CN118560906B - 一种碳化硅晶锭上下料轨道系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种碳化硅晶锭上下料轨道系统，包括储料装置、设于储料装置一侧的运输装置，所述储料装置包括依次交错设置的若干第一储料板以及若干第二储料板，所述第一储料板与第二储料板结构相同，且若干第一储料板可同步升降，若干第二储料板可同步升降；所述运输装置包括可升降设置的料架、设于料架上料端的检测组件，所述料架的出料端与若干第一储料板、若干第二储料板均呈对应设置，以使检测组件对晶锭的高度进行检测后，料架将晶锭运输至对应的第一储料板或第二储料板处；本发明提高碳化硅晶锭上下料的便捷。

Description

一种碳化硅晶锭上下料轨道系统

技术领域

本发明涉及碳化硅晶锭储存设备领域，尤其是涉及一种碳化硅晶锭上下料轨道系统。

背景技术

SiC作为C和Si稳定的化合物，其晶格结构由致密排列的两个亚晶格组成，每个si（或C）原子与周边包围的C（Si）原子通过定向的强四面体sp3键结合，虽然SiC的四面体键很强，但层错形成能量却很低，这一特点决定了SiC的多型体现象，已经发现SiC具有250多种多型体。

碳化硅晶锭是由多晶或单晶形成的圆柱体,晶圆片由此切割而成，大多数晶锭是指多晶硅块。

目前在对碳化硅晶锭进行存储、上下料时，通常需要通过人工进行放置、分区、上下料等步骤，而无法对其进行自动整合、存储，同时由于碳化硅晶锭的圆柱体结构形式，使得碳化硅晶锭在存储时，需要在高度方向上留出足够的空间，以保证碳化硅晶锭的存储高度以及拿取时的抬升高度（由于碳化硅晶锭在存储时，需要对其底部边侧进行夹持，以避免碳化硅晶锭出现放置不稳的情况，因此碳化硅晶锭拿取时需要向上移出一定高度距离，才可完全脱离夹持范围），这也使得碳化硅晶锭在存储空间的要求上较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高碳化硅晶锭上下料的便捷的碳化硅晶锭上下料轨道系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种碳化硅晶锭上下料轨道系统，包括储料装置、设于储料装置一侧的运输装置，所述储料装置包括依次交错设置的若干第一储料板以及若干第二储料板，所述第一储料板与第二储料板结构相同，且若干第一储料板可同步升降，若干第二储料板可同步升降；所述运输装置包括可升降设置的料架、设于料架上料端的检测组件，所述料架的出料端与若干第一储料板、若干第二储料板均呈对应设置，以使检测组件对晶锭的高度进行检测后，料架将晶锭运输至对应的第一储料板或第二储料板处。

进一步的，第一储料板处开设有第一驱动孔以及第一导向孔，第二储料板处开设有第二驱动孔以及第二导向孔，且第一驱动孔与第二导向孔相对应，第一导向孔与第二驱动孔相对应，以使第一驱动轴依次穿设经过若干第一储料板处的第一驱动孔以及若干第二储料板处的第二导向孔，第二驱动轴依次穿设经过若干第一储料板处的第一导向孔以及若干第二储料板处的第二驱动孔；所述第一驱动孔与第一驱动轴呈螺纹配合，第二驱动孔与第二驱动轴呈螺纹配合。

进一步的，所述第一导向孔内部转动装设有第一转动环，所述第一转动环与第二驱动轴呈移动配合，所述第二导向孔内部转动装设有第二转动环，所述第二转动环与第一驱动轴呈移动配合。

进一步的，第一储料板包括储料槽、移动设置于储料槽内的托盘、用于连接托盘以及储料槽的第一伸缩杆，以使料架将晶锭运输至对应的第一储料板或第二储料板处时，托盘移动至料架处进行上料储存。

进一步的，储料槽一侧具有开口，开口两侧相对设置有挡板，且挡板通过第二伸缩杆呈移动设置，所述第一伸缩杆与第二伸缩杆通过管路连通，以使第一伸缩杆伸长时，第二伸缩杆收缩。

进一步的，托盘靠近第一伸缩杆的一侧设置有压板，储料槽内部两侧相对设置有定位组件，所述定位组件包括设于储料槽边侧的按压腔以及定位腔，所述按压腔与定位腔内部通过连接体连通，且按压腔与压板相匹配，以使压板对按压腔进行挤压时，定位腔抵住晶锭的边侧。

