專利名稱:一種帶有二次加料裝置的直拉法單晶制備爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶有二次加料裝置的直拉法單晶制備爐，包括爐體，爐體內(nèi)表面附著安裝有加熱線圈，中央處設(shè)有石英坩堝，其中，爐體上端開(kāi)有進(jìn)料口，于該進(jìn)料口處懸停有二次加料裝置，所述的二次加料裝置包括，抱箍、升降鋼纜，升降鋼纜一端連接到用以吊起板料的鉬桿，鉬桿上安裝有用以?shī)A持原生多晶的抱箍，使用鉬桿吊裝板料、頭尾料，免除將大塊板料敲擊粉碎成小塊的步驟，不會(huì)產(chǎn)生硅塵，也無(wú)大量飛濺，提高了材料利用率也避免損傷操作人員健康，使用抱箍可以?shī)A持原生多晶,鉬桿、抱箍協(xié)同工作，增加物料增添量，大大提高加料效率，帶有二次加料裝置的單晶爐，設(shè)備一體化程度更高具有極廣的普適性。
【專利說(shuō)明】一種帶有二次加料裝置的直拉法單晶制備爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本裝置屬于一種用于單晶制備裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有二次加料裝置的直拉法單晶制備爐。

【背景技術(shù)】
[0002]在多晶硅的制作中，首先需將籽晶固定到單晶爐內(nèi)設(shè)有的纜車機(jī)構(gòu)上，控制纜車機(jī)構(gòu)將籽晶插入帶有熔體的坩堝中，待籽晶與熔體充分熔接后慢慢向上提拉籽晶，硅體便在籽晶下端生長(zhǎng)，在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中籽晶與坩堝一直相對(duì)旋轉(zhuǎn)且旋向相反，硅晶棒成型后為不規(guī)則圓柱形，上下端為錐形。
[0003]在實(shí)際使用中硅晶體必須為固定形狀，例如圓形切片或方形切面，這就使得生產(chǎn)出來(lái)的硅晶棒必須重塑外形，即進(jìn)行:切斷、開(kāi)方，這個(gè)過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生頭部(俗稱肩料)、板材料、尾料三部分邊角料，此三部分邊角料在清洗合格后可作為原材料繼續(xù)進(jìn)行回熔處理。
[0004]由于石英堝成本在直拉單晶系統(tǒng)中占據(jù)很大的份額，受限于成本的約束，為了提高產(chǎn)能效率，各公司一般采用連續(xù)加料工藝即二次加料的方法，現(xiàn)有的二次加料方法所使用的加料裝置一般利用吊具連接直徑為20_的石英桶，石英桶底端開(kāi)有出料口，出料口部分設(shè)有擋料板，通過(guò)一連桿連接到擋料板控制石英桶卸料，石英桶中裝填有小塊硅料，深入鍋爐一定距離后利用連桿以擺動(dòng)擋料板，控制石英桶將硅料傾卸進(jìn)坩堝以完成加料。
[0005]于2012年02月22日專利號(hào)為:201120270321.5的中國(guó)專利，公開(kāi)了一種“直拉法單晶硅制備中具有二次投料裝置的單晶爐”其提出:投料裝置包括投料桶和升降投料桶的升降裝置，爐蓋上部與坩堝相對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)有供投料桶進(jìn)出的進(jìn)料口和相應(yīng)的密封蓋；投料桶的底部具有卸料口和相應(yīng)的卸料板，所述的卸料板上連接有連桿，并通過(guò)連桿的上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和開(kāi)啟。
