CN113477782A - 一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，包括机台、模具、气缸和中央控制器，所述模具包括主体板和压板，所述主体上设有若干条通槽，若干块所述压板分别倾斜插入通槽之中且与主体板可拆卸连接，所述气缸的伸缩杆端部与主体板相连接并带动模具上下运动从而靠近或远离机台的顶面，所述中央控制器与气缸电连接。本发明通过将若干块压板分别倾斜插入主体板的通槽之中且与主体板可拆卸连接，拆换方便，且能够根据导气槽的形状，实时调节压板伸出的范围，大大降低模具的换新成本；通过设置能够随着模具共同升降的吸料器，再利用弹簧、吸盘与换气机之间的相互配合，实现盘体内腔的进气和排气，从而完成坩埚盖板的吸取与释放。

Description

一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置
【技术领域】
本发明涉及单晶炉的技术领域，特别是一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置的技术领域。
【背景技术】
单晶硅是一种良好的半导体材料，可以用于二极管级、整流器件级、电路级和芯片产品的生产与深加工制造之中，其后续产品集成电路和半导体分离器件等也已广泛应用于各个领域，尤其在军事电子设备中占有着重要地位，处于新材料发展的前沿。
单晶炉是一种在惰性气体环境中，利用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，再利用直拉法生长无错位单晶的设备，通常包括炉体、电气控制柜、加热变压器、电源滤波柜、主真空泵、副室真空泵、真空管道、液压系统、氩气系统和冷却水系统等。其中，炉体又由提拉头、副炉室、炉盖、主炉室、炉底盘和坩埚驱动机构等构成。
为了避免氧元素随坩埚上方的气流被硅料吸收，导致晶体在生长过程中形成复合中心或其它缺陷，除了注入惰性气体，人们还对坩埚盖板的结构进行了相关的设计优化，如在坩埚盖板的底面设置导气槽。目前，人们通常利用模具对倒置的坩埚盖板进行冲压从而形成导气槽。在冲压结束后，由于坩埚盖板重量较重且与机台相贴合，因而难以取下。此外，一旦模具出现部分损坏或变形的现象，则难以维修，通常需要整个进行更换，较为浪费。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，模具的拆换成本低廉，能够利用弹簧、吸盘与换气机之间的相互配合，实现盘体内腔的进气和排气，从而完成坩埚盖板的吸取与释放。
为实现上述目的，本发明提出了一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，包括机台、模具、气缸和中央控制器，所述模具包括主体板和压板，所述主体上设有若干条通槽，若干块所述压板分别倾斜插入通槽之中且与主体板可拆卸连接，所述气缸的伸缩杆端部与主体板相连接并带动模具上下运动从而靠近或远离机台的顶面，所述中央控制器与气缸电连接。
作为优选，若干条所述通槽从前至后依次平行设置在主体板的左右两端，所述通槽贯通主体板的顶面和底面，位于所述主体板左端的通槽贯通主体板的左面，位于所述主体板右端的通槽贯通主体板的右面。
作为优选，所述主体板的前后两侧之间设有若干个贯通通槽的腰形孔，所述压板上设有若干个定位孔，所述压板通过紧固件固定在主体板之上。
作为优选，所述模具还包括轴承座和转轴，所述轴承座固定在主体板的顶面，所述转轴通过轴承可转动连接在轴承座之上且分别与若干块压板相固定。
作为优选，还包括卡件，所述卡件包括支柱、卡片和扭簧，所述支柱固定在机台的顶面，所述卡片的一端与支柱相铰接，所述扭簧固定在支柱和卡片之间。
作为优选，还包括吸料器和换气机，所述吸料器包括筒体、弹簧和吸盘，所述主体板的底面中央设有若干个凹口，若干个所述吸料器的筒体分别固定在凹口之中，所述弹簧的一端位于筒体之中且与筒体的内壁相固定而另一端在伸出筒体之外后与吸盘相连接，所述吸盘的外侧侧壁上设有若干个与盘体内腔相连通的接头，所述换气机通过气管与接头相连接从而对盘体内腔进行吸气或者排气，所述中央控制器与换气机电连接。
作为优选，所述吸盘的顶端固定有导向柱，所述导向柱位于弹簧之中。
作为优选，所述筒体与导向柱之间形成环形间隙，所述弹簧的截面直径与环形间隙的宽度相适应。
作为优选，所述筒体的顶面开口由封板所封闭，所述封板上设有通孔，所述导向柱的顶端向上穿出通孔且设有限位板，所述限位板的外径大于通孔的内径。
作为优选，所述接头上设有单向阀。
