CN218812222U - 长晶炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种长晶炉，属于碳化硅生产领域，长晶炉包括炉体、冷却管路以及接地结构，冷却管路设置于炉体，用于冷却炉体，接地结构与冷却管路电连接，用于使冷却管路接地。通过设置接地结构，将冷却管路接地，从而可以有效地将冷却管路以及流经冷却管路的水中的电荷引入大地，一方面可以排除长晶炉的冷却管路内的电荷，另一方面可以排除流经冷却管路的水中的电荷，避免带电的水回到PCW，从而尽可能避免因管路和水流带电导致的人员触电、设备受损以及电磁干扰等情况发生。

Description

长晶炉

技术领域

本实用新型涉及碳化硅生产领域，具体而言，涉及一种长晶炉。

背景技术

作为第三代半导体材料的代表，碳化硅(SiC)具有宽禁带、高击穿电场、高热导率、高饱和电子迁移率等特点，因此采用碳化硅材料制备的半导体器件适用于高电压、大电流、高温、高频等场景，前景十分广阔。

长晶炉是制备碳化硅晶体的重要设备，碳化硅晶体制备过程需要高温环境，因此长晶炉通常会设置加热线圈进行电加热，同时配置有PCW(工艺冷却水系统，ProcessCooling Water)进行冷却降温。PCW的水在长晶炉内流动过程中，容易带电，尤其是水质下降或者应急自来水进入长晶炉后带电现象更加明显，容易产生人员触电、设备受损、电磁干扰等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种长晶炉，其能够有效将冷却管路以及流经冷却管路的水中的电荷引入大地，从而避免因管路和水流带电导致的人员触电、设备受损、电磁干扰等情况发生。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种长晶炉，包括：

炉体；

冷却管路，所述冷却管路设置于所述炉体，用于冷却所述炉体，所述冷却管路包括进水管、出水管和多个支管，所述进水管用于与PCW的供水管连通，所述出水管用于与PCW的回水管连通，每个所述支管的两端分别连通于所述进水管和所述出水管；

接地结构，所述接地结构与所述冷却管路电连接，用于使所述冷却管路接地。

在可选的实施方式中，所述接地结构与所述进水管、所述出水管和所述支管三者中的至少一者电连接。

在可选的实施方式中，所述接地结构与所述支管电连接。

在可选的实施方式中，所述接地结构包括多条第一接地导线，所述多条第一接地导线一一对应地与所述多个支管电连接。

在可选的实施方式中，所述第一接地导线通过金属卡件与所述支管电连接。

在可选的实施方式中，所述金属卡件包括第一箍体和第二箍体，所述第一箍体和所述第二箍体可拆卸连接且共同夹持于所述支管的外壁，所述第一接地导线的一端与所述第一箍体或者所述第二箍体电连接。

在可选的实施方式中，所述接地结构还包括汇流排，所述汇流排电连接有第二接地导线，所述第二接地导线用于与大地电连接，多条所述第一接地导线远离对应的所述支管的一端分别与所述汇流排电连接。

在可选的实施方式中，所述汇流排设置有多个接线柱，多个所述接线柱与多条所述第一接地导线一一对应且电连接。

在可选的实施方式中，所述接线柱的外壁设置有供所述第一接地导线缠绕的凹槽。

在可选的实施方式中，所述接地结构还包括绝缘箱，所述汇流排设置于所述绝缘箱内，所述第二接地导线与多条所述第一接地导线均穿设所述绝缘箱的箱壁。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本长晶炉通过设置接地结构，将冷却管路接地，从而可以有效地将冷却管路以及流经冷却管路的水中的电荷引入大地，一方面可以排除长晶炉的冷却管路内的电荷，另一方面可以排除流经冷却管路的水中的电荷，避免带电的水回到PCW，从而尽可能避免因管路和水流带电导致的人员触电、设备受损以及电磁干扰等情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的冷却管路和接地结构的连接示意图。

图标:100-冷却管路；110-进水管；120-支管；130-出水管；200-接地结构；210-第一接地导线；220-汇流排；230-第二接地导线；240-绝缘箱；300-供水管；310-回水管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型实施例提供一种长晶炉，用于生长碳化硅晶体。该长晶炉包括炉体(图中未示出)、冷却管路100以及接地结构200。

