一种坩埚熔制设备的上料机构的制作方法

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1.本实用新型涉及石英坩埚生产技术领域，具体涉及一种坩埚熔制设备的上料机构。

背景技术：

2.用电弧法制的半透明石英坩埚是拉制大直径单晶硅、发展大规模集成电路必不可少的基础装置。石英坩埚的生产工艺依次包括熔制、脱模、切边、打磨、清洗、烘干等步骤。
3.坩埚熔制前需要将石英砂转入坩埚模具中，然后将石英砂均匀铺设于坩埚模具的内表面，采用例如cn212451165u中所公开的石英坩埚熔制装置，其中采用成型棒辅助石英砂铺设，利于提高石英砂层的均匀程度。为了提高石英砂投料的自动化程度，cn114474310a中还公开了一种坩埚成型装置，利用旋转料盘机构将石英砂落料均匀打散并沿预设方向输出，但以上方案并不适用于倾斜且高速旋转的模具。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种坩埚熔制设备的上料机构，支架分别连接成型棒和布砂机构，提高成型棒使用的位置稳定性，在成型棒使用前布砂机构能使坩埚模具内石英砂分布更趋均匀。
5.为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种坩埚熔制设备的上料机构，包括：
6.成型棒，包括一体连接的主体段和顶针；
7.高位砂槽，连接有出料阀和排砂管；
8.支架，与所述高位砂槽和成型棒连接；
9.还包括与所述支架连接的布砂机构，所述布砂机构包括布砂件和第一驱动机构，所述布砂件设置于所述直线主体段的侧方且与所述排砂管连接，所述第一驱动机构配置为驱动所述布砂件沿所述主体段的延伸方向往复移动。
10.优选的技术方案为，所述主体段包括直线主体段；所述支架包括相连接的安装座和第二驱动机构，所述安装座与所述主体段和第一驱动机构固定连接，所述第二驱动机构配置为驱动所述成型棒和第一驱动机构同时伸入或脱离坩埚模具。
11.优选的技术方案为，所述支架设置有两组第三驱动机构，一所述第三驱动机构与所述成型棒连接，另一所述第三驱动机构与第一驱动机构连接；所述第三驱动机构分别驱动所述成型棒和第一驱动机构伸入或脱离坩埚模具。
12.优选的技术方案为，所述第二驱动机构驱动所述安装座沿所述直线主体段的延伸方向往复运动。
13.优选的技术方案为，所述第三驱动机构分别驱动所述成型棒和第一驱动机构沿所述直线主体段的延伸方向往复运动。
14.优选的技术方案为，所述排砂管为伸缩管道。
15.优选的技术方案为，所述第一驱动机构为直线气缸。
16.优选的技术方案为，第一驱动机构包括导轨、柔性索和收卷机构，所述导轨相连的直线段和弧线段，所述柔性索的两端分别与所述布砂件和收卷机构连接。
17.本实用新型的优点和有益效果在于：
18.该坩埚熔制设备的上料机构结构合理，其中的布砂件可沿主体段的延伸方向往复移动；实际生产中，配合高速旋转的坩埚模具，控制布砂件的移动速度和移动线路，将石英砂均匀地施加于坩埚模具的内表面，有助于减少石英砂与成型棒相互摩擦导致的杂质总量，提高坩埚材质的纯净度。
附图说明
19.图1是实施例坩埚熔制设备的上料机构的主视结构示意图；
20.图2是实施例坩埚熔制设备的上料机构的使用状态结构示意图；
21.图3是另一实施例坩埚熔制设备的上料机构的主视结构示意图；
22.图4是另一实施例坩埚熔制设备的上料机构的主视结构示意图；
23.图5是图4中a的局部放大图；
24.图中：1、成型棒；11、主体段；111、直线主体段；112、弧线主体段；12、顶针；2、高位砂槽；3、支架；31、安装座；32、第二驱动机构；33、第三驱动机构；4、排砂管；5、布砂机构；51、布砂件；52、第一驱动机构；521、导轨；522、柔性索；523、收卷机构。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
