CN210596320U - 一种硅芯铸锭炉用热场结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种硅芯铸锭炉用热场结构，包括：由内往外依次设置的石英坩埚，为长方形；加热器，设于石英坩埚的四周和顶部，包括上加热器和侧面加热器；保温层，设于加热器的外部，所述保温层包括侧保温层、底保温层和上保温层，所述侧保温层设于石英坩埚的四个侧面，所述底保温层设于石英坩埚的底面，所述上保温层设于石英坩埚的顶面；支撑柱，设于石英坩埚的底部；隔热笼，设于保温层的外部。本实用新型具有结构合理、使用效果好，本长方形热场结构能够在硅芯铸锭过程中，通过热场结构更好的为铸锭提供生长的环境，热场结构能更好的提高热场的保温性，确保铸锭工作的顺利进行；而且铸锭的尺寸没有局限性，产品的质量佳。

Description

一种硅芯铸锭炉用热场结构

技术领域

本实用新型属于隔热笼技术领域，涉及一种硅芯铸锭炉用热场结构。

背景技术

硅芯铸锭炉是多晶硅转化为多晶硅芯工艺过程中的必备设备，而多晶硅又是光伏发电和半导体行业中的基础原料。多晶硅作为现代信息社会的关键支撑材料，是目前世界上最重要的多晶材料之一，它不仅是发展计算机与集成电路的主要功能材料，也是光伏发电利用太阳能的主要功能材料。

现有技术一般采用正方形或者圆形的结构，正方形或者圆形结构能够保证铸锭环境中的温度，但是上述的两种结构虽然相对来说温度梯度小，控制容易，但是对铸锭的尺寸有局限性，制备的铸锭的尺寸和数量都有影响。

综上所述，为解决现有的隔热笼结构上的不足，本实用新型设计了一种结构合理、保温性佳、使用效果好的长方形硅芯铸锭炉用热场结构。

发明内容

本实用新型为解决现有技术存在的问题，提供了一种结构合理、使用效果好的硅芯铸锭炉用热场结构。

本实用新型的目的可通过以下技术方案来实现：一种硅芯铸锭炉用热场结构，包括：

由内往外依次设置的

石英坩埚，为长方形；

加热器，设于石英坩埚的四周和顶部，包括上加热器和侧面加热器；

保温层，设于加热器的外部，所述保温层包括侧保温层、底保温层和上保温层，所述侧保温层设于石英坩埚的四个侧面，所述底保温层设于石英坩埚的底面，所述上保温层设于石英坩埚的顶面；

支撑柱，设于石英坩埚的底部；

隔热笼，设于保温层的外部。

作为进一步的改进，所述上加热器包括第一电阻加热器和第二电阻加热器，所述第一电阻加热器和所述第二电阻加热器相邻设置，所述第一电阻加热器和第二电阻加热器皆为闭合结构。

作为进一步的改进，所述第一电阻加热器包括第一部、第二部和第三部，所述第一部与第二部为F型结构，且第一部与第二部的凸出部分相对设置，第一部与第二部相连通。

作为进一步的改进，所述第一电阻加热器和第二电阻加热器对称设于长方形的顶板下方。

作为进一步的改进，所述吊块包括起吊部和连接端，所述起吊部为倒U型，所述连接端对称设置于起吊部的两端。

作为进一步的改进，所述起吊部的顶面中心位置设置有起吊孔，所述连接端的端部设置有避让槽。

与现有技术相比，本实用新型结构设置合理，硅芯铸锭炉用长方形热场结构能够在硅芯铸锭过程中，通过热场结构能更好的为铸锭提供生长的环境，热场结构能更好的提高热场的保温性，确保铸锭工作的顺利进行；对比现有技术的正方形或者圆形的结构，本实用新型采用长方形的结构，还能保证温度控制均匀，进一步使得能够铸锭的尺寸没有局限性，产品的质量佳。

