CN103160936A

CN103160936A - 坩埚护框的制造方法

Info

Publication number: CN103160936A
Application number: CN2013100593604A
Authority: CN
Inventors: 邵任民; 余明儒; 洪羿达
Original assignee: UTECH SOLAR Corp
Current assignee: UTECH SOLAR Corp
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2013-06-19

Abstract

一种坩埚护框的制造方法包含：(a)沿各护板长度方向分割各护板以形成第一、二板体，各第一板体沿长度方向与厚度方向分别具有相反的第一、二端面与第一、二表面；(b)于各第一板体形成第一、二凹槽，各第一凹槽是自其第一板体第一端面朝内凹陷，各第二凹槽是自其第一板体第一表面朝第二表面凹陷并邻近第二端面，且各第一板体的第一、二凹槽是沿高度方向自顶面朝底面延伸；(c)分割各第二板体以取出一条状插销；及(d)依序邻接各第一板体使各第一凹槽面向其邻接的第二凹槽以界定出供插入各条状插销的插销孔，各条状插销的一顶面是相对各第一板体顶面高出一高度H。该制造方法省略各第一板体的贯孔及攻牙程序，简化坩埚护框的制造程序及组装程序。

Description

坩埚护框的制造方法

技术领域

本发明涉及一种护框的制造方法，特别是涉及一种坩埚(crucible)护框的制造方法。

背景技术

坩埚护框一般是应用于长晶炉中，其主要目的在于，保护被坩埚护框所圈围的坩埚，避免坩埚因长晶炉的高温环境而产生变形。关于长晶炉的基本构造，可参阅中国台湾第200928018、201142093与201204882等早期公开号发明专利案的公开内容。熟悉长晶技术领域的相关技术人员皆知，长晶炉专用的坩埚护框通常是由各家长晶厂内部自行购买石墨(graphite)护板及石墨螺丝来组装。

如图1、图2及图3所示，公开一种现有的坩埚护框1，是用于放置于一长晶炉内的一承载台上(图未示)，且该坩埚护框1是圈围住一石英(quartz)坩埚13。该坩埚护框1包含：四个石墨护板11、多数个石墨螺丝12、一个石墨底护板14及一个石墨顶护板15。

该石墨底护板14是放置于该长晶炉内的承载台(图未示)上。所述石墨护板11是依序相互邻接成呈口字型，并共同界定出一放置该石英坩埚13的容置空间10。各石墨护板11沿其一长度方向P具有相反的一第一端面111及一第二端面112，各石墨护板11沿其一厚度方向Q具有相反的一第一表面113及一第二表面114，各石墨护板11沿其一高度方向R还具有一顶面117，且各石墨护板11于其顶面117还插设有多数个限位块118，各限位块118是自各石墨护板11的顶面117向上延伸。该石墨顶护板15是放置于所述相互邻接成口字型的石墨护板11的顶面117，以整体覆盖住该容置空间10，且该石墨顶护板15的周缘于对应至各石墨护板11的限位块118处形成有多数个限位槽151，用于将该石墨顶护板15限制定位于所述石墨护板11的顶面117。为组装成该坩埚护框1，提供所述石墨护板11的上游供应商的相关技术人员，则需另外利用钻头(drill)与螺丝攻(tap)来对各石墨护板11进行钻孔及攻牙的程序，才可供所述石墨螺丝12螺接固定所述石墨护板11并完成该坩埚护框1。

因此，各石墨护板11于邻近其第二端面112处是形成有三个贯孔115，各石墨护板11的所述贯孔115是分别贯穿其第一表面113与第二表面114；此外，各石墨护板11于其第一端面111也形成有三个螺孔116，且各石墨护板11的所述螺孔116是分别自其第一端面111向内延伸。借此，使各石墨护板11的贯孔115分别对应面向其所邻接的石墨护板11的螺孔116，并使所述石墨螺丝12分别对应螺入各相向的贯孔115与螺孔116中，从而组装出该坩埚护框1。

