專利名稱：一種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及石墨固化氈技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶。
背景技術(shù)：
[0002]1917年，切克勞斯基(J. Czochralski)發(fā)表了用直拉法從烙體中生長單晶體的論文，為用直拉法生長硅單晶奠定了理論基礎(chǔ)，從此，直拉單晶設(shè)備——直拉單晶爐飛速發(fā)展，最初的直拉單晶爐用高頻加熱，這種形式的單晶爐稱為外熱式直拉單晶爐，最初的外熱式直拉單晶爐粗糙簡單，以后在發(fā)展過程中不斷改進，增加了坩堝的旋轉(zhuǎn)和一些附屬件，張于使外熱式直拉單晶爐初具規(guī)模，但是，這種形式的直拉單晶爐對進一步擴大硅單晶生產(chǎn)阻礙較大，因此，在發(fā)展中出現(xiàn)了內(nèi)熱式直接單晶爐，內(nèi)熱式直拉單晶爐用高純石墨作發(fā)熱體，發(fā)熱體用保溫材料保溫，放在密封水冷的不銹鋼爐腔內(nèi)，發(fā)熱體通過大電流產(chǎn)生高溫使多晶硅熔化。[0003]同時直拉硅單晶生長技術(shù)的發(fā)展也促進了直拉硅單晶生長設(shè)備的發(fā)展，最初的直接單晶爐裝料量只有一百多克多晶硅，石英坩堝的直徑40毫米至6毫米，拉制的硅單晶長度只有幾厘米到十幾厘料，現(xiàn)在，直拉單晶爐一般可裝多晶硅45公斤，最多的可達300公斤，石英坩堝直徑達350毫米，單晶直徑達150毫米，長度近2米。隨著硅單晶在高技術(shù)應(yīng)該用領(lǐng)域的不斷推廣，對單晶體的需求量也在不斷增加，對硅單晶質(zhì)量的要求越來越高，市場需要的單晶硅芯片直徑越來越大，為滿足迅速發(fā)展的需求，國內(nèi)外晶體生長廠家紛紛投巨資擴大產(chǎn)量，特別是近年來國家對信息產(chǎn)業(yè)的估惠政策使國內(nèi)生產(chǎn)廠商紛紛擴大生產(chǎn)規(guī)模。[0004]晶體熱場系統(tǒng)是直拉硅單晶生長設(shè)備的核心，熱場的優(yōu)劣對單晶硅的質(zhì)量有很大的影響，合適的熱場參夠生長出高質(zhì)量的單晶，不好的熱場容易使單晶變成多晶，或者根本無法引晶，有的熱場雖然能夠生長單晶，但質(zhì)量較差，有位錯和其它結(jié)構(gòu)缺陷，因此，找到好的熱場條件，配置最佳的熱場系統(tǒng)，是非常重要的直拉單晶工藝技術(shù)。[0005]目前國內(nèi)的單晶爐熱場所用保溫材料基本上都是采用石墨桶和石墨化高純軟炭氈的組合體。目前國內(nèi)已有部分廠家開始對固化炭氈進行研發(fā)，但尚無一家生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的合格產(chǎn)品，也沒有一家形成工業(yè)化生產(chǎn)。從國際上看，目前只有日本、德國、美國等少數(shù)發(fā)達國家的數(shù)家企業(yè)能夠生產(chǎn)合格的固化炭氈，但其均采用“氣象沉積法”，采用該方法技術(shù)復(fù)雜，加工周期長，成本高等缺點，其產(chǎn)品售價高達每公斤3000元人民幣左右。我國目前所能生產(chǎn)的聚丙烯腈基炭纖維氈體厚度只能達到12mm，使用大于該厚度的保溫材料，則需依靠炭材料的連接技術(shù)方能實現(xiàn)。而且聚丙烯腈基炭纖維材料本身的抗老化功能不強，性能丟失較快。也有一些企業(yè)能生產(chǎn)定型炭纖維保溫體工件，但是生產(chǎn)的工件尺寸質(zhì)量不穩(wěn)定，加工精度不高，外觀粗糙。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實用新型的目的在于提供一種熱場條件好，低揮發(fā)性、無污染、操作方便、使用壽命長、成本低、熱導(dǎo)系數(shù)小、隔熱效果好、升降溫速度快，熱慣性小的直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶。[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案為一種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶，所述保溫桶外壁由上、中、下三個圓筒狀的保護罩組合形成，所述的保護罩由炭纖維材料固化形成，保護罩內(nèi)放置有一上大下小的倒錐形導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)壁上緊貼有由多塊保溫檔板構(gòu)成的保溫層，保溫層下端通過底座固定在保溫桶內(nèi)。