CN112694091A - 一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及关键电子气体原料及智能制备技术领域，具体为一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统及方法。本发明包括底板和支撑架，底板的顶部的一端固定安装有支撑架，还包括：第一处理机构、第二处理机构、定量下料机构、上料机构、冷却机构、液氮回收机构、分子筛处理机构、深度提纯机构和电子气体存储罐，支撑架内部的顶端及低端分别设置有第一处理机构和第二处理机构，支撑架内位于第一处理机构的顶部设置有定量下料机构，且定量下料机构与第一处理机构连接，底板顶部位于两个支撑架的侧边均设置有上料机构，且两个上料机构分别与两个定量下料机构连接。本发明利用率高，成本耗用低，对电子气体的制备效率高。

Description

一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统及方法

技术领域

本发明涉及关键电子气体原料及智能制备技术领域，具体为一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统及方法。

背景技术

在芯片制造过程中需要使用到电子气体，电子气体是超大规模集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、光纤等电子工业生产不可缺少的原材料，它们广泛应用于薄膜、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺，硅烷是微电子工业中一种非常重要的高纯硅源气体，它独特的分子结构和物化性质使其在现代微电子工业及材料科学和技术中起着重要的作用。

现有电子气体（如硅烷气体）制备过程中物料一般需要复杂的化学反应制备而成，制备过程中需要多个工序分别进行操作，工序复杂，在对反应物转移过程中容易导致反应物中掺杂杂质，影响电子气体的纯度，而且工序繁多造成设备成本较高，为此，我们提出一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，包括底板和支撑架，所述底板的顶部的一端固定安装有支撑架，还包括：第一处理机构、第二处理机构、定量下料机构、上料机构、冷却机构、液氨回收机构、分子筛处理机构、深度提纯机构和电子气体存储罐；

所述支撑架内部的顶端及低端分别设置有第一处理机构和第二处理机构，所述支撑架内位于第一处理机构的顶部设置有定量下料机构，且定量下料机构与第一处理机构连接，所述底板顶部位于两个支撑架的侧边均设置有上料机构，且两个上料机构分别与两个定量下料机构连接；

所述底板顶部位于支撑架的侧边设置有冷却机构，且底板顶部位于冷却机构的侧边设置有液氨回收机构，所述液氨回收机构的侧边设置有分子筛处理机构，所述底板顶部的另一端设置有深度提纯机构，且底板顶部位于深度提纯机构的侧边设置有电子气体存储罐；

所述第一处理机构和第二处理机构均包括加热槽和处理罐，所述第一处理机构和第二处理机构上的加热槽分别固定安装在支撑架内部的顶端及低端，所述加热槽内壁的底部均安装有加热板，所述支撑架内部的顶端及低端均设置有处理罐，所述处理罐的外侧对称设置有固定板，且固定板的表面四角均设置有安装孔，所述处理罐上的固定板通过固定螺丝固定安装在支撑架内壁，所述第一处理机构和第二处理机构上的处理罐分别位于两个加热槽内部，所述第二处理机构上的处理罐顶端设置有液氨进口，且液氨进口外侧安装有控制阀。

优选的，所述支撑架内部顶端的处理罐底部设置有连通筒，且连通筒外侧安装有控制阀，所述连通筒的端部伸入支撑架低端的处理罐内，所述第一处理机构上的处理罐内转动连接有传动杆，且传动杆的端部伸入第二处理机构上的处理罐内部，所述传动杆位于两个处理罐内部的一段均等距设置有搅拌叶片，所述传动杆的顶部穿过处理罐固定有从动齿轮，所述处理罐的顶部固定安装有搅拌电机，且搅拌电机的输出轴端部固定安装有主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述支撑架内部顶端的处理罐顶部对称设置有上料口。

优选的，所述定量下料机构包括存料箱、转动电机、转动轴、拨料杆、下料筒和螺旋叶片，所述支撑架的顶部对称固定安装有存料箱，且存料箱的底部设置有下料筒，且下料筒与上料口连接，所述存料箱内壁的顶部转动连接有转动轴，且转动轴外侧等距安装有拨料杆，所述转动轴的低端伸入下料筒内，且转动轴位于下料筒内部一端的外侧设置有螺旋叶片。

优选的，所述上料机构包括上料管、螺旋输料杆和上料电机，所述底板顶部位于支撑架的两侧均固定安装有上料管，且上料管内转动连接有螺旋输料杆，所述上料管顶部固定安装有上料电机，且上料电机的输出轴端部伸入上料管内与螺旋输料杆固定，所述上料管的低端设置有上料斗，所述上料管的顶端设置有出料口，且出料口的端部与存料箱内部连通。

