CN205676555U - 一种多晶硅铸锭炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多晶硅铸锭炉，包括底板，坩埚，护板和盖板，坩埚放置在底板上，护板围设在坩埚的外侧，盖板位于坩埚上方，盖板和四块护板拼接成口部将坩埚盖住，其特征在于，所述护板包括护板本体和绝缘凸台，所述护板本体的高度低于所述坩埚的高度，所述绝缘凸台设置在每块所述护板本体上的数量不少于2个。本实用新型不仅能有效排杂，提升所铸硅锭品质，延长了护板的使用寿命，而且能有效解决盖板与加热器意外接触产生拉弧打火，损坏热场元件的问题。

Description

一种多晶硅铸锭炉

技术领域

本实用新型涉及一种多晶硅技术领域。尤其涉及一种多晶硅铸锭炉。

背景技术

目前多晶铸锭主要用定向凝固的方法，该方法是将硅料按一定比例配好置于坩埚内，再将坩埚放入定向凝固中加热、熔融、长晶、退火生产得到多晶硅锭。一方面，在铸锭过程中，由于坩埚装料时，硅原料的堆积高度会高于坩埚，因此护板的高度一般会高于坩埚的高度，在熔化过程中，硅熔液中的杂质难以排除，而且，液面蒸发也容易腐蚀损坏了护板的使用寿命。现有技术中，会在护板上设计排气槽，排气槽的设计更有利于熔化过程中杂质的排出，但在实际的使用过程中，由于应力集中，护板上排气槽部位经常开裂损坏，护板的使用寿命还是达不到预期。

另一方面，硅料熔化时炉内温度高达1550以上，石墨加热板承载的电流有2000多安培，盖板长时间使用或质量有问题容易变形与顶部加热器上接触，产生拉弧打火的现象，电流通过加热板传递给盖板，从而依次传向护板、底板、冷却块、石墨支撑脚、最终导向金属炉体引起对地短路，引起漏电。漏电严重会引起局部高温，拉弧，烧坏加热元件，造成设备损坏。对铸锭存有很大安全隐患。

现有技术中，一般采用缩短护板或支撑柱的高度来增加两者的安全距离，防止漏电产生，但这样会减少装料量并引起热场结构的变化，影响铸锭质量。专利CN201120216566.X采用在与加热器连接的螺栓底部设置绝缘套的方式来减少拉弧漏电，但由于盖板的变形位置不确定，如盖板边缘上翘，就会直接接触到石墨加热器上，这种在螺母端加绝缘垫的技术就无效。再且，加热器紧固螺母与盖板距离有限，新装了一个绝缘垫，之间距离就更小了，安全就更难保证，不利于正 常运行。此外，因加热器紧固件螺杆较多，全部配套安装需额外增加了不小成本，推广不合算。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种多晶硅铸锭炉，该多晶硅铸锭炉不仅能够有效排杂，提升所铸硅锭品质，延长护板使用寿命，而且能有效解决盖板与加热器意外接触产生拉弧打火，损坏热场元件的问题。

本实用新型提供了一种多晶硅铸锭炉，包括底板，坩埚，护板和盖板，坩埚放置在底板上，护板围设在坩埚的外侧，盖板位于坩埚上方，盖板和四块护板拼接成口部将坩埚盖住，所述护板包括本体和绝缘凸台，所述护板本体的高度低于所述坩埚的高度，所述绝缘凸台设置在每块所述护板本体上的数量不少于2个。

