本发明涉及石英坩埚制备，具体为一种石英坩埚的制备方法。
背景技术：
1、公知的,石英坩埚作为拉制大直径单晶硅是一种必不可少的设备之一,目前的石英坩埚在1450度以下使用,大致分为透明和不透明两种。用电弧法制的半透明石英坩埚是拉制大直径单晶硅,发展大规模集成电路必不可少的基础材料。当今,世界半导体工业发达国家已用此坩埚取代了小的透明石英坩埚。他具有高纯度、耐温性强、尺寸大精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点。
2、国内常用拉制单晶硅用石英坩埚18英寸和20英寸也有厂家使用22及以上的坩埚。目前国内坩埚生产厂家生产的18和20英寸坩埚技术都比较成熟。其生产使用原料石英砂主要由美国进口。国内产的石英砂纯度都达不到其要求。其原料里杂质在生产时高温熔制过程中产生黑点气泡等对拉制单晶硅时其稳定性都有一定影响。
3、目前坩埚生产涂层技术已被大多数厂家使用就是在普通石英砂溶制的坩埚表面涂上一层高纯度石英砂使其形成致密层,其致密层能阻止单晶硅高温拉制过程中硅与石英坩埚反应提高成晶率。
4、现有技术中，公开号为cn102432189b的专利文件公开了一种石英坩埚钡涂层的喷涂设备，该发明保证了石英坩埚内表面的钡涂层涂层薄厚均匀,涂层粘贴牢靠；通过本发明对于石英坩埚的改良,有效地延长了石英坩埚的使用时间,经过测试延长时间达到十个小时以上,不仅提高了拉晶的成品率,而且使石英坩埚的强度得到增强,克服了石英坩埚热熔引起单晶硅的质量降低。
5、现有石英坩埚制备时，一方面不便于不实现石英坩埚制备后涂层的自动喷涂，另一方面石英坩埚制备时的实度较低毛刺率较高，基于此，本发明提供了一种石英坩埚的制备方法以解决上述背景技术中提出的问题。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种石英坩埚的制备方法来解决现有石英坩埚制备时，一方面不便于不实现石英坩埚制备后涂层的自动喷涂，另一方面石英坩埚制备时的实度较低毛刺率较高的问题。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种石英坩埚的制备方法，包括以下步骤：
3、ss01、布模，将外模具和内模具布设于石英坩埚的制备装置中，并使得外模具和内模具形成石英坩埚的成型模腔；
4、ss02、注料，ss01步骤后，向成型模腔中注入定量的石英砂料，石英砂料注入后，使得成型模腔的内部维持为设定真空度；
5、ss03、熔制成型，ss02步骤后，石英坩埚的制备装置对成型模腔内的石英砂料熔制成型，熔制成型后，继而制得石英坩埚原始体；
6、ss04、喷涂，在石英坩埚原始体的内壁均匀喷涂钡涂层，继而制得一种石英坩埚；
7、所述石英坩埚的制备装置包括机架，所述机架上转动连接有通过第一电机驱动的导动轴杆，所述机架上安装有第一丝杆升降模块，所述第一丝杆升降模块上传动连接有升降台，所述升降台的表面安装有通过导动轴杆驱动的导振模组，所述导振模组上传动连接有外筒体，所述外筒体的内壁转动连接有通过导动轴杆驱动的外模具，所述外模具的底部安装有顶料机构，所述机架上安装有电动旋转台，所述电动旋转台上安装有旋框，所述旋框上安装有第二丝杆升降模块，所述第二丝杆升降模块上传动连接有升降架，所述升降架上分别安装有内模部件和下料及喷涂部件。
8、本发明的有益效果是：
9、1、本发明中石英坩埚熔制时，内模具和外模具反向旋动，且旋动时，内模具和外模具的旋速相异，通过内模具和外模具的旋向相反旋速相异设置，从而有效提高石英坩埚熔制时的内外壁规整度，并提高石英坩埚熔制后的内外壁圆度，且通过内模具和外模具的旋向相反旋速相异设置，能够有效降低高石英坩埚熔制时及熔制后的毛刺率和毛刺度。
