晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置及其控制方法制造方法及图纸

本申请提供一种晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置及其控制方法，其中预对中装置包括：具有承载面的基座本体；承载面上可转动地设有坩埚驱动轴，第一轴线的方向为第一方向；坩埚驱动轴的顶端同轴设有透光结构；籽晶直拉杆，籽晶直拉杆沿所述第一方向具有第一端和第二端，靠近第一端侧设有旋转平台，籽晶直拉杆可转动地设于旋转平台，旋转平台的一端通过驱动机构与支架本体的顶端连接；第二端为半球形；激光组件设于第二端的最底端，用于向透光结构发射激光，激光在透光结构上形成激光点；摄像组件设于坩埚驱动轴内靠近透光结构端，用于获取具有激光点的透光结构的图像信息；当判断激光点不在透光结构的中心时，驱动籽晶直拉杆移动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置及其控制方法


[0001]本申请涉及晶体生长
，具体涉及一种晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]直拉式单晶炉是生产太阳能电池用单晶硅和集成电路及单晶硅的主要设备，随着太阳能电池硅材料的尺寸越来越大，以及集成电路对单晶材料的品质要求越来越高，与之相对应的单晶生长设备的自动化程度和长期使用的稳定性提出了更高的要求。在晶体生长过程中，坩埚居中地固定至坩埚旋转基座，籽晶居中地固定至籽晶旋转杆，坩埚以及容纳在坩埚中的多晶硅材料会随着坩埚旋转基座一起旋转，籽晶会随籽晶杆一起沿与坩埚旋转相反的方向旋转。为了确保单晶硅棒的生长质量，对籽晶中心度的要求很高，也就是说籽晶在旋转过程中应始终处于坩埚的中心，否则会在引晶的过程中会导致生长界面不均匀，会造成后期生长的单晶硅棒的质量下降，甚至造成长晶的失败，因此，直拉法形成单晶硅棒的关键步骤之一是保证坩埚旋转基座的旋转轴与籽晶旋转杆的旋转轴同轴，已确保拉晶阶段籽晶在旋转或位移过程中始终处于坩埚中心。
[0003]目前拉晶炉仅在最初阶段对籽晶旋转杆和坩埚旋转基座进行轴线对位调整，采用的方法是用铅锤连接在籽晶杆上，以铅锤为标准，通过测量铅锤尖部与坩埚内壁之间的距离来调整坩埚位置来保证籽晶杆与坩埚同心；还有一种方法是利用激光投射在坩埚轴上，通过人眼观察激光是否在坩埚轴的中心来判断坩埚和籽晶杆是否同心；以上的方案只能进行粗略的评估和调整，误差较大。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置及其控制方法。
[0005]第一方面，本申请提出一种晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置，包括：基座本体，所述基座本体具有承载面；坩埚驱动轴，所述坩埚驱动轴沿第一轴线可转动地设于所述承载面，所述第一轴线的方向为第一方向；所述坩埚驱动轴的顶端同轴设有透光结构；支架本体，所述支架本体设于所述承载面上，所述支架本体的延伸方向平行于所述第一方向；籽晶直拉杆，所述籽晶直拉杆具有第一端和第二端，靠近所述第一端侧设有旋转平台，所述籽晶直拉杆可转动地设于所述旋转平台，所述旋转平台的一端通过驱动机构与所述支架本体的顶端连接；所述第二端为半球形；激光组件，所述激光组件设于所述第二端的最底端，所述激光组件用于向所述透光结构发射激光，激光束的方向为平行于所述第一方向，激光在所述透光结构上形成激光点；
摄像组件，所述摄像组件设于所述坩埚驱动轴内靠近所述透光结构端，所述摄像组件用于获取具有激光点的所述透光结构的图像信息；控制组件，所述控制组件与所述摄像组件连接，用于判断所述激光点是否与所述透光结构的中心点重合；当判断所述激光点和所述中心点不重合时，所述驱动机构驱动所述籽晶直拉杆沿第二方向或第三方向移动，所述第二方向和所述第三方向垂直，且均与所述第一方向垂直。
[0006]根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：翻转组件，所述翻转组件设于所述坩埚驱动轴靠近所述透光结构端，所述翻转组件具有第一面和第二面，所述第一面用于安装所述摄像组件，所述第二面用于安装测距组件；第五驱动组件，所述第五驱动组件和所述翻转组件连接，用于驱动所述翻转组件翻转至所述摄像组件或所述测距组件位于所述第一轴线上，且朝向所述透光结构。
[0007]根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动机构包括：第一驱动组件，所述第一驱动组件包括设于所述支架本体顶面的第一安装板，所述第一安装板的延伸方向为所述第二方向，所述安装板上沿所述第二方向设置有两个所述第一支架，两个所述第一支架之间可转动地设置有丝杆副，所述丝杆副上可滑动地设有第一滑块；第二驱动组件，所述第二驱动组件一端与所述第一滑块连接，另一端与所述旋转平台连接，所述第二驱动组件可沿所述第三方向伸缩。
[0008]根据本申请实施例提供的技术方案，所述承载面上设有圆形的第一凹槽，所述第一凹槽内壁通过轴承连接有转动板，坩埚的底端同轴安装于所述转动板上；所述坩埚驱动轴穿过所述承载面和所述转动板与所述坩埚同轴设置，所述坩埚驱动轴与所述转动板固定连接，与所述承载面可转动连接；根据本申请实施例提供的技术方案，所述承载面上设有圆形的第一凹槽，所述第一凹槽内壁通过轴承连接有转动板，坩埚的底端同轴安装于所述转动板上；所述坩埚驱动轴穿过所述承载面和所述转动板与所述坩埚同轴设置，所述坩埚驱动轴与所述转动板固定连接，与所述承载面可转动连接。
[0009]根据本申请实施例提供的技术方案，所述坩埚驱动轴远离所述透光结构端连接有第三驱动组件，所述第三驱动组件设于所述基座本体的底部，所述第三驱动组件用于驱动所述坩埚驱动轴带动所述坩埚转动。
[0010]根据本申请实施例提供的技术方案，所述支架本体的顶面设有第四驱动组件，所述第四驱动组件用于带动所述籽晶直拉杆沿平行于所述第一方向的方向移动。
