CN217149383U - 一种移动式多次送料机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式多次送料机构，包括：料罐，料罐内存放有硅料，料罐的底部设有出料口，出料口的下方安装有下料阀；料罐的出料口通过出料管连通至单晶炉主室的进料口，料罐的侧壁上端设有抽气口和进气口，进气口通过氩气阀一与氩气气源连通，料罐的一侧设有氩气旁路，氩气旁路与出料管靠近下料阀的一端连通，氩气旁路上设有氩气阀二；抽气组件，抽气组件的一端与料罐的抽气口连通，其另一端与辅泵连通，抽气组件用于给料罐抽真空；移动小车，料罐可拆卸固定在移动小车上。本实用新型通过将料罐设置于移动小车上，可以实现料罐的转移，不仅可以给单台单晶炉多次加料，也可重复给多台单晶炉使用。

Description

一种移动式多次送料机构

技术领域

本实用新型涉及单晶炉加料技术领域，具体为一种移动式多次送料机构。

背景技术

半导体产业的快速发展促使单晶炉的生产具有连续性，高效性，且需要节省拉晶生产的成本，在单晶炉第一次投料时，由于硅料呈固态颗粒状，在石英坩埚内成堆积状态，但是在经过高温熔化后，硅料变成液态，体积会比原来的固态的体积大幅缩小，石英坩埚的上部还会有很大的空间，这样会造成拉出的晶棒长度不够长。多次加料可以在硅料融化成液体后，继续增加硅料，使石英坩埚内的硅液尽量盛满，这样可以在充分利用石英坩埚的体积，一次拉出长的硅棒；因为石英坩埚的一次使用寿命是200小时左右，在使用寿命内，可以多次加料，尽可能的拉出多根晶棒。

现有的加料装置有如下的弊端:

1.现有的加料装置一般固定在单晶炉上，每个单晶炉均需要一个加料装置，机械设计复杂，故障率高，并且会占用单晶炉很大的空间，拆装都非常困难，而且需要在生产现场往料罐里加料,容易对硅料造成二次污染；

2.只能进行二次加料，不能进行多次的批量加料操作，加入的硅料的重量是有限制的。

实用新型内容

针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种移动式多次送料机构，以解决背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种移动式多次送料机构，包括：

料罐，所述料罐内存放有硅料，所述料罐的底部设有出料口，所述出料口的下方安装有下料阀；所述料罐的出料口通过出料管连通至单晶炉主室的进料口，所述料罐的侧壁上端设有抽气口和进气口，所述进气口通过氩气阀一与氩气气源连通，所述料罐的一侧设有氩气旁路，所述氩气旁路与出料管靠近下料阀的一端连通，所述氩气旁路上设有氩气阀二；

抽气组件，所述抽气组件的一端与料罐的抽气口连通，其另一端与辅泵连通，所述抽气组件用于给料罐抽真空；

移动小车，所述料罐可拆卸固定在移动小车上。

优选地，所述料罐的顶部通过罐盖密封，所述罐盖上开设进料口，所述罐盖上还安装有真空计和激光料位计。

优选地，所述料罐的底部呈上宽下窄的圆锥状，所述料罐的底部内侧壁上圆周均匀设有水平设置的多个吹气口。

优选地，所述移动式多次送料机构还包括破拱组件，破拱组件用于防止硅料在下料的过程中起拱，所述破拱组件包括气罐、氩气阀三和吹气管，所述吹气管与吹气口一一对应，所述气罐通过并联设置的吹气管与各个吹气口连通，每个所述吹气管上均安装有氩气阀三。

优选地，所述破拱组件还包括振动电机，所述料罐的底部侧壁对称固定有所述振动电机。

优选地，所述破拱组件还包括氩气阀四，所述气罐的进气口通过所述氩气阀四与氩气旁路连通。

优选地，所述抽气组件包括真空管道，所述真空管道的一端与抽气口连通，所述真空管道的另一端部安装有快接插头一，所述真空管道通过快接插头一连接至单晶炉副室与辅泵之间的管道上，所述真空管道上安装有气动阀一。