26.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
27.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
28.如图1所示，实施例坩埚熔制设备的上料机构包括成型棒1、高位砂槽2、支架3；成型棒1包括一体连接的主体段11和顶针12；高位砂槽2连接有出料阀3和排砂管4；支架3与高位砂槽2和成型棒1连接；还包括与支架3连接的布砂机构5，布砂机构5包括布砂件51和第一驱动机构52，布砂件51设置于直线主体段111的侧方且与排砂管4连接，第一驱动机构52配置为驱动布砂件51沿主体段11的延伸方向往复移动。
29.成型棒1的主体段11包括直线主体段111和弧线主体段112，直线主体段111的延伸
方向与坩埚模具深度，弧线主体段112与坩埚模具的弧形底面相适配；成型棒1的顶针12插接于坩埚模具的底部中心凹陷中，用于定位成型棒1。
30.布砂件51沿主体段11的延伸方向往复移动，可选的，布砂件51仅沿直线主体段111往复运动，或者布砂件51沿直线主体段111和弧线主体段112往复运动。
31.布砂件51仅沿直线主体段111往复运动时，在敞口倾斜向上且绕自身中心轴高速旋转的坩埚模具中，当布砂件51移动至直线主体段111的最低位置时，部分因侧壁的真空孔附着于坩埚模具侧壁，剩余的石英砂因自重和流动性流向坩埚模具的底面，此时，石英砂在坩埚模具底部的铺设需要辅助成型棒1。
32.布砂件51沿直线主体段111和弧线主体段112往复运动，则布砂件51可以使坩埚模具底面的分布趋于均匀，与布砂件51仅沿直线主体段111往复运动相比，坩埚模具底部的石英砂与成型棒1的相互摩擦更少，更利于提高坩埚的纯净度。
33.高位砂槽2中的石英砂因重力沿排砂管4下落至坩埚模具中，结构简单，更适用于现有坩埚溶质设备的上料机构改造。更进一步的，支架3设置有振动件，振动件与排砂管4抵接。更进一步的是，为了避免振动件的振动影响成型棒1，振动件与支架3之间还设置有缓振结构。
34.如图1-2所示，在另一实施例中，支架3包括相连接的安装座31和第二驱动机构32，安装座31与主体段11和第一驱动机构52固定连接，第二驱动机构32配置为驱动成型棒1和第一驱动机构52同时伸入或脱离坩埚模具。
35.安装座31、成型棒1和第一驱动机构52同时动作，也即成型棒1和布砂件51同时伸入坩埚模具中，更进一步的，为了避免顶针12与坩埚模具过早接触影响顶针12的使用寿命，或者造成顶针12与坩埚模具更多的相互摩擦，进一步的，成型棒1在第二驱动机构32的驱动下分次伸入坩埚模具，例如第一次伸入坩埚模具时，顶针12与坩埚模具底面中心的凹陷部相脱离，然后经由布砂件51布砂，例如坩埚模具侧面布砂，以确保石英砂不进入凹陷部中，然后第二驱动机构32驱动成型棒1直至顶针12与凹陷部相抵。
36.如图3所示，在另一优选的实施例中，支架3设置有两组第三驱动机构33，一第三驱动机构33与成型棒1连接，另一第三驱动机构33与第一驱动机构52连接；第三驱动机构33分别驱动成型棒1和第一驱动机构52伸入或脱离坩埚模具。
37.两个第三驱动机构33分别驱动成型棒1和第一驱动机构52，布砂件51向坩埚模具中进料预定量的石英砂后，可先撤出坩埚模具，便于操作人员观察或者工业相机拍摄坩埚成型结果，避免布砂件51和第一驱动机构52对视线和镜头的遮挡。
38.如图1-3所示，在另一优选的实施例中，第二驱动机构32驱动安装座31沿直线主体段111的延伸方向往复运动。
39.安装座31、成型棒1和第一驱动机构52沿直线主体段111的延伸方向撤出坩埚模具，撤出过程中坩埚模具保持高速旋转，可确保石英砂表面的平整；撤出过程中顶针12与凹陷部相背脱离，利于维持顶针12的使用寿命。
40.与第二驱动机构32相同的，在一些实施例中，第三驱动机构33分别驱动成型棒1和第一驱动机构52沿直线主体段111的延伸方向往复运动。
