CN214572358U - 一种坩埚夹持装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种坩埚夹持装置，属于半导体技术领域。该坩埚夹持装置包括：提升组件，所述提升组件包括升降台和驱动机构，所述驱动机构通过连接轴与升降台连接；夹持组件，所述夹持组件包括环形轴和若干个夹持臂，每个所述夹持臂的固定端均与所述升降台转动连接，每个所述夹持臂上设置有环形轴穿过的轴孔若干个所述夹持臂的自由端相互配合，用于夹持坩埚；所述升降台运动带动每个所述夹持臂的固定端与所述升降台发生相对转动，以带动每个所述夹持臂的自由端靠近或远离所述坩埚。该坩埚夹持装置使操作者单手夹持不同尺寸的坩埚，实现对高温坩埚的取放，此外，可避免人工直接接触坩埚而对坩埚造成污染，大大提高了生产效率，节约了生产成本。

Description

一种坩埚夹持装置

技术领域

本申请涉及一种坩埚夹持装置，属于半导体技术领域。

背景技术

随着5G通讯、新能源汽车等产业的迅猛发展对功率电子器件的需求不断增加，第三代半导体材料，因具有宽禁带、高热导率、高临界击穿场强及高饱和电子漂移速率等优异的物理性能而备受关注。目前，物理气相沉积技术(PVT)是生长半导体晶体的常用方法，主要是将装有原料的坩埚放置在长晶炉内进行长晶。

当长晶过程完成后，需要将坩埚从长晶炉内取出，后续在长晶炉内再放入另外装有原料的坩埚放入用于晶体的生长。目前，主要依靠人工佩戴手套取放坩埚。然而，随着坩埚尺寸的增大，单手难以完成坩埚的搬运工作；此外，当坩埚温度较高时，人工难以完成坩埚的拿取工作；且手套的频繁更换严重影响了生产效率，浪费了大量的人力物力。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种坩埚夹持装置，通过夹持组件夹持坩埚，避免了人工直接接触坩埚而对坩埚造成污染，可实现对高温坩埚的取放，大大提高了生产效率，节约了生产成本。

根据本申请的一个方面，提供了一种坩埚夹持装置，其包括：

提升组件，所述提升组件包括升降台和驱动机构，所述驱动机构通过连接轴与升降台连接；

夹持组件，所述夹持组件包括环形轴和若干个夹持臂，每个所述夹持臂的固定端均与所述升降台转动连接，每个所述夹持臂上设置有环形轴穿过的轴孔若干个所述夹持臂的自由端相互配合，用于夹持坩埚；

