CN115595669B - 一种太阳能电池硅片扩散炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种太阳能电池硅片扩散炉，涉及太阳能电池生产技术领域，包括底座、炉体、上料机构、输送机构、炉门机构，所述的炉体、上料机构、输送机构、炉门机构均设置在底座上；本发明通过设置上料机构，可以对太阳能电池硅片进行自动上料，并且可以同时将两个太阳能电池硅片摆放至石英舟上；本发明通过设置输送机构，可以通过碳化硅桨将石英舟运输至炉体中并缓慢放下，还可以将碳化硅桨从炉体中退出，从而增加碳化硅桨的使用寿命；本发明通过输送机构和炉门机构的配合，可以在每次将石英舟输送至炉体后，自动对炉门进行关闭，需要取出石英舟时，炉门自动开启。

Description

一种太阳能电池硅片扩散炉
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产技术领域，特别涉及一种太阳能电池硅片扩散炉。
背景技术
扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，它的主要用途是对半导体进行掺杂，即在高温条件下将掺杂材料扩散入硅片，从而改变和控制半导体内杂质的类型、浓度和分布，以便建立起不同的电特性区域。扩散炉是由控制系统、进出舟系统、炉体加热系统和气体控制系统等组成。现有的扩散炉主要由开管扩散炉和闭管扩散炉组成，开管扩散炉遇冷空气容易产生偏磷酸等有毒物质，容易对人体造成伤害；闭管扩散炉是将碳化硅桨设在炉门上，使用碳化硅桨将石英舟放入炉体后关闭炉门再进行扩散反应，反应结束后再将碳化硅桨和石英舟一起取出，虽然闭管扩散炉能减少有毒物质的产生，但是由于碳化硅桨长时间受高温烘烤，会严重影响碳化硅桨的使用寿命。
公告号为CN105908261B的中国发明专利公开了一种硅片高效扩散炉，包括炉体和炉门，炉体内设有石英舟，在炉体的上端开设有进气口，进气口连接进气管，在炉体的底部开设有出气口，且出气口连接尾气排放管，在炉体的炉口处设有炉门，炉门的中心设有转轴，炉门的外壁上固定设有凸起，在炉门上开设有两个与转轴对称的窗口，在炉体的炉口处还设有与窗口相匹配的石英挡块，在炉体的外侧固定有U形支架，在U形支架上分别设有第一伸缩气缸、第二伸缩气缸、第三伸缩气缸，且第一伸缩气缸和第二伸缩气缸分别紧贴凸起，第三伸缩气缸连接石英推拉杆，该专利虽然可以自动进出舟，但是并不能将炉门压紧在炉体上，密封效果差。
发明内容
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种太阳能电池硅片扩散炉，包括底座、炉体、上料机构、输送机构、炉门机构，所述的炉体、上料机构、输送机构、炉门机构均设置在底座上；所述的输送机构包括石英舟、横移组件、调节板、调节滑块、联动滑块、联动组件，所述的横移组件用于带动石英舟移动，所述的横移组件上设置有调节滑块，所述的调节板上设置有滑槽，所述的调节滑块在调节板的滑槽中滑动，调节板的滑槽用于调节调节滑块的高度，所述的联动滑块在调节板的滑槽上滑动安装，联动滑块和调节滑块接触配合，联动滑块和联动组件相连，所述的联动组件用于驱动炉门机构的开关。
进一步的，所述的横移组件包括水平运动单元、碳化硅桨、固定座、升降杆、升降弹簧、横移滑台，所述的水平运动单元用于驱动横移滑台往复运动，横移滑台上滑动安装有升降杆，升降杆上套设有升降弹簧，升降杆上固定安装有固定座，固定座和调节滑块固定安装，固定座上还固定安装有碳化硅桨。
进一步的，所述的联动组件包括T型杆、限位板、联动滑杆、联动弹簧，所述的联动滑杆和联动滑块固定安装，限位板固定安装在调节板上，联动滑杆在限位板上滑动安装，联动滑杆上套设有联动弹簧，T型杆和联动滑块固定安装。
进一步的，所述的炉门机构包括外门板、支撑组件、驱动组件，所述的支撑组件设置在底座上，所述的驱动组件、外门板均对称设置有两个，两个驱动组件设置在支撑组件上，外门板的两端固定安装有门板座，门板座设置在驱动组件上。
进一步的，所述的支撑组件包括固定架、横杆，所述的固定架固定安装在底座上，固定架上固定安装有四个横杆。
进一步的，所述的驱动组件包括炉门滑杆、连接座、转动杆、固定套、驱动齿轮、驱动齿条，所述的炉门滑杆的两端固定安装有炉门滑套，炉门滑套在横杆上滑动安装，炉门滑杆上滑动安装有门板座，门板座上转动安装有连接座，连接座和转动杆固定安装，转动杆滑动安装在固定套上，固定套和驱动齿轮固定安装，驱动齿轮和驱动齿条啮合安装，驱动齿条固定安装在T型杆上。
进一步的，所述的上料机构包括移动组件、取料组件，所述的移动组件设置在底座上，所述的取料组件设置在移动组件上，移动组件用于调节取料组件的位置。
进一步的，所述的取料组件包括摆杆、取料单元，所述的取料单元设置有两组，所述的摆杆的两端设置有滑槽，摆杆用于驱动两组取料单元相向运动。
进一步的，所述的取料单元包括圆杆、横板、调整板、吸盘、拨杆、固定板，所述的拨杆在摆杆的滑槽内滑动安装，拨杆固定安装在固定板上，固定板上滑动安装有圆杆，圆杆和横板固定安装，横板上设置有调整板、吸盘。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过设置上料机构，可以对太阳能电池硅片进行自动上料，并且可以同时将两个太阳能电池硅片摆放至石英舟上；（2）本发明通过设置输送机构，可以通过碳化硅桨将石英舟运输至炉体中并缓慢放下，还可以将碳化硅桨从炉体中退出，从而增加碳化硅桨的使用寿命；（3）本发明通过输送机构和炉门机构的配合，可以在每次将石英舟输送至炉体后，自动对炉门进行关闭，需要取出石英舟时，炉门自动开启。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明上料机构结构示意图。
图3为本发明上料机构局部结构示意图。
图4为本发明输送机构结构示意图。
图5为本发明输送机构局部结构示意图。
图6为图5中A处的局部放大图。
图7为本发明炉门机构结构示意图。
图8为本发明炉门机构局部结构示意图。
图9为图8中B处的局部放大图。
附图标号：1-底座；2-炉体；201-支座；202-上料盒；203-支架；204-移动电机；205-丝杠；206-移动滑杆；207-滑台；208-取料电机；209-连接轴；210-摆杆；211-限位杆；212-限位套；213-电缸；214-圆杆；215-横板；216-调整板；217-吸盘；218-拨杆；219-固定板；301-石英舟；302-碳化硅桨；303-固定座；304-升降杆；305-升降弹簧；306-横移滑台；307-横移电机；308-横移滑块；309-横移齿轮；310-横移齿条；311-横移轨道；312-联动轨道；313-T型杆；314-支撑杆；315-调节板；316-调节滑块；317-第一滑槽；318-第二滑槽；319-第三滑槽；320-联动滑块；321-限位板；322-联动滑杆；323-联动弹簧；324-气缸；325-限位块；401-固定架；402-横杆；403-外门板；404-内门板；405-门板座；406-炉门滑杆；407-炉门滑套；408-连接座；409-连接弹簧；410-转动杆；411-固定套；412-驱动齿轮；413-驱动齿条。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的一种太阳能电池硅片扩散炉，包括底座1、炉体2、上料机构、输送机构、炉门机构，炉体2、上料机构、输送机构、炉门机构均固定安装在底座1上。
上料机构包括移动组件、取料组件，移动组件固定安装在底座1上，取料组件固定安装在移动组件上，移动组件用于调节取料组件的位置。
移动组件包括支座201、上料盒202、支架203、移动电机204、丝杠205、移动滑杆206、滑台207，支座201固定安装在底座1上，支座201上设置有上料盒202，支座201上固定安装有支架203，支架203上固定安装有移动电机204，移动电机204的输出轴和丝杠205固定安装，丝杠205的两端转动安装在支架203上，移动滑杆206的两端固定安装在支架203上，滑台207和丝杠205螺纹安装，滑台207和移动滑杆206滑动安装。
取料组件包括取料电机208、连接轴209、摆杆210、取料单元，取料电机208固定安装在滑台207上，取料电机208的输出轴和连接轴209固定安装，连接轴209和摆杆210固定安装，摆杆210的两端设置有滑槽，取料单元设置有两组，摆杆210用于驱动两组取料单元相向运动。
取料单元包括限位杆211、限位套212、电缸213、圆杆214、横板215、调整板216、吸盘217、拨杆218、固定板219，限位套212固定安装在滑台207上，限位套212上滑动安装有限位杆211，限位杆211和固定板219固定安装，固定板219上固定安装有电缸213，电缸213的伸缩杆和横板215固定安装，拨杆218在摆杆210的滑槽内滑动安装，拨杆218固定安装在固定板219上，固定板219上滑动安装有圆杆214，圆杆214和横板215固定安装，横板215上固定安装有调整板216、吸盘217。
输送机构包括石英舟301、横移组件、支撑杆314、调节板315、调节滑块316、联动滑块320、气缸324、限位块325、联动组件，横移组件固定安装在底座1上，横移组件用于带动石英舟301移动，横移组件上设置有调节滑块316，支撑杆314固定安装在底座1上，支撑杆314上固定安装有调节板315，调节板315上固定安装有气缸324，气缸324的伸缩杆和限位块325固定安装，调节板315上设置有滑槽，调节板315的滑槽包括第一滑槽317、第二滑槽318、第三滑槽319，第一滑槽317和第三滑槽319水平设置，第二滑槽318的一端和第一滑槽317连通，第二滑槽318的另一端和第三滑槽319连通，第二滑槽318倾斜设置，调节滑块316在调节板315的滑槽中滑动，调节板315的滑槽用于调节调节滑块316的高度，联动滑块320在调节板315的第三滑槽319上滑动安装，联动滑块320和调节滑块316接触配合，联动滑块320和联动组件相连，联动组件用于驱动炉门机构的开关。
横移组件包括水平运动单元、碳化硅桨302、固定座303、升降杆304、升降弹簧305、横移滑台306，水平运动单元用于驱动横移滑台306往复运动，横移滑台306上滑动安装有升降杆304，升降杆304上套设有升降弹簧305，升降弹簧305的第一端固定安装在固定座303上，升降弹簧305的第二端固定安装在横移滑台306上，升降杆304上固定安装有固定座303，固定座303和调节滑块316固定安装，固定座303上还固定安装有碳化硅桨302。
水平运动单元包括横移电机307、横移滑块308、横移齿轮309、横移齿条310、横移轨道311，横移齿条310、横移轨道311均固定安装在底座1上，横移齿条310和横移齿轮309啮合安装，横移齿轮309和横移电机307的输出轴固定安装，横移电机307固定安装在横移滑台306上，横移滑块308固定安装在横移滑台306上，横移滑块308在横移轨道311上滑动安装。
联动组件包括联动轨道312、T型杆313、限位板321、联动滑杆322、联动弹簧323，联动轨道312固定安装在底座1上，T型杆313在联动轨道312上滑动安装，联动滑杆322和联动滑块320固定安装，限位板321固定安装在调节板315上，联动滑杆322在限位板321上滑动安装，联动滑杆322上套设有联动弹簧323，联动弹簧323的第一端固定安装在限位板321上，联动弹簧323的第二端固定安装在联动滑块320上，T型杆313和联动滑块320固定安装。
炉门机构包括外门板403、门板座405、支撑组件、驱动组件，支撑组件设置在底座1上，驱动组件、外门板403均对称设置有两个，两个驱动组件设置在支撑组件上，外门板403的两端固定安装有门板座405，门板座405设置在驱动组件上。
支撑组件包括固定架401、横杆402，固定架401固定安装在底座1上，固定架401上固定安装有四个横杆402。
驱动组件包括炉门滑杆406、炉门滑套407、连接座408、连接弹簧409、转动杆410、固定套411、驱动齿轮412、驱动齿条413，炉门滑杆406的两端固定安装有炉门滑套407，炉门滑套407在横杆402上滑动安装，炉门滑杆406上滑动安装有门板座405，门板座405上转动安装有连接座408，连接座408和转动杆410固定安装，转动杆410上套设有连接弹簧409，连接弹簧409的第一端固定安装在固定套411上，连接弹簧409的第二端固定安装在连接座408上，转动杆410滑动安装在固定套411上，固定套411和驱动齿轮412固定安装，驱动齿轮412转动安装在固定架401上，驱动齿轮412和驱动齿条413啮合安装，驱动齿条413固定安装在T型杆313上。
本发明的工作原理如下：当需要将太阳能电池硅片放置在石英舟301上时，启动移动电机204，移动电机204带动丝杠205转动，丝杠205带动滑台207在移动滑杆206上移动，将取料组件移动至石英舟301的上方，启动电缸213，电缸213带动横板215下降，圆杆214在固定板219上移动，对横板215进行限位，将调整板216移动至石英舟301的两侧，启动取料电机208，取料电机208驱动连接轴209、摆杆210转动，摆杆210带动拨杆218移动，拨杆218带动固定板219移动，固定板219上的限位杆211在限位套212上滑动，从而使两个调整板216相互靠近，对石英舟301的位置进行调整；重复以上动作，将取料组件移动至上料盒202的上方，对上料盒202的位置进行调整，使上料盒202和石英舟301的中心线处于同一直线上，然后通过移动组件和取料组件将吸盘217移动至上料盒202中太阳能电池硅片的两侧，启动吸盘217将太阳能电池硅片进行吸附，通过移动组件和取料组件将太阳能电池硅片放置在石英舟301中，每次可以取放两个太阳能电池硅片。
当需要将太阳能电池硅片移动至炉体2中时，启动横移电机307，横移电机307带动横移齿轮309转动，在横移齿条310的作用下，横移齿轮309带动横移滑台306、横移滑块308移动，横移滑块308在横移轨道311的内部滑动，横移滑台306带动升降杆304、碳化硅桨302、固定座303移动，碳化硅桨302上的石英舟301也同步移动，固定座303上的调节滑块316在调节板315上的第一滑槽317中移动，从而将石英舟301移动至炉体2中，当调节滑块316移动至第二滑槽318中时，调节滑块316继续移动，在第二滑槽318的作用下，调节滑块316带动固定座303下降，升降杆304在横移滑台306上滑动，固定座303对升降弹簧305进行压缩，碳化硅桨302对石英舟301进行缓慢下放，直至调节滑块316移动至第三滑槽319中，碳化硅桨302将石英舟301放置在炉体2中，启动气缸324，气缸324驱动限位块325移动，对调节滑块316进行限位，防止调节滑块316滑至第二滑槽318中，横移电机307反转，带动调节滑块316在第三滑槽319中移动，使碳化硅桨302从炉体2中退出，当调节滑块316和联动滑块320接触后，调节滑块316继续移动，调节滑块316带动联动滑块320移动，联动滑块320带动联动滑杆322在限位板321中滑动，联动滑块320对联动弹簧323进行压缩，联动滑块320带动T型杆313在联动轨道312中滑动。
T型杆313带动驱动齿条413移动，驱动齿条413带动驱动齿轮412在固定架401上转动，驱动齿轮412带动固定套411、转动杆410转动，转动杆410带动连接座408做圆周运动，连接座408通过门板座405带动炉门滑杆406上的炉门滑套407在横杆402上滑动，从而带动两个外门板403先相互靠近，当两个外门板403紧贴在一起后，连接座408带动门板座405在炉门滑杆406上滑动，使外门板403、内门板404向靠近炉体2的方向移动，对炉体2进行密封。
本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种太阳能电池硅片扩散炉，包括底座（1）、炉体（2）、上料机构、输送机构、炉门机构，其特征在于：所述的炉体（2）、上料机构、输送机构、炉门机构均设置在底座（1）上；
所述的输送机构包括石英舟(301)、横移组件、支撑杆(314)、调节板(315)、调节滑块(316)、联动滑块(320)、气缸(324)、限位块(325)、联动组件，横移组件固定安装在底座(1)上，横移组件用于带动石英舟(301)移动，横移组件上设置有调节滑块(316)，支撑杆(314)固定安装在底座(1)上，支撑杆(314)上固定安装有调节板(315)，调节板(315)上固定安装有气缸(324)，气缸(324)的伸缩杆和限位块(325)固定安装，调节板(315)上设置有滑槽，调节板(315)的滑槽包括第一滑槽(317)、第二滑槽(318)、第三滑槽(319)，第一滑槽(317)和第三滑槽(319)水平设置，第二滑槽(318)的一端和第一滑槽(317)连通，第二滑槽(318)的另一端和第三滑槽(319)连通，第二滑槽(318)倾斜设置，调节滑块(316)在调节板(315)的滑槽中滑动，调节板(315)的滑槽用于调节调节滑块(316)的高度，联动滑块(320)在调节板(315)的第三滑槽(319)上滑动安装，联动滑块(320)和调节滑块(316)接触配合，联动滑块(320)和联动组件相连，联动组件用于驱动炉门机构的开关；
