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一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚

2021-03-19 18:04:39

一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚

  技术领域

  本实用新型涉及单多晶技术领域,尤其涉及一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚。

  背景技术

  单晶炉是多晶硅转化为单晶硅工艺过程中的必备设备,而单晶硅又是光伏发电和半导体行业中的基础原料。单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单晶材料之一,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。

  单晶炉用石墨三瓣埚的作用如下:在硅单晶拉制过程中,采用三瓣埚结构防止石墨三瓣埚的损坏,保护其内装有的石英坩埚在高温下不变形,从而减少石英坩埚内的硅料泄漏,减少安全隐患。

  一般的单晶炉都直接安装石墨三瓣埚,都是采用碳碳的三瓣埚,价格昂贵,容易造成石墨三瓣埚损坏,影响后续的单晶等现象,如单晶过程中,石墨三瓣埚的R角处在高温状态下,容易损坏或开裂,一旦损坏或开裂,就会波及到石英坩埚受影响,从而引起漏硅造成更大的安全事故,一般都是石墨三瓣埚在使用一定炉数后,就要更换石墨三瓣埚;还有个别的石墨三瓣埚存在质量问题,在未达到使用炉数时,就已经损坏,容易造成单晶成本高,安全隐患大。

  发明内容

  有鉴于此,针对上述不足,有必要提出一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚。

  一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚,包括石墨三瓣埚、连接板、连接件,所述石墨三瓣埚竖截面为U型槽体,所述石墨三瓣埚通过连接件将连接板固定设置于石墨三瓣埚的内表面上,所述石墨三瓣埚包括第一瓣埚、第二瓣埚、第三瓣埚,所述第一瓣埚与第二瓣埚相连接,且在内表面相连接处靠近R角的位置开设有第一凹槽,所述第二瓣埚与第三瓣埚相连接,且在内表面相连接处靠近R角的位置开设有第二凹槽,所述第三瓣埚与第一瓣埚相连接,且在内表面相连接处靠近R角的位置开设有第三凹槽,所述连接板包括第一连接板、第二连接板、第三连接板,所述连接件包括第一连接件、第二连接件、第三连接件,所述第一连接件用于将第一连接板固定设置于第一凹槽上,所述第二连接件用于将第二连接板固定设置于第二凹槽上,所述第三连接件用于将第三连接板固定设置于第三凹槽上。

  优选的,所述第一瓣埚与第二瓣埚相连接处缝隙的内表面上还开设有第一凹槽,所述第一凹槽顶端与第一瓣埚、第二瓣埚顶端齐平,且第一凹槽底端延伸至第一瓣埚、第二瓣埚底端,所述第二瓣埚与第三瓣埚相连接处缝隙的内表面上还开设有第二凹槽,所述第二凹槽顶端与第二瓣埚、第三瓣埚顶端齐平,且第二凹槽底端延伸至第二瓣埚、第三瓣埚底端,所述第三瓣埚与第一瓣埚相连接处缝隙的内表面上还开设有第三凹槽,所述第三凹槽顶端与第三瓣埚、第一瓣埚顶端齐平,且第三凹槽底端延伸至第三瓣埚、第一瓣埚底端。

  优选的,所述第一凹槽沿着R角不同位置的垂直深度相同,所述第二凹槽沿着R角不同位置的垂直深度相同,所述第三凹槽沿着R角不同位置的垂直深度相同。

  优选的,所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽的凹槽深度为4-6mm。

  优选的,所述第一连接板的形状与第一凹槽的形状相同,以使第一连接板嵌入至第一凹槽内部,所述第二连接板的形状与第二凹槽的形状相同,以使第二连接板嵌入至第二凹槽内部,所述第三连接板的形状与第三凹槽的形状相同,以使第三连接板嵌入至第三凹槽内部。

  优选的,所述第一连接板的厚度与第一凹槽的凹槽深度相同,以使第一连接板嵌入至第一凹槽后,第一连接板表面与石墨三瓣埚内表面齐平,所述第二连接板的厚度与第二凹槽的凹槽深度相同,以使第二连接板嵌入至第二凹槽后,第二连接板表面与石墨三瓣埚内表面齐平,所述第三连接板的厚度与第三凹槽的凹槽深度相同,以使第三连接板嵌入至第三凹槽后,第三连接板表面与石墨三瓣埚内表面齐平。