[0008]所述的保護罩、導(dǎo)流筒、保溫檔板、底座均采用炭纖維材料通過粘接一壓制一高溫固化一機械加工一涂層一聞溫固化一修飾工序制作成型。[0009]所述的保溫檔板由炭纖維材料固化形成的弧形，保溫檔板上一體成型有導(dǎo)流孔。[0010]所述的保溫檔板沿保溫桶中心軸線均勻分布在導(dǎo)流筒內(nèi)。[0011]所述的相鄰保護罩的連接部位均為相互配合的階梯形環(huán)槽，并通過該階梯形環(huán)槽相套合。[0012]本實用新型的保溫桶部件直接采用“熱涂層法”技術(shù)進行生產(chǎn)，選用高性能粘接劑，直接復(fù)合氈體，再進行低溫固化、高溫炭化成型，精加工后涂層耐高溫涂料，再進行純化即可，相對于現(xiàn)有的單晶爐保溫桶可節(jié)能30%至45%，而且炭氈制成的保溫層進一步提高了保溫性能。本方案的保溫桶具有低揮發(fā)性、無污染、操作方便、使用壽命長、成本低、熱導(dǎo)系數(shù)小、隔熱效果好、升降溫速度快，熱慣性小等優(yōu)點。


[0013]圖I為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0014]下面結(jié)合所有附圖對本實用新型作進一步說明，本實用新型的較佳實施例為參見附圖1，本實施例所述的直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶，它包括有保護罩I、導(dǎo)流筒2、 保溫檔板3、底座4，上述部件均采用炭纖維材料通過粘接一壓制一高溫固化一機械加工一涂層一高溫固化一修飾工序制作成型。保溫桶外壁由上、中、下三個圓筒狀的保護罩I組合形成，相鄰保護罩I的連接部位均為相互配合的階梯形環(huán)槽，并通過該階梯形環(huán)槽相套合； 保護罩I內(nèi)放置有一上大下小的倒錐形導(dǎo)流筒2，導(dǎo)流筒2內(nèi)側(cè)壁上緊貼有由多塊保溫檔板 3構(gòu)成的保溫層，保溫檔板3的形狀為與導(dǎo)流筒相配合的弧形，保溫檔板3上一體成型有導(dǎo)流孔5 ;保溫檔板3沿保溫桶中心軸線均勻分布在導(dǎo)流筒內(nèi)；保溫檔板下端通過底座4固定在保溫桶內(nèi)。[0015]以上所述之實施例只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶，其特征在于所述保溫桶外壁由上、中、下三個圓筒狀的保護罩組合形成，所述的保護罩由炭纖維材料固化形成，保護罩內(nèi)放置有一上大下小的倒錐形導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)壁上緊貼有由多塊保溫檔板構(gòu)成的保溫層，保溫層下端通過底座固定在保溫桶內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶，其特征在于保溫檔板由炭纖維材料固化形成的弧形，保溫檔板上一體成型有導(dǎo)流孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶，其特征在于保溫檔板沿保溫桶中心軸線均勻分布在導(dǎo)流筒內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶，其特征在于相鄰保護罩的連接部位均為相互配合的階梯形環(huán)槽，并通過該階梯形環(huán)槽相套合。
專利摘要本實用新型提供一種直拉單晶爐熱場系統(tǒng)用的保溫桶，所述保溫桶外壁由上、中、下三個圓筒狀的保護罩組合形成，所述的保護罩由炭纖維材料固化形成，保護罩內(nèi)放置有一上大下小的倒錐形導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè)壁上緊貼有由多塊保溫檔板構(gòu)成的保溫層，保溫層下端通過底座固定在保溫桶內(nèi)。本方案的保溫桶具有低揮發(fā)性、無污染、操作方便、使用壽命長、成本低、熱導(dǎo)系數(shù)小、隔熱效果好、升降溫速度快，熱慣性小等優(yōu)點。
文檔編號C30B15/00GK202808995SQ201220383169
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者趙祥志, 沈鐳, 高廣穎, 李靖靖, 李崇新, 趙峰 申請人:益陽祥瑞科技有限公司