一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉技术方案

本发明专利技术公开了一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，包括加热冷却子系统及坩埚旋转系统，所述加热冷却子系统包括保温结构、加热组件及冷却组件，所述坩埚旋转系统包括旋转结构、绝缘保护结构及坩埚结构，还包括机架结构，所述机架结构包括机体及机板。本发明专利技术采用旋转结构中的主轴带动坩埚结构进行旋转，在主轴旋转时，四个从动齿轮带动四个L型架绕主轴转动，使得横轴实现绕主轴的转动，同时横轴因为锥齿环与锥齿轮的啮合关系实现自转，这样多个稳定杆端部的第一滚珠会对主轴上的球形轴进行支撑，保证主轴定心平稳转动，保证坩埚结构的平稳转动，使得加热时温度场分布更易控制，保证温度均匀性，保证晶体的生产品质。保证晶体的生产品质。保证晶体的生产品质。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉


[0001]本专利技术涉及机械设备
，具体为一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉。

技术介绍

[0002]碳化硅晶体生长炉为高温炉，主要采用中频感应加热的方式，最高设计温度可达2400℃，由于中频感应加热主要为电磁感应原理，通过中频交流电在感应线圈中产生高密度的磁力线，并切割感应线圈中的晶体材料，产生很大的涡流并产生热量。其加热方式升温速度快，生产效率高，为了保证感应线圈内侧加热时的热场分布稳定，会采用旋转结构带动长晶坩埚进行匀速转动，但是在转动时长晶坩埚易出现不能定心旋转的情况，会出现微量无规律震动，从而影响长晶坩埚中温度场的分布，有因为晶体在生长过程中，热场的径向均匀性直接影响晶体的生长品质与缺陷，则会导致晶体生产出现缺陷。
[0003]对此，授权公告号为CN114411264A的中国专利技术专利公开了一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统，该长晶炉感应加热系统包括所述底座包括固定座及围绕固定座的旋转支座；所述感应线圈安装在旋转支座上，旋转支座旋转带动感应线圈沿感应线圈的中轴线旋转；所述旋转固定座包括进水冷导电环内环及固定于进水冷导电环内环上的出水冷导电环内环；旋转支座包括进水冷导电环外环及固定于进水冷导电环外环上的出水冷导电环外环；所述进水冷导电环内环与进水冷导电环外环的连接处设有进水冷却水路；出水冷导电内环与出水冷导电环外环的连接处设有出水冷却水路；
[0004]该长晶炉感应加热系统通过调控感应线圈的旋转周期和旋转角度来控制感应线圈的磁场分布，从而调整温度场的分布，通过转动感应线圈来代替转动坩埚，但是还是没有平稳转动结构，无法保证感应线圈的稳定转动，还是会出现温度场分布不易的现象，最终影响晶体生长品质。
[0005]为此我们提出一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉用于解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，包括加热冷却子系统及坩埚旋转系统，所述加热冷却子系统包括保温结构、加热组件及冷却组件，所述坩埚旋转系统包括旋转结构、绝缘保护结构及坩埚结构。
[0008]一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，包括机架结构，所述机架结构包括机体及机板，所述机板位于机体正下方，所述机体底面开设底腔，所述底腔内固接保温结构，所述保温结构内设置有加热组件及冷却组件，所述机板中心位置垂直固定嵌接抬升组件，所述抬升组件顶端设置有旋转结构；
[0009]所述旋转结构包括底座，所述底座顶面固接电机仓，所述电机仓顶面固接传动仓，
所述传动仓顶面固接顶板，所述顶板顶面中心开设转口，所述转口内转动连接转台底面，所述转台顶面固接绝缘保护结构，所述绝缘保护结构内侧设置有坩埚结构；
[0010]所述电机仓内固接驱动减速电机，所述驱动减速电机转轴端固接主轴，所述主轴顶端穿过传动仓及顶板并固接转台底面中心位置，所述主轴位于传动仓内位置固接球形轴，所述传动仓内侧底面固接托环，所述托环顶面固接内齿环，所述主轴位于内齿环内侧位置固定套接主动齿轮，所述主动齿轮及内齿环之间均匀啮合四个从动齿轮，所述从动齿轮活动连接在托环顶面；