优选的，所述冷却机构包括冷却箱、半导体制冷片和第一连接管，所述底板顶部位于支撑架的侧边设置有冷却箱，且冷却箱的侧壁安装有半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷端与冷却箱连接，所述第二处理机构上的处理罐顶端安装有第一连接管，且第一连接管的端部伸入冷却箱内。

优选的，所述液氨回收机构包括液氨存储箱、水泵和通液管，所述底板顶部位于冷却箱的侧边安装有液氨存储箱，所述第一连接管的端部穿过冷却箱与液氨存储箱内部连通，所述液氨存储箱的顶部安装有水泵，且水泵的进液端通过连通管与液氨存储箱内部的低端连通，所述水泵的出液端安装有通液管，且通液管的端部与第二处理机构上的处理罐的顶端连接。

优选的，所述分子筛处理机构包括固定箱和分子筛，所述底板顶部位于液氨存储箱的侧边安装有固定箱，所述固定箱内安装有分子筛，所述液氨存储箱的顶端安装有第二连接管，且第二连接管的端部与固定箱的低端连接。

优选的，所述深度提纯机构包括化学吸附箱和出气口，所述底板顶部位于固定箱侧边固定安装有化学吸附箱，且化学吸附箱内设置有化学吸附剂，所述固定箱的顶端安装有第三连接管，且第三连接管的端部固定安装在化学吸附箱内部的低端，所述第三连接管位于化学吸附箱内部的一段等距设置有出气口。

优选的，所述化学吸附箱的顶部安装有第四连接管，且第四连接管的端部伸入冷却箱内部的顶端，所述第四连接管位于冷却箱内部的一端穿过冷却箱低端与液氨存储箱连接，所述液氨存储箱侧壁安装有第五连接管，且第五连接管的端部与电子气体存储罐连接，所述第一连接管和第四连接管位于冷却箱内部的一段成螺旋状结构设置。

一种基于芯片与智能制造的电子气体制备方法，该方法用于本发明的制备系统，包括如下步骤：

步骤一：将配合好的镁粉和硅粉的置于支撑架一侧的上料管上的上料斗内部，通过装置设置的电力控制系统驱动上料电机工作使螺旋输料杆转动，将上料斗内的混合物输送至存料箱内部，然后转动电机工作使转动轴转动，转动轴转动使下料筒内部的螺旋叶片转动，在螺旋叶片作用下使支撑架一边的存料箱内部的物料输送至第一处理机构上的处理罐内；

步骤二：加热槽内部的加热板工作，对加热槽内部的液体进行加热，控制搅拌电机工作使主动齿轮转动，通过主动齿轮与从动齿轮的啮合连接使传动杆转动，传动杆转动使其上的搅拌叶片对处理罐内部的物料进行搅动，使物料在一定的温度下充分的混合反应，镁粉和硅粉反应生成硅化镁；

步骤三：通过支撑架另一侧的上料斗内置入氯化铵，上料管上料电机工作将物料置于支撑架上的存料箱内，通过控制该存料箱上的转动电机工作向反应后的处理罐内加入氯化铵，继续控制搅拌电机工作，使硅化镁与氯化铵在一定温度下充分反应；

步骤四：通过第二处理机构上的处理罐上的液氨进口箱处理罐内置入液氨，将第一处理机构上反应后的物料置入第二处理机构上含有液氨的处理罐内，搅拌电机工作使混合物料在液氨介质作用下充分反应生产粗硅烷气体，生成的粗硅烷气体置于第一连接管内，并通过第一连接管置于冷却箱内部进行冷凝分离，分离一部分液氨进入液氨存储箱，而取出液氨的气体通过第二连接管进入固定箱；