  优选的,所述第一连接板、第二连接板、第三连接板由碳碳复合材料制成。

  优选的,所述第一连接件为螺栓、螺母组件,设置有若干个,所述第二连接件为螺栓、螺母组件,设置有若干个,所述第三连接件为螺栓、螺母组件,设置有若干个。

  优选的,所述第一连接件、第二连接件、第三连接件由碳碳复合材料制成。

  优选的,所述第一瓣埚侧壁上还设置有第一排气通孔,所述第二瓣埚侧壁上还设置有第二排气通孔,所述第三瓣埚侧壁上还设置有第三排气通孔。

  本实用新型在第一瓣埚与第二瓣埚相连接靠近R角的第一凹槽上设置了第一连接板,第二瓣埚与第三瓣埚相连接靠近R角的第二凹槽上设置了第二连接板,在第三瓣埚与第一瓣埚相连接靠近R角的第三凹槽上设置了第三连接板,利用第一连接板、第二连接板、第三连接板对石墨三瓣埚进行固定,提高石墨三瓣埚的整体结构的强度,防止石墨三瓣埚开裂,且第一连接板、第二连接板、第三连接板为碳碳复合材料,在高温下不容易挥发,更好的保护了R角处的温度,使石墨三瓣埚的R角不易损坏。

  本实用新型设置的高寿命石墨三瓣埚,采用第一连接板、第二连接板、第三连接板对石墨三瓣埚进行固定,提高了石墨三瓣埚整体结构的强度,彻底解决了原有技术作业产生的石墨三瓣埚易损坏、开裂的现象,提高了石墨三瓣埚的使用寿命,降低了生产成本;保护了R角,减少了漏硅的风险,减少安全事故,提高了石墨三瓣埚的利用率,从而提高单晶利润;降低石墨三瓣埚的损害对设备的影响,因为其投入少,便于推广;第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽以及与其相匹配的第一连接板、第二连接板、第三连接板的形状可根据生产情况进行调整,以充分满足生产需求。

  附图说明

  图1为一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚的B-B面剖视图。

  图2为一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚的B-B侧面的局部剖视图。

  图3为一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚的侧视图。

  图4为另一种实施方式的单晶炉用高寿命石墨三瓣埚的B-B侧面的局部剖视图。

  图中:第一瓣埚11、第一排气通孔111、第二瓣埚12、第二排气通孔121、第三瓣埚13、第三排气通孔131、第一连接板21、第二连接板22、第三连接板23、第一连接件31、第二连接件32、第三连接件33。

  具体实施方式

  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的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,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它的附图。

  参见图1至图4,本实用新型提供了一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚,包括石墨三瓣埚、连接板、连接件,所述石墨三瓣埚竖截面为U型槽体,所述石墨三瓣埚通过连接件将连接板固定设置于石墨三瓣埚的内表面上,所述石墨三瓣埚包括第一瓣埚11、第二瓣埚12、第三瓣埚13,所述第一瓣埚11与第二瓣埚12相连接,且在内表面相连接处靠近R角的位置开设有第一凹槽,所述第二瓣埚12与第三瓣埚13相连接,且在内表面相连接处靠近R角的位置开设有第二凹槽,所述第三瓣埚13与第一瓣埚11相连接,且在内表面相连接处靠近R角的位置开设有第三凹槽,所述连接板包括第一连接板21、第二连接板22、第三连接板23,所述连接件包括第一连接件31、第二连接件32、第三连接件33,所述第一连接件31用于将第一连接板21固定设置于第一凹槽上,所述第二连接件32用于将第二连接板22固定设置于第二凹槽上,所述第三连接件33用于将第三连接板23固定设置于第三凹槽上。

