CN115417387B - 一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备 - Google Patents
一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115417387B CN115417387B CN202211240526.8A CN202211240526A CN115417387B CN 115417387 B CN115417387 B CN 115417387B CN 202211240526 A CN202211240526 A CN 202211240526A CN 115417387 B CN115417387 B CN 115417387B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preset
- nitriding furnace
- pressure value
- temperature
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
- C01B21/0682—Preparation by direct nitridation of silicon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
- F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
- F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
- F27D2007/066—Vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0003—Monitoring the temperature or a characteristic of the charge and using it as a controlling value
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0006—Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
- F27D2019/0009—Monitoring the pressure in an enclosure or kiln zone
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明提供了一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备,涉及控制技术领域,所述氮化硅生产工艺控制方法,包括:获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,所述生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、控制动作标志和生产工艺段号;根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程。本发明方案,通过获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,根据上述的生产信息,控制氮化硅的生产工艺流程,即无需人为手动操作控制,根据生产信息自动控制生产工艺流程,保证生产工艺的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及控制技术领域,特别涉及一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备。
背景技术
利用氮化炉烧结制备氮化硅粉,采用直接氮化法,在密闭容器内,将金属硅粉至于氮气的气氛下,硅粉和氮源直接生产氮化硅。反应方程如下:
3Si+2N2(g)=Si3N4
3Si+4NH3(g)=Si3N4+6H2(g)
该氮化法生产周期一般需要120小时左右,同时,为了控制反应流程,需要在反应气氛中增加氢气和氩气(控制反应速度和放热)。在近120小时的生产流程中需要不断进行排气和充气(排除反应阶段产生的废气并补充新反应需要的氮源)。排气和充气的时机(什么时候排气或充气),以及充气时氢气、氮气和氩气的充气气氛值(比例值)都对氮化硅的品质产生极大的影响,同时,烧结流程的温度(包括升温的时机(什么时候升温)、温升时间、保温时间等)、炉内气体压力同样影响氮化硅的品质。
目前采用直接氮化法生产氮化硅,对于生产工艺流程中温度、压力、充气、排气等环节的控制基本都靠人工实现,人工判断和调整,导致的生产工艺不稳定。
发明内容
本发明实施例提供一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备,用以解决现有技术中,氮化硅生产工艺流程中的控制环节需要人工实现,生产工艺不稳定的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供如下技术方案:
本发明实施例提供一种氮化硅生产工艺控制方法,包括:
获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,所述生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、控制动作标志和生产工艺段号;
根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述多个工艺过程包括对所述氮化炉抽真空、对所述氮化炉启动加热、对所述氮化炉首次充气、寻找反应温度点、在温度反应点进行保温反应、多个温度跳转阶段、多个温度反应阶段、氮化炉的炉内气氛置换和停炉;
其中,所述多个工艺过程按照预设顺序进行排列;
不同的所述工艺过程对应不同的生产工艺段号。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述对所述氮化炉抽真空、所述对所述氮化炉进行加热和所述对所述氮化炉进行首次充气;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,控制进行对所述氮化炉抽真空流程;
在所述氮化炉的炉内真空值达到第一预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行加热流程;
在所述氮化炉的炉内温度达到第一预设温度且所述氮化炉的炉内真空值达到第二预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行首次充气流程;
按预设的初始气氛调整参数值对所述氮化炉进行充气,在所述氮化炉的炉内压力达到第一预设压力值的情况下,控制进行当前生产工艺对应的生产工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程;
其中,所述初始气氛调整参数值为首次充气时氢气、氮气、氩气的气体流量比例值。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述多个温度跳转阶段;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的目标温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述多个温度跳转阶段中的一个温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述氮化炉由预设的第一温度升高至预设的第二温度的温度跳转阶段;
获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的升温时间;
在所述升温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度。
可选地,所述方法还包括:
获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的保温时间;
在所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度之后,在所述保温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度处于第一温度区间;所述第一温度区间为与所述第二温度之间差值的绝对值小于第二预设温度的温度区间;
在所述保温时间内,控制进行当前工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述在温度反应点进行保温反应、所述多个温度反应阶段和所述氮化炉的炉内气氛置换;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第一目标工艺过程;所述第一目标工艺过程为所述温度反应点进行保温、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程;
获取所述第一目标工艺过程对应的预设吸压值和预设气氛调整参数值;
根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值;
根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,或,根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程;
在控制所述第一目标工艺过程内的气体置换完成后,返回根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值的步骤。
可选地,所述预设吸压值包括第一预设吸压值、第二预设吸压值、第三预设吸压值和第四预设吸压值;所述预设气氛调整参数值包括第一预设气氛调整参数值、第二预设气氛调整参数值、第三预设气氛调整参数值和所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值;所述第一预设气氛调整参数值、所述第二预设气氛调整参数值、所述第三预设气氛调整参数值和所述默认气氛调整参数值为充气时不同的氢气、氮气、氩气的气体流量比例值;其中,所述第一预设吸压值大于所述第二预设吸压值,所述第二预设吸压值大于所述第三预设吸压值,所述第三预设吸压值大于所述第四预设吸压值;
所述根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,包括以下至少一项:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第一预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内压力达到第二预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第二预设吸压值且小于或等于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第三预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第三预设吸压值且小于或等于所述第二预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第四预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉小于所述第三预设吸压值且大于或等于所述第四预设吸压值的情况下,根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换;