附图说明

图1是本实用新型硅芯铸锭炉用热场结构的结构示意图；

图2是本实用新型硅芯铸锭炉用热场结构的隔热笼提升装置立体结构示意图；

图3是本实用新型硅芯铸锭炉用热场结构的立体结构示意图；

图4是本实用新型硅芯铸锭炉用热场结构的加热器结构示意图；

图5是本实用新型硅芯铸锭炉用热场结构的加热器结构主视图；

图6是本实用新型硅芯铸锭炉用热场结构的加热器左视图；

图7是本实用新型硅芯铸锭炉用热场结构的加热器仰视图；

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

如图1～6所示，本硅芯铸锭炉用热场结构包括：由内往外依次设置的

石英坩埚1，为长方形；

加热器2，设于石英坩埚1的四周和顶部，包括上加热器22和侧面加热器 23；

保温层3，设于加热器的外部，所述保温层包括侧保温层31、底保温层32 和上保温层33，所述侧保温层31设于石英坩埚1的四个侧面，所述底保温层 32设于石英坩埚1的底面，所述上保温层33设于石英坩埚1的顶面；

支撑柱4，设于石英坩埚1的底部；

隔热笼5，设于保温层3的外部。

硅芯铸锭炉是多晶硅转化为多晶硅芯工艺过程中的必备设备，而多晶硅又是光伏发电和半导体行业中的基础原料。现有技术一般采用正方形或者圆形的结构，正方形或者圆形结构能够保证铸锭环境中的温度，但是上述的两种结构虽然相对来说温度梯度小，控制容易，但是对铸锭的尺寸有局限性，制备的铸锭的尺寸和数量都有影响。

为此本实用新型设计了一种硅芯铸锭炉用热场结构，包括隔热笼5、上保温层33、上加热器33、侧面加热器23、侧保温层31、石英坩埚1、工作台6、底保温层32、支撑柱4，其中隔热笼5吊装在隔热笼提升装置51上；上保温层33 安装在隔热笼5内；上加热器22和侧面加热器23安装在铜电极连接的石墨电极上；侧保温层31安装在隔热笼5的四周；石英坩埚1为长方形且放置在工作台6上；工作台6的下部装有底保温层32；支撑柱4安装在工作台6上。

本实用新型的硅芯铸锭炉用热场结构在硅芯铸锭作业过程中，炉体闭合后，抽取真空合格后开始对石英坩埚内的硅料进行化料，在所有的硅料都熔化后，开始铸锭工作。通过隔热笼提升装置51将隔热笼5缓慢提起，受温度梯度的影响，石英坩埚1内的熔化的硅料根据工艺参数设置开始凝固长晶，随着隔热笼5 逐渐被提升，石英坩埚1内的硅料持续不断的凝固，最后完成铸锭工作。

如图所示，通过在顶板21的下方以及四个侧边均匀设有上加热器22和侧面加热器23，侧面加热器23通过若干连接板24与上加热器22相连，如此设置使得，在进行高温加热的过程中，石英坩埚能够温度控制均匀，温度梯度控制容易，最终的硅芯成品率高。

作为进一步的改进，所述上加热器22包括第一电阻加热器221和第二电阻加热器222，所述第一电阻加热器221和所述第二电阻加热器222相邻设置，所述第一电阻加热器221和第二电阻加热器222皆为闭合结构。第一电阻加热器 21和第二电阻加热器22的结构以及分布方式对比现有技术，在整个硅芯铸锭炉的上表面分布均匀，有利于温度梯度的控制以及有效提高了硅芯成品率。

作为进一步的改进，所述第一电阻加热器221包括第一部2211、第二部2212 和第三部2213，所述第一部2211与第二部为F型结构，且第一部2211与第二部2212的凸出部分相对设置，第一部2211与第二部2212相连通。所述第二部2212由若干U型结构相邻连接构成，所述第三部2213为长方形结构且远离第一部2211的一侧设置有向内凹的弧形段22111，所述第三部2213靠近第一部2211 的一侧与第二部2212连通。

作为进一步的改进，所述第二电阻加热器222包括第一电阻部2221、第二电阻部2222和第三电阻部2223，所述第三电阻部2223上设有缺口二2224。

作为进一步的改进，所述第一电阻加热器221上还设置有缺口一2214。

更具体的为，所述第一电阻加热器221和第二电阻加热器222对称设于长方形的顶板21下方。

第一电阻加热器221和第二电阻加热器222的结构以及分布方式对比现有技术，在整个硅芯铸锭炉的上表面分布均匀，有利于温度梯度的控制以及有效提高了硅芯成品率。

作为进一步的改进，所述侧面加热器23为若干个U型结构相连连接构成。

对比现有技术，本硅芯铸锭炉用加热结构在顶板21的下方以及四个侧面皆设置有电阻加热器，分别为上加热器22和侧面加热器23，如此设置使得硅芯铸锭炉能够加热均匀，温度梯度控制容易。