所述升降台运动带动每个所述夹持臂的固定端与所述升降台发生相对转动，以带动每个所述夹持臂的自由端靠近或远离所述坩埚。

可选地，每个所述夹持臂均包括依次相连的第一连接段和第二连接段，所述第一连接段和第二连接段之间的角度为75°-105°；和/或

所述第一连接段和第二连接段通过连接环相连，所述连接环套设在所述环形轴上，并与所述环形轴转动连接。

可选地，所述第一连接段的一端与所述升降台转动连接，另一端通过伸缩件与所述第二连接段相连。

可选地，所述夹持组件还包括若干个限位轴套，每个所述限位轴套分别设置在相邻的所述夹持臂之间，并套设在所述环形轴上。

可选地，所述环形轴的外侧连接有支撑杆，所述支撑杆远离所述环形轴的一端连接有连接块，所述连接块上滑动连接有承托板，所述承托板用于承托所述坩埚的底部。

可选地，所述支撑杆包括第三连接段和第四连接段，所述第三连接段套设在所述第四连接段内部，并与所述第四连接段相互配合以调节所述支撑杆的长度。

可选地，所述连接轴为丝杠，所述升降台的中心处开设有连接孔，所述连接孔设置有螺纹，所述丝杠与所述连接孔螺旋传动配合。

可选地，每个所述夹持臂的自由端均连接有夹持板，所述夹持板与所述夹持臂转动连接。

可选地，所述夹持板为与所述坩埚外壁适配的弧形结构；和/或

所述夹持板与所述坩埚接触的一侧设置有若干横状条纹。

可选地，还包括机架，所述机架包括固定板和握持部，所述驱动机构安装在所述固定板上，所述握持部设置在远离夹持组件的一侧，并与所述固定板形成空腔结构；和/或

所述握持部内侧设置有若干弧形凹部。

本申请能产生的有益效果包括但不限于：

1.本申请所提供的坩埚夹持装置，通过设置升降台与夹持臂转动连接，升降台在升降的过程中，带动夹持臂的固定端升降，同时夹持臂在环形轴的限制下，与环形轴发生相对转动，从而使夹持臂的自由端靠近或远离坩埚，完成坩埚的夹持或松开操作，避免了人工直接接触坩埚而对坩埚造成污染，可实现对高温坩埚的取放，大大提高了生产效率，节约了生产成本。

2.本申请所提供的坩埚夹持装置，通过设置夹持臂的第一连接段和第二连接段之间的角度为75°-105°，第一连接段的一端与升降台转动连接，多个第二连接段之间用于夹持坩埚，可以进一步保证夹持过程的稳定性，防止坩埚滑落而造成损坏。

3.本申请所提供的坩埚夹持装置，通过设置伸缩件将第一连接件和第二连接件相连，伸缩件可以随着升降台的升降，完成伸缩过程，从而适应不同尺寸的坩埚，提高该夹持装置的适应范围。

4.本申请所提供的坩埚夹持装置，通过在相邻的夹持臂之间设置限位轴套，可以避免夹持臂在夹持的过程中发生左右晃动，确保夹持过程的稳定性，防止坩埚与夹持臂之间发生滑动而出现滑落现象。

5.本申请所提供的坩埚夹持装置，通过在支撑杆远离环形轴的一端安装连接块，连接块上连接有承托板，当坩埚被夹持臂夹持时，承托板沿坩埚的径向向中心移动，以托住坩埚的底部，进一步防止在夹持过程中坩埚滑落。

6.本申请所提供的坩埚夹持装置，通过设置第三连接段和第四连接段相互配合以调节支撑杆的长度，从而使该支撑杆可以适应不同高度的坩埚，即承托板可以承托不同高度的坩埚。

7.本申请所提供的坩埚夹持装置，通过在夹持臂的自由端设置夹持板，从而增加了与坩埚外壁的接触面积，确保夹持板与坩埚外壁之间的摩擦力，确保坩埚在夹持过程中的稳定性；通过设置夹持板与夹持臂转动连接，当夹持臂与环形轴之间发生相对转动时，夹持板可以为了适应坩埚的形状与夹持臂发生相对转动，进一步保证了坩埚在夹持过程中的稳定性。

8.本申请所提供的坩埚夹持装置，通过将握持部设置在远离夹持组件的一侧，并与固定板形成空腔结构，使操作者的手部远离坩埚，避免对坩埚造成污染或接触到高温的坩埚外壁。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例涉及的坩埚夹持装置立体示意图；

图2为本申请实施例涉及的坩埚夹持装置正视图；

图3为本申请实施例涉及的坩埚夹持装置俯视图。

部件和附图标记列表：

1、升降台；2、驱动机构；3、连接轴；4、环形轴；5、夹持臂；6、伸缩件；7、夹持板；8、固定板；9、握持部；10、支撑杆；11、连接块；12、承托板。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请的夹持装置适用于夹持任意坩埚形状的工作件，例如坩埚、保温桶等，但不限于上述工作件。本申请实施例中以夹持坩埚为例进行说明，但不限于该工作件。

如图1-3所示，本申请的实施例一种坩埚夹持装置，其包括：提升组件和夹持组件。其中，提升组件包括升降台1和驱动机构2，驱动机构2通过连接轴3与升降台1连接；夹持组件包括环形轴4和若干个夹持臂5，每个夹持臂5的固定端均与升降台1转动连接，每个夹持臂5上设置有环形轴4穿过的轴孔若干个夹持臂5的自由端相互配合，用于夹持坩埚；升降台1运动带动每个夹持臂5的固定端与升降台1发生相对转动，以带动每个夹持臂5的自由端靠近或远离坩埚。通过设置升降台1与夹持臂5转动连接，升降台1在升降的过程中，带动夹持臂5的固定端升降，同时夹持臂5在环形轴4的限制下，与环形轴4发生相对转动，从而使夹持臂5的自由端靠近或远离坩埚，完成坩埚的夹持或松开操作，避免了人工直接接触坩埚而对坩埚造成污染，实现对高温坩埚的取放，大大提高了生产效率，节约了生产成本。

