一种大尺寸硅单晶提渣装置

技术领域

本发明涉及单晶加工提渣技术领域，具体为一种大尺寸硅单晶提渣装置。

背景技术

在单晶提渣加工的过程中，在加最后一桶料后，炉内高温化料，水冷屏位置在上限，由于水冷屏在使用过程中不便于调节高度，导致冷却线在应用过程中无法进行合适的调节，导致坩埚料块熔化过快，料块中的夹杂或表面的非硅、难溶物析出量较少，造成拉晶过程中断线较多，引放成活率偏低，且由于水冷屏在使用过程中自身导的热量循环导出性能较差，析出效率受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大尺寸硅单晶提渣装置，以解决了现有的问题水冷屏在使用过程中不便于调节高度，导致冷却线在应用过程中无法进行合适的调节，导致坩埚料块熔化过快，料块中的夹杂或表面的非硅、难溶物析出量较少，造成拉晶过程中断线较多，引放成活率偏低。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大尺寸硅单晶提渣装置，包括析出坩埚，所述析出坩埚的四端均焊接有辅助引导滑轨，所述辅助引导滑轨的外侧滑动连接有配动水冷屏，所述配动水冷屏的两端固定连接有速冷型水冷屏结构，所述配动水冷屏的两侧均固定连接有自动化调位支撑结构，所述自动化调位支撑结构包括定量推导调节结构和微调高度锁紧定位结构，所述定量推导调节结构的一端固定连接有微调高度锁紧定位结构。

优选的，所述定量推导调节结构包括第一定位支撑板、第一电机、螺杆、配动光杆、第二定位支撑板、联动升降动力导出板、第一收折推杆和第二收折推杆，所述第一定位支撑板的一端通过螺钉固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有螺杆，所述第一定位支撑板另一端的一侧焊接有配动光杆，所述配动光杆的另一端焊接有第二定位支撑板，所述螺杆的另一端与第二定位支撑板转动连接，所述第二定位支撑板的两侧转动连接有第一收折推杆，所述螺杆的外侧和配动光杆的外侧活动连接有联动升降动力导出板，所述联动升降动力导出板的两侧转动连接有第二收折推杆，所述第二收折推杆和第一收折推杆交叉转动连接。

优选的，所述定量推导调节结构还包括配动滑板、引导光杆、第三定位置板和升降导出板，所述第一收折推杆的顶端转动连接有配动滑板，所述第二收折推杆的顶端转动连接有第三定位置板，所述第三定位置板的顶端焊接有升降导出板，所述升降导出板另一端的底端也焊接有第三定位置板，两个所述第三定位置板之间焊接有引导光杆，所述配动滑板与引导光杆滑动连接。

优选的，所述联动升降动力导出板的内部开设有配动通孔和限位通孔，所述限位通孔位于配动通孔的一侧，所述配动通孔与螺杆通过螺纹连接，所述限位通孔与配动光杆为滑动连接。

优选的，所述微调高度锁紧定位结构包括引导限位滑块、锁紧定位插孔、第二电机、拨动齿轮轴、延伸L搭载板和液压活塞缸，所述引导限位滑块的一侧开设有锁紧定位插孔，靠近锁紧定位插孔处的所述引导限位滑块的顶端焊接有延伸L搭载板，所述延伸L搭载板的一侧通过螺钉固定连接有液压活塞缸，所述引导限位滑块一端的一侧通过螺钉固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有拨动齿轮轴。

优选的，所述微调高度锁紧定位结构还包括锁紧插杆、定位调节齿条和定量锁紧通孔，所述液压活塞缸的输出端固定连接有锁紧插杆，所述引导限位滑块的内部滑动连接有定位调节齿条，所述定位调节齿条的一端与拨动齿轮轴啮合连接，所述定位调节齿条的内部开设有多个定量锁紧通孔，所述锁紧插杆两端分别与锁紧定位插孔及定量锁紧通孔间隙配合。

优选的，所述速冷型水冷屏结构包括辅助引导搭载管、导温硅胶、速冷散热循环结构和风力扇，所述辅助引导搭载管的一端通过螺钉固定连接有风力扇，所述辅助引导搭载管的另一端依次固定连接有速冷散热循环结构和导温硅胶。

优选的，所述速冷散热循环结构包括水体箱、半导体制冷板、导温基座块、第一抽排泵、导出分流管、温度维持导管、间隙过流散热板和集中回流管，所述水体箱顶端固定连接有半导体制冷板，所述水体箱的内侧固定连接有导温基座块，所述半导体制冷板的底端与导温基座块通过导温垫连接，所述水体箱的一端固定连接有第一抽排泵，所述水体箱的一侧固定连接有第二抽排泵，所述第一抽排泵的输出端焊接有导出分流管，所述导出分流管输出端的底端焊接有多个温度维持导管，所述温度维持导管的外侧焊接有间隙过流散热板，所述温度维持导管的输出端与集中回流管的输入端焊接连接，所述集中回流管的输出端与第二抽排泵焊接连接。