所述根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程,包括:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于或等于所述第四预设吸压值的情况下,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程。
可选地,所述根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,包括以下至少一项:
在当前的控制动作标志为充气的情况下,控制对所述氮化炉进行充氮气的操作,直至氮化炉的炉内压力达到第五预设压力值,并设置当前的控制动作标志为补气;
在当前的控制动作标志为补气的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述默认气氛调整参数值进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气压力值达到第六预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第二目标工艺过程;所述第二目标工艺过程为所述多个工艺过程中的一个工艺过程;
获取所述第二目标工艺过程对应的保温温度;
根据所述第二目标工艺过程对应的保温温度,获取所述第二目标工艺过程对应的预设的生产工艺流程时长、生产工艺结束的第四预设吸压值和生产工艺结束的第五预设吸压值;所述第四预设吸压值大于所述第五预设吸压值;
在满足第一条件的情况下,控制进入所述第二目标工艺过程结束判断流程;
在所述第二目标工艺过程结束判断流程中,在第四预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第五预设吸压值的情况下,控制所述第二目标工艺过程结束;
其中,所述第一条件包括:
所述第二目标工艺过程进行的生产时长与所述预设的生产工艺流程时长之间的比值大于预设比值,且当前生产时间与相邻的上一次充气时间之间的时长超过第二预设时长;所述生产时长是所述第二目标工艺过程的初始时间与所述当前生产时间之间的时长;
第三预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第四预设吸压值。
本发明实施例还提供一种氮化硅生产工艺控制装置,包括:
信息获取模块,用于获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,所述生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、控制动作标志和生产工艺段号;
控制模块,用于根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述多个工艺过程包括对所述氮化炉抽真空、对所述氮化炉启动加热、对所述氮化炉首次充气、寻找反应温度点、在温度反应点进行保温反应、多个温度跳转阶段、多个温度反应阶段、氮化炉的炉内气氛置换和停炉;
其中,所述多个工艺过程按照预设顺序进行排列;
不同的所述工艺过程对应不同的生产工艺段号。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述对所述氮化炉抽真空、所述对所述氮化炉进行加热和所述对所述氮化炉进行首次充气;
所述控制模块,包括:
第一控制单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,控制进行对所述氮化炉抽真空流程;
第二控制单元,用于在所述氮化炉的炉内真空值达到第一预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行加热流程;
第三控制单元,用于在所述氮化炉的炉内温度达到第一预设温度且所述氮化炉的炉内真空值达到第二预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行首次充气流程;
第四控制单元,用于按预设的初始气氛调整参数值对所述氮化炉进行充气,在所述氮化炉的炉内压力达到第一预设压力值的情况下,控制进行当前生产工艺对应的生产工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程;
其中,所述初始气氛调整参数值为首次充气时氢气、氮气、氩气的气体流量比例值。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述多个温度跳转阶段;
所述控制模块,包括:
第一确定单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的目标温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述多个温度跳转阶段中的一个温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述氮化炉由预设的第一温度升高至预设的第二温度的温度跳转阶段;
第一获取单元,用于获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的升温时间;
第五控制单元,用于在所述升温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度。
可选地,所述控制模块,还包括:
第二获取单元,用于获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的保温时间;
第六控制单元,用于在所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度之后,在所述保温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度处于第一温度区间;所述第一温度区间为与所述第二温度之间差值的绝对值小于第二预设温度的温度区间;
第七控制单元,用于在所述保温时间内,控制进行当前工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述在温度反应点进行保温反应、所述多个温度反应阶段和所述氮化炉的炉内气氛置换;
所述控制模块,包括:
第二确定单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第一目标工艺过程;所述第一目标工艺过程为所述温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程;
第三获取单元,用于获取所述第一目标工艺过程对应的预设吸压值和预设气氛调整参数值;
第三确定单元,用于根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值;
第八控制单元,用于根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,或,根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程;
第九控制单元,用于在控制所述第一目标工艺过程内的气体置换完成后,返回根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值的步骤。
可选地,所述预设吸压值包括第一预设吸压值、第二预设吸压值、第三预设吸压值和第四预设吸压值;所述预设气氛调整参数值包括第一预设气氛调整参数值、第二预设气氛调整参数值、第三预设气氛调整参数值和所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值;所述第一预设气氛调整参数值、所述第二预设气氛调整参数值、所述第三预设气氛调整参数值和所述默认气氛调整参数值为充气时不同的氢气、氮气、氩气的气体流量比例值;其中,所述第一预设吸压值大于所述第二预设吸压值,所述第二预设吸压值大于所述第三预设吸压值,所述第三预设吸压值大于所述第四预设吸压值;
所述第八控制单元,具体用于以下至少一项:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第一预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内压力达到第二预设压力值,,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第二预设吸压值且小于或等于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第三预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第三预设吸压值且小于或等于所述第二预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第四预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉小于所述第三预设吸压值且大于或等于所述第四预设吸压值的情况下,根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换;
所述第八控制单元,具体用于:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于或等于所述第四预设吸压值的情况下,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程。
可选地,所述第八控制单元,具体用于以下至少一项:
在当前的控制动作标志为充气的情况下,控制对所述氮化炉进行充氮气的操作,直至氮化炉的炉内压力达到第五预设压力值,并设置当前的控制动作标志为补气;
在当前的控制动作标志为补气的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述默认气氛调整参数值进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气压力值达到第六预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述控制模块,包括:
第四确定单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第二目标工艺过程;所述第二目标工艺过程为所述多个工艺过程中的一个工艺过程;
第四获取单元,用于获取所述第二目标工艺过程对应的保温温度;
第五获取单元,用于根据所述第二目标工艺过程对应的保温温度,获取所述第二目标工艺过程对应的预设的生产工艺流程时长、生产工艺结束的第四预设吸压值和生产工艺结束的第五预设吸压值;所述第四预设吸压值大于所述第五预设吸压值;
第十控制单元,用于在满足第一条件的情况下,控制进入所述第二目标工艺过程结束判断流程;
第十一控制单元,用于在所述第二目标工艺过程结束判断流程中,在第四预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第五预设吸压值的情况下,控制所述第二目标工艺过程结束;
其中,所述第一条件包括:
所述第二目标工艺过程进行的生产时长与所述预设的生产工艺流程时长之间的比值大于预设比值,且当前生产时间与相邻的上一次充气时间之间的时长超过第二预设时长;所述生产时长是所述第二目标工艺过程的初始时间与所述当前生产时间之间的时长;
第三预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第四预设吸压值。
