CN203367244U - 采用中频感应加热的扩散炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用中频感应加热的扩散炉，包括扩散炉管、加热控制器和热电偶，在扩散炉管外围紧密地套上一层耐高温不锈钢管，在耐高温不锈钢管外围再紧密地套上绝缘隔热筒，在绝缘隔热筒外部绕有加热感应线圈，加热感应线圈在中频感应电源的作用下产生高速变化的磁场，在高速变化的磁场作用下，耐高温不锈钢管的管壁内部产生涡流并感应生成热能，从而实现对扩散炉的加热，中频电源控制柜通过接收一系列热电偶的反馈信号，调节加热感应线圈中的电流以改变磁场，进而改变耐高温不锈钢管发热状态，从而实现对扩散炉管内温度的控制。本实用新型采用中频感应加热，升温速度很快，节约预热时间，发热效率高，节能，节电，环保，装备使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种扩散炉装置，特别是涉及一种感应加热的扩散炉，应用于半导体制造装备技术领域。
背景技术
扩散炉主要用于对硅片进行扩散、氧化等工艺。目前扩散炉的加热方式主要采用电阻丝加热。但电阻丝加热有以下缺点：热损失大；导致环境温度上升；使用寿命短，维修量大；功率密度低，在一些需要较高温度的场合无法适应。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用中频感应加热的扩散炉，采用中频感应加热，能够快速实现温升，大大节约预热时间，发热效率高，节能、节电和环保效果好，可降低环境温度，加热线圈运行温度低，装备使用寿命长。
为达到上述发明创造目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种采用中频感应加热的扩散炉，包括扩散炉管、加热控制器和热电偶，在扩散炉管外围紧密地套上一层耐高温不锈钢管，在耐高温不锈钢管外围再紧密地套上绝缘隔热筒，在绝缘隔热筒外部绕有加热感应线圈，加热感应线圈在中频感应电源的作用下产生高速变化的磁场，在高速变化的磁场作用下，耐高温不锈钢管的管壁内部产生涡流并感应生成热能，热能再传导于扩散炉管上，从而实现对扩散炉的加热，加热感应线圈和在扩散炉管内设置的一系列热电偶通过总线连接到中频电源控制柜上，中频电源控制柜通过接收一系列热电偶的反馈信号，调节加热感应线圈中的电流以改变磁场，进而改变耐高温不锈钢管的发热状态，从而实现对扩散炉管内温度的控制。
作为本实用新型技术方案的改进，加热感应线圈分段绕在绝缘隔热筒上，在不同段的加热感应线圈对应的扩散炉管内相应分布设置不同的热电偶，以测扩散炉管相应区段内的温度，各段加热感应线圈和各个热电偶分别通过总线连接到中频电源控制柜上，在中频电源控制柜的控制下，各段加热感应线圈内腔中分别产生各自对应的高速变化的磁场，使耐高温不锈钢管内部分段产生涡流并分段高速发热，以实现对整一个扩散炉的加热，中频电源控制柜接收扩散炉管内各热电偶的温度信号反馈，调节各段加热感应线圈中的电流以改变各段加热感应线圈内的磁场，从而改变各段耐高温不锈钢管的发热状态，以实现对扩散炉管内温度的控制，使扩散炉管内形成一段稳定的恒温区。
分段绕在上述绝缘隔热筒上的加热感应线圈的段数优选为3～10段。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：
1. 本实用新型采用中频感应加热相比于传统的电阻丝加热，中频感应加热在感应线圈中会产生高密度的磁力线，置于其磁场下的金属材料在高速变化的磁场中产生很大的涡流，并且被高速发热，中频感应加热效率高，热量损失少，能够节约很多电能，并且中频感应加热速度很快，能够快速实现温升，大大节约预热时间；
2. 本实用新型的绝缘隔热筒在减少热量损失的同时，防止线圈被高温损坏，而采用中频感应加热，加热感应线圈本身不需要发热，加热感应线圈运行温度在100℃左右，装备使用寿命更长；
3. 本实用新型加热感应线圈分段绕在绝缘隔热筒上，使耐高温不锈钢管每段发热状态不相同，以利于扩散炉管内形成一段稳定的恒温区，中频电源控制柜还可接收炉内各段热电偶的反馈，分别调节各段加热感应线圈中的电流，以改变各段耐高温不锈钢管发热状态，从而实现对炉内温度的整体均匀控制。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例采用中频感应加热的扩散炉的结构示意图。
图2是沿着图1中F-F线的剖视图。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图说明如下：
在本实施例中，参见图1和图2，一种采用中频感应加热的扩散炉，包括扩散炉管3、加热控制器和热电偶5，在扩散炉管3外围紧密地套上一层耐高温不锈钢管2，耐高温不锈钢管2起到感应发热的作用，并有利于热量传导，在耐高温不锈钢管2外围再紧密地套上绝缘隔热筒1，在绝缘隔热筒1外部绕有加热感应线圈4，绝缘隔热筒1绝缘效果好，减少扩散炉热量损失，并且防止绝缘隔热筒1上的加热感应线圈4接触高温，有效防止加热感应线圈4被高温损坏，加热感应线圈4在中频感应电源的作用下产生高速变化的磁场，在高速变化的磁场作用下，耐高温不锈钢管2的管壁内部产生涡流并自身感应生成热能，热能再传导于扩散炉管3上，从而实现对扩散炉的加热的目的，加热感应线圈4和在扩散炉管3内设置的一系列热电偶5通过总线连接到中频电源控制柜6上，中频电源控制柜6通过接收一系列热电偶5的反馈信号，调节加热感应线圈4中的电流以改变磁场，进而改变耐高温不锈钢管2的发热状态，从而实现对扩散炉管3内温度的控制。相比于电阻丝加热，本实施例采用电磁加热方式具有以下优势：节能效果好，节电效果能达到30%以上；环保效果好，可降低环境温度；使用寿命长，加热线圈运行温度在100℃左右，很难损坏；发热效率高，预热速度快，减少温升时间。
