一种大尺寸单晶预调温系统及其装置的制作方法

本发明涉及新型单晶加工技术领域，具体为一种大尺寸单晶预调温系统及其装置。

背景技术：

随着社会的快速发展，单晶行业市场飞速变化，为增大市场竞争力，产能的提升、非硅成本的管控成为行业中重要的项目，其中大热场，大装料成为行业提升产能主要方向，但是大尺寸大热场下对单晶加工过程中存在的缺点就是调温时间相对增长，温度反应相对滞后，导致效率变低，且使用过程中缺乏对引晶的自动化装夹升温，导致引晶容易温度缺失或过高，导致液面结晶及喷硅的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大尺寸单晶预调温系统及其装置，以解决了现有的问题：但是大尺寸大热场下对单晶加工过程中存在的缺点就是调温时间相对增长，温度反应相对滞后，导致效率变低。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大尺寸单晶预调温装置：包括中心搭载支架和自热单晶定装结构，所述中心搭载支架的底端固定连接有自热单晶定装结构，所述自热单晶定装结构用于对引晶的固定和调温加工，还包括辅助自动化卡紧结构，所述辅助自动化卡紧结构固定于中心搭载支架的一端，所述辅助自动化卡紧结构用于对引晶进行自动化防脱落夹紧。

优选的，所述自热单晶定装结构包括单晶装配管、蓄热输出箱体、内装定位板、电热管、蓄热导出块、循环引热连接管和蓄热内槽，所述单晶装配管的一端固定连接有蓄热输出箱体，所述蓄热输出箱体内侧的顶端和底端均焊接有内装定位板，所述内装定位板之间固定有多个电热管，所述蓄热输出箱体的顶端和底端均固定连接有蓄热导出块，所述蓄热导出块的顶端固定连接有循环引热连接管，所述单晶装配管的内侧开设有蓄热内槽，所述循环引热连接管与蓄热内槽内侧焊接连接，所述蓄热导出块的材质和单晶装配管的材质均为铜。

优选的，所述辅助自动化卡紧结构包括动导输出结构、同步夹紧输出结构和防脱落卡紧结构，所述动导输出结构的一端固定连接有同步夹紧输出结构，所述同步夹紧输出结构的一端固定连接有防脱落卡紧结构，所述动导输出结构用于动力提供，所述同步夹紧输出结构用于配动完成自动化夹持，所述防脱落卡紧结构用于防脱落限定。

优选的，所述动导输出结构包括配装支撑基座、引导动力块、电机、输出拨动齿轮和同步带动齿条，所述引导动力块的顶端和底端均焊接有配装支撑基座，所述引导动力块的一端的底部通过螺钉固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有输出拨动齿轮，所述引导动力块远离电机一端的内部滑动连接有同步带动齿条，所述同步带动齿条的一端与输出拨动齿轮啮合连接。

优选的，所述同步夹紧输出结构包括辅助引导滑杆、第一同步轴套、受力带动推板、同步夹紧推板、第二同步轴套、联动夹紧推板、内装支撑杆和拨动转轴带动杆，所述配装支撑基座的一端焊接有辅助引导滑杆，所述辅助引导滑杆一端的内侧焊接有内装支撑杆，所述辅助引导滑杆一侧的外侧滑动连接有第一同步轴套，所述第一同步轴套的一侧焊接有受力带动推板，所述同步带动齿条的一端与受力带动推板焊接连接，所述第一同步轴套的另一侧焊接有同步夹紧推板，所述同步夹紧推板的顶端和底端均转动连接有拨动转轴带动杆，所述拨动转轴带动杆与内装支撑杆转动连接，所述辅助引导滑杆的另一侧滑动连接有第二同步轴套，所述第二同步轴套的一端焊接有联动夹紧推板，所述拨动转轴带动杆的另一侧与联动夹紧推板转动连接。