更加进一步的，侧面加热器23和上加热器22的结构设置均匀，侧面加热器23为若干个U型结构相接构成，上加热器23结构对称且均匀排布，对比现有技术的结构排布，在加热过程中，温控能够准确而且加热均匀，使得炉体里面的受热均匀。

作为进一步的改进，所述顶板1上设有若干观察套筒26，所述观察套筒由外部延伸至顶板21的下方。

作为进一步的改进，所述隔热笼提升装置51包括起吊部511和连接端512，所述起吊部511为倒U型，所述连接端512对称设置于起吊部511的两端。所述起吊部511的顶面中心位置设置有起吊孔7，所述连接端512的端部设置有避让槽513。其中，起吊孔7为圆形。所述起吊部511的顶面两端沿着竖直框架方向设置有加强筋二514。

本实用新型的隔热笼形状为长方形且为拼接结构，方便调节，再加上通过加强筋控制了长方形隔热笼的变形量，拼接式的运输也方便，进而减少运输的变形；可以在使用现场对其安装调节，如若采用现有技术的焊接方式，不仅加工难度大，而且一旦变形没办法校正。

作为进一步的改进，隔热笼提升装置1的两个连接端512设置有若干通孔，避让槽513的设置是为了避让吊板5端部的安装孔。圆形的起吊孔和起吊部511 的倒U型设计使得在转运和使用过程中，定位方便，利于悬吊。

本实用新型的热场结构，利用长方形热场加热区及加热器均匀分布，保证了热场温度的梯度，确保了铸锭的连续性，稳定性好，便于推广。彻底解决了原技术作业产生的热场保温性差、铸锭不成功的现象。隔热笼结构的设置，使得在高温工作的过程中，即使整体结构为长方形，也不变形，能够长时间使用。在硅芯铸锭过程中，通过本实用新型的热场结构能更好的为铸锭提供生长的环境，新型的热场结构能更好的提高热场的保温性，确保铸锭工作的顺利进行。

本文中所描述的仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。本实用新型所属领域的技术人员对所描述的具体实施例进行的修改或补充或采用类似的方式替换，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

本文中所描述的仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。本实用新型所属领域的技术人员对所描述的具体实施例进行的修改或补充或采用类似的方式替换，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种硅芯铸锭炉用热场结构，其特征在于，包括：

由内往外依次设置的

石英坩埚(1)，为长方形；

加热器(2)，设于石英坩埚(1)的四周和顶部，包括上加热器(22)和侧面加热器(23)；

保温层(3)，设于加热器的外部，所述保温层包括侧保温层(31)、底保温层(32)和上保温层(33)，所述侧保温层(31)设于石英坩埚(1)的四个侧面，所述底保温层(32)设于石英坩埚(1)的底面，所述上保温层(33)设于石英坩埚(1)的顶面；

支撑柱(4)，设于石英坩埚(1)的底部；

隔热笼(5)，设于保温层(3)的外部。

2.根据权利要求1所述的一种硅芯铸锭炉用热场结构，其特征在于，所述上加热器(22)包括第一电阻加热器(221)和第二电阻加热器(222)，所述第一电阻加热器(221)和所述第二电阻加热器(222)相邻设置，所述第一电阻加热器(221)和第二电阻加热器(222)皆为闭合结构。

3.根据权利要求2所述的一种硅芯铸锭炉用热场结构，其特征在于，所述第一电阻加热器(221)包括第一部(2211)、第二部(2212)和第三部(2213)，所述第一部(2211)与第二部为F型结构，且第一部(2211)与第二部(2212)的凸出部分相对设置，第一部(2211)与第二部(2212)相连通。

4.根据权利要求2所述的一种硅芯铸锭炉用热场结构，其特征在于，所述第一电阻加热器(221)和第二电阻加热器(222)对称设于长方形的顶板(21)下方。

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