为组装出此种坩埚护框1，上游供应商的相关技术人员不只需自行对所述石墨护板11进行贯孔及攻牙的程序，以取得所述贯孔115及所述螺孔116，其制程甚为繁琐。此外，熟悉长晶技术领域的相关技术人员皆知，所述石墨螺丝12一般是紧密地螺接固定各石墨护板11。当此坩埚护框1处于长晶环境中，所述石墨螺丝12极易因热胀冷缩的物理现象而产生不可避免的崩裂耗损；因此，所述石墨螺丝12也成为了长晶制程中不可或缺的耗材。然而，由于所述石墨螺丝12的价格不低，其无形中也造成了长晶厂的成本负担。

经上述说明可知，改良坩埚护框的细部结构，以简化坩埚护框的制造程序及组装程序，并降低长晶厂的耗材成本，是此技术领域的相关技术人员所需改进的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种程序简化且耗材成本低的坩埚护框的制造方法。

本发明坩埚护框的制造方法，包含以下步骤：

(a)沿多数护板的一长度方向分别分割各护板，以使各护板分别形成一第一板体及一第二板体，各第一板体沿该长度方向具有相反的一第一端面及一第二端面，且各第一板体沿其护板的一厚度方向具有相反的一第一表面及一第二表面；

(b)于各第一板体形成一第一凹槽及一第二凹槽，各第一板体的第一凹槽是自其第一板体的第一端面朝内凹陷，各第一板体的第二凹槽是自其第一板体的第一表面朝其第一板体的第二表面凹陷，并邻近于其第一板体的第二端面，且各第一板体的第一凹槽及第二凹槽是分别沿其护板的一高度方向，自其第一板体的一顶面朝其第一板体的一底面延伸；

(c)分割各第二板体以自各第二板体取出至少一条状插销；及

(d)使所述第一板体彼此依序邻接并共同界定出一空间，且各第一板体的第一凹槽是面向其所邻接的第一板体的第二凹槽，以使各彼此相向的第一凹槽与第二凹槽共同界定出一插销孔，并使所述条状插销分别对应插入所述插销孔中。

其中，对应位于各插销孔中的各条状插销的一顶面，是相对所述第一板体的顶面高出一高度H。

本发明所述坩埚护框的制造方法，5mm≤H≤20mm。

本发明所述坩埚护框的制造方法，各第一板体沿其护板的厚度方向具有一第一厚度T，各条状插销沿其护板的高度方向具有一第二厚度t，且T＞t。

本发明所述坩埚护框的制造方法，各条状插销与其所对应的插销孔间形成有一间隙。

本发明所述坩埚护框的制造方法，该步骤(a)的护板的数量为四个，且该步骤(d)的所述第一板体是呈口字型彼此依序邻接。

本发明所述坩埚护框的制造方法，各第一板体的第一凹槽与其第一板体的第一端面夹设一预定角度，自其第一板体的第一端面朝内凹陷，各第一板体的第二凹槽与其第一板体的第一表面亦夹设该预定角度，自其第一板体的第一表面朝其第一板体的第二表面凹陷。

本发明所述坩埚护框的制造方法，该预定角度是介于75度至85度间。

本发明所述坩埚护框的制造方法，还包含一步骤(e)，该步骤(e)是在所述第一板体的顶面上放置一个顶护板，该顶护板具有四个依序邻接的侧面，且该顶护板的每两相邻接的侧面处是分别对应裸露出各条状插销。

本发明的有益效果在于：自各护板截取原物料以作为连接固定各第一板体的条状插销，上游供应商无须额外对各第一板体进行贯孔及攻牙等程序，简化了上游供应商对坩埚护框的制造程序，并降低了长晶厂对坩埚护框的组装程序及耗材成本。

附图说明

图1是一立体图，说明现有的坩埚护框；

图2是一俯视示意图，说明现有的坩埚护框在移除一个石墨顶护板后的俯视结构；

图3是一立体图，说明现有的坩埚护框的一石墨护板的细部结构；

图4是一立体图，说明本发明坩埚护框的制造方法的一较佳实施例的一步骤(a)；

图5是一立体图，说明本发明该较佳实施例的一步骤(b)；

图6是一立体图，说明本发明该较佳实施例的一步骤(c)；

图7是一立体图，说明本发明该较佳实施例于完成一步骤(d)及一步骤(e)后所制得的一坩埚护框；

图8是一局部正视示意图，说明本发明该较佳实施例的坩埚护框与其上方的一顶加热器间的关系；

图9是一俯视示意图，说明本发明该较佳实施例所制得的坩埚护框；

图10是一局部放大示意图，说明本发明该坩埚护框的一插销孔与一条状插销间的一间隙。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

