一种高频加热线圈的制作方法

文档序号:9180029
一种高频加热线圈的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及区熔技术领域,具体涉及一种可拆卸式的高频加热线圈。
【背景技术】
[0002]目前,在区熔技术领域中,特别是生产单晶硅、多晶硅及其它材料晶体的工艺过程中,均会使用到高频加热线圈,但此技术领域所述的“线圈”并不是其字面意思所指的,由金属线绕制而成的、多匝线圈型结构,而是一整块导电性好的金属制成的、具有一定厚度的板状圆盘形结构,圆盘的上下表面均有凹陷,由于凹陷面增大了电流流动的表面积,从而使感应加热更为均匀。“高频加热线圈”为此技术领域对高频感应加热装置的一种惯用说法。
[0003]区熔法的生产原理为:在惰性氩气的气氛下给高频加热线圈通入高频电流,从而对原料棒进行感应加热,随着温度的升高,原料棒的加热区域形成熔化区,然后将仔晶通过高频加热线圈上的拉制孔插入原料棒的熔化区并慢慢提升,熔化后的原料棒会随着仔晶的晶体排列顺序重新进行结晶,形成具有一定形状的新的柱形晶棒。
[0004]在生产过程中,由于受温度、压力等影响,原料棒易发生加热区域降温、加热炸料等现象,导致大块溶化后的硅料脱离原料棒,粘附在高频加热线圈上,将高频加热线圈烧坏,其中粘附区域通常位于线圈中部;此外,因受到趋肤效应、电流走近路等现象的影响而使得高频加热线圈的中部过热,且线圈在长时间的高温环境下亦容易从中部开始损坏,其中趋肤效应是指电流在高频加热线圈上运行时会沿着上下表面行走,电流走近路是指电流通常会沿着最近的回线行走,由于冷却装置一般设置在高频线圈的外围,无法有效降低高频加热线圈中部的温度,导致高频加热线圈的损坏往往由中部开始,因而大大缩短高频线圈的使用寿命。
[0005]目前,生产中使用的高频加热线圈通常为一体式板状的圆盘形结构,当线圈被脱落的硅料烧坏或因中部过热而损坏后无法修复,即使损坏部位较小,也只能整体更换线圈,增加了生产成本。此外,高频加热线圈通过连接装置与主设备固定连接,此连接装置同时负责电源连接和冷却水的进出,频繁对线圈进行整体更换容易导致与主设备的连接处发生接触不良,从而降低了新更换的线圈的导电性,或者易产生漏水现象。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷,提供一种只需对烧坏区域进行更换的可拆卸式的高频加热线圈。
[0007]解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是:
[0008]本实用新型提供一种高频加热线圈,其包括内花盘和中空的外托盘,所述内花盘设置在所述外托盘的中空位置处并与所述外托盘可拆卸地连接。
[0009]优选的是,所述外托盘与所述内花盘通过螺纹可拆卸地连接。
[0010]优选的是,所述外托盘与所述内花盘通过花键可拆卸地连接。
[0011]所述内花盘包括多个分花盘,相邻的所述分花盘之间可拆卸地连接,且多个所述分花盘共同组成所述内花盘,每个所述分花盘均与所述外托盘可拆卸地连接。
[0012]相邻的所述分花盘之间通过插接方式可拆卸地连接;每个所述分花盘均与所述外托盘通过花键可拆卸地连接。
[0013]所述外托盘为环形结构,所述环形结构上设有第一开口并在所述第一开口处断开;所述外托盘的内部设有空腔,所述空腔沿所述外托盘的整个周向设置,且所述空腔内设有冷却装置,所述冷却装置从所述外托盘的所述第一开口两侧分别延伸出来并连接至连接装置;所述外托盘的外侧边缘处设有地线连接片。
[0014]所述内花盘上设有至少一个拉制孔和至少一个第二开口,至少一个所述拉制孔在所述内花盘上均匀分布,至少一个所述第二开口在所述内花盘上由中心向四周呈线状辐射分布并位于相邻的所述拉制孔之间,其中一个所述第二开口从所述内花盘的中心向其边缘延伸并贯穿所述内花盘,其余所述第二开口从所述内花盘的中心向其边缘延伸并与所述边缘之间留有距离。
