发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种制作电子元件用单晶硅片拉晶设备,解决了上述制作单晶硅片工艺复杂和单晶硅余料收集利用问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种制作电子元件用单晶硅片拉晶设备,包括装置体,所述装置体内设有开口向上结晶腔,所述结晶腔内滑动设有承载板,所述承载板内转动设有贯穿所述承载板的第一转动轴,所述第一转动轴上端固定设有加热块,所述加热块内设有加热腔,所述加热腔内壁上固定设有加热器,所述第一转动轴上固定设有位于所述承载板下方的第一转动皮带轮,所述结晶腔前后端壁内均设有移动腔,所述移动腔顶壁上固定设有移动电机,所述移动电机下端面上动力连接有第一驱动轴,所述第一驱动轴上螺纹连接有螺纹块,所述螺纹块与所述承载板之间固定设有贯穿所述结晶腔前后端壁的连接杆,所述第一驱动轴上滑动设有驱动皮带轮,所述第一驱动轴远离所述第一转动轴一端设有开口向远离所述第一转动轴的第一滑槽,所述驱动皮带轮内表面上设有开口向靠近所述第一转动轴的卡块滑槽,所述卡块滑槽内滑动设有卡块,所述卡块与所述卡块滑槽远离所述第一转动轴一侧端壁之间固定设有卡块弹簧,所述螺纹块下端面上固定设有下压弹簧,所述下压弹簧下端与所述驱动皮带轮上端面之间转动连接,所述驱动皮带轮与所述第一转动皮带轮之间通过第一传动皮带传动连接,所述结晶腔顶壁上固定设有电动杆,所述电动杆下端固定设有籽晶,所述结晶腔底壁内设有卷绳腔,所述卷绳腔底壁上转动设有卷绳轴,所述卷绳轴上端固定设有传动块,所述传动块上端面上设有开口向上的花键槽,所述卷绳轴上固定设有卷绳轮,所述卷绳轮上缠绕有拉绳,所述卷绳腔顶壁内设有连通所述卷绳腔与所述结晶腔的连通口,所述结晶腔左右端壁内设有开口向靠近所述第一转动轴的闸门滑动腔,所述闸门滑动腔内滑动设有闸门,所述闸门与所述闸门滑动腔远离所述第一转动轴一侧端壁之间固定设有闸门弹簧,所述闸门滑动腔底壁内设有开口向上的闸门滑槽,所述闸门滑槽内滑动设有闸门滑块,所述闸门滑块上端与所述闸门固定连接,所述闸门滑块靠近所述第一转动轴一端与所述拉绳固定连接。
优选地,所述结晶腔左右端壁内均设有开口向靠近所述第一转动轴的处理腔,所述处理腔远离所述第一转动轴一侧端壁内设有开口向靠近所述第一转动轴一侧的滑动腔,所述滑动腔内滑动设有摩擦滑块,所述摩擦滑块靠近所述第一转动轴一端固定设有第一连接板,所述第一连接板上下两端均固定设有第二连接板,所述闸门滑动腔顶壁内设有连通所述滑动腔与所述闸门滑动腔且贯通所述滑动腔的传动腔,所述传动腔前后端壁之间转动设有位于下侧的传动轴,所述传动轴上固定设有传动皮带轮,所述传动轴上固定设有位于所述传动皮带轮后侧的第一摩擦齿轮,所述第一摩擦齿轮下端与所述闸门摩擦连接,所述传动腔前后端壁之间转动设有位于上侧的第二转动轴,所述第二转动轴上固定设有第二转动皮带轮,所述第二转动皮带轮与所述传动皮带轮之间通过第二传动皮带传动连接,所述第二转动轴上固定设有位于所述第二转动皮带轮后侧的第二摩擦齿轮,所述第二摩擦齿轮上端与所述摩擦滑块下侧之间摩擦连接。
优选地,右侧的所述处理腔顶壁内设有开口向左的电机滑槽,所述电机滑槽内滑动设有电机滑块,所述电机滑块下端固定设有伸入所述处理腔内的电机固定块,所述处理腔顶壁上滑动设有转动电机,所述转动电机上端与所述电机固定块下端固定连接,所述转动电机下端面上动力连接有第二驱动轴,所述第二驱动轴下端贯穿所述上侧第二连接板与下侧所述第二连接板转动连接,所述第二驱动轴上转动设有转动柱,所述转动柱内设有导向腔,所述第二驱动轴上螺纹连接有位于所述导向腔内的螺纹滑块,所述导向腔右端壁内设有连通所述导向腔与处理腔的切刀滑槽,所述切刀滑槽内滑动设有第一切刀,所述第一切刀与所述螺纹滑块固定连接,所述转动柱下端右端面上固定设有限位杆,下侧所述第二连接板上端面上固定设有两个限位块,所述限位杆能够与所述限位块抵接,所述第二连接板左端滑动设有转动夹紧轮,所述第二驱动轴上固定设有位于上侧所述第二连接板上方的转动摩擦轮,所述转动摩擦轮与所述转动夹紧轮摩擦连接。
