一种双管同步控制的管式炉控制装置及方法

技术领域

本申请涉及太阳能电池制造领域，尤其涉及一种用于熔盐储能的可移动感应加热装置及控制方法。

背景技术

太阳能电池片制作中包括ALD、PECVD、LPCVD、扩散等热制程工艺需要用到管式炉。目前管式炉控制方案主要有单列多层和双列多层两种。

管式炉控制方案是双管机时，控制存在缺陷可能会导致减产成本相对较高，若对应的前端左右两台自动化插片机中的某一台出现故障，影响一侧炉体宕机，而左右同步控制会导致设备需要整体停机，浪费了设备产能；双列管式炉通过一组同步推舟机构沿设备高度方向运动进行多层的推舟，此方案对设备产能影响严重；目前采用每一层使用一组推舟机构的方案，导致净化台空间过于紧凑，只能从气源柜方向预留石英管维保空间，从而导致气源柜长度较长，进而使得设备整体长度较长，占地空间较大。每一层的同步推舟机构采用两个推舟机构进行组合，成本相对较高；同步推舟模组需要一直空置等待工艺完成，出舟后，出舟后才能进行下一次上舟、推舟。

由于单列机台炉管与温控、射频电源、真空、气体控制等系统一一对应，且单列机台一般采用的一个推舟模组对应一个炉管，推舟模组推舟完成后需要一直空置等待工艺完成，出舟后，出舟后才能进行下一次上舟、推舟，导致现有单管机台成本较高且推舟机构稼动率低

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请提出一种双管同步控制的管式炉控制装置及方法。

本发明采用如下的技术方案来实现：

本申请第一方面提出了一种双管同步控制的管式炉控制装置，包括真空系统、射频电源系统、气体控制系统与温控系统，所述温控系统控制一列上下两根炉管进行同时工艺，所述装置通用于单列多层和双列多层炉管排布；

所述双列多层炉管排布的结构还包括插片机、接驳台、三自由度推舟机构与双层搬舟机械手；

所述单列多层炉管排布的结构还包括插片机、接驳台、上下一组同步推舟模组与双层搬舟机械手。

本申请第二方面提出一种应用于如第一方面任一所述装置的方法，炉管排布为双列多层时，包括：

通过插片机将硅片插入舟中，将左侧插片机械手插满硅片的舟1搬运至净化台左侧流线；

流线启动，运送流线上的舟至双层搬舟机械手处，接驳台搬运右侧插片机插好硅片的舟2，并准备放置在流线上；

左侧双层搬舟机械手将舟1搬运至双层搬舟机械手上工位，接驳台将等待的舟2放置在左侧流线上输送至双侧搬舟机械手处；

左侧双层搬舟机械手将舟2搬运至下工位，一组上下两个同步控制的三自由度推舟机构运动至左侧上舟位置等待，接驳台等待并搬运左侧插片机插好片的舟3至净化台右侧流线处；

左侧双层搬舟机械手将舟放置在三自由度推舟机构上，右侧流线启动，将舟3运送至右侧双层搬舟机械手处，接驳台搬运右侧插片机插好片的舟4至净化台右侧流线处等待运输；

上下两组三自由度推舟机构将舟送至炉管中并退出左侧上舟位置等待，双层搬舟机械手将舟3搬运至双层搬舟机械手上工位，接驳台将舟4放置于右侧流线并输送至双层搬舟机械手处；

