CN207563145U - 一种用于坩埚口部自动涂层的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于坩埚口部自动涂层的设备，包括坩埚喷涂机和喷涂系统；坩埚喷涂机包括涂层间、机台以及电动机，涂层间固定在机台上部，电动机固定在机台下部；涂层间内设置有挡板、圆形转盘、法兰盘以及主轴；在坩埚倒扣时挡板位于坩埚口部，圆形转盘设置有多个坩埚支脚，坩埚支脚均匀布置在圆形转盘上平面，主轴上部连接挡板，中部通过法兰盘与圆形转盘固定连接，主轴下端连接转动轮通过皮带与固定在机台的下部的电动机连接；喷涂系统包括气压泵、导气管以及第一喷枪和第二喷枪；气压泵通过导气管分别于第一喷枪、第二喷枪和挡板连接。本实用新型在坩埚口部喷涂一种物质增加坩埚强度，保证了拉制单晶硅的质量和合格率，并降低了坩埚喷涂成本。

Description

一种用于坩埚口部自动涂层的设备

技术领域

本实用新型涉及坩埚设备领域，尤其涉及一种用于坩埚的喷涂设备。

背景技术

坩埚是拉制单晶硅必不可少的基础材料，其具备一下热学性能：它的形变点为1075℃，它的软化点为1730℃。其最高连续使用温度为1100℃，短时间内为1450℃。

但是拉制单晶硅时，温度需在1430℃左右。坩埚在高温下具有趋向变成二氧化硅的晶体(方石英)。这个过程称为再结晶，也称为“失透”，通常也称为“析晶”。析晶通常发生在坩埚的表层，长时间高温拉晶时，坩埚口部在高温条件下最容易发生析晶、高温变形，导致坩埚在拉晶过程中产生污染影响拉制多晶硅的质量和合格率，并且坩埚损坏不能再次使用。据统计了解坩埚析晶、高温软化变形对拉晶过程影响最大的的部位是坩埚口部，所以需要在坩埚口部喷涂一种物质增加坩埚强度。现有的坩埚喷涂技术为全喷涂，虽然解决了坩埚的“析晶”问题，但是坩埚的喷涂成本高，使单晶硅制作成本偏高。而实际使用中坩埚在拉晶过程中使用次数有限，在坩埚有限寿命内是无需大范围喷涂用以增强其强度，这样不仅造成了浪费，增加了其制作成本，并且也不能够显著的增加其使用寿命。通过上述统计结果仅仅对坩埚口部喷涂增强其强度即可解决拉制单晶硅时的“析晶”问题，这样既减少了浪费，也降低了其制作成本，也保证了拉制多晶硅的质量和合格率。

因此，研制开发一种用于喷涂坩埚口部喷涂的设备显得既迫切又有意义。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种用于坩埚口部自动涂层的设备。可对坩埚口部进行喷涂。

本实用新型的技术方案是：一种用于坩埚口部自动涂层的设备包括坩埚喷涂机和喷涂系统；

进一步的，坩埚喷涂机包括涂层间、机台以及电动机，喷涂间固定在机台上，电动机固定在机台下部；

进一步的，涂层间内设置有挡板、圆形转盘、法兰盘以及主轴；挡板为能够水平收缩的挡板；主轴为空心主轴；挡板的底部中心与主轴上端固定连接，主轴下端连接转动轮，转动轮由电动机通过传动皮带带动旋转；法兰盘位于所述圆形转盘中间，圆形转盘与所述法兰盘固定连接，主轴贯穿于所述法兰盘和机台中部，法兰盘固定在所述主轴中间段；挡板上还设置有多个坩埚支脚；所埚支脚均匀布置在所述圆形转盘上平面，坩埚倒扣在所述圆形转盘上并由所述坩埚支脚固定；

进一步的，圆形转盘上设置多个坩埚支脚；坩埚支脚为下部带有卡块的圆弧形支脚，圆形转盘半径方向间隔设置至少两条长方形卡槽，坩埚支脚下端的卡块对应卡嵌在卡槽内，圆形转盘上还设有弹簧，弹簧一端与坩埚支脚连接，另一端与所述法兰盘外侧连接，弹簧具有向外的弹性势能，坩埚支脚的形状便于圆形坩埚放置，坩埚支脚可以根据坩埚型号不同，在半径方向任意调节。

进一步的，喷涂系统包括气压泵、导气管、第一喷枪以及第二喷枪；气压泵通过导气管分别于第一喷枪、第二喷枪和主轴下端连接；第一喷枪贯穿所述机台和法兰盘进入涂层间，喷枪头朝向倒扣坩埚的口部内侧，针对坩埚口部内侧进行喷涂；第二喷枪穿过密闭的涂层间外壳，喷枪头朝向倒扣坩埚的外侧，针对坩埚外侧进行喷涂。