本发明实施例还提供一种氮化硅生产工艺控制设备,包括:处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序,所述程序被所述处理器执行时实现如上中任一项所述的氮化硅生产工艺控制方法。
本发明实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的氮化硅生产工艺控制方法中的步骤。
本发明的有益效果是:
本发明方案,通过获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,其中,生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、氮化炉的炉内气氛值、控制动作标志和生产工艺段号,根据上述的生产信息,控制氮化硅的生产工艺流程,即无需人为手动操作控制,根据生产信息自动控制生产工艺流程,保证生产工艺的稳定。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的氮化硅生产工艺控制方法的流程图;
图2表示本发明实施例提供的氮化炉控制系统的结构示意图;
图3表示本发明实施例提供的对氮化炉首次抽真空、对氮化炉进行加热和对氮化炉进行首次充气的控制流程图;
图4表示本发明实施例提供的温度跳转阶段进行控制的流程图;
图5表示本发明实施例提供的在工艺过程中进行气氛值智能控制的流程图;
图6表示本发明实施例提供的控制一个工艺过程结束的流程图;
图7表示本发明实施例提供的氮化硅生产工艺控制装置的结构示意图;
图8表示本发明实施例提供的氮化硅生产工艺控制设备的结构示意图。
附图标记说明:
10-氮化硅生产工艺控制器;11-定时器;12-控制算法单元;20-氮化炉;21-压力传感器;22-温度控制器;30气体输入管道;31-流量控制器;32-流量调节阀;40-输入设定装置;50-远程主站;60-数据分析展示平台;70-气体输出管道;71-排气阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明针对现有技术中,氮化硅生产工艺流程中的控制环节需要人工实现,生产工艺不稳定的问题,提供一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备。
如图1所示,本发明实施例提供一种氮化硅生产工艺控制方法,包括:
步骤101:获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,所述生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、控制动作标志和生产工艺段号;
需要说明的是,本发明实施例提供的氮化硅生产工艺控制方法应用于一氮化硅生产工艺控制器10,该氮化硅生产工艺控制器属于一氮化炉控制系统,该氮化炉控制系统的结构示意图如图2所示,氮化炉控制系统还包括氮化炉20、设置于氮化炉20内的压力传感器21、温度控制器22以及与氮化炉20连通的至少三个气体输入管道30,至少三个气体输入管道30用于向氮化炉20输入氢气、氮气和氩气,每个气体输入管道30通过一个流量控制器31与氮化硅生产工艺控制器10连接。氮化硅生产工艺控制器10内部还包括定时器11和控制算法单元12。
氮化硅生产工艺控制器10分别与氮化炉20、压力传感器21和温度控制器22连接,压力传感器21用于向氮化硅生产工艺控制器10发送压力检测信号,根据压力检测信号,得到氮化炉20的炉内真空值和氮化炉的炉内压力,温度控制器22用于向氮化硅生产工艺控制器10发送温度检测信号,根据温度检测信号,得到氮化炉20的炉内温度。至少三个气体输入管道30通过氮化硅生产工艺控制器10与氮化炉20连接,至少三个气体输入管道30经过氮化硅生产工艺控制器10向氮化炉20输入氢气、氮气和氩气,因此,氮化硅生产工艺控制器10可以通过流量控制器控制炉内气体的气氛调整参数值(在充气时控制氢气、氮气、氩气管路上的流量控制器的流量值)。
控制算法单元12用于记录控制动作标志和生产工艺段号。该控制动作标志包括充气和补气,其中,充气控制动作标志用于指示对氮化炉20进行充气操作(包括充氮气、氩气和氢气),补气控制动作标志用于指示对氮化炉20进行补氮气操作。
其中,氮化炉20是氮化硅粉体烧制的机械设备,该氮化炉20具有内部腔体,硅粉在该腔体内在一定温度下通入氮气,并采用氢气和氩气作为辅助气体,使氮气与硅粉发生反应生产氮化硅。
氮化硅生产工艺控制器10具有多个RS485接口和一个Ethernet(以太网)接口。压力传感器21与氮化硅生产工艺控制器10电性信号(4mA-20mA)连接,氮化硅生产工艺控制器10通过压力传感器21完成对氮化炉20的炉内压力和炉内真空度的监测和控制。
温度控制器22通过RS485总线与氮化硅生产工艺控制器10连接。请继续参阅图2,温度控制器22在氮化炉20内共连接有4个控制区域,每个控制区域对应一个独立的温度控制器,温度控制器22分别为4个温度控制器,4个温度控制器之间通过RS485电信号连接,通过4个温度控制器实现对氮化炉20的炉内温度的监测,即通过每个温度控制器分别对应监测控制区域的温度,四个温度控制器通过RS485总线将四个区域温度上传到氮化硅生产工艺控制器10,氮化硅生产工艺控制器10也可以通过温度控制器22进一步控制4个温度控制器,从而分别控制4个控制区域的温度变化。
流量控制器31包括氮气流量控制器、氢气流量控制器和氩气流量控制器,氮气输入管道通过氮气流量控制器与氮化硅生产工艺控制器10连接,氢气输入管道通过氢气流量控制器与氮化硅生产工艺控制器10连接,氩气输入管道通过氩气流量控制器与氮化硅生产工艺控制器10连接,氮气流量控制器、氢气流量控制器和氩气流量控制器分别通过RS485总线接口与氮化硅生产工艺控制器10连接,通过氮气流量控制器、氢气流量控制器和氩气流量控制器,完成对氮化炉20的炉充气时的气氛值的读取与控制。
具体地,氮化硅生产工艺控制器10是通过控制算法单元12,完成的对氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、氮化炉的炉内气氛值、控制动作标志的获取与控制。
进一步地,请继续参阅图2,氮化硅生产工艺控制器10通过Ethernet电性连接输入设定装置40,输入设定装置40用于接收用户输入的生产工艺设定,即接收用户输入设定的生产工艺中的多个工艺过程,并为每一个工艺过程分配对应的生产工艺段号。
氮化硅生产工艺控制器10通过Ethernet电性连接远程主站50,构成车间级和工厂级的以太网控制系统。
氮化硅生产工艺控制器10通过Ethernet电性连接数据分析展示平台60,数据分析展示平台60用于存储氮化硅生产工艺控制器10获取的上述生产数据,并且实现数据的可视化展示和数据分析回溯功能。
为了保证生产安全,每个气体输入管道30与其连接的流量控制器31之间设置有流量调节阀(手动控制阀)32,用于控制气体输入管道30的开闭或者调节气体输入管道30的气体流量。
氮化炉控制系统还包括与氮化炉20连接的气体输出管道70,该气体输出管道用于排出氮化炉20中的气体,气体输出管道70的出口处还可以设置有排气阀71,该排气阀71用于控制气体输出管道70的开闭或气体输出管道70的气体流量。
步骤102:根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程。
在步骤101中获取到生产信息后,在本步骤中,从氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力等多个维度,智能控制整个氮化硅烧结制粉的全生产工艺流程。
本发明实施例,通过获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,其中,生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、控制动作标志和生产工艺段号,根据上述的生产信息,控制氮化硅的生产工艺流程,即无需人为手动操作控制,根据生产信息自动控制生产工艺流程,保证生产工艺的稳定。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述多个工艺过程包括对所述氮化炉抽真空、对所述氮化炉启动加热、对所述氮化炉首次充气、寻找反应温度点、在温度反应点进行保温、多个温度跳转阶段、多个温度反应阶段、氮化炉的炉内气氛置换和停炉;
其中,所述多个工艺过程按照预设顺序进行排列;
不同的所述工艺过程对应不同的生产工艺段号。
在本发明实施例中,根据氮化法制备氮化硅的工艺温度的不同,将整个生产工艺在温度维度上分为8个不同(温度)工艺过程和其他辅助性功能段工艺过程,按照生产工艺的先后顺序,具体的工艺过程包括:对氮化炉抽真空、对氮化炉加热启动、对氮化炉首次充气、寻找反应温度点、在温度反应点进行保温、温度段1反应阶段、温度段跳转阶段1、温度段2反应阶段、温度段跳转阶段2、温度段3反应阶段、温度段跳转阶段3、温度段4反应阶段、温度段跳转阶段4、温度段5反应阶段、温度段跳转阶段5、温度段6反应阶段、氮化炉的炉内气氛置换、温度段6反应阶段、温度段跳转阶段6、温度段7反应阶段、停炉,共多个工艺过程。
其中,温度段1反应阶段、温度段2反应阶段、温度段3反应阶段、温度段4反应阶段、温度段5反应阶段、温度段6反应阶段和温度段7反应阶段均属于上述的多个温度反应阶段。温度段跳转阶段1、温度段跳转阶段2、温度段跳转阶段3、温度段跳转阶段4、温度段跳转阶段5、温度段跳转阶段6和温度段跳转阶段7均属于上述的多个温度跳转阶段。
每个工艺过程对应一个生产工艺段号。
下面具体说明对氮化炉首次抽真空、对氮化炉进行加热和对氮化炉进行首次充气的控制过程:
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述对所述氮化炉抽真空、所述对所述氮化炉进行加热和所述对所述氮化炉进行首次充气;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,控制进行对所述氮化炉抽真空流程;
在所述氮化炉的炉内真空值达到第一预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行加热流程;
在所述氮化炉的炉内温度达到第一预设温度且所述氮化炉的炉内真空值达到第二预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行首次充气流程;
按预设的初始气氛调整参数值对所述氮化炉进行充气,在所述氮化炉的炉内压力达到第一预设压力值的情况下,控制进行当前生产工艺对应的生产工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程;
其中,所述初始气氛调整参数值为首次充气时氢气、氮气、氩气的气体流量比例值。
请参阅图3,在本发明实施例中,实现氮化硅生产过程中的对氮化炉首次充气的流程为:在流程开始阶段开启真空泵(图3所示的操作①),并开启真空阀,对氮化炉进行抽真空,之后判断氮化炉的压力值,即当氮化炉的炉内真空值达到本发明实施例中的控制方法设定的第一预设真空值的情况下,开启对氮化炉进行加热(图3所示的操作②),在进行加热时,需设定好升温时间、保温时间,设定好本加热阶段的起始温度、目标温度(第一预设温度),设定好升温功率输出限制,在升温功率输出限制内,以及在保温时间内,从起始温度进行加热升温,并判断温度值,即判断是否升高至目标温度,并在保温时间内进行保温,以及,判断当前的氮化炉的炉内真空值是否达到了第二预设真空值,在氮化炉的炉内温度达到了第一预设温度、氮化炉的炉内真空值达到第二预设真空值的情况下,对氮化炉进行首次充气(图3所示的操作③),即从压力和温度两个维度上均达到本发明实施例提供的设定值,压力和温度两个维度上是逻辑与AND的关系,压力和温度两个维度上的判断结果相与结果为1,才能对氮化炉首次充气,在进行首次充气时,关闭真空泵,按照预设的初始气氛调整参数值进行充气,请继续参与图3,在对氮化炉进行首次充气后,在设定的时间范围内(时间维度方向上判断),炉内压力达到预设的设定值(第一预设压力值)(图3所示的操作④),以上两个条件均满足的条件下,控制进行对氮化炉首次充气的下一个工艺过程,即进行工艺过程寻找反应温度点。