步骤五：进入固定箱内部的气体通过分子筛在真空条件下进行纯化，分离出多余的杂质，纯化后的气体通过第三连接管进入化学吸附箱，气体在化学吸附箱内与箱内的化学吸附剂充分接触，化学吸附剂吸去气体中含有的杂质，深度纯化后的气体通过第四连接管再次进入冷却箱内进行分离，此时将第二连接管上的控制阀关闭，第四连接管内的气体进入液氨存储箱，高度纯化后的硅烷气体通过第五连接管置于电子气体存储罐内进行储存。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在第一处理机构上的处理罐顶部一端的定量下料机构可以用于对镁粉和硅粉进行同时混合上料，通过另一个定量下料机构可以进行中途加料使其与反应产物进行混合反应，使反应同在第一处理机构处进行，节省了人力操作，提高了对电子气体的制备效率；通过第二处理机构上的预加介质的处理罐设置，便于将反应产物随即置于带有介质的处理罐内反应，避免了物料转移过程中对时间的耗费，制备效率高，通过冷却机构的设置能够使制得的粗电子气体在低温下分离出液氨，实现对气体的初步提纯，通过液氨回收机构中的水泵工作能够将液氨存储箱内分离出的液氨进行重新回收至第二处理机构的处理管内，避免了介质的浪费，通过分子筛处理机构上的分子筛的设置能够将硅烷气体内掺杂的氨、水及其他杂志进行分离出，实现了电子气体的高提纯，通过深度提纯机构的化学吸附箱内部的化学吸附剂的设置能够将电子气体中的杂质吸附出，保证了气体的高纯度，而通过深度提纯后的气体再次通过冷却机构使其在低温下分离，从而得到高纯度的硅烷气体，装置整体结构紧凑，设备利用率高，成本耗用低，对电子气体的制备效率高。

附图说明

图1为本发明的整体连接结构示意图；

图2为本发明的上料机构连接结构示意图；

图3为本发明的第一处理机构和第二处理机构整体连接结构示意图；

图4为本发明的A处放大图连接结构示意图；

图5为本发明的B处放大图连接结构示意图；

图6为本发明的C处放大图连接结构示意图；

图7为本发明的冷却箱、液氨存储箱及固定箱内部连接结构示意图；

图8为本发明的化学吸附箱内部连接结构示意图。

图中：1、底板；2、支撑架；3、第一处理机构；4、第二处理机构；5、定量下料机构；6、上料机构；7、冷却机构；8、液氨回收机构；9、分子筛处理机构；10、深度提纯机构；11、电子气体存储罐；12、加热槽；13、处理罐；14、上料斗；15、加热板；16、传动杆；17、搅拌叶片；18、从动齿轮；19、主动齿轮；20、搅拌电机；21、上料口；22、固定板；23、存料箱；24、转动电机；25、转动轴；26、拨料杆；27、下料筒；28、螺旋叶片；29、上料管；30、螺旋输料杆；31、上料电机；32、出料口；33、冷却箱；34、半导体制冷片；35、第一连接管；36、液氨存储箱；37、第二连接管；38、固定箱；39、分子筛；40、第三连接管；41、化学吸附箱；42、出气口；43、第四连接管；44、第五连接管；45、水泵；46、通液管；47、连通筒。

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。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。

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，包括底板1和支撑架2，所述底板1的顶部的一端固定安装有支撑架2，还包括：第一处理机构3、第二处理机构4、定量下料机构5、上料机构6、冷却机构7、液氨回收机构8、分子筛处理机构9、深度提纯机构10和电子气体存储罐11，通过底板1和支撑架2的设置起到固定支撑的作用；

请参阅图1，所述支撑架2内部的顶端及低端分别设置有第一处理机构3和第二处理机构4，所述支撑架2内位于第一处理机构3的顶部设置有定量下料机构5，且定量下料机构5与第一处理机构3连接，所述底板1顶部位于两个支撑架2的侧边均设置有上料机构6，且两个上料机构6分别与两个定量下料机构5连接，通过定量下料机构5的设置能够对物料进行定量下料，避免物料的过量影响电子气体的制备，通过上料机构6的设置能够对物料进行上料；

请参阅图2，所述底板1顶部位于支撑架2的侧边设置有冷却机构7，且底板1顶部位于冷却机构7的侧边设置有液氨回收机构8，所述液氨回收机构8的侧边设置有分子筛处理机构9，所述底板1顶部的另一端设置有深度提纯机构10，且底板1顶部位于深度提纯机构10的侧边设置有电子气体存储罐11；

其中，通过冷却机构7的设置能够对制得的粗硅烷气体进行冷却分离，使气体在低温作用下分离出液氨，通过液氨回收机构8将分离出的液氨重新置于第二处理机构4上的处理罐13内重复使用，通过分子筛处理机构9的设置能够对气体中含有的水、氨等杂质进行过滤去除，通过深度提纯机构10的设置能够对电子气体进行深度提纯，保证了电子气体的纯度，通过电子气体存储罐11的设置能够对制得的气体进行充瓶存储备用；

