一种新型坩埚托杆及单晶炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型坩埚托杆及单晶炉，涉及单晶硅生产设备技术领域。本实用新型专利技术包括承托部以及托杆部，承托部采用第一销钉与第一拼接体固定连接后经磨削形成的碗状造型；托杆部采用第二销钉与第二拼接体固定连接够经磨削形成的杆状或管状；托杆部的顶端与承托部底端的定位槽相对应卡合，形成对坩埚托盘进行托举的托杆结构；第一拼接体、第二拼接体、第一销钉、第二销钉均采用碳碳复合材料的废料。本实用新型专利技术相对于整体式成型的坩埚托杆，材料利用率提高，且即使某个位置或区域造成损坏，仅单个拼接部位进行更换或维修即可，避免了整个坩埚托杆进行更换或维修造成的成本过高的问题，大大降低了托杆的制造和使用成本。大大降低了托杆的制造和使用成本。大大降低了托杆的制造和使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种新型坩埚托杆及单晶炉


[0001]本技术属于单晶硅生产设备
，特别是涉及一种基于分体式的坩埚托杆以及使用该坩埚托杆的单晶炉。

技术介绍

[0002]目前，采用直拉法(CZ法)生产单晶硅的主要设备为单晶炉，直拉法是沿着垂直方向从熔体中拉制单晶的方法。在单晶硅的生产过程中，需要将固体多晶硅原料熔化，再次进行定向凝固。多晶硅原料放入石英坩埚中，石英坩埚放置于位于单晶炉热场中的石墨坩埚或者碳/碳坩埚中，其中石墨坩埚或者碳/碳坩埚通常直接或间接被一根圆柱状或圆管状的坩埚托杆支撑，坩埚托杆的下部穿过单晶炉的炉底与外部的驱动装置连接。
[0003]现有的坩埚托杆多采用一体式的结构，一体式的结构采用整体原料切削打磨而成，不仅在制造过程中会浪费很多材料，材料利用率不高，而且在托杆损坏更换时往往需要整体进行更替，维修灵活度不够，不利于局部维修，维护成本高。而碳碳复合材料的材料成本很高，达到40
‑
100万元一吨，构件在使用过程中一旦报废损坏则损失很大。现有的碳碳复合材料的板材在使用过程中会存在很多的边角料的废料，而将边角废料加工成对应的拼接式的坩埚托杆的结构更加节省材料成本，且拼接加工的人工成本远低于材料的成本，在局部位置损坏后能够选择性的替换，并重新利用，大大提高了使用的效率。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种新型基于可组合拆卸形式的承托部与杆体部构成的坩埚托杆，不仅能够提高材料利用率，还能够实现便捷的部件更换，解决因整体式坩埚托杆在遇到不利情形需要整体更换造成的维护成本高的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本技术的一种新型坩埚托杆，其特征在于，包括：
[0007]承托部，所述承托部采用第一销钉与第一拼接体固定连接后经磨削形成的碗状造型；
[0008]托杆部，所述托杆部采用第二销钉与第二拼接体固定连接够经磨削形成的杆状或管状；
[0009]所述托杆部的顶端与承托部底端的定位槽相对应卡合，形成对坩埚托盘进行托举的托杆结构。
[0010]进一步地，所述第一拼接体、第二拼接体均采用碳碳复合材料的废料，包括片状、板状、块状形态。
[0011]进一步地，所述第一销钉、第二销钉均采用碳碳复合材料的废料加工成销钉造型。
[0012]进一步地，相邻所述第一拼接体之间采用钻孔插接或螺纹连接第一销钉的方式形成一体。
[0013]进一步地，相邻所述第二拼接体之间采用钻孔插接或螺纹连接第二销钉的方式形
成一体。
[0014]进一步地，相邻所述第一拼接体采用横向拼接固定时，第一销钉由侧部呈倾斜角度钻孔插接或螺纹连接对第一拼接体相连形成一体。
[0015]进一步地，相邻所述第一拼接体采用竖向拼接固定时，第一销钉由竖向方向钻孔插接或螺纹连接对第一拼接体相连形成一体。
[0016]进一步地，相邻所述第二拼接体采用横向拼接固定时，第二销钉由侧部呈倾斜角度钻孔插接或螺纹连接对第二拼接体相连形成一体
[0017]进一步地，相邻所述第二拼接体采用竖向拼接固定时，第二销钉由竖向方向钻孔插接或螺纹连接对第二拼接体相连形成一体。
[0018]一种单晶炉，为包括上述坩埚托杆的单晶炉。
[0019]本技术相对于现有技术包括有以下有益效果：
[0020](1)本技术方案的坩埚托杆由拼接体和销钉拼接成基体后经加工形成最终使用形状，其中拼接体和销钉均采用碳碳复合材料的边角料或废料加工而成，相对于整体式成型的坩埚托杆，成本更低；
