專利名稱：一種單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于單晶爐技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
TDR-90單晶爐是用于生產(chǎn)單晶硅的重要設(shè)備。一般晶體的生產(chǎn)過程中是將原料混合、形成、煅燒、熔融，再在單晶爐中提拉出單晶，但是晶體在原料熔融與晶體生長過程中， 常會因?yàn)樵辖M分的偏據(jù)而產(chǎn)生熔體老化現(xiàn)象并導(dǎo)致晶體生產(chǎn)失敗，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的生長成功率。為解決上述問題，中國專利公開一種帶可旋轉(zhuǎn)托盤的單晶爐(申請?zhí)枮?200520039755. 9)，其主要包括一單晶爐，該單晶爐由爐體、上轉(zhuǎn)電機(jī)、上升降電機(jī)、下升降電機(jī)、導(dǎo)軌、螺桿、托盤組成，托盤被制成轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤由一下轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動。這樣，坩堝即可升降也可旋轉(zhuǎn)。下轉(zhuǎn)電機(jī)通過一個(gè)控制單元可根據(jù)設(shè)定并控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動方向及其變化規(guī)律，使坩堝按設(shè)計(jì)要求旋轉(zhuǎn)。通過這種結(jié)構(gòu)可有效克服晶體生長中的福分偏聚現(xiàn)象。但是由于晶體生長受到溫度等復(fù)雜因素的影響，并在單晶提拉中對于速度的要求是非常的高，晶棒、坩堝之間相對升降速度和旋轉(zhuǎn)速度如果不能隨實(shí)際情況調(diào)整的話會導(dǎo)致晶體在提拉時(shí)變粗或者變細(xì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。而使用普通的電機(jī)是不能適用隨時(shí)變化的情況，因?yàn)槠胀姍C(jī)的速度都是固定的，是不能進(jìn)行快速變速。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，該單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)能夠使技術(shù)員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況隨時(shí)調(diào)節(jié)晶棒與坩堝之間的轉(zhuǎn)速，保證單晶的品質(zhì)。本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，包括機(jī)架、升降臺和上、下升降架，在升降臺上設(shè)置有坩堝，在坩堝的上方設(shè)有晶棒，其特征在于，該坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還包括上、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和上、下升降伺服電機(jī)，所述的上旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)固定于上升降架上且與上述的晶棒連接，所述的上升降伺服電機(jī)固定機(jī)架上且與所述的上升降架之間通過第一傳動機(jī)構(gòu)連接，所述的下旋轉(zhuǎn)伺服固定在下升降架上且與上述的升降臺連接，所述的下升降伺服電機(jī)固定在機(jī)架上且與上述的下升降架之間通過第二傳動機(jī)構(gòu)連接，上述的上、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和上、下升降伺服電機(jī)均中央控制器連接。將本單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的普通電機(jī)換為伺服電機(jī)，并通過中央控制器進(jìn)行控制，技術(shù)員可以根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況實(shí)時(shí)輸入控制參量，中央控制器根據(jù)輸入的參量控制上述的四個(gè)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而以適用不同轉(zhuǎn)速情況。其中，上升降伺服電機(jī)通過第一傳動機(jī)構(gòu)控制上升降架升降，固定在上升降架上的上旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)控制晶棒的轉(zhuǎn)動；下升降伺服電機(jī)通過第二傳動機(jī)構(gòu)控制下升降架升降，固定在下升降架上的下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)控制升降臺的轉(zhuǎn)動。在上述的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，所述的機(jī)架上設(shè)有上、下導(dǎo)軌，上述的
