专利名称：同时拉制九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内孔周围且通过水路合理设置确保线圈温度较为均衡的高频线圈，具体涉及一种同时拉制九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，现有的可同时生产九根以上以及包含九根以下的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虽然说较好的实现了同时拉制九根以上以及包含九根以下硅芯或其它晶体材料，但是水路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，本发明提供了一种同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构将冷却介质通道设置在高频感应加热板的中部，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；本发明通过将九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同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，包括高频感应加热板、拉制孔、冷却介质通道、电流交叉片和连接座；其中高频感应加热板呈圆形，在圆形高频感应加热板的中部设有九根向外辐射的放射槽，放射槽的其中八根端部与高频感应加热板的外缘留有间距，放射槽的另一根下端部为贯通至高频感应加热板的外缘形成开口槽，九个拉制孔分别设置在放射槽的每两个外延伸槽之间；所述冷却介质通道呈放射状结构，也就是由冷却介质通道折弯成两冷却介质通道并行且具有九个端头的结构，在其中的八个冷却介质通道的端头分别由管道折弯联通，在下部的冷却介质通道端部为两个独立的管口，放射结构的冷却介质通道中部间隙形成九个向外辐射的中间开口； 电流交叉片为长方形，在长方形电流交叉片的中部设有贯通的电流交叉斜开口，由贯通的电流交叉斜开口使所述电流交叉片成为两个独立个体； 所述连接座上设有冷却介质通道插入口，在冷却介质通道插入口的外侧设有连接孔；冷却介质通道的外缘与高频感应加热板的放射槽内面吻配且连接为一体，冷却介质通道下端部的两独立管口分别连接连接座上的冷却介质通道插入口，在下部的两并列冷却介质通道之间设有电流交叉片。所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，在高频感应加热板的任意外缘面上设有地线连接片。所述的同时拉制九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。所述的同时拉制九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。所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述高频感应加热板与电流交叉片设置为一体，在高频感应加热板与电流交叉片之间通过开槽形成冷却介质通道的连接槽；或高频感应加热板与电流交叉片分别为独立个体并与冷却介质通道连接。所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述高频感应加热板和电流交叉片与冷却介质通道的下部侧壁连接；或上部侧壁连接；或中部侧壁连接。所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，所述高频感应加热板、电流交叉片、连接座和冷却介质通道通过焊接形成一体。所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，在连接座上设置的连接孔为至少一个。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同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，本发明将冷却介质通道设置在高频感应加热板的中部，使得中部较热区域得到更多的降温，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；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高频感应加热板和冷却介质通道下面时，在原料硅棒的端头部位融化后，籽晶夹头带着籽晶下降，使籽晶通过九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是本发明的连接座和冷却介质通道立体结构 示意图；图3是本发明的高频感应加热板立体结构示意图；图4是本发明的电流交叉片立体结构示意图。图中1、地线连接片；2、拉制孔；3、管道折弯；4、环状斜面；5、中间开口 ；6、闻频感应加热板；7、电流交叉片；8、冷却介质通道；9、连接座；10、连接孔；11、放射槽；12、开口槽；13、电流交叉斜开口。
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 4中所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，包括高频感应加热板6、拉制孔2、冷却介质通道8、电流交叉片7和连接座9 ;其中高频感应加热板6呈圆形，在圆形高频感应加热板6的中部设有九根向外辐射的放射槽11，所述放射槽11的其中八条端部与高频感应加热板6的外缘留有间距，放射槽11的下端部为贯通至高频感应加热板的外缘形成开口槽12，九个拉制孔2分别设置在放射槽11的每两个外延伸槽之间，在高频感应加热板6的除了开口槽12以外任意外缘面上设有地线连接片I ;所述冷却介质通道8呈放射状结构，也就是由冷却介质通道8折弯成两冷却介质通道8并行且具有九个端头的结构，在其中的八个冷却介质通道8的端头分别由管道折弯3联通，在下部的冷却介质通道8端部为两个独立的管口，放射结构的冷却介质通道8中部间隙形成九个向外辐射的中间开口 5 ;由中间开口 5形成电流的引导线路，使得电流顺沿冷却介质通道8运行，所述电流在走近路时必然经过高频感应加热板6并在拉制孔2两侧通过并汇合；电流交叉片7为长方形，在长方形电流交叉片7的中部设有贯通的电流交叉斜开口 13，由贯通的电流交叉斜开口 13使所述电流交叉片7成为两个独立个体；所述连接座9上设有冷却介质通道8插入口，在冷却介质通道8插入口的外侧设有连接孔10 ;冷却介质通道8的外缘与高频感应加热板6的放射槽11内面吻配且连接为一体，冷却介质通道8下端部的两独立管口分别连接连接座9上的冷却介质通道8插入口，在下部的两并列冷却介质通道8之间设有电流交叉片7，电流交叉片7中部设置的电流交叉斜开口 13确保了电流在所述电流交叉斜开口13形成交叉，使得原料棒均匀受热。本发明为了克服趋肤效应问题，通过将高频感应加热板6设置为较薄的板体，并在拉制孔2的上部或下部孔口处设有环状斜面4来引导电流，克服了趋肤效应时电流会在高频感应加热板6的上下表面运行，使得硅芯在拉制过程中到达拉制孔2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2的环状斜面4就是为了克服趋肤效应；所述拉制孔2设置为圆形或多角形。