下面具体说明对温度跳转阶段进行控制的流程:
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述多个温度跳转阶段;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的目标温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述多个温度跳转阶段中的一个温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述氮化炉由预设的第一温度升高至预设的第二温度的温度跳转阶段;
获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的升温时间;
在所述升温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度。
请参阅图4,本发明实施例中,对温度跳转阶段进行控制的流程为:根据当前生产工艺中的工艺过程对应的生产工艺段号,确定当前的生产工艺段号对应的目标温度跳转阶段,该目标温度跳转阶段为上述的多个温度跳转阶段中的一个温度跳转阶段,在时间维度上,根据当前的生产工艺段号,确定该目标温度跳转阶段进行温度控制设定的升温时间(如图4所示的操作①)以及保温时间(如图4所示的操作②),在温度维度上,获得氮化炉的当前温度Temp1(tempecture1)(第一温度)(图4所示的操作③),根据当前的生产工艺段号,计算该目标温度跳转阶段对应的目标温度Temp2(tempecture2)(第二温度),根据时间和温度两个维度上的结合(AND,即上述两个维度上的参数值都要通过控制器控制温度变化过程),根据输出的工艺过程段温升控制参数,对目标温度跳转阶段进行升温控制(图4所示的操作④),当氮化炉的炉内温度达到温度设置值,即目标温度Temp2时,进入温升结束流程,在时间和温度两个维度方向上实现目标温度跳转阶段的工艺过程的温升控制。
具体流程为:在时间维度上根据目标温度跳转阶段的工艺需求,预先设定升温时间T1(即在设定的升温时间T1内,通过加热装置,将氮化炉的炉内温度从当前的第一温度Temp1,提升至设定的第二温度Temp2,也就是实现在设定的升温时间T1内,氮化炉的炉内温度由第一温度Temp1升高至第二温度Temp2),也预先设定了保温时间T2(在设定的保温时间T2内,保持氮化炉的炉内温度的温度)。
可选地,所述方法还包括:
获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的保温时间;
在所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度之后,在所述保温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度处于第一温度区间;所述第一温度区间为与所述第二温度之间差值的绝对值小于第二预设温度的温度区间;
在所述保温时间内,控制进行当前工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程。
在保温时间T2内,保持氮化炉的炉内温度稳定指的是,在氮化炉的炉内温度由第一温度Temp1升高至第二温度Temp2后,在保温时间T2内,实时监测氮化炉的炉内温度,和设定的第二温度Temp2进行比较,通过加热温控系统,形成温度的闭环控制,保证氮化炉的炉内温度在设定的第二温度Temp2的正负第二预设温度(温度误差范围)内波动,即保证氮化炉的炉内温度与设定的第二温度Temp2之间的温度差的绝对值小于第二预设温度(温度误差范围),保持氮化炉的炉内温度的稳定。其中,第二预设温度的具体值可以根据工艺进行调整,第二预设温度的单位为摄氏度。
需要说明的是,在氮化硅的生产工艺为在温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程时,需要进行气氛值智能判定控制,具体的气氛值智能判定控制流程如下:
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述在温度反应点进行保温反应、所述多个温度反应阶段和所述氮化炉的炉内气氛置换;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第一目标工艺过程;所述第一目标工艺过程为所述温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程;
获取所述第一目标工艺过程对应的预设吸压值和预设气氛调整参数值;
根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值;
根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,或,根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程;
在控制所述第一目标工艺过程内的气体置换完成后,返回根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值的步骤。
在本发明实施例中,在工艺过程中进行气氛值智能控制的流程为:根据当前生产工艺的生产工艺段号对应的第一目标工艺过程,该第一目标工艺过程为在温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程,获取该第一目标工艺过程对应的预先设定的预设吸压值和预设气氛调整参数值,在压力维度上,根据氮化炉的炉内压力,确定在第一预设时长内氮化炉的炉内吸压值,优选地,所述第一预设时长为一个小时,氮化炉的炉内吸压值即为小时吸压值,根据小时吸压值、预设吸压值和预设气氛调整参数值,控制对氮化炉进行第一目标工艺过程的气体置换,或者,进行第一目标工艺过程结束判断流程,如果进行是控制对氮化炉进行第一目标工艺过程的气体置换,则返回确定小时吸压值的步骤以及之后的步骤,直到进行第一目标工艺过程结束判断流程。
可选地,所述预设吸压值包括第一预设吸压值、第二预设吸压值、第三预设吸压值和第四预设吸压值;所述预设气氛调整参数值包括第一预设气氛调整参数值、第二预设气氛调整参数值、第三预设气氛调整参数值和所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值;
所述第一预设气氛调整参数值、所述第二预设气氛调整参数值、所述第三预设气氛调整参数值和所述默认气氛调整参数值为充气时不同的氢气、氮气、氩气的气体流量比例值;其中,所述第一预设吸压值大于所述第二预设吸压值,所述第二预设吸压值大于所述第三预设吸压值,所述第三预设吸压值大于所述第四预设吸压值;
所述根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,包括以下至少一项:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第一预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内压力达到第二预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第二预设吸压值且小于或等于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第三预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第三预设吸压值且小于或等于所述第二预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第四预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉小于所述第三预设吸压值且大于或等于所述第四预设吸压值的情况下,根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换;
所述根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程,包括:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于或等于所述第四预设吸压值的情况下,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程。
需要说明的是,第二预设压力值、第三预设压力值、第四预设压力值可以相等,也可以不等,其具体值可以根据工艺进行设定。
请参阅图5,在本发明实施例中,在工艺过程中进行气氛值智能控制的具体流程为:根据当前生产工艺段号确定第一目标工艺过程(图5所示的操作①),确定预设的第一目标工艺过程对应的预设吸压值,预设吸压值(吸压值判定参数)包括第一预设吸压值D1、第二预设吸压值D2、第三预设吸压值D3和第四预设吸压值D4(图5所示的操作②),以及确定第一目标工艺过程对应的预设气氛调整参数值,预设气氛调整参数值包括第一预设气氛调整参数值A1、第二预设气氛调整参数值A2、第三预设气氛调整参数值A3和第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值A0(图5所示的操作③),其中,第一预设吸压值D1、第二预设吸压值D2、第三预设吸压值D3和第四预设吸压值D4均为实数类型的压力变化值,第一预设气氛调整参数值A1、第二预设气氛调整参数值A2、第三预设气氛调整参数值A3和第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值A0为充气时不同的氩气、氮气、氢气三种气体的比例值,且第一预设气氛调整参数值A1、第二预设气氛调整参数值A2、第三预设气氛调整参数值A3和第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值A0均为整数类型。
在时间维度上,判断氮化炉内的压力变化计算计时是否达到设定值(图5所示的操作),也就是设定一个时间,开始计算压力变化值,在达到压力变化计算计时的设定值时,即压力变化计算时间到(图5所示的操作④),计算小时吸压值(图5所示的操作⑤),如果小时吸压值大于D1(图5所示的操作⑥),则将预设气氛调整参数值调整至第一预设气氛调整参数值A1(图5所示的操作⑦),之后控制氮化炉进行排气然后,然后控制对所述氮化炉按照所述第一预设气氛调整参数值A1进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气体压力达到第二预设压力值(图5所示的操作⑧),设置控制动作标志:充气(图5所示的操作/>),之后进行操作/>和操作④;如果小时吸压值大于D2且小于或等于D1(图5所示的操作⑨),则将预设气氛调整参数值调整至第二预设气氛调整参数值A2(图5所示的操作⑩),之后控制氮化炉进行排气,然后控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值A2进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气体压力达到第二预设压力值(图5所示的操作⑧),设置控制动作标志:充气(图5所示的操作/>),之后进行操作/>和操作④;如果小时吸压值大于D3且小于或等于D2(图5所示的操作/>),则将预设气氛调整参数值调整至第三预设气氛调整参数值A3(图5所示的操作/>),之后控制氮化炉进行排气,然后控制对所述氮化炉按照所述第三预设气氛调整参数值A3进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气体压力达到第三预设压力值(图5所示的操作⑧),设置控制动作标志:充气(图5所示的操作/>),之后进行操作/>和操作④;如果小时吸压值大于D4且小于或等于D3(图5所示的操作/>),则氮化炉的炉内气氛值不变,将预设气氛调整参数值调整至A0(图5所示的操作/>),之后在控制动作维度上,获取当前控制动作标志,根据控制动作标志和/或A0,控制进行第一目标工艺过程内的气体置换;如果小时吸压值小于D4(图5所示的操作/>),控制进入第一目标工艺过程结束判断流程(图5所示的操作/>)。
