專利名稱：具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提拉法晶體生長單晶的連接與傳動裝置，屬于晶體生長設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
提拉法是一種單晶生長常用的方法，廣泛用于半導體、激光、壓電等多種晶體的生長。一般是將多晶原料放入坩堝內(nèi)，加熱熔化，使籽晶與熔體原料接觸，在一定的溫度制度下，實現(xiàn)引晶、縮頸、擴肩、等徑生長和晶體提脫整個生長過程。籽晶的旋轉(zhuǎn)和提拉是由電機帶動籽晶桿運動實現(xiàn)的。目前，籽晶桿和電機軸采用一種剛性的連接方式，這種方式可以直接將電機的轉(zhuǎn)動傳遞給籽晶桿，但在突然斷電時，熔體因溫度突然下降而迅速凝固，晶體被凍結(jié)在熔體表面，電機的慣性轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的扭矩會使籽晶桿特別是其上的貴金屬部分變形，使晶體產(chǎn)生破裂或破碎，嚴重時會損壞整個提拉裝置，造成較大的損失，使生產(chǎn)和設(shè)備維修成本提高。

發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可以在晶體生長過程突然終止時，對晶體生長設(shè)備起到自動保護作用的具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置。
本發(fā)明是采用以下解決方案具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置由法蘭盤，柔性圓盤、錐面轉(zhuǎn)盤、摩擦錐、籽晶桿、支撐外殼和電機組成，法蘭盤與電機軸連接在一起，法蘭盤的下端面與錐面轉(zhuǎn)盤的上端面之間各固定有一個柔性圓盤，兩圓盤之間保持一定壓力；摩擦錐設(shè)在錐面轉(zhuǎn)盤的錐面處，摩擦錐的下端與籽晶桿連接，錐面轉(zhuǎn)盤通過軸承安裝在支撐外殼上，并能自由地旋轉(zhuǎn)；支撐外殼安裝在電機上。
整個阻尼轉(zhuǎn)動裝置被支撐外殼包封起來，通過螺栓連接固定在稱重裝置上的懸臂上，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的重量的測量。而整個旋轉(zhuǎn)和稱重裝置被包封在上稱重裝置的外殼內(nèi)，形成了一個相對獨立的系統(tǒng)。
本發(fā)明將電機與籽晶桿之間由剛性連接直接帶動變?yōu)槟Σ羵鲃?，法蘭盤與錐面轉(zhuǎn)盤之間及錐面轉(zhuǎn)盤與摩擦錐之間均為摩擦傳動，當加熱過程突然終止時，晶體因溶液過冷而凝固在溶液表面，電機的慣性對整個裝置產(chǎn)生巨大扭矩的時候，摩擦傳動之間會產(chǎn)生相對滑動，而消除這種扭矩，起到自動保護籽晶桿的作用。另外，籽晶桿與摩擦錐連接后懸掛在錐面轉(zhuǎn)盤的錐面上，容易實現(xiàn)籽晶桿的自動定位，保證了籽晶桿的垂直度。


附圖為本發(fā)明具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置示意圖。
其中1、法蘭盤，2、柔性圓盤，3、柔性圓盤，4、錐面轉(zhuǎn)盤，5、摩擦錐，6、支撐外殼，7、軸承，8、電機軸，9、電機，10、籽晶桿，11、稱重裝置，12、稱重系統(tǒng)的外殼具體實施方式