其中，所述护板为分体式结构，所述绝缘凸台为安装在所述护板本体上的绝缘支柱。

其中，所述绝缘凸台与所述护板本体采用凸凹匹配结构卡接在一起。

其中，所述绝缘凸台与所述护板本体采用螺旋结构固定在一起。

其中，所述绝缘凸台为陶瓷材料。

其中，所述绝缘凸台的材料为氮化硼、氧化锆、氧化硅。

其中，所述护板为整体式结构，所述绝缘凸台的外表面涂刷有一层绝缘材料构成的绝缘涂层或绝缘凸台的外表面套设有一层绝缘套。

其中，所述绝缘涂层为采用等离子喷涂氧化铝涂层。

其中，所述绝缘凸台外表面开设有外螺纹，所述绝缘套内表面开设有内螺纹，所述绝缘凸台外螺纹与所述绝缘套里面的内螺纹螺旋连接在一起。

其中，所述绝缘套的材料为热敏绝缘材料。

其中，所述绝缘套的材料为热压氮化硼。

其中，所述绝缘凸台的高度为50-100mm，所述绝缘凸台顶部的尺寸为10-30×10-30mm。

本实用新型提供的多晶硅铸锭炉，一方面，护板本体的高度低于坩埚的高度，石英坩埚与石墨护板之间在高温下反应下产生的含碳气体更易于向坩埚外排出，减少拂过液面的可能，而且绝缘凸台的存在，铸锭过程中坩埚内硅液的挥发的高温硅蒸汽及产生的杂质气体从盖板与护板之间的绝缘凸台空间可畅通排除。此外绝缘凸台表面有绝缘材料或直接采用陶瓷绝缘材料，不会影响到护板，能够有效排杂，提升所铸硅锭品质，有效延长了护板的使用寿命。另一方面，绝缘支柱与盖板相连接，盖板与护板完全绝缘，当盖板因变形与加热器接触时，由于电流传递的通道已经完全切除，也不会产生漏电拉弧的现象。

附图说明

图1为本实用新型多晶硅铸锭炉的示意图；

图2为本实用新型实施例一的护板的示意图

图3为图2中A区域的局部放大图

图4为本实用新型实施例二的护板的示意图

图5为本实用新型实施例三的护板的示意图

其中：1-盖板，2-护板，201-绝缘凸台，2011-绝缘涂层，202-护板本体，3-坩埚；4-溶液；5-底板；

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图和实施方式对本实用型的进一步的详细说明。

实施例一

请参考图1、图2和图3，本实用新型提供了多晶硅铸锭炉，包括底板5，坩埚3，护板2和盖板1，坩埚3放置在底板5上，护板2围设在坩埚3的外侧，盖板1位于坩埚3的上方，盖板1和四块护板2拼接成口部将坩埚3盖住。该铸锭炉的护板2包括护板本体202和绝缘凸台201，护板本体202的高度低于坩埚3的高度，绝缘凸台 201的高度为60mm，绝缘凸台顶部的尺寸为10mm×10mm，绝缘凸台201设置在每面护板本体202上的数量为3个。绝缘凸台201与护板本体202为分体式结构，绝缘凸台201为氮化硅陶瓷材料，绝缘凸台201下端设有圆柱形台阶，所述护板本体202上设有圆孔，所述绝缘凸台201台阶插入所述护板本体的圆孔，与所述护板本体202卡接在一起。

进一步地，绝缘凸台201的高度为70mm，80mm，90mm和100mm。

进一步地，绝缘凸台201顶部的尺寸为15mm×15mm，25mm×25mm，30mm×30mm。

进一步地，绝缘凸台201设置在每块护板本体202上的数量为4个、5个和6个。

在铸锭熔化过程中，一方面，护板本体的高度低于坩埚的高度，坩埚与护板之间杂质气体易向外排除，绝缘凸台直接采用陶瓷绝缘材料，硅蒸汽不会影响到护板本体，不仅能有效排杂，提升所铸硅锭品质，而且延长了护板的使用寿命。而且绝缘凸台与护板本体为分体式结构，更换简单方便，成本低。

另一方面，当盖板因为长时间使用或质量有问题变形与顶部加热器接触，产生电流，而由于盖板与绝缘凸台间绝缘，直接切断了电流，不会产生漏电拉弧的现象。

实施例二

请参考图4，本实用新型提供了多晶硅铸锭炉，包括底板5，坩埚3，护板2和盖板1，坩埚3放置在底板5上，护板2围设在坩埚3的外侧，盖板1位于坩埚3的上方，盖板1和四块护板2拼接成口部将坩埚3盖住。该铸锭炉的护板2包括护板本体202和绝缘凸台201，护板本体202的高度低于坩埚3的高度，绝缘凸台201的高度为50mm，绝缘凸台顶部的尺寸为10mm×10mm，绝缘凸台201设置在每块护板本体202上的数量为2个。绝缘凸台201和护板本体202为整体式结构，绝缘凸台表面涂刷有一层采用等离子喷涂的氧化铝涂层2011。

