一种立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构

技术领域

本发明涉及锁紧机构技术领域，特别是涉及一种立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构。

背景技术

碳化硅(SiC)作为重要的第三代半导体材料，是制作高温、高频、大功率、高压以及抗辐射电子器件的理想材料，在军工、航天、固态照明和电力电子等领域具有重要的应用价值，因此成为当前全球半导体材料产业的前沿和制高点之一。

物理气相传输法(Physical Vapor Transport-PVT)是用于生长碳化硅晶体的常用方法，该方法将碳化硅籽晶设置在石墨坩埚盖上或是顶端，石墨坩埚内装有作为生长原料的碳化硅粉末，控制生长温度使得生长原料分解成气相组分后在石墨坩埚内部轴向温度梯度的驱动下，输运到籽晶处生长碳化硅晶体。

在碳化硅炉长晶结束后需要更换添加新的原料用于继续长晶，每次装料都需要打开下炉盖，为了使炉盖与炉膛密封，采用螺纹螺栓连接方式每次都需要人工拆卸螺丝，这样既费时费力降低效率，又可能发生意外造成伤害。通过转环的形式来锁紧炉盖，设计复杂且成本较高。故如何快速方便的实现炉盖的打开与锁紧以提高生产效率，成为需要解决的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构，通过此机构可快速方便的实现炉盖的打开与锁紧以提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构，包括设置于框架或炉体上的锁紧组件和驱动系统，所述锁紧组件包括联动块、安装座、连杆座和驱动结构；所述安装座用于与所述框架或炉体相连接，所述驱动结构设置于所述安装座一端，所述连杆座设置于所述安装座另一端，所述联动块与所述连杆座活动连接，所述驱动结构与所述联动块传动连接，所述驱动系统与所述驱动结构动力连接。

可选的，所述驱动结构包括气缸或液压缸，所述气缸或液压缸设置于所述安装座一端。

可选的，所述驱动结构还包括缸杆接头，所述缸杆接头一端与所述气缸的缸杆连接，所述缸杆接头另一端与所述联动块的一端可转动连接。

可选的，所述驱动系统可为驱动管路系统，包括主驱动管路和冗余保护管路，所述主驱动管路分别为缸体有杆腔和无杆腔提供驱动力，所述冗余保护管路为缸体无杆腔提供驱动力。

可选的，所述冗余保护管路包括先导式单向阀，所述先导式单向阀的先导口与所述缸体的有杆腔相连通，所述先导式单向阀与所述缸体的无杆腔相连通。

可选的，所述主驱动管路包括驱动换向阀和连接管路；所述冗余保护管路还包括两位三通常开换向阀，梭阀及连接管路；所述驱动换向阀为两位五通换向阀，在炉门锁紧的状态下，所述两位三通常开换向阀的供压口与所述梭阀的第一进口相连通，所述两位五通换向阀的供压口与所述梭阀的第二进口相连通，所述梭阀的出口与所述先导式单向阀相连通，所述缸体的有杆腔与所述两位五通换向阀的排压口相连通。

可选的，所述驱动结构为电推杆。

可选的，所述联动块侧面贯通的设置有长圆孔，所述长圆孔内设置有第二转轴，所述第二转轴两端与所述连杆座相连接。

可选的，所述联动块朝向下炉盖的一侧设置有减震压块。

可选的，所述框架上沿下炉盖周围均匀设置有多个所述锁紧组件。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1.通过简单的机构实现了下炉盖的自动锁紧，避免了人工操作的繁琐费时及可能造成的风险。

2.通过在驱动系统中设计增加冗余保护系统，实现了在驱动力缺失、断电、管路破损、驱动换向阀损坏的情况下对炉盖的自锁功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构安装在框架上的结构示意图；

图2为本发明立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构安装在框架上的使用状态结构示意图；

图3为本发明立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构中锁紧组件的结构示意图；

图4为本发明立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构中驱动系统的结构示意图；

图5为本发明立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构安装在炉体上的结构示意图；

图6为本发明立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构安装在炉体上的使用状态结构示意图。

附图标记说明：1、梭阀；2、两位三通常开换向阀；3、两位五通换向阀；

100、锁紧组件；200、下炉盖；300、炉体；400、框架；

101、气缸；102、安装座；103、缸杆接头；104、连杆座；105、联动块；106、第一转轴；107、第二转轴；108、压块；109、快速接头；110、先导式单向阀。

