CN210030955U - 连接电极和热场装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连接电极和热场装置，涉及单晶制造技术领域，主要目的是一种能够降低加热器的电能消耗的连接电极和热场装置。本实用新型的主要技术方案为：一种连接电极，包括：连接盖，连接盖具有连接孔，用于连接加热器；电极本体，电极本体具有贯穿孔，贯穿孔贯穿电极本体的两端，贯穿孔包括第一连接区域、第二连接区域和填充区域，第一连接区域设置在电极本体的一端，用于固定连接连接盖，第二连接区域设置在电极本体的另一端，用于固定连接单晶炉底部的电极，填充区域设置在第一连接区域和第二连接区域之间，用于填充隔热材料。本实用新型主要用于单晶制造。

Description

连接电极和热场装置

技术领域

本实用新型涉及单晶制造技术领域，尤其涉及一种连接电极和热场装置。

背景技术

单晶硅作为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其他电子元件，在直拉法制造单晶硅时，要将多晶硅置于石英坩埚中，经过高温使其熔化，然后籽晶由顶部降至熔化的多晶硅中，通过控制液面的温度，使熔化的籽晶在周围重新结晶，生成排列整齐的单晶硅棒。

现有技术中，通常在单晶炉的底部设置石墨电极，石墨电极的一端与加热器相连接，另一端与铜电极相连接，石墨电极具有良好的导热性能和导电性能，能够在单晶硅拉制过程中，使单晶炉的热场系统稳定，从而提高单晶硅的生产质量，但是，由于石墨电极直接与铜电极向接触，并且石墨电极具有良好的导热性能，导致加热器产生的部分热能会通过石墨电极和铜电极流出热场，不仅增加了加热器的电能消耗，导致生产成本的增加，还造成了能源的浪费。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种连接电极和热场装置，主要目的是一种能够降低加热器的电能消耗的连接电极和热场装置。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供了一种连接电极，包括：

连接盖，所述连接盖具有连接孔，用于连接加热器；

电极本体，所述电极本体具有贯穿孔，所述贯穿孔贯穿所述电极本体的两端，所述贯穿孔包括第一连接区域、第二连接区域和填充区域，所述第一连接区域设置在所述电极本体的一端，用于固定连接所述连接盖，所述第二连接区域设置在所述电极本体的另一端，用于固定连接单晶炉底部的电极，所述填充区域设置在所述第一连接区域和所述第二连接区域之间，用于填充隔热材料。

进一步的，所述连接盖包括盖体和延伸部件，所述盖体固定连接于所述延伸部件，所述延伸部件的外侧设置连接件，用于连接所述电极本体，所述连接孔贯穿所述盖体和所述延伸部件，用于连接加热器。

进一步的，所述连接件为第一外螺纹，所述第一外螺纹设置在所述延伸部件的外侧，所述电极本体的一端设置第一内螺纹，所述第一内螺纹设置在所述第一连接区域，用于连接所述第一外螺纹。

进一步的，所述连接件为卡接件，所述卡接件设置在所述延伸部件的外侧，所述电极本体的一端设置卡接底座，所述卡接底座设置在所述第一连接区域，用于连接所述卡接件。

进一步的，所述电极本体的另一端具有第二内螺纹，所述第二螺纹设置在所述第二连接区域，用于固定连接单晶炉底部的电极。

进一步的，所述电极本体还包括透气孔，所述透气孔设置在所述电极本体的侧壁上，用于平衡所述电极本体内的压强。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种热场装置，该装置包括：

加热器和上述的连接电极，所述连接电极的所述连接盖连接于所述加热器。

进一步的，垫片，所述垫片设置在所述加热器和所述连接盖之间。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