本发明坩埚护框的制造方法的一较佳实施例，是配合参阅以下图4至图9并简单地说明于下。该制造方法包含以下步骤：

步骤(a)：如图4所示，沿多数护板5的一长度方向X分别分割各护板5，以使各护板5分别形成一第一板体2及一第二板体30。各第一板体2沿该长度方向X具有相反的一第一端面21及一第二端面22，且各第一板体2沿其护板5的一厚度方向Z具有相反的一第一表面23及一第二表面24。此处需补充说明的是，为简化图式，本发明该较佳实施例于图4至图6中只显示出单一个护板5来辅助说明。

步骤(b)：如图5所示，于各第一板体2形成一第一凹槽25及一第二凹槽26。各第一板体2的第一凹槽25是自其第一板体2的第一端面21朝内凹陷，各第一板体2的第二凹槽26是自其第一板体2的第一表面23朝其第一板体2的第二表面24凹陷，并邻近于其第一板体2的第二端面22，且各第一板体2的第一凹槽25及第二凹槽26是分别沿其护板5的一高度方向Y，自其第一板体2的一顶面27朝其第一板体2的一底面28延伸。在本发明该较佳实施例中，各第一板体2的第一凹槽25与第二凹槽26是分别贯穿其第一板体2的顶面27与底面28，但是也可不贯穿。

步骤(c)：如图6所示，沿该护板5的高度方向Y分割各第二板体30，以自各第二板体30取出至少一条状插销3。

步骤(d)：如图7、图8与图9所示，使所述第一板体2预先放置于一底护板7上，且使所述第一板体2彼此依序邻接并共同界定出一容置该石英坩埚13的空间200。各第一板体2的第一凹槽25是面向其所邻接的第一板体2的第二凹槽26，以使各彼此相向的第一凹槽25与第二凹槽26共同界定出一插销孔20，并使所述条状插销3分别对应插入所述插销孔20中；其中，为使得本发明该较佳实施例的各条状插销3便于抽取，以利于技术人员组装拆卸该较佳实施例的坩埚护框，对应位于各插销孔20中的各条状插销3的一顶面，是相对所述第一板体2的顶面27高出一高度H。在本发明该较佳实施例中，该步骤(a)的护板5的数量为四个，且该步骤(d)的所述第一板体2是彼此依序邻接成口字型。

值得补充说明的是，如图8所示，本发明该较佳实施例所制得的坩埚护框于实际应用在该长晶炉时，是预先通过一个外部的输送设备(图未示)以将组装有所述第一板体2与所述条状插销3的坩埚护框送入该长晶炉(图未示)内。为了技术人员有足够的握持面积，及避免所述条状插销3顶缘干涉到该长晶炉内的一顶加热器16，较佳地，条状插销3的顶面高出第一板体2的顶面27的高度H为：5mm≤H≤20mm。

如图9与图10，各条状插销3与其所对应的插销孔20间形成有一间隙4。当本发明该较佳实施例所制得的坩埚护框处于一长晶环境时，所述间隙4(为方便说明，图10只显示出一个间隙4)可容纳各第一板体2与各条状插销3因高温所致的热胀体积，避免各第一板体2与各条状插销3的热胀体积间的挤压损耗，有效地延长坩埚护框的使用寿命。

