专利名称：一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈的制作方法
技术领域：
第l/8页一种一次可生产多裉桂芯或其它晶体材料的离频线國技术領域本实用新型涉及高频线圉技术领域，尤其是一种一次可生产多根硅芯或 其它晶体材料的高频线園。
技术背景目前，在硅芯、单晶硅及其它材料晶体区熔方式生产的工艺过程中，大 多使用的是一种单目高频线圉，其工作原理如下工作时给高频线圈通入高 频电流，产生磁力线对原料棒进行感应加热，使原料棒上端头形成熔化区， 然后将仔晶插入熔化区，慢慢提升仔晶，熔化后的原料就会跟随仔晶上升， 形成一个新的柱型晶体，这个新的柱型晶体便是硅芯或其它材料晶体的制成 品。然而这种高頻线圃的缺点是一次只能拉制一根硅芯或其它材料晶体，效 率太低，造成人力及能源的大量浪费。虽然这种高频线圉也可以通过加大内 孔，使其能一次拉制多根硅芯或其它晶体，但需要数倍地增加功率，会对能源造成更;M6费，因而这种方法是极不可取的。发明内容本实用新型为了克脹现有高頻线園的上述不足，经过本人多次实验、现 提供一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈。该一次可生产多 根硅芯或其它晶体材料的高頻线園不仅可大大地提高工作效率，且具有加热 均匀、节约能源、增加产量等优点。为了实现上述发明的目的，本实用新型采用如下技术方案； 一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，在高频线圈上部
设有带斜面的高頻线國上面，下部设有梯形的高频线園下面，在高频线圈的 中部设有一个直径较大的内孔，在内孔中心设有中心冷却管内环，中心冷却 管内环由中心冷却水管与冷却水道连接，其冷却水道环绕高频线圏，并在高 频线園斜开口处的两惻与电流输送暨冷却水输送锎管及另 一根电流输送暨冷 却水输送锎管固定连接。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其高频线簡下部设 置的梯形高頻线豳下面可由多个阶梯组成。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其髙频线圈上部设 置的高頻线翻上面可由外至内形成一个斜坡。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其冷却水道可以直 接在高频线困上开槽，然后埋入铜管再由金属钎焊固定。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其冷却水道可以直接在高頻线s上开槽，然后利用锎板覆盖并由金属焊接缝隙固定。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其斜开口惯通至圆 盘内孔。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其高频线園中部设 置的内孔可设计为画形内孔、方形内孔、长方形内孔、三角形内孔、多边形 内孔、不规则多边形内孔、菱形内孔、梯形内孔、长圆形内孔、椭圆形内孔、两个以上的u形加圆弧内孔、两个以上的半椭圆加圆弧内孔、两个以上的梯 形加圆弧内孔、两个以上的梯形内角倒圆加圆弧内孔、两个以上的三角形加 圆弧内孔、两个以上的三角形内角倒圆加圆弧内孔、两个以上的矩形加圆弧 内孔、两个以上的矩形内角倒圆加圆弧内孔、两个以上的不规则多边形加圆 弧内孔、两个以上的不規则多边形内角倒圆加圆弧内孔、两个以上的半圆加 圆弧内孔。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其内孔形状设计为 带角时可以使用带角度的设计。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高頻线圏，其内孔在设计为带 角时同样可以使用内角倒圆的方法来实现。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其中心设计的中心 冷却管内环形状可设计为圆形、三角形、多边形、不规则多边形、菱形、梯形、长圆形、椭圆形、两个以上的u形加圆弧、两个以上的半椭圆加圆弧、两个以上的梯形加圆弧、两个以上的梯形内角倒圆加圆弧、两个以上的三角 形加圆弧、两个以上的三角形内角倒圆加圆弧、两个以上的矩形加圆弧、两 个以上的矩形内角倒圆加圆弧、两个以上的不规则多边形加圆弧、两个以上 的不规则多边形内角倒圆加圆弧、两个以上的半圆加圆弧。