泵气速度，从而同时加快原料烘干和摊开速度。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备的结构示意图；

图2为图1的A处结构放大示意图。

图中：1箱体、2进料口、3破碎辊、4弧形槽、5导热板、6转轴、7温控开关、8电磁片、9滑腔、10进气口、11导气腔、12熔融箱、13出料嘴、14电加热板、15支腿、16第一单向阀、17滑塞、18第二单向阀、19弹簧、20喷气口。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-2，一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备，包括箱体1和设置在箱体1内部的熔融箱12，熔融箱12固定连接在箱体1下端部的内壁上，箱体1的上端设置有进料口2，箱体1的下端均设有支腿15，熔融箱12的内壁上固定安装有电加热板14，熔融箱12下端开设有与箱体1外部连通的出料嘴13，箱体1内壁上端部均布有多个破碎辊3，多个破碎辊3均转动连接在箱体1相对内壁间，多个破碎辊3位于同一水平高度，箱体1两侧壁上端部均开设有弧形槽4，弧形槽4内安装有用于驱动多个破碎辊3转动的驱动机构。

驱动机构包括固定连接在弧形槽4内壁且具有铁磁性的导热板5，弧形槽4内转动连接有转轴6，转轴6侧壁上通过多根连杆沿其周向等间距固定连接有电磁片8，电磁片8上固定连接有温控开关7，温控开关7控制与其相邻的电磁片8电流的通断，两个转轴6均通过皮带轮与其相邻的破碎辊3传动连接，且每两个相邻的破碎辊3均通过齿轮啮合传动。

需要说明的是，每个电磁片8的磁感线方向沿转轴6的径向设置，各温控开关7和与它相邻的电磁片8耦合并且可以控制该电磁片8电流的通断，其中位于左侧的驱动机构中的温控开关7控制与其逆时针相邻的电磁片电流通断，位于右侧的驱动机构中的温控开关7控制与其顺时针相邻的电磁片电流通断。

进一步地，导热板5设置在弧形槽4内壁上最靠近电加热板14的位置，以最大程度利用电加热板14所产生的温度，缩短温控开关7到控制周期，加快转轴6的转速，从而加快破碎辊3的转速，最终加快原料破碎速度。

更进一步地，为了保证在实际生产中破碎辊3有足够的破碎力将半导体原料破碎，上述驱动机构设置有多组，且每组的转轴6均同轴固定连接，则在生产中，每组的转轴6均在该组的导热板5、电磁片8和温控开关7的作用下被驱动转动，多组转动力合成在一起驱动破碎辊3转动，使各个破碎辊3之间产生足够的力将半导体原料破碎。

箱体1相对侧壁内的下端部均开设有滑腔9，箱体1内壁上靠近熔融箱12侧壁的位置处开设有与滑腔9下端部连通的进气口10，进气口10设置在贴近熔融箱12的侧壁位置处，可以充分地利用熔融箱12中熔融半导体原料所产生的热空气对原料进行烘干，从而无需设置热风机来对原料进行单独的烘干工序，弧形槽4内壁中开设有与滑腔9上端部连通的导气腔11，导气腔11与滑腔9连通处安装有仅允许空气从下往上流动的第一单向阀16，箱体1内壁上位于破碎辊3上方处开设有与导气腔11连通的喷气口20，喷气口20是水平设置的，将热空气水平喷射在原料上，既可以对原料进行烘干，还可以对原料吹散摊开，滑腔9内安装有用于将熔融箱12附近处的热空气泵至导气腔11内的泵气机构。

导气腔11设置在弧形槽4的内壁中，可以使泵气机构泵出的热空气对设置在弧形槽4内壁上的导热板5形成更好的导热效果，使导热板5产生更高的温度，从而进一步缩短温控开关7的控制周期，使转轴6的转速加快，加快原料破碎速度。

泵气机构包括密封滑动连接在滑腔9内的铁质滑塞17，滑塞17通过弹簧19弹性连接在滑腔9的内底部，滑塞17上安装有仅允许空气从下往上流动的第二单向阀18。

当位于弧形槽4外部的电磁片8被位于贴近导热板5处的温控开关7导通，该电磁片8会被导热板5吸引并转动至导热板5处，在电磁片8转动过程中，电磁片8会先靠近滑塞17再远离滑塞17，当电磁片8靠近滑塞17时，电磁片8对滑塞17的吸引力增大，从而克服弹簧19弹力将滑塞17向上拉动，当电磁片8远离滑塞17时，电磁片8对滑塞17的吸引力减小，在弹簧19弹力作用下，滑塞17向下复位并且箱体1采用非磁屏蔽且耐高温的材料制成，不会阻碍电磁片8对滑塞17的吸附作用。

