CN112665387A - 一种基于石英管分层的热炉降温结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于石英管分层的热炉降温结构，包括石英管，所述石英管包括石英管内腔以及石英管外管，石英管外管为分层结构，所述石英管外管包括石英管外层和石英管内层，石英管外层和石英管内层间形成石英管夹层，冷却介质在石英管夹层的流通降低硅片的温度，本发明将硅片热量辐射传导石英管夹层并通过压缩空气传到炉体，相比于自然冷却方式，冷却速度提升5‑10倍，提高冷却速度，本发明将石英管设计为分层结构，导入管、石英管夹层以及导出管形成冷却通道，避免压缩空气对炉膛和电炉丝直吹，提高了使用寿命。

Description

一种基于石英管分层的热炉降温结构

技术领域

本发明属于高温电阻炉领域，涉及一种基于石英管分层的热炉降温结构。

背景技术

电阻炉是光伏半导体行业的核心部件，在化学气相沉积、磷扩散、硼扩散、氧化过程中，要求电阻炉具备良好的保温性能，电阻炉的保温层多用低导热系数的保温硅酸铝材料，但保温效果越好，炉内产品降温速度越缓慢，这严重影响产能。

目前最常用的降温方式，是将外壳裸露在空气中，进行自然冷却的方式，另外也有外壳加水冷方式，以上两种都是通过冷却外壳的方式，但外壳位于外层表面，对石英管内部空间的产品，影响极为有限，产品降温速度缓慢，此设备有效地解决了这种问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种基于石英管分层的热炉降温结构。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于石英管分层的热炉降温结构,其特征在于：包括石英管，所述石英管包括石英管内腔以及石英管外管，石英管外管为分层结构，所述石英管外管包括石英管外层和石英管内层，石英管外层和石英管内层间形成石英管夹层，冷却介质在石英管夹层的流通降低硅片的温度。

进一步的；所述石英管夹层位于石英管外层和石英管内层之间，石英管内层位于石英管内腔外侧的第一层，石英管外层位于石英管内腔外侧的第三层。

进一步的；所述石英管夹层连通有导入管和导出管，导入管、石英管夹层以及导出管形成冷却通道，冷却介质在冷却通道的流通降低硅片的温度。

进一步的；所述石英管夹层的长度与石英管内腔的长度相配。

进一步的；所述石英管内腔与外部空间连通的一端设为开口端，开口端固设有法兰，法兰与炉门连接，炉门将石英管内腔封闭，石英管内腔的另一端连通有抽气管，抽气管贯穿炉管延伸至外部空间，通过抽气管控制石英管内腔气压。

进一步的；所述冷却介质采用压缩空气、冷却水或常温状态下的空气。

进一步的；所述石英管上固设有导入孔和导出孔，石英管通过导入孔和导出孔分别与导入管和导出管连接，通过导入管和导出管控制冷却介质的导入和导出。

进一步的；所述导入管和导出管分别位于石英管的两端。

进一步的；所述石英管夹层的横截面为圆环形结构。

进一步的；所述石英管外侧设有炉管，所述炉管包括保温层、炉壳，炉管内固设有用于安装石英管的炉膛，保温层和炉壳位于炉膛外侧，保温层位于炉壳和炉膛之间，电炉丝控制炉膛的热场。

综上所述，本发明的有益之处在于：

1)、本发明将硅片热量辐射传导石英管夹层并通过压缩空气传到炉体，相比于自然冷却方式，冷却速度提升5-10倍，提高冷却速度。

2)、本发明将石英管设计为分层结构，导入管、石英管夹层以及导出管形成冷却通道，避免压缩空气对炉膛和电炉丝直吹，提高了使用寿命。

3)、本发明中石英管夹层长度与石英管内腔的长度相配，保证对石英管进行全方位的降温，实现对硅片全方位降温。

附图说明

图1为本发明的装置右视图。

图2为图1中A-A的剖切示意图。

图3为图2中B-B的剖切示意图。

图中标识：导入管11、导出管12、石英管2、石英管外层21、石英管内层22、石英管夹层23、石英管内腔24、抽气管25、法兰26、炉管3、炉壳31、保温层32、炉膛33、电炉丝4、硅片5、炉门6。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例一：

如图1-3所示，一种基于石英管分层的热炉降温结构，包括石英管2，所述石英管2包括用于放置硅片5的石英管内腔24以及以及石英管外管，石英管外管为分层结构，相邻层间形成石英管夹层23，石英管夹层23连通导入管11和导出管12，所述导入管11、石英管夹层23以及导出管12形成冷却通道，冷却介质进入冷却通道对硅片5降温。

所述石英管2外侧设有炉管3，所述炉管3包括保温层32、炉壳31，炉管3内固设有用于安装石英管2的炉膛33，保温层32和炉壳31位于炉膛33外侧，保温层32位于炉壳31和炉膛33之间，电炉丝4控制炉膛33的热场，保温层32保证电炉丝4产生的大部分热量集中辐射到硅片5上，同时不影响硅片5的升温速度。