优选地，所述抽气组件还包括过滤器一，所述过滤器一设置在气动阀一与抽气口之间。

优选地，所述氩气阀一与所述氩气气源之间的管路上安装有质量流量计，所述氩气旁路的一端连通至氩气阀一与质量流量计之间的管道上。

优选地，所述出料管靠近单晶炉主室的一端设有抽气支路，所述抽气支路上安装有过滤器二和气动阀二，所述抽气支路的端部安装有快接插头二。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过将料罐设置于移动小车上，可以实现料罐的转移，不仅可以给单台单晶炉多次加料，也可重复给多台单晶炉使用；加料时，通过先对料罐和管道抽真空，使得料罐与单晶炉主室内压力相同，然后通入氩气，使得料罐内的压力大于炉内压力，由于存在压差，硅料会在压差的作用下顺着氩气流入单晶炉主室内。本实用新型利用真空气力输送的原理，进行单晶炉生产过程中的多次加料，通过控制料罐的压力和氩气流速，可以对硅料的输送速度和加料速度进行控制，满足工艺要求。

(2)本实用新型单晶炉多次加料装置的设置，可以在石英坩埚寿命周期内，尽可能的多次加料，实现将单晶硅棒的长度最大化，可以节约大量成本，具有非常可观的经济价值。

(3)本实用新型通过氩气传送硅料，利用了单晶炉本身已有的氩气系统，不需要另外增加气源，解决了传统的二次加料系统的硅料转运过程中容易污染，加料系统设计复杂，体积庞大，加料罐安装困难，故障率高，且发生故障难解决的问题，本系统具有能耗低，加料效率高的优点；

(4)本实用新型通过先对料罐和管道抽真空，可以有效防止硅料的二次污染，保证硅料质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种移动式多次送料机构的结构示意图；

图2为本实用新型中料罐的结构示意图；

图3为现有技术中单晶炉的结构示意图。

附图标记说明：

料罐1、罐盖11、进料口111、真空计12、激光料位计13、出料口14、下料阀15、出料管16抽气支路17、气动阀二171、过滤器二172、快接插头二173、抽气口181、进气口18、吹气口19；

移动小车2；

破拱组件3、气罐31、氩气阀三32、吹气管33、氩气阀四34；

振动电机4；

抽气组件5、过滤器一51、气动阀一52、真空管道53、快接插头一54；

支架6、垫板61；

氩气阀一7；

质量流量计8；

氩气旁路9、氩气阀二91；

单晶炉副室10、单晶炉主室20、辅泵30、主泵40。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

实施例：

如图1和2所示，本实用新型提供了一种移动式多次送料机构，不仅可以给单台单晶炉主室20多次加料，也可重复给多台单晶炉主室20使用。现有技术中，单晶炉结构如图3所示，包括单晶炉副室10和单晶炉主室20，单晶炉副室10与辅泵30连通，用于给单晶炉副室10抽真空，所示单晶炉主室20与主泵40连通，用于给单晶炉主室20连通。

所述移动式多次送料机构，包括料罐1、移动小车2、破拱组件3和抽气组件5；

所述料罐1内存放有硅料，所述料罐1可拆卸固定在移动小车2上。所述料罐1的顶部通过罐盖11密封，所述罐盖11上开设进料口111，所述罐盖11上还安装有真空计12和激光料位计13。所述真空计12用于检测料罐1的真空度，所述激光料位计13用于检测料罐1内硅料的高度。