其中，冷却管路100设置于炉体，用于冷却炉体，冷却管路100包括进水管110、出水管130和多个支管120，进水管110用于与PCW的供水管300连通，出水管130用于与PCW的回水管310连通，每个支管120的两端分别连通于进水管110和出水管130。接地结构200与冷却管路100电连接，用于使冷却管路100接地。

通过设置接地结构200使得冷却管路100接地，从而可以有效地将冷却管路100以及流经冷却管路100的水中的电荷引入大地，一方面可以排除长晶炉的冷却管路100内的电荷，另一方面可以排除流经冷却管路100的水中的电荷，避免带电的水回到PCW，从而尽可能避免因管路和水流带电导致的人员触电、设备受损以及电磁干扰等情况发生。

接地结构200与进水管110、出水管130和支管120三者中的至少一者电连接。由于进水管110、出水管130以及支管120三者均为金属材质且相互连接，因此三者中任意一者接地，即可实现整个冷却管路100接地。

为了方便接地结构200的布置，本实施例中，接地结构200与支管120电连接。相对而言，支管120更容易产生电荷，接地结构200与支管120电连接，可以更有效地引导电荷进入大地，从而更好地保护相关人员和设备。

进一步地，由于支管120有多个，电荷产生的位置具有随机性，为了保证接地效果，本实施例中，接地结构200包括多条第一接地导线210，多条第一接地导线210一一对应地与多个支管120电连接，即所有支管120均通过第一接地导线210分别接地，这样无论哪个支管120产生电荷，都可以及时有效地将产生的电荷导入大地，保护人员和设备。

需要说明的是，其它实施例中，接地结构200也可以在与支管120电连接的同时，与进水管110和出水管130电连接或者只与进水管110或者出水管130电连接；第一接地导线210也可以只有一条且与多个支管120中的任意一个电连接。

为了方便第一接地导线210与支管120的电连接，本实施例中，第一接地导线210通过金属卡件(图中未示出)与支管120电连接。金属卡件可以根据实际需要采用不同的结构，本实施例中，金属卡件包括第一箍体和第二箍体，第一箍体和第二箍体可拆卸连接且共同夹持于支管120的外壁，第一接地导线210的一端与第一箍体或者第二箍体电连接。

第一箍体和第二箍体均呈半环形，两者可以共同形成环形结构且套设于支管120上，并且将第一箍体的一端与第二箍体的一端通过一个螺栓连接，将第一箍体的另一端与第二箍体的另一端通过另一个螺栓连接，即可将金属卡件稳定可靠地固定于支管120上，然后将第一接地导线210的一端缠绕于第一箍体或者第二箍体上即可。

需要说明的是，其它实施例中，金属卡件也可以为一体式的抱箍结构，抱箍结构为弹性材质且具有缺口，通过缺口拉开抱箍结构使其套设于支管120，松开后抱箍结构由于自身的弹性即可固定于支管120上，然后将第一接地导线210的一端缠绕于抱箍结构即可，操作简单方便。

还需要说明的是，支管120的外壁一般设置有绝缘层，要与金属卡件电连接，需要在预设位置处去除绝缘层使其金属管壁裸露，金属卡件即套设于该裸露处，以实现电连接。

本实施例中，由于第一接地导线210有多条，为了避免第一接地导线210布置散乱，接地结构200还包括汇流排220，汇流排220电连接有第二接地导线230，第二接地导线230用于与大地电连接，多条第一接地导线210远离对应的支管120的一端分别与汇流排220电连接。

通过汇流排220的设置，可以使多条第一接地导线210在汇流排220上汇总，统一通过汇流排220间接接地，从而提高其布置的整洁性，同时也方便相关人员的接线操作。

为了进一步提高接线操作的便捷性，本实施例中，汇流排220设置有多个接线柱(图中未示出)，多个接线柱与多条第一接地导线210一一对应且电连接。多条第一接地导线210远离对应的支管120的一端缠绕连接于对应的接线柱上。

为了提高电连接的稳定性和可靠性，接线柱的外壁设置有供第一接地导线210缠绕的凹槽。详细地，凹槽可以为螺旋槽，也可以为多个环形槽。通过凹槽的设置，可以增大第一接地导线210与接线柱的外壁的接触面积，提高接线柱对第一接地导线210的约束力，从而保证二者连接的稳定性和可靠性。