在本实施例中，参见图1和图2，加热感应线圈4分段绕在绝缘隔热筒1上，在不同段的加热感应线圈对应的扩散炉管3内相应分布设置不同的热电偶5，以测量扩散炉管3内相应段内的温度，以测扩散炉管3相应区段内的温度，各段加热感应线圈4和各个热电偶5分别通过总线连接到中频电源控制柜6上，在中频电源控制柜6的控制下，各段加热感应线圈4内腔中分别产生各自对应的高速变化的磁场，使耐高温不锈钢管2内部分段产生涡流并分段高速发热，以实现对整一个扩散炉的加热，中频电源控制柜6接收扩散炉管3内各热电偶5的温度信号反馈，调节各段加热感应线圈4中的电流以改变各段加热感应线圈4内的磁场，从而改变各段耐高温不锈钢管2的发热状态，以实现对扩散炉管3内温度的控制，使扩散炉管3内形成一段稳定的恒温区。
在本实施例中，参见图1，加热感应线圈4分5段分别绕在绝缘隔热筒1上，如图1中的A、B、C、D、E段。5段加热感应线圈4分段绕在绝缘隔热筒1上，使耐高温不锈钢管2每段发热状态不相同，以利于扩散炉管3内形成由5部分热区组合形成的一段稳定的恒温区。中频电源控制柜6还可接收炉内各段热电偶5的反馈，通过分别调节各段加热感应线圈4中的电流，以改变耐高温不锈钢管2发热状态，从而实现对炉内温度的控制。相比于传统的电阻丝加热，中频感应加热效率高，能够节约很多电能。并且中频感应加热速度很快，能够快速实现温升，大大节约预热时间。
上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合用于本实用新型采用中频感应加热的扩散炉的结构和构造原理，都属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种采用中频感应加热的扩散炉，包括扩散炉管（3）、加热控制器和热电偶（5），其特征在于：在所述扩散炉管（3）外围紧密地套上一层耐高温不锈钢管（2），在所述耐高温不锈钢管（2）外围再紧密地套上绝缘隔热筒（1），在所述绝缘隔热筒（1）外部绕有加热感应线圈（4），所述加热感应线圈（4）在中频感应电源的作用下产生高速变化的磁场，在高速变化的磁场作用下，所述耐高温不锈钢管（2）的管壁内部产生涡流并感应生成热能，热能再传导于所述扩散炉管（3）上，从而实现对扩散炉的加热，所述加热感应线圈（4）和在所述扩散炉管（3）内设置的一系列所述热电偶（5）通过总线连接到中频电源控制柜（6）上，所述中频电源控制柜（6）通过接收一系列热电偶（5）的反馈信号，调节所述加热感应线圈（4）中的电流以改变磁场，进而改变所述耐高温不锈钢管（2）的发热状态，从而实现对所述扩散炉管（3）内温度的控制。
2.根据权利要求1所述的采用中频感应加热的扩散炉，其特征在于：所述加热感应线圈（4）分段绕在所述绝缘隔热筒（1）上，在不同段的所述加热感应线圈对应的所述扩散炉管（3）内相应分布设置不同的热电偶（5），以测所述扩散炉管（3）相应区段内的温度，各段加热感应线圈（4）和各个所述热电偶（5）分别通过总线连接到所述中频电源控制柜（6）上，在所述中频电源控制柜（6）的控制下，各段加热感应线圈（4）内腔中分别产生各自对应的高速变化的磁场，使所述耐高温不锈钢管（2）内部分段产生涡流并分段高速发热，以实现对整一个扩散炉的加热，所述中频电源控制柜（6）接收所述扩散炉管（3）内各热电偶（5）的温度信号反馈，调节各段加热感应线圈（4）中的电流以改变各段加热感应线圈（4）内的磁场，从而改变各段所述耐高温不锈钢管（2）的发热状态，以实现对所述扩散炉管（3）内温度的控制，使所述扩散炉管（3）内形成一段稳定的恒温区。
3.根据权利要求2所述的采用中频感应加热的扩散炉，其特征在于：分段绕在绝缘隔热筒（1）上的加热感应线圈（4）的段数为3～10段。
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| CN 201320412106 CN203367244U (zh) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | 采用中频感应加热的扩散炉 |
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| CN 201320412106 CN203367244U (zh) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | 采用中频感应加热的扩散炉 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105021053A (zh) * | 2015-08-08 | 2015-11-04 | 西安东威电炉设备有限公司 | 一种轴承钢中频感应加热表面不开裂设备 |
| CN110239006A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-17 | 北京中坤嘉达科技有限公司 | 一种用于油气管道防腐层剥离的手持式加热装置 |
| CN113201359A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-08-03 | 杭州三得农业科技有限公司 | 基于中频聚热的介质阻挡温度场炉膛及其工作方法 |
| CN115791865A (zh) * | 2022-12-25 | 2023-03-14 | 北京工业大学 | 一种针对弱导电性复合材料热机疲劳试验的超高温加载装置 |
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2013
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Granted publication date: 20131225 Termination date: 20150711 |
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