CN117542767A - 一种半导体立式熔接炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体立式熔接炉，包括外保温炉体，外保温炉体通过升降机构连接立板架，内加热炉体设置在外保温炉体内，其中，内加热炉体和外保温炉体之间围成密闭加热工作的炉腔，在围成的炉腔内自上至下依次设置有上部控温区、中部控温区和下部控温区，上部控温区、中部控温区和下部控温区中均分别独立设置有加热机构。采用本技术方案，以使炉腔内温度均匀可控，可以防止因受热不均造成内加热炉体损坏，避免造成不必要的维修成本，内加热炉体受热并辐射至半导体熔接加工，操作方便，可以确保半导体熔接产品质量。

Description

一种半导体立式熔接炉

技术领域

本发明涉及半导体生产设备技术领域，具体涉及一种半导体立式熔接炉。

背景技术

半导体立式熔接炉设计用于石英件，硅材料及元器件的熔接工艺，也可用于退火、焊接等工艺。

半导体在熔接炉内生产过程中，炉体内加热温度可高达1200℃，与内加热炉体接触的材料发生热膨胀传递作用，不仅影响半导体熔接产品质量，且容易造成与内加热炉体接触的材料出现受热膨胀损坏的情况发生，需要及时进行维修更换，降低了生产效率，此外，频繁对熔接炉停机维修操作，容易造成造价昂贵的内加热炉体使用寿命降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体立式熔接炉，用于解决现有技术中内加热炉体在高温情况下产生的热膨胀传递作用对熔接炉造成不良影响的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种半导体立式熔接炉，包括：

外保温炉体，所述外保温炉体通过升降机构连接立板架；

内加热炉体，设置在所述外保温炉体内，并通过围框架与所述外保温炉体一体装配连接；

可移动底架，其通过托架支撑连接石英隔离屏，通过所述升降机构将所述内加热炉体下移至所述可移动底架上时，所述石英隔离屏从所述内加热炉体的下口端伸入至其内腔中，且所述可移动底架与所述内加热炉体的接触台面内设置有多个水冷管；

其中，所述内加热炉体和所述外保温炉体之间围成密闭加热工作的炉腔，在围成的炉腔内自上至下依次设置有上部控温区、中部控温区和下部控温区，所述上部控温区、所述中部控温区和所述下部控温区中均分别独立设置有加热机构。

作为本发明进一步的方案：还包括有控制系统，所述控制系统分别独立控制连接位于所述上部控温区、所述中部控温区和所述下部控温区中的加热机构。

作为本发明进一步的方案：所述加热机构包括的刚玉管围绕设置在所述外保温炉体的内壁上，所述刚玉管上螺旋缠绕设置有加热电阻丝，且在所述上部控温区、所述中部控温区和所述下部控温区中分别独立设置有热偶传感器，所述热偶传感器电性连接所述控制系统。

作为本发明进一步的方案：多个所述水冷管通过管路连接水冷机，并在管路上设置主抽水泵和备用抽水泵，所述水冷机、所述主抽水泵和所述备用抽水泵均分别电性连接所述控制系统。

作为本发明进一步的方案：所述水冷管上设置有流量传感器，所述流量传感器电性连接所述控制系统。

作为本发明进一步的方案：所述石英隔离屏和所述可移动底架之间设置有调平机构，所述调平机构包括的上调平支杆设置在所述托架的竖向套管内，所述上调平支杆的顶端插设连接在所述石英隔离屏的定位孔内，底端开设的滑道孔内插设连接下定位杆，所述下定位杆固定安装在所述可移动底架上，在所述下定位杆上螺纹连接锁块，通过所述锁块保持所述下定位杆和所述上调平支杆之间的支撑位置固定。

作为本发明进一步的方案：所述升降机构包括的丝杆轴转动连接在所述立板架上，所述丝杆轴的顶端与所述立板架上设置的电机连接，所述丝杆轴上螺纹传动连接滑座，所述滑座固定安装在所述外保温炉体的外壁上，且所述滑座与所述立板架上设置的导轨滑动连接。

作为本发明进一步的方案：所述丝杆轴的底端通过斜面滚珠轴承转动连接轴承座，所述轴承座固定安装在所述立板架上，在所述丝杆轴的下方设置有顶紧轴，所述顶紧轴固定安装在所述立板架上，所述丝杆轴和所述顶紧轴之间的间隙内滚动设置有摩擦球体。

作为本发明进一步的方案：所述立板架上设置有用于所述滑座底部位置限制的限位器。

作为本发明进一步的方案：所述外保温炉体和所述立板架之间设置有防坠锁，且在所述立板架上设置有斜撑部。

本发明的有益效果：

本申请的熔接炉在使用过程中，通过独立设置的加热机构分别对上部控温区、中部控温区和下部控温区进行加热控制，以使炉腔内温度均匀可控，可以防止因受热不均造成内加热炉体损坏，避免造成不必要的维修成本，内加热炉体受热并辐射至半导体熔接加工，操作方便，可以确保半导体熔接产品质量；

在内加热炉体高温环境中熔接半导体加工过程中，内加热炉体的下口端与可移动底架接触，容易造成可移动底架发生受热膨胀，影响其使用寿命，通过在可移动底架与内加热炉体的接触台面内设置有多个水冷管进行冷却受热，从而可以解决可移动底架受热膨胀作用影响，保证了可移动底架的支撑定位效果，同时可以提升可移动底架的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的侧视图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的外保温炉体和内加热炉体之间的炉腔内设置上部控温区、中部控温区和下部控温区示意图；

图4是本发明的可移动底架上通过托架连接石英隔离屏示意图；

图5是图1中的A向放大示意图。

图中：1、外保温炉体；2、立板架；3、内加热炉体；4、围框架；5、可移动底架；6、托架；7、石英隔离屏；8、水冷管；9、上部控温区；10、中部控温区；11、下部控温区；12、热偶传感器；13、上调平支杆；14、下定位杆；15、锁块；16、丝杆轴；17、电机；18、导轨；19、滑座；20、限位器；21、防坠锁；22、斜撑部；23、斜面滚珠轴承；24、轴承座；25、顶紧轴；26、摩擦球体。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；在本发明的描述中，“多个”“若干”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图4所示，本发明为一种半导体立式熔接炉，包括外保温炉体1、内加热炉体3和可移动底架5，外保温炉体1通过升降机构连接立板架2，内加热炉体3设置在外保温炉体1内，并通过围框架4与外保温炉体1一体装配连接，可移动底架5通过托架6支撑连接石英隔离屏7，通过升降机构将内加热炉体3下移至可移动底架5上时，石英隔离屏7从内加热炉体3的下口端伸入至其内腔中，且可移动底架5与内加热炉体3的接触台面内设置有多个水冷管8，其中，内加热炉体3和外保温炉体1之间围成密闭加热工作的炉腔，在围成的炉腔内自上至下依次设置有上部控温区9、中部控温区10和下部控温区11，上部控温区9、中部控温区10和下部控温区11中均分别独立设置有加热机构。

本申请的熔接炉在使用过程中，将待熔接加工的半导体置于石英隔离屏7上，并通过可移动底架5转运至内加热炉体3正下方，并配合升降机构带动外保温炉体1的下移作用，以使内加热炉体3下移至可移动底架5上，此时，石英隔离屏7上的半导体置于内加热炉体3内，石英隔离屏7可以根据需求设置多层，保证炉膛洁净度，且起到隔离辐射保温的作用；再通过独立设置的加热机构分别对上部控温区9、中部控温区10和下部控温区11进行加热控制，以使炉腔内温度均匀可控，可以防止因受热不均造成内加热炉体3损坏，避免造成不必要的维修成本，内加热炉体3受热并辐射至半导体熔接加工，操作方便，可以确保半导体熔接产品质量。

在内加热炉体3高温环境中熔接半导体加工过程中，内加热炉体3的下口端与可移动底架5接触，容易造成可移动底架5发生受热膨胀，影响其使用寿命，通过在可移动底架5与内加热炉体3的接触台面内设置有多个水冷管8进行冷却受热，从而可以解决可移动底架5受热膨胀作用影响，保证了可移动底架5的支撑定位效果，同时可以提升可移动底架5的使用寿命。

本申请的熔接炉还包括有控制系统，控制系统分别独立控制连接位于上部控温区9、中部控温区10和下部控温区11中的加热机构，通过控制系统便于分别对炉体上、中、下三个加热区域进行独立控温，可以保证炉腔整体温场均匀，可以防止因炉腔整体温场不一致造成外保温炉体1陷落，从而可以避免对造价昂贵的内加热炉体3造成损坏。

在具体实施方式中，加热机构包括的刚玉管围绕设置在外保温炉体1的内壁上，刚玉管上螺旋缠绕设置有加热电阻丝，且在所述上部控温区9、所述中部控温区10和所述下部控温区11中分别独立设置有热偶传感器12，所述热偶传感器12电性连接所述控制系统，对炉体上、中、下三个加热区域进行独立控温时，通过设置的热偶传感器12实时检测三个加热区域的温度，及时反馈至控制系统进行加热调控，通过控制系统操作三个加热区的加热电阻丝通电转换热能，确保炉腔整体温场均匀操作方便。

与内加热炉体3接触的可移动底架5受热膨胀影响下，可以将水冷管8接入水冷系统进行控制，具体是多个水冷管8通过管路连接水冷机，并在管路上设置主抽水泵和备用抽水泵，水冷机、主抽水泵和备用抽水泵均分别电性连接控制系统，水冷机将水冷管8换热后的水液进行再次冷却，便于通过主抽水泵将再次冷却的水液输送至水冷管8，以使可移动底架5进行循环水冷操作方便，从而可以解决可移动底架5受热膨胀作用影响，保证了可移动底架5的支撑定位效果，同时可以提升可移动底架5的使用寿命；但在半导体熔接加工过程中，主抽水泵需要不停的工作使用，以使主抽水泵使用寿命降低，主抽水泵在生产过程中发生损坏无法工作时，不能及时更换维修影响整个熔接炉的使用，因此，本申请通过采用双泵系统进行控制，设置一个备用抽水泵进行交替使用，在主抽水泵损坏，需要维修更换情况下，备用抽水泵进行工作，确保可移动底架5可以进行循环水冷。

在具体实施方式中，水冷管8上设置有流量传感器，流量传感器电性连接控制系统，可移动底架5进行循环水冷过程中，通过设置的流量传感器实时检测冷却水液流通量以及换热后温度，并反馈至控制系统，即可与控制系统预定对应的冷却水液流通量以及换热后温度比对，从而可以自动判定主抽水泵是否损坏，若主抽水泵发生损坏情况下，以便于及时自动操控备用抽水泵代替进行工作。

本申请的熔接炉在使用过程中，石英隔离屏7和可移动底架5之间设置有调平机构，调平机构包括的上调平支杆13设置在托架6的竖向套管内，上调平支杆13的顶端插设连接在石英隔离屏7的定位孔内，底端开设的滑道孔内插设连接下定位杆14，下定位杆14固定安装在可移动底架5上，在下定位杆14上螺纹连接锁块15，通过锁块15保持下定位杆14和上调平支杆13之间的支撑位置固定，可移动底架5、托架6和石英隔离屏7均存在装配误差，影响半导体熔接件置于石英隔离屏7上的水平度，进而影响半导体熔接加工产品质量，通过设置的调平机构可以确保半导体熔接件的水平度，具体是将锁块15沿下定位杆14进行螺纹上旋或下旋，以使上调平支杆13的高度得到调整，从而满足石英隔离屏7的水平度调整需求，保证了半导体熔接加工产品质量。

本申请的熔接炉在使用过程中，升降机构包括的丝杆轴16转动连接在立板架2上，丝杆轴16的顶端与立板架2上设置的电机17连接，丝杆轴16上螺纹传动连接滑座19，滑座19固定安装在外保温炉体1的外壁上，且滑座19与立板架2上设置的导轨18滑动连接，便于通过电机17带动丝杆轴16转动，以使与丝杆轴16螺纹传动连接的滑座19沿导轨18稳定上下滑移，使得外保温炉体1和内加热炉体3整体上下移动，满足炉腔内放置半导体熔接件或熔接后取出操作使用，操作方便。

在具体实施方式中，如图5所示，丝杆轴16的底端通过斜面滚珠轴承23转动连接轴承座24，轴承座24固定安装在立板架2上，在丝杆轴16的下方设置有顶紧轴25，顶紧轴25固定安装在立板架2上，丝杆轴16和顶紧轴25之间的间隙内滚动设置有摩擦球体26，升降机构带动熔接炉上下移送过程中，丝杆轴16在立板架2上转动，与滑座19及熔接炉整体进行螺纹传动过程中，滑座19及熔接炉整体重量偏重设置在丝杆轴16上，容易造成丝杆轴16的转动部位因受力不均而发生损坏，本申请通过斜面滚珠轴承23对丝杆轴16进行转动支撑，可以分散丝杆轴16的转动部分的受力，以确保丝杆轴16转动稳定，提高其转动使用寿命；此外，在内加热炉体3高温环境中熔接半导体加工过程中，因可移动底架5受热膨胀对熔接炉整体产生的反作用力影响，丝杆轴16受到向上的轴向力，通过在丝杆轴16与顶紧轴25之间设置摩擦球体26，不影响丝杆轴16转动作用的同时，可以利用摩擦球体26补偿丝杆轴16受到向上的轴向力，从而可以保证了升降机构的操作稳定性。