上下两组三自由度推舟机构横移至右侧推舟位置处等待，右侧双侧搬舟机械手将舟4搬运至搬舟下工位，准备上舟；

右侧双层搬舟机械手将舟放置在上下两组三自由度推舟机构上；

上下两组三自由度推舟机构将舟推送至同步控制的上下炉管内，并退至右侧进舟原点位置；

上下两组三自由度推舟机构横移至左侧进舟原点位置，等待工艺完成出舟；

左侧上下两管工艺完成后，上下推舟机构取舟至原点位置，双层搬舟机械手运动至指定位置等待取舟；

左侧双层搬舟机械手取舟，并运送至缓存台冷却；

左侧上下两组三自由度推舟机构横移至右侧进舟原点位置，等待工艺完成出舟；

右侧上下两管工艺完成后，上下推舟机构取舟至原点位置，右侧双层搬舟机械手运动至指定位置等待取舟；

右侧双层搬舟机械手取舟，并运送至缓存台冷却；

左侧的舟1、舟2冷却完成后，双层搬舟机械手将舟1、2搬运至流线，先将下工位放置舟2在流线上运输至接驳台位置；

接驳台运送舟2至插片机处，双层搬舟机械手通过工位上下流转将舟1放置在流线上运出；

左侧插片机取舟2中硅片，舟2进行下一轮流转，接驳台运送舟1至插片机处，

左侧插片机取舟1中硅片，舟1进行下一轮流转。

可选的，所述三自由度推舟机构每层一个工位放置舟，上下两层为一组且同时驱动，设置推舟前初始位置为原点位，将舟推至管内极限位，所述双层搬舟机械手有上下两个工位放置舟且同时搬运两舟，所述双层搬舟机械手的上下工位可通过Z舟方向进行工位流转。

可选的，若一列自动化插片设备出现故障，停机宕机此列炉管，另一列炉管正常运行。

本申请第三方面提出一种应用于如第一方面任一所述装置的方法，炉管排布为单列多层时，包括：

接驳台分两次转运舟至流线；

所述流线分两次将舟运送至上下双层搬舟机械手处，

所述上下双层搬舟机械手通过工位流转分两次将舟搬至其上下工位后，再将舟搬运至上下同步推舟模组处，所述推舟模组将舟推入炉管。

本申请的有益效果：

本申请提出的装置通用与单列多层和双列多层炉管排布，在炉管排布为双列多层时，采用三自由度推舟机构，两列炉管处互相独立，提高设备稼动率，减少设备成本与体积，在炉管排布为单列多层时，通过上下两个炉管采用同一组射频电源系统、气体控制系统、真空系统、同时采用上下一体推舟机构，减少推舟机构零部件数量，减少设备成本，提高设备稼动率，增大维保空间。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请提出的一种双管同步控制的管式炉控制装置的示意图；

图2是本申请提出的炉管排布为双列多层一列处的单流程四炉上舟流程。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

如图1所示，本申请提出的装置包括真空系统、射频电源系统、气体控制系统与温控系统，温控系统控制一列上下两根炉管进行同时工艺，装置通用于单列多层和双列多层炉管排布；

如图1所示，各个模块以及对应的序号如下：

1-插片机,2-接驳台,3-流线，4-双层搬舟机械手，5-三自由度推舟机构。

其中，双列多层炉管排布的结构还包括插片机1、接驳台2、三自由度推舟机构5与双层搬舟机械手4；

单列多层炉管排布的结构还包括插片机1、接驳台2、上下一组同步推舟模组与双层搬舟机械手4。

本申请实施例中，首先对双列多层炉管排布具体说明，由于每列互相独立，如图2所示，单流程四炉上舟流程如下：

通过插片机1将硅片插入舟中，将左侧插片机1械手插满硅片的舟1搬运至净化台左侧流线；

流线启动，运送流线上的舟至双层搬舟机械手4处，接驳台2搬运右侧插片机1插好硅片的舟2，并准备放置在流线上；

左侧双层搬舟机械手4将舟1搬运至双层搬舟机械手4上工位，接驳台2将等待的舟2放置在左侧流线上输送至双侧搬舟机械手处；

左侧双层搬舟机械手4将舟2搬运至下工位，一组上下两个同步控制的三自由度推舟机构5运动至左侧上舟位置等待，接驳台2等待并搬运左侧插片机1插好片的舟3至净化台右侧流线处；