本实用新型实施例提供的技术方案中，连接盖的作用是连接加热器，连接盖具有连接孔，用于连接加热器；电极本体的作用是减少热能向单晶炉底部的电极传递，电极本体具有贯穿孔，贯穿孔贯穿电极本体的两端，贯穿孔包括第一连接区域、第二连接区域和填充区域，第一连接区域设置在电极本体的一端，用于固定连接连接盖，第二连接区域设置在电极本体的另一端，用于固定连接单晶炉底部的电极，填充区域设置在第一连接区域和第二连接区域之间，用于填充隔热材料，相对于现有技术，石墨电极的一端与加热器相连接，另一端与铜电极相连接，石墨电极具有良好的导热性能和导电性能，能够在单晶硅拉制过程中，使单晶炉的热场系统稳定，从而提高单晶硅的生产质量，但是，由于石墨电极直接与铜电极向接触，并且石墨电极具有良好的导热性能，导致加热器产生的部分热能会通过石墨电极和铜电极流出热场，不仅增加了加热器的电能消耗，导致生产成本的增加，还造成了能源的浪费，本实用新型实施例中，通过连接盖与加热器相连接，电极本体上设置贯穿电极本体两端的贯穿孔，贯穿孔的第一连接区域与连接盖相连接，贯穿孔的第二链接区域与单晶炉底部的电极相连接，在贯穿孔的填充区域内填充隔热材料，减少加热器传递热能的面积，从而达到减少加热器热能传递的技术效果，进而达到降低加热器电能消耗的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种连接电极的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种热场装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

一方面，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种连接电极，包括：

连接盖1，连接盖1具有连接孔13，用于连接加热器；

电极本体2，电极本体2具有贯穿孔21，贯穿孔21贯穿电极本体2的两端，贯穿孔21包括第一连接区域211、第二连接区域212和填充区域213，第一连接区域211设置在电极本体2的一端，用于固定连接连接盖1，第二连接区域 212设置在电极本体2的另一端，用于固定连接单晶炉底部的电极，填充区域 213设置在第一连接区域211和第二连接区域212之间，用于填充隔热材料。

本实用新型实施例提供的技术方案中，连接盖1的作用是连接加热器，连接盖1具有连接孔13，用于连接加热器；电极本体2的作用是减少热能向单晶炉底部的电极传递，电极本体2具有贯穿孔21，贯穿孔21贯穿电极本体2的两端，贯穿孔21包括第一连接区域211、第二连接区域212和填充区域213，第一连接区域211设置在电极本体2的一端，用于固定连接连接盖1，第二连接区域212设置在电极本体2的另一端，用于固定连接单晶炉底部的电极，填充区域213设置在第一连接区域211和第二连接区域212之间，用于填充隔热材料，相对于现有技术，石墨电极的一端与加热器相连接，另一端与铜电极相连接，石墨电极具有良好的导热性能和导电性能，能够在单晶硅拉制过程中，使单晶炉的热场系统稳定，从而提高单晶硅的生产质量，但是，由于石墨电极直接与铜电极向接触，并且石墨电极具有良好的导热性能，导致加热器产生的部分热能会通过石墨电极和铜电极流出热场，不仅增加了加热器的电能消耗，导致生产成本的增加，还造成了能源的浪费，本实用新型实施例中，通过连接盖1与加热器相连接，电极本体2上设置贯穿电极本体2两端的贯穿孔21，贯穿孔21 的第一连接区域211与连接盖1相连接，贯穿孔21的第二链接区域与单晶炉底部的电极相连接，在贯穿孔21的填充区域213内填充隔热材料，减少加热器传递热能的面积，从而达到减少加热器热能传递的技术效果，进而达到降低加热器电能消耗的技术效果。

上述连接盖1的作用是连接加热器，连接盖1具有连接孔13，连接孔13通常为螺纹孔，由于加热器的连接脚需要通过螺栓固定在电极上，因此，连接盖1 上的连接孔13通常为螺纹孔，方便加热器的固定和连接；电极本体2的作用是减少热能向单晶炉底部的电极传递，电极本体2具有贯穿孔21，贯穿孔21贯穿电极本体2的两端，贯穿孔21包括第一连接区域211、第二连接区域212和填充区域213，第一连接区域211设置在电极本体2的一端，用于固定连接连接盖 1，第一连接区域211的作用是固定连接盖1，因此，第一连接区域211内可以设置螺纹，也可以设置卡接设备，还可以设置其他的固定装置，只要能够对连接盖1进行固定和连接即可，第二连接区域212设置在电极本体2的另一端，用于固定连接单晶炉底部的电极，第二连接区域212与第一连接区域211的作用基本相同，目的是连接单晶炉底部的电极，从而使得电能通过单晶炉底部的电极传递至加热器内，使加热器发热，达到提高单晶炉内的热场温度的技术效果，填充区域213设置在第一连接区域211和第二连接区域212之间，用于填充隔热材料，填充区域213的作用是填充隔热材料，隔热材料通常采用保温毡、石英砂等，将隔热材料填充在填充区域213，由于热能传递的面积的减小，使得加热器传递至连接电极的热能减小，从而使得热能停留在单晶炉的热场的时间延长，进而降低了加热器的电能消耗，降低了企业的生产成本。

