本技術(shù)涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備，尤其涉及一種單晶爐的上料裝置。

背景技術(shù)：

1、碳化硅(sic)作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，因其具有寬帶隙、高熱導(dǎo)率、高擊穿電場(chǎng)以及大的電子遷移速率等優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是制作高溫、高頻、大功率以及高壓器件的理想材料之一，作為制造功率器件的核心材料，碳化硅晶體生長(zhǎng)使用的設(shè)備是關(guān)鍵。進(jìn)行碳化硅晶體生長(zhǎng)之前，需要將裝有單晶生長(zhǎng)原料的坩堝放到單晶生長(zhǎng)爐。坩堝放到單晶生長(zhǎng)爐之前，需要先將坩堝搬運(yùn)至上料臺(tái)，同時(shí)使坩堝與上料臺(tái)具有確定的相對(duì)位置，以便于機(jī)械手從上料臺(tái)上抓取坩堝至單晶生長(zhǎng)爐。

2、現(xiàn)有坩堝搬運(yùn)至上料臺(tái)時(shí)，需采用人工肉眼目測(cè)將坩堝進(jìn)行定位固定，人工操作和定位的難度均較大，定位精度不好把控，給設(shè)備操作人員帶來很大的不便。尤其是8英寸坩堝裝滿籽晶和保溫棉時(shí)約重25kg，操作更為困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型針對(duì)上述問題，提出了一種單晶爐的上料裝置。

2、本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下：

3、本技術(shù)提供一種單晶爐的上料裝置，用于坩堝的上料，所述坩堝上部設(shè)置有定位凸塊；所述上料裝置包括上料臺(tái)、至少一個(gè)裝夾工裝以及至少一個(gè)定位工裝；

4、所述定位工裝包括設(shè)置在所述上料臺(tái)上方的定位塊，所述定位塊上具有與所述定位凸塊配合的定位凹槽；

5、所述裝夾工裝設(shè)置在所述上料臺(tái)上，所述裝夾工裝用于安置坩堝，當(dāng)坩堝的定位凸塊與定位塊的定位凹槽配合后，所述裝夾工裝還用于夾緊坩堝。

6、實(shí)際使用時(shí)，將坩堝放置在裝夾工裝上，裝夾工裝夾緊坩堝，坩堝上的定位凸塊與定位塊的定位凹槽相配合，可以實(shí)現(xiàn)坩堝的準(zhǔn)確上料，克服了現(xiàn)有的坩堝上料裝置定位精度不足問題，同時(shí)，人工操作和定位的難度也大大降低。

7、進(jìn)一步的，所述定位凹槽上具有引導(dǎo)定位凸塊與所述定位凹槽配合的引導(dǎo)槽部。

8、所述引導(dǎo)槽部為弧形引導(dǎo)槽部，弧形引導(dǎo)槽部與定位凹槽圓滑過渡，弧形引導(dǎo)槽部的設(shè)置使得定位凸塊更易于滑入定位凹槽并與其配合。

9、進(jìn)一步的，所述裝夾工裝包括第一底座、第二底座、伸縮元件以及電磁元件，

10、所述第一底座和所述第二底座分別滑動(dòng)設(shè)置在所述上料臺(tái)上，所述伸縮元件的兩端分別為固定端和伸縮端，所述固定端設(shè)置在所述第一底座上，所述伸縮端固定在所述第二底座上，所述伸縮元件用于控制所述第一底座和所述第二底座產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)所述坩堝的裝夾；

11、所述電磁元件設(shè)置在所述第一底座遠(yuǎn)離所述第二底座一側(cè)，當(dāng)坩堝放置在第一底座上后，所述電磁元件工作產(chǎn)生磁吸力使所述第一底座向所述電磁元件一側(cè)移動(dòng)，從而使坩堝的定位凸塊與定位塊的定位凹槽貼緊配合；

12、當(dāng)坩堝的定位凸塊與定位塊的定位凹槽配合后，所述伸縮元件工作，使所述第二底座向所述第一底座一側(cè)移動(dòng)，從而夾緊所述坩堝。

13、裝夾工裝在實(shí)現(xiàn)坩堝的定位凸塊與定位凹槽的配合定位的同時(shí)實(shí)現(xiàn)坩堝的裝夾鎖緊，磁力傳感器檢測(cè)裝夾是否到位，使上料裝置得自動(dòng)化程度大大提高以及使上料裝置穩(wěn)定便捷。