[0006]如此存在的問(wèn)題為:1、石英制品較多時(shí)，連桿與卸料板產(chǎn)生面內(nèi)應(yīng)力易造成石英桶損壞；2、硅料處理成本較高，將大塊板料通過(guò)人工敲擊粉碎成小塊，需消耗大量的人力成本；3、在將大塊板料敲擊粉碎成小塊時(shí)產(chǎn)生大量硅塵，影響操作人員身體健康；4、在將板料敲擊粉碎成小塊的過(guò)程中伴隨著大量飛濺，造成材料浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為解決上述問(wèn)題，提出的解決方案為:提供一種帶有二次加料裝置的直拉法單晶制備爐，其包括，爐體，爐體內(nèi)表面附著安裝有加熱線圈，中央處設(shè)有石英坩堝，其中，爐體上端開(kāi)有進(jìn)料口，于該進(jìn)料口處懸停有二次加料裝置；所述的二次加料裝置包括，抱箍、升降鋼纜，升降鋼纜一端連接到配重柱，配重柱下端設(shè)有連接柱，連接柱下表面中心開(kāi)有螺孔，對(duì)應(yīng)的，所述的門形連桿上表面中心處亦開(kāi)有螺孔，連接柱與門形連桿通過(guò)螺釘相連接，□形連桿兩個(gè)支腳處都連接有吊板；每個(gè)吊板下端皆開(kāi)有螺孔，所述的抱箍?jī)蓚?cè)設(shè)有連接塊，連接塊上開(kāi)有插孔，由一根鑰桿穿過(guò)所述的螺孔、及所述的插孔，以將吊板與抱箍連接為一體。
[0008]進(jìn)一步的，所述的鑰桿開(kāi)有兩段螺紋，且相連接后吊板的螺孔剛好可以嚙合在兩段螺紋中央。
[0009]帶來(lái)的有益效果為:
[0010]使用二次加料裝置進(jìn)行二次加料，其中使用鑰桿吊裝板料、頭尾料，免除將大塊板料敲擊粉碎成小塊的步驟，不會(huì)產(chǎn)生硅塵，也無(wú)大量飛濺，提高了材料利用率也避免損傷操作人員健康。
[0011]使用抱箍可以?shī)A持原生多晶，使得設(shè)備不僅僅可以添加板、頭、肩料等加工剩余料，鑰桿、抱箍協(xié)同工作，增加物料增添量，大大提高加料效率。
[0012]使用配重柱作為重錘，保證二次加料裝置與坩堝高度同心，其下端設(shè)有的連接柱于門形連桿形成開(kāi)放式的連接結(jié)構(gòu)，根據(jù)需求可進(jìn)行拆卸亦可添加多個(gè)門形連桿，以連接多個(gè)吊板增加鑰桿數(shù)，進(jìn)一步提升加料量。
[0013]鑰桿上開(kāi)有兩段螺紋與吊板的螺孔相對(duì)應(yīng)，保證鑰桿位置穩(wěn)定，不會(huì)來(lái)回竄動(dòng)提升添料過(guò)程的平穩(wěn)性。
[0014]本裝置在單晶爐上增添有二次加料裝置，且簡(jiǎn)化二次加料裝置結(jié)構(gòu)更加適宜在單晶爐安裝，使用的新式結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生面內(nèi)應(yīng)力，更加耐用，單晶爐匹配加熱線圈加熱坩堝，設(shè)備一體化程度更高具有極廣的普適性。

【附圖說(shuō)明】

[0015]圖1為本裝置正視結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖2為本裝置剖面軸視圖
[0017]圖3為圖2所示A標(biāo)記處(二次投放裝置結(jié)構(gòu)示意圖)

【具體實(shí)施方式】
[0018]本裝置包括，升降鋼纜1，配重柱2、門形連桿3、吊板4、鑰桿5、抱箍6、加熱線圈7、石英坩堝8、爐體9。
[0019]其中，
[0020]配重柱2下還設(shè)有連接柱2a ；
[0021]鑰桿5上開(kāi)有螺紋5a。
[0022]如圖1、2所示，爐體9作為殼體，其底面連接到基座，基座通過(guò)某些連接部件固定在地面上，使得基座與地面連接為一體以保證爐體加熱系統(tǒng)整體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，爐體9的爐腔內(nèi)表面附著有加熱線圈7，中心處設(shè)有石英坩堝8，加熱線圈7包圍石英坩堝8，石英坩堝8下表面連接到爐體9底部設(shè)有的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)起到支撐并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的作用，爐體9還開(kāi)有豁口連接到抽真空裝置及氣體充入裝置，爐體9與石英坩堝8的開(kāi)口所對(duì)應(yīng)的開(kāi)有進(jìn)料口 9a，于該進(jìn)料口 9a處垂吊有二次加料裝置。