优选的，所述温度维持导管的材质和间隙过流散热板的材质均为铜，所述间隙过流散热板的内侧开设有多个过流散温间隙槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过自动化调位支撑结构的设计，使得装置便于带动水冷屏进行自动化的高度调节，并便于控制调节高度的具体数值，从而在加最后一桶料后，逐步调整水冷屏位置，析出更多的非硅、难溶物，提高引放成活率；

2、本发明通过速冷型水冷屏结构的设计，使得装置便于对水冷屏形成高效稳定的制冷温度导出，大大提高了低温渣子析出晶体的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体的侧视图；

图3为本发明局部的连接示意图；

图4为本发明自动化调位支撑结构的局部结构示意图；

图5为本发明定量推导调节结构的局部结构示意图；

图6为本发明微调高度锁紧定位结构的局部结构示意图；

图7为本发明速冷型水冷屏结构的局部结构示意图；

图8为本发明速冷散热循环结构的局部结构示意图。

图中：1、析出坩埚；2、辅助引导滑轨；3、配动水冷屏；4、速冷型水冷屏结构；5、自动化调位支撑结构；6、定量推导调节结构；7、微调高度锁紧定位结构；8、第一定位支撑板；9、第一电机；10、螺杆；11、配动光杆；12、第二定位支撑板；13、联动升降动力导出板；14、第一收折推杆；15、第二收折推杆；16、配动滑板；17、引导光杆；18、第三定位置板；19、升降导出板；20、引导限位滑块；21、锁紧定位插孔；22、第二电机；23、拨动齿轮轴；24、延伸L搭载板；25、液压活塞缸；26、锁紧插杆；27、定位调节齿条；28、定量锁紧通孔；29、辅助引导搭载管；30、导温硅胶；31、速冷散热循环结构；32、风力扇；33、水体箱；34、半导体制冷板；35、导温基座块；36、第一抽排泵；37、导出分流管；38、温度维持导管；39、间隙过流散热板；40、集中回流管；41、第二抽排泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-8：

一种大尺寸硅单晶提渣装置，包括析出坩埚1，析出坩埚1的四端均焊接有辅助引导滑轨2，辅助引导滑轨2的外侧滑动连接有配动水冷屏3，配动水冷屏3的两端固定连接有速冷型水冷屏结构4，配动水冷屏3的两侧均固定连接有自动化调位支撑结构5，自动化调位支撑结构5包括定量推导调节结构6和微调高度锁紧定位结构7，定量推导调节结构6的一端固定连接有微调高度锁紧定位结构7。

具体为，请参阅图5：

定量推导调节结构6包括第一定位支撑板8、第一电机9、螺杆10、配动光杆11、第二定位支撑板12、联动升降动力导出板13、第一收折推杆14和第二收折推杆15，第一定位支撑板8的一端通过螺钉固定连接有第一电机9，第一电机9的输出端固定连接有螺杆10，第一定位支撑板8另一端的一侧焊接有配动光杆11，配动光杆11的另一端焊接有第二定位支撑板12，螺杆10的另一端与第二定位支撑板12转动连接，第二定位支撑板12的两侧转动连接有第一收折推杆14，螺杆10的外侧和配动光杆11的外侧活动连接有联动升降动力导出板13，联动升降动力导出板13的两侧转动连接有第二收折推杆15，第二收折推杆15和第一收折推杆14交叉转动连接；

定量推导调节结构6还包括配动滑板16、引导光杆17、第三定位置板18和升降导出板19，第一收折推杆14的顶端转动连接有配动滑板16，第二收折推杆15的顶端转动连接有第三定位置板18，第三定位置板18的顶端焊接有升降导出板19，升降导出板19另一端的底端也焊接有第三定位置板18，两个第三定位置板18之间焊接有引导光杆17，配动滑板16与引导光杆17滑动连接；

联动升降动力导出板13的内部开设有配动通孔和限位通孔，限位通孔位于配动通孔的一侧，配动通孔与螺杆10通过螺纹连接，限位通孔与配动光杆11为滑动连接；

利用第一电机9完成对螺杆10的转动带动，利用螺杆10和联动升降动力导出板13的螺纹连接，使得联动升降动力导出板13获得转矩，并利用联动升降动力导出板13和配动光杆11的滑动连接，使得联动升降动力导出板13处的转矩被限位形成推导动力，利用联动升降动力导出板13和第二收折推杆15的连接，使得第二收折推杆15获得转矩完成推导带动，利用第二收折推杆15和第一收折推杆14的转动连接，利用第一收折推杆14带动配动滑板16在引导光杆17处的滑动，从而形成两侧向上的推导挤压带动，从而通过升降导出板19带动微调高度锁紧定位结构7完成升降，从而调节配动水冷屏3由析出坩埚1的底端至其内部料块最高位置；

