專利名稱：用于單晶體生產(chǎn)的預(yù)裝料坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于單晶體生產(chǎn)的預(yù)裝料坩堝技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種單晶體生產(chǎn)的裝料坩堝，具體來說涉及一種適用于在單晶爐外進行裝料的單晶體生產(chǎn)的裝料方法的預(yù)裝料坩堝。
背景技術(shù)：
[0002]電子級及太陽能級硅單晶體直拉法生產(chǎn)過程中，裝料是很關(guān)鍵的過程。現(xiàn)有技術(shù)的做法是將空的石英坩堝先放在單晶爐熱場內(nèi)的石墨坩堝中，再把多晶硅料逐次裝入石英坩堝中。因為裝料過程需要很仔細(xì)，因此一般裝料在一個小時左右。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將石英坩堝放在單晶爐內(nèi)裝料，這樣既浪費單晶爐的有效利用時間，又容易在短暫的裝料時間內(nèi)，發(fā)生裝料不規(guī)范造成掛邊、搭橋的事故。同時單晶車間內(nèi)部其他車間的拆爐、清理工作容易造成對材料的污染。另外，現(xiàn)有技術(shù)的工藝及設(shè)備條件也并不適合在單晶爐外進行預(yù)裝料操作，因為當(dāng)多晶硅料裝入石英坩堝后，會非常重，一般都在100KG以上，且石英坩堝比較脆， 壁較薄(IOmm左右)。而且石英坩堝的外形和需要放入的石墨坩堝的內(nèi)形要一致，只是石英坩堝調(diào)試稍高20mm左右。因此如果把石英坩堝放入石墨坩堝，只能夾住石英坩堝高出石墨坩堝的部分。如果采用夾持的方法只能通過摩擦力來克服重力，這就需要很大的夾持力，這樣石英坩堝的壁很難承受。因此現(xiàn)有技術(shù)的工藝及設(shè)備均需要進一步改進。實用新型內(nèi)容[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種適用于在單晶爐外進行預(yù)裝料的單晶體生產(chǎn)的裝料方法的預(yù)裝料坩堝。將裝料過程從單晶爐內(nèi)移到外側(cè)， 設(shè)置一個潔凈的裝料空間，在這個空間會有足夠的時間裝料，掛邊搭橋會減少、潔凈的空間會減少對硅材料的污染；裝完后用吊車將裝好料的石英坩堝吊入單晶爐內(nèi)，減少單晶生產(chǎn)的切換時間。[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于單晶體生產(chǎn)的預(yù)裝料坩堝，其包括石英坩堝和與所述石英坩堝扣合以便于吊車勾吊的預(yù)裝料蓋，所述預(yù)裝料蓋上設(shè)置有一閥門，所述閥門與一在所述閥門打開時抽出所述石英坩堝內(nèi)氣體以使所述預(yù)裝料蓋與所述石英坩堝扣緊的真空泵連接。[0005]作為優(yōu)選，所述預(yù)裝料蓋上設(shè)有便于吊車勾吊的掛鉤。[0006]作為優(yōu)選，所述預(yù)裝料蓋上還設(shè)置有用于在所述石英坩堝與所述預(yù)裝料蓋扣合后檢測所述石英坩堝內(nèi)氣壓的壓力表。[0007]作為優(yōu)選，所述預(yù)裝料蓋與所述石英坩堝在扣合時的接觸面上設(shè)有一密封圈；所述密封圈的內(nèi)徑小于所述石英坩堝的內(nèi)徑，外徑大于石英坩堝的外徑。[0008]與現(xiàn)有技術(shù)比較，使用本實用新型的預(yù)裝料坩堝可以把傳統(tǒng)的單晶爐裝料工序放在單晶爐外面進行，裝完后用吊車將載料的坩堝移入單晶爐內(nèi)。單獨預(yù)裝料蓋采用真空吸的方法，把裝好石英坩堝吸起來，移入石墨坩堝，對石英坩堝的著力面積大，壓強小安全系數(shù)非常高。節(jié)省了單晶爐的有效利用時間，降低了因為裝料不規(guī)范而造成掛邊、搭橋等事故的發(fā)生。

[0009]圖1為本實用新型的用于單晶體生產(chǎn)的預(yù)裝料坩堝的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0010]
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步詳細(xì)的說明。[0011]如圖1所示，本實用新型的單晶體生產(chǎn)的預(yù)裝料坩堝，其包括石英坩堝1和與所述石英坩堝1扣合以便于吊車勾吊的預(yù)裝料蓋2 ；所述預(yù)裝料蓋2上設(shè)置有一閥門5，所述閥門5與一在所述閥門5打開時抽出所述石英坩堝1內(nèi)氣體以使所述預(yù)裝料蓋2與所述石英坩堝1扣緊的真空泵(圖1中未示出)連接。在本實施例中，所述預(yù)裝料蓋2與所述石英坩堝1通過吸真空的方式扣緊固定，但可以想象，仍然存在其他多種扣緊方式，例如在所述石英坩堝1的外壁套設(shè)一箍緊圈，然后再使所述預(yù)裝料蓋2與所述箍緊圈連接固定以使兩者緊密扣合。