优选的，所述防脱落卡紧结构包括防抖脱落卸力支撑结构、第一卡紧锁箍和第二卡紧锁箍，所述同步夹紧推板的一端及联动夹紧推板内侧的一端均焊接有防抖脱落卸力支撑结构，位于所述同步夹紧推板一端的防抖脱落卸力支撑结构的一端焊接有第一卡紧锁箍，位于所述联动夹紧推板内侧一端的防抖脱落卸力支撑结构的一端焊接有第二卡紧锁箍，所述第一卡紧锁箍与第二卡紧锁箍卡接。

优选的，所述防抖脱落卸力支撑结构包括防抖导力块、分力收折杆、辅助支撑搭载架、弹簧、分力推杆和卸力内装柱，所述辅助支撑搭载架两侧的内部均焊接有卸力内装柱，所述卸力内装柱内部的一侧焊接有弹簧，所述卸力内装柱内部的另一侧滑动连接有分力推杆，所述分力推杆与卸力内装柱内部的弹簧焊接连接，所述分力推杆的一侧转动连接有分力收折杆，所述分力收折杆的内侧也焊接有弹簧，所述分力收折杆的一端转动连接有防抖导力块。

一种大尺寸单晶预调温系统包括有如上述权利要求任意一项所述的一种大尺寸单晶预调温装置；

优选的，所述一种大尺寸单晶预调温系统，包括检测控制系统搭载模块，所述检测控制系统搭载模块固定于中心搭载支架的一侧，所述检测控制系统搭载模块包括亮度检测器、温度检测器、中央处理器、第一控制器和第二控制器，所述亮度检测器、温度检测器、中央处理器、第一控制器和第二控制器之间互为电性连接，所述第二控制器与自热单晶定装结构和辅助自动化卡紧结构为电性连接。

优选的，所述亮度检测器和温度检测器用于对炉内和引晶进行亮度和温度的同步检测，所述中央处理器用于处理数据并控制介入系统，所述第一控制器用于控制亮度检测器和温度检测器进行做功，所述第二控制器用于控制引晶调节和自热单晶定装结构进行对引晶和坩埚的温度功率调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过检测控制系统搭载模块的设计，搭载有对应的预调温系统，从而自动化的完成对单晶加工过程中自动化的预控温度检测和预调，大大节约了调温时间，提升产量；

2、本发明通过自热单晶定装结构和辅助自动化卡紧结构的配合设计，使得装置便于完成对单晶的自动化夹持和夹持同步加热，避免手动夹持引晶及对引晶找温给定功率过高或过低造成液面结晶及喷硅的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体的侧视图；

图3为本发明自热单晶定装结构的自热单晶定装结构；

图4为本发明辅助自动化卡紧结构的局部结构示意图；

图5为本发明动导输出结构的局部结构示意图；

图6为本发明同步夹紧输出结构的局部结构示意图；

图7为本发明防脱落卡紧结构的局部结构示意图；

图8为本发明预调温系统的流程图

图中：1、中心搭载支架；2、检测控制系统搭载模块；3、自热单晶定装结构；4、辅助自动化卡紧结构；5、单晶装配管；6、蓄热输出箱体；7、内装定位板；8、电热管；9、蓄热导出块；10、循环引热连接管；11、蓄热内槽；12、动导输出结构；13、同步夹紧输出结构；14、防脱落卡紧结构；15、配装支撑基座；16、引导动力块；17、电机；18、输出拨动齿轮；19、同步带动齿条；20、辅助引导滑杆；21、第一同步轴套；22、受力带动推板；23、同步夹紧推板；24、第二同步轴套；25、联动夹紧推板；26、内装支撑杆；27、拨动转轴带动杆；28、第一卡紧锁箍；29、第二卡紧锁箍；30、防抖导力块；31、分力收折杆；32、辅助支撑搭载架；33、弹簧；34、分力推杆；35、卸力内装柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

请参阅图1-7：

一种大尺寸单晶预调温装置，包括中心搭载支架1和自热单晶定装结构3，中心搭载支架1的底端固定连接有自热单晶定装结构3，自热单晶定装结构3用于对引晶的固定和调温加工，还包括辅助自动化卡紧结构4，辅助自动化卡紧结构4固定于中心搭载支架1的一端，辅助自动化卡紧结构4用于对引晶进行自动化防脱落夹紧；