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其中心设计的中心 冷却管内环皿可设计为带角时可以使用带角度的设计。该一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其中心设计的中心 冷却管内环形状可设计为带角时同样可以使用内角倒圆的方法来实现。由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下优越性； 本实用新型由于采用一孔同时出多根料的高频线圈技术， 一次可同时拉 制多根硅芯或其它晶体材料，使用此高频线圈可大大提髙生产效率，提高能 量利用率，降低生产成本，增加产量、且具有加热均匀、大量节约能源、减少设員资及人工综合成本可有效降低等优点，易于在多晶硅行业推广实施。
图1是高频线圃的平面结构示意图。图2是图1的A—A视图。图3是图1的B—B视图。图4是图1的C一C视图。图5是高頻线圃的工作原理示意图。图6是高频线國的电流在高频线圈的工作流向原理示意图。图7是高频线園的圆形内孔示意图。图8是高频线困的方形内孔示意图。图9是高频线圃的方形内角倒圆内孔示意图。图10是高频线園的长方形内孔示意图。图11是高频线困的长方形内角倒圆内孔示意图。图12是高频线困的三角形内孔示意图。图13是高频线園的三角形内角倒圆内孔示意图。图14是高频线圑的多边形内孔示意图。图15是高频线翻的不规则边形内孔示意图。图16是高频线面的菱形内孔示意图。图17是髙频线園的菱形内角倒圆内孔示意图。图18是高频线圏的梯形内孔示意图。图19是高频线翻的梯形内角倒圆内孔示意图。图20是高頻线翻的长圆形内孔示意图。图21是髙頻线豳的椭圆形内孔示意图。
图22是高频线困两个以上的U形加圆弧内孔示意图。 图23是髙频线圃两个以上的半椭圆加園弧内孔示意图。 图24是高頻线翻两个以上的梯形加圆弧内孔示意图。 图25是高频线圃两个以上的梯形内角倒圆加圆弧内孔示意图。 图26是高频线國两个以上的三角形加圆弧内孔示意图。 图27是高频线國两个以上的三角形内角倒圆加圆弧内孔示意图。 图28是高频线翻两个以上的矩形加圆弧内孔示意图。 图29是高频线圉两个以上的矩形内角倒圆加圆弧内孔示意图。 图30是高频线國两个以上的不规则多边形加圆弧内孔示意图。 图31是髙频线圃两个以上的不规则多边形内角倒圆加圆弧内孔示意图。 图32是髙频线圃两个以上的半圆加圆弧内孔示意图。 在图l、 2、 3、 4中；1、电流输送暨冷却水输送铜管，2、电流输送暨冷 却水输送锎管，3、冷却水道，4、中心冷却水管，5、高频线園，6、内孔，7、 中心冷却管内环，8、冷却水道盖板，9、钎焊材料，10、高频线圈下面，11、 高频线園上面，12、原料硅棒，13、磁力线，14、硅芯，15、仔晶，16、仔 晶夹头，17、斜开口 ， 18、圆形内孔，19、方形内孔，20、方形内角倒 圆内孔，21、长方形内孔，22、长方形内角倒圆内孔，23、三角形内孔， 24、三角形内角倒圆内孔，25、多边形内孔，26、不规则边形内孔，27、 菱形内孔，28、菱形内角倒圆内孔，29、梯形内孔，30、梯形内角倒圆内孔， 31、长圆形内孔，32、椭圆形内孔，33、两个以上的U形加圆弧内孔，34、 两个以上的半椭國加圆弧内孔，35、两个以上的梯形加圆弧内孔，36、两个 以上的梯形内角倒圆加画弧内孔，37、两个以上的三角形加圆弧内孔，38、
两个以上的三角形内角倒圆加圆弧内孔，39、两个以上的矩形加圆弧内孔， 40、两个以上的矩形内角倒圆加圆弧内孔，41、两个以上的不规则多边形加 圆弧内孔，42、两个以上的不规则多边形内角倒圆加圆弧内孔，43、两个以 上的半圃加圃弧内孔。具体方式参考下面的实施例，可以更详细地觯释本实用新型；但是，本实用新型 并不局限于这些实施例。