10、2、本发明中石英坩埚熔制成型时，导动轴杆恒速输出转速，导动轴杆输出转速后，振架在设定行程内上下往复移动，振架在设定行程内上下往复移动后，继而驱动外筒体和内筒体在设定行程内往复激振，且外筒体和内筒体在设定行程内往复激振后，从而对成型模腔内的石英砂原料进行振实，通过振实，以有效降低石英砂料熔制时的密实度并降低石英砂料熔制时的气泡率，通过上述技术效果的实现，以有效提高石英砂锅的制备成型效果并降低石英砂锅的瑕疵率。
11、3、本发明中，当石英坩埚熔制完毕后，升降台充分下移，升降台下移后，下顶座作用于上顶座，继而将成型模腔内的石英坩埚向上顶起，石英坩埚被顶起后，喷涂组件在石英坩埚的内壁进行钡涂层的喷涂，喷涂完毕后，下料及喷涂部件由石英坩埚的内壁对石英坩埚进行夹持，继而可完成成型后石英坩埚的快速下料。
12、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13、进一步，所述内模部件包括盖体，所述盖体的顶面固定安装有一组t形导杆a，每个所述t形导杆a均与升降架滑动连接，每个所述t形导杆a上且对应升降架两侧的位置均套设有限位弹簧，所述盖体上固定安装有内筒体，所述外筒体和内筒体的内部均安装有电热丝，所述内筒体上转动连接有内模具，所述内模具与外模具之间设有成型模腔，所述盖体的表面安装有第二电机，所述第二电机的输出轴端通过皮带与内模具传动连接，所述盖体上安装有辅助组件。
14、采用上述进一步方案的有益效果是，石英坩埚熔制时，内模具和外模具反向旋动，且旋动时，内模具和外模具的旋速相异，通过内模具和外模具的旋向相反旋速相异设置，从而有效提高石英坩埚熔制时的内外壁规整度，并提高石英坩埚熔制后的内外壁圆度，且通过内模具和外模具的旋向相反旋速相异设置，能够有效降低高石英坩埚熔制时及熔制后的毛刺率和毛刺度；
15、熔制时，外模具和内模具内的电热丝将成型模腔内的石英砂料提高至设定温度，继而实现石英砂料的熔融成型。
16、进一步，所述辅助组件包括安装于盖体顶面的真空泵，所述盖体上固定连通有真空发生管，所述真空泵的真空发生端口与真空发生管固定连通，所述真空发生管上固定安装有气压探头，所述盖体上固定连通有与成型模腔配合的注料阀，所述内筒体的轴线位置固定开设有散热腔，所述内筒体的顶面固定安装有与散热腔连通的通风阀，所述散热腔的内壁固定安装有轴流散热风机，所述旋框上安装有单片机，所述气压探头的数据端与单片机数据连接。
17、采用上述进一步方案的有益效果是，熔制作业前，通过注料阀的设置，从而向成型模腔的内部注入足量的石英砂原料，定量的石英砂原料注入后，通过真空泵的设置，使得成型模腔的内部维持为设定真空度。
18、当成型模腔的内部维持为设定真空度后，继而可进行石英砂原料的熔制作业；
19、石英坩埚熔制形成后，首先进行自然冷却，自然冷却设定时间后，通风阀开启，通风阀开启后，轴流散热风机向上出风，继而加快石英坩埚的自然冷却；
20、熔制时，通风阀呈关闭状态；
21、进一步，所述导振模组包括与外筒体固定连接的振架，所述振架的内壁转动连接有通过导动轴杆驱动的下轴套，所述下轴套通过链条与外模具传动连接，所述升降台上转动连接有上轴套和侧轴，所述导动轴杆上且对应下轴套和上轴套之间的位置套设有复位弹簧，所述上轴套通过导动轴杆驱动，所述上轴套和侧轴上均安装有差速锥齿，两个所述差速锥齿相互啮合，所述侧轴上固定安装有半面齿轮，所述振架上固定安装有与半面齿轮传动连接的联动齿板，所述振架上固定安装有t形导杆b，所述t形导杆b与升降台滑动连接。
22、采用上述进一步方案的有益效果是，石英坩埚熔制成型时，导动轴杆恒速输出转速，导动轴杆输出转速后，振架在设定行程内上下往复移动，振架在设定行程内上下往复移动后，继而驱动外筒体和内筒体在设定行程内往复激振；