左侧双层搬舟机械手4将舟放置在三自由度推舟机构上，右侧流线启动，将舟3运送至右侧双层搬舟机械手4处，接驳台2搬运右侧插片机1插好片的舟4至净化台右侧流线处等待运输；

上下两组三自由度推舟机构将舟送至炉管中并退出左侧上舟位置等待，双层搬舟机械手4将舟3搬运至双层搬舟机械手4上工位，接驳台将舟4放置于右侧流线并输送至双层搬舟机械手4处；

上下两组三自由度推舟机构5横移至右侧推舟位置处等待，右侧双侧搬舟机械手将舟4搬运至搬舟下工位，准备上舟；

右侧双层搬舟机械手4将舟放置在上下两组三自由度推舟机构5上；

上下两组三自由度推舟机构5将舟推送至同步控制的上下炉管内，并退至右侧进舟原点位置；

上下两组三自由度推舟机构5横移至左侧进舟原点位置，等待工艺完成出舟；

左侧上下两管工艺完成后，上下推舟机构取舟至原点位置，双层搬舟机械手4运动至指定位置等待取舟；

左侧双层搬舟机械手4取舟，并运送至缓存台冷却；

左侧上下两组三自由度推舟机构5横移至右侧进舟原点位置，等待工艺完成出舟；

右侧上下两管工艺完成后，上下推舟机构取舟至原点位置，右侧双层搬舟机械手4运动至指定位置等待取舟；

右侧双层搬舟机械手4取舟，并运送至缓存台冷却；

左侧的舟1、舟2冷却完成后，双层搬舟机械手4将舟1、2搬运至流线，先将下工位放置舟2在流线上运输至接驳台2位置；

接驳台2运送舟2至插片机1处，双层搬舟机械手4通过工位上下流转将舟1放置在流线上运出；

左侧插片机1取舟2中硅片，舟2进行下一轮流转，接驳台2运送舟1至插片机1处；

左侧插片机1取舟1中硅片，舟1进行下一轮流转；

右侧将缓存好的舟运出的步骤与左侧的步骤一致。

其中，如图2所示，0表示该工位暂时无舟，1表示舟在该工位完成，等待进行下个工序。

本申请实施例中，三自由度推舟机构5每层一个工位放置舟，上下两层为一组且同时驱动，设置推舟前初始位置为原点位，将舟推至管内极限位，双层搬舟机械手4有上下两个工位放置舟且同时搬运两舟，双层搬舟机械手4的上下工位可通过Z舟方向进行工位流转。

本申请实施例中，若一列自动化插片设备出现故障，停机宕机此列炉管，另一列炉管正常运行。

另外，若一列自动化插片设备出现故障需要更换部件时，另一列的炉管需要停止运行。

本申请实施例中两侧炉管互相独立，采用三自由度推舟机构5能够提高推舟机构的稼动率；通过三自由度推舟机构5减少一组桨、直线模组和桨固定件，降低推舟机构成本；通过三自由度推舟机构5给石英管的维护保养留出空间，从而避免加长气源柜为石英管流出维护空间，大幅度缩短气源柜的长度，从而减小设备体积。

其次对单列多层炉管排布具体说明，本申请实施例中，单列多层炉管的具体工作流程为：

接驳台2分两次转运舟至流线；

流线分两次将舟运送至上下双层搬舟机械手4处，

上下双层搬舟机械手4通过工位流转分两次将舟搬至其上下工位后，再将舟搬运至上下同步推舟模组处，推舟模组将舟推入炉管。

本申请实施例中通过上下两个炉管采用同一组射频电源系统、气体控制系统、真空系统同时采用上下一体推舟机构，减少推舟机构零部件数量，同时一组上下推舟机构可以同时对应多个上下一组的炉管，有效减少设备成本；一组上下推舟机构可以同时对应多个上下一组的炉管，减少推舟机构的空置时间，提高稼动率；通过一组上下推舟机构对多组上下一组的炉管，当某一个炉管需要维保时，可以通过模组的上下运动留出保养维护的位置，增大维保空间。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本申请的保护范围内。