所述料罐1的侧壁上端设有抽气口181和进气口18，所述进气口18依次通过氩气阀一7和质量流量计8与氩气气源连通。

所述料罐1的底部呈上宽下窄的圆锥状，所述料罐1的底部设有出料口14，所述出料口14的下方安装有下料阀15；所述料罐1的出料口14通过出料管16连通至单晶炉主室20的进料口，所述出料管16靠近单晶炉主室20的一端设有抽气支路17，所述抽气支路17上安装有过滤器二172和气动阀二171，所述抽气支路17的端部安装有快接插头二173，所述抽气支路17通过快接插头二173连接至单晶炉副室10与辅泵30之间的管道上。

在本实用新型的一些实施例中，所述料罐1的底部内侧壁上圆周均匀设有水平设置的多个吹气口19，吹气口19水平设置，可以防止下料过程中硅料堵住吹气口19，吹气口19的数量为2-8个，吹气口19对称设置。

硅料在下料的过程中容易出现起拱的问题，即硅料周边下料快，中心下料慢，形成拱状，所述破拱组件3用于防止硅料在下料的过程中起拱，所述破拱组件3包括气罐31、氩气阀三32和吹气管33，吹气管33的数量与吹气口19数量相同，所述气罐31通过并联设置的吹气管33与各个吹气口19连通，每个所述吹气管33上均安装有氩气阀三32。气罐31内装有氩气，下料过程中，气罐31内的氩气通过各个吹气管33流向各个吹气口19，对硅料进行进行吹气，防止起拱和堵料。

在本实用新型的一些实施例中，所述破拱组件3还包括振动电机4和氩气阀四34，所述气罐31的进气口通过氩气阀四34与氩气旁路9连通，所述料罐1的底部侧壁对称固定有振动电机4，通过振动电机4的振动辅助料罐1出料，进一步防止起拱和堵料。

在本实用新型的一些实施例中，所述料罐1的一侧设有氩气旁路9，所述氩气旁路9的一端与出料管16靠近下料阀15的一端连通，所述氩气旁路9的另一端连通至氩气阀一7与质量流量计8之间的管道上，所述氩气旁路9上设有氩气阀二91，通过设置氩气旁路9，在料罐1从出料口14出料进入出料管16后，利用氩气对出料管16进行吹扫，起到辅助出料的作用。

所述抽气组件5用于给料罐1抽真空；所述抽气组件5包括真空管道53和气动阀一52，所述真空管道53的一端与抽气口181连通，所述真空管道53的另一端部安装有快接插头一54，所述真空管道53通过快接插头一54连接至单晶炉副室10与辅泵30之间的管道上，所述真空管道53上安装有气动阀一52和过滤器一51，所述过滤器一51设置在气动阀一52与抽气口181之间。如此，在硅料放入料罐1后，打开气动阀一52和气动阀二171，辅泵30先对料罐1和出料管16进行抽真空，使得所述料罐1上的真空计12显示的内部压力与主室30内炉压相同，然后关闭气动阀一52和气动阀二171；通过对料罐1和出料管16抽真空，可以有效防止硅料的二次污染。

在本实用新型的一些实施例中，所述料罐1固定在支架6上，所述支架6具有多个支腿，所述支架6在每个支腿的底部焊接垫板61，所述垫板61通过螺栓螺纹固定在移动小车2上。

移动小车2采用现有技术，只要装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车即可。例如，所述移动小车2采用AGV车、RGV车或其他遥控小车。

工作原理：

(1)管道连接：向单晶炉加料前，料罐1通过移动小车2转移到单晶炉旁，将抽气组件5的真空管道53通过快接插头一54连接至单晶炉副室10与辅泵30之间的管道上，出料管16连接至单晶炉主室20的进料口，出料管16上的抽气支路17通过快接插头二173连接至单晶炉副室10与辅泵30之间的管道上。

(2)抽真空处理：将硅料通过罐盖11上的进料口111放入料罐1后，关闭进料口111，打开气动阀一52和气动阀二171，辅泵30先对料罐1和出料管16进行抽真空，使得所述料罐1上的真空计12显示的内部压力与主室30内炉压相同，一般达到20-50mbar，例如40mbar，然后关闭气动阀一52和气动阀二171；通过对料罐1和出料管16抽真空，可以有效防止硅料的二次污染。

