CN213113050U - 一种坩埚模具及坩埚模具组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种坩埚模具及坩埚模具组件，所述坩埚模具包括模具本体，模具本体围合形成成型腔，模具本体还具有与成型腔相连通的定位部，定位部包括相连通的定位孔和凹孔，在石英坩埚制备的过程中，定位孔用于插设成型棒，以便于成型棒在定位孔内旋转。由于定位孔和凹孔连通，凹孔可以将成型棒与定位孔因摩擦损耗所产生的碎屑进行收集，阻止碎屑混入石英砂原料中，从而减小了石英坩埚料胚成型过程中的杂质污染，降低了石英坩埚产生析晶的概率，提升了所制备的石英坩埚的品质。

Description

一种坩埚模具及坩埚模具组件

技术领域

本实用新型涉及坩埚制备技术领域，特别是涉及一种坩埚模具及坩埚模具组件。

背景技术

石英坩埚是拉制半导体、太阳能级单晶硅棒的重要辅件，一般由高纯度石英砂电弧熔融制得。在采用电弧法工艺制备石英坩埚的时候，需要用到坩埚模具组件。通常，坩埚模具组件包括坩埚模具和成型棒，成型棒可相对于坩埚模具旋转，以将坩埚模具中的高纯度的石英砂原料均匀成型在坩埚模具的内表面。

现有的坩埚模具组件中，坩埚模具上设置有定位孔，成型棒与定位孔匹配，成型棒插设在定位孔内，以使得成型棒可相对于坩埚模具旋转。

然而，成型棒在相对于上述的坩埚模具转动的时候，成型棒与定位孔之间会因为相互摩擦而产生碎屑，这些碎屑混入石英砂原料中，会在石英坩埚制备过程中引入杂质，导致石英坩埚产生析晶现象，降低石英坩埚品质。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决成型棒与定位孔之间因相互摩擦而产生的碎屑混入到石英砂原料中的问题，本实用新型提供了一种坩埚模具及坩埚模具组件。

一方面，本实用新型公开了一种坩埚模具，包括模具本体，所述模具本体围合形成成型腔，所述模具本体还具有与所述成型腔相连通的定位部，所述定位部包括相连通的定位孔和凹孔。

可选的，所述定位孔与所述模具本体同轴，所述定位孔具有孔壁，所述凹孔自所述定位孔的孔壁向远离所述定位孔的中心轴线的方向延伸。

可选的，沿与所述模具本体的轴线垂直的方向，所述凹孔的截面积大于所述定位孔的截面积。

可选的，沿所述模具本体的轴线方向，所述凹孔在所述模具本体中的深度小于所述定位孔的深度。

可选的，所述凹孔的孔径为10-40mm，所述凹孔沿所述模具本体的轴线方向上的深度为10-20mm。

可选的，在所述模具本体的轴线方向上，所述凹孔对应于所述定位孔的中部或靠近所述成型腔的端部。

可选的，所述定位孔与所述凹孔同轴设置。

可选的，所述定位孔孔壁的形状为圆锥形、圆柱形、圆台形、弧形中的一种或者多种的组合形。

可选的，所述凹孔孔壁的形状为圆锥形、圆柱形、圆台形、弧形中的一种或者多种的组合形。

另一方面，本实用新型公开了一种坩埚模具组件，包括：成型棒及上述的坩埚模具；其中，

所述成型棒的形状与所述坩埚模具的形状相对应，所述成型棒的成型端与所述坩埚模具的定位孔相匹配。

本实用新型包括以下优点：

本实用新型实施例提供了一种坩埚模具，包括模具本体，所述模具本体围合形成成型腔，模具本体还具有与成型腔相连通的定位部，定位部包括相连通的定位孔和凹孔，在实际制备石英坩埚的过程中，定位孔用于插设成型棒，以便于成型棒在定位孔内旋转。由于定位孔和凹孔连通，凹孔可以将成型棒与定位孔因摩擦损耗所产生的碎屑进行收集，以阻止碎屑混入石英砂原料中，从而避免了石英坩埚料胚成型过程中的杂质污染，减小了石英坩埚产生析晶的概率，提升了所制备的石英坩埚的品质。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种坩埚模具的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种定位孔与凹孔的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的另一种定位孔与凹孔的结构示意图。