在图l、 2中，该一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈， 在高頻线圉(5)上部设有带斜面的高频线圏上面(11),下部设有梯形的高 频线圉下面(10)，在高频线圈(5)的中部设有一个内孔(6)，在内孔中心 设有中心冷却管内环(7);其冷却水道(3)环绕高频线圉(5)，并在高频线 圈(5)斜开口 (17)处的两惻与电流输送暨冷却水输送铜管(2)及另一根 电流输送暨冷却水输送锎管(1)固定连接，高频线圈(5)下部设置的梯形 高频线圈下面(10)可由多个阶梯组成，在高频线圈(5)上部设置的高频线 圈上面(11)可由外至内形成一个斜坡；冷却水道(3)可以直接在高频线園 (5)上开槽，然后埋入锎管再由金属钎焊固定，其冷却水道(3)也可以直 接在高频线钃(5)上开槽，然后利用锎板覆盖并由金属钎焊固定，其斜开口 (17)惯通至圃盘内孔(6)。在图5、 6中，该一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高頻线圈， 其工作原理及其使用方法是；先将原料硅棒(12)送至高频线圈(5)下部， 原料硅棒(12〉距髙頻线圉(5)越近越好，但是不得与高频线園(5)接蝕， 然后在高频线豳(5)上的电流输送暨冷却水输送铜管(2)和中心冷却水管
(4) 以及中心冷却管内环(7)通电送水及另一根电流输送暨冷却水输送铜 管(1)和中心冷却水管(4)以及中心冷却管内环(7)通电排水，促使高频 线圈(5)产生强大的磁力线(13)，使原料硅棒(12)上端头靠近线圉的部 分利用磁力线进行感应加热，冷却水道(3)中流过的冷却水给髙频线圈(5) 降温，斜开口 (17)做成斜口并惯通至内孔(6),其主要功能是为了使高频 电流在分界处能形成交叉使原料硅棒(12)均匀受热；在原料硅棒(12)的 端头靠近高頻线翻下面(10)的部位融化后，仔晶夹头(16)带着仔晶(15) 下降，使仔晶(15)通过内孔(6)和中心冷却管内环(7)后插入原料棒(12) 的熔化区，然后提升仔晶(15)，原料棒(12)上部的熔化液体会跟随仔晶(15) 上升，其原料棒(12)下部的下轴也相应跟随同步缓慢上升，但是其原料棒(12)不得与髙频线圉(5)接触；因为原料硅棒(12)的端部可能不太平整， 所以，高频线鬮下面(10)设计为阶梯状，其作用在于尽可能的使原料硅棒(12)多靠近高頻线園的下部面(10),其高频线圉上面(11)设计的由外至 内的斜坡，其作用是可以减少高频电流过于在中部的集中，使其在高频线圈(5) 均匀分布，以实现受热均匀的效果；原料硅棒(12)上部的熔化区在仔 晶(15)的粘和带动并通过高频线圈(5)内孔(6)后，由于磁力线(13) 的减弱而冷凝，便形成一个新的柱型晶体，其仔晶夹头(16)夹带仔晶(15) 缓慢上升，便可形成所需长度的成品硅芯(14)。在图7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32中，该一次可生产多根硅芯或其 它晶体材料的高頻线圃，其高頻线圉(5)中部设置的内孔(6)和中心冷却 管内环(7)可设计出不同规格、型号及造型的内孔(6)和中心冷却管内环(7)，其设计范围大致有以下种类；圆形内孔(18)、方形内孔(19)、方形 内角倒圆内孔(20)、长方形内孔(21)、长方形内角倒圆内孔(22)、三角形 内孔(23)、三角形内角倒園内孔(24)、多边形内孔(25)、不规则边形内孔(26)、菱形内孔(27)、菱形内角倒圃内孔(28)、梯形内孔(29)、梯形内 角倒國内孔(30)、长國形内孔(31)、椭圆形内孔(32)、两个以上的U形加 圆弧内孔(33)、两个以上的半椭圆加圆弧内孔(34)、两个以上的梯形加圆 弧内孔(35)、两个以上的梯形内角倒國加圆弧内孔(36)、两个以上的三角 形加國弧内孔(37)、两个以上的三角形内角倒圆加圆弧内孔(38)、两个以 上的矩形加圃弧内孔(39)、两个以上的矩形内角倒圆加圆弧内孔(40)、两 个以上的不规则多边形加國弧内孔(41)、两个以上的不规则多边形内角倒圆 加圆弧内孔(42)、两个以上的半圆加圆弧内孔(43);但是需要指出的是各 种形状是千变万化的，所以在此不一一列举。其内孔(6)形状设计为带角时(如；三角等等)可以使用带尖角角度的 设计，内孔(6)和中心冷却管内环(7)在设计为带角时同样可以使用内角 倒圆的方法来实现，即弧形角。为了公开本实用新型的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜 的，但是应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和本实用新型范 围内的实施树的所有变化和改进。