进一步的，如图1所示，连接盖1包括盖体11和延伸部件12，盖体11固定连接于延伸部件12，延伸部件12的外侧设置连接件，用于连接电极本体2，连接孔13贯穿盖体11和延伸部件12，用于连接加热器。本实施例中，进一步限定了连接盖1，盖体11的作用是连接加热器，延伸部件12的作用是连接电极本体2，由于连接孔13贯穿盖体11和延伸部件12，因此，连接件设置在延伸部件12的外侧，延伸部件12和电极本体2之间通过连接件进行连接，从而达到固定连接盖1的作用，通常情况下，为了维持单晶炉内的热场稳定，设置在连接电极和加热器之间的连接螺栓的尺寸不会进行改变，因此，为了不改变连接螺栓的尺寸，连接孔13的直径与原有的连接电极的孔的直径相同；可选的，连接件可以采用螺纹结构，连接件为第一外螺纹，第一外螺纹设置在延伸部件 12的外侧，电极本体2的一端设置第一内螺纹，第一内螺纹设置在第一连接区域211，用于连接第一外螺纹，也就是说，连接盖1和电极本体2之间通过螺纹进行连接，螺纹连接不仅能够方便连接盖1和电极本体2之间的安装和拆卸，同时，在提高连接电极的稳定性的前提下，能够缩短连接螺栓的长度，使得填充区域213的空间更大，进一步达到减小热能传递的面积的技术效果。

进一步的，连接件为卡接件，卡接件设置在延伸部件12的外侧，电极本体 2的一端设置卡接底座，卡接底座设置在第一连接区域211，用于连接卡接件。本实施例中，进一步限定了连接件，连接件为卡接件，电极本体2的一端设置卡接底座，使得连接件能够与电极本体2卡接，从而达到方便拆卸连接盖1的技术效果。

进一步的，电极本体2的另一端具有第二内螺纹，第二螺纹设置在第二连接区域212，用于固定连接单晶炉底部的电极。本实施例中，进一步限定了电极本体2，电极本体2的另一端设置第二内螺纹，第二内螺纹的作用是连接单晶炉底部的电极，同样的，为了维持单晶炉内的热场稳定，设置在单晶炉底部的电极的形状以及尺寸通常也不会因为连接电极的改变而改变，因此，需要连接电极适应单晶炉底部的电极，在第二连接区域212设置第二内螺纹，使得单晶炉底部的电极直接与连接电极相连接，从而达到方便连接电极的安装和拆卸的技术效果。

进一步的，如图1所示，电极本体2还包括透气孔3，透气孔3设置在电极本体2的侧壁上，用于平衡电极本体2内的压强。本实施例中，进一步限定了电极本体2，在电极本体2上设置透气孔3，透气孔3能够平衡电极本体2内外的压强，透气孔3通常设置在填充区域213，也就是说，透气孔3的一端与填充区域213相互连通，另一端穿过电极本体2的外壁，在单晶炉工作的过程中，由于热场的温度较高，填充区域213内的填充材料导热性较差，使得填充区域 213内的温度较低，从而导致连接电极的外部和填充区域213之间的压强存在压强差，通过在电极本体2上设置透气孔3，使得电极本体2外部和填充区域213 之间的压强得到平衡，从而达到提高连接电极的稳定性的技术效果。