本申请的熔接炉在使用过程中，立板架2上设置有用于滑座19底部位置限制的限位器20，设置的限位器20用于限制滑座19及熔接炉整体下移的工作位置；外保温炉体1和立板架2之间设置有防坠锁21，设置的防坠锁21用于防护熔接炉发生意外掉落的风险，且在立板架2上设置有斜撑部22，设置的斜撑部22用于加强立板架2的支撑强度。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体立式熔接炉，其特征在于，包括：

外保温炉体（1)，所述外保温炉体（1）通过升降机构连接立板架（2)；

内加热炉体（3)，设置在所述外保温炉体（1）内，并通过围框架（4）与所述外保温炉体（1）一体装配连接；

可移动底架（5)，其通过托架（6）支撑连接石英隔离屏（7)，通过所述升降机构将所述内加热炉体（3）下移至所述可移动底架（5）上时，所述石英隔离屏（7）从所述内加热炉体（3）的下口端伸入至其内腔中，且所述可移动底架（5）与所述内加热炉体（3）的接触台面内设置有多个水冷管（8)；

其中，所述内加热炉体（3）和所述外保温炉体（1）之间围成密闭加热工作的炉腔，在围成的炉腔内自上至下依次设置有上部控温区（9)、中部控温区（10）和下部控温区（11)，所述上部控温区（9)、所述中部控温区（10）和所述下部控温区（11）中均分别独立设置有加热机构。

2.根据权利要求1所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，还包括有控制系统，所述控制系统分别独立控制连接位于所述上部控温区（9)、所述中部控温区（10）和所述下部控温区（11）中的加热机构。

3.根据权利要求2所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，所述加热机构包括的刚玉管围绕设置在所述外保温炉体（1）的内壁上，所述刚玉管上螺旋缠绕设置有加热电阻丝，且在所述上部控温区（9)、所述中部控温区（10）和所述下部控温区（11）中分别独立设置有热偶传感器（12)，所述热偶传感器（12）电性连接所述控制系统。

4.根据权利要求2所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，多个所述水冷管（8）通过管路连接水冷机，并在管路上设置主抽水泵和备用抽水泵，所述水冷机、所述主抽水泵和所述备用抽水泵均分别电性连接所述控制系统。

5.根据权利要求4所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，所述水冷管（8）上设置有流量传感器，所述流量传感器电性连接所述控制系统。

6.根据权利要求1所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，所述石英隔离屏（7）和所述可移动底架（5）之间设置有调平机构，所述调平机构包括的上调平支杆（13）设置在所述托架（6）的竖向套管内，所述上调平支杆（13）的顶端插设连接在所述石英隔离屏（7）的定位孔内，底端开设的滑道孔内插设连接下定位杆（14)，所述下定位杆（14）固定安装在所述可移动底架（5）上，在所述下定位杆（14）上螺纹连接锁块（15)，通过所述锁块（15）保持所述下定位杆（14）和所述上调平支杆（13）之间的支撑位置固定。

7.根据权利要求1所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，所述升降机构包括的丝杆轴（16）转动连接在所述立板架（2）上，所述丝杆轴（16）的顶端与所述立板架（2）上设置的电机（17）连接，所述丝杆轴（16）上螺纹传动连接滑座（19)，所述滑座（19）固定安装在所述外保温炉体（1）的外壁上，且所述滑座（19）与所述立板架（2）上设置的导轨（18）滑动连接。

8.根据权利要求7所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，所述丝杆轴（16）的底端通过斜面滚珠轴承（23）转动连接轴承座（24)，所述轴承座（24）固定安装在所述立板架（2）上，在所述丝杆轴（16）的下方设置有顶紧轴（25)，所述顶紧轴（25）固定安装在所述立板架（2）上，所述丝杆轴（16）和所述顶紧轴（25）之间的间隙内滚动设置有摩擦球体（26)。

9.根据权利要求7所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，所述立板架（2）上设置有用于所述滑座（19）底部位置限制的限位器（20)。

10.根据权利要求7所述的一种半导体立式熔接炉，其特征在于，所述外保温炉体（1）和所述立板架（2）之间设置有防坠锁（21)，且在所述立板架（2）上设置有斜撑部（22)。