(3)送料：打开氩气阀一7，通过设置质量流量计8来调整氩气的流量(0-200L/min)，通入氩气后，待料罐1内的压力大于单晶炉主室20内的压力，待料罐1内的压力达到设定压力，例如料罐1内的压力达到0.2-0.5bar，再打开氩气阀二91和料罐1底部的下料阀15，由于存在压差，硅料会在压差的作用下顺着氩气流动，进入单晶炉主室20内，完成送料。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种移动式多次送料机构，其特征在于，包括：

料罐(1)，所述料罐(1)内存放有硅料，所述料罐(1)的底部设有出料口(14)，所述出料口(14)的下方安装有下料阀(15)；所述料罐(1)的出料口(14)通过出料管(16)连通至单晶炉主室(20)的进料口，所述料罐(1)的侧壁上端设有抽气口(181)和进气口(18)，所述进气口(18)通过氩气阀一(7)与氩气气源连通，所述料罐(1)的一侧设有氩气旁路(9)，所述氩气旁路(9)与出料管(16)靠近下料阀(15)的一端连通，所述氩气旁路(9)上设有氩气阀二(91)；

抽气组件(5)，所述抽气组件(5)的一端与料罐(1)的抽气口(181)连通，其另一端与辅泵(30)连通，所述抽气组件(5)用于给料罐(1)抽真空；

移动小车(2)，所述料罐(1)可拆卸固定在移动小车(2)上。

2.如权利要求1所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述料罐(1)的顶部通过罐盖(11)密封，所述罐盖(11)上开设进料口(111)，所述罐盖(11)上还安装有真空计(12)和激光料位计(13)。

3.如权利要求1所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述料罐(1)的底部呈上宽下窄的圆锥状，所述料罐(1)的底部内侧壁上圆周均匀设有水平设置的多个吹气口(19)。

4.如权利要求3所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述移动式多次送料机构还包括破拱组件(3)，破拱组件(3)用于防止硅料在下料的过程中起拱，所述破拱组件(3)包括气罐(31)、氩气阀三(32)和吹气管(33)，所述吹气管(33)与吹气口(19)一一对应，所述气罐(31)通过并联设置的吹气管(33)与各个吹气口(19)连通，每个所述吹气管(33)上均安装有氩气阀三(32)。

5.如权利要求4所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述破拱组件(3)还包括振动电机，所述料罐(1)的底部侧壁对称固定有所述振动电机(4)。

6.如权利要求4所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述破拱组件(3)还包括氩气阀四(34)，所述气罐(31)的进气口通过所述氩气阀四(34)与氩气旁路(9)连通。

7.如权利要求1所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述抽气组件(5)包括真空管道(53)，所述真空管道(53)的一端与抽气口(181)连通，所述真空管道(53)的另一端部安装有快接插头一(54)，所述真空管道(53)通过快接插头一(54)连接至单晶炉副室(10)与辅泵(30)之间的管道上，所述真空管道(53)上安装有气动阀一(52)。

8.如权利要求6所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述抽气组件(5)还包括过滤器一(51)，所述过滤器一(51)设置在气动阀一(52)与抽气口(181)之间。

9.如权利要求1-7任一项所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述氩气阀一(7)与所述氩气气源之间的管路上安装有质量流量计(8)，所述氩气旁路(9)的一端连通至氩气阀一(7)与质量流量计(8)之间的管道上。

10.如权利要求1-7任一项所述的一种移动式多次送料机构，其特征在于，所述出料管(16)靠近单晶炉主室(20)的一端设有抽气支路(17)，所述抽气支路(17)上安装有过滤器二(172)和气动阀二(171)，所述抽气支路(17)的端部安装有快接插头二(173)。

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