碳化硅生长炉的装出炉装置及装出炉方法与流程

本申请涉及晶体生长炉，具体涉及碳化硅生长炉的装出炉装置及装出炉方法。

背景技术：

1、目前，主流碳化硅(sic)单晶生长方法为物理气相传输法(pvt法)，该生长方法所使用的碳化硅生长炉主要以感应线圈加热为主，碳化硅生长炉有炉腔空间紧凑，体积大(五米至十米)，整个生长炉被底架假设在高处，腔室位置较高等结构特点。使用碳化硅生长炉时，需要执行装出炉操作。具体的说，出炉，即在碳化硅晶体生长完成后，需要将生长炉炉腔内的支撑件、热场、坩埚等部件取出，取出碳化硅晶体并更换坩埚内的物料，装炉即将支撑件、热场、坩埚等部件装回炉腔内。

2、由于碳化硅晶体生长所需的特需环境及碳化硅生长炉设备的结构特点，一般人工取出炉腔内的支撑件、热场、坩埚等部件。由于碳化硅晶体生长完成后，生长炉内的温度达到1800℃以上，通常需要经过长达20小时以上时间进行冷却后，才能用推车对炉腔内的支撑件、热场、坩埚等部件进行人工拆卸、搬运。人工装出炉存在等待时间长、操作中有安全风险的问题。

技术实现思路

1、本申请的一个目的在于提供一种碳化硅生长炉的装出炉装置及装出炉方法，实现安全、可靠、自动化。

2、为达到以上目的，本申请采用的技术方案为，一种碳化硅生长炉的装出炉装置，其包括：

3、框架，适于放置于地面；

4、第一活动组件，包括托爪、第一升降机构和第一滑动机构，所述托爪适于承托生长炉的热场，所述第一升降机构适于带动所述托爪升降，并与所述第一滑动机构连接，所述第一滑动机构与所述框架连接，并适于带动所述第一升降机构相对所述框架滑动；

5、第二活动组件，位于所述第一活动组件的下方，包括夹爪、第二升降机构和第二滑动机构，所述夹爪适于夹持生长炉的支撑件，所述第二升降机构适于带动所述夹爪升降，并与所述第二滑动机构连接，所述第二滑动机构与所述框架连接，并适于带动所述第二升降机构相对所述框架滑动。

6、作为一种优选，所述托爪包括依次设置的第一板体、第二板体和第三板体，所述第二板体与所述第一升降机构连接，所述第一板体、所述第三板体相对设置，所述第一板体、所述第三板体上均设置有适于承托热场的承托面，及环绕所述承托面向上延伸的限位面，所述限位面适于抵触热场的周侧，并且所述第一板体、所述第二板体、所述第三板体之间形成适于支撑件通过的通道。

7、作为一种优选，所述夹爪包括第一爪臂、第二爪臂、安装架和第三驱动机构，所述第一爪臂、所述第二爪臂、所述第三驱动机构分别通过所述安装架与所述第二升降机构连接，所述第一爪臂、所述第二爪臂相对设置，所述第三驱动机构适于驱动所述第一爪臂、所述第二爪臂相对靠近或远离，以夹持或松开支撑件。

8、作为一种优选，所述第一升降机构、所述第一滑动机构、所述第二升降机构、所述第二滑动机构、所述夹爪中的至少一者为电动机构。

9、作为一种优选，所述第一升降机构与所述第二升降机构机构结构相同，所述第一滑动机构与所述第二滑动机构相同。

10、作为一种优选，所述第一升降机构、所述第二升降机构均包括第一支撑板、第一驱动机构、立柱、第一导轨和第一滑块，所述第一支撑板与所述第一滑动机构或所述第二滑动机构连接，所述第一驱动机构与所述第一支撑板连接并适于驱动所述托爪或所述夹爪升降，所述立柱与所述第一支撑板连接并且其上设有所述第一导轨，所述第一滑块与所述第一导轨滑动连接，并与所述托爪或所述夹爪连接。