进一步的，料架一侧设置有支撑架，支撑架边侧沿高度方向开设有移动轨道，移动轨道内移动装设有移动杆，且移动杆一端连接于料架处。

进一步的，所述料架的出料端开设有凹槽，且凹槽与托盘相匹配，以使托盘一侧可移动至凹槽中；所述料架的上料端转动连接有料道，且料道呈伸缩设置。

进一步的，检测组件包括相对设置于料架上料端两侧的第一检测杆以及第二检测杆，所述第一检测杆上沿高度方向设置有若干发射源，所述第二检测杆上沿高度方向设置有若干接受源，且发射源与接受源一一对应设置。

进一步的，所述第一检测杆上设置有第一增高杆，第二检测杆上设置有第二增高杆，且第一增高杆顶端倾斜设置检测件，第二增高杆沿高度方向依次布设有若干接收板，以使检测件发出的检测光接触晶锭顶部后，反射至其中一接收板处。

本发明的有益效果在于：由运输装置将加工后的碳化硅晶锭输送至储料装置处进行存储，以便于后续对碳化硅晶锭的再次加工；其中，经过加工后的碳化硅晶锭沿料架进行移动，并经过检测组件对晶锭的高度进行检测，判断该晶锭的存储位置，随后料架升降移动至对应的第一储料板或第二储料板处，使得晶锭可准确的存储至对应的存储区域内，以便于后续可准确的找到不同高度的晶锭；而在需要拿取晶锭时，由于晶锭需要向上移动一定距离以脱离夹持范围，为进一步增加晶锭的存储空间以及拿取空间，因此将若干第一储料板进行同步升降设置，若干第二储料板进行同步升降设置，使得第一储料板与第二储料板在存储状态下时，仅留出晶锭的存储高度空间以及一定的设定高度空间（设定高度可通过出厂设置或厂家设计），而在需要对第一储料板或第二储料板的晶锭进行拿取时，将第一储料板/第二储料板同步下降，由于此时第二储料板/第一储料板位置高度不变，使得第一储料板或第二储料板上的拿取高度空间增加，以便于对晶锭进行拿取，随后将第一储料板或第二储料板进行上升复位，即可恢复存储状态，保证晶锭的存储空间。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明图1中A处的局部放大图。

图3是本发明的侧视图。

图4是本发明中第一储料板的结构示意图。

附图标记：1、第一储料板；2、第二储料板；3、料架；4、第一驱动孔；5、第一导向孔；6、第二驱动孔；7、第二导向孔；8、第一驱动轴；9、第二驱动轴；10、第一转动环；11、第二转动环；12、储料槽；13、托盘；14、第一伸缩杆；15、挡板；16、第二伸缩杆；17、压板；18、按压腔；19、定位腔；20、连接体；21、支撑架；22、移动轨道；23、移动杆；24、凹槽；25、料道；26、第一检测杆；27、第二检测杆；28、发射源；29、接受源；30、第一增高杆；31、第二增高杆；32、检测件；33、接收板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1-图4所述，本发明提供了一种碳化硅晶锭上下料轨道系统，包括储料装置、设于储料装置一侧的运输装置，所述储料装置包括依次交错设置的若干第一储料板1以及若干第二储料板2，所述第一储料板1与第二储料板2结构相同，且若干第一储料板1可同步升降，若干第二储料板2可同步升降；所述运输装置包括可升降设置的料架3、设于料架3上料端的检测组件，所述料架3的出料端与若干第一储料板1、若干第二储料板2均呈对应设置，以使检测组件对晶锭的高度进行检测后，料架3将晶锭运输至对应的第一储料板1或第二储料板2处。

由运输装置将加工后的碳化硅晶锭输送至储料装置处进行存储，以便于后续对碳化硅晶锭的再次加工；其中，经过加工后的碳化硅晶锭沿料架3进行移动，并经过检测组件对晶锭的高度进行检测，判断该晶锭的存储位置，随后料架3升降移动至对应的第一储料板1或第二储料板2处，使得晶锭可准确的存储至对应的存储区域内，以便于后续可准确的找到不同高度的晶锭；而在需要拿取晶锭时，由于晶锭需要向上移动一定距离以脱离夹持范围，为进一步增加晶锭的存储空间以及拿取空间，因此将若干第一储料板1进行同步升降设置，若干第二储料板2进行同步升降设置，使得第一储料板1与第二储料板2在存储状态下时，仅留出晶锭的存储高度空间以及一定的设定高度空间（设定高度可通过出厂设置或厂家设计），而在需要对第一储料板1或第二储料板2的晶锭进行拿取时，将第一储料板1/第二储料板2同步下降，由于此时第二储料板2/第一储料板1位置高度不变，使得第一储料板1或第二储料板2上的拿取高度空间增加，以便于对晶锭进行拿取，随后将第一储料板1或第二储料板2进行上升复位，即可恢复存储状态，保证晶锭的存储空间。