本发明的有益效果：本发明通过将若干块压板分别倾斜插入主体板的通槽之中且与主体板可拆卸连接，拆换方便，且能够根据导气槽的形状，实时调节压板伸出的范围，大大降低模具的换新成本；通过设置能够随着模具共同升降的吸料器，再利用弹簧、吸盘与换气机之间的相互配合，实现盘体内腔的进气和排气，从而完成坩埚盖板的吸取与释放，便于坩埚盖板的冲压后取料下料，提高工作效率；通过设置导向柱，限制弹簧在拉伸和收缩期间的形变方向，保证吸盘的顺利工作；通过设置卡件，即能够在冲压时对待处理的坩埚盖板起一定的限位作用，又不影响吸料器取出压槽后的坩埚盖板。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是坩埚盖板的仰视图；
图2是图1的A-A向剖视图；
图3是本发明一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置的主视图；
图4是本发明一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置的模具的主视图；
图5是本发明一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置的模具的仰视图；
图6是本发明一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置的吸料器的主视图；
图7是本发明一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置的吸料器的部分结构的主视剖视图。
图中：1-机台、2-模具、21-主体板、211-通槽、212-腰形孔、213-凹口、22-压板、23-轴承座、24-转轴、3-气缸、4-卡件、41-支柱、42-卡片、5-吸料器、51-筒体、52-弹簧、53-吸盘、531-盘体内腔、532-接头、54-导向柱、541-限位板、55-单向阀、6-坩埚盖板、61-导气槽。
【具体实施方式】
参阅图1至图7，本发明一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，包括机台1、模具2、气缸3和中央控制器，所述模具2包括主体板21和压板22，所述主体21上设有若干条通槽211，若干块所述压板22分别倾斜插入通槽211之中且与主体板21可拆卸连接，所述气缸3的伸缩杆端部与主体板21相连接并带动模具2上下运动从而靠近或远离机台1的顶面，所述中央控制器与气缸3电连接。
若干条所述通槽211从前至后依次平行设置在主体板21的左右两端，所述通槽211贯通主体板21的顶面和底面，位于所述主体板21左端的通槽211贯通主体板21的左面，位于所述主体板21右端的通槽211贯通主体板21的右面。
所述主体板21的前后两侧之间设有若干个贯通通槽211的腰形孔212，所述压板22上设有若干个定位孔，所述压板22通过紧固件固定在主体板21之上。
所述模具2还包括轴承座23和转轴24，所述轴承座23固定在主体板21的顶面，所述转轴24通过轴承可转动连接在轴承座23之上且分别与若干块压板22相固定。
还包括卡件4，所述卡件4包括支柱41、卡片42和扭簧，所述支柱41固定在机台1的顶面，所述卡片42的一端与支柱41相铰接，所述扭簧固定在支柱41和卡片42之间。
还包括吸料器5和换气机，所述吸料器5包括筒体51、弹簧52和吸盘53，所述主体板21的底面中央设有若干个凹口213，若干个所述吸料器5的筒体51分别固定在凹口213之中，所述弹簧52的一端位于筒体51之中且与筒体51的内壁相固定而另一端在伸出筒体51之外后与吸盘53相连接，所述吸盘53的外侧侧壁上设有若干个与盘体内腔531相连通的接头532，所述换气机通过气管与接头532相连接从而对盘体内腔531进行吸气或者排气，所述中央控制器与换气机电连接。
所述吸盘53的顶端固定有导向柱54，所述导向柱54位于弹簧52之中。
所述筒体51与导向柱54之间形成环形间隙，所述弹簧52的截面直径与环形间隙的宽度相适应。
所述筒体51的顶面开口由封板所封闭，所述封板上设有通孔，所述导向柱54的顶端向上穿出通孔且设有限位板541，所述限位板541的外径大于通孔的内径。
所述接头532上设有单向阀55。
本发明工作过程：
首先，将待处理的坩埚盖板6放置在机台1之上并利用卡件4卡止限位。接着，将卡片42沿着转轴24转动，调节其底部伸出通槽211的范围，从而调节其底面与主体板21底面之间的角度，再利用紧固件进行固定。随后，通过气缸3驱动模具2及其上所连接的吸料器5下降，从而利用压板22在坩埚盖板6之上冲压并形成若干个导气槽61。对于吸料器5而言，在吸料器5逐渐下降且吸盘53接触坩埚盖板之后，弹簧52慢慢受压收缩，并迫使吸盘53排出盘体内腔531之中的空气从而紧贴坩埚盖板。此时，如若吸附力不足，还可利用换气机进一步吸出盘体内腔531之中的空气。在冲压结束后，气缸3带动模具2和吸料器5逐渐向上运动，从而利用吸盘53带动坩埚盖板向上运动，挣脱卡件4并离开机台1的表面。最后，通过换气机向盘体内腔531之中注入一定量的空气，即可使吸盘53释放坩埚盖板，从而方便工人获取坩埚盖板。