另一方面，如图2所示，本实用新型实施例还提供一种热场装置，该装置包括：加热器和上述如权利要求的连接电极，连接电极的连接盖1连接于加热器。

本实施例中提供了一种热场装置，其中，连接电极包括连接盖1和电机本体，连接盖1的作用是连接加热器，连接盖1具有连接孔13，用于连接加热器；电极本体2的作用是减少热能向单晶炉底部的电极传递，电极本体2具有贯穿孔21，贯穿孔21贯穿电极本体2的两端，贯穿孔21包括第一连接区域211、第二连接区域212和填充区域213，第一连接区域211设置在电极本体2的一端，用于固定连接连接盖1，第二连接区域212设置在电极本体2的另一端，用于固定连接单晶炉底部的电极，填充区域213设置在第一连接区域211和第二连接区域212之间，用于填充隔热材料，相对于现有技术，石墨电极的一端与加热器相连接，另一端与铜电极相连接，石墨电极具有良好的导热性能和导电性能，能够在单晶硅拉制过程中，使单晶炉的热场系统稳定，从而提高单晶硅的生产质量，但是，由于石墨电极直接与铜电极向接触，并且石墨电极具有良好的导热性能，导致加热器产生的部分热能会通过石墨电极和铜电极流出热场，不仅增加了加热器的电能消耗，导致生产成本的增加，还造成了能源的浪费，本实用新型实施例中，通过连接盖1与加热器相连接，电极本体2上设置贯穿电极本体2两端的贯穿孔21，贯穿孔21的第一连接区域211与连接盖1相连接，贯穿孔21的第二链接区域与单晶炉底部的电极相连接，在贯穿孔21的填充区域 213内填充隔热材料，减少加热器传递热能的面积，从而达到减少加热器热能传递的技术效果，进而达到降低加热器电能消耗的技术效果。

进一步的，如图1所示，增加了垫片，垫片设置在加热器和连接盖1之间。本实施例中，增加了垫片，垫片的作用是防止加热器在停止工作时产生裂纹，当加热器停止工作时，热场内的温度较高，而单晶炉底部的电极在冷却水的循环作用下温度较低，使得连接盖1与加热器相互接触的位置容易产生裂纹，从而导致加热器损坏，通过在加热器和连接盖1之间设置垫片，垫片承受骤冷骤热的环境，使裂纹出现在垫片上，从而达到保护加热器的技术效果，垫片通常采用导电材料，例如石墨材料。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种连接电极，其特征在于，包括：

连接盖，所述连接盖具有连接孔，用于连接加热器；

电极本体，所述电极本体具有贯穿孔，所述贯穿孔贯穿所述电极本体的两端，所述贯穿孔包括第一连接区域、第二连接区域和填充区域，所述第一连接区域设置在所述电极本体的一端，用于固定连接所述连接盖，所述第二连接区域设置在所述电极本体的另一端，用于固定连接单晶炉底部的电极，所述填充区域设置在所述第一连接区域和所述第二连接区域之间，用于填充隔热材料。

2.根据权利要求1所述的连接电极，其特征在于，

所述连接盖包括盖体和延伸部件，所述盖体固定连接于所述延伸部件，所述延伸部件的外侧设置连接件，用于连接所述电极本体，所述连接孔贯穿所述盖体和所述延伸部件，用于连接加热器。

3.根据权利要求2所述的连接电极，其特征在于，

所述连接件为第一外螺纹，所述第一外螺纹设置在所述延伸部件的外侧，所述电极本体的一端设置第一内螺纹，所述第一内螺纹设置在所述第一连接区域，用于连接所述第一外螺纹。

4.根据权利要求2所述的连接电极，其特征在于，

所述连接件为卡接件，所述卡接件设置在所述延伸部件的外侧，所述电极本体的一端设置卡接底座，所述卡接底座设置在所述第一连接区域，用于连接所述卡接件。

5.根据权利要求3所述的连接电极，其特征在于，

所述电极本体的另一端具有第二内螺纹，所述第二内螺纹设置在所述第二连接区域，用于固定连接单晶炉底部的电极。

6.根据权利要求1至5任一项所述的连接电极，其特征在于，

所述电极本体还包括透气孔，所述透气孔设置在所述电极本体的侧壁上，用于平衡所述电极本体内的压强。

7.一种热场装置，其特征在于，包括：

加热器和如权利要求1至6任一项所述的连接电极，所述连接电极的所述连接盖连接于所述加热器。

8.根据权利要求7所述的热场装置，其特征在于，还包括：

垫片，所述垫片设置在所述加热器和所述连接盖之间。

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