本实用新型的优点是：通过该坩埚口部喷涂设备能够对坩埚口部内外表面进行喷涂，形成的图层效果好，生产效率高，可使坩埚口部内外表面形成一层碳酸钡薄膜，提高坩埚质量和成品率；同时该薄膜在拉直单晶硅时能够隔离单晶硅金耳坩埚内表面的腐蚀，避免坩埚口部发生析晶现象，防止拉制单晶硅时的断苞和错位，从而大大提高了拉制单晶硅的质量和合格率，并且减少了喷涂物质的使用，大大降低了喷涂坩埚的制作成本。

进一步的，挡板为圆形耐热气囊。由于在喷涂时，坩埚需要加热至200～300℃，耐热的气囊不会产生因高温漏气等现象，从而影响喷涂效果。

进一步的，涂层间为四周一面能打开的密封性较好的空间。其能够防止外部灰尘进入涂层间使其在的喷涂过程中受到污染，也防止喷涂的涂层物外溢污染空气，影响操作人员身体健康。

进一步的，第二喷枪与涂层间外壳连接处为密封连接。进一步增强其密封性防止污染。

进一步的，气压泵与所述电动机优选的由电源开关同时控制，电动机带动坩埚旋转，气压机带动喷枪喷雾，气压泵工作时挡板会向四周扩张，从而挡板阻挡喷涂物进入坩埚内部，使其实现只针对坩埚口部进行喷涂作业；坩埚旋转的同时喷枪同时喷雾，使坩埚口部均匀喷涂；

进一步的，涂层间内部还设置有固定支架，固定支架位于涂层间内部，坩埚外侧。

进一步的，固定支架设置有支撑部，支撑部可拆卸的连接在在所述固定支架上，第二喷枪由支撑部支撑，第二喷枪可以在固定支架上上下移动，实现对坩埚外侧针对性喷涂或全面喷涂。

优选的，喷涂物质为氢氧化钡。

本实用新型在坩埚口部喷涂一种物质用以增强坩埚口部强度，保证了拉制多晶硅的质量和合格率，并降低了坩埚喷涂成本，降低了单晶硅的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中圆形转盘的示意图；

其中，图中1为涂层间；2为机台；3为挡板；4圆形转盘；5为主轴；6为坩埚支脚；7为电动机；8为气压泵；9为导气管；10为第二喷枪；11为第一喷枪，12为固定支架，13为法兰盘，14为弹簧。

具体实施方式

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种用于坩埚口部自动涂层的设备，可对坩埚口部进行喷涂以增强坩埚强度，保证拉制多晶硅的质量和合格率，减少坩埚的浪费，减少喷涂材料的浪费，降低成本。

根据图1-2所示，本实用新型的技术方案是：一种用于坩埚口部自动涂层的设备包括坩埚喷涂机和喷涂系统；

如图1所示，坩埚喷涂机包括四周一面能打开的密封性较好的涂层间1、机台2以及电动机7；涂层间1固定在机台2上部，电动机7固定在机台2下部；涂层间能够防止外部灰尘进入涂层间使其在的喷涂过程中受到污染，也防止喷涂的涂层物外溢污染空气，影响操作人员身体健康。

涂层间内设置有挡板3、圆形转盘4、法兰盘13以及主轴5；挡板3为能够水平收缩的圆形耐热气囊；主轴5为空心主轴，贯穿于法兰盘13和机台2中部；挡板3的底部中心的设置有进气孔，进气孔与主轴5上端固定连接，主轴5下端连接转动轮，转动轮由电动机7通过传动皮带带动旋转；圆形转盘4与法兰盘13固定连接，法兰盘13固定在主轴5中部；

如图2所示，圆形转盘4上设置有三个坩埚支脚6，圆形转盘半径方向间隔120°设置3条长方形卡槽，坩埚支脚6为下部带有卡块的圆弧形支脚，坩埚支脚下端卡块卡嵌在卡槽内，圆形转盘上还设有弹簧14，弹簧14的一端与坩埚支脚连接，另一端与所述法兰盘外侧连接，弹簧14具有向外的弹性势能。坩埚支脚的形状便于圆形坩埚放置，坩埚支脚可以根据坩埚型号不同，在半径方向任意调节。

喷涂系统包括气压泵8、导气管9、第一喷枪10和第二喷枪11；气压泵通过导气管9分别于第一喷枪10、第二喷枪11；第一喷枪10贯穿机台和法兰盘进入涂层间，喷枪头朝向倒扣坩埚的口部内侧，针对坩埚口部内侧进行喷涂；第二喷枪11穿过密闭的涂层间1外壳，喷枪头朝向倒扣坩埚的外侧，针对坩埚口部外侧进行喷涂；

如图2所示，坩埚支脚为下部带有卡块的圆弧形支脚，其设置在圆形转盘上平面端部，具体的圆形转盘半径方向间隔120°设置3条长方形卡槽，坩埚支脚下端的卡块对应卡嵌在卡槽内，圆形转盘上设有弹簧，弹簧一端与坩埚支脚连接，另一端与法兰盘连接，弹簧有向外侧的弹性势能。坩埚倒扣在圆形转盘上并由坩埚支脚固定，弹簧的弹力使坩埚支脚支撑坩埚，不会再旋转过程中产生位移、脱落等现象，并且可以适应不同直径型号的坩埚。