本发明通过将若干块压板分别倾斜插入主体板的通槽之中且与主体板可拆卸连接，拆换方便，且能够根据导气槽的形状，实时调节压板伸出的范围，大大降低模具的换新成本；通过设置能够随着模具共同升降的吸料器，再利用弹簧、吸盘与换气机之间的相互配合，实现盘体内腔的进气和排气，从而完成坩埚盖板的吸取与释放，便于坩埚盖板的冲压后取料下料，提高工作效率；通过设置导向柱，限制弹簧在拉伸和收缩期间的形变方向，保证吸盘的顺利工作；通过设置卡件，即能够在冲压时对待处理的坩埚盖板起一定的限位作用，又不影响吸料器取出压槽后的坩埚盖板。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：包括机台(1)、模具(2)、气缸(3)和中央控制器，所述模具(2)包括主体板(21)和压板(22)，所述主体(21)上设有若干条通槽(211)，若干块所述压板(22)分别倾斜插入通槽(211)之中且与主体板(21)可拆卸连接，所述气缸(3)的伸缩杆端部与主体板(21)相连接并带动模具(2)上下运动从而靠近或远离机台(1)的顶面，所述中央控制器与气缸(3)电连接。
2.如权利要求1所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：若干条所述通槽(211)从前至后依次平行设置在主体板(21)的左右两端，所述通槽(211)贯通主体板(21)的顶面和底面，位于所述主体板(21)左端的通槽(211)贯通主体板(21)的左面，位于所述主体板(21)右端的通槽(211)贯通主体板(21)的右面。
3.如权利要求2所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：所述主体板(21)的前后两侧之间设有若干个贯通通槽(211)的腰形孔(212)，所述压板(22)上设有若干个定位孔，所述压板(22)通过紧固件固定在主体板(21)之上。
4.如权利要求3所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：所述模具(2)还包括轴承座(23)和转轴(24)，所述轴承座(23)固定在主体板(21)的顶面，所述转轴(24)通过轴承可转动连接在轴承座(23)之上且分别与若干块压板(22)相固定。
5.如权利要求1所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：还包括卡件(4)，所述卡件(4)包括支柱(41)、卡片(42)和扭簧，所述支柱(41)固定在机台(1)的顶面，所述卡片(42)的一端与支柱(41)相铰接，所述扭簧固定在支柱(41)和卡片(42)之间。
6.如权利要求1所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：还包括吸料器(5)和换气机，所述吸料器(5)包括筒体(51)、弹簧(52)和吸盘(53)，所述主体板(21)的底面中央设有若干个凹口(213)，若干个所述吸料器(5)的筒体(51)分别固定在凹口(213)之中，所述弹簧(52)的一端位于筒体(51)之中且与筒体(51)的内壁相固定而另一端在伸出筒体(51)之外后与吸盘(53)相连接，所述吸盘(53)的外侧侧壁上设有若干个与盘体内腔(531)相连通的接头(532)，所述换气机通过气管与接头(532)相连接从而对盘体内腔(531)进行吸气或者排气，所述中央控制器与换气机电连接。
7.如权利要求6所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：所述吸盘(53)的顶端固定有导向柱(54)，所述导向柱(54)位于弹簧(52)之中。
8.如权利要求7所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：所述筒体(51)与导向柱(54)之间形成环形间隙，所述弹簧(52)的截面直径与环形间隙的宽度相适应。
9.如权利要求8所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：所述筒体(51)的顶面开口由封板所封闭，所述封板上设有通孔，所述导向柱(54)的顶端向上穿出通孔且设有限位板(541)，所述限位板(541)的外径大于通孔的内径。
10.如权利要求6至9中任一项所述的一种晶体生长炉坩埚盖板的精密冲压装置，其特征在于：所述接头(532)上设有单向阀(55)。
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