附图标记说明：

10-模具本体，20-定位部，201-定位孔，202-凹孔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型实施例提供了一种坩埚模具，用于与成型棒配合，以将石英砂原料均匀地成型在坩埚模具的内表面上，用于制备石英坩埚。

参照图1，示出了本实用新型实施例的一种坩埚模具的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的坩埚模具包括模具本体10，模具本体10围合形成成型腔，模具本体10还具有与所述成型腔相连通的定位部20，所述定位部20用于与成型棒配合，以便于成型棒相对于坩埚模具旋转，具体的，定位部20包括定位孔201和凹孔202，定位孔201与成型棒的成型端相匹配，以便于成型端插设在定位孔201内，以使得成型棒可以相对于坩埚模具旋转。凹孔202与定位孔201连通，凹孔202可以用于收集成型棒与定位孔201因摩擦损耗所产生的碎屑，以阻止碎屑混入石英砂原料中，从而降低了石英坩埚料胚成型过程中的杂质污染，减小了石英坩埚产生析晶的概率，提升了所制备的石英坩埚的品质。

在实际应用中，为了便于成型棒从模具本体10的成型腔插设在定位孔201内，并沿着成型腔的内壁旋转，定位孔201与模具本体10同轴，且定位孔201具有孔壁，定位孔201孔壁的形状与成型棒成型端的形状匹配，以便于成型棒的成型端沿定位孔201的孔壁旋转。

在实际应用中，凹孔202的设置位置可以有多种，为了使得凹孔202尽可能多地收集碎屑，本实用新型实施例中，凹孔202自定位孔201的孔壁向远离定位孔201的中心轴线的方向延伸。在实际的加工过程中，只需要在定位孔201的基础上，向定位孔201的外侧扩展加工出凹孔202即可，加工方便。

本实用新型实施例中，沿与模具本体10的轴线垂直的方向，凹孔202的截面积大于定位孔201的截面积，以使得成型棒的成型端插设到定位孔201中时，凹孔202与成型棒之间有足够的空间容纳碎屑。

在实际应用中，由于凹孔202是从定位孔201的孔壁向外扩展得到的，为了保证成型棒的成型端与定位孔201之间具有足够的接触面积，以便于成型端可以在定位孔201内旋转。沿模具本体10的轴线方向，凹孔202在模具本体10中的深度小于定位孔201的深度。

在实际应用中，凹孔202的尺寸可以根据实际情况进行设置，例如，当模具本体10的尺寸较大时，凹孔202的尺寸可以设置的较大一些；当模具本体10的尺寸较小时，凹孔202的尺寸可以设置的较小一些。可选的，凹孔202的孔径可以在10-40mm之间，凹孔202沿模具本体10的轴线方向上的深度可以为10-20mm，本实用新型实施例对于凹孔202的具体孔径和具体上述深度不做限定。

在实际应用中，定位孔201和凹孔202的位置关系可以有多种，只要便于定位孔201中产生的碎屑进入到凹孔202中即可。通常，模具本体10为轴对称结构，定位孔201设置在模具本体10的轴线方向上，成型棒的成型端插设在定位孔201内，以使得成型棒绕模具本体10的轴线旋转。

可选的，参照图2，示出了本实用新型实施例的一种定位孔与凹孔的位置关系示意图，如图2所示，在模具本体10的轴线方向上，凹孔202对应于定位孔201的端部，由于成型端在相对于定位孔201旋转的过程中，所产生的碎屑会被甩向模具本体的成型腔，本实用新型实施例中，凹孔202对应于定位孔201的靠近成型腔的端部，相当于定位孔201靠近成型腔的端部的孔壁向远离定位孔201的中心轴线的方向延伸得到凹孔202。参照图2(a)-图2(h)中的方位而言，凹孔202设置在定位孔201的上部，成型棒的成型端通过凹孔202，插设在定位孔201中，成型端与定位孔201因摩擦损耗所产生的碎屑，正好可以被甩至凹孔202中。