请参阅图3、图4和图5，所述第一处理机构3和第二处理机构4均包括加热槽12和处理罐13，所述第一处理机构3和第二处理机构4上的加热槽12分别固定安装在支撑架2内部的顶端及低端，所述加热槽12内壁的底部均安装有加热板15，加热槽12内部可以用于存储一定量的液体介质，通过加热板15对加热槽12内部的液体介质进行加热，再通过一定温度的液体介质的作用下对第一处理机构3和第二处理机构4上的处理罐13进行均匀加热，便于处理罐13内部物料的充分反应混合；

请参阅图4和图5，所述支撑架2内部的顶端及低端均设置有处理罐13，所述处理罐13的外侧对称设置有固定板22，且固定板22的表面四角均设置有安装孔，所述处理罐13上的固定板22通过固定螺丝固定安装在支撑架2内壁，将加热槽12的侧壁设置有相应的安装板，使加热槽12通过固定螺丝固定安装在支撑架2内部，将处理罐13上设置有相应的固定板22，将固定板22通过固定螺丝固定安装在支撑架2内部，方便了对加热槽12和处理罐13的固定安装，长时间使用后，也可以将加热槽12及处理罐13拆卸下来进行彻底清洁，使用方便；

请参阅图1，所述第一处理机构3和第二处理机构4上的处理罐13分别位于两个加热槽12内部，所述第二处理机构4上的处理罐13顶端设置有液氨进口，且液氨进口外侧安装有控制阀，通过第二处理机构4上处理罐13上设置的液氨进口便于向处理罐13内置入液氨介质，液氨进口上的控制阀能够控制液氨进口的通断。

请参阅图5，所述支撑架2内部顶端的处理罐13底部设置有连通筒47，且连通筒47外侧安装有控制阀，所述连通筒47的端部伸入支撑架2低端的处理罐13内，连通筒47的设置使第一处理机构3上的处理罐13与第二处理机构4上的处理罐13之间处于连通状态，当第一处理机构3上处理罐13内部的物料充分混合反应后，通过电力控制系统打开连通筒47上的控制阀即可使第一处理机构3上的反应物通过连通筒47置于第二处理机构4上的处理罐13内部；

请参阅图3、图4、图5和图6，所述第一处理机构3上的处理罐13内转动连接有传动杆16，且传动杆16的端部伸入第二处理机构4上的处理罐13内部，所述传动杆16位于两个处理罐13内部的一段均等距设置有搅拌叶片17，所述传动杆16的顶部穿过处理罐13固定有从动齿轮18，所述处理罐13的顶部固定安装有搅拌电机20，且搅拌电机20的输出轴端部固定安装有主动齿轮19，所述主动齿轮19与从动齿轮18啮合连接，所述支撑架2内部顶端的处理罐13顶部对称设置有上料口21；

其中，第一处理机构3的设置用于对初级反应物进行反应，通过控制搅拌电机20工作使主动齿轮19转动，通过主动齿轮19与从动齿轮18的啮合连接使传动杆16及其上的搅拌叶片17转动，实现对处理罐13内部的物料的搅拌，使内部物料充分混合，将第一处理机构3和第二处理机构4上处理罐13共用一个传动杆16，传动杆16与处理罐13之间的处于密封设置，仅需一个搅拌电机20即可对第一处理机构3和第二处理机构4内的物料的搅拌，使用节能方便。

请参阅图3和图4，所述定量下料机构5包括存料箱23、转动电机24、转动轴25、拨料杆26、下料筒27和螺旋叶片28，所述支撑架2的顶部对称固定安装有存料箱23，且存料箱23的底部设置有下料筒27，且下料筒27与上料口21连接，所述存料箱23内壁的顶部转动连接有转动轴25，且转动轴25外侧等距安装有拨料杆26，所述转动轴25的低端伸入下料筒27内，且转动轴25位于下料筒27内部一端的外侧设置有螺旋叶片28。

请参阅图2，所述上料机构6包括上料管29、螺旋输料杆30和上料电机31，所述底板1顶部位于支撑架2的两侧均固定安装有上料管29，且上料管29内转动连接有螺旋输料杆30，所述上料管29顶部固定安装有上料电机31，且上料电机31的输出轴端部伸入上料管29内与螺旋输料杆30固定，所述上料管29的低端设置有上料斗14，所述上料管29的顶端设置有出料口32，且出料口32的端部与存料箱23内部连通；

