本實用新型涉及噴涂技術領域,尤其涉及一種石英坩堝涂層噴涂裝置。
背景技術:
石英坩堝主要用于切克拉斯基法(Cz)單晶硅的拉制,即高溫加熱多晶硅,使其融化在石英坩堝中,然后采用拉晶機通過抽拉來生長單晶,由于拉制單晶時間較長,石英坩堝通常都是承受長時間的熱應力,容易發生變形,從而影響拉晶的結果,為解決坩堝易發生變形的問題,在坩堝內表面噴涂上一層促進方石英形成的涂層,由于方石英的熔點是1720℃,比硅熔體熔點1420℃高出很多,所以當坩堝內表面形成一層方石英涂層時,能夠有效的提高石英坩堝的抗熱變形能力,增長坩堝的使用時間。
但是,目前的涂層工藝是將噴嘴安裝在一個可以上下運動的桿上,下方放置石英坩堝,噴嘴由上至下往運動的過程就將石英坩堝內表面噴制涂層,這樣的方式存在噴涂不均勻及穩定性較差的缺點,不能夠有效的控制涂層濃度的分布,即坩堝底部的涂層較厚,拉晶的過程中硅液中的雜質也聚集在底部,加劇了坩堝內表面的不均勻,導致坩堝下部失透層較厚,出現剝落現象,從而影響拉晶。
技術實現要素:
針對現有技術的不足,本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠均勻噴涂坩堝內表面Ba涂層的石英坩堝涂層噴涂裝置,帶動噴嘴的軸桿不僅可以做上下運動,還能做前后運動,同時噴嘴可以圍繞軸桿的端頭做圓弧運動,且圓弧軌跡與坩堝內壁圓弧相匹配,最終使得坩堝上開口至底部內表面涂層的濃度呈一定梯度均勻下降,從而使得石英坩堝在拉晶過程中內表面失透均勻,失透層不易脫落,噴涂效果良好,涂層的穩定性得到保障。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種石英坩堝涂層噴涂裝置,包括直角桿、軸桿、轉動軸、噴嘴、輸液管、輸氣管,直角運動桿包括水平段和水平段向下延伸成的豎直段,轉動軸上固定有噴嘴,且轉動軸的兩端與豎直段的末端軸連接,軸桿包括運動段、翹板段、固定樁、聯動段、驅動夾,驅動夾包括夾體和轉軸,夾體的一端為夾合端,且另一端為轉軸端,夾合端夾合固定轉動軸,轉軸端設置有轉軸,轉軸的兩端軸連接在夾體上,且轉軸可相對夾體自轉,固定樁固定在直角運動桿水平段靠近轉角端,運動段一端與翹板段軸連接,翹板段中部與軸固定樁軸連接,翹板段的另一端與聯動段的一端軸連接,聯動段的另一端與驅動夾的轉軸固定連接,運動段帶動翹板段以固定樁為支點連帶聯動段運動,聯動段帶動驅動夾旋轉轉動軸,旋轉的轉動軸帶動噴嘴旋轉,即軸桿驅動噴嘴圍繞豎直段末端做圓弧運動;噴嘴包括殼體、進氣口、進液口和噴頭,殼體的一端與轉動軸固定連接,且相對的另一端設置有噴頭,殼體上設置有與輸氣管連通的進氣口和輸液管連通的進液口,進氣口和進液口同時與噴頭連通。
最優的,還包括冷涂室、溫度傳感器、抽氣系統、轉盤,直角桿、軸桿、轉動軸、噴嘴、輸液管、輸氣管、溫度傳感器、轉盤均設置在冷涂室中,向內凹陷的轉盤設置在冷涂室中間,石英坩堝擺放在轉盤的凹陷內,噴嘴設置在轉盤上部,測量石英坩堝的溫度傳感器設置在冷涂室內壁,抽氣系統設置在冷涂室的上部。
最優的,還包括直角桿驅動裝置、軸桿驅動裝置、氣體壓縮機、液體壓縮機、轉盤驅動裝置、液體流速控制裝置、氣體流速控制裝置,直角桿驅動裝置與直角運動桿固定連接,且驅動直角運動桿上下前后運動,軸桿驅動裝置與運動段固定連接,且驅動運動段前后運動,轉盤驅動裝置與轉盤固定連接,且驅動轉盤轉動,氣體壓縮機與輸氣管道連通,液體壓縮機與輸液管道連通,輸液管上設置有液體流速控制裝置,輸氣管上設置有氣體流速控制裝置。
最優的,所述冷涂室側壁設置有長條狀柔性門簾,直角桿和軸桿穿過柔性門簾,進入冷涂室內,柔性門簾包括左右兩排封閉用突出齒,柔性材料制成的左右兩排突出齒相互匹配,且交錯排列。
最優的,所述氣體壓縮機壓縮空氣、氮氣或者二氧化碳中的至少一種。
最優的,還包括智能控制裝置,智能控制裝置與直角桿驅動裝置、軸桿驅動裝置、轉盤驅動裝置、液體流速控制裝置、氣體流速控制裝置、溫度傳感器分別電連接,智能控制裝置接受溫度傳感器發送的數據信號,且控制直角桿驅動裝置、軸桿驅動裝置、轉盤驅動裝置、液體流速控制裝置、氣體流速控制裝置。
由上述技術方案可知,本實用新型提供的石英坩堝涂層噴涂裝置,可以上下運動,同時能前后調節與石英坩堝的距離,并且可以弧度運動噴涂,從而精確控制涂層厚度,使坩堝在拉晶后內表面失透均勻。