可选的，参照图3，示出了本实用新型实施例的另一种定位孔与凹孔的位置关系示意图，如图3所示，凹孔202设置对应于定位孔201的中部，相当于定位孔201中部的孔壁向远离定位孔201的中心轴线的方向延伸得到凹孔202。此凹孔202不仅可以收集成型端与定位孔201因摩擦损耗所产生的碎屑，而且可以减少成型端与定位孔201之间的接触面，从而减少成型端与定位孔201之间的摩擦损耗，进而减少了碎屑的产生，同样可以降低石英坩埚料胚成型过程中的杂质污染。

本实用新型实施例中，凹孔202和定位孔201同轴设置，并且凹孔202的轴线和定位孔201的轴线与模具本体10的轴线共线，从而有利于凹孔202均匀收集摩擦产生的碎屑，提高整个坩埚模具结构的对称性，便于加工，并且同轴设置的凹孔202和定位孔201也有利于成型端的定位。

在实际应用中，凹孔202和定位孔201的形状可以有多种，例如，定位孔201孔壁的形状可以为圆锥形、圆柱形、圆台形、弧形中的一种或者多种的组合形，凹孔202孔壁的形状可以为圆锥形、圆柱形、圆台形、弧形中的一种或者多种的组合形，本实用新型实施例列举以下几种情况作为示例而非限定：

如图2(a)所示，定位孔201孔壁的形状为圆锥形，凹孔202孔壁的形状为圆柱形；如图2(b)所示，定位孔201孔壁的形状为圆锥形，凹孔202孔壁的形状为圆台形，该凹孔202的小径端靠近成型腔；如图2(c)所示，定位孔201孔壁的形状为圆锥形，凹孔202孔壁的形状也为圆台形，与图2(b)中的凹孔202相比，该凹孔202的大径端靠近成型腔；如图2(d)所示，定位孔201孔壁的形状为圆锥形，凹孔202孔壁的形状为弧形；如图2(e)所示，定位孔201孔壁的形状为圆锥形，凹孔202孔壁的形状为两个圆台形的组合形；如图2(f)所示，定位孔201孔壁的形状为圆柱形，凹孔202孔壁的形状也为圆柱形，凹孔202的孔径大于定位孔201的孔径；如图2(g)所示，定位孔201孔壁的形状为圆台形，凹孔202孔壁的形状为圆台形；如图2(h)所示，定位孔201孔壁的形状为圆柱形和弧形的组合形，凹孔202孔壁的形状为圆台形。

如图3(a)所示，定位孔201孔壁的形状为圆锥形，凹孔202孔壁的形状为圆柱形；如图3(b)所示，定位孔201孔壁的形状为圆台形，凹孔202孔壁的形状也为圆台形，凹孔202的孔径大于定位孔201的孔径。

本实用新型实施例通过定位孔201的不同形状和凹孔202不同形状的设置，可以使得坩埚模具匹配不同的生产要求下的碎屑收集，以阻止碎屑混入石英砂原料中，从而降低了石英坩埚料胚成型过程中的杂质污染，减小了石英坩埚产生析晶的概率，提升了所制备的石英坩埚的品质。

在实际应用中，凹孔202和定位孔201的尺寸可以根据实际需要进行设置，例如，当模具本体10的尺寸较大时，凹孔202和定位孔201的尺寸可以设置的较大一些；当模具本体10的尺寸较小时，凹孔202和定位孔201的尺寸可以设置的较小一些。本实用新型实施例对于凹孔202和定位孔201的具体尺寸不做限定。