[0011]所述主轴位于主动齿轮上方位置转动套接转套，所述转套周侧水平固接四个L型架，所述L型架顶端水平转动连接横轴，所述传动仓内侧水平固接多个横支板，多个所述横支板之间固接锥齿环，所述横轴远离主轴一端固接锥齿轮，所述锥齿轮啮合连接锥齿环，所述横轴远离锥齿轮一端周侧固接多个稳定杆，多个所述稳定杆端部分别滚动连接多个第一滚珠，多个所述第一滚珠接触球形轴表面，所述L型架中部转动连接从动齿轮转轴端。
[0012]优选的，所述保温结构包括石墨保温壳，所述石墨保温壳固接在底腔内，所述石墨保温壳内侧底面开设内腔，所述内腔内固接石墨软毡，所述石墨软毡底面中心位置开设加工腔，所述石墨保温壳内位于加工腔外侧位置开设加热腔，所述石墨保温壳内位于加热腔外侧位置开设冷却腔，所述加热组件设置在加热腔内，所述冷却组件设置在冷却腔内，所述绝缘保护结构位于加工腔内。
[0013]优选的，所述顶板套接在内腔底面，所述内腔顶面垂直均匀固接多个支杆，多个所述支杆底端穿过石墨软毡并分别转动连接多个导轮，所述转台顶面开设顶环槽，所述顶环槽底面固接环形轨道，所述支杆底端位于顶环槽内部，所述导轮滚动连接环形轨道。
[0014]优选的，所述绝缘保护结构包括刚性绝缘壳及密封盖，所述刚性绝缘壳固接在转台顶面，所述刚性绝缘壳内侧顶面开设放置腔，所述放置腔内放置坩埚结构，所述放置腔顶面开设第一凹口，所述第一凹口边缘开设第一内螺纹部，所述密封盖周侧固接第一外螺纹部，所述第一外螺纹部螺纹连接第一内螺纹部，所述密封盖顶面开设两个第一内凹把手。
[0015]优选的，所述坩埚结构包括石墨坩埚及锅盖，所述石墨坩埚内侧顶面开设第三凹口，所述石墨坩埚内侧位于第三凹口下方位置开设第二凹口，所述第二凹口内套接结晶器组件，所述第三凹口内侧开设第二内螺纹部，所述锅盖外侧固接第二外螺纹部，所述第二外螺纹部螺纹连接第二内螺纹部，所述结晶器组件包括结晶环，所述结晶环套接在第三凹口内，所述结晶环外侧开设缺口环槽，所述结晶环顶面周侧固接凸边，所述凸边套接在第三凹口底面，所述结晶环内侧底面开设下内锥部，所述结晶环顶面内侧开设上内锥部，所述锅盖顶面设置两个第二内凹把手。
[0016]优选的，所述加热组件包括电磁感应加热器及滑动设置在加热腔内的螺旋形感应线圈，所述电磁感应加热器固接在机体内部，所述石墨保温壳顶面中心垂直固定嵌接伸缩主杆，所述伸缩主杆底端位于加热腔内，所述伸缩主杆底端内侧滑动套接伸缩从杆，所述伸缩从杆底端固接n型架中心位置，所述n型架底面两端固接螺旋形感应线圈顶部，所述伸缩主杆侧壁固接侧板，所述侧板与n型架顶面之间固接波纹管，所述电磁感应加热器固接并电连接导线一端，所述导线固定嵌接在侧板及n型架内，所述导线部分位于波纹管内侧，所述导线电连接螺旋形感应线圈，所述伸缩主杆顶端内部固接第二小型伺服减速电机，所述伸缩从杆顶端内侧固接第二螺纹套筒，所述第二小型伺服减速电机转轴端固接往复丝杆，所
述往复丝杆螺纹连接第二螺纹套筒。
[0017]优选的，所述冷却组件包括冷却水箱及螺旋形循环液管，所述冷却水箱固接在机体内部，所述螺旋形循环液管固接在冷却腔内，所述冷却水箱顶面固接并连通循环泵，所述循环泵固接并连通两个供液回液管一端，两个所述供液回液管另一端固接并连通螺旋形循环液管，所述冷却水箱侧壁固接并连通加水口，所述加水口端部穿过机体侧壁并螺纹连接密封塞。
[0018]优选的，所述抬升组件包括外方筒，所述外方筒顶面内侧滑动套接中方筒，所述中方筒顶面内侧滑动套接内方筒，所述外方筒顶面周侧固定嵌接在机板中心位置，所述内方筒顶面固接在底座中心位置，所述中方筒四侧中心位置分别开设四个齿轮槽，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统，其特征在于：包括加热冷却子系统及坩埚旋转系统，所述加热冷却子系统包括保温结构(2)、加热组件(8)及冷却组件(9)，所述坩埚旋转系统包括旋转结构(4)、绝缘保护结构(5)及坩埚结构(6)。2.