其中，由于碳化硅晶锭主要用于激光切割成晶圆片，因此碳化硅晶锭的高度在一定程度上表示物料剩余量，因此通过晶锭高度进行分类存储，实际是对剩余量进行分类存储，以保证不同剩余量区间的晶锭可分层摆放。

在本方案的一实施例中，料架3底部设置有直线振动器，以保证晶锭位于料架3上时，可通过直线振动器输送至第一储料板1或第二储料板2处。

优选的，第一储料板1处开设有第一驱动孔4以及第一导向孔5，第二储料板2处开设有第二驱动孔6以及第二导向孔7，且第一驱动孔4与第二导向孔7相对应，第一导向孔5与第二驱动孔6相对应，以使第一驱动轴8依次穿设经过若干第一储料板1处的第一驱动孔4以及若干第二储料板2处的第二导向孔7，第二驱动轴9依次穿设经过若干第一储料板1处的第一导向孔5以及若干第二储料板2处的第二驱动孔6；所述第一驱动孔4与第一驱动轴8呈螺纹配合，第二驱动孔6与第二驱动轴9呈螺纹配合。

具体的，在需要同步升降第一储料板1或第二储料板2时，通过驱动第一驱动轴8进行转动，使得第一驱动轴8通过螺纹配合驱使第一驱动孔4，进而通过第一驱动孔4带动第一储料板1进行升降，在此过程中，通过第二驱动轴9对第一导向孔5进行导向，以保证第一储料板1的升降稳定，同样的，通过第二驱动轴9的转动可稳定的控制第二储料板2的同步升降，并由第一驱动轴8对第二储料板2的升降进行导向。

其中，储料装置还包括储料架3，第一驱动轴8与第二驱动轴9均转动安装于储料架3中，且通过伺服电机控制第一驱动轴8与第二驱动轴9的转动。

优选的，所述第一导向孔5内部转动装设有第一转动环10，所述第一转动环10与第二驱动轴9呈移动配合，所述第二导向孔7内部转动装设有第二转动环11，所述第二转动环11与第一驱动轴8呈移动配合。

具体的，通过第一转动环10的设置，使得第一驱动轴8转动时，第一转动环10相对于第二驱动轴9进行移动升降，以保证第一储料板1的升降稳定，而在第二驱动轴9进行转动时，第一转动环10相对于第一导向孔5进行转动，进而产生“空转”现象，以避免第二驱动轴9对第一储料板1产生影响（第二转动环11同理）。

优选的，第一储料板1包括储料槽12、移动设置于储料槽12内的托盘13、用于连接托盘13以及储料槽12的第一伸缩杆14，以使料架3将晶锭运输至对应的第一储料板1或第二储料板2处时，托盘13移动至料架3处进行上料储存。

具体的，在料架3移动至对应的储料板后，托盘13由储料槽12内向料架3处移动，并通过料架3处的直线振动器将晶锭输送至托盘13中，随后托盘13收缩至储料槽12内对晶锭进行存储收纳，在该过程中第一伸缩杆14随托盘13同步伸缩，以保证托盘13的移动稳定。

在本方案的一实施例中，托盘13的移动方式可采用托盘13底部设置电动轨道的形式进行移动，或直接通过第一伸缩杆14的伸缩控制托盘13的移动。

优选的，储料槽12一侧具有开口，开口两侧相对设置有挡板15，且挡板15通过第二伸缩杆16呈移动设置，所述第一伸缩杆14与第二伸缩杆16通过管路连通，以使第一伸缩杆14伸长时，第二伸缩杆16收缩。

具体的，在托盘13向料架3处移动进行上料时，第一伸缩杆14同步伸长，此时第二伸缩杆16收缩，进而带动挡板15向远离开口的方向进行移动，使得储料槽12开口处呈开启状态，以保证晶锭的稳定存储，而在托盘13收缩至储料槽12中时，挡板15同步通过第二伸缩杆16重新复位至开口处，进而对储料槽12进行挡料作用。