进一步地，接地结构200还包括绝缘箱240，汇流排220设置于绝缘箱240内，从而提高安全性，避免出现人员触电的情况。第二接地导线230与多条第一接地导线210均穿设绝缘箱240的箱壁。当需要接线或者拆线时，打开绝缘箱240进行操作，不需要接线或者拆线时，关闭绝缘箱240，从而实现绝缘防护。

本长晶炉的工作原理和过程具体如下：

工作时，相对低温的水从PCW的供水管300进入长晶炉的进水管110，然后分别流经多个支管120，多个支管120分别沿不同的路径延伸，从而对炉体的不同部位进行冷却，之后变成相对高温的水进入出水管130，最终通过PCW的回水管310回到PCW，重新制冷后形成相对低温的水再通过PCW的供水管300进入进水管110，如此循环往复，长晶炉可以实现持续的冷却，从而正常稳定地工作。

但是由于长晶炉设置有加热线圈等电热结构，因此冷却管路100上可能会产生电荷，从而使得流经冷却管路100内的水也产生电荷，带电的水回到PCW后，会导致PCW的管路系统也带电，从而出现相关操作人员触电，长晶炉和PCW等设备损坏或者形成电磁干扰源对周围其它设备(尤其是精密设备或者通信设备)造成干扰。

而本实施例提供的长晶炉通过设置接地结构200，将冷却管路100接地，从而可以有效地将冷却管路100以及流经冷却管路100的水中产生的电荷引入大地，一方面可以排除长晶炉的冷却管路100内的电荷，另一方面可以排除流经冷却管路100的水中的电荷，避免带电的水回到PCW，从而尽可能避免因管路和水流带电导致的人员触电、设备受损以及电磁干扰等情况发生。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长晶炉，其特征在于，包括：

炉体；

冷却管路(100)，所述冷却管路(100)设置于所述炉体，用于冷却所述炉体，所述冷却管路(100)包括进水管(110)、出水管(130)和多个支管(120)，所述进水管(110)用于与PCW的供水管(300)连通，所述出水管(130)用于与PCW的回水管(310)连通，每个所述支管(120)的两端分别连通于所述进水管(110)和所述出水管(130)；

接地结构(200)，所述接地结构(200)与所述冷却管路(100)电连接，用于使所述冷却管路(100)接地。

2.根据权利要求1所述的长晶炉，其特征在于，所述接地结构(200)与所述进水管(110)、所述出水管(130)和所述支管(120)三者中的至少一者电连接。

3.根据权利要求2所述的长晶炉，其特征在于，所述接地结构(200)与所述支管(120)电连接。

4.根据权利要求3所述的长晶炉，其特征在于，所述接地结构(200)包括多条第一接地导线(210)，所述多条第一接地导线(210)一一对应地与所述多个支管(120)电连接。

5.根据权利要求4所述的长晶炉，其特征在于，所述第一接地导线(210)通过金属卡件与所述支管(120)电连接。

6.根据权利要求5所述的长晶炉，其特征在于，所述金属卡件包括第一箍体和第二箍体，所述第一箍体和所述第二箍体可拆卸连接且共同夹持于所述支管(120)的外壁，所述第一接地导线(210)的一端与所述第一箍体或者所述第二箍体电连接。

7.根据权利要求4所述的长晶炉，其特征在于，所述接地结构(200)还包括汇流排(220)，所述汇流排(220)电连接有第二接地导线(230)，所述第二接地导线(230)用于与大地电连接，多条所述第一接地导线(210)远离对应的所述支管(120)的一端分别与所述汇流排(220)电连接。

8.根据权利要求7所述的长晶炉，其特征在于，所述汇流排(220)设置有多个接线柱，多个所述接线柱与多条所述第一接地导线(210)一一对应且电连接。

9.根据权利要求8所述的长晶炉，其特征在于，所述接线柱的外壁设置有供所述第一接地导线(210)缠绕的凹槽。

10.根据权利要求7所述的长晶炉，其特征在于，所述接地结构(200)还包括绝缘箱(240)，所述汇流排(220)设置于所述绝缘箱(240)内，所述第二接地导线(230)与多条所述第一接地导线(210)均穿设所述绝缘箱(240)的箱壁。

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