CN207159301U - 一种全自动水平区熔车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动水平区熔车，包括机架及设置在所述的机架上方的2个相互平行的支架，在2个所述的支架之间设置有石英管，在所述的石英管内侧设置有用于放置物料的石墨舟，在所述的机架上端面上设置有2个平行于石英管的导轨，在所述的机架上设置有能够沿着所述的导轨移动的AGV小车，在所述的支架之间设置有与所述的AGV小车相配合的馈电系统，在所述的支架上设置有与所述的AGV小车相配合的导引反射器，在所述的石英管外侧设置有区熔线圈，在所述的AGV小车上设置有用于固定所述的区熔线圈的立架。本实用新型能够用于改善现有的水平区熔炉区熔小车不方便控制的问题。

Description

一种全自动水平区熔车

技术领域

本实用新型涉及金属提纯设备领域，具体来说，是指一种全自动水平区熔车。

背景技术

区熔法又称Fz法，即悬浮区熔法。区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接单晶籽晶。调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动，通过整根棒料，生长成一根单晶，晶向与籽晶的相同。水平区熔法主要用于锗、GaAs等材料的提纯和单晶生长。由于一次区熔之后，材料的纯度仍然达不到半导体器件的纯度要求，所以要进行多次区熔，使杂质尽可能的集中到锭条两头，现有的区熔炉中，为了方便实现多次区熔，将区熔线圈安装在区熔小车上，使小车移动过程中，实现多次区熔，现有的区熔小车结构相对简单，不方便实现自动化操作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种全自动水平区熔车，用于改善现有的水平区熔炉区熔小车不方便自动控制的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：一种全自动水平区熔车，包括机架及设置在所述的机架上方的2个相互平行的支架，在2个所述的支架之间设置有石英管，在所述的石英管内侧设置有用于放置物料的石墨舟，在所述的机架上端面上设置有2个平行于石英管的导轨，在所述的机架上设置有能够沿着所述的导轨移动的AGV小车，在所述的支架之间设置有与所述的AGV小车相配合的馈电系统，在所述的支架上设置有与所述的AGV小车相配合的导引反射器，在所述的石英管外侧设置有区熔线圈，在所述的AGV小车上设置有用于固定所述的区熔线圈的立架。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过采用设置在机架上的导轨及能够沿着导轨移动的AGV小车，使AGV小车沿着导轨移动，区熔线圈沿着石英管运动过程中，实现物料熔区的移动，实现物料区熔操作，能够利用AGV定向移动，实现区熔线圈的稳定移动；

2.本实用新型通过将馈电系统和导引反射器均设置在机架上，使其与AGV小车相互配合，实现AGV小车的定向控制，能够使AGV小车沿着导轨定向移动，相应的使区熔线圈能够实现恒定轨迹移动，使其实现全自动控制。

可选的，为更好的实现本实用新型，所述的AGV小车包括底盘及设置在所述的底盘下方的滚轮，在所述的底盘上设置有控制机箱，所述的立架下端安装在所述的底盘上。通过设置底盘结构，通过底盘下方的滚轮沿着导轨移动过程中，使AGV小车的移动轨迹固定，通过设置控制机箱，可以将驱动底盘移动的控制机构和驱动机构均设置在控制机箱内，方便与导引反射器和馈电系统相配合的设备的安装，使其与上方的区熔线圈相互不干涉，能够方便设备的安装和集中维护。

可选的，为更好的实现本实用新型，在所述的底盘两端上方分别设置有平行于所述的石英管的横梁，所述的横梁为开口指向机架中部的U形槽钢制成，在所述的横梁内侧设置有套管，在所述的套管内侧设置有垂直于机架上端面的丝杆，在所述的套管外侧设置有用于带动所述的丝杆纵向移动的电机，在所述的横梁上方设置有支脚，所述的支脚远离所述的丝杆一端固定连接在所述的立架下端面上。通过采用设置在底盘上的支脚，使支脚支撑在立架下方，在电机带动丝杆纵向移动时，能够使立架定向移动，此时可以实现区熔线圈的纵向移动，在使用时，可以方便根据需要调整区熔线圈的高度，使其能够更好的与石英管相互配合。

可选的，为更好的实现本实用新型，所述的支脚为对称设置在所述的立架两侧的2个。通过设置2组支脚，能够从两侧支撑立架，使立架与两个支脚形成人字形结构，能够有助于提高支脚的稳定性的同时，使丝杆升降时，立架能够呈恒定轨迹移动，使区熔线圈的位置的调节过程更加稳定，使其不容易出现偏移。

可选的，为更好的实现本实用新型，所述的区熔线圈为沿着所述的石英管长度方向等间隔设置的至少2组。通过设置多组区熔线圈，能够使其在物料内部形成多个熔区，能够有助于提高区熔效率。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是区熔法单晶生长示意图；

图2是本实用新型整体结构示意图；

图3是本实用新型AGV小车结构示意图。

附图标记：101.机架，102.支架，103.石英管，104.导轨，105.AGV小车，106.馈电系统，107.导引反射器，108.区熔线圈，109.立架，501.底盘，502.滚轮，503.控制机箱，504.横梁，505.套管，506.丝杆，507.电机，508.支脚。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1所示，在棒状多晶头部放置一块单晶籽晶，并在籽晶和原料晶锭相连区域建立熔区，移动晶锭或加热器使熔区向晶锭长度方向不断移动，能够使单晶不断长大。由于一次区熔之后，多晶的提纯效率不高，需要进行多次区熔，根据区熔次数的经验公式n＝(1～1.5)L/l，其中n为区熔次数，L为锭长，l为熔区长度，一般情况下，区熔次数为20次最好。

下面结合图1、图2、图3对本实用新型作详细说明。

本实用新型为了方便实现多次区熔，公开了一种能方便移动区熔线圈的结构，即一种全自动水平区熔车，包括机架101及设置在所述的机架101上方的2个相互平行的支架102，在2个所述的支架102之间设置有石英管103，在所述的石英管103内侧设置有用于放置物料的石墨舟，在所述的机架101上端面上设置有2个平行于石英管103的导轨104，在所述的机架101上设置有能够沿着所述的导轨104移动的AGV小车105，在所述的支架102之间设置有与所述的AGV小车105相配合的馈电系统106，在所述的支架102上设置有与所述的AGV小车105相配合的导引反射器107，在所述的石英管103外侧设置有区熔线圈108，在所述的AGV小车105上设置有用于固定所述的区熔线圈108的立架109。本实用新型中，将两个导轨分别固定连接在机架上端面上，使导轨位于两个支架之间，使AGV(Automated GuidedVehicles又名无人搬运车、自动导航车、激光导航车)小车能够沿着导轨移动，将区熔线圈套装在石英管上，使区熔线圈底部通过立架固定在AGV小车上，使馈电系统为AGV小车供电，使导引反射器与AGV小车控制系统相配合，实现AGV小车的定向移动。

本实用新型中，采用现有的电磁感应式引导系统，使导轨固定在机架上端面上，将馈电系统埋设在导轨两侧，在AGV小车左右分别对称安装两个电磁感应器，它们所接收的电磁信号的强度差异可以反映AGV小车偏离路径的程度，利用AGV小车的自动控制系统控制器偏离路径的偏差来实现车辆的转向控制，可以方便实现AGV小车沿着预定的轨道移动，继而能够实现自动调整区熔线圈的移动偏差。具体AGV小车的馈电系统和导引反射器的安装，可以根据机架和支架安装的位置来确定。

在使用时，将多晶物料放置在石墨舟内，将籽晶放置在多晶物料一端，使区熔线圈通电发热，在靠近籽晶一端形成熔区，在区熔线圈逐渐移动过程中，实现物料提纯。由于本实用新型使AGV小车沿着导轨定向移动过程中，能够使区熔线圈定向移动，进而能够实现多次区熔，有助于提高区熔线圈的稳定性，使其能够实现多次区熔的同时，使区熔线圈保持恒定轨迹移动，使其稳定性更高，方便区熔线圈的移动轨迹的确定。相比现有的区熔设备，本实用新型使区熔线圈通过立架安装在AGV小车上，多次区熔过程中，线圈能够在AGV小车的作用下保持恒定的移动轨迹，并且，在进行区熔操作时，能够方便实现AGV小车的精确控制，相应的实现区熔线圈的远程自动控制，运行过程中无噪声、无污染。通过设置可以自动控制的AGV小车，能够方便冷却系统等设备的安装。

实施例1：

本实施例中，公开了一种AGV小车的优选结构，优选地，所述的AGV小车105包括底盘501及设置在所述的底盘501下方的滚轮502，在所述的底盘501上设置有控制机箱503，所述的立架109下端安装在所述的底盘501上。使地盘上的滚轮能够沿着导轨定向移动即可，将AGV小车的控制系统和电源安装在控制机箱内，使立架下端固定在底盘上即可。在使用时，可以方便在底盘上设置图像采集设备。本实施例中，可以采用现有的磁感应式控制系统，将其控制系统安装在控制机箱即可。