其中，通过上料机构6的设置便于对物料的上料，通过上料电机31工作使螺旋输料杆30转动，使物料被输送至存料箱23内进行缓存。

请参阅图7，所述冷却机构7包括冷却箱33、半导体制冷片34和第一连接管35，所述底板1顶部位于支撑架2的侧边设置有冷却箱33，且冷却箱33的侧壁安装有半导体制冷片34，所述半导体制冷片34的制冷端与冷却箱33连接，所述第二处理机构4上的处理罐13顶端安装有第一连接管35，且第一连接管35的端部伸入冷却箱33内；

其中通过冷却机构7的设置便于对粗硅烷气体进行低温分离，半导体制冷片34工作对冷却箱33内部的水进行制冷，当粗硅烷气体置于冷却箱33内部后，气体在低温调节分离出液氨实现对气体的提纯。

请参阅图7和图8，所述液氨回收机构8包括液氨存储箱36、水泵45和通液管46，所述底板1顶部位于冷却箱33的侧边安装有液氨存储箱36，所述第一连接管35的端部穿过冷却箱33与液氨存储箱36内部连通，所述液氨存储箱36的顶部安装有水泵45，且水泵45的进液端通过连通管与液氨存储箱36内部的低端连通，所述水泵45的出液端安装有通液管46，且通液管46的端部与第二处理机构4上的处理罐13的顶端连接；

其中，通过液氨回收机构8的设置能够对分离出的粗硅烷气体中的液氨存储至液氨存储箱36内部，通过水泵45工作将液氨存储箱36内部的液氨抽至第二处理机构4上的处理罐13内内重复利用。

请参阅图7，所述分子筛处理机构9包括固定箱38和分子筛39，所述底板1顶部位于液氨存储箱36的侧边安装有固定箱38，所述固定箱38内安装有分子筛39，所述液氨存储箱36的顶端安装有第二连接管37，且第二连接管37的端部与固定箱38的低端连接，通过分子筛处理机构9的设置便于对制得的硅烷气体进行分子筛处理提纯，去除硅烷气体中的水、氨及其他杂质，实现对硅烷气体的有效处理。

请参阅图8，所述深度提纯机构10包括化学吸附箱41和出气口42，所述底板1顶部位于固定箱38侧边固定安装有化学吸附箱41，且化学吸附箱41内设置有化学吸附剂，所述固定箱38的顶端安装有第三连接管40，且第三连接管40的端部固定安装在化学吸附箱41内部的低端，所述第三连接管40位于化学吸附箱41内部的一段等距设置有出气口42，通过深度提纯机构10的设置能够对硅烷气体进行深度提纯，通过在化学吸附箱41内部储存化学吸附剂，当硅烷气体置于化学吸附箱41内后，化学吸附剂对硅烷气体中的杂质进行吸附，实现对电子气体的深度提纯。

请参阅图7，所述化学吸附箱41的顶部安装有第四连接管43，且第四连接管43的端部伸入冷却箱33内部的顶端，所述第四连接管43位于冷却箱33内部的一端穿过冷却箱33低端与液氨存储箱36连接，所述液氨存储箱36侧壁安装有第五连接管44，且第五连接管44的端部与电子气体存储罐11连接，所述第一连接管35和第四连接管43位于冷却箱33内部的一段成螺旋状结构设置；

其中，深度纯化后的气体通过第四连接管43再次进入冷却箱33内进行分离，此时将第二连接管37上的控制阀关闭，第四连接管43内的气体进入液氨存储箱36，高度纯化后的硅烷气体通过第五连接管44置于电子气体存储罐11内进行储存。

本发明还提供一种基于芯片与智能制造的电子气体基于本发明制备系统的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将配合好的镁粉和硅粉的置于支撑架2一侧的上料管29上的上料斗14内部，通过装置设置的电力控制系统驱动上料电机31工作使螺旋输料杆30转动，将上料斗14内的混合物输送至存料箱23内部，然后转动电机24工作使转动轴25转动，转动轴25转动使下料筒27内部的螺旋叶片28转动，在螺旋叶片28作用下使支撑架2一边的存料箱23内部的物料输送至第一处理机构3上的处理罐13内。

步骤二：加热槽12内部的加热板15工作，对加热槽12内部的液体进行加热，控制搅拌电机20工作使主动齿轮19转动，通过主动齿轮19与从动齿轮18的啮合连接使传动杆16转动，传动杆16转动使其上的搅拌叶片17对处理罐13内部的物料进行搅动，使物料在一定的温度下充分的混合反应，镁粉和硅粉反应生成硅化镁。

