专利名称：中部设有拉制孔的多根硅芯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，具体涉及一种中部设有拉制孔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，不仅中部的内孔拉制硅芯时质量不理想，而且中部温度过高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。本人在先申请了多项专利，其中包含I、同时拉制三根硅芯的高频感应加热线圈结构；2、同时拉制四根硅芯的高频感应加热线圈结构；3、同时拉制五根硅芯的高频感应加热线圈结构；4、同时拉制六根硅芯的高频感应加热线圈结构；5、同时拉制七根硅芯的高频感应加热线圈结构；6、同时拉制八根硅芯的高频感应加热线圈结构；7、同时拉制九根硅芯的高频感应加热线圈结构；
以上各项专利由于申请日较近，所以没有相应的申请号公开，但是其中的中部未进行利用，近日实验发现，通过增加辅助结构，中部同样具有利用价值。
发明内容为了实现所述发明目的，本发明提供了一种中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，所述中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构通过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，在冷却介质通道的中部设置的附加感应加热板还可以让中部同时具备多拉一根硅芯，使得本发 明有效地提高了工作效率；本发明具有结构简单，拉制硅芯多，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中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，包括地线连接片、高频感应加热板、附加感应加热板、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焊接焊接槽开口，所述焊接槽开口至少设有三个由中心向四周辐射的槽，其中一个槽为贯通至高频感应加热板外缘，余下的端部与高频感应加热板外缘留有间距，在至少三个焊接槽开口端部与焊接槽开口端部之间的高频感应加热板面上分别设有拉制孔，所述地线连接片设置在高频感应加热板外缘的任意一侧；冷却介质通道为中部设有至少三个相互留有间隙的“V”形的结构，所述“V”形冷却介质通道为小头朝内两端部向外的辐射状结构，在“V”形冷却介质通道的端部通过折弯的冷却介质通道将两相邻的“V”形冷却介质通道的端部联通，其中一个相邻的“V”形冷却介质通道为向前延伸形成一个为冷却介质进入口、另一个为冷却介质出口，所述冷却介质进入口和冷却介质出口的端部分别与连接座连接；所述高频感应加热板的焊接槽开口与多个“V”形冷却介质通道的外缘连接，其中一个相邻的“V”形冷却介质通道向前延伸对应高频感应加热板的开口 ；在每一个“V”形冷却介质通道的内侧分别设有向内的附加感应加热板，在多个附加感应加热板的内侧面呈圆弧形，由多个圆弧形附加感应加热板的内侧面形成一个拉制孔；在其中一个相邻的“V”形冷却介质通道的内侧向对面上设有电流交叉片，所述电流交叉片上设有贯通至中部两相邻附加感应加热板之间的电流交叉斜开口。所述的中部设有拉制孔的多根硅芯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。所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，所述拉制孔设置为圆形或多角形。所述的中部设有拉制孔的多根硅芯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。所述的中部设有拉制孔的多根硅芯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。所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，所述附加感应加热板、高频感应加热板分别与冷却介质通道的下部内侧壁、下部外侧壁连接；或上部内侧壁、上部外侧壁连接；或中部内侧壁、中部外侧壁连接。所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，所述地线连接片、高频感应加热板、附加感应加热板、冷却介质通道、电流交叉片和连接座通过铜焊或银焊形成一体。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中部设有拉制孔的多根硅芯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，在冷却介质通道的中部设置的附加感应加热板还可以让中部同时具备多拉一根硅芯，使得本发明有效地提高了工作效率；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以及附加感应加热板下面时，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，拉制硅芯多，使用寿命较长等优点。