具体为，请参阅图6：

微调高度锁紧定位结构7包括引导限位滑块20、锁紧定位插孔21、第二电机22、拨动齿轮轴23、延伸L搭载板24和液压活塞缸25，引导限位滑块20的一侧开设有锁紧定位插孔21，靠近锁紧定位插孔21处的引导限位滑块20的顶端焊接有延伸L搭载板24，延伸L搭载板24的一侧通过螺钉固定连接有液压活塞缸25，引导限位滑块20一端的一侧通过螺钉固定连接有第二电机22，第二电机22的输出端固定连接有拨动齿轮轴23；

微调高度锁紧定位结构7还包括锁紧插杆26、定位调节齿条27和定量锁紧通孔28，液压活塞缸25的输出端固定连接有锁紧插杆26，引导限位滑块20的内部滑动连接有定位调节齿条27，定位调节齿条27的一端与拨动齿轮轴23啮合连接，定位调节齿条27的内部开设有多个定量锁紧通孔28，锁紧插杆26两端分别与锁紧定位插孔21及定量锁紧通孔28间隙配合；

通过第二电机22带动拨动齿轮轴23完成转动，使得提前设计的第二电机22的输出量定量输出，利用拨动齿轮轴23和定位调节齿条27的啮合，拨动定位调节齿条27带动不同的定量锁紧通孔28与锁紧定位插孔21对应，从而利用定位调节齿条27带动配动水冷屏3进行到析出坩埚1的最高点，并可以逐步控制第二电机22进行反向输出，使配动水冷屏3位置由析出坩埚1内部料块最高位置逐步降低，在加最后一桶料后，炉内高温化料，配动水冷屏3的位置被定位调节齿条27从上限逐步向下带动移动，根据炉内塌料情况，配动水冷屏3降至距离析出坩埚1内部料块最高位置三十至四十毫米，在料块尺寸到达两百毫米左右时，配动水冷屏3被定量推导调节结构6和微调高度锁紧定位结构7带动降至零位，析出坩埚1处的加功率逐步关闭，此时析出坩埚1的主加功率降至引晶功率高八千瓦到十五千瓦，对温度把控好，导流筒保持与液面安全距离大于四十毫米下降，直至配动水冷屏3降至零位再进行提渣，在定位调节齿条27带动配动水冷屏3调节至合适位置后，为了避免配动水冷屏3滑导下降，此时利用液压活塞缸25推导锁紧插杆26插接至锁紧定位插孔21和与锁紧定位插孔21对应的定量锁紧通孔28的内部，完成限位插接卡紧；

具体为，请参阅图7-8：

速冷型水冷屏结构4包括辅助引导搭载管29、导温硅胶30、速冷散热循环结构31和风力扇32，辅助引导搭载管29的一端通过螺钉固定连接有风力扇32，辅助引导搭载管29的另一端依次固定连接有速冷散热循环结构31和导温硅胶30；

速冷散热循环结构31包括水体箱33、半导体制冷板34、导温基座块35、第一抽排泵36、导出分流管37、温度维持导管38、间隙过流散热板39和集中回流管40，水体箱33顶端固定连接有半导体制冷板34，水体箱33的内侧固定连接有导温基座块35，半导体制冷板34的底端与导温基座块35通过导温垫连接，水体箱33的一端固定连接有第一抽排泵36，水体箱33的一侧固定连接有第二抽排泵41，第一抽排泵36的输出端焊接有导出分流管37，导出分流管37输出端的底端焊接有多个温度维持导管38，温度维持导管38的外侧焊接有间隙过流散热板39，温度维持导管38的输出端与集中回流管40的输入端焊接连接，集中回流管40的输出端与第二抽排泵41焊接连接；

温度维持导管38的材质和间隙过流散热板39的材质均为铜，间隙过流散热板39的内侧开设有多个过流散温间隙槽；

利用导温硅胶30将配动水冷屏3吸附析出坩埚1的热量导出，利用导温硅胶30和速冷散热循环结构31的连接使得间隙过流散热板39处对导温硅胶30吸附出的热量进行接触导出散热，由于间隙过流散热板39处于较冷的状态，利用热传递原理将热力进行吸附导出，为了维持间隙过流散热板39的较冷状态，利用第一抽排泵36将水体箱33内部的冷却液导出至导出分流管37，利用导出分流管37和温度维持导管38的配合设计，使得温度维持导管38将冷却液的温度传导至间隙过流散热板39，利用集中回流管40和温度维持导管38与第二抽排泵41的连接，将冷却液回传至水体箱33内部，利用冷却液进行辅助将间隙过流散热板39处的热力带走，被吸附的热力跟随冷却液在水体箱33内，利用半导体制冷板34和导温基座块35的配合，完成对冷却液的再次制冷，间隙过流散热板39处多余的热力被风力扇32形成的风力抽排带走，始终处于散热状态。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。