[0015]所述高频加热线圈的上表面整体平滑地向内凹陷,且形成的凹陷表面的中心点处切线与水平面的夹角为10°?20° ;所述高频加热线圈的下表面呈三层阶梯状凹陷,位于最底层的凹陷表面为平面,且第一层阶梯与第二层阶梯的间距为I?1.5mm,二者的转折处位于所述外托盘的下表面和所述内花盘的下表面的连接处,第二层阶梯与第三层阶梯的间距为I?1.5mm,二者的转折处位于所述内花盘的下表面的边缘与距该边缘最近的拉制孔的远离所述内花盘中心的边缘之间的位置处。
[0016]所述外托盘的上表面为平面,所述内花盘的上表面整体平滑地向内凹陷,且形成的凹陷表面的中心点处切线与水平面的夹角为10°?20° ;所述高频加热线圈的下表面呈三层阶梯状凹陷,位于最底层的凹陷表面为平面,且第一层阶梯与第二层阶梯的间距为I?1.5mm,二者的转折处位于所述外托盘的下表面和所述内花盘的下表面的连接处,第二层阶梯与第三层阶梯的间距为I?1.5mm,二者的转折处位于所述内花盘的下表面的边缘与距该边缘最近的拉制孔的远离所述内花盘(4)中心的边缘之间的位置处。
[0017]所述外托盘或内花盘的材质为金、银、铜或铜外层镀银。
[0018]有益效果:
[0019]本实用新型所述高频加热线圈由于采用了外托盘与内花盘可拆卸的连接方式,在生产过程中,由于硅料脱落或线圈过热等原因而导致高频加热线圈的内花盘烧坏后,只需对烧坏的内花盘进行拆除并更换新的内花盘即可继续生产,大大降低了高频加热线圈的生产成本。同时,由于不需要对外托盘进行更换,无需频繁从主设备上拆卸高频加热线圈的外托盘,从而保护了主设备与高频加热线圈的连接处的性能,避免了导电性能下降以及漏水现象的产生。
[0020]此外,所述的高频加热线圈具有结构简单,制造成本低,整体使用寿命长,方便拆卸及更换,降低生产成本及人力成本,提高生产效率等优点,适合推广使用。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例1提供的外托盘的结构示意图;
[0022]图2为本实用新型实施例1提供的内花盘的结构示意图;
[0023]图3为本实用新型实施例1提供的尚频加热线圈的结构不意图;
[0024]图4为图3的竖切面剖视图;
[0025]图5为本实用新型实施例2提供的内花盘的结构示意图。
[0026]图中:1 一地线连接片;2 —拉制孔;3 —外托盘;4 一内花盘;5 —冷却装置;6 —第一开口 ;7 —连接装置;8 —第二开口 ;9 一分花盘。
【具体实施方式】
[0027]为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0028]实施例1:
[0029]如图1-4所示,本实施例提供一种高频加热线圈,包括一个内花盘4和一个环形的外托盘3,所述内花盘4设置在所述外托盘3的中空位置处并与所述外托盘3可拆卸地连接。
[0030]其中,所述外托盘3与所述内花盘4可以通过螺纹可拆卸地连接(如图3所示),也可以通过花键可拆卸地连接(图中未示出),从而既便于外托盘3与内花盘4连接和拆卸,又增大了二者的接触面积,增强导电性。
[0031]如图1所示,采用环形结构的外托盘3的内侧表面上设置有内螺纹,其螺纹标准为公制细牙螺纹标准,所述环形结构上设置有第一开口 6,并在第一开口 6处断开。所述外托盘3的内部设有空腔,所述空腔沿所述外托盘3的整个周向设置,其中设有冷却装置5,且所述冷却装置5从所述外托盘3的第一开口 6的两侧分别延伸出来并连接至连接装置7(下文详细描述);所述外托盘3的外侧边缘处设有地线连接片I。所述外托盘3的材质可以为金、银、铜或铜外层镀银,或者其他导电性好的金属或合金。
[0032]如图2所示,所述内花盘4的外侧表面上设置有外螺纹,其螺纹标准为公制细牙螺纹标准,所述内花盘4上设有至少一个拉制孔2和至少一个第二开口 8,至少一个所述拉制孔2在所述内花盘4上均匀分布,至少一个所述第二开口 8在所述内花盘4上由中心向四周呈线状辐射分布并位于相邻的所述拉制孔2之间,其中一个第二开口 8从所述内花盘4的中心向其边缘延
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