优选地,左侧上方所述第二连接板上端面上滑动设有切割电机,所述第二连接板内设有连通所述第二连接板上下端面的第二滑槽,所述切割电机下端面上动力连接有穿过所述第二滑槽的第三驱动轴,所述第三驱动轴与上侧所述第二连接板之间滑动连接,所述下侧所述第二滑槽内滑动设有转动销,所述转动销上端与所述第三驱动轴下端均固定设有安装板,两个所述安装板之间固定设有切片安装板,所述切片安装板后端固定设有均匀分布的第二切刀,左侧所述处理腔后端壁内设有连通所述处理腔与外部的出料口,所述第二连接板上端面上固定设有电磁铁,所述电磁铁与所述切割电机之间固定设有电机弹簧。
优选地,所述移动电机、所述转动电机和所述切割电机与外部电源相连。
优选地,所述第一转动轴下端伸入所述花键槽内时,所述移动电机停止转动,所述转动电机转动时,所述切割电机不动,当所述转动电机停止转动时,所述切割电机与电源连通。
本发明的有益效果:本发明实现了多晶硅拉晶成单晶硅,并切割成单晶硅片,将多晶硅料放进装置内,再通过加热器将多晶硅融化,通过籽晶将单晶硅导出,制成单晶硅棒,然后车圆和切割成单晶硅片,能够一次性将多晶硅制成能够直接使用的单晶硅片,减少了制作周期,提高了制作效率,还能将单晶硅棒的余料重新进行加热熔融,减小了硅料的成本,提高了经济效益。
具体实施方式
下面结合图1-5对本发明进行详细说明,其中,为叙述方便,现对下文所说的方位规定如下:下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图1-5所述的一种制作电子元件用单晶硅片拉晶设备,包括装置体21,所述装置体21内设有开口向上结晶腔22,所述结晶腔22内滑动设有承载板56,所述承载板56内转动设有贯穿所述承载板56的第一转动轴60,所述第一转动轴60上端固定设有加热块51,所述加热块51内设有加热腔49,所述加热腔49内壁上固定设有加热器50,所述第一转动轴60上固定设有位于所述承载板56下方的第一转动皮带轮61,所述结晶腔22前后端壁内均设有移动腔47,所述移动腔47顶壁上固定设有移动电机48,所述移动电机48下端面上动力连接有第一驱动轴52,所述第一驱动轴52上螺纹连接有螺纹块53,所述螺纹块53与所述承载板56之间固定设有贯穿所述结晶腔22前后端壁的连接杆57,所述第一驱动轴52上滑动设有驱动皮带轮54,所述第一驱动轴52远离所述第一转动轴60一端设有开口向远离所述第一转动轴60的第一滑槽55,所述驱动皮带轮54内表面上设有开口向靠近所述第一转动轴60的卡块滑槽69,所述卡块滑槽69内滑动设有卡块71,所述卡块71与所述卡块滑槽69远离所述第一转动轴60一侧端壁之间固定设有卡块弹簧70,所述螺纹块53下端面上固定设有下压弹簧58,所述下压弹簧58下端与所述驱动皮带轮54上端面之间转动连接,所述驱动皮带轮54与所述第一转动皮带轮61之间通过第一传动皮带59传动连接,所述结晶腔22顶壁上固定设有电动杆25,所述电动杆25下端固定设有籽晶26,所述结晶腔22底壁内设有卷绳腔31,所述卷绳腔31底壁上转动设有卷绳轴32,所述卷绳轴32上端固定设有传动块30,所述传动块30上端面上设有开口向上的花键槽35,所述