一種新型鑄徒爐熱場結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型鑄錠爐熱場結構，包括鑄錠爐體、隔熱籠、隔熱籠提升裝置、熱交換臺、石墨坩堝、頂加熱裝置、側面加熱裝置、底加熱裝置、抽拉板和底部強制水冷裝置；所述隔熱籠位于鑄錠爐體內；所述隔熱籠提升裝置安裝于鑄錠爐體的頂部，其和隔熱籠之間通過吊桿連接；所述熱交換臺支撐在鑄錠爐體的若干石墨立柱上；所述石墨坩堝置于熱交換臺上；所述頂加熱裝置位于石墨坩堝的頂部，側面加熱裝置位于石墨坩堝和隔熱籠之間，底加熱裝置位于熱交換臺底部；所述抽拉板置于隔熱籠下方，其上連接有絲桿傳動機構；所述底部強制水冷裝置設置在鑄錠爐體底部。本實用新型的新型鑄錠爐熱場結構具有能耗省，熱場優(yōu)化，適合大尺寸硅錠生產(chǎn)等諸3多優(yōu)點。
【專利說明】一種新型鑄錠爐熱場結構

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種鑄錠爐的組成結構，具體涉及一種新型鑄錠爐熱場結構，屬 于多晶硅生產(chǎn)設備【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 鑄錠爐是多晶硅片生產(chǎn)過程中的關鍵設備，目前市場主流的硅錠重量在500? 800KG之間，單錠可切數(shù)量在6x6 (行業(yè)俗稱G6)，采用4面或5面石墨加熱器加熱，通過提 升隔熱籠或降隔熱底板方式來冷卻，其存在硅錠越大，熱場控制越難，等溫線越分布不平均 等問題。
[0003] 根據(jù)目前國際上技術發(fā)展水平和晶體硅自身物理化學特性及多晶硅工業(yè)發(fā)展趨 勢來判斷，多晶硅鑄錠爐的生產(chǎn)發(fā)展趨勢是往大規(guī)格（1〇〇〇?1200KG)，低能耗(每公斤硅 錠消耗電能7度以下)，高品質的方向發(fā)展。所以G7 (甚至G8)硅錠的研發(fā)也提上議程。
[0004] 因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種新型鑄錠爐熱場結構，以克服現(xiàn)有 技術中的所述缺陷。 實用新型內容
[0005] 為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種能耗省，適合大尺寸硅錠生產(chǎn) 且具有六面加熱裝置的新型鑄錠爐熱場結構。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案為：一種新型鑄錠爐熱場結構，其包 括鑄錠爐體、隔熱籠、隔熱籠提升裝置、熱交換臺、石墨坩堝、頂加熱裝置、側面加熱裝置、底 加熱裝置、抽拉板以及底部強制水冷裝置；其中，所述隔熱籠位于鑄錠爐體內；所述隔熱籠 提升裝置安裝于鑄錠爐體的頂部，其和隔熱籠之間通過吊桿連接而使隔熱籠能提升；所述 熱交換臺支撐在鑄錠爐體的若干石墨立柱上；所述石墨坩堝置于熱交換臺上；所述頂加熱 裝置位于石墨坩堝的頂部，側面加熱裝置位于石墨坩堝和隔熱籠之間，底加熱裝置位于熱 交換臺底部；所述抽拉板置于隔熱籠的下方，其上連接有絲桿傳動機構；所述底部強制水 冷裝置設置在鑄錠爐體的底部。
[0007] 本實用新型的新型鑄錠爐熱場結構進一步設置為：所述鑄錠爐體上連接有一三腳 架，該三腳架立于地面上。
[0008] 本實用新型的新型鑄錠爐熱場結構還設置為：所述頂加熱裝置、側面加熱裝置通 過固定于鑄錠爐體頂部的第一銅電極置于隔熱籠內；所述底加熱裝置通過固定在鑄錠爐體 底部的第二銅電極定位。
[0009] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：
[0010] 1.產(chǎn)量大，單錠產(chǎn)量可以達到1200kg，（目前主流娃錠重量800kg);
[0011] 2.能耗省，每公斤耗電量在6度電/kg，（傳統(tǒng)主流耗電量每公斤在7°以上）；
[0012] 3.優(yōu)化的熱場設計(三變壓器分別控制六面加熱系統(tǒng)加隔熱籠提升和保溫底板 開閉相結合的冷卻模式)，結合優(yōu)化的長晶技術，保證硅錠在長晶過程中，晶體的垂直生長， 減少微晶和晶粒大小不均的現(xiàn)象，保證娃片的廣品質量，G7娃淀的可切率可以維持在75% 之上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型的新型鑄錠爐熱場結構的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0014] 請參閱說明書附圖1所示，本實用新型為一種新型鑄錠爐熱場結構，其由鑄錠爐 體1、隔熱籠2、隔熱籠提升裝置3、熱交換臺4、石墨坩堝5、頂加熱裝置6、側面加熱裝置7、 底加熱裝置8、抽拉板9以及底部強制水冷裝置10等幾部分組成。
