专利名称：外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构的制作方法
技术领域：
本发明属于一种高频线圈，尤其是涉及一种可使电流均匀分布在拉制孔周围且通过冷却介质通道合理设置确保线圈温度较为均衡的高频线圈，具体涉及一种外开口的同时拉制多根硅芯或其它晶体材料的高频感应加热线圈结构。
背景技术：
已知的硅芯或其它晶体材料大部分以区熔方式的加工工艺进行生产，现有的可同时生产多根硅芯及其它晶体材料的高频线圈结构，其工作原理如下工作时通过给高频线圈通入高频电流和冷却介质，其中高频电流在高频线圈的上下面运行，冷却介质在环埋在高频线圈外围的冷却介质通道“冷却水道”内运行，在高频电流流经线圈时使高频线圈产生感应磁场，并由感应磁场对原料棒上部端头进行感应加热，同时冷却介质对高频线圈相邻的部分进行冷却，防止线圈因过热而熔化；通过高频线圈下面加热后的原料棒上端头达到 熔化温度后形成融化区，在提升机构籽晶夹头上设置有籽晶，由籽晶穿过高频线圈内孔后与熔化后的原料棒上端头相粘合，待籽晶与熔化后所述原料棒融为一体时，而后由提升机构带动籽晶和柱形晶体通过内孔按照预定的速度上升，粘附在籽晶上的晶体在脱离高频线圈内孔后便会按照籽晶的晶体排列顺序进行结晶，并慢慢被提升起来形成具有一定形状的晶棒“也就是柱形晶体”，这个新的柱形晶体便是硅芯或其它材料晶体的制成品；柱形晶体再经过还原等工序形成所需产品。需要说明的是目前高频线圈在电流经过时受到趋肤效应、电流走近路所产生的中部过热等现象的困扰，造成线圈的使用寿命降低；其中趋肤效应是指电流在高频线圈上运行时会沿着上下面行走；电流走近路是指电流通常会沿着最近的回路线行走；由于冷却水道设置在高频线圈的外围，使得高频线圈的中部受到电流走近路现象便会产生过高的温度,在长时间的高温环境下高频线圈的损坏便会由高频线圈的中部开始“主要是高温环境下材质发生的改变”，使高频线圈的使用寿命大幅度缩短。发明人在先专利申请的多项专利虽然说较好的实现了同时拉制多根硅芯或其它晶体材料，但是水路“冷却介质通道”设置不合理的弊端也得以显现，为了进一步实现高频感应加热线圈的较长寿命，有必要对于水路进行改进和优化。
发明内容为了实现所述发明目的，本发明提供了一种外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构通过将冷却介质通道设置成环形或多角形结构的外环冷却介质通道，并由向内折弯联通内圆冷却介质通道，使得中部较热区域得到更多的降温机会，有效地克服了中部过热现象的发生，而且磁力线并不会减弱；本发明通过将多个拉制孔分别设置为孔口处具有环状斜面；保证了原料棒的受热均匀和防范趋肤效应；本发明具有结构简单，使用寿命较长等优点。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
一种外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，包括冷却介质通道、镶嵌铜片、电流交叉片、连接座和地线连接片；所述冷却介质通道为圆形或多角形，在圆形或多角形外环冷却介质通道上设有至少两个向内折弯，在向内折弯的外环冷却介质通道之间设有间隙，在向内折弯的外环冷却介质通道分别联通内圆冷却介质通道的两个开口，所述内圆冷却介质通道与内圆冷却介质通道为间隔设置，镶嵌铜片的外缘与内圆冷却介质通道的内壁连接，在镶嵌铜片的中部设有拉制孔；在所述圆形或多角形外环冷却介质通道的外缘面上设置向外折弯且间距并列的冷却介质通道，两向外折弯的冷却介质通道折弯相对面设有电流交叉片，在电流交叉片的中部设有贯通的电流交叉斜开口，两向外折弯的冷却介质通道分别与连接座连接；所述地线连接片与外环冷却介质通道的任意外部面连接形成外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构。所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，在拉制孔的上部或下部孔口处设有环状斜面。所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述拉制孔设置为圆形或多角形。 所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述两个连接座外侧分别设置有连接孔。所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，两个连接座外侧设置的连接孔分别为至少一个。所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述镶嵌铜片与内圆冷却介质通道的下部内侧壁连接；或上部内侧壁连接；或中部内侧壁连接。所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述冷却介质通道、镶嵌铜片、电流交叉片、连接座和地线连接片通过铜焊或银焊形成一体。所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，在镶嵌铜片的对应间隙一侧设有半环绕拉制孔的半圆形导流槽，半圆形导流槽的对应间隙处设有开口。