卷绳轴32上固定设有卷绳轮33,所述卷绳轮33上缠绕有拉绳34,所述卷绳腔31顶壁内设有连通所述卷绳腔31与所述结晶腔22的连通口36,所述结晶腔22左右端壁内设有开口向靠近所述第一转动轴60的闸门滑动腔42,所述闸门滑动腔42内滑动设有闸门44,所述闸门44与所述闸门滑动腔42远离所述第一转动轴60一侧端壁之间固定设有闸门弹簧43,所述闸门滑动腔42底壁内设有开口向上的闸门滑槽46,所述闸门滑槽46内滑动设有闸门滑块45,所述闸门滑块45上端与所述闸门44固定连接,所述闸门滑块45靠近所述第一转动轴60一端与所述拉绳34固定连接。
有益地,所述结晶腔22左右端壁内均设有开口向靠近所述第一转动轴60的处理腔10,所述处理腔10远离所述第一转动轴60一侧端壁内设有开口向靠近所述第一转动轴60一侧的滑动腔13,所述滑动腔13内滑动设有摩擦滑块11,所述摩擦滑块11靠近所述第一转动轴60一端固定设有第一连接板39,所述第一连接板39上下两端均固定设有第二连接板72,所述闸门滑动腔42顶壁内设有连通所述滑动腔13与所述闸门滑动腔42且贯通所述滑动腔13的传动腔17,所述传动腔17前后端壁之间转动设有位于下侧的传动轴20,所述传动轴20上固定设有传动皮带轮19,所述传动轴20上固定设有位于所述传动皮带轮19后侧的第一摩擦齿轮18,所述第一摩擦齿轮18下端与所述闸门44摩擦连接,所述传动腔17前后端壁之间转动设有位于上侧的第二转动轴14,所述第二转动轴14上固定设有第二转动皮带轮15,所述第二转动皮带轮15与所述传动皮带轮19之间通过第二传动皮带16传动连接,所述第二转动轴14上固定设有位于所述第二转动皮带轮15后侧的第二摩擦齿轮12,所述第二摩擦齿轮12上端与所述摩擦滑块11下侧之间摩擦连接。
有益地,右侧的所述处理腔10顶壁内设有开口向左的电机滑槽27,所述电机滑槽27内滑动设有电机滑块29,所述电机滑块29下端固定设有伸入所述处理腔10内的电机固定块28,所述处理腔10顶壁上滑动设有转动电机63,所述转动电机63上端与所述电机固定块28下端固定连接,所述转动电机63下端面上动力连接有第二驱动轴23,所述第二驱动轴23下端贯穿所述上侧第二连接板72与下侧所述第二连接板72转动连接,所述第二驱动轴23上转动设有转动柱37,所述转动柱37内设有导向腔38,所述第二驱动轴23上螺纹连接有位于所述导向腔38内的螺纹滑块67,所述导向腔38右端壁内设有连通所述导向腔38与处理腔10的切刀滑槽24,所述切刀滑槽24内滑动设有第一切刀66,所述第一切刀66与所述螺纹滑块67固定连接,所述转动柱37下端右端面上固定设有限位杆40,下侧所述第二连接板72上端面上固定设有两个限位块41,所述限位杆40能够与所述限位块41抵接,所述第二连接板72左端滑动设有转动夹紧轮62,所述第二驱动轴23上固定设有位于上侧所述第二连接板72上方的转动摩擦轮64,所述转动摩擦轮64与所述转动夹紧轮62摩擦连接。
有益地,左侧上方所述第二连接板72上端面上滑动设有切割电机77,所述第二连接板72内设有连通所述第二连接板72上下端面的第二滑槽68,所述切割电机77下端面上动力连接有穿过所述第二滑槽68的第三驱动轴78,所述第三驱动轴78与上侧所述第二连接板72之间滑动连接,所述下侧所述第二滑槽68内滑动设有转动销65,所述转动销65上端与所述第三驱动轴78下端均固定设有安装板79,两个所述安装板79之间固定设有切片安装板73,所述切片安装板73后端固定设有均匀分布的第二切刀74,左侧所述处理腔10后端壁内设有连通所述处理腔10与外部的出料口80,所述第二连接板72上端面上固定设有电磁铁75,所述电磁铁75与所述切割电机77之间固定设有电机弹簧76。