附圖說明
附圖1是石英坩堝涂層噴涂裝置的結構示意圖。
圖中:直角桿10、水平段11、豎直段12、軸桿20、運動段21、翹板段22、固定樁23、聯動段24、驅動夾25、噴嘴30、輸液管40、輸氣管50、冷涂室60、轉盤70。
具體實施方式
結合本實用新型的附圖,對實用新型實施例的技術方案做進一步的詳細闡述。
一種石英坩堝涂層噴涂裝置,包括直角桿10、軸桿20、轉動軸、噴嘴30、輸液管40、輸氣管50、冷涂室60、溫度傳感器、抽氣系統、轉盤70、直角桿驅動裝置、軸桿驅動裝置、氣體壓縮機、液體壓縮機、轉盤70驅動裝置、液體流速控制裝置、氣體流速控制裝置、智能控制裝置。
所述直角桿10、軸桿20、轉動軸、噴嘴30、輸液管40、輸氣管50、溫度傳感器、轉盤70均設置在冷涂室60中,冷涂室60側壁設置有長條狀柔性門簾,直角桿10和軸桿20穿過柔性門簾,進入冷涂室60內,柔性門簾包括左右兩排封閉用突出齒,柔性材料制成的左右兩排突出齒相互匹配,且交錯排列,向內凹陷的轉盤70設置在冷涂室60中間,石英坩堝擺放在轉盤70的凹陷內,噴嘴30設置在轉盤70上部,測量石英坩堝的溫度傳感器設置在冷涂室60內壁,抽氣系統設置在冷涂室60的上部,抽氣系統將噴涂時過剩的有毒霧化液體能夠及時排出,避免人體吸入,造成人員傷害。
直角運動桿包括水平段11和水平段11向下延伸成的豎直段12,轉動軸上固定有噴嘴30,且轉動軸的兩端與豎直段12的末端軸連接,軸桿20包括運動段21、翹板段22、固定樁23、聯動段24、驅動夾25,驅動夾25包括夾體和轉軸,夾體的一端為夾合端,且另一端為轉軸端,夾合端夾合固定轉動軸,轉軸端設置有轉軸,轉軸的兩端軸連接在夾體上,且轉軸可相對夾體自轉,固定樁23固定在直角運動桿水平段11靠近轉角端,運動段21一端與翹板段22軸連接,翹板段22中部與軸固定樁23軸連接,翹板段22的另一端與聯動段24的一端軸連接,聯動段24的另一端與驅動夾25的轉軸固定連接,運動段21帶動翹板段22以固定樁23為支點連帶聯動段24運動,聯動段24帶動驅動夾25旋轉轉動軸,旋轉的轉動軸帶動噴嘴30旋轉,即軸桿驅動噴嘴30圍繞豎直段12末端做圓弧運動,當坩堝內壁呈現圓弧形時,噴嘴30可以沿圓弧型坩堝內壁位置走同心圓弧。
噴嘴30包括殼體、進氣口、進液口和噴頭,殼體的一端與轉動軸固定連接,且相對的另一端設置有噴頭,殼體上設置有與輸氣管50連通的進氣口和輸液管40連通的進液口,進氣口和進液口同時與噴頭連通。
直角桿驅動裝置與直角運動桿固定連接,且驅動直角運動桿上下前后運動,從而可以有效地控制噴嘴30距坩堝內壁的距離,當噴嘴距離坩堝壁部距離較遠時,噴液到達坩堝壁部時的噴幅較大,反之,噴幅較小,軸桿驅動裝置與運動段21固定連接,且驅動運動段21前后運動,轉盤70驅動裝置與轉盤70固定連接,且驅動轉盤70轉動,氣體壓縮機與輸氣管50道連通,氣體壓縮機壓縮空氣、氮氣或者二氧化碳中的至少一種,液體壓縮機與輸液管40道連通,輸液管40上設置有液體流速控制裝置,輸氣管50上設置有氣體流速控制裝置。
智能控制裝置與直角桿驅動裝置、軸桿驅動裝置、轉盤70驅動裝置、液體流速控制裝置、氣體流速控制裝置、溫度傳感器分別電連接,智能控制裝置接受溫度傳感器發送的數據信號,且控制直角桿驅動裝置、軸桿驅動裝置、轉盤70驅動裝置、液體流速控制裝置、氣體流速控制裝置。
坩堝安放到旋轉轉盤70上時,溫度傳感器能及時地記錄坩堝噴涂前溫度,噴涂前的坩堝內表面溫度要控制在合適范圍內才適于涂層,溫度太低,坩堝內表面涂層模糊,溫度太高,藥液揮發較快,藥液浪費多,涂層結合性也相對較差。另一方面要嚴格的控制噴液的流量,流量過大,坩堝內表面涂層厚度較厚,涂層模糊,流量太小,涂層厚度過薄,藥液浪費較多。
本實用新型提供一種能夠均勻噴涂坩堝內表面Ba涂層的石英坩堝涂層噴涂裝置,帶動噴嘴的軸桿不僅可以做上下運動,還能做前后運動,同時噴嘴可以圍繞軸桿的端頭做圓弧運動,且圓弧軌跡與坩堝內壁圓弧相匹配,最終使得坩堝上開口至底部內表面涂層的濃度呈一定梯度均勻下降,從而使得石英坩堝在拉晶過程中內表面失透均勻,涂層不易脫落,噴涂效果良好,涂層的穩定性得到保障。