14、進(jìn)一步的，所述電磁元件固定在所述上料臺(tái)上。實(shí)際使用時(shí)，所述第一底座上具有用于與所述電磁元件配合的金屬部，或者是第一底座為金屬材質(zhì)。

15、進(jìn)一步的，所述定位凹槽的縱截面與豎直方向之間具有夾角；

16、所述第一底座具有分別用于與所述坩堝的底壁和側(cè)壁配合的第一安裝壁和第二安裝壁；

17、所述第一安裝壁或者是所述第一安裝壁的橫截面與所述第二安裝壁或者所述第二安裝壁的縱截面相垂直；

18、所述第二安裝壁或者所述第二安裝壁的縱截面與所述定位凹槽的縱截面相平行或者重合。

19、實(shí)際使用時(shí)，第一安裝壁可以為平面壁或者是與坩堝底壁相適應(yīng)的曲面壁；第二安裝壁可以為與坩堝外壁相適應(yīng)的曲面壁。

20、進(jìn)一步的，所述夾角的大小為8°～15°。

21、實(shí)際使用時(shí)，定位凹槽的縱截面向靠近上料臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線一側(cè)傾斜，即越靠近上料臺(tái)的臺(tái)面，定位凹槽到上料臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的距離越大。當(dāng)坩堝安裝到上料裝置后，坩堝頂部向上料臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線一側(cè)傾斜，所述第二安裝壁或者所述第二安裝壁的縱截面與所述定位凹槽的縱截面相平行或者重合，使得第一底座和第二底座可以更好的適應(yīng)和裝夾坩堝。

22、進(jìn)一步的，所述第二底座具有分別用于與所述坩堝的底壁和側(cè)壁配合的第三安裝壁和第四安裝壁；

23、所述第三安裝壁或者是所述第三安裝壁的橫截面與所述第一安裝壁或者所述第一安裝壁的橫截面相重合或者平行；

24、所述第四安裝壁或者所述第四安裝壁的縱截面與所述第三安裝壁或者是所述第三安裝壁的橫截面相垂直。

25、實(shí)際使用時(shí)，第三安裝壁可以為平面壁或者是與坩堝底壁相適應(yīng)的曲面壁；第四安裝壁可以為與坩堝外壁相適應(yīng)的曲面壁。

26、實(shí)際使用時(shí)，第二底座與第一底座之間間隔設(shè)置，以便適應(yīng)不同外徑的坩堝。

27、進(jìn)一步的，所述裝夾工裝還包括安裝板、滑軌以及與所述滑軌滑動(dòng)配合的滑塊，所述滑軌固定在所述上料臺(tái)上，所述滑塊通過所述安裝板與所述第一底座和所述第二底座固定；

28、所述裝夾工裝還包括磁力傳感器，所述磁力傳感器用于感應(yīng)所述第二底座受到的磁力的大小，以確定第二底座和第一底座是否將坩堝夾緊。

29、實(shí)際使用時(shí)，當(dāng)磁力傳感器感受到的磁力未達(dá)到設(shè)定值時(shí)，會(huì)發(fā)出預(yù)警檢查或者裝夾工裝重新進(jìn)行裝夾，進(jìn)一步提升裝夾的自動(dòng)化控制。

30、進(jìn)一步的，所述坩堝的底部具有標(biāo)識(shí)碼；

31、所述第一底座以及所述上料臺(tái)上分別具有掃碼通孔，所述掃碼通孔用于使所述坩堝暴露出坩堝底部的標(biāo)識(shí)碼；

32、所述上料裝置還包括掃碼裝置，所述掃碼裝置設(shè)置在所述上料臺(tái)下方，所述掃碼裝置用于通過所述掃碼通孔對(duì)坩堝底部的標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行識(shí)別。

33、進(jìn)一步的，掃碼通孔的孔徑為90mm。

34、進(jìn)一步的，所述上料臺(tái)連接有驅(qū)動(dòng)所述上料臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力元件；

35、所述裝夾工裝包括四個(gè)，四個(gè)所述裝夾工裝分別圓周整列設(shè)置在所述上料臺(tái)上，隨所述上料臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，裝夾工裝形成上料工作位、掃碼工作位、下料工作位以及緩存工作位；

36、當(dāng)所述裝夾工裝位于所述上料工作位時(shí)，搬運(yùn)坩堝至所述裝夾工裝并使裝夾工裝裝夾好坩堝；

37、當(dāng)所述裝夾工裝位于所述掃碼工作位時(shí)，通過所述掃碼裝置對(duì)所述裝夾工裝上的坩堝進(jìn)行掃碼；

38、當(dāng)所述裝夾工裝位于所述下料工作位時(shí)，機(jī)械手從裝夾工裝上搬運(yùn)走所述坩堝；所述下料工作位也為等待六軸機(jī)械手抓取的抓取位；