由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果本发明所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构,本发明将外环冷却介质通道设置为圆形或多角形，并且在圆形或多角形外环冷却介质通道上设置多个向内折弯，由向内折弯联通内圆冷却介质通道的两个开口，形成全部贯通的冷却介质通道，所述内圆冷却介质通道上设置的镶嵌铜片以及拉制孔形成的扩大电流辐射范围，有效克服了原料硅棒端头的加热问题，其中的内圆冷却介质通道使得原料硅棒的端头中部也获得相应的电流，可以保证中部温度也不会过高且使得中部较热区域得到更多的降温机会，而且磁力线并不会减弱；使用时将连接座连接的冷却介质通道接通冷却介质，地线连接片同时外接防止短路，在原料硅棒的端头靠近本发明下面时，在原料硅棒的端头部位融化后，籽晶夹头带着籽晶下降，使籽晶通过多个拉制孔后插入原料棒的熔化区，然后提升籽晶，原料棒上部的熔化液体会跟随籽晶上升，其原料棒下部的下轴也相应跟随同步缓慢上升；由于原料棒的端部可能不太平整；所以需要控制原料棒的上升速度以实现受热均匀的效果；原料硅棒上部的熔化区在籽晶的粘和带动并通过拉制孔后，由于磁力线的减弱而冷凝，便形成一个新的柱型晶体；本发明具有结构简单，使用寿命较长等优点。
图I是本发明的结构示意图；图2是本发明的另一实施例结构示意图；图3是本发明的镶嵌铜片立体结构示意图；图4是本发明的电流交叉片立体结构示意图。图5是本发明的连接座立体结构示意图。图中1、地线连接片；2、外环冷却介质通道；3、内圆冷却介质通道；4、半圆形导流槽；5、镶嵌铜片；6、环状斜面；7、拉制孔；8、间隙；9、电流交叉斜开口 ；10、电流交叉片；11、冷却介质通道；12、连接座；13、连接孔。
具体实施方式通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例；结合附图I 5中所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，包括冷却介质通道11、镶嵌铜片5、电流交叉片10、连接座13和地线连接片I ;结合附图I或2中给出的结构所述冷却介质通道11为圆形或多角形，在圆形或多角形外环冷却介质通道2上设有至少两个向内折弯，在向内折弯的外环冷却介质通道2之间设有间隙8，在向内折弯的外环冷却介质通道2分别联通内圆冷却介质通道3的两个开口，所述内圆冷却介质通道3与内圆冷却介质通道3为间隔设置，镶嵌铜片5的外缘与内圆冷却介质通道3的内壁连接，结合附图1、2或3中给出的结构在镶嵌铜片5的中部设有拉制孔7，镶嵌铜片5采用较薄的铜片，使得的镶嵌铜片5上的拉制孔7上部或下部孔口处设有环状斜面6来引导电流，克服了趋肤效应时电流会在镶嵌铜片5的上下表面运行，克服了硅芯在拉制过程中到达拉制孔7中部时出现的结晶现象，避免了当硅芯在拉制时的融化-结晶-融化必然导致硅芯结晶断裂的后果，所以拉制孔7的环状斜面6就是为了很好的克服趋肤效应问题，在镶嵌铜片5的对应间隙8 一侧设有半环绕拉制孔7的半圆形导流槽4，半圆形导流槽4的对应间隙8处设有开口，所述半圆形导流槽4和开口可以更近一步的使电流顺延拉制孔7四周运行，所述拉制孔7设置为圆形或多角形；在所述圆形或多角形外环冷却介质通道2的外缘面上设置向外折弯且间距并列的冷却介质通道11，结合附图I、2或4中给出的结构两向外折弯的冷却介质通道11折弯相对面设有电流交叉片10，在电流交叉片10的中部设有贯通的电流交叉斜开口 9 ;两向外折弯的冷却介质通道11分别与连接座12连接，所述两个连接座12外侧分别设置有至少一个连接孔13 ;所述地线连接片I与外环冷却介质通道2的任意外部面连接形成外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构。所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述镶嵌铜片5与内圆冷却介质通道3的下部内侧壁连接；或上部内侧壁连接；或中部内侧壁连接；所述冷却介质通道11、镶嵌铜片5、电流交叉片10、连接座12和地线连接片I通过铜焊或银焊形成一体。实施本发明所述的外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，本发明的设计初衷是基于这两年对于在先专利的使用中，发现了在所述专利内孔周围的电流运行较、好，但是由于冷却介质通道11设置在外部，中部相应的较热，金属在高温环境下出现疲劳，材质发生改变，最终出现了由中心部位的损坏；电流在环绕各个内孔“拉制孔7”运行时，会出现中部内孔“拉制孔V’的电流运行较多，使得中部内孔“拉制孔7”的温度也远高于外围的内孔“拉制孔4”也就是电流走近路现象；本发明将冷却介质通道11设置在中部迂回后，使得上述问题得到了有效克服。