图I是本发明同时拉制四根的高频感应加热线圈结构示意图；图2是图I的电流交叉片立体结构示意图；图3是本发明同时拉制五根的高频感应加热线圈结构示意图；图4是本发明同时拉制六根的高频感应加热线圈结构示意图。图5是本发明同时拉制七根的高频感应加热线圈结构示意图；图6是本发明同时拉制八根的高频感应加热线圈结构示意图；图7是本发明同时拉制九根的高频感应加热线圈结构示意图；图8是本发明同时拉制十根的高频感应加热线圈结构示意图。图9是本发明的连接座立体结构示意图；图10是图I的高频感应加热板立体结构示意图。图中1、地线连接片；2、拉制孔；3、附加感应加热板；4、环状斜面；5、电流交叉斜开口 ；6、高频感应加热板；7、电流交叉片；8、冷却介质通道；9、连接座；10、连接孔；11、焊接槽开口 ；12、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 10中所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，包括地线连接片I、高频感应加热板6、附加感应加热板3、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的中部设有焊接焊接槽开口 11，所述焊接槽开口 11至少设有三个由中心向四周辐射的槽，其中一个槽为贯通至高频感应加热板6外缘，余下的端部与高频感应加热板6外缘留有间距，在至少三个焊接槽开口 11端部与焊接槽开口 11端部之间的高频感应加热板6面上分别设有拉制孔2，在拉制孔2的上部或下部孔口处设有环状斜面4，所述地线连接片I设置在高频感应加热板6外缘的任意一侧；冷却介质通道8为中部设有至少三个相互留有间隙的“V”形的结构，所述“V”形冷却介质通道8为小头朝内两端部向外的辐射状结构，在“V”形冷却介质通道8的端部通过折弯的冷却介质通道8将两相邻的“V”形冷却介质通道8的端部联通，其中一个相邻的“V”形冷却介质通道8为向前延伸形成一个为冷却介质进入口、另一个为冷却介质出口，所述冷却介质进入口和冷却介质出口的端部分别与连接座9连接，所述两个连接座9外侧分别设置有至少一个连接孔10。 所述高频感应加热板6的焊接槽开口 11与多个“V”形冷却介质通道8的外缘连接，其中一个相邻的“V”形冷却介质通道8向前延伸对应高频感应加热板6的开口 12 ;在每一个“V”形冷却介质通道8的内侧分别设有向内的附加感应加热板3，在多个附加感应加热板3的内侧面呈圆弧形，由多个圆弧形附加感应加热板3的内侧面形成一个拉制孔2 ;在其中一个相邻的“V”形冷却介质通道8的内侧向对面上设有电流交叉片7，所述电流交叉片7上设有贯通至中部两相邻附加感应加热板3之间的电流交叉斜开口 5。所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，所述附加感应加热板3、高频感应加热板6分别与冷却介质通道8的下部内侧壁、下部外侧壁连接；或上部内侧壁、上部外侧壁连接；或中部内侧壁、中部外侧壁连接；所述地线连接片I、高频感应加热板6、附加感应加热板3、冷却介质通道8、电流交叉片7和连接座9通过铜焊或银焊形成一体。本发明为了克服趋肤效应问题，通过将高频感应加热板6、附加感应加热板3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，由环状斜面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和附加感应加热板3的上下表面运行，克服了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。本发明考虑到高频感应加热板6、附加感应加热板3与冷却介质通道8的连接问题，所以给出的技术方案包含直接在所述高频感应加热板6、附加感应加热板3与冷却介质通道8的下部侧壁连接；或上部侧壁连接；或中部侧壁连接的技术方案；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、附加感应加热板3、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。本发明可以实现外围设置至少三个拉制孔2并结合中部的一个拉制孔2形成至少四个拉制孔2的结构，在附图1、3、4、5、6、7和8中给出了四到11个拉制孔2的拉制结构，需要说明的是附图中拉制数量仅是参考，并不是对于本发明的限定，通过技术努力并在本发明构思范围内拉制孔2的设置还有上升空间。实施本发明所述的中部设有拉制孔的多根硅芯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，克服在先申请和近期申请中的不足，防范了的电流过多所引起的过热现象，将冷却介质通道8设置在中部迂回，通过增加附加感应加热板3形成的拉制孔2使得中部也得到了利用；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。