41.作为驱动成型棒1和第一驱动机构52伸入或脱离坩埚模具的驱动机构替代，支架3还可以为机械臂，以成型棒1脱离坩埚模具为例：机械臂驱动成型棒1沿直线主体段111的延
伸方向微动，使顶针12与凹陷部相脱离外，然后成型棒1的直线主体部向模具中心轴移动，最后成型棒1沿直线主体段111的延伸方向撤出坩埚模具。以上动作步骤能使成型棒1的直线主体部尽快脱离石英砂层的表面，也能减少石英砂与成型棒1的相互摩擦。
42.在一些实施例中，排砂管4为伸缩管道。布砂件51沿成型棒1主体部移动时，伸缩管道伸长或者缩短，与成型棒1主体部由模具敞口倾斜向下延伸相适应，排砂管4无明显的弯折，有助于降低石英砂在管道弯折处堵塞的几率。
43.如图1-3所示，在另一优选的实施例中，第一驱动机构52为直线气缸。当第一驱动机构52为直线滑台、直线液压油缸等直线驱动件时，直线驱动件呈悬臂状与支架3连接，与以上两种直线驱动件相比，直线气缸的自重小，稳定性更高。
44.如图4-5所示，在另一优选的实施例中，第一驱动机构52包括导轨521、柔性索522和收卷机构523，导轨521相连的直线段和弧线段，柔性索522的两端分别与布砂件51和收卷机构523连接。
45.收卷机构523收卷柔性索522时，柔性索522牵引布砂件51沿着导轨521向坩埚模具的敞口移动；反之，收卷机构523放卷柔性索522时，柔性索522牵引布砂件51沿着导轨521向坩埚模具的底部移动。可选的，导轨521为链条导轨521。
46.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种坩埚熔制设备的上料机构，包括：成型棒，包括一体连接的主体段和顶针；高位砂槽，连接有出料阀和排砂管；支架，与所述高位砂槽和成型棒连接；其特征在于，还包括与所述支架连接的布砂机构；所述布砂机构包括布砂件和第一驱动机构，所述布砂件设置于所述主体段的侧方且与所述排砂管连接，所述第一驱动机构配置为驱动所述布砂件沿所述主体段的延伸方向往复移动。2.根据权利要求1所述的坩埚熔制设备的上料机构，其特征在于，所述主体段包括直线主体段；所述支架包括相连接的安装座和第二驱动机构，所述安装座与所述主体段和第一驱动机构固定连接，所述第二驱动机构配置为驱动所述成型棒和第一驱动机构同时伸入或脱离坩埚模具。3.根据权利要求1所述的坩埚熔制设备的上料机构，其特征在于，所述支架设置有两组第三驱动机构，一所述第三驱动机构与所述成型棒连接，另一所述第三驱动机构与第一驱动机构连接；所述第三驱动机构分别驱动所述成型棒和第一驱动机构伸入或脱离坩埚模具。4.根据权利要求2所述的坩埚熔制设备的上料机构，其特征在于，所述第二驱动机构驱动所述安装座沿所述直线主体段的延伸方向往复运动。5.根据权利要求3所述的坩埚熔制设备的上料机构，其特征在于，所述第三驱动机构分别驱动所述成型棒和第一驱动机构沿所述主体段的延伸方向往复运动。6.根据权利要求1所述的坩埚熔制设备的上料机构，其特征在于，所述排砂管为伸缩管道。7.根据权利要求1所述的坩埚熔制设备的上料机构，其特征在于，所述第一驱动机构为直线气缸。8.根据权利要求1所述的坩埚熔制设备的上料机构，其特征在于，第一驱动机构包括导轨、柔性索和收卷机构，所述导轨相连的直线段和弧线段，所述柔性索的两端分别与所述布砂件和收卷机构连接。

技术总结

本实用新型公开了一种坩埚熔制设备的上料机构，包括成型棒、高位砂槽、支架；成型棒包括一体连接的主体段和顶针；高位砂槽连接有出料阀和排砂管；支架与高位砂槽和成型棒连接；还包括与支架连接的布砂机构，布砂机构包括布砂件和第一驱动机构，布砂件设置于直线主体段的侧方且与排砂管连接，第一驱动机构配置为驱动布砂件沿主体段的延伸方向往复移动。该坩埚熔制设备的上料机构结构合理，其中的布砂件可沿主体段的延伸方向往复移动；实际生产中，配合高速旋转的坩埚模具，控制布砂件的移动速度和移动线路，将石英砂均匀地施加于坩埚模具的内表面，有助于减少石英砂与成型棒相互摩擦导致的杂质总量，提高坩埚材质的纯净度。提高坩埚材质的纯净度。提高坩埚材质的纯净度。