專利名稱：外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種高頻線圈，尤其是涉及一種可使電流均勻分布在拉制孔周圍且通過冷卻介質通道合理設置確保線圈溫度較為均衡的高頻線圈，具體涉及一種外開口的同時拉制多根硅芯或其它晶體材料的高頻感應加熱線圈結構。
背景技術：
已知的硅芯或其它晶體材料大部分以區熔方式的加工工藝進行生產，現有的可同時生產多根硅芯及其它晶體材料的高頻線圈結構，其工作原理如下工作時通過給高頻線圈通入高頻電流和冷卻介質，其中高頻電流在高頻線圈的上下面運行，冷卻介質在環埋在高頻線圈外圍的冷卻介質通道“冷卻水道”內運行，在高頻電流流經線圈時使高頻線圈產生感應磁場，并由感應磁場對原料棒上部端頭進行感應加熱，同時冷卻介質對高頻線圈相鄰的部分進行冷卻，防止線圈因過熱而熔化；通過高頻線圈下面加熱后的原料棒上端頭達到 熔化溫度后形成融化區，在提升機構籽晶夾頭上設置有籽晶，由籽晶穿過高頻線圈內孔后與熔化后的原料棒上端頭相粘合，待籽晶與熔化后所述原料棒融為一體時，而后由提升機構帶動籽晶和柱形晶體通過內孔按照預定的速度上升，粘附在籽晶上的晶體在脫離高頻線圈內孔后便會按照籽晶的晶體排列順序進行結晶，并慢慢被提升起來形成具有一定形狀的晶棒“也就是柱形晶體”，這個新的柱形晶體便是硅芯或其它材料晶體的制成品；柱形晶體再經過還原等工序形成所需產品。需要說明的是目前高頻線圈在電流經過時受到趨膚效應、電流走近路所產生的中部過熱等現象的困擾，造成線圈的使用壽命降低；其中趨膚效應是指電流在高頻線圈上運行時會沿著上下面行走；電流走近路是指電流通常會沿著最近的回路線行走；由于冷卻水道設置在高頻線圈的外圍，使得高頻線圈的中部受到電流走近路現象便會產生過高的溫度,在長時間的高溫環境下高頻線圈的損壞便會由高頻線圈的中部開始“主要是高溫環境下材質發生的改變”，使高頻線圈的使用壽命大幅度縮短。發明人在先專利申請的多項專利雖然說較好的實現了同時拉制多根硅芯或其它晶體材料，但是水路“冷卻介質通道”設置不合理的弊端也得以顯現，為了進一步實現高頻感應加熱線圈的較長壽命，有必要對于水路進行改進和優化。
發明內容為了實現所述發明目的，本發明提供了一種外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，所述外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構通過將冷卻介質通道設置成環形或多角形結構的外環冷卻介質通道，并由向內折彎聯通內圓冷卻介質通道，使得中部較熱區域得到更多的降溫機會，有效地克服了中部過熱現象的發生，而且磁力線并不會減弱；本發明通過將多個拉制孔分別設置為孔口處具有環狀斜面；保證了原料棒的受熱均勻和防范趨膚效應；本發明具有結構簡單，使用壽命較長等優點。為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案
一種外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，包括冷卻介質通道、鑲嵌銅片、電流交叉片、連接座和地線連接片；所述冷卻介質通道為圓形或多角形，在圓形或多角形外環冷卻介質通道上設有至少兩個向內折彎，在向內折彎的外環冷卻介質通道之間設有間隙，在向內折彎的外環冷卻介質通道分別聯通內圓冷卻介質通道的兩個開口，所述內圓冷卻介質通道與內圓冷卻介質通道為間隔設置，鑲嵌銅片的外緣與內圓冷卻介質通道的內壁連接，在鑲嵌銅片的中部設有拉制孔；在所述圓形或多角形外環冷卻介質通道的外緣面上設置向外折彎且間距并列的冷卻介質通道，兩向外折彎的冷卻介質通道折彎相對面設有電流交叉片，在電流交叉片的中部設有貫通的電流交叉斜開口，兩向外折彎的冷卻介質通道分別與連接座連接；所述地線連接片與外環冷卻介質通道的任意外部面連接形成外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構。所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，在拉制孔的上部或下部孔口處設有環狀斜面。所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，所述拉制孔設置為圓形或多角形。 