步骤三：通过支撑架2另一侧的上料斗14内置入氯化铵，上料管29上料电机31工作将物料置于支撑架2上的存料箱23内，通过控制该存料箱23上的转动电机24工作向反应后的处理罐13内加入氯化铵，继续控制搅拌电机20工作，使硅化镁与氯化铵在一定温度下充分反应。

步骤四：通过第二处理机构4上的处理罐13上的液氨进口箱处理罐13内置入液氨，将第一处理机构3上反应后的物料置入第二处理机构4上含有液氨的处理罐13内，搅拌电机20工作使混合物料在液氨介质作用下充分反应生产粗硅烷气体，生成的粗硅烷气体置于第一连接管35内，并通过第一连接管35置于冷却箱33内部进行冷凝分离，分离一部分液氨进入液氨存储箱36，而取出液氨的气体通过第二连接管37进入固定箱38。

步骤五：进入固定箱38内部的气体通过分子筛39在真空条件下进行纯化，分离出多余的杂质，纯化后的气体通过第三连接管40进入化学吸附箱41，气体在化学吸附箱41内与箱内的化学吸附剂充分接触，化学吸附剂吸去气体中含有的杂质，深度纯化后的气体通过第四连接管43再次进入冷却箱33内进行分离，此时将第二连接管37上的控制阀关闭，第四连接管43内的气体进入液氨存储箱36，高度纯化后的硅烷气体通过第五连接管44置于电子气体存储罐11内进行储存。

制备系统工作原理为：使用时，将配合好的镁粉和硅粉的置于支撑架2一侧的上料管29上的上料斗14内部，通过装置设置的电力控制系统驱动上料电机31工作使螺旋输料杆30转动，将上料斗14内的混合物输送至存料箱23内部，然后转动电机24工作使转动轴25转动，转动轴25转动使下料筒27内部的螺旋叶片28转动，在螺旋叶片28作用下使支撑架2一边的存料箱23内部的物料输送至第一处理机构3上的处理罐13内，接着加热槽12内部的加热板15工作，对加热槽12内部的液体进行加热，控制搅拌电机20工作使主动齿轮19转动，通过主动齿轮19与从动齿轮18的啮合连接使传动杆16转动，传动杆16转动使其上的搅拌叶片17对处理罐13内部的物料进行搅动，使物料在一定的温度下充分的混合反应，镁粉和硅粉反应生成硅化镁，然后通过支撑架2另一侧的上料斗14内置入氯化铵，上料管29上料电机31工作将物料置于支撑架2上的存料箱23内，通过控制该存料箱23上的转动电机24工作向反应后的处理罐13内加入氯化铵，继续控制搅拌电机20工作，使硅化镁与氯化铵在一定温度下充分反应，此时通过第二处理机构4上的处理罐13上的液氨进口箱处理罐13内置入液氨，将第一处理机构3上反应后的物料置入第二处理机构4上含有液氨的处理罐13内，搅拌电机20工作使混合物料在液氨介质作用下充分反应生产粗硅烷气体，生成的粗硅烷气体置于第一连接管35内，并通过第一连接管35置于冷却箱33内部进行冷凝分离，分离一部分液氨进入液氨存储箱36，而取出液氨的气体通过第二连接管37进入固定箱38，进入固定箱38内部的气体通过分子筛39在真空条件下进行纯化，分离出多余的杂质，纯化后的气体通过第三连接管40进入化学吸附箱41，气体在化学吸附箱41内与箱内的化学吸附剂充分接触，化学吸附剂吸去气体中含有的杂质，深度纯化后的气体通过第四连接管43再次进入冷却箱33内进行分离，此时将第二连接管37上的控制阀关闭，第四连接管43内的气体进入液氨存储箱36，高度纯化后的硅烷气体通过第五连接管44置于电子气体存储罐11内进行储存。

需要说明的是，在本文中，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，包括底板（1）和支撑架（2），所述底板（1）的顶部的一端固定安装有支撑架（2），其特征在于，还包括：第一处理机构（3）、第二处理机构（4）、定量下料机构（5）、上料机构（6）、冷却机构（7）、液氨回收机构（8）、分子筛处理机构（9）、深度提纯机构（10）和电子气体存储罐（11）；

所述支撑架（2）内部的顶端及低端分别设置有第一处理机构（3）和第二处理机构（4），所述支撑架（2）内位于第一处理机构（3）的顶部设置有定量下料机构（5），且定量下料机构（5）与第一处理机构（3）连接，所述底板（1）顶部位于两个支撑架（2）的侧边均设置有上料机构（6），且两个上料机构（6）分别与两个定量下料机构（5）连接；