[0015] 其中，所述鑄錠爐體1為大規(guī)格鑄錠爐體，其適用于大尺寸硅錠G7的生產(chǎn)，將來G8 也在這一平臺上升級研發(fā)。該鑄錠爐體1上連接有一三腳架11，該三腳架11立于地面上。
[0016] 所述隔熱籠2位于鑄錠爐體1內，其內置保溫材料。所述隔熱籠提升裝置3安裝 于鑄錠爐體1的頂部，其和隔熱籠2之間通過吊桿12連接而使隔熱籠2能提升，通過提升 隔熱籠2實現(xiàn)冷卻長晶。
[0017] 所述熱交換臺4支撐在鑄錠爐體1的若干石墨立柱13上，其主要用導熱性能好的 石墨材料制成，在長晶時便于散熱。所述石墨坩堝5置于熱交換臺4上。
[0018] 所述頂加熱裝置6、側面加熱裝置7、底加熱裝置8組成6面加熱系統(tǒng)，其為大尺寸 硅錠提供全方位的熱源供應。其中，所述頂加熱裝置6位于石墨坩堝5的頂部，側面加熱裝 置7位于石墨坩堝5和隔熱籠2之間，底加熱裝置8位于熱交換臺4底部。進一步的，所述 頂加熱裝置6、側面加熱裝置7通過固定于鑄錠爐體1頂部的第一銅電極14置于隔熱籠2 內；所述底加熱裝置8通過固定在鑄錠爐體1底部的第二銅電極15定位。所述頂加熱裝置 6、側面加熱裝置7、底加熱裝置8分別由一組變壓器通過一定的功率比控制發(fā)熱量，分別對 硅錠的頂部，四周和底部實現(xiàn)6面加熱，大大縮短硅料的加熱熔化時間。
[0019] 所述抽拉板9置于隔熱籠2的下方，其上連接有絲桿傳動機構16,抽拉板9和絲桿 傳動機構16組成底部抽拉裝置。抽拉板9通過絲桿傳動機構16實現(xiàn)對開移動，兩抽拉板 9合攏時，整個隔熱籠2處于密封，保證在鑄錠過程中熱量不流失；兩抽拉板9打開時，熱量 從隔熱籠2底部散發(fā)，實現(xiàn)冷卻；消除大尺寸硅錠在長晶初期中間偏熱兩邊偏冷的弊端，保 證硅錠在長晶過程中對等溫線平整的控制。
[0020] 所述底部強制水冷裝置10設置在鑄錠爐體1的底部，其由導熱性能良好的無氧銅 材料制成，確保爐體的冷卻安全。
[0021] 本實用新型的新型鑄錠爐熱場結構的設計原理如下：實際鑄錠過程分為加熱，熔 化，長晶，退火，冷卻5個階段；
[0022] 在加熱和熔化階段，隔熱籠2和抽拉板9處于零位，（隔熱籠2零位指隔熱籠3下 端面與抽拉板9上端面貼合，抽拉板9處于零位指左右兩抽拉板9處于閉合狀態(tài)），整個隔 熱籠2在密閉狀態(tài)，通過6面加熱系統(tǒng)對硅料立體加熱，大大縮短硅料的熔化時間。
[0023] 長晶階段：隔熱籠提升裝置3和底部抽拉裝置按照程序設定的工藝參數(shù)配合運 行，隔熱籠提升裝置3提升隔熱籠2緩慢提升，熱量通過熱交換臺4向四周散發(fā)，經(jīng)過爐壁 水冷將熱量帶走，絲桿傳動機構16將抽拉板9對抽開，熱量過熱交換臺4向底部散發(fā)，結合 底部強制水冷裝置10散熱。
[0024] 退火階段：隔熱籠2和抽拉板9回到零位，在密閉環(huán)境中，硅錠以一定退火溫度消 除內應力，減少后道切割工序時產(chǎn)生裂紋。
[0025] 冷卻階段：退火結束后，6面加熱系統(tǒng)關閉，停止加熱，隔熱籠2和抽拉板9分別到 達程序設定工藝位置，進行冷卻。
[0026] 以上的【具體實施方式】僅為本創(chuàng)作的較佳實施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng) 作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本創(chuàng)作的保護范圍之 內。
【權利要求】
1. 一種新型鑄錠爐熱場結構，其特征在于：包括鑄錠爐體、隔熱籠、隔熱籠提升裝置、 熱交換臺、石墨坩堝、頂加熱裝置、側面加熱裝置、底加熱裝置、抽拉板以及底部強制水冷裝 置；其中，所述隔熱籠位于鑄錠爐體內；所述隔熱籠提升裝置安裝于鑄錠爐體的頂部，其和 隔熱籠之間通過吊桿連接而使隔熱籠能提升；所述熱交換臺支撐在鑄錠爐體的若干石墨立 柱上；所述石墨坩堝置于熱交換臺上；所述頂加熱裝置位于石墨坩堝的頂部，側面加熱裝 置位于石墨坩堝和隔熱籠之間，底加熱裝置位于熱交換臺底部；所述抽拉板置于隔熱籠的 下方，其上連接有絲桿傳動機構；所述底部強制水冷裝置設置在鑄錠爐體的底部。
2. 如權利要求1所述的新型鑄錠爐熱場結構，其特征在于：所述鑄錠爐體上連接有 一三腳架，該三腳架立于地面上。
3. 如權利要求1所述的新型鑄錠爐熱場結構，其特征在于：所述頂加熱裝置、側面加熱 裝置通過固定于鑄錠爐體頂部的第一銅電極置于隔熱籠內；所述底加熱裝置通過固定在鑄 錠爐體底部的第二銅電極定位。
【文檔編號】C30B28/06GK204022995SQ201420469825
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年8月20日
【發(fā)明者】孫建江, 袁華中, 朱偉鋒, 朱一鳴, 來迪文 申請人:浙江精功科技股份有限公司