本發(fā)明主要由法蘭盤1，柔性圓盤2、錐面轉(zhuǎn)盤4、摩擦錐5、籽晶桿10、支撐外殼6和電機9組成，法蘭盤1為尼龍制成，與電機軸8連接在一起，法蘭盤1的下端面上固定有柔性圓盤2，錐面轉(zhuǎn)盤4也為尼龍制成，其上端面上固定有柔性圓盤3，兩圓盤之間保持一定壓力(用于在電機旋轉(zhuǎn)過程中依靠兩柔性圓盤之間的阻尼作用傳遞旋轉(zhuǎn)能量)，其材質(zhì)均為聚合物多孔材料或粗糙表面柔性材料制作，分別用三根圓周對稱排列的鋼針固定在法蘭盤1和錐面轉(zhuǎn)盤4上。摩擦錐5為黃銅制成，設(shè)在錐面轉(zhuǎn)盤4的錐面處，摩擦錐5的下端與籽晶桿10采用螺紋連接，錐面轉(zhuǎn)盤4通過軸承7安裝在支撐外殼6上，并能自由地旋轉(zhuǎn)；支撐外殼6安裝在電機9上。當電機9上的軸8轉(zhuǎn)動時，法蘭盤1通過柔性圓盤2和3之間的摩擦傳動使錐面轉(zhuǎn)盤4轉(zhuǎn)動，錐面轉(zhuǎn)盤4通過與摩擦錐5之間的摩擦傳動，最終帶動籽晶桿10轉(zhuǎn)動。整個裝置被支撐外殼6包封起來，通過螺栓連接固定在稱重裝置11上的懸臂上，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的重量的測量。而整個旋轉(zhuǎn)和稱重裝置被包封在上稱重系統(tǒng)的外殼12內(nèi)，形成了一個相對獨立的系統(tǒng)。兩個柔性圓盤的材質(zhì)也可為為皮革材料，兩片皮革的光滑面粘接在法蘭盤下端面和尼龍錐面轉(zhuǎn)盤上端面，皮革的粗糙面作為阻尼連接的接觸面。
當籽晶桿帶動籽晶或(和)晶體在熔體中旋轉(zhuǎn)時，由于生長過程中熔體對晶體轉(zhuǎn)動的粘滯阻力很小，所以，依靠阻尼摩擦傳動完全可以實現(xiàn)由電機帶動籽晶桿轉(zhuǎn)動。當突然斷電時，由于電機的慣性轉(zhuǎn)動引起的巨大的扭矩，而熔體因為已經(jīng)固化，晶體被固定在熔體表面，使得摩擦錐和錐面圓盤及兩層柔性圓盤之間的摩擦阻力遠小于扭矩引起的切向力，從而引起兩個阻尼接觸表面中的一個或兩個同時產(chǎn)生滑動，因此，大大減小了慣性對籽晶桿及其它轉(zhuǎn)動部件的扭矩，起到保護旋轉(zhuǎn)提拉裝置的目的。
經(jīng)實驗，本發(fā)明能夠起到對旋轉(zhuǎn)提拉裝置的保護作用。斷電后，不但保證了籽晶桿和其它轉(zhuǎn)動部件的安全，晶體也基本完好。
權(quán)利要求
1.一種具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置，由法蘭盤，柔性圓盤、錐面轉(zhuǎn)盤、摩擦錐、籽晶桿、支撐外殼和電機組成，其特征在于法蘭盤與電機軸連接在一起，法蘭盤的下端面與錐面轉(zhuǎn)盤的上端面之間各固定有一個柔性圓盤，兩圓盤之間保持一定壓力；摩擦錐設(shè)在錐面轉(zhuǎn)盤的錐面處，摩擦錐的下端與籽晶桿連接，錐面轉(zhuǎn)盤通過軸承安裝在支撐外殼上，并能自由地旋轉(zhuǎn)；支撐外殼安裝在電機上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置，由法蘭盤，柔性圓盤、錐面轉(zhuǎn)盤、摩擦錐、籽晶桿、支撐外殼和電機組成，法蘭盤與電機軸連接在一起，法蘭盤的下端面與錐面轉(zhuǎn)盤的上端面之間各固定有一個柔性圓盤，兩圓盤之間保持一定壓力；摩擦錐設(shè)在錐面轉(zhuǎn)盤的錐面處，摩擦錐的下端與籽晶桿連接，錐面轉(zhuǎn)盤通過軸承安裝在支撐外殼上，并能自由地旋轉(zhuǎn)；支撐外殼安裝在電機上。本發(fā)明將電機與籽晶桿之間由剛性連接直接帶動變?yōu)槟Σ羵鲃?，會產(chǎn)生相對滑動，而消除因電機慣性產(chǎn)生的扭矩，起到自動保護裝置的作用。另外，容易實現(xiàn)籽晶桿的自動定位，保證了籽晶桿的垂直度。
文檔編號C30B15/00GK1598079SQ20041002455
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日
發(fā)明者王繼揚, 劉宏, 高磊, 張懷金, 徐現(xiàn)剛, 蔣民華, 吳建波, 秦曉勇, 朱懷烈 申請人:山東大學