权利要求1、一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，其特征在于在高频线圈(5)上部设有带斜面的高频线圈上面(11)，下部设有梯形的高频线圈下面(10)，在高频线圈(5)的中部设有一个直径较大的内孔(6)，在内孔(6)中心设有中心冷却管内环(7)，中心冷却管内环(7)靠中心冷却水管(4)与冷却水道(3)相连；其冷却水道(3)环绕高频线圈(5)，并在高频线圈(5)斜开口(17)处的两侧与电流输送暨冷却水输送铜管(1)及另一根电流输送暨冷却水输送铜管(2)固定连接。
2、 如权利要求1所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈， 其特征在于其高頻线園(5)下部设置的梯形高频线圈下面(10)可由多个阶 梯组成。
3、 如权利要求1所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈， 其特征在于其高頻线園(5)上部设置的高频线圈上面(11)可由外至内形成 一个斜坡。
4、 如权利要求1所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈， 其特征在于其冷却水道(3)可以直接在高频线圈(5)上打槽，然后埋入铜 管再由金属钎焊固定。
5、 如权利要求1所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈， 其特征在于其冷却水道(3)可以直接在高频线園(5)上打槽，然后利用铜 板覆盖并由金属钎焊固定。
6、 如权利要求1所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈， 其特征在于其斜开口 (17)惯通至内孔(6)。
7、 如权利要求1所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线翻，其特征在于其中心冷却管内环(7)由中心冷却水管(4)与冷却水道(3)连接。
8、 如权利要求1所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线豳， 其特征在于其高頻线豳(5)中部设置的内孔(6)和中心冷却管内环(7)可 设计为圆形内孔(18)、方形内孔(19)、长方形内孔(21)、三角形内孔(23)、 多边形内孔(25)、不规则边形内孔(26)、菱形内孔(27)、梯形内孔(29)、 长圆形内孔(31)及椭圆形内孔G2)、两个以上的U形加圆弧内孔(33)、两 个以上的半椭國加圃弧内孔(34)、两个以上的梯形加圆弧内孔(35)、两个以 上的梯形内角倒圆加圆弧内孔(36)、两个以上的三角形加圆弧内孔(37)、两 个以上的三角形内角倒圆加圆弧内孔(38)、两个以上的矩形加圆弧内孔(39)、 两个以上的矩形内角倒圆加圆弧内孔(40)、两个以上的不规则多边形加圆弧内 孔(41)、两个以上的不規则多边形内角倒圆加圆弧内孔(42)、两个以上的半 圆加圆弧内孔(43)。
9、 如权利要求8所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈， 其特征在于其内孔(6)和中心冷却管内环(7)形状设计为带角时可以使用 带角度的设计。
10、 如权利要求8所述的一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高頻线圈， 其特征在于其内孔(6)和中心冷却管内环(7)在设计为带角时同样可以使 用内角倒圆。
专利摘要一种一次可生产多根硅芯或其它晶体材料的高频线圈，涉及高频线圈技术领域，在高频线圈(5)上部设有带斜面的高频线圈上面(11)，下部设有梯形的高频线圈下面(10)，在高频线圈的中部设有一个直径较大的内孔(6)，在内孔(6)中心设有中心冷却管内环(7)，中心冷却管内环(7)靠中心冷却水管(4)与冷却水道(3)相连；其冷却水道(3)环绕高频线圈，并在高频线圈斜开口(17)处的两侧与电流输送暨冷却水输送铜管(1)及另一根电流输送暨冷却水输送铜管(2)固定连接，斜开口(17)惯通至内孔(6)。
文档编号H05B6/36GK201024230SQ20072008946
公开日2008年2月20日 申请日期2007年2月13日 优先权日2007年2月13日
发明者刘朝轩 申请人:刘朝轩