3上升降架設(shè)置在上導(dǎo)軌上，上述的下升降架設(shè)置在下導(dǎo)軌上。通過上下導(dǎo)軌使上下升降架能夠平穩(wěn)傳動。在上述的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，所述的第一傳動機(jī)構(gòu)為絲桿傳動機(jī)構(gòu)，包括上絲桿和設(shè)置于上升降架內(nèi)與上絲桿配合的螺紋孔，所述的上絲桿設(shè)置在螺紋孔中，上述的上升降伺服電機(jī)與上絲桿連接。上升降伺服電機(jī)帶動上絲桿轉(zhuǎn)動，上升降架在螺紋的作用下沿著上絲桿上下升降，從而帶動連接在上升降架上的晶棒升降。在上述的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，所述的第二傳動機(jī)構(gòu)為絲桿傳動機(jī)構(gòu)，包括下絲桿和設(shè)置于下升降架內(nèi)與下絲桿配合的螺紋孔，所述的下絲桿設(shè)置在螺紋孔中，上述的下升降伺服電機(jī)與下絲桿連接。下升降伺服電機(jī)帶動帶動下絲桿轉(zhuǎn)動，下升降架在螺紋的作用下沿著下絲桿上下升降，從而帶動連接在下升降架上的升降臺升降。在上述的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，所述的升降臺為連接在下升降架上的轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸的上端固定有轉(zhuǎn)盤，上述的坩堝放置在轉(zhuǎn)盤上，上述的下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)與轉(zhuǎn)軸的下端連接。通過下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動從而帶動坩堝轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，技術(shù)員可以根據(jù)實(shí)際的情況隨時(shí)調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制方便，保證單晶的品質(zhì)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、機(jī)架；2、升降臺；3、上升降架；4、下升降架；5、上旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)；6、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)；7、上升降伺服電機(jī)；8、下升降伺服電機(jī)；9、坩堝；10、上導(dǎo)軌；11、下導(dǎo)軌；12、晶棒；13、上絲桿；14、轉(zhuǎn)軸；15、轉(zhuǎn)盤；16、下絲桿。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖1所示的是本實(shí)用新型的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，包括機(jī)架1、升降臺 2和上、下升降架3、4以及上、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)5、6和上、下升降伺服電機(jī)7、8。具體來說，機(jī)架1上設(shè)有上、下導(dǎo)軌10、11，上升降架3設(shè)置在上導(dǎo)軌10上，下升降架4設(shè)置在下導(dǎo)軌11上。在升降臺2上設(shè)置有坩堝9，在坩堝9的上方設(shè)有晶棒12，上旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)5固定于上升降架3上且與晶棒12連接，上升降伺服電機(jī)7固定在機(jī)架1上且與上升降架3之間通過第一傳動機(jī)構(gòu)連接，第一傳動機(jī)構(gòu)為絲桿傳動機(jī)構(gòu)，包括上絲桿13 和設(shè)置于上升降架3內(nèi)與上絲桿13配合的螺紋孔，上絲桿13設(shè)置在螺紋孔中，上升降伺服電機(jī)7與上絲桿13連接。下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)6固定在下升降架4上且與升降臺2連接，升降臺2為連接在下升降架4上的轉(zhuǎn)軸14，在轉(zhuǎn)軸14的上端固定有轉(zhuǎn)盤15，坩堝9放置在轉(zhuǎn)盤15上，下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)6與轉(zhuǎn)軸14的下端連接。下升降伺服電機(jī)8固定在機(jī)架1上且與下升降架4之間通過第二傳動機(jī)構(gòu)連接，第二傳動機(jī)構(gòu)為絲桿傳動機(jī)構(gòu)，包括下絲桿16和設(shè)置于下升降架 4內(nèi)與下絲桿16配合的螺紋孔，下絲桿16設(shè)置在螺紋孔中，下升降伺服電機(jī)8與下絲桿16 連接。[0019]上、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)5、6和上、下升降伺服電機(jī)7、8均中央控制器連接。通過中央控制器對四個(gè)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，根據(jù)技術(shù)員可以根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況實(shí)時(shí)輸入控制參量，中央控制器根據(jù)輸入的參量控制上述的四個(gè)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而以適用不同轉(zhuǎn)速情況。其中，上升降伺服電機(jī)7通過第一傳動機(jī)構(gòu)控制上升降架3升降，固定在上升降架3上的上旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)5控制晶棒12的轉(zhuǎn)動；下升降伺服電機(jī)8通過第二傳動機(jī)構(gòu)控制下升降架4升降，固定在下升降架4上的下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)6控制升降臺2的轉(zhuǎn)動。