[發明專利]新型多晶爐加熱裝置

無效

• 申請號: 201210410429.9
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102912416A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 吳學軍;周凱平
• 申請（專利權）人: 寧夏日晶新能源裝備股份有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 銀川長征知識產權代理事務所 64102
• 代理人: 馬長增;姚源

技術領域：

本發明涉及多晶硅錠的制造裝置，特別涉及一種新型多晶爐加熱裝置。

背景技術：

多晶硅鑄錠爐是多晶硅料轉化為多晶硅錠工藝過程中的必備設備，而多晶硅錠經工藝處理后又是光伏發電和半導體行業中的基礎原料。多晶硅錠作為現代信息社會的關鍵支撐材料，是目前世界上最重要的多晶材料之一，它不僅是發展計算機與集成電路的主要功能材料，也是光伏發電利用太陽能的主要功能材料。

多晶硅鑄錠過程中，溶化，長晶、退火工序都要求在溫度梯度均勻分布的狀態下進行，因此需根據加熱工藝要求控制腔體內溫度分布，新型多晶爐加熱裝置可精確控制腔體內溫度梯度均勻分布，從而實現工藝要求。

發明內容：

鑒于此，有必要設計一種新型多晶爐加熱裝置。

????一種新型多晶爐加熱裝置，包括：外殼、熱場裝置、加熱裝置、抽真空裝置、懸掛支撐裝置；其中，外殼包括上腔體和下腔體；懸掛支撐裝置包括提升桿、吊耳和支撐桿；支撐桿垂直固定于外殼底部，提升桿垂直連接于外殼內部，提升桿頂端與外殼頂部的提升裝置相連，提升桿底端與設置在熱場裝置頂面的吊耳相連；熱場裝置為可從下底面打開的長方體腔體，熱場裝置通過在其頂部與提升桿連接及底部與支撐桿連接來固定懸吊在外殼內，加熱裝置位于熱場裝置內且罩在石英坩堝上，抽真空裝置位于外殼外并通過管道與外殼上對應的孔相連。

????優選的，熱場裝置包括：隔熱籠、外保溫層、內保溫層、坩堝底板、熱交換臺側部保溫條、熱交換臺、底部保溫層、熱交換臺底部保溫層、頂部保溫層；其中，隔熱籠為長方體腔體，其上下面開口；在隔熱籠內壁設有一層緊靠隔熱籠的外保溫層，在緊靠外保溫層的內部又設有內保溫層；在隔熱籠頂部開口處設有頂部保溫層，在隔熱籠底端開口處設有一圈矩型帶狀的底部保溫層；在支撐桿中部水平固定有熱交換臺底部保溫層，其大小要與底部保溫層內圈相適應；在支撐桿頂端從上到下依次設有坩堝底板、熱交換臺側部保溫條、熱交換臺，其中坩堝底板用于盛放石英坩堝。

優選的，加熱裝置包括頂部加熱體、側面加熱體、銅電極、石墨電極、固定夾、隔熱板；其中，三個固定夾呈三角形坐落在隔熱板下表面的邊線處，固定夾底端固定著四段側面加熱體，每段側面加熱體呈“W”型，四段側面加熱體首尾相連形成中空的與石英坩堝相配合的矩形；頂部加熱體也呈“W”型彎折且位于隔熱板下與隔熱板平行，頂部加熱體與穿過隔熱板的石墨電極直接相連；銅電極底端穿過頂部保溫層與隔熱板上的石墨電極和固定夾相連，銅電極頂端通過外殼頂部的孔與電源線相連。

優選的，抽真空裝置與外殼采用法蘭連接。

本發明通過設置底端可封閉/打開的熱場裝置，當需要定向結晶時，緩慢提起隔熱籠，底部保溫層與熱交換臺底部保溫層脫離產生縫隙，大量的輻射熱能會經熱交換臺從此縫隙散發，此時，熱交換臺與石英坩堝必然發生熱交換，從而使石英坩堝的底部的硅液發生結晶現象，同時熱交換臺側部保溫條將熱場腔體分成上下兩部分，上部與內保溫層仍然是一個封閉的環境，從而形成一個高溫區，可維持工藝需要的溫度，而下部由于散熱作用，形成一個低溫區，這樣在整個熱場腔體中，在硅液的結晶面形成一個垂直均勻分布的溫度梯度，通過控制散熱，加熱使硅液的結晶凝固得到有效控制，從而生產出符合使用要求的多晶硅鑄錠。

附圖說明：

附圖1是一較佳實施方式的新型多晶爐加熱裝置的剖視圖。

附圖2是一較佳實施方式的新型多晶爐加熱裝置長晶階段的剖視圖。

附圖3是一較佳實施方式的加熱裝置倒置后的立體圖。

圖中：上腔體11、下腔體12、法蘭13、提升桿21、吊耳22、支撐桿23、隔熱籠31、外保溫層38、內保溫層32、坩堝底板33、熱交換臺側部保溫條34、熱交換臺35、底部保溫層36、熱交換臺底部保溫層37、頂部保溫層39、頂部加熱體41、側面加熱體42、銅電極46、石墨電極45、固定夾43、隔熱板44。

具體實施方式：