本发明考虑到高频感应加热板6与冷却介质通道8的连接问题，所采用的方案包含直接在所述高频感应加热板6上切割出放射槽11，其中的电流交叉片7处采用斜切割，使得所述高频感应加热板6与电流交叉片7为一体；另一方案为将高频感应加热板6和电流交叉片7分别设置为独立个体，并通过焊接与冷却介质通道8连接形成一体。本发明所述高频感应加热板6和电流交叉片7与冷却介质通道8的下部侧壁连接；或上部侧壁连接；或中部侧壁连接；也就是高频感应加热板6和电流交叉片7与冷却介质通道8的连接方式不受局限；但是最终要实现高频感应加 热板6、电流交叉片7、连接座9、冷却介质通道8并包含地线连接片I通过焊接形成一体，其中高频感应加热板6和地线连接片I也可在切割时直接形成一体。所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，在连接座9上设置的连接孔10为至少ー个，优选两个。实施本发明所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，本发明的设计初衷是通过冷却介质通道8的结构进行改进，克服现有技术对于中部内孔周围的电流过多所引起的过热现象，将冷却介质通道8设置在中部；本发明将冷却介质通道8设置在中部后，使得中部过热问题得到了有效克服。通过在中部设置的冷却介质通道8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9连接的冷却介质通道8接通冷却介质，其中冷却介质通道8的两个独立的管ロー个为冷却介质进入口，另ー个为冷却介质出口，地线连接片I同时外接防止短路，冷却介质通道8的放射设置其主要功能是为了使高频电流在中间开ロ 5处能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高频感应加热板6和冷却介质通道8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，使籽晶通过九个拉制孔2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高频感应加热板6和冷却介质通道8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高频感应加热板6和冷却介质通道8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2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
1.一种同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是包括高频感应加热板(6)、拉制孔(2)、冷却介质通道(8)、电流交叉片(7)和连接座(9) 其中高频感应加热板(6)呈圆形，在圆形高频感应加热板￠)的中部设有九根向外辐射的放射槽(11)，放射槽(11)的其中八条端部与高频感应加热板(6)的外缘留有间距，放射槽(11)的另ー根下端部为贯通至高频感应加热板(6)的外缘形成开ロ槽(12)，九个拉制孔(2)分别设置在放射槽(11)的每两个外延伸槽之间； 所述冷却介质通道(8)呈放射状结构，也就是由冷却介质通道(8)折弯成两冷却介质通道(8)并行且具有九个端头的结构，在其中的八个冷却介质通道(8)的端头分别由管道折弯⑶联通，在下部的冷却介质通道⑶端部为两个独立的管ロ，放射结构的冷却介质通道(8)中部间隙形成九个向外辐射的中间开ロ(5)； 电流交叉片(7)为长方形，在长方形电流交叉片(7)的中部设有贯通的电流交叉斜开ロ (13)； 所述连接座(9)上设有冷却介质通道⑶插入口，在冷却介质通道⑶插入口的外侧设有连接孔(10)； 冷却介质通道(8)的外缘与高频感应加热板出)的放射槽(11)内面吻配且连接为一体，冷却介质通道(8)下端部的两独立管ロ分别连接连接座(9)上的冷却介质通道(8)插入口，在下部的两并列冷却介质通道(8)之间设有电流交叉片(7)。
2.根据权利要求I所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是在高频感应加热板出)的任意外缘面上设有地线连接片(I)。
3.根据权利要求I所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是在拉制孔(2)的上部或下部孔ロ处设有环状斜面(4)。
4.根据权利要求I或3所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是所述拉制孔(2)设置为圆形或多角形。
5.根据权利要求I所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是所述高频感应加热板(6)与电流交叉片(7)设置为一体，在高频感应加热板(6)与电流交叉片(7)之间通过开槽形成冷却介质通道(8)的连接槽；或高频感应加热板(6)与电流交叉片(7)分别为独立个体并与冷却介质通道(8)连接。
6.根据权利要求I所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是所述高频感应加热板(6)和电流交叉片(7)与冷却介质通道(8)的下部侧壁连接；或上部侧壁连接；或中部侧壁连接。
7.根据权利要求I所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是所述高频感应加热板出)、电流交叉片(7)、连接座(9)和冷却介质通道(8)通过焊接形成一体。
8.根据权利要求I所述的同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，其特征是在连接座(9)上设置的连接孔(10)为至少ー个。
全文摘要
本发明属于一种高频线圈，尤其是涉及一种同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构，冷却介质通道(8)的外缘与高频感应加热板(6)的放射槽(11)内面吻配且连接为一体，冷却介质通道(8)下端部的两独立管口分别连接连接座(9)上的冷却介质通道(8)插入口，在下部的两并列冷却介质通道(8)之间设有电流交叉片(7)；本发明将冷却介质通道设置在高频感应加热板的中部，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；本发明通过将九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。
文档编号H05B6/36GK102677155SQ20111007535
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者刘朝轩 申请人:洛阳金诺机械工程有限公司