本发明中，启动电加热板14，通过进料口2向箱体1内加入清洗过后的半导体原料，电加热板14使箱体1内温度升高，贴近导热板5的温控开关7的温度上升到临界值，将与其相邻的电磁片8导通，使其被导热板5吸附，并转动至贴近导热板5的位置处，而到达临界值的温控开关7所在的电磁片8则转动至弧形槽4的外部，温度快速下降，被吸附至导热板5处的电磁片8上的温控开关7再次到达温度临界值，导通下一个电磁片8，使下一个电磁片8被导热板5吸附转动，周而复始，使转轴6不断旋转，进而驱动多个破碎辊3转动，对进入的原料进行破碎。

在每个电磁片8转动的过程中，电磁片8均会与弹簧19配合，推动滑塞17在滑腔9内做一次往复运动，随着各个电磁片8不断地转动，滑塞17则不停地上下往复运动，从而将熔融箱12附近的热空气泵入导气腔11内，并从喷气口20处喷出，不仅可以对落在破碎辊3上的半导体原料进行加热烘干，还可以将半导体原料吹散摊开，使其均匀地分布在各个破碎辊3上，防止原料堆积在同一处，提升设备的整体破碎效率。

破碎后的原料落入熔融箱12内，在电加热板14的作用下被加热成熔融状态，从出料嘴13中排出，方便后续重铸工作。

上述回收再利用设备，在对半导体原料加工时，当电加热板14温度较高时，破碎后的原料就会较快地被加热成熔融状从出料嘴13排出，同时导热板5受热较快，温控开关7的控制周期缩短，故转轴6转动的速度较快，破碎辊3的破碎速度较快；当电加热板14温度较低时，破碎后的原料就会较慢地被加热成熔融状从出料嘴13排出，同时导热板5受热较慢，温控开关7控制周期较长，故转轴6转动速度较慢，破碎辊3的破碎速度较慢，可见，该驱动机构能够根据出料速度的快慢自动调节原料破碎的速度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于微电子材料半导体原料回收加工设备，包括箱体(1)和设置在箱体(1)内部的熔融箱(12)，所述箱体(1)的上端设置有进料口(2)，所述箱体(1)的下端均设有支腿(15)，其特征在于，所述熔融箱(12)的内壁上固定安装有电加热板(14)，所述熔融箱(12)下端开设有与箱体(1)外部连通的出料嘴(13)，所述箱体(1)内壁上端部均布有多个破碎辊(3)，多个所述破碎辊(3)均转动连接在箱体(1)相对内壁间，所述箱体(1)两侧壁上端部均开设有弧形槽(4)，所述弧形槽(4)内安装有用于驱动多个破碎辊(3)转动的驱动机构，所述箱体(1)相对侧壁内的下端部均开设有滑腔(9)，所述箱体(1)内壁上靠近熔融箱(12)侧壁的位置处开设有与滑腔(9)下端部连通的进气口(10)，所述弧形槽(4)内壁中开设有与滑腔(9)上端部连通的导气腔(11)，所述导气腔(11)与滑腔(9)连通处安装有仅允许空气从下往上流动的第一单向阀(16)，所述箱体(1)内壁上位于破碎辊(3)上方处开设有与导气腔(11)连通的喷气口(20)，所述滑腔(9)内安装有用于将熔融箱(12)附近处的热空气泵至导气腔(11)内的泵气机构；

所述驱动机构包括固定连接在弧形槽(4)内壁且具有铁磁性的导热板(5)，所述弧形槽(4)内转动连接有转轴(6)，所述转轴(6)侧壁上通过多根连杆沿其周向等间距固定连接有电磁片(8)，所述电磁片(8)上固定连接有温控开关(7)，所述温控开关(7)控制与其相邻的电磁片(8)电流的通断，两个所述转轴(6)均通过皮带轮与其相邻的破碎辊(3)传动连接，且每两个相邻的破碎辊(3)均通过齿轮啮合传动；

所述泵气机构包括密封滑动连接在滑腔(9)内的铁质滑塞(17)，所述滑塞(17)通过弹簧(19)弹性连接在滑腔(9)的内底部，所述滑塞(17)上安装有仅允许空气从下往上流动的第二单向阀(18)。

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