一种单晶炉加热器组件的制作方法

本技术涉及单晶硅制备，具体涉及一种单晶炉加热器组件。

背景技术：

1、目前，单晶拉制主要采用直拉单晶法，通过把料硅块放入坩埚，在真空及惰性氛围下，先利用加热器发热使硅块受热熔化，再利用单晶籽晶接触液面，硅原子会排列在固液界面形成结晶，生长为硅单晶，硅原子不断排列生长并结晶，最终成为单晶硅棒。其中，加热器可谓单晶生长过程中最关键的一环，从发热使硅料熔化到控制温度使硅液生长为单晶棒，都需要加热器保持稳定工作。

2、但是，现有加热器存在以下缺陷：

3、1、发热圈顶面为直角结构（即无圆角），且整体一体成型。在炉台完成一轮拉晶后，需要等炉台冷却后进行拆、装工步以清理加热器上附着的氧化物等，在拆装过程中，发热圈容易因炉内与外界温差产生的热应力而出现裂纹、崩边等现象，实际使用寿命较低，若继续使用不仅影响正常的生产，还可能引发安全事故，因此需要更换全新的发热圈，生产成本高。

4、2、发热圈与支撑脚采用直面搭接（即为垂直接触面）。随着单晶炉运行时间不断延长，发热圈长期在高温状态，其与支撑脚的连接处会由于耗损而变薄并在中间产生缝隙，导致电阻升高，加热性能不断下降，甚至发生打火事故。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供一种单晶炉加热器组件，以解决发热圈损坏时需要全新更换而导致生产成本高的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

3、一种单晶炉加热器组件，包括：

4、至少两个第一发热体，呈弧形结构，其凸弧面设有楔形斜槽；

5、至少两个第二发热体，呈弧形结构，其通过拼接块与所述第一发热体相互交叉连接以构成发热圈；及

6、成对的支撑脚，其顶端设有楔形舌板；

7、其中，所述楔形舌板可插入所述楔形斜槽内，其斜面搭接后通过第一碳碳螺栓的挤压可紧密贴合在一起。

8、在本申请公开的一个实施例中，所述第一发热体两端下侧均切除一部分、以形成第一拼接部，所述第二发热体两端下侧均切除一部分、以形成第二拼接部；

9、所述拼接块包括两个对称布置的第三拼接部，所述第三拼接部通过第二碳碳螺栓分别与所述第一拼接部、第二拼接部相连接。

10、在本申请公开的一个实施例中，所述拼接块还包括用于隔断所述第一发热体和第二发热体并使两者对正的凸条；

11、两个所述的第三拼接部对称连接于所述凸条两侧，它们一体成型、以构成t型结构。

12、在本申请公开的一个实施例中，所述第一发热体和第二发热体内外两侧的弧形边顶部均倒有圆角，其半径为5mm。

13、在本申请公开的一个实施例中，所述楔形舌板的斜面与其根部所在平面或所述楔形斜槽的斜面与其根部所在平面的夹角为94～108°。

14、在本申请公开的一个实施例中，所述夹角为94°。

15、在本申请公开的一个实施例中，所述楔形舌板的根部和楔形斜槽的根部均以倒圆弧的方式加工有阴角。

16、在本申请公开的一个实施例中，所述阴角为2mm。

17、在本申请公开的一个实施例中，所述支撑脚呈l型结构，其底端设有连接孔，所述连接孔通过第三碳碳螺栓与单晶炉底的石墨电极相连接。

18、在本申请公开的一个实施例中，所述支撑脚共对称设置一对，其相互间隔180°布置。

19、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

20、1、发热圈由多个第一发热体和第二发热体通过拼接块相互交叉连接而构成拼接结构，在损坏时只需更换损坏部分，其余部分可继续使用，能够大幅减少生产成本。

21、2、与直面搭接相比，斜面搭接的楔形舌板与楔形斜槽根部更厚，强度得到加强，而且接触面受力得以优化（能够分解出水平力），使其连接更紧密，同时可以增加支撑脚与发热圈的接触面积，从而降低接触面接触电阻和发热功率，降低耗损而变薄的速度，进而减少接触面裂纹和缝隙的产生，有效避免发生打火事故。

22、3、圆角结构使第一发热体和第二发热体顶面受力更均匀，可以减缓发热圈的应力集中，从而在拆装时减少发热圈因炉内与外界温差产生的热应力而出现裂纹、崩边等现象，有效延长发热圈的使用寿命。

技术特征：

1.一种单晶炉加热器组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的单晶炉加热器组件，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的单晶炉加热器组件，其特征在于：

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的单晶炉加热器组件，其特征在于，所述第一发热体和第二发热体内外两侧的弧形边顶部均倒有圆角，其半径为5mm。

5.根据权利要求1所述的单晶炉加热器组件，其特征在于，所述楔形舌板的斜面与其根部所在平面或所述楔形斜槽的斜面与其根部所在平面的夹角为94～108°。

6.根据权利要求5所述的单晶炉加热器组件，其特征在于，所述夹角为94°。

7.根据权利要求5或6所述的单晶炉加热器组件，其特征在于，所述楔形舌板的根部和楔形斜槽的根部均以倒圆弧的方式加工有阴角。

8.根据权利要求7所述的单晶炉加热器组件，其特征在于，所述阴角为2mm。

9.根据权利要求1或8所述的单晶炉加热器组件，其特征在于，所述支撑脚呈l型结构，其底端设有连接孔，所述连接孔通过第三碳碳螺栓与单晶炉底的石墨电极相连接。

10.根据权利要求9所述的单晶炉加热器组件，其特征在于，所述支撑脚共对称设置一对，其相互间隔180°布置。

技术总结
本技术涉及单晶硅制备技术领域，提供一种单晶炉加热器组件，包括至少两个第一发热体，呈弧形结构，其凸弧面设有楔形斜槽；至少两个第二发热体，呈弧形结构，其通过拼接块与第一发热体相互交叉连接以构成发热圈；成对的支撑脚，其顶端设有楔形舌板；其中，楔形舌板可插入楔形斜槽内，其斜面搭接后通过第一碳碳螺栓的挤压可紧密贴合在一起。发热圈由多个第一发热体和第二发热体通过拼接块相互交叉连接而构成拼接结构，在损坏时只需更换损坏部分，其余部分可继续使用，能够大幅减少生产成本；同时，斜面搭接的楔形舌板与楔形斜槽根部更厚，强度得到加强，可以增加支撑脚与发热圈的接触面积，减少接触面裂纹和缝隙的产生，有效避免发生打火事故。

技术研发人员：陈效贤,乃家旺
受保护的技术使用者：四川永祥光伏科技有限公司
技术研发日：20230613
技术公布日：2024/1/15