有益地,所述移动电机48、所述转动电机63和所述切割电机77与外部电源相连,所述电磁铁75、所述加热器50和所述电动杆25也与外部电源相连。
有益地,所述第一转动轴60下端伸入所述花键槽35内时,所述移动电机48停止转动,所述转动电机63转动时,所述切割电机77不动,当所述转动电机63停止转动时,所述切割电机77与电源连通。
初始状态下,所述闸门弹簧43处于自然状态,所述拉绳34处于自然状态,所述下压弹簧58不干扰所述驱动皮带轮54的转动,所述螺纹块53向下移动时,带着驱动皮带轮54转动的同时向下移动,所述螺纹块53向上移动时,下压弹簧58带着驱动皮带轮54转动的同时向上移动,切割电机77启动时,带着第三驱动轴78转动时,第二切刀74将硅棒切割成单晶硅片,切割电机77反向转动时,将硅片带着转动。
工作时,将多晶硅料放入到加热腔49内,开启加热器50,从而将加热腔49内的多晶硅加热融化,将多晶硅加热到熔融状态,固定杆25启动,将籽晶26伸入到熔融液面下,使得多晶硅液体在籽晶26上结晶;
移动电机48启动,带着第一驱动轴52转动,从而带着驱动皮带轮54转动,从而通过第一传动皮带59带着第一转动皮带轮61转动,从而带着第一转动轴60转动,从而带着加热块51转动,同时,第一驱动轴52使得螺纹块53向下移动,从而通过连接杆57带着承载板56向下移动,从而使得第一转动轴60在驱动皮带轮54和螺纹块53作用下转动的同时向下移动,加热腔49内的熔融液体在籽晶26上结晶,并且在加热块51向下移动时,使得籽晶26上端单晶硅棒拉长,从而制成单晶硅棒;
在第一转动轴60向下移动,当单晶硅棒将加热腔49内的熔融液体消耗完成后,第一转动轴60进入到花键槽35内,第一转动轴60继续转动时,带着传动块30转动,从而带着卷绳轴32转动,从而带着卷绳轮33转动,从而将拉绳34卷紧,从而将拉绳34拉紧,从而将闸门滑块45向第一转动轴60靠近移动,从而带着闸门44移动,从而将闸门44移动到加热块51上方,同时,闸门44移动带着第一摩擦齿轮18转动,从而通过传动轴20带着传动皮带轮19转动,从而通过第二传动皮带16带着第二转动皮带轮15转动,从而通过第二转动轴14带着第二摩擦齿轮12转动,从而将摩擦滑块11向第一转动轴60靠近,从而带着第一连接板39移动,从而使得转动夹紧轮62将硅棒夹紧;
转动电机63启动,带着第二驱动轴23转动,从而带着转动摩擦轮64转动,从而带着转动夹紧轮62转动,从而带着硅棒转动,第二驱动轴23带着转动柱37转动,从而使得限位杆40与左侧的限位块41接触,从而使得转动柱37不能转动,而第二驱动轴23带着螺纹滑块67向下移动,而第一切刀66将硅棒车圆,车完成后,转动电机63反转,螺纹滑块67回复原位;
切割电机77启动,带着第三驱动轴78转动,从而带着安装板79转动,从而带着切片安装板73转动,从而带着第二切刀74转动,从而将单晶硅棒切成片,切割完成后,切割电机77反转,从而将安装板79反转回原位,电磁铁75失电,切割电机77在电机弹簧76作用下,向后移动,从而将硅片送到出料口80内,从而可以将硅片取出,而车圆和切片产生的余料落到闸门44上,移动电机48反转,带着第一驱动轴52反转,螺纹块53向上移动,从而带着第一转动轴60向上移动,从而脱离花键槽35,在脱离过程中,卷绳轴32反转,从而将拉绳34放松,闸门44在闸门弹簧43左右下回复原位,从而使得闸门44上的余料进入加热腔49内,即可重新进行拉晶操作。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。