可选地,所述根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,包括以下至少一项:
在当前的控制动作标志为充气的情况下,控制对所述氮化炉进行充氮气的操作,直至氮化炉的炉内压力达到第五预设压力值,并设置当前的控制动作标志为补气;
在当前的控制动作标志为补气的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述默认气氛调整参数值进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气压力值达到第六预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气。
其中,第四预设压力值和第五预设压力值可以相等,也可以不相等,其具体值可以根据工艺进行设定。
请继续参阅图5,如果小时吸压值大于D4且小于或等于D3(图5所示的操作),则氮化炉的炉内气氛值不变,将预设气氛调整参数值调整至A0(图5所示的操作/>),且获取的控制标志为充气(图5所示的操作/>),进行补充氮气操作(图5所示的操作/>),其中,补充氮气操作指的是,只补充的氮气,不补充氩气和氢气,设置控制动作标志:补气(图5所示的操作/>),之后进行操作/>和操作④;如果小时吸压值大于D4且小于或等于D3(图5所示的操作/>),则氮化炉的炉内气氛值不变,将预设气氛调整参数值调整至A0(图5所示的操作/>),且获取的控制标志为补气(图5所示的操作/>),进行排气,然后控制对所述氮化炉按照所述默认气氛调整参数值A0进行充气的操作(图5所示的操作⑧),设置控制动作标志:充气(图5所示的操作/>),之后进行操作/>和操作④。
下面具体说明控制一个工艺过程结束的流程:
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第二目标工艺过程;所述第二目标工艺过程为所述多个工艺过程中的一个工艺过程;
根据所述第二目标工艺过程对应的保温温度,获取所述第二目标工艺过程对应的预设的生产工艺流程时长、生产工艺结束的第四预设吸压值和生产工艺结束的第五预设吸压值;所述第四预设吸压值大于所述第五预设吸压值;
在满足第一条件的情况下,控制进入所述第二目标工艺过程结束判断流程;
在所述第二目标工艺过程结束判断流程中,在第四预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第五预设吸压值的情况下,控制所述第二目标工艺过程结束;
其中,所述第一条件包括:
所述第二目标工艺过程进行的生产时长与所述预设的生产工艺流程时长之间的比值大于预设比值,且当前生产时间与相邻的上一次充气时间之间的时长超过第二预设时长;所述生产时长是所述第二目标工艺过程的初始时间与所述当前生产时间之间的时长;
第三预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第四预设吸压值。
请参阅图6,控制一个工艺过程结束的流程为:根据当前生产工艺段号,确定当前生产工艺对应的第二目标工艺过程,在温度维度上,获取预设的第二目标工艺过程对应的保温温度(图6所示的操作①),根据保温温度,获取第二目标工艺过程的生产工艺流程时长(流程总时间)(图6所示的操作②)、第二目标工艺过程结束的第四预设吸压值(跳转值1)(图6所示的操作③)、第二目标工艺过程结束的第五预设吸压值(跳转值2),在压力维度上,获取第三预设时长内氮化炉的炉内吸压值,优选地,所述第三预设时长为一个小时,即第三预设时长内氮化炉的炉内吸压值为小时吸压值(图6所示的操作⑤),在时间维度上,判断第二目标工艺过程当前进行的生产时长与预设的生产工艺流程时长之间的比值是否大于预设比值(优选地,预设比值为三分之二),即第二目标工艺过程当前进行的生产时长位于流程总时间的后三分之二时间段(图6所示的操作⑩),若是,则判断当前生产时间与相邻的上一次充气时间之间的时长是否超过第二预设时长(优选地,先判断当前生产时间是否位于相邻的上一次充气时间之间的时长后的第1小时(图6所示的操作),再判断当前生产时间是否位于相邻的上一次充气时间之间的时长后的第2小时(图6所示的操作/>),判断当前生产时间与相邻的上一次充气时间之间的时长超过第二预设时长,在上述判断结果均为是的情况下(图6所示的操作⑥),判断小时吸压值是否小于跳转值1(图6所示的操作⑦),若是,流程跳转判定开始标志置位,即进入第二目标工艺过程结束判断流程(图6所示的操作⑧),判断小时吸压值小于跳转值2(图6所示的操作⑨),若是,进入第二目标工艺过程的工艺段跳转,即结束第二目标工艺过程,进入下一工艺过程。
本发明实施例提供的控制第二目标工艺过程结束的流程,在时间维度上满足图6所示的操作⑩和操作两个条件,在小时吸压值满足操作⑦后跳转标志置操作⑧,在满足操作⑨的条件下,压力维度上满足工艺正常结束条件;不同的反应温度,确定了不同的反应控制参数,也是工艺段划分的主要依据,因此在温度方向上,根据当前工艺段温度值,得到设定本段工艺正常结束判定的时间控制参数(本流程段总时间和充气后时间标志设定方式)和压力控制参数(跳转值1和跳转值2),从而产生本工艺段跳转控制的条件,实现3个维度上控制工艺段的结束跳转。
本发明实施例提供的氮化硅生产工艺控制方法,基于氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、氮化炉的炉内气氛值,实现了氮化硅制备生产全过程的自动化,减少复杂的人工记录和识别判定过程,避免了人工操作造成工艺跳变、工艺不稳、产品品质不稳定的问题。
如图7所示,本发明实施例还提供一种氮化硅生产工艺控制装置,包括:
信息获取模块701,用于获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,所述生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、控制动作标志和生产工艺段号;
控制模块702,用于根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述多个工艺过程包括对所述氮化炉抽真空、对所述氮化炉启动加热、对所述氮化炉首次充气、寻找反应温度点、在温度反应点进行保温反应、多个温度跳转阶段、多个温度反应阶段、氮化炉的炉内气氛置换和停炉;
其中,所述多个工艺过程按照预设顺序进行排列;
不同的所述工艺过程对应不同的生产工艺段号。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述对所述氮化炉抽真空、所述对所述氮化炉进行加热和所述对所述氮化炉进行首次充气;
所述控制模块702,包括:
第一控制单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,控制进行对所述氮化炉抽真空流程;
第二控制单元,用于在所述氮化炉的炉内真空值达到第一预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行加热流程;
第三控制单元,用于在所述氮化炉的炉内温度达到第一预设温度且所述氮化炉的炉内真空值达到第二预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行首次充气流程;
第四控制单元,用于按预设的初始气氛调整参数值对所述氮化炉进行充气,在所述氮化炉的炉内压力达到第一预设压力值的情况下,控制进行当前生产工艺对应的生产工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程;
其中,所述初始气氛调整参数值为首次充气时氢气、氮气、氩气的气体流量比例值。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述多个温度跳转阶段;
所述控制模块702,包括:
第一确定单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的目标温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述多个温度跳转阶段中的一个温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述氮化炉由预设的第一温度升高至预设的第二温度的温度跳转阶段;
第一获取单元,用于获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的升温时间;
第五控制单元,用于在所述升温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度。
可选地,所述控制模块702,还包括:
第二获取单元,用于获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的保温时间;
第六控制单元,用于在所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度之后,在所述保温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度处于第一温度区间;所述第一温度区间为与所述第二温度之间差值的绝对值小于第二预设温度的温度区间;
第七控制单元,用于在所述保温时间内,控制进行当前工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述在温度反应点进行保温反应、所述多个温度反应阶段和所述氮化炉的炉内气氛置换;
所述控制模块702,包括:
第二确定单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第一目标工艺过程;所述第一目标工艺过程为所述温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程;
第三获取单元,用于获取所述第一目标工艺过程对应的预设吸压值和预设气氛调整参数值;
第三确定单元,用于根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值;
第八控制单元,用于根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,或,根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程;
第九控制单元,用于在控制所述第一目标工艺过程内的气体置换完成后,返回根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值的步骤。