11、作为一种优选，所述第一滑动机构、所述第二滑动机构均包括第二导轨、第二滑块和第二驱动机构，所述第二导轨与所述框架连接，所述第二滑块与所述第二导轨滑动连接并与所述第一升降机构或所述第二升降机构连接，所述第二驱动机构适于驱动所述第一升降机构或所述第二升降机构沿所述第二导轨滑动。

12、作为一种优选，所述框架上设有移动机构和定位机构，所述移动机构为滚轮或履带，用以实现所述装出炉装置的行走，所述定位机构设置于靠近所述夹爪的一侧，以在所述装出炉装置行走至碳化硅生长炉下方时，与架设碳化硅生长炉的底架配合，实现所述装出炉装置的定位。

13、本申请还提供一种碳化硅生长炉装出炉方法，其包括出炉步骤：

14、a、打开碳化硅生长炉的下盖，将所述下盖连同其上的支撑件、热场向下降；

15、b、提供一装出炉装置，所述装出炉装置具有上下相对设置的托爪和夹爪，所述装出炉装置行走至碳化硅生长炉下方，并伸出所述托爪承托在所述热场的底部，以所述托爪承托着所述热场下降，使所述装出炉装置得以通过所述夹爪夹持住所述支撑件，所述夹爪夹持住所述支撑件后，将所述支撑件从所述热场上拆卸，并将所述下盖从所述支撑件底部拆卸；

16、c、所述夹爪将所述支撑件收纳至所述装出炉装置内，并且所述托爪将所述热场收纳至所述装出炉装置上方；和，

17、装炉步骤：

18、d、所述装出炉装置行走至碳化硅生长炉的下方，所述托爪伸出，并承托着所述热场上升，使所述热场进入碳化硅生长炉炉体内；

19、e、伸出所述夹爪，使所述支撑件位于所述热场下方，将所述下盖与所述支撑件连接；

20、f、所述托爪承托着所述热场下降，使所述热场与所述支撑件连接；

21、g、松开所述夹爪，所述托爪承托所述热场向上升；

22、h、抵住所述下盖，所述托爪与所述夹爪收回至所述装出炉装置内，所述装出炉装置退出所述碳化硅生长炉下方，所述下盖继续向上升至碳化硅生长炉炉体底部，连接所述下盖与炉体。

23、作为一种优选，所述出炉步骤的所述步骤b中，所述夹爪夹持住所述支撑件具体包括，所述夹爪水平向外伸出至所述托爪下方，打开所述夹爪使得所述支撑件得以在随所述热场下降时落入所述夹爪内，合拢所述夹爪夹持住所述支撑件；所述步骤c具体为：所述夹爪先下降，再水平向所述装出炉装置内滑动，以将所述支撑件收纳至所述装出炉装置内，所述托爪先承托着所述热场下降，再水平向所述装出炉装置内滑动，以将所述热场收纳至所述装出炉装置上方。

24、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：(1)人工搬运时由于热场、支撑件等部件体积大、质量大，搬运耗费人力，并且存在操作失误、搬运过程中误伤人员的风险。相比人工拆装的方式，本申请无需等待炉腔冷却，节省了等待时间，提高了装出炉效率，能够实现车间自动化操作，缩短了碳化硅晶体制取的周期，提高了碳化硅晶体生产效率，同时节省了人力成本，提高了可靠性，降低了安全风险。(2)本申请出炉时，用夹爪和托爪先后将支撑件和热场分别搬运至装出炉装置内，装炉时，先利用炉腔内的空间收纳热场，使得生长炉下方得以预留出足够空间来完成支撑件与生长炉下盖之间的组装，再将热场、支撑件、下盖组装为一体后装入炉腔内。相比现有的将支撑件与热场一体取出搬运的方式，能够实现热场、支撑件分别取出，并且，还能保证热场与支撑件之间的准确回转。