[0021](2)当坩埚托杆局部损坏时，仅单个拼接部位进行更换或维修即可，避免了整个坩埚托杆进行更换或维修造成的成本过高的问题，大大降低了托杆的制造以及使用成本。
[0022](3)长的圆柱体容易弯曲变形，制作托杆是导致钻孔时无法保证同心度，但板材横向拼合再加工可解决该问题。
[0023]当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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技术的一些实施例，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。
[0025]图1为本技术具体实施例1的一种新型坩埚托杆的结构示意图；
[0026]图2为图1中A视角的结构示意图；
[0027]图3为图1的结构主视图；
[0028]图4为图1中承托部的结构俯视图；
[0029]图5为具体实施例1中承托部毛坯料进行加工磨削前的结构俯视图；
[0030]图6为对图5的边缘进行磨削去除后的结构俯视图；
[0031]图7为对图6中的上部进行磨削切除形成的与坩埚托盘相配合的定位凹槽的方案结构俯视图；
[0032]图8为对图6中的下部进行磨削切除形成的与托杆部相配合的定位槽的方案结构俯视图；
[0033]图9为图4的结构主视图；
[0034]图10为本技术具体实施例1中托杆部的结构示意图；
[0035]图11为图10中B
‑
B剖面视图；
[0036]图12为具体实施例1中单个托杆部毛坯料进行打孔后的结构俯视图；
[0037]图13为对图12中经打孔后的拼接块进行堆叠拼接的结构俯视图；
[0038]图14为对图13中堆叠拼接后的结构按照托杆部造型进行磨削后形成的托杆结构俯视图；
[0039]图15为本技术具体实施例2的一种新型坩埚托杆的结构俯视图；
[0040]图16为图15中承托部的结构示意图；
[0041]图17为图16中C
‑
C剖面视图；
[0042]图18为具体实施例2中承托部毛坯料进行加工磨削前的结构示意图；
[0043]图19为对图18中形成的初坯体上部进行磨削切除形成的与坩埚托盘相配合的定位凹槽的方案示意图；
[0044]图20为对图18中形成的初坯体下部进行磨削切除形成的与托杆部相配合的定位槽的方案示意图；
[0045]图21为本技术具体实施例2中托杆部的结构示意图；
[0046]图22为图21的第二销钉与第二拼接体的连接及安装角度、位置关系图；
[0047]图23为具体实施例2中托杆部毛坯料进行加工磨削前的结构俯视图；
[0048]图24为具体实施例2中托杆部毛坯料进行加工磨削的轮廓说明图；
[0049]图25为图24中磨削掉轮廓后的结构俯视图；
[0050]图26为最终获得的托杆部的结构俯视图；
[0051]图27为本具体实施例的坩埚托杆的具体安装及使用环境图；
[0052]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0053]1‑
承托部，101...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型坩埚托杆，其特征在于，包括：承托部(1)，所述承托部(1)采用第一销钉(102)与第一拼接体(101)固定连接后经磨削形成的碗状造型；托杆部(2)，所述托杆部(2)采用第二销钉(202)与第二拼接体(201)固定连接够经磨削形成的杆状或管状；所述托杆部(2)的顶端与承托部(1)底端的定位槽(103)相对应卡合，形成对坩埚托盘进行托举的托杆结构。2.根据权利要求1所述的一种新型坩埚托杆，其特征在于，所述第一拼接体(101)、第二拼接体(201)均采用碳碳复合材料的废料，废料包括片状、板状、块状形态。3.根据权利要求1所述的一种新型坩埚托杆，其特征在于，所述第一销钉(102)、第二销钉(202)均采用碳碳复合材料的废料加工成销钉造型。4.根据权利要求1所述的一种新型坩埚托杆，其特征在于，相邻所述第一拼接体(101)之间采用钻孔插接或螺纹连接第一销钉(102)的方式形成一体。5.根据权利要求1所述的一种新型坩埚托杆，其特征在于，相邻所述第二拼接体(201)之间采用钻孔插接或螺纹连接第...

【专利技术属性】
技术研发人员：申富强，赵春铁，闫坤，李开元，
申请(专利权)人：上海骐碳复合材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：