[0012]參照如上所述的本實用新型的預(yù)裝料坩堝的圖示結(jié)構(gòu)，以下對利用本實用新型的采用吸真空固定預(yù)裝料蓋的預(yù)裝料坩堝進行單晶體生產(chǎn)的裝料方法的步驟做如下說明[0013]步驟一，向置于單晶爐(圖1中未示出)外的石英坩堝1裝入料4(多晶硅料)；[0014]步驟二，在已裝好料4的所述石英坩堝1上加蓋便于吊車勾吊的預(yù)裝料蓋2，打開真空泵，并緩慢打開所述閥門5，對所述石英坩堝1內(nèi)進行抽真空，通常只要達(dá)到所述預(yù)裝料蓋2在吊運過程中能始終壓緊在所述石英坩堝1上的壓力后即可關(guān)閉所述閥門5并移去所述真空泵；為了便于準(zhǔn)確控制抽真空的氣壓，優(yōu)選地，在本實用新型的預(yù)裝料坩堝的所述預(yù)裝料蓋2上還設(shè)置有用于在所述石英坩堝1與所述預(yù)裝料蓋2扣合后檢測所述石英坩堝 1內(nèi)氣壓的壓力表6。設(shè)置壓力表后，步驟二抽真空時即可準(zhǔn)確了解石英坩堝1內(nèi)的氣壓狀態(tài)，通常在石英坩堝內(nèi)的壓力達(dá)到100 左右時即可關(guān)閉所述閥門5并移去真空泵；[0015]步驟三，使用吊車勾吊所述預(yù)裝料蓋2以使吸附在所述預(yù)裝料蓋2上的所述石英坩堝1緩慢提起，然后將所述石英坩堝1放入單晶爐熱場的石墨坩堝中；再打開閥門5，使大氣緩慢進入所述石英坩堝1，當(dāng)所述石英坩堝1的壓力與大氣壓平衡后，所述預(yù)裝料蓋2 和所述石英坩堝1脫離，再由吊車吊走所述預(yù)裝料蓋2，完成單晶體裝料過程。作為優(yōu)選，所述預(yù)裝料蓋2上可再設(shè)有便于吊車勾吊的掛鉤(圖1中未示出)。同時，本實用新型的這一實施例中關(guān)鍵是采用真空吸力將石英坩堝1提起，避免直接夾持石英坩堝1，因此預(yù)裝料蓋 2與石英坩堝1之間的密封性也尤為重要。因此作為優(yōu)選，所述預(yù)裝料蓋2與所述石英坩堝 1在扣緊時的接觸面上設(shè)有一密封圈3。并且優(yōu)選地，所述密封圈3的內(nèi)徑小于所述石英坩堝1的內(nèi)徑，外徑大于石英坩堝1的外徑。通常密封圈可采用橡膠材質(zhì)制成。[0016]以下對采用本實用新型的預(yù)裝料坩堝進行單晶體生產(chǎn)的裝料方法的安全性進行簡單分析[0017]現(xiàn)階段，單晶工業(yè)生產(chǎn)主要有幾種尺寸坩堝18英寸，20英寸，22英寸。而本實用新型的預(yù)裝料坩堝的預(yù)裝料蓋2通常為不銹鋼制成，因此無需考慮其所能承受的最大拉力。[0018]本次以20英寸的石英坩堝為例，分析安全性能20英寸石英坩堝最多可以裝100KG多晶原料，加上自身自重，最多不超過150KG，約1500N的力。而石英坩堝的水平截面積為20英寸的圓，約0.2平方米，可以產(chǎn)生的向上吸附力大約為(100000-100)*0. 2 = 19980N。這遠(yuǎn)大于1500N石英坩堝1裝料后的重力。因此我們可以得知，使用本實用新型的預(yù)裝料坩堝進行單晶體生產(chǎn)的裝料方法是完全可行的。[0019] 當(dāng)然，以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種用于單晶體生產(chǎn)的預(yù)裝料坩堝，其特征在于，包括石英坩堝和與所述石英坩堝扣合以便于吊車勾吊的預(yù)裝料蓋，所述預(yù)裝料蓋上設(shè)置有一閥門，所述閥門與一在所述閥門打開時抽出所述石英坩堝內(nèi)氣體以使所述預(yù)裝料蓋與所述石英坩堝扣緊的真空泵連接。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)裝料坩堝，其特征在于，所述預(yù)裝料蓋上設(shè)有便于吊車勾吊的掛鉤。
3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)裝料坩堝，其特征在于，所述預(yù)裝料蓋上還設(shè)置有用于在所述石英坩堝與蓋上所述預(yù)裝料蓋后檢測所述石英坩堝內(nèi)氣壓的壓力表。
4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)裝料坩堝，其特征在于，所述預(yù)裝料蓋與所述石英坩堝在扣緊時的接觸面上設(shè)有一密封圈；所述密封圈的內(nèi)徑小于所述石英坩堝的內(nèi)徑，外徑大于所述石英坩堝的外徑。
專利摘要本實用新型公開了一種用于單晶體生產(chǎn)的預(yù)裝料坩堝，包括石英坩堝和與所述石英坩堝扣合以便于吊車勾吊的預(yù)裝料蓋，所述預(yù)裝料蓋上設(shè)置有一閥門，所述閥門與一在所述閥門打開時抽出所述石英坩堝內(nèi)氣體以使所述預(yù)裝料蓋與所述石英坩堝扣緊的真空泵連接。采用本實用新型的單晶體生產(chǎn)的預(yù)裝料坩堝，可以在裝料工序節(jié)省單晶爐的有效利用時間，降低因為裝料不規(guī)范而造成掛邊、搭橋等事故的發(fā)生。
文檔編號C30B15/10GK202246996SQ20112034873
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者孟濤, 閆永兵 申請人:鎮(zhèn)江仁德新能源科技有限公司