[0011]第二方面，本申请提出一种如上所述的晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置的控制方法，包括如下步骤：向所述透光结构发射激光，激光在所述透光结构上形成有激光点；获取第一图像信息，所述第一图像信息通过所述摄像组件拍摄所述透光结构得到；将所述第一图像信息输入至第一识别模型，得到两个识别结果：第一识别结果和第二识别结果，所述第一识别结果为所述激光点与所述透光结构的中心点重合，所述第二
识别结果为所述激光点与所述透光结构的所述中心点不重合；判断所述识别结果为第一识别结果时，判定所述籽晶直拉杆和所述坩埚驱动轴同轴设置；判断所述识别结果为所述第二识别结果时，设定预设时间间隔；驱动所述籽晶直拉杆沿所述第三方向移动，并在移动过程中按所述预设时间间隔获取第一距离序列，所述第一距离序列包括多个第一距离，所述第一距离为所述测距组件与所述籽晶直拉杆的所述第二端的距离；获取第一最小点，并沿所述第三方向驱动所述籽晶直拉杆移动至获取所述第一最小点的位置处，所述第一最小点为所述第一距离序列中的最小值；驱动所述籽晶直拉杆沿所述第二方向移动，并在移动过程中按所述预设时间间隔获得第二距离序列，所述第二距离序列包括多个第二距离，所述第二距离为所述测距组件与所述籽晶直拉杆的所述第二端的距离；获得第二最小点，并沿所述第二方向驱动所述籽晶直拉杆移动至获取所述第二最小点的位置处，所述第二最小点为所述第二距离序列中的最小值。
[0012]第三方面，本申请提出一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述的晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置的控制方法的步骤。
[0013]第四方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上所述的晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置的控制方法的步骤。
[0014]综上所述，本申请提出一种晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置，通过在基座本体上可转动地设置坩埚驱动轴，坩埚驱动轴顶面设有透光结构；基座本体上设有支架本体，支架本体顶面通过驱动机构连接有旋转平台，旋转平台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置，其特征在于，包括：基座本体（1），所述基座本体（1）具有承载面（11）；坩埚驱动轴（2），所述坩埚驱动轴（2）沿第一轴线可转动地设于所述承载面（11），所述第一轴线的方向为第一方向；所述坩埚驱动轴（2）的顶端同轴设有透光结构（21）；支架本体（3），所述支架本体（3）设于所述承载面（11）上，所述支架本体（3）的延伸方向平行于所述第一方向；籽晶直拉杆（4），所述籽晶直拉杆（4）具有第一端（41）和第二端（42），靠近所述第一端（41）侧设有旋转平台（7），所述籽晶直拉杆（4）可转动地设于所述旋转平台（7），所述旋转平台（7）的一端通过驱动机构（6）与所述支架本体（3）的顶端连接；所述第二端（42）为半球形；激光组件（5），所述激光组件（5）设于所述第二端（42）的最底端，所述激光组件（5）用于向所述透光结构（21）发射激光，激光束的方向平行于所述第一方向，激光在所述透光结构（21）上形成激光点（51）；摄像组件（22），所述摄像组件（22）设于所述坩埚驱动轴（2）内靠近所述透光结构（21）端，所述摄像组件（22）用于获取具有激光点（51）的所述透光结构（21）的图像信息；控制组件，所述控制组件与所述摄像组件连接，用于判断所述激光点（51）是否与所述透光结构（21）的中心点（211）重合；当判断所述激光点（51）和所述中心点（211）不重合时，所述驱动机构（6）驱动所述籽晶直拉杆（4）沿第二方向或第三方向移动，所述第二方向和所述第三方向垂直，且均与所述第一方向垂直。2.根据权利要求1所述的晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置，其特征在于，还包括：翻转组件（23），所述翻转组件（23）设于所述坩埚驱动轴（2）靠近所述透光结构（21）端，所述翻转组件（23）具有第一面和第二面，所述第一面用于安装所述摄像组件（22），所述第二面用于安装测距组件（24）；第五驱动组件（25），所述第五驱动组件（25）和所述翻转组件（23）连接，用于驱动所述翻转组件（23）翻转至所述摄像组件（22）或所述测距组件（24）位于所述第一轴线上，且朝向所述透光结构（21）。3.根据权利要求2所述的晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置，其特征在于，所述驱动机构（6）包括：第一驱动组件（61），所述第一驱动组件（61）包括设于所述支架本体（3）顶面的第一安装板，所述第一安装板的延伸方向为所述第二方向，所述安装板上沿所述第二方向设置有两个所述第一支架，两个所述第一支架之间可转动地设置有丝杆副，所述丝杆副上可滑动地设有第一滑块；第二驱动组件（62），所述第二驱动组件（62）一端与所述第一滑块连接，另一端与所述旋转平台（7）连接，所述第二驱动组件（62）可沿所述第三方向伸缩。4.根据权利要求1所述的晶体生长炉坩埚驱动轴预对中装置，其特征在于：所述承载面（11）上设有圆形的第一凹槽，所述第一凹槽内壁通过轴承连接有转动板，坩埚（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李端科，张奇，李浩毅，李再兴，
申请(专利权)人：中能兴盛香河机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：