技术特征：

1.一种碳化硅生长炉的装出炉装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的碳化硅生长炉的装出炉装置，其特征在于：所述托爪包括依次设置的第一板体、第二板体和第三板体，所述第二板体与所述第一升降机构连接，所述第一板体、所述第三板体相对设置，所述第一板体、所述第三板体上均设置有适于承托热场的承托面，及环绕所述承托面向上延伸的限位面，所述限位面适于抵触热场的周侧，并且所述第一板体、所述第二板体、所述第三板体之间形成适于支撑件通过的通道。

3.如权利要求1所述的碳化硅生长炉的装出炉装置，其特征在于：所述夹爪包括第一爪臂、第二爪臂、安装架和第三驱动机构，所述第一爪臂、所述第二爪臂、所述第三驱动机构分别通过所述安装架与所述第二升降机构连接，所述第一爪臂、所述第二爪臂相对设置，所述第三驱动机构适于驱动所述第一爪臂、所述第二爪臂相对靠近或远离，以夹持或松开支撑件。

4.如权利要求1所述的碳化硅生长炉的装出炉装置，其特征在于：所述第一升降机构、所述第一滑动机构、所述第二升降机构、所述第二滑动机构、所述夹爪中的至少一者为电动机构。

5.如权利要求1所述的碳化硅生长炉的装出炉装置，其特征在于：所述第一升降机构与所述第二升降机构机构结构相同，所述第一滑动机构与所述第二滑动机构相同。

6.如权利要求1或5所述的碳化硅生长炉的装出炉装置，其特征在于：所述第一升降机构、所述第二升降机构均包括第一支撑板、第一驱动机构、立柱、第一导轨和第一滑块，所述第一支撑板与所述第一滑动机构或所述第二滑动机构连接，所述第一驱动机构与所述第一支撑板连接并适于驱动所述托爪或所述夹爪升降，所述立柱与所述第一支撑板连接并且其上设有所述第一导轨，所述第一滑块与所述第一导轨滑动连接，并与所述托爪或所述夹爪连接。

7.如权利要求1或5所述的碳化硅生长炉的装出炉装置，其特征在于：所述第一滑动机构、所述第二滑动机构均包括第二导轨、第二滑块和第二驱动机构，所述第二导轨与所述框架连接，所述第二滑块与所述第二导轨滑动连接并与所述第一升降机构或所述第二升降机构连接，所述第二驱动机构适于驱动所述第一升降机构或所述第二升降机构沿所述第二导轨滑动。

8.如权利要求1所述的碳化硅生长炉的装出炉装置，其特征在于：所述框架上设有移动机构和定位机构，所述移动机构为滚轮或履带，用以实现所述装出炉装置的行走，所述定位机构设置于靠近所述夹爪的一侧，以在所述装出炉装置行走至碳化硅生长炉下方时，与架设碳化硅生长炉的底架配合，实现所述装出炉装置的定位。

9.一种碳化硅生长炉装出炉方法，其特征在于，包括，

10.如权利要求9所述的一种碳化硅生长炉装出炉方法，其特征在于：

技术总结本申请公开了碳化硅生长炉的装出炉装置及装出炉方法，属于晶体生长炉技术领域。其中，装出炉装置包括：框架，适于放置于地面；第一活动组件，包括托爪、第一升降机构和第一滑动机构，托爪适于承托热场，第一升降机构适于带动托爪升降，并与第一滑动机构连接，第一滑动机构适于带动第一升降机构相对框架滑动；第二活动组件，位于第一活动组件的下方，包括夹爪、第二升降机构和第二滑动机构，夹爪适于夹持支撑件，第二升降机构适于带动夹爪升降，并与第二滑动机构连接，第二滑动机构适于带动第二升降机构相对框架滑动。装出炉方法则包括由托爪、夹爪的系列升降与平移动作组成的出炉步骤和装炉步骤。具有能自动装、出炉，安全可靠的特点。技术研发人员：黄延旺,浩瀚受保护的技术使用者：宁波合盛新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29