一种单晶硅棒取棒保护装置的制作方法

本实用新型涉及单晶硅生产制造领域，特别是涉及一种单晶硅棒取棒保护装置。

背景技术：

加料式拉制单晶硅是目前生产单晶硅棒常用的方式之一，即单晶硅棒拉制一定长度后，将单晶硅棒取出，重新加料熔化，继续第二根单晶硅棒的拉制。单晶硅棒在拉制成型后，在出棒的过程中，需要将单晶硅棒先从坩埚中升高至副室中，副室为圆柱型空腔结构，单晶硅棒位于空腔中心轴位置，且只有上端固定。当副室的旋转带动单晶硅棒移出时，会造成单晶硅棒的晃动，尤其在旋转启动、停止过程中由于惯性作用会加剧单晶硅棒的晃动，容易造成单晶硅棒的掉落及晶棒与副室内壁的磕碰。

目前单晶炉为了防止单晶硅棒掉落，在副室侧部会增加一个晶托装置，在副室升起后，将晶托装置打开，能够防止因副室旋转而单晶硅棒掉落，但对于副室旋转过程中引起的晶棒晃动却没有明显得到改善。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种单晶硅棒取棒保护装置，包括：

用于设置于单晶炉的副室底端的保护环；

以及和所述保护环固定连接，用于将所述保护环可拆卸地和副室相连接的连接件；

其中，所述保护环的内环直径小于所述副室的内壁直径且大于单晶硅棒的直径；当所述连接件和所述副室相连接时，所述保护环位于所述副室的下端口，且单晶硅棒的下端位于所述保护环的内环中。

其中，所述连接件包括圆形卡环，以及连接所述圆形卡环和所述保护环的连接杆；

其中，所述圆形卡环的内径和所述副室的外径相等，用于可拆卸地卡扣在所述副室的外周部。

其中，所述保护环的内环直径和所述单晶硅棒直径之差为3mm～5mm。

其中，所述保护环为钢材保护环或石英保护环。

其中，还包括和所述连接件固定连接且的托板；

其中，当所述连接件和所述副室连接时，所述托板位于所述保护环的正下方且和所述副室中心轴垂直。

其中，所述托板和所述保护环相互平行且所述托板和所述保护环之间间距为5cm～10cm。

本实用新型所提供的单晶硅棒取棒保护装置，包括用于设置于单晶炉的副室内部的保护环；以及和保护环固定连接，用于将保护环可拆卸地和副室相连接的连接件；其中，保护环的内环直径小于所述副室的内壁直径且大于单晶硅棒的直径；当连接件和副室相连接时，保护环位于所述副室的下端口，且单晶硅棒的下端位于所述保护环的内环中。本实用新型中的单晶硅棒取棒保护装置，用于在单晶硅棒提升至副室内之后副室旋转之前，设置在副室的下端，并使得单晶硅棒下端部位于保护环内，那么，当副室发生旋转时，因为保护环的内环直径小于副室内壁直径，保护环即可在一定程度上减小单晶硅棒的晃动幅度并避免单晶硅棒和副室的内壁发生碰撞，且因为单晶硅棒晃动幅度减小，其晃动速度也会减缓，从而降低单晶硅棒和保护环碰撞时出现破碎的可能性。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的单晶硅棒取棒保护装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的单晶炉部分剖面结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的单晶硅棒取棒保护装置；

图4为本实用新型另一具体实施例提供的单晶硅棒取棒保护装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1和图2所示，图1为本实用新型实施例提供的单晶硅棒取棒保护装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的单晶炉部分剖面结构示意图。该单晶硅棒取棒保护装置可以包括：

用于设置于单晶炉的副室3内部的保护环1；

以及和保护环1固定连接，用于将保护环1可拆卸地和副室3相连接的连接件2；

其中，保护环1的内环直径小于所述副室3的内壁直径且大于单晶硅棒4的直径；当连接件2和副室3相连接时，环位于副室3的下端口，且单晶硅棒4的下端位于保护环1的内环中。

结合图1和图2，在单晶硅棒4制棒过程中，单晶硅棒4由单晶炉中液态硅料向上拉制成型，并将成型的单晶硅棒4上升至副室3内；在一个单晶硅棒4拉制成型后，需要通过向上提升副室3再旋转副室3，将单晶硅棒4从单晶炉的正上方移开并从副室3中取出，以便单晶炉内加入新的硅料以进行下一根单晶硅棒的拉制。

但是对于拉制成型的单晶硅棒4而言，是悬空挂在副室3内部的，当副室3旋转时，单晶硅棒4由于惯性作用不可避免的晃动，导致单晶硅棒4和副室3内壁发生碰撞，尤其是开始旋转和停止旋转的时刻，易出现单晶硅棒4破裂或脱落等问题，使得单晶硅棒4的成品率降低。