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了機(jī)架1、升降臺2、上升降架3、下升降架4、上旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī) 5、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)6、上升降伺服電機(jī)7、下升降伺服電機(jī)8、坩堝9、上導(dǎo)軌10、下導(dǎo)軌11、 晶棒12、上絲桿13 ；轉(zhuǎn)軸14、轉(zhuǎn)盤15、下絲桿16等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，包括機(jī)架(1)、升降臺(2)和上、下升降架(3、 4)，在升降臺(2)上設(shè)置有坩堝(9)，在坩堝(9)的上方設(shè)有晶棒(12)，其特征在于，該坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還包括上、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(5、6)和上、下升降伺服電機(jī)(7、8)，所述的上旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(5)固定于上升降架(3)上且與上述的晶棒(12)連接，所述的上升降伺服電機(jī)(7)固定機(jī)架(1)上且與所述的上升降架C3)之間通過第一傳動機(jī)構(gòu)連接，所述的下旋轉(zhuǎn)伺服固定在下升降架(4)上且與上述的升降臺(2)連接，所述的下升降伺服電機(jī)(8)固定在機(jī)架(1)上且與上述的下升降架(4)之間通過第二傳動機(jī)構(gòu)連接，上述的上、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(5、6)和上、下升降伺服電機(jī)(7、8)均中央控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的機(jī)架(1) 上設(shè)有上、下導(dǎo)軌(10、11)，上述的上升降架C3)設(shè)置在上導(dǎo)軌(10)上，上述的下升降架 (4)設(shè)置在下導(dǎo)軌(11)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一傳動機(jī)構(gòu)為絲桿傳動機(jī)構(gòu)，包括上絲桿(13)和設(shè)置于上升降架(3)內(nèi)與上絲桿(13)配合的螺紋孔，所述的上絲桿(1 設(shè)置在螺紋孔中，上述的上升降伺服電機(jī)(7)與上絲桿(13) 連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二傳動機(jī)構(gòu)為絲桿傳動機(jī)構(gòu)，包括下絲桿(16)和設(shè)置于下升降架內(nèi)與下絲桿(16)配合的螺紋孔，所述的下絲桿(16)設(shè)置在螺紋孔中，上述的下升降伺服電機(jī)(8)與下絲桿(16)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的升降臺 (2)為連接在下升降架(4)上的轉(zhuǎn)軸(14)，在轉(zhuǎn)軸(14)的上端固定有轉(zhuǎn)盤(15)，上述的坩堝(9)放置在轉(zhuǎn)盤(1 上，上述的下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(6)與轉(zhuǎn)軸(14)的下端連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種單晶爐的坩堝上升及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，屬于單晶爐技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中普通電機(jī)的速度不能進(jìn)行快速變速的問題。該系統(tǒng)包括機(jī)架、升降臺和上、下升降架，在升降臺上設(shè)置有坩堝，在坩堝的上方設(shè)有晶棒，還包括上、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和上、下升降伺服電機(jī)，上旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)固定于上升降架上且與上述的晶棒連接，上升降伺服電機(jī)固定機(jī)架上且與上升降架之間通過第一傳動機(jī)構(gòu)連接，下旋轉(zhuǎn)伺服固定在下升降架上且與升降臺連接，下升降伺服電機(jī)固定在機(jī)架上且與下升降架之間通過第二傳動機(jī)構(gòu)連接，上、下旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和上、下升降伺服電機(jī)均中央控制器連接。該系統(tǒng)能夠使技術(shù)員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況隨時(shí)調(diào)節(jié)晶棒與坩堝之間的轉(zhuǎn)速。
文檔編號C30B15/10GK202148366SQ201120250480
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者莫丹君, 顏衛(wèi)兵 申請人:浙江宏業(yè)新能源有限公司