石英管外管具体分为石英管外层21和石英管内层22，石英管夹层23位于石英管外层21和石英管内层22之间，石英管内层22位于石英管内腔24外侧的第一层，石英管夹层23位于石英管内腔24外侧的第二层，石英管外层21位于石英管内腔24外侧的第三层，本实施例中如图3所示，所述石英管夹层23的横截面为圆环形结构，石英管夹层23长度与石英管内腔24的长度相配，保证对石英管2进行全方位的降温，进而实现对位于石英管内腔24内的硅片5快速降温。

石英管内腔24与外部空间连通的一端设为开口端，硅片5通过开口端进入石英管内腔24内，开口端固设有法兰26，法兰26与炉门6连接，炉门6对石英管内腔24进行封闭，石英管内腔24的另一端连通有抽气管25，抽气管25贯穿炉管3延伸至外部空间，位于外部空间的抽气管25与接气泵(图未显示)，接气泵通过抽气管25将石英管内腔24抽成低压，即控制石英管内腔24内的气压。

如图2所示，石英管2上固设有导入孔(图未显示)和导出孔(图未显示)，石英管2通过导入孔和导出孔分别与导入管11和导出管12连接，通过导入管11和导出管12实现冷却介质的导入和导出，本实施例中，导入管11和导出管12分别位于石英管2的两端，所述导入管11位于靠近法兰26的石英管2上侧，导出管12位于靠近抽气管25的石英管2下侧，即导入管11、导出管12分别位于石英管2两端，冷却介质采用低温压缩空气、冷却水、常温空气或其他介质，本实施例中，采用低温压缩空气，所述导入管11一端与空压机连通，另一端与石英管夹层23连通，导出管12一端与石英管夹层23连通，另一端与外接设备或直接与外部空间连通，空压机产生的低温压缩空气由导入管11导入石英管夹层23，使石英管夹层23的空间温度迅速降到接近常温，进而迅速降低了石英管2管壁的温度，硅片5的热量迅速辐射石英管2内壁，与低温压缩空气进行热量交换，受热后的低温压缩空气由导出管12排出(图2中箭头所示路径)，从而实现对硅片5的快速降温。

本实施例实施过程中，高温硅片5需要快速降温时，空压机产生的低温压缩空气由导入管11导入石英管夹层23，使石英管夹层23内空间温度迅速降到接近常温，进而迅速降低了石英管2管壁的温度，使石英管2内壁与高温硅片5间形成巨大的温差，如图3中箭头所示的硅片热量传导路径，硅片5的热量迅速辐射石英管2内壁，与低温压缩空气进行热量交换，受热后的低温压缩空气由导出管12排出，持续性的低温压缩空气输入冷却通道，从而保证热炉内的硅片5快速降温。

本实施例中，石英管外层21有效防止冷却介质直接对保温层32、电炉丝4吹气降温，进而影响设备的寿命。

在其他实施例中，石英管夹层23的横截面也可设置为其他规则形状，如回形；或其他非规则形状。

在其他实施例中，导入管11、导出管12的数量和位置可根据实际需要进行设定。

在其他实施例中，冷却介质的流通可直接通过导入孔和导出孔，无需导入管11和导出管12。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于石英管分层的热炉降温结构,其特征在于：包括石英管，所述石英管包括石英管内腔以及石英管外管，石英管外管为分层结构，所述石英管外管包括石英管外层和石英管内层，石英管外层和石英管内层间形成石英管夹层，冷却介质在石英管夹层的流通降低硅片的温度。

2.根据权利要求1所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述石英管夹层位于石英管外层和石英管内层之间，石英管内层位于石英管内腔外侧的第一层，石英管外层位于石英管内腔外侧的第三层。

3.根据权利要求1所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述石英管夹层连通有导入管和导出管，导入管、石英管夹层以及导出管形成冷却通道，冷却介质在冷却通道的流通降低硅片的温度。

4.根据权利要求1所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述石英管夹层的长度与石英管内腔的长度相配。

5.根据权利要求1所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述石英管内腔与外部空间连通的一端设为开口端，开口端固设有法兰，法兰与炉门连接，炉门将石英管内腔封闭，石英管内腔的另一端连通有抽气管，抽气管贯穿炉管延伸至外部空间，通过抽气管控制石英管内腔气压。

6.根据权利要求1所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述冷却介质采用压缩空气、冷却水或常温状态下的空气。

7.根据权利要求1所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述石英管上固设有导入孔和导出孔，石英管通过导入孔和导出孔分别与导入管和导出管连接，通过导入管和导出管控制冷却介质的导入和导出。

8.根据权利要求3所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述导入管和导出管分别位于石英管的两端。

9.根据权利要求1所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述石英管夹层的横截面为圆环形结构。

10.根据权利要求1所述的一种基于石英管分层的热炉降温结构，其特征在于：所述石英管外侧设有炉管，所述炉管包括保温层、炉壳，炉管内固设有用于安装石英管的炉膛，保温层和炉壳位于炉膛外侧，保温层位于炉壳和炉膛之间，电炉丝控制炉膛的热场。

Images