所述底板（1）顶部位于支撑架（2）的侧边设置有冷却机构（7），且底板（1）顶部位于冷却机构（7）的侧边设置有液氨回收机构（8），所述液氨回收机构（8）的侧边设置有分子筛处理机构（9），所述底板（1）顶部的另一端设置有深度提纯机构（10），且底板（1）顶部位于深度提纯机构（10）的侧边设置有电子气体存储罐（11）；

所述第一处理机构（3）和第二处理机构（4）均包括加热槽（12）和处理罐（13），所述第一处理机构（3）和第二处理机构（4）上的加热槽（12）分别固定安装在支撑架（2）内部的顶端及低端，所述加热槽（12）内壁的底部均安装有加热板（15），所述支撑架（2）内部的顶端及低端均设置有处理罐（13），所述处理罐（13）的外侧对称设置有固定板（22），且固定板（22）的表面四角均设置有安装孔，所述处理罐（13）上的固定板（22）通过固定螺丝固定安装在支撑架（2）内壁，所述第一处理机构（3）和第二处理机构（4）上的处理罐（13）分别位于两个加热槽（12）内部，所述第二处理机构（4）上的处理罐（13）顶端设置有液氨进口，且液氨进口外侧安装有控制阀。

2.根据权利要求1所述的一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，其特征在于：所述支撑架（2）内部顶端的处理罐（13）底部设置有连通筒（47），且连通筒（47）外侧安装有控制阀，所述连通筒（47）的端部伸入支撑架（2）低端的处理罐（13）内，所述第一处理机构（3）上的处理罐（13）内转动连接有传动杆（16），且传动杆（16）的端部伸入第二处理机构（3）上的处理罐（13）内部，所述传动杆（16）位于两个处理罐（13）内部的一段均等距设置有搅拌叶片（17），所述传动杆（16）的顶部穿过处理罐（13）固定有从动齿轮（18），所述处理罐（13）的顶部固定安装有搅拌电机（20），且搅拌电机（20）的输出轴端部固定安装有主动齿轮（19），所述主动齿轮（19）与从动齿轮（18）啮合连接，所述支撑架（2）内部顶端的处理罐（13）顶部对称设置有上料口（21）。

3.根据权利要求2所述的一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，其特征在于：所述定量下料机构（5）包括存料箱（23）、转动电机（24）、转动轴（25）、拨料杆（26）、下料筒（27）和螺旋叶片（28），所述支撑架（2）的顶部对称固定安装有存料箱（23），且存料箱（23）的底部设置有下料筒（27），且下料筒（27）与上料口（21）连接，所述存料箱（23）内壁的顶部转动连接有转动轴（25），且转动轴（25）外侧等距安装有拨料杆（26），所述转动轴（25）的低端伸入下料筒（27）内，且转动轴（25）位于下料筒（27）内部一端的外侧设置有螺旋叶片（28）。

4.根据权利要求3所述的一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，其特征在于：所述上料机构（6）包括上料管（29）、螺旋输料杆（30）和上料电机（31），所述底板（1）顶部位于支撑架（2）的两侧均固定安装有上料管（29），且上料管（29）内转动连接有螺旋输料杆（30），所述上料管（29）顶部固定安装有上料电机（31），且上料电机（31）的输出轴端部伸入上料管（29）内与螺旋输料杆（30）固定，所述上料管（29）的低端设置有上料斗（14），所述上料管（29）的顶端设置有出料口（32），且出料口（32）的端部与存料箱（23）内部连通。

5.根据权利要求1所述的一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，其特征在于：所述冷却机构（7）包括冷却箱（33）、半导体制冷片（34）和第一连接管（35），所述底板（1）顶部位于支撑架（2）的侧边设置有冷却箱（33），且冷却箱（33）的侧壁安装有半导体制冷片（34），所述半导体制冷片（34）的制冷端与冷却箱（33）连接，所述第二处理机构（4）上的处理罐（13）顶端安装有第一连接管（35），且第一连接管（35）的端部伸入冷却箱（33）内。