具体为，请参阅图3：

所述自热单晶定装结构3包括单晶装配管5、蓄热输出箱体6、内装定位板7、电热管8、蓄热导出块9、循环引热连接管10和蓄热内槽11，所述单晶装配管5的一端固定连接有蓄热输出箱体6，所述蓄热输出箱体6内侧的顶端和底端均焊接有内装定位板7，所述内装定位板7之间固定有多个电热管8，蓄热输出箱体6的顶端和底端均固定连接有蓄热导出块9，所述蓄热导出块9的顶端固定连接有循环引热连接管10，所述单晶装配管5的内侧开设有蓄热内槽11，所述循环引热连接管10与蓄热内槽11内侧焊接连接，所述蓄热导出块9的材质和单晶装配管5的材质均为铜；

在需要对引晶进行定位和预调温亮度时，通过将引晶的顶端插接入单晶装配管5的内部，在进行温亮度调节时，通过控制电热管8进行通电产生高热，利用蓄热导出块9将高热导出至循环引热连接管10，并利用循环引热连接管10一部分位于蓄热内槽11内部的设计，使得蓄热内槽11内部蓄热，利用单晶装配管5将蓄热导出至引晶，从而进一步达到预调温亮度；

具体为，请参阅图4-7：

辅助自动化卡紧结构4包括动导输出结构12、同步夹紧输出结构13和防脱落卡紧结构14，动导输出结构12的一端固定连接有同步夹紧输出结构13，同步夹紧输出结构13的一端固定连接有防脱落卡紧结构14，动导输出结构12用于动力提供，同步夹紧输出结构13用于配动完成自动化夹持，防脱落卡紧结构14用于防脱落限定；

动导输出结构12包括配装支撑基座15、引导动力块16、电机17、输出拨动齿轮18和同步带动齿条19，引导动力块16的顶端和底端均焊接有配装支撑基座15，引导动力块16的一端的底部通过螺钉固定连接有电机17，电机17的输出端固定连接有输出拨动齿轮18，引导动力块16远离电机17一端的内部滑动连接有同步带动齿条19，同步带动齿条19的一端与输出拨动齿轮18啮合连接；

同步夹紧输出结构13包括辅助引导滑杆20、第一同步轴套21、受力带动推板22、同步夹紧推板23、第二同步轴套24、联动夹紧推板25、内装支撑杆26和拨动转轴带动杆27，配装支撑基座15的一端焊接有辅助引导滑杆20，辅助引导滑杆20一端的内侧焊接有内装支撑杆26，辅助引导滑杆20一侧的外侧滑动连接有第一同步轴套21，第一同步轴套21的一侧焊接有受力带动推板22，同步带动齿条19的一端与受力带动推板22焊接连接，第一同步轴套21的另一侧焊接有同步夹紧推板23，同步夹紧推板23的顶端和底端均转动连接有拨动转轴带动杆27，拨动转轴带动杆27与内装支撑杆26转动连接，辅助引导滑杆20的另一侧滑动连接有第二同步轴套24，第二同步轴套24的一端焊接有联动夹紧推板25，拨动转轴带动杆27的另一侧与联动夹紧推板25转动连接；

防脱落卡紧结构14包括防抖脱落卸力支撑结构、第一卡紧锁箍28和第二卡紧锁箍29，同步夹紧推板23的一端及联动夹紧推板25内侧的一端均焊接有防抖脱落卸力支撑结构，位于同步夹紧推板23一端的防抖脱落卸力支撑结构的一端焊接有第一卡紧锁箍28，位于联动夹紧推板25内侧一端的防抖脱落卸力支撑结构的一端焊接有第二卡紧锁箍29，第一卡紧锁箍28与第二卡紧锁箍29卡接；

防抖脱落卸力支撑结构包括防抖导力块30、分力收折杆31、辅助支撑搭载架32、弹簧33、分力推杆34和卸力内装柱35，辅助支撑搭载架32两侧的内部均焊接有卸力内装柱35，卸力内装柱35内部的一侧焊接有弹簧33，卸力内装柱35内部的另一侧滑动连接有分力推杆34，分力推杆34与卸力内装柱35内部的弹簧33焊接连接，分力推杆34的一侧转动连接有分力收折杆31，分力收折杆31的内侧也焊接有弹簧33，分力收折杆31的一端转动连接有防抖导力块30；