进一步的，气压泵还通过导气管9、主轴5与挡板3连接，挡板为水平收缩的圆形耐热气囊，气压泵与电动机由电源开关同时控制，可以在打开电源开关时可以将水平收缩的圆形耐热气囊即挡板3完全展开，挡在倒扣坩埚的口部，使其第一喷枪只针对坩埚口部进行喷涂。

进一步的，第二喷枪与涂层间外壳之间密封，进一步增强密封性较好的涂层间的密封性，防止粉尘带来危害，第二喷枪由固定支架12支撑，固定支架支撑端可以通过固定螺栓上下调整，通过调整可以将第二喷枪的喷头调整到倒扣坩埚口部外侧，针对坩埚口部外侧进行喷涂，进一步保证坩埚口部的强度，防止在拉晶时口部产生失透”，通常也称为“析晶”，进而影响拉制多晶硅的质量和合格率。

优选的，喷涂物质为氢氧化钡。

在使用中首先将坩埚安置在圆形转盘上并卡合在三个坩埚支脚之间，由于气压泵与电动机由电源开关同时控制，启动后电动机带动圆形转盘和坩埚开始旋转，气压泵通过高压二氧化碳气体将气动水平伸缩的圆形挡板展开，并带动氢氧化钡溶液进入喷枪，将氢氧化钡溶液喷涂在坩埚口部内外壁上完成操作。

本实用新型的优点是：通过该坩埚口部喷涂设备能够对坩埚口部内外表面进行喷涂，形成的图层效果好，生产效率高，可使坩埚口部内外表面形成一层碳酸钡薄膜，提高坩埚质量和成品率；同时该薄膜在拉直单晶硅时能够隔离单晶硅金耳坩埚内表面的腐蚀，避免坩埚口部发生析晶现象，防止拉制单晶硅时的断苞和错位，从而大大提高了拉制单晶硅的质量和合格率，并且减少了喷涂物质的使用，大大降低了喷涂坩埚的制作成本。

Claims (8)

1.一种用于坩埚口部自动涂层的设备，其特征在于，包括坩埚喷涂机和喷涂系统；

所述坩埚喷涂机包括涂层间、机台、电动机，所述涂层间固定在所述机台上部，所述电动机固定在所述机台下部；所述涂层间内设置有挡板、圆形转盘、法兰盘以及主轴；所述挡板为能够水平收缩的挡板；所述主轴为空心主轴；所述挡板的底部中心与主轴上端固定连接，所述主轴下端连接转动轮，所述转动轮由电动机通过传动皮带带动旋转；所述法兰盘位于所述圆形转盘中间，所述圆形转盘与所述法兰盘固定连接，所述主轴贯穿于所述法兰盘和所述机台中部，所述法兰盘固定在所述主轴中间段；所述挡板上还设置有多个坩埚支脚；所述坩埚支脚均匀布置在所述圆形转盘上平面，坩埚倒扣在所述圆形转盘上并由所述坩埚支脚固定；

所述喷涂系统包括气压泵、导气管以及第一喷枪和第二喷枪；所述气压泵通过导气管分别与所述第一喷枪、第二喷枪和主轴下端连接；所述第一喷枪贯穿所述机台和法兰盘进入涂层间，喷枪头朝向倒扣坩埚内侧的口部；所述第二喷枪穿过涂层间外壳，喷枪头朝向倒扣坩埚外侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于坩埚口部自动涂层的设备，其特征在于，所述坩埚支脚为下部带有卡块的圆弧形支脚，所述圆形转盘半径方向间隔设置至少两条长方形卡槽，坩埚支脚下端的卡块对应卡嵌在卡槽内，所述圆形转盘上还设有弹簧，所述弹簧一端与坩埚支脚连接，另一端与所述法兰盘外侧连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于坩埚口部自动涂层的设备，其特征在于，所述挡板为圆形耐热气囊。

4.根据权利要求1所述的一种用于坩埚口部自动涂层的设备，其特征在于，所述涂层间为四周一面能打开的空间。

5.根据权利要求1所述的一种用于坩埚口部自动涂层的设备，其特征在于，所述第二喷枪与所述涂层间外壳连接处为密封连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于坩埚口部自动涂层的设备，其特征在于，所述气压泵与所述电动机由电源开关同时控制。

7.根据权利要求1所述的一种用于坩埚口部自动涂层的设备，其特征在于，所述涂层间内部还设置有固定支架，所述固定支架位于涂层间内部，坩埚外侧。

8.根据权利要求7所述的一种用于坩埚口部自动涂层的设备，其特征在于，所述固定支架设置有支撑部，所述支撑部可拆卸的连接在所述固定支架上，所述第二喷枪由支撑部支撑。