6.根据权利要求5所述的一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，其特征在于：所述液氨回收机构（8）包括液氨存储箱（36）、水泵（45）和通液管（46），所述底板（1）顶部位于冷却箱（33）的侧边安装有液氨存储箱（36），所述第一连接管（35）的端部穿过冷却箱（33）与液氨存储箱（36）内部连通，所述液氨存储箱（36）的顶部安装有水泵（45），且水泵（45）的进液端通过连通管与液氨存储箱（36）内部的低端连通，所述水泵（45）的出液端安装有通液管（46），且通液管（46）的端部与第二处理机构（4）上的处理罐（13）的顶端连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，其特征在于：所述分子筛处理机构（9）包括固定箱（38）和分子筛（39），所述底板（1）顶部位于液氨存储箱（36）的侧边安装有固定箱（38），所述固定箱（38）内安装有分子筛（39），所述液氨存储箱（36）的顶端安装有第二连接管（37），且第二连接管（37）的端部与固定箱（38）的低端连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，其特征在于：所述深度提纯机构（10）包括化学吸附箱（41）和出气口（42），所述底板（1）顶部位于固定箱（38）侧边固定安装有化学吸附箱（41），且化学吸附箱（41）内设置有化学吸附剂，所述固定箱（38）的顶端安装有第三连接管（40），且第三连接管（40）的端部固定安装在化学吸附箱（41）内部的低端，所述第三连接管（40）位于化学吸附箱（41）内部的一段等距设置有出气口（42）。

9.根据权利要求8所述的一种基于芯片与智能制造的电子气体制备系统，其特征在于：所述化学吸附箱（41）的顶部安装有第四连接管（43），且第四连接管（43）的端部伸入冷却箱（33）内部的顶端，所述第四连接管（43）位于冷却箱（33）内部的一端穿过冷却箱（33）低端与液氨存储箱（36）连接，所述液氨存储箱（36）侧壁安装有第五连接管（44），且第五连接管（44）的端部与电子气体存储罐（11）连接，所述第一连接管（35）和第四连接管（43）位于冷却箱（33）内部的一段成螺旋状结构设置。

10.一种基于芯片与智能制造的电子气体制备方法，用于权利要求1-9任一项所述的制备系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将配合好的镁粉和硅粉的置于支撑架（2）一侧的上料管（29）上的上料斗（14）内部，通过装置设置的电力控制系统驱动上料电机（31）工作使螺旋输料杆（30）转动，将上料斗（14）内的混合物输送至存料箱（23）内部，然后转动电机（24）工作使转动轴（25）转动，转动轴（25）转动使下料筒（27）内部的螺旋叶片（28）转动，在螺旋叶片（28）作用下使支撑架（2）一边的存料箱（23）内部的物料输送至第一处理机构（3）上的处理罐（13）内；

步骤二：加热槽（12）内部的加热板（15）工作，对加热槽（12）内部的液体进行加热，控制搅拌电机（20）工作使主动齿轮（19）转动，通过主动齿轮（19）与从动齿轮（18）的啮合连接使传动杆（16）转动，传动杆（16）转动使其上的搅拌叶片（17）对处理罐（13）内部的物料进行搅动，使物料在一定的温度下充分的混合反应，镁粉和硅粉反应生成硅化镁；

步骤三：通过支撑架（2）另一侧的上料斗（14）内置入氯化铵，上料管（29）上料电机（31）工作将物料置于支撑架（2）上的存料箱（23）内，通过控制该存料箱（23）上的转动电机（24）工作向反应后的处理罐（13）内加入氯化铵，继续控制搅拌电机（20）工作，使硅化镁与氯化铵在一定温度下充分反应；

步骤四：通过第二处理机构（4）上的处理罐（13）上的液氨进口箱处理罐（13）内置入液氨，将第一处理机构（3）上反应后的物料置入第二处理机构（4）上含有液氨的处理罐（13）内，搅拌电机（20）工作使混合物料在液氨介质作用下充分反应生产粗硅烷气体，生成的粗硅烷气体置于第一连接管（35）内，并通过第一连接管（35）置于冷却箱（33）内部进行冷凝分离，分离一部分液氨进入液氨存储箱（36），而取出液氨的气体通过第二连接管（37）进入固定箱（38）；

步骤五：进入固定箱（38）内部的气体通过分子筛（39）在真空条件下进行纯化，分离出多余的杂质，纯化后的气体通过第三连接管（40）进入化学吸附箱（41），气体在化学吸附箱（41）内与箱内的化学吸附剂充分接触，化学吸附剂吸去气体中含有的杂质，深度纯化后的气体通过第四连接管（43）再次进入冷却箱（33）内进行分离，此时将第二连接管（37）上的控制阀关闭，第四连接管（43）内的气体进入液氨存储箱（36），高度纯化后的硅烷气体通过第五连接管（44）置于电子气体存储罐（11）内进行储存。

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