39、當(dāng)機(jī)械手未從裝夾工裝上搬運(yùn)走所述坩堝時(shí)，裝夾工裝和坩堝隨上料臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入所述緩存工作位。

40、上料工作位、掃碼工作位、下料工作位以及緩存工作位可重復(fù)性定位石墨坩堝上下料裝置，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和操作人員的生產(chǎn)效率。

41、進(jìn)一步的，上料裝置還包括旋轉(zhuǎn)分度器，所述旋轉(zhuǎn)分度器設(shè)置在所述上料臺(tái)與所述動(dòng)力元件之間，所述旋轉(zhuǎn)分度器用于控制所述上料臺(tái)和所述裝夾工裝轉(zhuǎn)動(dòng)一次轉(zhuǎn)過的角度。

42、進(jìn)一步的，上料裝置還包括支撐柱，所述支撐柱固定在所述上料臺(tái)的中心位置，四個(gè)所述裝夾工裝分別圍繞所述支撐柱設(shè)置；

43、所述支撐柱的頂端連接有支撐臂，所述支撐臂呈十字型結(jié)構(gòu)，十字型支撐臂的四個(gè)端部分別連接有所述定位塊；

44、所述伸縮元件為氣缸；

45、所述支撐柱內(nèi)部具有安裝有旋轉(zhuǎn)氣路分配器，所述旋轉(zhuǎn)氣路分配器用于在所述上料臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)氣缸供氣，以避免線路打結(jié)。

46、實(shí)際使用時(shí)，定位塊也可以吊設(shè)于上機(jī)架內(nèi)部。

47、進(jìn)一步的，所述上料裝置還包括罩板、光幕、上機(jī)架以及下機(jī)架；

48、所述上機(jī)架設(shè)置在所述上機(jī)架上，所述罩板安裝在所述下機(jī)架上且位于所述上機(jī)架內(nèi)部，所述罩板用于安裝所述上料臺(tái)；

49、所述光幕設(shè)置在所述上機(jī)架上，且位于所述上料工作位處，當(dāng)所述上料工作位處有人時(shí)，所述光幕用于使所述上料臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

50、所述上機(jī)架與所述下機(jī)架之間形成有密封的空間，所述罩板、所述上料臺(tái)、所述定位工裝、所述裝夾工裝以及所述坩堝均設(shè)置于密封的空間內(nèi)；

51、所述上料裝置還包括負(fù)壓元件，所述負(fù)壓元件用于給密封的空間提供負(fù)壓，以使坩堝更便于裝夾和定位。

52、進(jìn)一步的，所述負(fù)壓元件為ffu，ffu吹出的風(fēng)經(jīng)過過濾后吹入密封的空間內(nèi)。

53、進(jìn)一步的，還包括設(shè)置在所述罩板上的第一按鈕、第二按鈕和第三按鈕；

54、所述第一按鈕用于與所述動(dòng)力元件連接，控制所述上料臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止；

55、所述第二按鈕用于與所述伸縮元件連接，控制所述第二底座相對(duì)所述第一底座的位置以?shī)A緊所述坩堝；

56、所述第三按鈕用于與所述電磁元件連接，控制所述第一底座相對(duì)所述電磁元件的位置以實(shí)現(xiàn)坩堝的定位。

57、進(jìn)一步的，所述第二按鈕為電磁閥開關(guān)。

58、本實(shí)用新型的有益效果是：

59、(1)坩堝上的定位凸塊與定位塊的定位凹槽相配合，可以實(shí)現(xiàn)坩堝的準(zhǔn)確上料，克服了現(xiàn)有的坩堝上料裝置定位精度不足問題，同時(shí)，人工操作和定位的難度也大大降低。

60、(2)裝夾工裝在實(shí)現(xiàn)坩堝的定位凸塊與定位凹槽的配合定位的同時(shí)實(shí)現(xiàn)坩堝的裝夾鎖緊，磁力傳感器檢測(cè)裝夾是否到位，使上料裝置得自動(dòng)化程度大大提高以及使上料裝置穩(wěn)定便捷。

61、(3)上料工作位、掃碼工作位、下料工作位以及緩存工作位可重復(fù)性定位石墨坩堝上下料裝置，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和操作人員的生產(chǎn)效率。