本发明通过设置的内圆冷却介质通道3的冷却介质通道11对于相对中部较高的温度得到缓解，而且磁力线并不会减弱，使用时将连接座12连接的冷却介质通道11接通冷却介质“”需要说明的是冷却介质通道11包含的圆形或多角形外环冷却介质通道2和多个内圆冷却介质通道3，并且相互贯通；在所述圆形或多角形外环冷却介质通道2的外缘面上设置向外折弯且间距并列的冷却介质通道11中一个为冷却介质进入口，另一个为冷却介质出口 ；地线连接片I同时外接防止短路，冷却介质通道11的中圆形或多角形外环冷却介 质通道2以及中部的内圆冷却介质通道3的设置主要功能是为了使高频电流在多个内圆冷却介质通道3处形成汇集，并能够形成借用或交叉使原料棒均匀受热，并且可以实现辅助化料的作用；在原料硅棒的端头靠近本发明冷却介质通道11以及多个内圆冷却介质通道3下方时，原料硅棒的端头部位融化后，籽晶夹头带着籽晶下降，使籽晶通过多个拉制孔7后插入原料棒的熔化区，然后提升籽晶，原料棒上部的熔化液体会跟随籽晶上升，其原料棒下部的下轴也相应跟随同步缓慢上升，但是其原料棒不得与冷却介质通道11和多个内圆冷却介质通道3下面接触；因为原料棒的端部可能不太平整；所以需要控制原料棒的上升速度，但要尽可能的使原料硅棒靠近冷却介质通道11和多个内圆冷却介质通道3下面；以实现受热均匀的效果；原料硅棒上部的熔化区在籽晶的粘和带动并通过拉制孔7后，由于磁力线的减弱而冷凝，便形成一个新的柱型晶体，其籽晶夹头夹带籽晶缓慢上升，便可形成所需长度的成品硅芯。以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
权利要求
1.一种外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，包括冷却介质通道(11)、镶嵌铜片(5)、电流交叉片(10)、连接座(13)和地线连接片(I)，其特征是所述冷却介质通道(11)为圆形或多角形，在圆形或多角形外环冷却介质通道(2)上设有至少两个向内折弯，在向内折弯的外环冷却介质通道(2)之间设有间隙(8)，在向内折弯的外环冷却介质通道⑵分别联通内圆冷却介质通道⑶的两个开ロ，所述内圆冷却介质通道⑶与内圆冷却介质通道(3)为间隔设置，镶嵌铜片(5)的外缘与内圆冷却介质通道(3)的内壁连接，在镶嵌铜片(5)的中部设有拉制孔(7);在所述圆形或多角形外环冷却介质通道(2)的外缘面上设置向外折弯且间距并列的冷却介质通道(11)，两向外折弯的冷却介质通道(11)折弯相对面设有电流交叉片(10)，在电流交叉片(10)的中部设有贯通的电流交叉斜开ロ(9)，两向外折弯的冷却介质通道(11)分别与连接座(12)连接；所述地线连接片(I)与外环冷却介质通道(2)的任意外部面连接形成外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构。
2.根据权利要求I所述的外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是在拉制孔(7)的上部或下部孔ロ处设有环状斜面(6)。
3.根据权利要求I或2所述的外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是所述拉制孔(7)设置为圆形或多角形。
4.根据权利要求I所述的外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是所述两个连接座(12)外侧分别设置有连接孔(13)。
5.根据权利要求4所述的外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是两个连接座(12)外侧设置的连接孔(13)分别为至少ー个。
6.根据权利要求I所述的外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是所述镶嵌铜片(5)与内圆冷却介质通道(3)的下部内侧壁连接；或上部内侧壁连接；或中部内侧壁连接。
7.根据权利要求I所述的外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是所述冷却介质通道(11)、镶嵌铜片(5)、电流交叉片(10)、连接座(12)和地线连接片(I)通过铜焊或银焊形成一体。
8.根据权利要求I所述的外开ロ同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是在镶嵌铜片(5)的对应间隙(8) —侧设有半环绕拉制孔(7)的半圆形导流槽(4)，半圆形导流槽(4)的对应间隙(8)处设有开ロ。
全文摘要
本发明属于一种高频线圈，尤其是涉及一种外开口同时拉制多根硅芯的高频感应加热线圈结构，在圆形或多角形外环冷却介质通道(2)上设有至少两个向内折弯，在向内折弯的外环冷却介质通道分别联通内圆冷却介质通道(3)的两个开口，镶嵌铜片(5)的外缘与内圆冷却介质通道的内壁连接，在镶嵌铜片(5)的中部设有拉制孔(7)；在外环冷却介质通道的外缘面上设置向外折弯且间距并列的冷却介质通道(11)，两向外折弯的冷却介质通道分别与连接座(12)连接；本发明通过将冷却介质通道设置成环形或多角形结构的外环冷却介质通道，并由向内折弯联通内圆冷却介质通道，使得中部较热区域得到更多的降温机会，有效地克服了中部过热现象的发生。
文档编号C30B28/10GK102691097SQ201110068520
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者刘朝轩 申请人:洛阳金诺机械工程有限公司