[0023]結(jié)合圖2、3所示，二次加料加料裝置包括，升降鋼纜1，升降鋼纜I上端連接到纜車機(jī)構(gòu)，纜車機(jī)構(gòu)設(shè)置在爐體9上端與爐口 9a相對(duì)，封上爐蓋后纜車機(jī)構(gòu)處于單晶爐爐體內(nèi)部，下端連接一配重柱2，配重柱2為圓柱形，其直徑小于進(jìn)料口 9a直徑，配重柱2下端中心處設(shè)有連接柱2a，連接柱2a直徑小于配重柱2，連接柱2a下表面中心開(kāi)有螺孔，門形連桿3結(jié)構(gòu)為“門”形，其于上表面與連接柱直徑相等且于中心處亦開(kāi)有螺孔，連接柱2a與門形連桿3的螺孔相對(duì)擰入螺釘，以將門形連桿3固定在連接柱2a下端，門形連桿3下端每個(gè)支腳處都通過(guò)螺栓連接有一吊板4，每個(gè)吊板4下端皆開(kāi)有螺孔，對(duì)應(yīng)的，鑰桿5上開(kāi)有兩段螺紋5a，兩段螺紋之間的距離不小于門形連桿3的開(kāi)口長(zhǎng)度，抱箍6兩側(cè)設(shè)有向上的連接塊，每個(gè)連接塊上開(kāi)有插孔，所述的鑰桿5穿過(guò)連接塊上開(kāi)有的插孔、吊板4下端開(kāi)有的螺孔，以將吊板4與抱箍6連接起來(lái)，形成連接結(jié)構(gòu)，且吊板4開(kāi)有的螺孔剛好可以嚙合在鑰桿5開(kāi)有的兩段螺紋中央位置。所述的抱箍6為四合抱箍。
[0024]如圖2、3所示，二次加料裝置通過(guò)升降鋼纜I設(shè)置于爐體9正上方，坩堝8內(nèi)盛有粉碎后的物料，單晶爐氣動(dòng)后坩堝8在加熱線圈7作用下開(kāi)始升溫，因物料粉碎后為非均勻狀，各個(gè)物料之間有縫隙，在加熱變?yōu)橐后w后縫隙消失會(huì)使得液體遠(yuǎn)低于坩堝8上表面，此時(shí)為節(jié)約成本及增加單晶硅成型后質(zhì)量，可以進(jìn)行二次加料，將開(kāi)有插孔的板料(開(kāi)方后剩余邊角料)懸掛于鑰桿5兩側(cè)，抱箍6中卡入原生多晶(多晶棒料)，啟動(dòng)纜車機(jī)構(gòu)下降二次加料裝置，二次加料裝置穿過(guò)爐口 9a將原生多晶、板料逐漸下降到石英坩堝8盛有的熔體內(nèi)，物料在下降過(guò)程中逐漸溶于熔體，待加量足夠后，通過(guò)纜車機(jī)構(gòu)將物料提起，取下剩余物料待下次使用，安裝籽晶后關(guān)閉爐蓋，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)降下籽晶，籽晶與坩堝反向旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中硅體便在籽晶下端生長(zhǎng)。
[0025]待硅體生長(zhǎng)完畢后，打開(kāi)爐蓋取出硅體，再次使用二次加料裝置將未用完的物料繼續(xù)回爐處理進(jìn)行連續(xù)性加料，不必拆開(kāi)爐體9取下坩堝8，加料完畢后安裝籽晶繼續(xù)生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有二次加料裝置的直拉法單晶制備爐，其特征在于，包括爐體(9)，爐體(9)內(nèi)安裝有加熱線圈(7)和石英坩堝(8)，其中，爐體(9)上端開(kāi)有進(jìn)料口(9a)，于該進(jìn)料口(9a)處懸停有二次加料裝置；所述的二次加料裝置包括抱箍(6)和升降鋼纜(I)，升降鋼纜(I) 一端連接到配重柱(2)，配重柱(2)下端設(shè)有連接柱(2a)，連接柱(2a)下表面中心開(kāi)有螺孔，對(duì)應(yīng)的，門形連桿(3)上表面中心處亦開(kāi)有螺孔，連接柱(2a)與門形連桿(3)通過(guò)螺釘相連接，門形連桿(3)兩個(gè)支腳處都連接有吊板(4);每個(gè)吊板(4)下端皆開(kāi)有螺孔，所述的抱箍(6)兩側(cè)設(shè)有連接塊，連接塊上開(kāi)有插孔，由一根鑰桿(5)穿過(guò)所述的螺孔、及所述的插孔，以將吊板(4)與抱箍(6)連接為一體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有二次加料裝置的直拉法單晶制備爐，其特征在于:所述的鑰桿(5)開(kāi)有兩段螺紋(5a)，且相連接后吊板(4)的螺孔剛好可以嚙合在兩段螺紋(5a)中央。
【文檔編號(hào)】C30B15-00GK204265883SQ201420683647
【發(fā)明者】閆廣寧, 王怡然, 張浩強(qiáng), 張鵬 [申請(qǐng)人]寧晉松宮電子材料有限公司