23、且外筒体和内筒体在设定行程内往复激振后，从而对成型模腔内的石英砂原料进行振实，通过振实，以有效降低石英砂料熔制时的密实度并降低石英砂料熔制时的气泡率，通过上述技术效果的实现，以有效提高石英砂锅的制备成型效果并降低石英砂锅的瑕疵率。
24、进一步，所述下轴套和上轴套的内部均开设有两端开口且与导动轴杆滑动连接的轴槽，所述轴槽和导动轴杆的横截面均为正多边形，所述外模具的底面固定安装有与链条传动连接的从动轴。
25、通过轴槽和导动轴杆的正多边形横截面设置，从而使得外模具能够在升降的过程中被导动轴杆持续驱动；
26、进一步，所述导振模组还包括固定于升降架上的导向架，所述导向架上开设有两个限位导槽，所述外筒体上且对应每个限位导槽的位置均设有与限位导槽滑动连接的导向条。
27、进一步，所述顶料机构包括开设于外模具内底部的密封槽，所述密封槽上设有顶料盘，所述顶料盘的底面固定安装有顶轴，所述从动轴上固定开设有底端开口且与顶轴联动的导槽，所述导槽和顶轴的横截面均为正多边形，所述顶轴的底端转动连接有上顶座，所述顶轴上且对应上顶座与从动轴之间的位置套设有抗压弹簧，所述机架上且对应上顶座正下方的位置安装有与上顶座配合的下顶座。
28、采用上述进一步方案的有益效果是，当石英坩埚熔制完毕后，升降台充分下移，升降台下移后，下顶座作用于上顶座，继而将成型模腔内的石英坩埚向上顶起，石英坩埚被顶起后，喷涂组件在石英坩埚的内壁进行钡涂层的喷涂，喷涂完毕后，下料及喷涂部件由石英坩埚的内壁对石英坩埚进行夹持，继而可完成成型后石英坩埚的快速下料。
29、进一步，所述下料及喷涂部件包括与升降架固定连接的下料板，所述下料板上滑动连接有一组呈圆周阵列分布的下料夹钳，所述下料板上设有传动压板，所述传动压板与每个下料夹钳之间的位置均铰接有连杆，所述传动压板与下料板之间安装有夹持推杆，所述下料板上设有喷涂组件。
30、进一步，所述喷涂组件包括固定于下料板上的喷涂环管，所述喷涂环管上安装有一组呈圆周阵列分布的喷头，所述下料板上安装有漆箱，所述漆箱的内部设有漆泵，所述漆泵的出漆端口通过管道与喷涂环管的内腔连通。
31、采用上述进一步方案的有益效果是，使用时，漆箱的内部存储有足量的钡涂料，继而可进行钡涂层的喷涂制备。
32、进一步，所述喷涂环管的轴线与盖体轴线的夹角为90°。
1.一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述内模部件包括盖体(12)，所述盖体(12)的顶面固定安装有一组t形导杆a(13)，每个所述t形导杆a(13)均与升降架(11)滑动连接，每个所述t形导杆a(13)上且对应升降架(11)两侧的位置均套设有限位弹簧(14)，所述盖体(12)上固定安装有内筒体(15)，所述外筒体(6)和内筒体(15)的内部均安装有电热丝(16)，所述内筒体(15)上转动连接有内模具(17)，所述内模具(17)与外模具(7)之间设有成型模腔，所述盖体(12)的表面安装有第二电机(18)，所述第二电机(18)的输出轴端通过皮带与内模具(17)传动连接，所述盖体(12)上安装有辅助组件。
3.根据权利要求2所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述辅助组件包括安装于盖体(12)顶面的真空泵(19)，所述盖体(12)上固定连通有真空发生管(20)，所述真空泵(19)的真空发生端口与真空发生管(20)固定连通，所述真空发生管(20)上固定安装有气压探头(21)，所述盖体(12)上固定连通有与成型模腔配合的注料阀(22)，所述内筒体(15)的轴线位置固定开设有散热腔(23)，所述内筒体(15)的顶面固定安装有与散热腔(23)连通的通风阀(24)，所述散热腔(23)的内壁固定安装有轴流散热风机(26)，所述旋框(9)上安装有单片机(27)，所述气压探头(21)的数据端与单片机(27)数据连接。