本实用新型的单晶硅棒取棒保护装置用于设置在副室3上，该保护装置包括两部分，第一部分是连接件2，第二部分是和连接件2固定连接的保护环1。通过该连接件2可拆卸的连接，可以将保护环1设置在副室3的底端。

那么，当副室3相对于单晶炉向上提升一定距离后，通过连接件2和副室3之间的连接，将保护环1设置在副室3底端，且此时拉制成型的单晶硅棒4的底端也位于该保护环1内；结合图2可知保护环1的内径尺寸小于副室3内径尺寸，而大于单晶硅棒4直径的尺寸。当副室3发生旋转时，如果单晶硅棒4发生晃动，该保护环1即可在一定程度上限定单晶硅棒4可以晃动的范围，进行减小单晶硅棒4的晃动幅度，尽管单晶硅棒4和保护环1之间存在撞击，其撞击的力度也大大减小，从而减小单晶硅棒4的破碎情况，提高单晶硅棒4的成品率。

综上所述，本实用新型所提供的保护装置，通过在副室底端设置保护环，限制单晶硅棒4的晃动区域，从而减小单晶硅棒4碰撞的强度，结构简单生产成本底，且能够很好的减小单晶硅棒4因碰撞导致破碎的问题，在很大程度上提高了单晶硅棒4生产的成品率。

基于上述实施例，在本实用新型的另一具体实施例中，该连接件具体可以包括：

圆形卡环21，以及连接圆形卡环21和保护环1的连接杆21；

其中，圆形卡环21的内径和副室3的外径相等，用于可拆卸地卡扣在副室2的外周部。

可选地，该保护环1可以选择采用石英保护环或者钢材保护环，对此本实用新型中无特定要求。

如图1所示，圆形卡环21由两个半圆形环组成，两个半圆形环的一端活动连接，另一端可通过螺栓连接。将两个半圆形环卡21在副室3外周部，即可将环形的保护件1设置在副室3底端。

如图2所示，当连接件2和副室3连接后，保护环1恰好和副室3底端的端面平齐，在保护装置安装在副室3上之后，需要将单晶硅棒4略微下降一定距离，使单晶硅棒4略微伸出副室3底端，才能使得单晶硅棒4底端位于保护环1中。

如图3所示，图3为本实用新型另一实施例提供的单晶硅棒取棒保护装置，该装置中的连接杆22在保护环1的一端具有弯钩状结构，使得连接件2和副3室相连接时，保护环1可以伸入副室3底端内部，那么在将该保护装置安装在副室3上之后，就无需将单晶硅棒4再向下降落一段距离，即可保证单晶硅棒4下端位于保护环1内。

本实施例中仅仅以保护装置的具体两种结构进行举例说明，还有与此类似的结构应当也能够属于本实用新型的技术方案的保护范围，对此不再赘述。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，保护环1的内径直径和单晶硅棒4的直径之差为3mm～5mm。

具体地，保护环1的内环直径和单晶硅棒4直径差可以为3mm、4mm、5mm。将保护环1的内环直径和单晶硅棒4直径的差值控制在5mm之内，那么单晶硅棒4底端撞击最大的幅度也就不超过5mm。但是如果保护环1内环直径和单晶硅棒4直径的差值过小，则会导致单晶硅棒4底端伸入保护环1内环中较为困难，为工作人员的操作带来不便。

基于上述任意实施例，在本实用新型的另一具体实施例中，如图4所示，图4为本实用新型另一具体实施例提供的单晶硅棒取棒保护装置的结构示意图，还可以进一步地包括：

和连接件2固定连接且的托板5；

其中，当连接件2和副室3连接时，托板5位于保护环1的正下方且和副室3中心轴垂直。

如前所述，尽管在副室3上设置了保护环1，减小了单晶硅棒4的晃动幅度，但是并不能完全避免单晶硅棒4顶端会脱落的问题，一旦单晶硅棒4脱落，该保护环1并不能起到任何保护作用，为此，本实施例中在保护环4下方进一步设置托板。

该托板5位于保护环1正下方，当单晶硅棒4脱落时，该托板5可以从底端托住单晶硅棒4，避免其掉落摔碎。

可选地，该托板5和保护环1相互平行且托板5和保护环1之间间距为5cm～10cm。

因为如果托板5距离单晶硅棒4下端距离如果较远，在单晶硅棒4下落时，尽管可以托住单晶硅棒4，但是单晶硅棒4下端和托板5之间的碰撞也可能使得单晶硅棒4破碎。为此，为了将单晶硅棒4底端和托板5之间的距离控制在一定的距离内，可以限定保护环1和托板5之间的距离在5cm～10cm之间。那么托板5和单晶硅棒4底端的距离必然在10cm之内。

本实施例中通过托板避免单晶硅棒4上端脱落时掉落，并通过限制托板5位置，避免单晶硅棒4和托板5之间碰撞出现破裂的问题。相对于只设置保护环1的保护装置而言，可以进一步地保护单晶硅棒4，进一步降低单晶硅棒4的破碎率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。