可选地,所述预设吸压值包括第一预设吸压值、第二预设吸压值、第三预设吸压值和第四预设吸压值;所述预设气氛调整参数值包括第一预设气氛调整参数值、第二预设气氛调整参数值、第三预设气氛调整参数值和所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值;所述第一预设气氛调整参数值、所述第二预设气氛调整参数值、所述第三预设气氛调整参数值和所述默认气氛调整参数值为充气时不同的氢气、氮气、氩气的气体流量比例值;其中,所述第一预设吸压值大于所述第二预设吸压值,所述第二预设吸压值大于所述第三预设吸压值,所述第三预设吸压值大于所述第四预设吸压值;
所述第八控制单元,具体用于以下至少一项:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第一预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内压力达到第二预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第二预设吸压值且小于或等于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第三预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第三预设吸压值且小于或等于所述第二预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第四预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉小于所述第三预设吸压值且大于或等于所述第四预设吸压值的情况下,根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换;
所述第八控制单元,具体用于:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于或等于所述第四预设吸压值的情况下,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程。
可选地,所述第八控制单元,具体用于以下至少一项:
在当前的控制动作标志为充气的情况下,控制对所述氮化炉进行充氮气的操作,直至氮化炉的炉内压力达到第五预设压力值,并设置当前的控制动作标志为补气;
在当前的控制动作标志为补气的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述默认气氛调整参数值进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气压力值达到第六预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述控制模块702,包括:
第四确定单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第二目标工艺过程;所述第二目标工艺过程为所述多个工艺过程中的一个工艺过程;
第四获取单元,用于获取所述第二目标工艺过程对应的保温温度;
第五获取单元,用于根据所述第二目标工艺过程对应的保温温度,获取所述第二目标工艺过程对应的预设的生产工艺流程时长、生产工艺结束的第四预设吸压值和生产工艺结束的第五预设吸压值;所述第四预设吸压值大于所述第五预设吸压值;
第十控制单元,用于在满足第一条件的情况下,控制进入所述第二目标工艺过程结束判断流程;
第十一控制单元,用于在所述第二目标工艺过程结束判断流程中,在第四预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第五预设吸压值的情况下,控制所述第二目标工艺过程结束;
其中,所述第一条件包括:
所述第二目标工艺过程进行的生产时长与所述预设的生产工艺流程时长之间的比值大于预设比值,且当前生产时间与相邻的上一次充气时间之间的时长超过第二预设时长;所述生产时长是所述第二目标工艺过程的初始时间与所述当前生产时间之间的时长;
第三预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第四预设吸压值。
需要说明的是,本发明实施例提供的氮化硅生产工艺控制装置,是能够执行上述的氮化硅生产工艺控制方法的装置,则上述的氮化硅生产工艺控制方法的所有实施例均适用于该装置,且能够达到相同或者相似的技术效果。
如图8所示,本发明实施例还提供一种氮化硅生产工艺控制设备,包括:处理器801;以及通过总线接口802与所述处理器801相连接的存储器803,所述存储器803用于存储所述处理器801在执行操作时所使用的程序和数据,所述处理器801调用并执行所述存储器803中所存储的程序和数据。
其中,所述收发机804与所述总线接口802连接,用于在所述处理器801的控制下接收和发送数据,具体地,所述处理器801用于读取所述存储器803中的程序,所述处理器801执行下列过程:
获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,所述生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、氮化炉的炉内气氛值、控制动作标志和生产工艺段号;
根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述多个工艺过程包括对所述氮化炉抽真空、对所述氮化炉启动加热、对所述氮化炉首次充气、寻找反应温度点、在温度反应点进行保温反应、多个温度跳转阶段、多个温度反应阶段、氮化炉的炉内气氛置换和停炉;
其中,所述多个工艺过程按照预设顺序进行排列;
不同的所述工艺过程对应不同的生产工艺段号。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述对所述氮化炉抽真空、所述对所述氮化炉进行加热和所述对所述氮化炉进行首次充气;
所述处理器801,具体用于:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,控制进行对所述氮化炉抽真空流程;
在所述氮化炉的炉内真空值达到第一预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行加热流程;
在所述氮化炉的炉内温度达到第一预设温度且所述氮化炉的炉内真空值达到第二预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行首次充气流程;
按预设的初始气氛调整参数值对所述氮化炉进行充气,在所述氮化炉的炉内压力达到第一预设压力值的情况下,控制进行当前生产工艺对应的生产工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程;
其中,所述初始气氛调整参数值为首次充气时氢气、氮气、氩气的气体流量比例值。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述多个温度跳转阶段;
所述处理器801,具体用于:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的目标温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述多个温度跳转阶段中的一个温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述氮化炉由预设的第一温度升高至预设的第二温度的温度跳转阶段;
获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的升温时间;
在所述升温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度。
可选地,所述处理器801,还具体用于:
获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的保温时间;
在所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度之后,在所述保温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度处于第一温度区间;所述第一温度区间为与所述第二温度之间差值的绝对值小于第二预设温度的温度区间;
在所述保温时间内,控制进行当前工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括所述在温度反应点进行保温反应、所述多个温度反应阶段和所述氮化炉的炉内气氛置换;
所述处理器801,具体用于:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第一目标工艺过程;所述第一目标工艺过程为所述温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程;
获取所述第一目标工艺过程对应的预设吸压值和预设气氛调整参数值;
根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值;
根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,或,根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程;
在控制所述第一目标工艺过程内的气体置换完成后,返回根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值的步骤。
可选地,所述预设吸压值包括第一预设吸压值、第二预设吸压值、第三预设吸压值和第四预设吸压值;所述预设气氛调整参数值包括第一预设气氛调整参数值、第二预设气氛调整参数值、第三预设气氛调整参数值和所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值;所述第一预设气氛调整参数值、所述第二预设气氛调整参数值、所述第三预设气氛调整参数值和所述默认气氛调整参数值为充气时不同的氢气、氮气、氩气的气体流量比例值;其中,所述第一预设吸压值大于所述第二预设吸压值,所述第二预设吸压值大于所述第三预设吸压值,所述第三预设吸压值大于所述第四预设吸压值;
所述处理器801,具体用于以下至少一项:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第一预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内压力达到第二预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第二预设吸压值且小于或等于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第三预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第三预设吸压值且小于或等于所述第二预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第四预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉小于所述第三预设吸压值且大于或等于所述第四预设吸压值的情况下,根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换;
所述处理器801,具体用于:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于或等于所述第四预设吸压值的情况下,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程。