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，都属于本发明保护的范围。

如图1至4所示，本实施例提供一种立式晶体生长炉下炉盖锁紧机构，包括设置于框架400上的锁紧组件100和驱动管路系统，所述锁紧组件100包括联动块105、安装座102、连杆座104和驱动结构；所述安装座102用于与所述框架400相连接，所述驱动结构设置于所述安装座102一端，所述连杆座104设置于所述安装座102另一端，所述联动块105与所述连杆座104活动连接，所述驱动结构与所述联动块105传动连接，所述驱动管路系统与所述驱动结构动力连接。

于本具体实施例中，安装座102为“几”字型结构，安装座102的开口端设置有三组螺孔，其中两组螺孔用于与框架400相连接，另一组螺孔用于与连杆座104相连接。

驱动结构包括气缸101。气缸101的缸体端部固定在安装座102的闭口端，气缸101的缸杆贯通安装座102的闭口端后通过螺栓与缸杆接头103的一端相连接。

连杆座104为“π”字型结构，连杆座104的闭口端与安装座102开口端的一组螺孔通过螺钉连接，连杆座104的开口端设置有第二转轴107。

联动块105为块状体，联动块105的一端设置有容纳槽，容纳槽的侧壁与第一转轴106相连接，缸杆接头103另一端与第一转轴106相连接，通过第一转轴106，使联动块105与缸杆接头103之间可转动连接。联动块105的侧壁贯通设置长圆孔，第二转轴107贯通长圆孔，从而，在汽缸的缸杆伸出时，联动块105的运动轨迹被确定为向上反转的旋转运动，将下炉盖200锁住。

所述驱动管路系统包括两位五通换向阀3及连接管路组成的主驱动管路和先导式单向阀110、两位三通常开换向阀2、梭阀1及连接管路组成的冗余保护管路；所述先导式单向阀110的先导口与所述气缸101的有杆腔相连通，在炉门锁紧的状态下，所述先导式单向阀110的出气口与所述气缸101的无杆腔相连通；所述两位三通常开换向阀2的出气口与所述梭阀1的第一进口相连通，所述两位五通换向阀3的出气口与所述梭阀1的第二进口相连通，所述梭阀1的出口与所述先导式单向阀110的进气口相连通，所述气缸101的有杆腔与所述两位五通换向阀3的排气口相连通。所述冗余保护管路与所述气缸101的无杆腔相连通。

若要将炉体下盖打开，则需给气缸有杆腔及先导式单向阀110先导口供气同时将气缸101无杆腔侧气体排出，此时需同时给两位三通常开换向阀2及三位五通换向阀3供电。在给两位三通常开换向阀2供电后，其将不再对气缸101无杆腔侧供气。在给三位五通换向阀3供电后，其将对气缸有杆腔及先导式单向阀110先导口供气，同时气缸101无杆腔内气体可从三位五通换向阀处排出。在机台断电时，两位五通换向阀3仍给气缸101无杆腔通气，故气缸101无杆腔内气体无法排出，炉盖无法打开。在机台断气或是管路破损时，先导式单向阀110的先导口都无气体通入，由于气缸101无杆腔与先导式单向阀110的出气口连通，在先导式单向阀的先导口无气体通入时，气缸101无杆腔内气体无法从先导式单向阀110出气口排出，炉盖无法打开。在驱动电磁阀3损坏时，由于两位三通常开换向阀2处仍能为气缸101无杆腔供气，故气缸101无杆腔内气体无法排出，炉盖无法打开。故在机台断电、断气、管路破损、驱动换向阀损坏的状态下气缸101的无杆腔内部气体都无法排出，气缸101杆将保持伸出状态，下炉盖200仍将保持锁紧状态。

所述联动块105朝向下炉盖200的一侧设置有压块108，压块108硬度较低，避免了联动快105与下炉盖200直接碰撞时产生的噪音及可能产生的损坏。压块108与联动块105之间通过沉头螺钉连接，在压块108磨损后便于更换。

所述框架400上沿下炉盖200周围均匀设置有四个所述锁紧组件100，四个锁紧组件100中的气缸101通过气管并联的方式实现一个换向阀同时控制多个气缸的功能。

本实施例中，锁紧组件100安装在框架400上，于其他具体实施例中，如图5和图6所示，锁紧组件100也可直接安装在炉体300上。

本实施例中，驱动系统为气路系统，于其他实施例中，驱动系统也可为液压系统，101也可为液压缸。

本实施例中，采用管路系统驱动气缸101运动进行炉盖锁紧，于其他实施例中，也可直接将101选为电推杆，由于电推杆由电力驱动且有断电保持力，此时无需额外增加驱动系统也可实现炉盖锁紧与断电自锁功能。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。