所述的横移组件包括水平运动单元、碳化硅桨(302)、固定座(303)、升降杆(304)、升降弹簧(305)、横移滑台(306)，水平运动单元用于驱动横移滑台(306)往复运动，横移滑台(306)上滑动安装有升降杆(304)，升降杆(304)上套设有升降弹簧(305)，升降弹簧(305)的第一端固定安装在固定座(303)上，升降弹簧(305)的第二端固定安装在在横移滑台(306)上，升降杆(304)上固定安装有固定座(303)，固定座(303)和调节滑块(316)固定安装，固定座(303)上还固定安装有碳化硅桨(302)；
所述的水平运动单元包括横移电机(307)、横移滑块(308)、横移齿轮(309)、横移齿条(310)、横移轨道(311)，横移齿条(310)、横移轨道(311)均固定安装在底座(1)上，横移齿条(310)和横移齿轮(309)啮合安装，横移齿轮(309)和横移电机(307)的输出轴固定安装，横移电机(307)固定安装在横移滑台(306)上，横移滑块(308)固定安装在横移滑台(306)上，横移滑块(308)在横移轨道(311)上滑动安装；
所述的联动组件包括联动轨道(312)、T型杆(313)、限位板(321)、联动滑杆(322)、联动弹簧(323)，联动轨道(312)固定安装在底座(1)上，T型杆(313)在联动轨道(312)上滑动安装，联动滑杆(322)和联动滑块(320)固定安装，限位板(321)固定安装在调节板(315)上，联动滑杆(322)在限位板(321)上滑动安装，联动滑杆(322)上套设有联动弹簧(323)，联动弹簧(323)的第一端固定安装在限位板(321)上，联动弹簧(323)的第二端固定安装在联动滑块(320)上，T型杆(313)和联动滑块(320)固定安装；
所述的炉门机构包括外门板(403)、门板座(405)、支撑组件、驱动组件，支撑组件设置在底座(1)上，驱动组件、外门板(403)均对称设置有两个，两个驱动组件设置在支撑组件上，外门板(403)的两端固定安装有门板座(405)，门板座(405)设置在驱动组件上；
所述的支撑组件包括固定架(401)、横杆(402)，固定架(401)固定安装在底座(1)上，固定架(401)上固定安装有四个横杆(402)；
所述的驱动组件包括炉门滑杆(406)、炉门滑套(407)、连接座(408)、连接弹簧(409)、转动杆(410)、固定套(411)、驱动齿轮(412)、驱动齿条(413)，炉门滑杆(406)的两端固定安装有炉门滑套(407)，炉门滑套(407)在横杆(402)上滑动安装，炉门滑杆(406)上滑动安装有门板座(405)，门板座(405)上转动安装有连接座(408)，连接座(408)和转动杆(410)固定安装，转动杆(410)上套设有连接弹簧(409)，连接弹簧(409)的第一端固定安装在固定套(411)上，连接弹簧(409)的第二端固定安装在连接座(408)上，转动杆(410)滑动安装在固定套(411)上，固定套(411)和驱动齿轮(412)固定安装，驱动齿轮(412)转动安装在固定架(401)上，驱动齿轮(412)和驱动齿条(413)啮合安装，驱动齿条(413)固定安装在T型杆(313)上。
2.如权利要求1所述的一种太阳能电池硅片扩散炉，其特征在于：所述的上料机构包括移动组件、取料组件，所述的移动组件设置在底座（1）上，所述的取料组件设置在移动组件上，移动组件用于调节取料组件的位置。
3.如权利要求2所述的一种太阳能电池硅片扩散炉，其特征在于：所述的取料组件包括摆杆（210）、取料单元，所述的取料单元设置有两组，所述的摆杆（210）的两端设置有滑槽，摆杆（210）用于驱动两组取料单元相向运动。
4.如权利要求3所述的一种太阳能电池硅片扩散炉，其特征在于：所述的取料单元包括圆杆（214）、横板（215）、调整板（216）、吸盘（217）、拨杆（218）、固定板（219），所述的拨杆（218）在摆杆（210）的滑槽内滑动安装，拨杆（218）固定安装在固定板（219）上，固定板（219）上滑动安装有圆杆（214），圆杆（214）和横板（215）固定安装，横板（215）上设置有调整板（216）、吸盘（217）。
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