可选地,所述处理器801,具体用于以下至少一项:
在当前的控制动作标志为充气的情况下,控制对所述氮化炉进行充氮气的操作,直至氮化炉的炉内压力达到第五预设压力值,并设置当前的控制动作标志为补气;
在当前的控制动作标志为补气的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述默认气氛调整参数值进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气压力值达到第六预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气。
可选地,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述处理器801,具体用于:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第二目标工艺过程;所述第二目标工艺过程为所述多个工艺过程中的一个工艺过程;
获取所述第二目标工艺过程对应的保温温度;
根据所述第二目标工艺过程对应的保温温度,获取所述第二目标工艺过程对应的预设的生产工艺流程时长、生产工艺结束的第四预设吸压值和生产工艺结束的第五预设吸压值;所述第四预设吸压值大于所述第五预设吸压值;
在满足第一条件的情况下,控制进入所述第二目标工艺过程结束判断流程;
在所述第二目标工艺过程结束判断流程中,在第四预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第五预设吸压值的情况下,控制所述第二目标工艺过程结束;
其中,所述第一条件包括:
所述第二目标工艺过程进行的生产时长与所述预设的生产工艺流程时长之间的比值大于预设比值,且当前生产时间与相邻的上一次充气时间之间的时长超过第二预设时长;所述生产时长是所述第二目标工艺过程的初始时间与所述当前生产时间之间的时长;
第三预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第四预设吸压值。
其中,在图8中,总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥,具体由处理器801代表的一个或多个处理器和存储器803代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供用户接口805。收发机804可以是多个元件,即包括发送机和接收机,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器801负责管理总线架构和通常的处理,存储器803可以存储处理器801在执行操作时所使用的数据。
另外,本发明具体实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中,该程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的氮化硅生产工艺控制方法中的步骤。
以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种氮化硅生产工艺控制方法,其特征在于,包括:
获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,所述生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、控制动作标志和生产工艺段号;
根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程;
其中,所述氮化硅的生产工艺包括在温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和所述氮化炉的炉内气氛置换;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第一目标工艺过程;所述第一目标工艺过程为所述温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程;
获取所述第一目标工艺过程对应的预设吸压值和预设气氛调整参数值;
根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值;
根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,或,根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程;
在控制所述第一目标工艺过程内的气体置换完成后,返回根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值的步骤;
其中,所述预设吸压值包括第一预设吸压值、第二预设吸压值、第三预设吸压值和第四预设吸压值;所述预设气氛调整参数值包括第一预设气氛调整参数值、第二预设气氛调整参数值、第三预设气氛调整参数值和所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值;所述第一预设气氛调整参数值、所述第二预设气氛调整参数值、所述第三预设气氛调整参数值和所述默认气氛调整参数值为充气时不同的氢气、氮气、氩气的气体流量比例值;其中,所述第一预设吸压值大于所述第二预设吸压值,所述第二预设吸压值大于所述第三预设吸压值,所述第三预设吸压值大于所述第四预设吸压值;
所述根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,包括以下至少一项:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第一预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内压力达到第二预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第二预设吸压值且小于或等于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第三预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第三预设吸压值且小于或等于所述第二预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第四预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉小于所述第三预设吸压值且大于或等于所述第四预设吸压值的情况下,根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换;
所述根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程,包括:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于或等于所述第四预设吸压值的情况下,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程。
2.根据权利要求1所述的氮化硅生产工艺控制方法,其特征在于,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述多个工艺过程包括对所述氮化炉抽真空、对所述氮化炉启动加热、对所述氮化炉首次充气、寻找反应温度点、在温度反应点进行保温反应、多个温度跳转阶段、多个温度反应阶段、氮化炉的炉内气氛置换和停炉;
其中,所述多个工艺过程按照预设顺序进行排列;
不同的所述工艺过程对应不同的生产工艺段号。
3.根据权利要求2所述的氮化硅生产工艺控制方法,其特征在于,所述氮化硅的生产工艺包括所述对所述氮化炉抽真空、所述对所述氮化炉进行加热和所述对所述氮化炉进行首次充气;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,控制进行对所述氮化炉抽真空流程;
在所述氮化炉的炉内真空值达到第一预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行加热流程;
在所述氮化炉的炉内温度达到第一预设温度且所述氮化炉的炉内真空值达到第二预设真空值的情况下,控制进行对所述氮化炉进行首次充气流程;
按预设的初始气氛调整参数值对所述氮化炉进行充气,在所述氮化炉的炉内压力达到第一预设压力值的情况下,控制进行当前生产工艺对应的生产工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程;
其中,所述初始气氛调整参数值为首次充气时氢气、氮气、氩气的气体流量比例值。
4.根据权利要求2所述的氮化硅生产工艺控制方法,其特征在于,所述氮化硅的生产工艺包括所述多个温度跳转阶段;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的目标温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述多个温度跳转阶段中的一个温度跳转阶段,所述目标温度跳转阶段为所述氮化炉由预设的第一温度升高至预设的第二温度的温度跳转阶段;
获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的升温时间;
在所述升温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度。
5.根据权利要求4所述的氮化硅生产工艺控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取预设的所述目标温度跳转阶段对应的保温时间;
在所述氮化炉的炉内温度由所述第一温度升高至所述第二温度之后,在所述保温时间内,控制所述氮化炉的炉内温度处于第一温度区间;所述第一温度区间为与所述第二温度之间差值的绝对值小于第二预设温度的温度区间;
在所述保温时间内,控制进行当前工艺段号的下一个生产工艺段号对应的生产工艺流程。
6.根据权利要求1所述的氮化硅生产工艺控制方法,其特征在于,所述根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,包括以下至少一项:
在当前的控制动作标志为充气的情况下,控制对所述氮化炉进行充氮气的操作,直至氮化炉的炉内压力达到第五预设压力值,并设置当前的控制动作标志为补气;
在当前的控制动作标志为补气的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述默认气氛调整参数值进行充气的操作,直至氮化炉的炉内气压力值达到第六预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气。
7.根据权利要求2所述的氮化硅生产工艺控制方法,其特征在于,所述氮化硅的生产工艺包括多个工艺过程;
所述根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程,包括:
根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第二目标工艺过程;所述第二目标工艺过程为所述多个工艺过程中的一个工艺过程;
获取所述第二目标工艺过程对应的保温温度;
根据所述第二目标工艺过程对应的保温温度,获取所述第二目标工艺过程对应的预设的生产工艺流程时长、生产工艺结束的第四预设吸压值和生产工艺结束的第五预设吸压值;所述第四预设吸压值大于所述第五预设吸压值;
在满足第一条件的情况下,控制进入所述第二目标工艺过程结束判断流程;
