专利名称：硅棒拉制用子晶夹头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及单晶硅或多晶硅硅棒拉制炉的零部件，尤其涉及硅棒拉制炉中的 子晶夹头部件。
技术背景单晶硅和多晶硅已广泛用于半导体和太阳能电池行业，直拉法制备硅棒是硅棒制 造领域最常用的方法。在拉晶炉中，硅料经高温熔融后通过子晶夹头部件将硅棒旋转引出， 子晶夹头部件中的夹头旋接在拉晶炉的旋转提拉轴上，子晶下端与高温熔融状的晶棒上端 粘接在一起，目前常用的子晶是圆柱形的单晶硅，为了使圆柱形子晶能与夹头连接，须在子 晶的壁体上磨制一个缺口，子晶放入夹头的固定孔后，通过一个固定销将子晶固定在夹头 上，这样既能防止子晶向下移动，又能保持子晶与夹头的同步旋转，从而满足拉晶工艺要 求。这种结构的子晶夹头部件在拉制硅棒过程中，子晶很容易在缺口处断裂。有厂家将子晶 改为方柱型，将夹头的子晶固定孔改为方孔，方柱型子晶套装在夹头的方形子晶固定孔中， 这样的连接结构只能实现子晶与子晶夹头的同步旋转，要实现子晶与夹头之间的轴向限定 同样需要通过在子晶壁上磨制缺口，在子晶与夹头之间增设固定销来防止子晶向下移动， 这种方柱型子晶夹头部件，在拉制过程中，子晶同样存在从缺口处断裂的缺陷。为有效克服 这一缺陷，申请人研制出一套子晶夹头部件，子晶夹头是其中的关键零件之一
实用新型内容
本实用新型提供了一种硅棒拉制用子晶夹头。这种子晶夹头与相应子晶配套使 用，在硅棒拉制过程中子晶不会断裂，并能与子晶夹头同步旋转。本实用新型所采用的技术方案是本实用新型所述硅棒拉制用子晶夹头，其特征是包括螺纹孔21、多棱台孔22和 导向孔23，且螺纹孔21、多棱台孔22与导向孔23为同轴孔系，多棱锥台孔22的锥角为 90° 150°，且多棱台孔22的上口大于下口。进一步，所述多棱台孔22为正多棱台孔，其锥度为120°。进一步，所述多棱台孔22为正四棱台孔。由于改进了硅棒拉制用子晶夹头部件中的子晶和夹头的结构，在子晶上设置了便 于与夹头套装的连接多棱台，在夹头的螺纹孔底部开设了同轴的多棱台孔和导向孔，多棱 台孔与子晶上连接多棱台相对应，导向孔对子晶的提拉杆进行导向，子晶与夹头之间通过 多棱台的轴、孔配合连接结构来实现扭力传递和轴向拉力承受，使用这种单晶硅拉制用子 晶夹头部件，克服了现有子晶夹头部件存在的缺点，子晶直接套装在夹头上，无需在子晶的 壁上磨制缺口，更不需要用固定销来连接，这样就能使子晶的提拉杆的截面积不减小，从结 构上消除子晶在拉制过程的断裂因素，使得子晶在单晶硅棒拉制过程中受力更加均勻。采 用这种结构的子晶夹头部件，在单晶硅棒拉制过程中，既能有效解决子晶的断裂，又能实现 子晶与子晶夹头的同步旋转。
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图1为子晶夹头部件的工作示意图；图2、图3为子晶的一种示意图，其中，图2为图3的仰视图；图4为夹头一种结构示意图；图中1_子晶；2-夹头；3-硅棒；4-旋转提拉轴；11-连接多棱台；12-提拉杆； 13-上台面；14-下台面；21-螺纹孔；22-多棱台孔；23-导向孔。
具体实施方式
下面正四棱台子晶夹头部件结构为例，详细说明本实用新型的具体实施方式
。附图1 图4为单晶硅拉制用子晶夹头部件的结构示意图，它由子晶1和本实用 新型组成，子晶1包括截面形状为正方形的连接正四棱台和提拉杆12，连接四棱台的上台 面13大于下台面14，提拉杆12设置在下台面14上，本实用新型包括螺纹孔21、多棱台孔 22和导向孔23，且螺纹孔21、多棱台孔22和导向孔23为同轴孔系，多棱台孔22的截面形 状为四棱台，多棱台孔22的锥角为120° ；所述连接多棱台11的形状和锥角与夹头2中的 多棱台孔22相对应，即连接多棱台11也为四棱台，其锥角为120°，连接多棱台11套装在 夹头2的多棱台孔22中，所述子晶1的提拉杆12为圆柱体或圆台或多棱柱或多棱台，在本 例中，提拉杆12为圆柱体。其使用方法为将子晶1上的四棱台套装在夹头2的四棱台孔中，然后将夹头2通 过其上的螺纹孔21旋接在拉晶炉的旋转提拉轴4上，由于子晶1上的四棱台的上台面13 大于下台面14，将子晶1上的提拉杆12穿过夹头2的螺纹孔21和四棱台孔，与导向孔23 相配合，子晶1上的四棱台的四个锥面与夹头2上的四棱台孔相配合，当拉晶炉启动时，拉 晶炉的旋转提拉轴4边旋转边上升，从而带动子晶夹头部件同步旋转上升，子晶1的提拉杆 12下端面与熔融状态的硅棒3的上端粘结在一起，随着子晶1的不断旋转上升，硅棒3随之 拉出，直至硅棒3全部被拉出。
权利要求一种硅棒拉制用子晶夹头，其特征是包括螺纹孔(21)、多棱台孔(22)和导向孔(23)，螺纹孔(21)、多棱台孔(22)与导向孔(23)为同轴孔系，多棱台孔(22)的锥角为90°～150°，且多棱台孔(22)的上口大于下口。
2.根据权利要求1所述硅棒拉制用子晶夹头，其特征是所述多棱台孔(22)为四棱以 上正多棱锥孔，其锥角为120°。
3.根据权利要求2所述硅棒拉制用子晶夹头，其特征是所述多棱台孔(22)为正四棱 台孑L。
专利摘要一种硅棒拉制用子晶夹头，包括螺纹孔、多棱台孔和导向孔，且螺纹孔、多棱台孔与导向孔为同轴孔系，多棱锥台孔的锥角为90°～150°，且多棱台孔的上口大于下口。由于在夹头的螺纹孔底部开设了同轴的多棱台孔和导向孔，多棱台孔与子晶上连接多棱台相对应，导向孔对子晶的提拉杆进行导向，子晶与夹头之间通过多棱台的轴、孔配合连接结构来实现扭力传递和轴向拉力承受，它与对应的子晶配套使用，能克服现有子晶夹头部件存在的缺点，子晶直接套装在夹头上，无需在子晶的壁上磨制缺口，能使子晶的提拉杆的截面积不减小，从结构上消除子晶在拉制过程的断裂因素，它既能解决子晶的断裂问题，又能实现子晶与子晶夹头的同步旋转。
文档编号C30B15/32GK201620205SQ20092029111
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者蒋新民 申请人:常州亿晶光电科技有限公司