可以理解的是，当夹持臂5的自由端接触到坩埚外壁后，升降台1停止上升，依靠夹持臂5的自由端与坩埚外壁之间的摩擦力，实现坩埚的夹持。

具体的，夹持臂5可以为任意形状，如弧形弯折结构、直角弯折结构、锐角弯折结构或钝角弯折结构等。具体的，本实施例对夹持臂5的数量及排布方式不做限制，只要能实现将坩埚夹持起来即可；为了保证夹持坩埚过程中的稳定性，防止坩埚滑落，夹持组件包括六个均匀分布的夹持臂5。具体的，夹持的坩埚可以为任意形状的坩埚，如圆柱形坩埚、圆台形坩埚或倒圆台形坩埚等。

具体的，本实施例对升降台1与夹持臂5之间的转动连接方式不做限制，例如可以为铰接等。具体的，本实施例对驱动机构2的类型不做限制，只要能实现带动升降台1升降即可，例如可以为电机、气缸、液压缸或电动缸等。

作为一种优选的实施方式，每个夹持臂5均包括依次相连的第一连接段和第二连接段，第一连接段和第二连接段之间的角度为75°-105°。第一连接段一端与升降台1转动连接，多个第二连接段之间用于夹持坩埚，通过设置第一连接段和第二连接段之间的角度为75°-105°，可以进一步保证夹持过程的稳定性，防止坩埚滑落而造成损坏。优选地，第一连接段和第二连接段之间的角度为90°。

作为一种实施方式，第一连接段和第二连接段通过连接环相连，连接环套设在环形轴4上，并与环形轴4转动连接。进一步，为了降低连接环与环形轴4转动时的摩擦力，提升转动过程的顺畅度，连接环内可以安装有轴承。

作为一种实施方式，第一连接段的一端与升降台1转动连接，另一端通过伸缩件6与第二连接段相连。通过设置伸缩件6将第一连接件和第二连接件相连，伸缩件6可以随着升降台1的升降，完成伸缩过程，从而适应不同尺寸的坩埚，提高该夹持装置的适应范围。

可以理解的是，当坩埚直径较小时，为了适应坩埚尺寸，伸缩件6伸长；当坩埚直径较大时，为了适应坩埚尺寸，伸缩件6缩短。

具体的，本实施例对伸缩件6的类型不做限制，只要能实现伸缩过程即可，例如可以为气缸驱动连接杆以完成伸缩过程，也可以为依靠弹簧或伸缩套杆完成伸缩过程等。

作为一种实施方式，夹持组件还包括若干个限位轴套，每个限位轴套分别设置在相邻的夹持臂5之间，并套设在环形轴4上。通过在相邻的夹持臂5之间设置限位轴套，可以避免夹持臂5在夹持的过程中发生左右晃动，确保夹持过程的稳定性，防止坩埚与夹持臂5之间发生滑动而出现滑落现象。

具体的，限位轴套可以为方形、圆柱形等多种形状，只要能实现防止夹持臂5发生左右晃荡即可。具体的，升降台1可以为圆台形结构。

作为一种实施方式，环形轴4的外侧连接有支撑杆10，支撑杆10远离环形轴4的一端连接有连接块11，连接块11上滑动连接有承托板12，承托板12用于承托坩埚的底部。通过在支撑杆10远离环形轴4的一端安装连接块11，连接块11上连接有承托板12，当坩埚被夹持臂5夹持时，承托板12沿坩埚的径向向中心移动，以托住坩埚的底部，进一步防止在夹持过程中坩埚滑落。