在所述第二目标工艺过程结束判断流程中,在第四预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第五预设吸压值的情况下,控制所述第二目标工艺过程结束;
其中,所述第一条件包括:
所述第二目标工艺过程进行的生产时长与所述预设的生产工艺流程时长之间的比值大于预设比值,且当前生产时间与相邻的上一次充气时间之间的时长超过第二预设时长;所述生产时长是所述第二目标工艺过程的初始时间与所述当前生产时间之间的时长;
第三预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于所述第四预设吸压值。
8.一种氮化硅生产工艺控制装置,其特征在于,包括:
信息获取模块,用于获取氮化炉在生产氮化硅的过程中的生产信息,所述生产信息包括以下至少一项:氮化炉的炉内真空值、氮化炉的炉内温度、氮化炉的炉内压力、生产时间、控制动作标志和生产工艺段号;
控制模块,用于根据所述生产信息,控制所述氮化硅的生产工艺流程;
其中,所述氮化硅的生产工艺包括在温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和所述氮化炉的炉内气氛置换;
所述控制模块,包括:
第二确定单元,用于根据当前生产工艺对应的生产工艺段号,确定所述生产工艺段号对应的第一目标工艺过程;所述第一目标工艺过程为所述温度反应点进行保温反应、多个温度反应阶段和氮化炉的炉内气氛置换中的一个工艺过程;
第三获取单元,用于获取所述第一目标工艺过程对应的预设吸压值和预设气氛调整参数值;
第三确定单元,用于根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值;
第八控制单元,用于根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值、所述预设吸压值和所述预设气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换,或,根据所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程;
第九控制单元,用于在控制所述第一目标工艺过程内的气体置换完成后,返回根据所述氮化炉的炉内压力,确定第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值的步骤;
其中,所述预设吸压值包括第一预设吸压值、第二预设吸压值、第三预设吸压值和第四预设吸压值;所述预设气氛调整参数值包括第一预设气氛调整参数值、第二预设气氛调整参数值、第三预设气氛调整参数值和所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值;所述第一预设气氛调整参数值、所述第二预设气氛调整参数值、所述第三预设气氛调整参数值和所述默认气氛调整参数值为充气时不同的氢气、氮气、氩气的气体流量比例值;其中,所述第一预设吸压值大于所述第二预设吸压值,所述第二预设吸压值大于所述第三预设吸压值,所述第三预设吸压值大于所述第四预设吸压值;
所述第八控制单元,具体用于以下至少一项:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第一预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内压力达到第二预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第二预设吸压值且小于或等于所述第一预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第三预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值大于所述第三预设吸压值且小于或等于所述第二预设吸压值的情况下,控制对所述氮化炉进行排气后,控制对所述氮化炉按照所述第二预设气氛调整参数值进行充气的操作,直至所述氮化炉的炉内气体压力达到第四预设压力值,并设置当前的控制动作标志为充气;
在所述第一预设时长内所述氮化炉小于所述第三预设吸压值且大于或等于所述第四预设吸压值的情况下,根据当前的控制动作标志和/或所述第一目标工艺过程对应的默认气氛调整参数值,控制进行所述第一目标工艺过程内的气体置换;
所述第八控制单元,还具体用于:
在所述第一预设时长内所述氮化炉的炉内吸压值小于或等于所述第四预设吸压值的情况下,控制进入所述第一目标工艺过程结束判断流程。
9.一种氮化硅生产工艺控制设备,其特征在于,包括:处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序,所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的氮化硅生产工艺控制方法。
10.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的氮化硅生产工艺控制方法中的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211240526.8A CN115417387B (zh) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | 一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211240526.8A CN115417387B (zh) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | 一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115417387A CN115417387A (zh) | 2022-12-02 |
CN115417387B true CN115417387B (zh) | 2023-07-18 |
Family
ID=84206791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211240526.8A Active CN115417387B (zh) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | 一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115417387B (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA934933A (en) * | 1969-07-28 | 1973-10-09 | Joseph Lucas (Industries) Limited | Manufacture of silicon nitride powder |
DE3138436A1 (de) * | 1981-09-26 | 1983-04-14 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur regelung von gasreaktionen mit festen stoffen |
CN206828101U (zh) * | 2017-04-15 | 2018-01-02 | 河北正雍新材料科技有限公司 | 一种用于氮化炉的气体稳压装置 |
CN207540348U (zh) * | 2017-11-30 | 2018-06-26 | 新冶高科技集团有限公司 | 一种全自动氮化隧道炉 |
CN108020081B (zh) * | 2017-11-30 | 2020-07-03 | 新冶高科技集团有限公司 | 一种超高温氮化连续隧道炉 |
CN215996571U (zh) * | 2021-06-30 | 2022-03-11 | 上瓷宗材(上海)精密陶瓷有限公司 | 一种氮化硅材料合成生产炉 |
-
2022
- 2022-10-11 CN CN202211240526.8A patent/CN115417387B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115417387A (zh) | 2022-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108779895B (zh) | 气体填充方法 | |
KR20080015733A (ko) | 열처리 장치, 열처리 방법, 컴퓨터 프로그램 및 기억 매체 | |
US6730885B2 (en) | Batch type heat treatment system, method for controlling same, and heat treatment method | |
JP5788355B2 (ja) | 熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラム | |
CN115417387B (zh) | 一种氮化硅生产工艺控制方法、装置和设备 | |
CN109631078A (zh) | 一种燃气热水器及其风机自修正控制方法和控制系统 | |
CN107230654B (zh) | 控制装置、基板处理系统、基板处理方法以及存储介质 | |
US8664013B2 (en) | Continuous processing system, continuous processing method, and program | |
CN109340009B (zh) | 一种发动机高原冷起动控制方法及系统 | |
CN107101347A (zh) | 空调压缩机频率的控制方法及空调 | |
KR101169894B1 (ko) | 정보 처리 장치, 반도체 제조 시스템, 정보 처리 방법, 및 기록 매체 | |
US6824903B2 (en) | Hydrogen supplying device for fuel cell | |
CN107726427A (zh) | 一种蓄热装置的温度控制方法及供热系统 | |
KR100486430B1 (ko) | 반도체 제조 시스템 | |
CN104421611A (zh) | 燃料气体填充装置 | |
CN102437070B (zh) | 纵型热处理装置 | |
CN114034155B (zh) | 一种环温推算和压缩机转速控制方法 | |
KR20130111388A (ko) | 열처리 시스템, 열처리 방법 및 기록 매체 | |
US20230063288A1 (en) | Pulse shot-type flow rate control device, pulse shot-type flow rate control method, and program | |
CN109028440A (zh) | 送风系统、升压站及送风系统的控制方法 | |
CN110387533B (zh) | 一种热丝cvd纳米金刚石涂层的自动控制方法 | |
CN108688439A (zh) | 用于运输制冷单元的功率管理方法和系统 | |
CN106702348A (zh) | 消除mocvd设备反应腔内水氧分子杂质的方法 | |
CN215996571U (zh) | 一种氮化硅材料合成生产炉 | |
JP2003318172A (ja) | 成膜方法、成膜処理時間補正式の導出方法、成膜装置、およびプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |