CN112234006A - 一种方形石英舟及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种方形石英舟及其加工工艺，涉及石英舟加工的技术领域，其包括两个间隔设置的端板，两个端板之间固设有上架体和下架体，上架体和下架体上下间隔设置，上架体包括三个间隔设置的长条型棒材，下架体包括四个间隔设置的开槽棒，上架体和下架体共同围成两个用于放置硅片的区域。本申请具有增加了硅片的放置区域，进而增加硅片的放置量的效果。

Description

一种方形石英舟及其加工工艺

技术领域

本申请涉及石英舟加工的技术领域，尤其是涉及一种方形石英舟及其加工工艺。

背景技术

石英舟是一种半导体硅片承载工具，主要应用于以下两个用途，其一，太阳能电池片在制作过程中有一步很关键的步骤叫扩散，这个步骤中需要石英舟作为承载夹具在扩散炉固定硅太阳能电池片半成品，其二，半导体硅片在制作过程中有多个工序步骤，从一道工序运输到下道工序需要石英舟承载半成品硅片，比如LED外延片生产过程中，需要多次硅片外观、产品性能检验，检验前、检验后的产品都需要石英舟承载。

如图1所示，相关技术中的方形石英舟通常包括两个间隔设置的侧板1，两个侧板1之间固定连接有四个呈倒梯形间隔分布的支撑杆11，支撑杆11上开设有若干槽口。

上述相关技术中的石英舟在实际使用的过程中仅存在一个用于放置硅片的区域，硅片的放置量受到了一定的限制。

发明内容

为了增加硅片的放置区域进而增加硅片的放置量，本申请提供一种方形石英舟及其加工工艺。

本申请提供的一种方形石英舟及其加工工艺采用如下的技术方案：

一种方形石英舟，包括两个间隔设置的端板，两个所述端板之间固设有上架体和下架体，所述上架体和下架体上下间隔设置，所述上架体包括三个间隔设置的长条型棒材，所述下架体包括四个间隔设置的开槽棒，所述上架体和下架体共同围成两个用于放置硅片的区域。

通过采用上述技术方案，三个间隔设置的长条型棒材和四个间隔设置的开槽棒共同围成了两个用于放置硅片的区域，增加了硅片的放置量，同时，上架体中位于两侧的两个长条型棒材共用位于中间的长条型棒材作为共用支撑构件，节省了材料，降低了成本。

优选的，所述上架体中位于两侧的两个长条型棒材为侧开槽方棒，位于中间的所述长条型棒材为中开槽方棒，所述中开槽方棒和侧开槽方棒相对的两侧分别开设有上槽口，所述上槽口沿方形石英舟的长度方向间隔设置有若干个。

通过采用上述技术方案，加工侧开槽方棒时，仅需对其朝向中开槽方棒的一侧进行上槽口的加工，减少了加工步骤，缩短了加工时间。

优选的，所述中开槽方棒与下架体中位于内侧的两个开槽棒之间固设有连接板。

通过采用上述技术方案，连接板的设置对上架体及下架体起到了连接作用，增加了上架体与下架体之间连接的稳定性。

优选的，两个所述侧开槽方棒与下架体中位于两侧的两个开槽棒之间分别固设有舟脚，所述舟脚的底端端面与端板的底端端面平齐。

通过采用上述技术方案，舟脚的设置对方形石英舟起到了进一步的支撑作用，与两端的端板共同起到了承重的作用。

优选的，两个所述侧开槽方棒与下架体中位于两侧的两个开槽棒之间分别固设有舟脚，所述舟脚的底端端面与端板的底端端面平齐；

所述中开槽方棒和侧开槽方棒之间固设有上连接条，与所述连接板连接的开槽棒和与其相邻的开槽棒之间固设有下连接条。

通过采用上述技术方案，上连接条起到了连接中开槽方棒和侧开槽方棒以及增加二者之间连接的稳定性的作用，下连接条起到了连接开槽棒以及增加与下连接条连接的两个开槽棒之间连接的稳定性的作用，进而增加了上架体和下架体的稳定性。

一种方形石英舟的加工工艺，包括如下操作步骤：

a.加工上架体：将上连接条按照图纸要求焊接于中开槽方棒和侧开槽方棒之间形成上架体，对上架体进行退火并清洗；

b.加工下架体：将下连接条按照图纸要求焊接于两个开槽棒之间形成下架体，对下架体进行退火并清洗；

c.定位下架体及上架体：将下架体通过下加工工装进行定位，将上架体通过上加工工装进行定位，并将上加工工装与下加工工装通过连接机构相互连接；

d．安装端板：将两个端板按照图纸要求分别焊接于上架体和下架体的两端，焊接完成后进行退火并清洗；

e.拆除上加工工装及下加工工装；

f．安装连接块：将连接块按照图纸要求焊接于中开槽方棒和下架体中位于中间的两个开槽棒之间，焊接完成后整体进行退火并清洗；

g.安装舟脚：将舟脚焊接于开槽棒和与其相对应的侧开槽方棒之间，焊接完成后整体进行退火并清洗。

通过采用上述技术方案，将上架体和下架体分别通过上加工工装和下加工工装进行定位，然后将上加工工装通过连接机构连接于下加工工装上，实现对上架体及下架体的定位，提高了端板与上架体与下架体之间的焊接精度，便于端板的焊接火加工。

优选的，所述上加工工装包括固定板，所述固定板上开设有与侧开槽方棒和中开槽方棒相适配的槽体，所述侧开槽方棒和中开槽方棒嵌入于槽体中，所述固定板的长度小于上架体的长度，所述固定板上开设有与上连接条相适配的上让位槽，所述上连接条嵌入于上让位槽中；

所述固定板的两侧分别铰接有支承板，所述支承板与侧开槽方棒背向槽体的一侧抵接，所述支承板与固定板之间设置有用于将支承板锁紧的锁紧组件。

通过采用上述技术方案，将侧开槽方棒和中开槽方棒分别嵌入于与其相对应的槽体中，限制上架体沿其宽度方向的移动，上连接条嵌入于上让位槽中，限制上架体沿其长度方向的移动，转动支承板使支承板与侧开槽方棒背向槽体的一侧抵接，并通过锁紧组件将支承板锁紧于固定板上，实现对上架体的定位。

优选的，所述下加工工装包括固定座，所述固定座上开设有与开槽棒相适配放置槽和与下连接条相适配的下让位槽，所述开槽棒嵌入于放置槽中，所述固定座的长度小于下架体的长度，所述下连接条嵌入于下让位槽中。

通过采用上述技术方案，将下架体放置于下加工工装上，使开槽棒嵌入于放置槽中，限制下架体沿其宽度方向的移动，下连接条嵌入于下让位槽中，限制下架体沿其长度方向的移动，实现对下架体的定位。

优选的，所述连接机构包括固设于固定板上的连接杆，所述连接杆背向固定板的一端穿设有压紧螺栓，所述压紧螺栓螺纹连接于固定台板上。

通过采用上述技术方案，将压紧螺栓螺纹连接于固定台板上，拧紧压紧螺栓，实现了上加工工装与下加工工装之间的连接。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.三个间隔设置的长条型棒材和四个间隔设置的开槽棒共同围成了两个用于放置硅片的区域，增加了硅片的放置量，同时，上架体中位于两侧的两个长条型棒材共用位于中间的长条型棒材作为共用支撑构件，节省了材料，降低了成本；

2.加工侧开槽方棒时，仅需对其朝向中开槽方棒的一侧进行上槽口的加工，减少了加工步骤，缩短了加工时间；

3.将上架体和下架体分别通过上加工工装和下加工工装进行定位，然后将上加工工装通过连接机构连接于下加工工装上，实现对上架体及下架体的定位，提高了端板与上架体与下架体之间的焊接精度，便于端板的焊接火加工。

附图说明

图1是本申请背景技术中相关技术的整体结构示意图。

图2是本申请的方形石英舟的整体结构示意图。

图3是本申请中显示方形石英舟、上加工工装以及下加工工装的结构的整体结构示意图。

图4是本申请中显示上架体与上加工工装之间的连接结构的局部结构示意图。

图5是本申请中显示下架体与下加工工装之间的连接结构的局部结构示意图。

图6是图3中A部分的局部放大示意图。

附图标记说明：1、侧板；11、支撑杆；2、上架体；21、上连接条；22、侧开槽方棒；23、中开槽方棒；24、上槽口；3、下架体；31、开槽棒；32、下槽口；33、下连接条；4、端板；41、石英钉；5、连接板；6、舟脚；7、上加工工装；71、固定板；711、侧槽体；712、中槽体；713、上让位槽；72、支承板；721、横板；722、竖板；73、锁紧组件；731、第一连接支耳；732、第二连接支耳；733、连接螺栓；734、连接螺母；8、下加工工装；81、固定台板；811、放置槽；812、下让位槽；813、螺纹孔；82、支脚；9、连接机构；91、连接杆；92、连接片；93、压紧螺栓。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种方形石英舟及其加工工艺。

参照图2，包括上架体2和位于上架体2正下方的下架体3，上架体2包括三个间隔设置且相互平行的长条型棒材，长条型棒材的横截面形状为两条对角线长度相同的菱型。相邻两个长条型棒材之间焊接固定有上连接条21，上连接条21与长条型棒材垂直，上连接条21于相邻两个长条型棒材之间间隔设置有两个，两个上连接条21将长条型棒材分成长度相同的三段棒体。

位于两侧的两个长条型棒材为侧开槽方棒22，位于中间的长条型棒材为中开槽方棒23，侧开槽方棒22与中开槽方棒23相对的两侧边缘处间隔开设有三组上槽口24组，三组上槽口24组与三段棒体一一对应。每组上槽口24组均包括若干沿上架体2的长度方向间隔均布的上槽口24，上槽口24用于使硅片的边缘插入，每个上槽口24能容纳两片硅片的插入，且能保证硅片的取放自如。上架体2中的两个侧开槽方棒22共用中开槽方棒23作为共用支撑构件，节省了材料，降低了成本。

下架体3包括四个间隔设置且相互平行的开槽棒31，开槽棒31沿侧开槽方棒22的长度方向设置，开槽棒31的长度与侧开槽方棒22的长度相同，开槽棒31的横截面形状为圆形，开槽棒31的外周面顶端开设有与上槽口24一一对应的下槽口32。下架体3中位于外侧的开槽棒31和与其相邻的开槽棒31之间固设有下连接条33，下连接条33的两端垂直焊接于相邻两个开槽棒31之间，下连接条33于相邻两个开槽棒31之间间隔设置有两个，下连接条33位于上连接条21的正下方。

上架体2的两端和下架体3的两端分别共同固设有端板4，中开槽方棒23、侧开槽方棒22和开槽棒31的两端分别焊接固定于两个端板4相对的两侧壁上。端板4竖直设置且端板4的底端端面低于下架体3的底端端面，端板4的底端端面与水平面接触，将下架体3抬起使下架体3与水平面之间留有距离。

硅片放置时，三个间隔设置的长条型棒材和四个间隔设置的开槽棒31共同围成了两个用于放置硅片的区域，增加了硅片的放置量。

中开槽方棒23与下架体3中位于内侧的两个开槽棒31之间固设有连接板5，连接板5设置为三角型板体，连接板5的三个端角处分别焊接固定于中开槽方棒23和位于下架体3内侧的两个开槽棒31上。连接板5沿下架体3的长度方向间隔设置有两个，且两个连接板5与沿下架体3的长度方向间隔设置的两个下连接条33的位置相对应。连接板5的设置对上架体2及下架体3起到了进一步的连接作用，增加了上架体2与下架体3之间连接的稳定性。

两个侧开槽方棒22与下架体3中位于两侧的两个开槽棒31之间分别固设有舟脚6，舟脚6设置为三角型板体，舟脚6的其中两个端角分别焊接固定于侧开槽方棒22与开槽棒31上，舟脚6的另一个端角的端面与端板4的底端端面平齐且该端面为舟脚6的底端端面。舟脚6的底端端面与水平面抵接，对方形石英舟起到了进一步的支撑作用。

为便于方形石英舟的吊装，两个端板4相背的两侧壁上分别焊接固定有两个间隔设置的石英钉41。

参照图3，本申请还公开了用于定位上架体2上加工工装7、用于定位下架体3的下加工工装8和用于连接上加工工装7及下加工工装8的连接机构9。

结合图3和图4，上加工工装7包括沿上架体2的长度方向设置的固定板71，固定板71厚度方向的其中一侧壁上开设有与侧开槽方棒22相对应的侧槽体711和与中开槽方棒23相对应的中槽体712，侧槽体711和中槽体712均设置为贯穿固定板71长度方向的通槽，侧开槽方棒22的其中一个边缘处和中开槽方棒23的其中一个边缘处嵌入于侧槽体711和中槽体712中，限制了上架体2沿其宽度方向的移动。

为便于端板4与上架体2之间进行焊接，固定板71长度方向的两端面之间的距离小于侧开槽方棒22长度方向两端面之间的距离，中开槽方棒23的两端伸出于中槽体712的两端，侧开槽方棒22的两端伸出于侧槽体711的两端。

固定板71朝向上架体2的侧壁上开设有用于对上连接条21进行让位的上让位槽713，上让位槽713的两端分别与侧槽体711和中槽体712连通，上连接条21靠近固定板71的一端嵌入于上让位槽713中，上连接条21嵌入于上让位槽713中的部分的外侧壁与上让位槽713的内侧壁接触，限制了上架体2沿其长度方向的移动。

固定板71朝向上架体2的侧壁上设置有支承板72，支承板72通过合页与固定板71铰接，支承板72于固定板71宽度方向的两侧对称设置有两个，两个支承板72设置为开口相对的L型板体。支承板72包括与固定板71连接的竖板722和一体成型于竖板722背向固定板71的一端的横板721，横板721的内侧壁抵接于侧开槽方棒22背向固定板71的一端的边缘处。

支承板72与固定板71之间设置有锁紧组件73，锁紧组件73用于将支承板72锁紧于与侧开槽方棒22抵接的状态。锁紧组件73包括固定连接于固定板71宽度方向的侧壁上的第一连接支耳731和固定连接于竖板722的外侧壁上的第二连接支耳732，第二连接支耳732于第一连接支耳731的位置相对应。第一连接支耳731上穿设有连接螺栓733，连接螺栓733背向第一连接支耳731的一端穿过第二连接支耳732且螺纹连接有连接螺母734，拧紧连接螺母734，实现对支承板72的锁紧。

结合图3和图5，下加工工装8包括固定座，固定座包括沿下架体3的长度方向设置的固定台板81和固定连接于固定台板81的下表面上的支脚82。固定台板81的上表面上开设有能使开槽棒31放入的放置槽811，开槽棒31嵌入于放置槽811中，限制了上架体2沿其宽度方向的移动。

为便于端板4与下架体3之间进行焊接，固定台板81长度方向的两端面之间的距离小于开槽棒31长度方向的两端面之间的距离，开槽棒31的两端伸出于放置槽811的两端。

固定台板81的上表面上开设有用于对下连接条33进行让位的下让位槽812，下让位槽812的两端分别与两个与其相邻的放置槽811连通，下连接条33嵌入于下让位槽812中，限制了下架体3沿其长度方向的移动。

结合图3、图5和图6，连接机构9包括固定连接于固定板71朝向上架体2的侧壁上的连接杆91，连接杆91处置于固定板71设置，连接杆91于固定板71的四个端角处设置有四个。连接杆91背向固定板71的一端固定连接有连接片92，连接片92上穿设有若干压紧螺栓93，固定台板81的上表面上开设有与压紧螺栓93一一对应的螺纹孔813，压紧螺栓93螺纹连接于螺纹孔813中，拧紧压紧螺栓93将连接片92压紧连接于固定台板81上，实现上加工工装7与下加工工装8之间的连接。

本申请还公开了一种方形石英舟的加工工艺，包括如下步骤：

a.领料：参照图2，按照图纸领取所需部件，包括两个侧开槽方棒22、一个中开槽方棒23、四个上连接条21、四个开槽棒31、四个下连接条33、四个舟脚6、两个连接块、两个端板4以及四个石英钉41；

b.部件清洗：将步骤a中领取的部件放入于炉管清洗机中进行清洗，保证部件的洁净程度，进而保证后期加工的精度；

c.加工上架体2：参照图2，将四个上连接条21分别按照图纸要求焊接于中开槽方棒23和侧开槽方棒22之间，形成上架体2，并按照先后顺序对上架体2进行退火及清洗；

d.加工下架体3：参照图2，将四个下连接条33分别按照图纸要求焊接于两个开槽棒31之间，形成下架体3，并按照先后顺序对下架体3进行退火及清洗；

e.结合图3、图4和图5，对下架体3及上架体2进行定位，以便于端板4与上架体2及下架体3之间的焊接火加工：

e1.将上加工工装7放置于水平面上使固定板71开设有槽体的侧壁向上放置，将上架体2与固定板71连接，即将侧开槽方棒22的其中一个边缘处和中开槽方棒23的其中一个边缘处嵌入于侧槽体711和中槽体712中，限制上架体2沿其宽度方向的移动，上连接条21靠近固定板71的一端嵌入于上让位槽713中，限制上架体2沿其长度方向的移动，拧紧连接螺母734，使支承板72中的横板721保持与侧开槽方棒22背向固定板71的一端抵接的状态，实现对上架体2的定位；

e2.将下加工工装8放置于水平面上，将开槽棒31与固定台板81连接，即将开槽棒31嵌入于放置槽811中，限制上架体2沿其宽度方向的移动，下连接条33嵌入于下让位槽812中，限制上架体2沿其长度方向的移动，实现对下架体3的定位；

e3.翻转上加工工装7，将上加工工装7使用螺栓压紧连接于下加工工装8上；

f.安装石英钉41：参照图2，将四个石英钉41分别按照图纸要求分别焊接于两个端板4上，焊接完成后先后进行退火及清洗；

g．安装端板4：参照图2，将两个端板4按照图纸要求分别焊接于上架体2和下架体3的两端，拆除上加工工装7及下加工工装8后，对焊接完成的整体先后进行退火及清洗；

h．抛光端板4：参照图2，对端板4进行抛光处理，抛光完成后先后进行退火及清洗；

i．安装连接块：参照图2，将两个连接块分别按照图纸要求点焊于中开槽方棒23和下架体3中位于中间的两个开槽棒31之间，先检验应力，然后检验外观，最后根据配件图检验尺寸，自检合格后，封焊焊口，焊接完成后进行退火处理；

j.安装舟脚6：参照图2，将两个舟脚6分别按照图纸要求点焊于开槽棒31和与其相对应的侧开槽方棒22之间，先检验应力，然后检验外观，最后根据配件图检验尺寸，自检合格后，封焊焊口，焊接完成后进行退火处理；

k.后期处理：对方形石英舟整体进行后期处理：

k1.打磨：对方形石英舟整体进行打磨；

k2．喷砂：对方形石英舟的表面通过喷砂机进行整体喷砂，并进行退火；

l. 最终检验：首先对方形石英舟的应力进行检验，然后检验方形石英舟的外观，最后根据配件图对方形石英舟的尺寸进行检验；

m：使用封装机对方形石英舟进行最终包装。

上述步骤中，清洗环境均为使用10%~15%盐酸在常温下浸泡60min，并用5MΩ的纯水进行清洗；退火环境均在退火炉中进行，为保证充分退火，退火温度设置为1500~1550℃，恒温50-70分钟。

本申请实施例一种方形石英舟的实施原理为：

上架体2中的侧开槽方棒22、中开槽方棒23和下架体3中四个间隔设置的开槽棒31共同围成了两个用于放置硅片的区域，增加了硅片的放置量，同时，上架体2中的两个侧开槽方棒22共用中开槽方棒23作为共用支撑构件，节省了材料，降低了成本。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种方形石英舟，包括两个间隔设置的端板(4)，其特征在于：两个所述端板(4)之间固设有上架体(2)和下架体(3)，所述上架体(2)和下架体(3)上下间隔设置，所述上架体(2)包括三个间隔设置的长条型棒材，所述下架体(3)包括四个间隔设置的开槽棒(31)，所述上架体(2)和下架体(3)共同围成两个用于放置硅片的区域。