根据权利要求1所述的一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，包括机架结构(1)，其特征在于：所述机架结构(1)包括机体(11)及机板(12)，所述机板(12)位于机体(11)正下方，所述机体(11)底面开设底腔(13)，所述底腔(13)内固接保温结构(2)，所述保温结构(2)内设置有加热组件(8)及冷却组件(9)，所述机板(12)中心位置垂直固定嵌接抬升组件(3)，所述抬升组件(3)顶端设置有旋转结构(4)；所述旋转结构(4)包括底座(41)，所述底座(41)顶面固接电机仓(42)，所述电机仓(42)顶面固接传动仓(43)，所述传动仓(43)顶面固接顶板(44)，所述顶板(44)顶面中心开设转口(45)，所述转口(45)内转动连接转台(46)底面，所述转台(46)顶面固接绝缘保护结构(5)，所述绝缘保护结构(5)内侧设置有坩埚结构(6)；所述电机仓(42)内固接驱动减速电机(47)，所述驱动减速电机(47)转轴端固接主轴(48)，所述主轴(48)顶端穿过传动仓(43)及顶板(44)并固接转台(46)底面中心位置，所述主轴(48)位于传动仓(43)内位置固接球形轴(49)，所述传动仓(43)内侧底面固接托环(421)，所述托环(421)顶面固接内齿环(410)，所述主轴(48)位于内齿环(410)内侧位置固定套接主动齿轮(413)，所述主动齿轮(413)及内齿环(410)之间均匀啮合四个从动齿轮(414)，所述从动齿轮(414)活动连接在托环(421)顶面；所述主轴(48)位于主动齿轮(413)上方位置转动套接转套(415)，所述转套(415)周侧水平固接四个L型架(416)，所述L型架(416)顶端水平转动连接横轴(417)，所述传动仓(43)内侧水平固接多个横支板(411)，多个所述横支板(411)之间固接锥齿环(412)，所述横轴(417)远离主轴(48)一端固接锥齿轮(418)，所述锥齿轮(418)啮合连接锥齿环(412)，所述横轴(417)远离锥齿轮(418)一端周侧固接多个稳定杆(419)，多个所述稳定杆(419)端部分别滚动连接多个第一滚珠(420)，多个所述第一滚珠(420)接触球形轴(49)表面，所述L型架(416)中部转动连接从动齿轮(414)转轴端。3.根据权利要求2所述的一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，其特征在于：所述保温结构(2)包括石墨保温壳(21)，所述石墨保温壳(21)固接在底腔(13)内，所述石墨保温壳(21)内侧底面开设内腔(22)，所述内腔(22)内固接石墨软毡(23)，所述石墨软毡(23)底面中心位置开设加工腔(24)，所述石墨保温壳(21)内位于加工腔(24)外侧位置开设加热腔(25)，所述石墨保温壳(21)内位于加热腔(25)外侧位置开设冷却腔(26)，所述加热组件(8)设置在加热腔(25)内，所述冷却组件(9)设置在冷却腔(26)内，所述绝缘保护结构(5)位于加工腔(24)内。4.根据权利要求3所述的一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，其特征在于：所述顶板(44)套接在内腔(22)底面，所述内腔(22)顶面垂直均匀固接多个支杆(27)，多个所述支杆(27)底端穿过石墨软毡(23)并分别转动连接多个导轮(28)，所述转台(46)顶面开设顶环槽(425)，所述顶环槽(425)底面固接环形轨道(426)，所述支杆(27)底端位于顶环槽(425)内部，所述导轮(28)滚动连接环形轨道(426)。
5.根据权利要求2所述的一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，其特征在于：所述绝缘保护结构(5)包括刚性绝缘壳(51)及密封盖(55)，所述刚性绝缘壳(51)固接在转台(46)顶面，所述刚性绝缘壳(51)内侧顶面开设放置腔(52)，所述放置腔(52)内放置坩埚结构(6)，所述放置腔(52)顶面开设第一凹口(53)，所述第一凹口(53)边缘开设第一内螺纹部(54)，所述密封盖(55)周侧固接第一外螺纹部(56)，所述第一外螺纹部(56)螺纹连接第一内螺纹部(54)，所述密封盖(55)顶面开设两个第一内凹把手(57)。6.根据权利要求5所述的一种旋转碳化硅长晶炉感应加热系统及长晶炉，其特征在于：所述坩埚结构(6)包括石...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚衍罡，
申请(专利权)人：南通罡丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：