通过控制电机17进行输出带动输出拨动齿轮18进行转动，利用输出拨动齿轮18和同步带动齿条19的配合，使得输出拨动齿轮18转动完成对同步带动齿条19的拨动，利用引导动力块16对同步带动齿条19的引导限位，使得同步带动齿条19滑动位移推导受力带动推板22带动第一同步轴套21和同步夹紧推板23进行移动，利用第一同步轴套21和辅助引导滑杆20的滑动连接，使得同步夹紧推板23进行对夹位移带动，利用拨动转轴带动杆27与同步夹紧推板23和联动夹紧推板25的配动连接，再通过拨动转轴带动杆27与内装支撑杆26的转动连接，利用同步夹紧推板23的位移配合拨动转轴带动杆27的传导推动联动夹紧推板25进行位移，并利用第二同步轴套24和辅助引导滑杆20的配合完成对联动夹紧推板25位移的支撑限位，从而达到联动夹紧推板25和同步夹紧推板23的对向夹紧带动，并利用同步夹紧推板23和联动夹紧推板25的位移推导防抖脱落卸力支撑结构使得第一卡紧锁箍28和第二卡紧锁箍29卡紧，完成对引晶的夹紧动导输出，当引晶在加工过程中晃动时，为了避免晃动脱落，利用防抖导力块30将晃动受力导出至分力收折杆31处，使得分力收折杆31受力压缩，将受力向两侧导出至分力推杆34处，利用分力推杆34在卸力内装柱35内的滑动将受力挤压至卸力内装柱35内的弹簧33处，分力收折杆31的中心受力传导至分力收折杆31处的弹簧33，利用两处弹簧33受力压缩产生的弹性势能完成对晃动冲击的抵消，从而完成防脱落稳定。

实施例二：

请参阅图8：

一种大尺寸单晶预调温系统包括有如以上实施例的一种大尺寸单晶预调温装置；

一种大尺寸单晶预调温系统包括检测控制系统搭载模块2，检测控制系统搭载模块2固定于中心搭载支架1的一侧，检测控制系统搭载模块2包括亮度检测器、温度检测器、中央处理器、第一控制器和第二控制器，亮度检测器、温度检测器、中央处理器、第一控制器和第二控制器之间互为电性连接，第二控制器与自热单晶定装结构3和辅助自动化卡紧结构4为电性连接；

亮度检测器和温度检测器用于对炉内和引晶进行亮度和温度的同步检测，中央处理器用于处理数据并控制介入系统，第一控制器用于控制亮度检测器和温度检测器进行做功，第二控制器用于控制引晶调节和自热单晶定装结构3进行对引晶和坩埚的温度功率调节。

具体为，坩埚在粘渣后将水冷屏降到下限，埚位放到调温埚位附近，通过提前对晶转、埚转、氩气流量、炉压按照拉晶参数进行设置，控制渣盖旋出，当渣盖上升至吼口处，此时大尺寸单晶预调温系统自动介入，通过第二控制器控制自热单晶定装结构3和辅助自动化卡紧结构4配合完成对引晶的蓄热加温和装夹，使得其达到引晶的预调温亮度，此时通过第一控制器控制亮度检测器和温度检测器对引晶进行亮度检测和温度检测，以引晶亮度作为亮度基础值，将该基础值输入中央处理器，预调温亮度与引晶亮度在中央处理器进行对比，预调温亮度大于引晶亮度十四个亮度；

在中央处理器以引晶功率作为功率基础值，通过预调温亮度及引晶亮度差异进行功率调节时，通过第二控制器逐步将坩埚内部液面亮度在提渣过程中达到预调温亮度，实际亮度与预调温偏差2个以内，第二控制器控制下的功率不进行变化，自动恢复引晶功率，具体计算方式如下：

引晶功率-引晶功率补偿值-液面亮度-预调温亮度*亮度功率系数。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。