2.根据权利要求1所述的一种方形石英舟，其特征在于：所述上架体(2)中位于两侧的两个长条型棒材为侧开槽方棒(22)，位于中间的所述长条型棒材为中开槽方棒(23)，所述中开槽方棒(23)和侧开槽方棒(22)相对的两侧分别开设有上槽口(24)，所述上槽口(24)沿方形石英舟的长度方向间隔设置有若干个。

3.根据权利要求2所述的一种方形石英舟，其特征在于：所述中开槽方棒(23)与下架体(3)中位于内侧的两个开槽棒(31)之间固设有连接板(5)。

4.根据权利要求2所述的一种方形石英舟，其特征在于：两个所述侧开槽方棒(22)与下架体(3)中位于两侧的两个开槽棒(31)之间分别固设有舟脚(6)，所述舟脚(6)的底端端面与端板(4)的底端端面平齐。

5.根据权利要求3所述的一种方形石英舟，其特征在于：两个所述侧开槽方棒(22)与下架体(3)中位于两侧的两个开槽棒(31)之间分别固设有舟脚(6)，所述舟脚(6)的底端端面与端板(4)的底端端面平齐；

所述中开槽方棒(23)和侧开槽方棒(22)之间固设有上连接条(21)，与所述连接板(5)连接的开槽棒(31)和与其相邻的开槽棒(31)之间固设有下连接条(33)。

6.根据权利要求5所述的一种方形石英舟的加工工艺，其特征在于：包括如下操作步骤：

a.加工上架体(2)：将上连接条(21)按照图纸要求焊接于中开槽方棒(23)和侧开槽方棒(22)之间形成上架体(2)，对上架体(2)进行退火并清洗；

b.加工下架体(3)：将下连接条(33)按照图纸要求焊接于两个开槽棒(31)之间形成下架体(3)，对下架体(3)进行退火并清洗；

c.定位下架体(3)及上架体(2)：将下架体(3)通过下加工工装(8)进行定位，将上架体(2)通过上加工工装(7)进行定位，并将上加工工装(7)与下加工工装(8)通过连接机构(9)相互连接；

d．安装端板(4)：将两个端板(4)按照图纸要求分别焊接于上架体(2)和下架体(3)的两端，焊接完成后进行退火并清洗；

e.拆除上加工工装(7)及下加工工装(8)；

f．安装连接块：将连接块按照图纸要求焊接于中开槽方棒(23)和下架体(3)中位于中间的两个开槽棒(31)之间，焊接完成后整体进行退火并清洗；

g.安装舟脚(6)：将舟脚(6)焊接于开槽棒(31)和与其相对应的侧开槽方棒(22)之间，焊接完成后整体进行退火并清洗。

7.根据权利要求6所述的一种方形石英舟的加工工艺，其特征在于：所述上加工工装(7)包括固定板(71)，所述固定板(71)上开设有与侧开槽方棒(22)和中开槽方棒(23)相适配的槽体，所述侧开槽方棒(22)和中开槽方棒(23)嵌入于槽体中，所述固定板(71)的长度小于上架体(2)的长度，所述固定板(71)上开设有与上连接条(21)相适配的上让位槽(713)，所述上连接条(21)嵌入于上让位槽(713)中；

所述固定板(71)的两侧分别铰接有支承板(72)，所述支承板(72)与侧开槽方棒(22)背向槽体的一侧抵接，所述支承板(72)与固定板(71)之间设置有用于将支承板(72)锁紧的锁紧组件(73)。

8.根据权利要求6所述的一种方形石英舟的加工工艺，其特征在于：所述下加工工装(8)包括固定座，所述固定座上开设有与开槽棒(31)相适配放置槽(811)和与下连接条(33)相适配的下让位槽(812)，所述开槽棒(31)嵌入于放置槽(811)中，所述固定座的长度小于下架体(3)的长度，所述下连接条(33)嵌入于下让位槽(812)中。

9.根据权利要求6所述的一种方形石英舟的加工工艺，其特征在于：所述连接机构(9)包括固设于固定板(71)上的连接杆(91)，所述连接杆(91)背向固定板(71)的一端穿设有压紧螺栓(93)，所述压紧螺栓(93)螺纹连接于固定台板(81)上。

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