其中，第一伸缩杆14与第二伸缩杆16可通过气压或液压进行联动。

优选的，托盘13靠近第一伸缩杆14的一侧设置有压板17，储料槽12内部两侧相对设置有定位组件，所述定位组件包括设于储料槽12边侧的按压腔18以及定位腔19，所述按压腔18与定位腔19内部通过连接体20连通，且按压腔18与压板17相匹配，以使压板17对按压腔18进行挤压时，定位腔19抵住晶锭的边侧。

具体的，在托盘13收缩至储料槽12的过程中，压板17对按压腔18进行挤压，使得定位腔19向外侧鼓出，进而通过鼓出的定位腔19对晶锭的底部边侧进行夹持，以提高晶锭整体的存储稳定。

其中，按压腔18与定位腔19之间可通过气压或液压进行联动，且按压腔18与定位腔19采用橡胶材料制成。

在本方案的一实施例中，按压腔18内侧设置有若干弹簧，压板17在对按压腔18进行挤压时，若干弹簧处于收缩状态，而在压板17随托盘13向料架3处移动时，弹簧对按压腔18进行复位，进而通过按压腔18对定位腔19进行抽吸，使得定位腔19收缩，以保证晶锭可稳定的移动至相对设置的两定位腔19之间。

优选的，料架3一侧设置有支撑架21，支撑架21边侧沿高度方向开设有移动轨道22，移动轨道22内移动装设有移动杆23，且移动杆23一端连接于料架3处。

具体的，通过移动杆23相对于移动轨道22进行移动的方式，控制料架3的升降高度，进而调节料架3与若干第一储料板1、若干第二储料板2的对应位置。

其中，移动杆23的升降与检测组件呈通讯连接，使得检测组件在对晶锭进行高度检测后，对该晶锭的高度分类至某一第一储料板1或第二储料板2后，将所选择的储料位置高度信息传输至移动杆23处，进而保证移动杆23可准确移动至储料位置。

在本方案的一实施例中，移动杆23与移动轨道22的移动方式采用电动轨道形式。

优选的，所述料架3的出料端开设有凹槽24，且凹槽24与托盘13相匹配，以使托盘13一侧可移动至凹槽24中；所述料架3的上料端转动连接有料道25，且料道25呈伸缩设置。

具体的，通过凹槽24的设置，使得托盘13向料架3处移动时，托盘13可卡接至凹槽24中，避免托盘13突出于料架3处，而导致晶锭难以输送至托盘13中的情况。

同时，由于料架3需要进行升降，因此料道25与料架3的转动连接，以及料道25的伸缩设置，可保证料道25端部始终与料架3保持连接，进而保证晶锭的输送稳定。

其中，料道25远离料架3的一侧连接至加工设备的出料口处，以保证晶锭加工完成后，可通过本方案的上下料轨道系统进行输送、存储。

优选的，检测组件包括相对设置于料架3上料端两侧的第一检测杆26以及第二检测杆27，所述第一检测杆26上沿高度方向设置有若干发射源28，所述第二检测杆27上沿高度方向设置有若干接受源29，且发射源28与接受源29一一对应设置。

具体的，若干发射源28与拖杆接受源29一一对应，且发射源28发出的检测光会直接射入对应的接受源29处，使得晶锭在经过第一检测杆26与第二检测杆27时，晶锭所挡住的检测光，即为晶锭的高度范围，进而可准确、便捷的检测处晶锭的高度，提高存储分类的准确。

优选的，所述第一检测杆26上设置有第一增高杆30，第二检测杆27上设置有第二增高杆31，且第一增高杆30顶端倾斜设置检测件32，第二增高杆31沿高度方向依次布设有若干接收板33，以使检测件32发出的检测光接触晶锭顶部后，反射至其中一接收板33处。