综上，本实用新型实施例所述的坩埚模具具有以下优点：

本实用新型实施例提供的坩埚模具，包括模具本体，所述模具本体围合形成成型腔，模具本体还具有与成型腔相连通的定位部，定位部包括相连通的定位孔和凹孔，在实际制备石英坩埚的过程中，定位孔用于插设成型棒，以便于成型棒在定位孔内旋转。由于定位孔和凹孔连通，凹孔可以将成型棒与定位孔因摩擦损耗所产生的碎屑进行收集，以阻止碎屑混入石英砂原料中，从而避免了石英坩埚料胚成型过程中的杂质污染，减小了石英坩埚产生析晶的概率，提升了所制备的石英坩埚的品质。

本实用新型实施例还提供了一种坩埚模具组件，所述坩埚模具组件包括成型棒及上述的坩埚模具，其中，成型棒的形状与坩埚模具的形状相对应，成型棒通过相对于坩埚模具转动，以将坩埚模具中的石英砂原料均匀成型在坩埚模具的内表面上。

本实用新型实施例中，坩埚模具上设置有定位孔，成型棒的成型端与坩埚模具的定位孔相匹配，以便于成型端在定位孔内转动。与定位孔连通的有凹孔，凹孔用于收集成型端与定位孔因摩擦损耗所产生的碎屑，从而可以减少碎屑对石英坩埚料胚的污染。

综上，本实用新型实施例所述的坩埚模具组件具有以下优点：

本实用新型实施例提供的坩埚模具组件，通过设置上述的坩埚模具，坩埚模具包括模具本体，所述模具本体围合形成成型腔，模具本体还具有与成型腔相连通的定位部，定位部包括相连通的定位孔和凹孔，在实际制备石英坩埚的过程中，定位孔用于插设成型棒，以便于成型棒在定位孔内旋转。由于定位孔和凹孔连通，凹孔可以将成型端与定位孔因摩擦损耗所产生的碎屑进行收集，以阻止碎屑混入石英砂原料中，从而较小了石英坩埚料胚成型过程中的杂质污染，降低了石英坩埚产生析晶的概率，提升了所制备的石英坩埚的品质。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种坩埚模具及坩埚模具组件，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种坩埚模具，包括模具本体，所述模具本体围合形成成型腔，其特征在于，所述模具本体还具有与所述成型腔相连通的定位部，所述定位部包括相连通的定位孔和凹孔。

2.根据权利要求1所述的坩埚模具，其特征在于，所述定位孔与所述模具本体同轴，所述定位孔具有孔壁，所述凹孔自所述定位孔的孔壁向远离所述定位孔的中心轴线的方向延伸。

3.根据权利要求2所述的坩埚模具，其特征在于，沿与所述模具本体的轴线垂直的方向，所述凹孔的截面积大于所述定位孔的截面积。

4.根据权利要求2所述的坩埚模具，其特征在于，沿所述模具本体的轴线方向，所述凹孔在所述模具本体中的深度小于所述定位孔的深度。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的坩埚模具，其特征在于，所述凹孔的孔径为10-40mm，所述凹孔沿所述模具本体的轴线方向上的深度为10-20mm。

6.根据权利要求2所述的坩埚模具，其特征在于，在所述模具本体的轴线方向上，所述凹孔对应于所述定位孔的中部或靠近所述成型腔的端部。

7.根据权利要求6所述的坩埚模具，其特征在于，所述定位孔与所述凹孔同轴设置。

8.根据权利要求1至4或6至7任一项所述的坩埚模具，其特征在于，所述定位孔孔壁的形状为圆锥形、圆柱形、圆台形、弧形中的一种或者多种的组合形。

9.根据权利要求1至4或6至7任一项所述的坩埚模具，其特征在于，所述凹孔孔壁的形状为圆锥形、圆柱形、圆台形、弧形中的一种或者多种的组合形。

10.一种坩埚模具组件，其特征在于，包括：成型棒及如权利要求1-9任一项所述的坩埚模具；其中，

所述成型棒的形状与所述坩埚模具的形状相对应，所述成型棒的成型端与所述坩埚模具的定位孔相匹配。

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