CN205974743U - 区熔炉多ccd系统观测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及区熔炉的观察装置，旨在提供区熔炉多CCD系统观测装置。该区熔炉多CCD系统观测装置包括CCD摄像装置和固定支架，CCD摄像装置包括CCD摄像头和CCD摄像头支架，CCD摄像头支架利用固定支架安装在主观察窗上，CCD摄像头至少设有三个，分别安装在CCD摄像头支架上，能实现利用CCD摄像头对主观察窗内的情况进行实时监控。本实用新型采用多CCD摄像头，能实时、全方位的监控引晶时籽晶与熔区的接触状况和拉晶过程中熔区附近的图像，并将图像数据传输到操作终端，使拉晶人员能实现远程引晶和实时掌握熔区的状态。

Description

区熔炉多CCD系统观测装置

技术领域

本实用新型是关于区熔炉的观察装置，特别涉及区熔炉多CCD系统观测装置。

背景技术

区熔是指根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布(称为偏析)的原理，通过多次熔融和凝固，制备高纯度的金属、半导体材料和有机化合物的一种提纯方法。采用这种方法对多晶硅提纯或生长硅单晶时，熔区悬浮于多晶硅棒与下方生长出的单晶之间，故称为悬浮区熔法。

熔区的悬浮依靠熔硅的表面张力和加热线圈提供的磁托浮力，熔区的稳定是悬浮区熔法生长硅单晶的关键。影响熔区稳定的因素有很多，其中熔区中心位置及熔区的大小对其有最为直接的影响。区熔生长硅单晶的过程中，必须实时监控熔区的变化，更改生长参数。尤其对于区熔法自动生长硅单晶，必须要有一套精确可靠的实时图像观察处理装置。

现有技术中区熔炉监控装置仅设有一个CCD摄像头，所以只能提供一个视角的实时图像，由于存在的局限性导致不能对多晶料棒的融化情况和引晶过程提供必要的信息反馈，特别是引晶过程要靠拉晶人员通过观察窗近距离的进行引晶操作，因此对拉晶人员的经验和素质是一个很高的要求，不利于拉晶人员的高效化利用和网络化管理。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能实时监控熔区变化，提供多方位图像信息的多CCD系统观测装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供区熔炉多CCD系统观测装置，包括CCD摄像装置和固定支架，所述固定支架包括L形支架A和L形支架B，L形支架A、L形支架B上分别开有腰形孔；L形支架A用于利用腰形孔固定在主观察窗上，L形支架B利用腰形孔固定于L形支架A上；

所述CCD摄像装置包括CCD摄像头和CCD摄像头支架，且CCD摄像头至少设有三个；CCD摄像头支架上开有弧形腰形安装孔，CCD摄像头分别利用弧形腰形安装孔安装在CCD摄像头支架上；CCD摄像头支架固定于L形支架B上，能实现利用CCD摄像头对主观察窗内的情况进行实时监控。

作为进一步的改进，所述L形支架B包括以L形相连的两部分，一部分用于安装CCD摄像装置，该部分的长度小于主观察窗的直径(长度优选270mm)，且该部分上开有两处宽度为6mm的腰形孔：长度为222mm，位置以中线对称，中心距为20mm，腰形孔圆弧中心距端面10mm；

另一部分用于和L形支架A固定，该部分的长度为80mm，且该部分上开有一处宽度为6mm的腰形孔：长度为47mm，位置居中，腰形孔圆弧中心距端面10mm。

作为进一步的改进，所述L形支架A包括以L形相连的两部分，一部分用于安装L形支架B，该部分的长度为200mm，且该部分上开有两处宽度为9mm的腰形孔：位置以中线对称，中心距为25mm，长度为100mm，腰形孔圆弧中心距端面10mm；

另一部分用于和主观察窗固定，该部分的长度为35mm，且该部分上开有一处通孔：直径为11mm，通孔中心距端面12mm。

作为进一步的改进，所述CCD摄像头支架包括相连的两部分，一部分用于安装CCD摄像头，该部分的长度为40mm，且该部分上开有三个用于安装CCD摄像头的通孔，通孔的直径为4mm；

另一部分用于和L形支架B固定，该部分的长度为55mm，且该此部分上开有两处宽度为6mm的弧形腰形孔：位置以中线对称，两个腰形孔的内侧弧面直径为14mm，中心距端面12mm，弧形腰形孔两端中心夹角为70°。

作为进一步的改进，所述CCD摄像头设有三个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用多CCD摄像头，能实时、全方位的监控引晶时籽晶与熔区的接触状况和拉晶过程中熔区附近的图像，并将图像数据传输到操作终端，使拉晶人员能实现远程引晶和实时掌握熔区的状态；自动生长单晶过程中，CCD摄像头可作为可靠的信息来源将单晶生长参数上传至自动长晶软件，实现单晶自动生长和网络化管理。

本实用新型采用柔性化配置，能根据需要随意调节CCD摄像头的位置和角度，使用更方便灵活。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的工作示意图。

图中的附图标记为：1主观察窗；2L形支架A；3L形支架B；4CCD摄像头；401CCD摄像头；402CCD摄像头；403CCD摄像头；5CCD摄像头支架。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，区熔炉多CCD系统观测装置包括CCD摄像装置和固定支架。

固定支架包括L形支架A2和L形支架B3，L形支架A2、L形支架B3上分别开有腰形孔。L形支架A2用于利用腰形孔固定在主观察窗1上，L形支架B3利用腰形孔固定于L形支架A2，可根据实际需要调节相对间的安装位置。