进一步地，绝缘凸台201的高度为60mm，70mm，80mm，90mm和100mm。

进一步地，绝缘凸台201顶部的尺寸为15mm×15mm，25mm×25mm，30mm×30mm。

进一步地，绝缘凸台201设置在每块护板本体202上的数量为3个、4个、5个、6个。

在铸锭熔化过程中，一方面，护板本体的高度低于坩埚的高度，坩埚与护板之间杂质气体易向外排除，绝缘凸台表面有绝缘材料，硅蒸汽不会影响到护板，不仅能有效排杂，提升所铸硅锭品质，而且延长了护板的使用寿命。

另一方面，当盖板因为长时间使用或质量有问题变形与顶部加热器接触，产生电流，而由于盖板与绝缘凸台间绝缘，直接切断了电流，不会产生漏电拉弧的现象。

实施例三

请参考图5，本实用新型提供了多晶硅铸锭炉，包括底板5，坩埚3，护板2和盖板1，坩埚3放置在底板5上，护板2围设在坩埚3的外侧，盖板1位于坩埚3的上方，盖板1和四块护板2拼接成口部将坩埚3盖住。该铸锭炉的护板2包括护板本体202和绝缘凸台201，护板本体202的高度低于坩埚3的高度，绝缘凸台201的高度为50mm，绝缘凸台顶部的尺寸为10mm×10mm，绝缘凸台201设置在每面护板本体202上的数量为2个。绝缘凸台201与护板本体202为分体式结构，绝缘凸台201为氮化硅陶瓷材料，绝缘凸台201为圆柱体，护板本体202上设有圆孔，将绝缘凸台201直接插入护板本体202的圆孔内，与所述护板本体连接在一起。

进一步地，绝缘凸台201的高度为50mm，60mm，70mm，80mm，90mm和100mm。

进一步地，绝缘凸台201顶部的尺寸为15mm×15mm，25mm×25mm，30mm×30mm。

进一步地，绝缘凸台201设置在每块护板本体202上的数量为3个、4个、5个、6个。

在铸锭熔化过程中，一方面，护板本体的高度低于坩埚的高度，坩埚与护板 之间杂质气体易向外排除，绝缘凸台直接采用陶瓷绝缘材料，不会影响到护板，不仅能有效排杂，提升所铸硅锭品质，而且延长了护板的使用寿命。而且绝缘凸台与护板本体为分体式结构，更换简单方便，成本低。

另一方面，当盖板因为长时间使用或质量有问题变形与顶部加热器接触，产生电流，而由于盖板与绝缘凸台间绝缘，直接切断了电流，不会产生漏电拉弧的现象。

Claims (6)

1.一种多晶硅铸锭炉，包括底板，坩埚，护板和盖板，坩埚放置在底板上，护板围设在坩埚的外侧，盖板位于坩埚上方，盖板和四块护板拼接成口部将坩埚盖住，其特征在于，所述护板包括护板本体和绝缘凸台，所述护板本体的高度低于所述坩埚的高度，所述绝缘凸台设置在每块所述护板本体上的数量不少于2个。

2.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述护板为分体式结构，所述绝缘凸台为安装在所述护板本体上的绝缘支柱。

3.如权利要求2所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，其特征在于，所述绝缘凸台与所述护板本体采用凸凹匹配结构卡接在一起。

4.如权利要求2所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述绝缘凸台与所述护板本体采用螺旋结构固定在一起。

5.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述护板为整体式结构，所述绝缘凸台的外表面涂刷有一层绝缘材料构成的绝缘涂层或绝缘凸台的外表面套设有一层绝缘套。

6.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述绝缘凸台的高度为50-100mm，所述绝缘凸台顶部的尺寸为10-30×10-30mm。