本发明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接通冷却介质形成一个冷却介质进入口和另一个冷却介质出口，地线连接片I同时外接防止短路，冷却介质通道8的“V”形设置其主要功能是为了使高频电流在高频感应加热板6上形成电流相互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以及附加感应加热板3下面时,在原料娃棒的端头部位融化后，籽晶夹头带着籽晶下降，使籽晶通过所有拉制孔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以及附加感应加热板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高频感应加热板6和冷却介质通道8以及附加感应加热板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.ー种中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，包括地线连接片(I)、高频感应加热板(6)、附加感应加热板(3)、拉制孔(2)、冷却介质通道⑶、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￠)的中部设有焊接焊接槽开ロ(11)，所述焊接槽开ロ(11)至少设有三个由中心向四周辐射的槽，其中ー个槽为贯通至高频感应加热板(6)外缘，余下的端部与高频感应加热板(6)外缘留有间距，在至少三个焊接槽开ロ(11)端部与焊接槽开ロ(11)端部之间的高频感应加热板(6)面上分別设有拉制孔(2)，所述地线连接片⑴设置在高频感应加热板(6)外缘的任意ー侧；冷却介质通道(8)为中部设有至少三个相互留有间隙的“V”形的结构，所述“V”形冷却介质通道(8)为小头朝内两端部向外的辐射状结构，在“V”形冷却介质通道(8)的端部通过折弯的冷却介质通道⑶将两相邻的“ V”形冷却介质通道⑶的端部联通，其中一个相邻的“ V”形冷却介质通道(8)为向前延伸形成ー个为冷却介质进入口、另ー个为冷却介质出口，所述冷却介质进入口和冷却介质出口的端部分别与连接座(9)连接，其特征是所述高频感应加热板出)的焊接槽开ロ(11)与多个“V”形冷却介质通道(8)的外缘连接，其中一个相邻的“V”形冷却介质通道(8)向前延伸对应高频感应加热板(6)的开ロ(12);在每ー个“V”形冷却介质通道(8)的内侧分别设有向内的附加感应加热板(3)，在多个附加感应加热板(3)的内侧面呈圆弧形，由多个圆弧形附加感应加热板(3)的内侧面形成ー个拉制孔(2);在其中一个相邻的“V”形冷却介质通道(8)的内侧向对面上设有电流交叉片(7)，所述电流交叉片(7)上设有贯通至中部两相邻附加感应加热板(3)之间的电流交叉斜开ロ(5)。
2.根据权利要求I所述的中部设有拉制孔的多根硅芯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)。
3.根据权利要求I或2所述的中部设有拉制孔的多根硅芯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。
4.根据权利要求I所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，其特征是所述两个连接座(9)外侧分别设置有连接孔(10)。
5.根据权利要求4所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，其特征是两个连接座(9)外侧设置的连接孔(10)分别为至少ー个。
6.根据权利要求I所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，其特征是所述附加感应加热板(3)、高频感应加热板(6)分别与冷却介质通道(8)的下部内侧壁、下部外侧壁连接；或上部内侧壁、上部外侧壁连接；或中部内侧壁、中部外侧壁连接。
7.根据权利要求I所述的中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，其特征是所述地线连接片(I)、高频感应加热板出)、附加感应加热板(3)、冷却介质通道(8)、电流交叉片(7)和连接座(9)通过铜焊或银焊形成一体。
全文摘要
本发明属于一种高频线圈，尤其是涉及一种中部设有拉制孔的多根硅芯高频感应加热线圈结构，高频感应加热板(6)呈圆形，在至少三个焊接槽开口(11)端部与焊接槽开口(11)端部之间的高频感应加热板面上分别设有拉制孔(2)，冷却介质通道(8)与高频感应加热板连接，在每一个“V”形冷却介质通道(8)的内侧分别设有向内的附加感应加热板(3)，由多个圆弧形附加感应加热板的内侧面形成一个拉制孔；本发明通过将冷却介质通道设置在高频感应加热板的中部，有效地克服了中部过热现象的发生，在冷却介质通道的中部设置的附加感应加热板还可以让中部同时具备多拉一根硅芯；本发明具有结构简单，拉制硅芯多，使用寿命较长等优点。
文档编号C30B29/06GK102691094SQ20111006851
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