CCD摄像装置包括CCD摄像头4和CCD摄像头支架5，且CCD摄像头4设有三个，分别为：CCD摄像头401、CCD摄像头402、CCD摄像头403。CCD摄像头支架5上开有弧形腰形安装孔，方便摄像头旋转调节角度，CCD摄像头4分别利用弧形腰形安装孔安装在CCD摄像头支架5上。

CCD摄像头支架5固定于L形支架B3上，摄像头可通过调节固定支架上腰形孔沿X轴、Y轴、Z轴移动，调节摄像头支架上弧形腰形孔沿X轴旋转，调整视角角度，即该CCD摄像头支架5具有沿X轴、Y轴、Z轴移动和绕X轴旋转4个方向的自由度，可方便地调节CCD摄像头4的水平和空间位置，通过调整CCD摄像头4的位置和角度，能清晰准确的在操作终端看到所需图像。

在本实施例中，L形支架B3包括以L形相连的两部分，一部分用于安装CCD摄像装置，该部分的长度小于主观察窗1的直径(长度优选270mm)，且该部分上开有两处宽度为6mm的腰形孔：长度为222mm，位置以中线对称，中心距为20mm，腰形孔圆弧中心距端面10mm。另一部分用于和L形支架A2固定，该部分的长度为80mm，且该部分上开有一处宽度为6mm的腰形孔：长度为47mm，位置居中，腰形孔圆弧中心距端面10mm。

L形支架A2包括以L形相连的两部分，一部分用于安装L形支架B3，该部分的长度为200mm，且该部分上开有两处宽度为9mm的腰形孔：位置以中线对称，中心距为25mm，长度为100mm，腰形孔圆弧中心距端面10mm。另一部分用于和主观察窗1固定，该部分的长度为35mm，且该部分上开有一处通孔：直径为11mm，通孔中心距端面12mm。

CCD摄像头支架5包括相连的两部分，一部分用于安装CCD摄像头4，该部分的长度为40mm，且该部分上开有三个用于安装CCD摄像头的通孔，通孔的直径为4mm。另一部分用于和L形支架B3固定，该部分的长度为55mm，且该此部分上开有两处宽度为6mm的弧形腰形孔：位置以中线对称，两个腰形孔的内侧弧面直径为14mm，中心距端面12mm，弧形腰形孔两端中心夹角为70°。

多CCD系统观测装置的工作过程具体描述如下：

将多CCD系统观测装置安装于区熔炉主观察窗1上，将摄像头403观察D多晶料棒融化区域，摄像头402观察E熔区中心，摄像头401对籽晶引晶处，可参考图2。调节CCD摄像头支架5，使CCD摄像头4能对准正确位置，并通过调节支架腰形孔和摄像头焦距能在终端设备得到清晰的图像。

手动生长单晶过程中，CCD摄像头4将熔区中心附近的图像传送到操作终端，经相关软件处理后得到熔区、多晶棒料和硅单晶的各项尺寸参数，并在显示终端显示，实现区熔炉的熔区状态实时监控和远程引晶操作。

自动生长单晶过程中，CCD摄像头4作为可靠的信息来源，将处理得到的单晶生长参数上传至自动长晶软件，由自动长晶软件根据参数判断熔区状态及生长阶段，调整电源功率及其他各项参数，形成单晶生长的闭环控制。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.区熔炉多CCD系统观测装置，包括CCD摄像装置和固定支架，其特征在于，所述固定支架包括L形支架A和L形支架B，L形支架A、L形支架B上分别开有腰形孔；L形支架A用于利用腰形孔固定在主观察窗上，L形支架B利用腰形孔固定于L形支架A上；

所述CCD摄像装置包括CCD摄像头和CCD摄像头支架，且CCD摄像头至少设有三个；CCD摄像头支架上开有弧形腰形安装孔，CCD摄像头分别利用弧形腰形安装孔安装在CCD摄像头支架上；CCD摄像头支架固定于L形支架B上，能实现利用CCD摄像头对主观察窗内的情况进行实时监控。

2.根据权利要求1所述的区熔炉多CCD系统观测装置，其特征在于，所述L形支架B包括以L形相连的两部分，一部分用于安装CCD摄像装置，该部分的长度小于主观察窗的直径，且该部分上开有两处宽度为6mm的腰形孔：长度为222mm，位置以中线对称，中心距为20mm，腰形孔圆弧中心距端面10mm；

另一部分用于和L形支架A固定，该部分的长度为80mm，且该部分上开有一处宽度为6mm的腰形孔：长度为47mm，位置居中，腰形孔圆弧中心距端面10mm。

3.根据权利要求1所述的区熔炉多CCD系统观测装置，其特征在于，所述L形支架A包括以L形相连的两部分，一部分用于安装L形支架B，该部分的长度为200mm，且该部分上开有两处宽度为9mm的腰形孔：位置以中线对称，中心距为25mm，长度为100mm，腰形孔圆弧中心距端面10mm；

另一部分用于和主观察窗固定，该部分的长度为35mm，且该部分上开有一处通孔：直径为11mm，通孔中心距端面12mm。

4.根据权利要求1所述的区熔炉多CCD系统观测装置，其特征在于，所述CCD摄像头支架包括相连的两部分，一部分用于安装CCD摄像头，该部分的长度为40mm，且该部分上开有三个用于安装CCD摄像头的通孔，通孔的直径为4mm；

另一部分用于和L形支架B固定，该部分的长度为55mm，且该部分上开有两处宽度为6mm的弧形腰形孔：位置以中线对称，两个腰形孔的内侧弧面直径为14mm，中心距端面12mm，弧形腰形孔两端中心夹角为70°。

5.根据权利要求4所述的区熔炉多CCD系统观测装置，其特征在于，所述CCD摄像头设有三个。