具体的，本实施例对支撑杆10的数量不做限制，可以为1根或多根；优选的，支撑杆10为2根对称分布的支撑杆10。具体的，本实施例对连接块11与承托板12之间的连接方式不做限制，只要能实现承托板12与连接块11之间发生相对滑动即可；优选的，承托板12上连接有滑块，连接块11上设置有滑轨，滑块和滑轨相互配合以实现承托板12与连接块11之间的相对滑动。

作为一种实施方式，支撑杆10包括第三连接段和第四连接段，第三连接段套设在第四连接段内部，并与第四连接段相互配合以调节支撑杆10的长度。通过设置第三连接段和第四连接段相互配合以调节支撑杆10的长度，从而使该支撑杆10可以适应不同高度的坩埚，即承托板12可以承托不同高度的坩埚。

具体的，本实施例对第三连接段和第四连接段相互配合以调节支撑杆10的长度的实现方式不做限制，例如，可以在第四连接段内安装气缸，通过气缸驱动第三连接段做直线运动，以调节支撑杆10的长度，但不限于上述实现方式，也可以采用其他可实现该效果的现有技术。

具体的，承托板12靠近内侧的一端安装有感应器，以感应坩埚是否被夹持臂夹持。可以理解的是，该坩埚夹持装置可以安装有与感应器相连的控制机构，当控制机构接受到感应器的信号后，以控制驱动机构驱动升降台升降、第三连接段与第四连接段的相对移动或承托板12与连接块11之间发生相对滑动。进一步，感应器可以为任意感应器，例如距离感应器等。

可以理解的是，在夹持坩埚之前，为了确保夹持臂可以接触到坩埚的外壁，支撑杆10的长度收缩，承托板12位于支撑杆10的外侧；当夹持臂夹持到坩埚后，支撑杆10伸长，当支撑杆10延伸至承托板12位于坩埚底部的下方时，支撑杆10停止伸长，承托板12与连接块11之间发生相对滑动，承托板12沿坩埚的径向向内滑动，以承托坩埚的底部。

作为一种实施方式，连接轴3为丝杠，升降台1的中心处开设有连接孔，连接孔设置有螺纹，丝杠与连接孔螺旋传动配合。通过设置连接轴3与连接孔螺旋传动配合，确保升降台1可以稳定的上升或下降，从而使夹持臂5的自由端可以轻取轻放坩埚，避免对坩埚的外壁产生损伤。

具体的，驱动机构2可以为电机，电机带动连接轴3旋转，实现连接轴3与连接孔的螺旋传动配合，以完成升降台1的升降过程。

作为另外一种实施方式，连接轴3与升降台1可以为固定连接，驱动机构2可以为气缸，以通过连接轴3带动升降台1的升降。

作为一种实施方式，每个夹持臂5的自由端均连接有夹持板7，夹持板7与夹持臂5转动连接。通过在夹持臂5的自由端设置夹持板7，从而增加了与坩埚外壁的接触面积，确保夹持板7与坩埚外壁之间的摩擦力，确保坩埚在夹持过程中的稳定性；通过设置夹持板7与夹持臂5转动连接，当夹持臂5与环形轴4之间发生相对转动时，夹持板7可以为了适应坩埚的形状与夹持臂5发生相对转动，进一步保证了坩埚在夹持过程中的稳定性。

具体的，夹持板7可以通过连接件与夹持臂5的自由端相连，其中，连接件与夹持臂5可以为铰接。具体的，夹持板7靠近坩埚的一侧可以设置压力传感器，通过压力传感器感知夹持板7对坩埚的夹持力，控制升降台1的升降程度。

具体的，夹持板7可以为任意形状的夹持板7，本实施例对此不做限制，例如可以为长方形、三角形或圆形等，只要能实现对坩埚的夹持即可。具体的，夹持板7可以为任意材质的夹持板7，只要能实现对坩埚的夹持即可，优选地，为了防止夹持板7与坩埚接触时对坩埚造成污染，夹持板7可以为非金属材质，例如橡胶、聚四氟乙烯等。

作为一种优选的实施方式，夹持板7为与坩埚外壁适配的弧形结构。该设置方式可以保证夹持板7与坩埚的外壁完全贴近，进一步增大夹持板7与坩埚外壁的接触面积，提升夹持板7与坩埚外壁之间的摩擦力，防止坩埚在夹持过程中从夹持臂5之间滑落。