  作为另一种实施方式,参见图4,进一步,所述第一瓣埚11与第二瓣埚12相连接处缝隙的内表面上还开设有第一凹槽,所述第一凹槽顶端与第一瓣埚11、第二瓣埚12顶端齐平,且第一凹槽底端延伸至第一瓣埚11、第二瓣埚12底端,第一连接板21具有与第一凹槽相同的高度,第一连接板21嵌入至第一凹槽内部,以使第一连接板21与第一凹槽紧密契合,且第一连接板21将第一瓣埚11、第二瓣埚12之间的缝隙全部覆盖,使得第一瓣埚11、第二瓣埚12内壁形成完整平滑的内表面,第一连接板21不仅能够对第一瓣埚11、第二瓣埚12进行固定,还能很好的保护第一瓣埚11、第二瓣埚12连接处的R角,还能将第一瓣埚11、第二瓣埚12之间的缝隙完全覆盖且无错位,所述第二瓣埚12与第三瓣埚13相连接处缝隙的内表面上还开设有第二凹槽,所述第二凹槽顶端与第二瓣埚12、第三瓣埚13顶端齐平,且第二凹槽底端延伸至第二瓣埚12、第三瓣埚13底端,第二连接板22具有与第一凹槽相同的高度,将第二连接板22嵌入至第二凹槽内部,以使第二连接板22与第二凹槽紧密契合,且第二连接板22将第二瓣埚12、第三瓣埚13之间的缝隙全部覆盖,使得第二瓣埚12、第三瓣埚13内壁形成完整平滑的内表面,第二连接板22不仅能够对第二瓣埚12、第三瓣埚13进行固定,还能很好的保护第二瓣埚12、第三瓣埚13连接处的R角,还能将第二瓣埚12、第三瓣埚13之间的缝隙完全覆盖且无错位,所述第三瓣埚13与第一瓣埚11相连接处缝隙的内表面上还开设有第三凹槽,所述第三凹槽顶端与第三瓣埚13、第一瓣埚11顶端齐平,且第三凹槽底端延伸至第三瓣埚13、第一瓣埚11底端,第三连接板23具有与第一凹槽相同的高度,将第三连接板23嵌入至第三凹槽内部,以使第三连接板23与第三凹槽紧密契合,且第三连接板23将第三瓣埚13、第一瓣埚11之间的缝隙全部覆盖,使得第三瓣埚13、第一瓣埚11内壁形成完整平滑的内表面,第三连接板23不仅能够对第三瓣埚13、第一瓣埚11进行固定,还能很好的保护第三瓣埚13、第一瓣埚11连接处的R角,还能将第三瓣埚13、第一瓣埚11之间的缝隙完全覆盖且无错位。

  进一步,所述第一凹槽沿着R角不同位置的垂直深度相同,将第一连接板21嵌入至第一凹槽内部,以使第一连接板21与第一凹槽紧密契合并与第一瓣埚11、第二瓣埚12内壁形成完整平滑的内表面,该内表面承受外力后将外力传递给第一连接板21,而第一连接板21的厚度与第一凹槽的垂直深度相同,外力可以均匀分散到第一连接板21上,有利于对第一瓣埚11、第二瓣埚12连接处的R角进行保护;所述第二凹槽沿着R角不同位置的垂直深度相同,将第二连接板22嵌入至第二凹槽内部,以使第二连接板22与第二凹槽紧密契合并与第二瓣埚12、第三瓣埚13内壁形成完整平滑的内表面,该内表面承受外力后将外力传递给第二连接板22,而第二连接板22的厚度与第二凹槽的垂直深度相同,外力可以均匀分散到第二连接板22上,有利于对第二瓣埚12、第三瓣埚13连接处的R角进行保护;所述第三凹槽沿着R角不同位置的垂直深度相同,将第三连接板23嵌入至第三凹槽内部,以使第三连接板23与第三凹槽紧密契合并与第三瓣埚13、第一瓣埚11内壁形成完整平滑的内表面,该内表面承受外力后将外力传递给第三连接板23,而第三连接板23的厚度与第三凹槽的垂直深度相同,外力可以均匀分散到第三连接板23上,有利于对第三瓣埚13、第一瓣埚11连接处的R角进行保护。

  进一步,所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽的凹槽深度为4-6mm。凹槽深度不宜过浅,过浅则第一连接板21、第二连接板22、第三连接板23难以固定到石墨三瓣埚的内表面上,过深则凹槽的加工难度较大,不利于降低成本。

  进一步,所述第一连接板21的形状与第一凹槽的形状相同,将第一连接板21嵌入至第一凹槽内部,以使第一连接板21与第一凹槽紧密契合,所述第二连接板22的形状与第二凹槽的形状相同,将第二连接板22嵌入至第二凹槽内部,以使第二连接板22与第二凹槽紧密契合,所述第三连接板23的形状与第三凹槽的形状相同,将第三连接板23嵌入至第三凹槽内部,以使第三连接板23与第三凹槽紧密契合。