具体的，检测件32发出的检测光在接触晶锭顶部后会产生折射，使得折射后的检测光反射至某一接收板33处，且由于晶锭顶部通常为激光切割后的平面，因此晶锭的高度越高，接受折射检测光的接收板33高度越高，而若是出现晶锭顶部不平或晶锭倾斜或料架3不稳等情况时，接收板33会出现检测高度不准确或无法检测等现象，进而可通过检测件32与接收板33的接受情况，来初步判断发射源28与接受源29的判断准确性，以避免发射源28或接受源29出现问题导致晶锭存储位置判断出错的情况。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：包括储料装置、设于储料装置一侧的运输装置，所述储料装置包括依次交错设置的若干第一储料板(1)以及若干第二储料板(2)，所述第一储料板(1)与第二储料板(2)结构相同，且若干第一储料板(1)可同步升降，若干第二储料板(2)可同步升降；所述运输装置包括可升降设置的料架(3)、设于料架(3)上料端的检测组件，所述料架(3)的出料端与若干第一储料板(1)、若干第二储料板(2)均呈对应设置，以使检测组件对晶锭的高度进行检测后，料架(3)将晶锭运输至对应的第一储料板(1)或第二储料板(2)处；

第一储料板(1)处开设有第一驱动孔(4)以及第一导向孔(5)，第二储料板(2)处开设有第二驱动孔(6)以及第二导向孔(7)，且第一驱动孔(4)与第二导向孔(7)相对应，第一导向孔(5)与第二驱动孔(6)相对应，以使第一驱动轴(8)依次穿设经过若干第一储料板(1)处的第一驱动孔(4)以及若干第二储料板(2)处的第二导向孔(7)，第二驱动轴(9)依次穿设经过若干第一储料板(1)处的第一导向孔(5)以及若干第二储料板(2)处的第二驱动孔(6)；所述第一驱动孔(4)与第一驱动轴(8)呈螺纹配合，第二驱动孔(6)与第二驱动轴(9)呈螺纹配合。

2.根据权利要求1所述的碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：所述第一导向孔(5)内部转动装设有第一转动环(10)，所述第一转动环(10)与第二驱动轴(9)呈移动配合，所述第二导向孔(7)内部转动装设有第二转动环(11)，所述第二转动环(11)与第一驱动轴(8)呈移动配合。

3.根据权利要求1所述的碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：第一储料板(1)包括储料槽(12)、移动设置于储料槽(12)内的托盘(13)、用于连接托盘(13)以及储料槽(12)的第一伸缩杆(14)，以使料架(3)将晶锭运输至对应的第一储料板(1)或第二储料板(2)处时，托盘(13)移动至料架(3)处进行上料储存。

4.根据权利要求3所述的碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：储料槽(12)一侧具有开口，开口两侧相对设置有挡板(15)，且挡板(15)通过第二伸缩杆(16)呈移动设置，所述第一伸缩杆(14)与第二伸缩杆(16)通过管路连通，以使第一伸缩杆(14)伸长时，第二伸缩杆(16)收缩。

5.根据权利要求3所述的碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：托盘(13)靠近第一伸缩杆(14)的一侧设置有压板(17)，储料槽(12)内部两侧相对设置有定位组件，所述定位组件包括设于储料槽(12)边侧的按压腔(18)以及定位腔(19)，所述按压腔(18)与定位腔(19)内部通过连接体(20)连通，且按压腔(18)与压板(17)相匹配，以使压板(17)对按压腔(18)进行挤压时，定位腔(19)抵住晶锭的边侧。

6.根据权利要求1所述的碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：料架(3)一侧设置有支撑架(21)，支撑架(21)边侧沿高度方向开设有移动轨道(22)，移动轨道(22)内移动装设有移动杆(23)，且移动杆(23)一端连接于料架(3)处。

7.根据权利要求1所述的碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：所述料架(3)的出料端开设有凹槽(24)，且凹槽(24)与托盘(13)相匹配，以使托盘(13)一侧可移动至凹槽(24)中；所述料架(3)的上料端转动连接有料道(25)，且料道(25)呈伸缩设置。

8.根据权利要求1所述的碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：检测组件包括相对设置于料架(3)上料端两侧的第一检测杆(26)以及第二检测杆(27)，所述第一检测杆(26)上沿高度方向设置有若干发射源(28)，所述第二检测杆(27)上沿高度方向设置有若干接受源(29)，且发射源(28)与接受源(29)一一对应设置。

9.根据权利要求8所述的碳化硅晶锭上下料轨道系统，其特征在于：所述第一检测杆(26)上设置有第一增高杆(30)，第二检测杆(27)上设置有第二增高杆(31)，且第一增高杆(30)顶端倾斜设置检测件(32)，第二增高杆(31)沿高度方向依次布设有若干接收板(33)，以使检测件(32)发出的检测光接触晶锭顶部后，反射至其中一接收板(33)处。