作为一种实施方式，为了进一步增加夹持板7与坩埚外壁之间的摩擦力，夹持板7与坩埚接触的一侧设置有若干横状条纹。

作为一种实施方式，还包括机架，机架包括固定板8和握持部9，驱动机构2安装在固定板8上，握持部9设置在远离夹持组件的一侧，并与固定板8形成空腔结构。通过将握持部9设置在远离夹持组件的一侧，并与固定板8形成空腔结构，使操作者的手部远离坩埚，避免对坩埚造成污染或接触到高温的坩埚外壁。

具体的，握持部9可以为任意材质，本实施例对此不做限制。优选的，握持部9的材质为隔热材质，例如橡胶等。

具体的，驱动机构2可以通过外部电源或电池提供动力。进一步的，为了确保该夹持装置适用于多种场合，可以使固定板8中心形成电池仓，并在电池仓内安装电池，为驱动机构2提供动力。

具体的，为了方便操作，该夹持装置的电源总开关及驱动机构2的控制开关均安装在握持部9。

作为一种实施方式，为了便于操作者握持，防止在握持的过程中，手部与握持部9发生滑动，握持部9内侧设置有若干弧形凹部。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种坩埚夹持装置，其特征在于，包括：

提升组件，所述提升组件包括升降台和驱动机构，所述驱动机构通过连接轴与升降台连接；

夹持组件，所述夹持组件包括环形轴和若干个夹持臂，每个所述夹持臂的固定端均与所述升降台转动连接，每个所述夹持臂上设置有环形轴穿过的轴孔若干个所述夹持臂的自由端相互配合，用于夹持坩埚；

所述升降台运动带动每个所述夹持臂的固定端与所述升降台发生相对转动，以带动每个所述夹持臂的自由端靠近或远离所述坩埚。

2.根据权利要求1所述的坩埚夹持装置，其特征在于，每个所述夹持臂均包括依次相连的第一连接段和第二连接段，所述第一连接段和第二连接段之间的角度为75°-105°；和/或

所述第一连接段和第二连接段通过连接环相连，所述连接环套设在所述环形轴上，并与所述环形轴转动连接。

3.根据权利要求2所述的坩埚夹持装置，其特征在于，所述第一连接段的一端与所述升降台转动连接，另一端通过伸缩件与所述第二连接段相连。

4.根据权利要求2所述的坩埚夹持装置，其特征在于，所述夹持组件还包括若干个限位轴套，每个所述限位轴套分别设置在相邻的所述夹持臂之间，并套设在所述环形轴上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的坩埚夹持装置，其特征在于，所述环形轴的外侧连接有支撑杆，所述支撑杆远离所述环形轴的一端连接有连接块，所述连接块上滑动连接有承托板，所述承托板用于承托所述坩埚的底部。

6.根据权利要求5所述的坩埚夹持装置，其特征在于，所述支撑杆包括第三连接段和第四连接段，所述第三连接段套设在所述第四连接段内部，并与所述第四连接段相互配合以调节所述支撑杆的长度。

7.根据权利要求1-4任一项所述的坩埚夹持装置，其特征在于，所述连接轴为丝杠，所述升降台的中心处开设有连接孔，所述连接孔设置有螺纹，所述丝杠与所述连接孔螺旋传动配合。

8.根据权利要求1-4任一项所述的坩埚夹持装置，其特征在于，每个所述夹持臂的自由端均连接有夹持板，所述夹持板与所述夹持臂转动连接。

9.根据权利要求8所述的坩埚夹持装置，其特征在于，所述夹持板为与所述坩埚外壁适配的弧形结构；和/或

所述夹持板与所述坩埚接触的一侧设置有若干横状条纹。

10.根据权利要求1-4任一项所述的坩埚夹持装置，其特征在于，还包括机架，所述机架包括固定板和握持部，所述驱动机构安装在所述固定板上，所述握持部设置在远离夹持组件的一侧，并与所述固定板形成空腔结构；和/或

所述握持部内侧设置有若干弧形凹部。

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