4.根据权利要求3所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述导振模组包括与外筒体(6)固定连接的振架(28)，所述振架(28)的内壁转动连接有通过导动轴杆(3)驱动的下轴套(29)，所述下轴套(29)通过链条与外模具(7)传动连接，所述升降台(5)上转动连接有上轴套(30)和侧轴(31)，所述导动轴杆(3)上且对应下轴套(29)和上轴套(30)之间的位置套设有复位弹簧(32)，所述上轴套(30)通过导动轴杆(3)驱动，所述上轴套(30)和侧轴(31)上均安装有差速锥齿，两个所述差速锥齿相互啮合，所述侧轴(31)上固定安装有半面齿轮(33)，所述振架(28)上固定安装有与半面齿轮(33)传动连接的联动齿板(34)，所述振架(28)上固定安装有t形导杆b(35)，所述t形导杆b(35)与升降台(5)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述下轴套(29)和上轴套(30)的内部均开设有两端开口且与导动轴杆(3)滑动连接的轴槽，所述轴槽和导动轴杆(3)的横截面均为正多边形，所述外模具(7)的底面固定安装有与链条传动连接的从动轴(36)。
6.根据权利要求5所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述导振模组还包括固定于升降架(11)上的导向架(37)，所述导向架(37)上开设有两个限位导槽，所述外筒体(6)上且对应每个限位导槽的位置均设有与限位导槽滑动连接的导向条。
7.根据权利要求6所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述顶料机构包括开设于外模具(7)内底部的密封槽，所述密封槽上设有顶料盘(38)，所述顶料盘(38)的底面固定安装有顶轴(39)，所述从动轴(36)上固定开设有底端开口且与顶轴(39)联动的导槽，所述导槽和顶轴(39)的横截面均为正多边形，所述顶轴(39)的底端转动连接有上顶座(40)，所述顶轴(39)上且对应上顶座(40)与从动轴(36)之间的位置套设有抗压弹簧(41)，所述机架(1)上且对应上顶座(40)正下方的位置安装有与上顶座(40)配合的下顶座(42)。
8.根据权利要求7所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述下料及喷涂部件包括与升降架(11)固定连接的下料板(43)，所述下料板(43)上滑动连接有一组呈圆周阵列分布的下料夹钳(44)，所述下料板(43)上设有传动压板(45)，所述传动压板(45)与每个下料夹钳(44)之间的位置均铰接有连杆(46)，所述传动压板(45)与下料板(43)之间安装有夹持推杆(47)，所述下料板(43)上设有喷涂组件。
9.根据权利要求8所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述喷涂组件包括固定于下料板(43)上的喷涂环管(48)，所述喷涂环管(48)上安装有一组呈圆周阵列分布的喷头，所述下料板(43)上安装有漆箱(25)，所述漆箱(25)的内部设有漆泵，所述漆泵的出漆端口通过管道与喷涂环管(48)的内腔连通。
10.根据权利要求9所述的一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，所述喷涂环管(48)的轴线与盖体(12)轴线的夹角为90°。