较佳地，再如图6，各第一板体2沿其护板5的厚度方向Z具有一第一厚度T；各条状插销3沿其护板5的高度方向Y具有一第二厚度t；T＞t。

较佳地，再如图10，各第一板体2的第一凹槽25与其第一板体2的第一端面21夹设一预定角度θ，自其第一板体2的第一端面21朝内凹陷；各第一板体2的第二凹槽26与其第一板体2的第一表面23亦夹设该预定角度θ，自其第一板体2的第一表面23朝其第一板体2的第二表面24凹陷；更佳地，该预定角度θ是介于75度至85度间。在本发明该较佳实施例中，该预定角度θ是趋近80度。当本发明该较佳实施例实际处于高温的长晶环境，且显示于图10右侧的第一板体2遭受其左侧石英坩埚13(图未示)所推挤时，该条状插销3与该第一板体2的第一表面23所夹设的该预定角度θ，可使该条状插销3的右侧嵌置在该第二凹槽26内，以避免该第一板体2因其左侧石英坩埚13的推挤而与该条状插销3产生脱落。

再如图8、图9与图10，本发明该较佳实施例的坩埚护框的制造方法还包含一步骤(e)。该步骤(e)是在所述第一板体2的顶面27上放置一个顶护板6，该顶护板6具有四个依序邻接的侧面61，且该顶护板6的每两相邻接的侧面61处是分别对应裸露出各条状插销3。

此处值得一提的是，根据前述的现有技术所显示的坩埚护框1与石英坩埚13间的关系可知(如图1所示)，该坩埚护框1的各护板11的高度大于其内部的石英坩埚13，其两者间存在有一高度差。因此，本发明主要是基于此高度差，自各护板5截取其原物料以取代现有技术所使用的石墨螺丝12，并利用截取后的原物料作为连接固定各第一板体2的条状插销3。对于上游供应商而言，可省略掉贯孔及攻牙等程序，降低了坩埚护框的制造程序；此外，对于长晶厂而言，不只节省了石墨螺丝的耗材成本，也使得组装程序更为简化。

综上所述，本发明坩埚护框的制造方法是自各护板5截取原物料以作为连接固定各第一板体2的条状插销3，上游供应商无须额外对各第一板体2进行贯孔及攻牙等程序，一方面简化了上游供应商对坩埚护框的制造程序，并降低长晶厂对坩埚护框的组装程序及耗材成本，另一方面，所述间隙4可容纳各第一板体2与各条状插销3因高温所致的热胀体积，避免各第一板体2与各条状插销3的热胀体积间的挤压损耗，有效地延长坩埚护框的使用寿命，所以确实能达成本发明的目的。

Claims

1.一种坩埚护框的制造方法，其特征在于，该制造方法包含以下步骤：

(c)分割各第二板体以自各第二板体取出至少一条状插销；及

(d)使所述第一板体彼此依序邻接并共同界定出一空间，且各第一板体的第一凹槽是面向其所邻接的第一板体的第二凹槽，以使各彼此相向的第一凹槽与第二凹槽共同界定出一插销孔，并使所述条状插销分别对应插入所述插销孔中；

2.如权利要求1所述的坩埚护框的制造方法，其特征在于：5mm≤H≤20mm。

3.如权利要求1所述的坩埚护框的制造方法，其特征在于：各第一板体沿其护板的厚度方向具有一第一厚度T，各条状插销沿其护板的高度方向具有一第二厚度t，且T＞t。

4.如权利要求1所述的坩埚护框的制造方法，其特征在于：各条状插销与其所对应的插销孔间形成有一间隙。

5.如权利要求1所述的坩埚护框的制造方法，其特征在于：该步骤(a)的护板的数量为四个，且该步骤(d)的所述第一板体是彼此依序邻接成口字型。

6.如权利要求5所述的坩埚护框的制造方法，其特征在于：各第一板体的第一凹槽与其第一板体的第一端面夹设一预定角度，自其第一板体的第一端面朝内凹陷，各第一板体的第二凹槽与其第一板体的第一表面亦夹设该预定角度，自其第一板体的第一表面朝其第一板体的第二表面凹陷。

7.如权利要求6所述的坩埚护框的制造方法，其特征在于：该预定角度是介于75度至85度间。

8.如权利要求5所述的坩埚护框的制造方法，其特征在于：该制造方法还包含一步骤(e)，该步骤(e)是在所述第一板体的顶面上放置一个顶护板，该顶护板具有四个依序邻接的侧面，且该顶护板的每两相邻接的侧面处是分别对应裸露出各条状插销。