优选地，为了提高区熔效率，本实施例中，所述的区熔线圈108为沿着所述的石英管103长度方向等间隔设置的至少2组。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，进一步优选地，在所述的底盘501两端上方分别设置有平行于所述的石英管103的横梁504，所述的横梁504为开口指向机架101中部的U形槽钢制成，在所述的横梁504内侧设置有套管505，在所述的套管505内侧设置有垂直于机架101上端面的丝杆506，在所述的套管505外侧设置有用于带动所述的丝杆506纵向移动的电机507，在所述的横梁504上方设置有支脚508，所述的支脚508远离所述的丝杆506一端固定连接在所述的立架109下端面上。使用时，由于区熔线圈可以相对石英管移动，本实施例中，使石英管底部通过立架和支脚固定在AGV区熔小车的底盘上，在需要调整区熔线圈的位置时，可以在电机上设置齿轮，使齿轮与丝杆相互啮合，实现齿轮丝杆传动，丝杆在齿轮的作用下纵向移动时，实现支脚的升降，进而能够实现立架及上方的区熔线圈的高度的调节，使其能更好的与石英管相互配合。

本实施例中，使支脚上端固定连接在立架下端面上，使支脚下端转动连接在丝杆上端面上，使丝杆纵向移动时，支脚能够同步纵向移动即可。其具体安装方式，可以根据丝杆和立架的选择而改变。

进一步优选地，本实施例中，所述的支脚508为对称设置在所述的立架109两侧的2个。本实施例中，使两侧的横梁上均设置丝杆机构，使其能够从两侧分别支撑支脚，使两个支脚与立架形成人字形结构，使立架能够呈恒定的纵向移动轨迹，进而使其具有更好的稳定性。可以设置为如图3所示的多组石英管，使相邻的石英管外侧的区熔线圈相互串联，同时进行多组物料的提纯。由于立架底部可以通过支脚连接在丝杆上，在底盘整体移动过程中，能够实现多组线圈的同步移动，方便对多组石英管内的物料的提纯控制，能够方便对整个提纯过程进行远程自动控制。

Claims (5)

1.一种全自动水平区熔车，包括机架(101)及设置在所述的机架(101)上方的2个相互平行的支架(102)，在2个所述的支架(102)之间设置有石英管(103)，在所述的石英管(103)内侧设置有用于放置物料的石墨舟，其特征在于：在所述的机架(101)上端面上设置有2个平行于石英管(103)的导轨(104)，在所述的机架(101)上设置有能够沿着所述的导轨(104)移动的AGV小车(105)，在所述的支架(102)之间设置有与所述的AGV小车(105)相配合的馈电系统(106)，在所述的支架(102)上设置有与所述的AGV小车(105)相配合的导引反射器(107)，在所述的石英管(103)外侧设置有区熔线圈(108)，在所述的AGV小车(105)上设置有用于固定所述的区熔线圈(108)的立架(109)。

2.根据权利要求1所述的一种全自动水平区熔车，其特征在于：所述的AGV小车(105)包括底盘(501)及设置在所述的底盘(501)下方的滚轮(502)，在所述的底盘(501)上设置有控制机箱(503)，所述的立架(109)下端安装在所述的底盘(501)上。

3.根据权利要求2所述的一种全自动水平区熔车，其特征在于：在所述的底盘(501)两端上方分别设置有平行于所述的石英管(103)的横梁(504)，所述的横梁(504)为开口指向机架(101)中部的U形槽钢制成，在所述的横梁(504)内侧设置有套管(505)，在所述的套管(505)内侧设置有垂直于机架(101)上端面的丝杆(506)，在所述的套管(505)外侧设置有用于带动所述的丝杆(506)纵向移动的电机(507)，在所述的横梁(504)上方设置有支脚(508)，所述的支脚(508)远离所述的丝杆(506)一端固定连接在所述的立架(109)下端面上。

4.根据权利要求3所述的一种全自动水平区熔车，其特征在于：所述的支脚(508)为对称设置在所述的立架(109)两侧的2个。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种全自动水平区熔车，其特征在于：所述的区熔线圈(108)为沿着所述的石英管(103)长度方向等间隔设置的至少2组。