  所述第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽的形状为四边曲面或八边曲面,以便于沿石墨三瓣埚内表面开设槽体。

  进一步,所述第一连接板21的厚度与第一凹槽的凹槽深度相同,以使第一连接板21嵌入至第一凹槽后,第一连接板21表面与石墨三瓣埚内表面齐平,不影响石墨三瓣埚的正常使用,所述第二连接板22的厚度与第二凹槽的凹槽深度相同,以使第二连接板22嵌入至第二凹槽后,第二连接板22表面与石墨三瓣埚内表面齐平,不影响石墨三瓣埚的正常使用,所述第三连接板23的厚度与第三凹槽的凹槽深度相同,以使第三连接板23嵌入至第三凹槽后,第三连接板23表面与石墨三瓣埚内表面齐平,不影响石墨三瓣埚的正常使用。

  所述第一连接板21上开设有若干个通孔,该通孔数量与第一连接件31数量相匹配;所述第二连接板22上开设有若干个通孔,该通孔数量与第二连接件32数量相匹配;所述第三连接板23上开设有若干个通孔,该通孔数量与第三连接件33数量相匹配。

  进一步,所述第一连接板21、第二连接板22、第三连接板23由碳碳复合材料制成,在高温条件下不易挥发,容易保护石墨三瓣埚的R角,使R角不易损坏;且由碳碳复合材料制成的第一连接板21、第二连接板22、第三连接板23具有较高的强度,对石墨三瓣埚连接处的固定性能良好,使石墨三瓣埚不易开裂;碳碳复合材料与石墨三瓣埚具有相同的导热性能,不影响石墨三瓣埚的正常使用。

  参见图1至图4,进一步,所述第一连接件31为螺栓、螺母组件,设置有若干个,将第一连接件31穿过第一连接板21的通孔,对第一连接件31施加外力使第一连接件31完全进入到第一连接板21的通孔中,且第一连接件31顶端与第一连接板21表面齐平,实现第一连接件31对第一连接板21的固定,从而不影响石墨三瓣埚的正常使用,所述第二连接件32为螺栓、螺母组件,设置有若干个,将第二连接件32穿过第二连接板22的通孔,对第二连接件32施加外力使第二连接件32完全进入到第二连接板22的通孔中,且第二连接件32顶端与第二连接板22表面齐平,实现第二连接件32对第二连接板22的固定,从而不影响石墨三瓣埚的正常使用,所述第三连接件33为螺栓、螺母组件,设置有若干个,将第三连接件33穿过第三连接板23的通孔,对第三连接件33施加外力使第三连接件33完全进入到第三连接板23的通孔中,且第三连接件33顶端与第三连接板23表面齐平,实现第三连接件33对第三连接板23的固定,从而不影响石墨三瓣埚的正常使用。

  进一步,所述第一连接件31、第二连接件32、第三连接件33由碳碳复合材料制成,具有较高的强度,固定性能良好,且碳碳复合材料与石墨三瓣埚具有相同的导热性能,不影响石墨三瓣埚的正常使用。

  参见图1、图2、图4,进一步,所述第一瓣埚11侧壁上还设置有第一排气通孔111,所述第二瓣埚12侧壁上还设置有第二排气通孔121,所述第三瓣埚13侧壁上还设置有第三排气通孔131,用于将使用过程中石墨三瓣埚中的高温气体导出到外界。

  具体实施步骤:

  1)将第一瓣埚11、第二瓣埚12、第三瓣埚13稳定设置于石墨托盘上,构成石墨三瓣埚,并使石墨三瓣埚与加热器对中,且石墨三瓣埚口与加热器口水平;

  2)将第一连接板21嵌入至第一凹槽内,通过第一连接件31将第一连接板21固定在第一凹槽上;将第二连接板22嵌入至第二凹槽内,通过第二连接件32将第二连接板22固定在第二凹槽上;将第三连接板23嵌入至第三凹槽内,通过第三连接件33将第三连接板23固定在第三凹槽上;

  3)构成一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚。

  本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

  以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已,当然不能以此来限定本实用新型之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本实用新型权利要求所作的等同变化,仍属于实用新型所涵盖的范围。

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