所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，所述兩個連接座外側分別設置有連接孔。所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，兩個連接座外側設置的連接孔分別為至少一個。所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，所述鑲嵌銅片與內圓冷卻介質通道的下部內側壁連接；或上部內側壁連接；或中部內側壁連接。所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，所述冷卻介質通道、鑲嵌銅片、電流交叉片、連接座和地線連接片通過銅焊或銀焊形成一體。所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，在鑲嵌銅片的對應間隙一側設有半環繞拉制孔的半圓形導流槽，半圓形導流槽的對應間隙處設有開口。由于采用如上所述的技術方案，本發明具有如下有益效果本發明所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構,本發明將外環冷卻介質通道設置為圓形或多角形，并且在圓形或多角形外環冷卻介質通道上設置多個向內折彎，由向內折彎聯通內圓冷卻介質通道的兩個開口，形成全部貫通的冷卻介質通道，所述內圓冷卻介質通道上設置的鑲嵌銅片以及拉制孔形成的擴大電流輻射范圍，有效克服了原料硅棒端頭的加熱問題，其中的內圓冷卻介質通道使得原料硅棒的端頭中部也獲得相應的電流，可以保證中部溫度也不會過高且使得中部較熱區域得到更多的降溫機會，而且磁力線并不會減弱；使用時將連接座連接的冷卻介質通道接通冷卻介質，地線連接片同時外接防止短路，在原料硅棒的端頭靠近本發明下面時，在原料硅棒的端頭部位融化后，籽晶夾頭帶著籽晶下降，使籽晶通過多個拉制孔后插入原料棒的熔化區，然后提升籽晶，原料棒上部的熔化液體會跟隨籽晶上升，其原料棒下部的下軸也相應跟隨同步緩慢上升；由于原料棒的端部可能不太平整；所以需要控制原料棒的上升速度以實現受熱均勻的效果；原料硅棒上部的熔化區在籽晶的粘和帶動并通過拉制孔后，由于磁力線的減弱而冷凝，便形成一個新的柱型晶體；本發明具有結構簡單，使用壽命較長等優點。
圖I是本發明的結構示意圖；圖2是本發明的另一實施例結構示意圖；圖3是本發明的鑲嵌銅片立體結構示意圖；圖4是本發明的電流交叉片立體結構示意圖。圖5是本發明的連接座立體結構示意圖。圖中1、地線連接片；2、外環冷卻介質通道；3、內圓冷卻介質通道；4、半圓形導流槽；5、鑲嵌銅片；6、環狀斜面；7、拉制孔；8、間隙；9、電流交叉斜開口 ；10、電流交叉片；11、冷卻介質通道；12、連接座；13、連接孔。
具體實施方式通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發明，公開本發明的目的旨在保護本發明范圍內的一切變化和改進，本發明并不局限于下面的實施例；結合附圖I 5中所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，包括冷卻介質通道11、鑲嵌銅片5、電流交叉片10、連接座13和地線連接片I ;結合附圖I或2中給出的結構所述冷卻介質通道11為圓形或多角形，在圓形或多角形外環冷卻介質通道2上設有至少兩個向內折彎，在向內折彎的外環冷卻介質通道2之間設有間隙8，在向內折彎的外環冷卻介質通道2分別聯通內圓冷卻介質通道3的兩個開口，所述內圓冷卻介質通道3與內圓冷卻介質通道3為間隔設置，鑲嵌銅片5的外緣與內圓冷卻介質通道3的內壁連接，結合附圖1、2或3中給出的結構在鑲嵌銅片5的中部設有拉制孔7，鑲嵌銅片5采用較薄的銅片，使得的鑲嵌銅片5上的拉制孔7上部或下部孔口處設有環狀斜面6來引導電流，克服了趨膚效應時電流會在鑲嵌銅片5的上下表面運行，克服了硅芯在拉制過程中到達拉制孔7中部時出現的結晶現象，避免了當硅芯在拉制時的融化-結晶-融化必然導致硅芯結晶斷裂的后果，所以拉制孔7的環狀斜面6就是為了很好的克服趨膚效應問題，在鑲嵌銅片5的對應間隙8 一側設有半環繞拉制孔7的半圓形導流槽4，半圓形導流槽4的對應間隙8處設有開口，所述半圓形導流槽4和開口可以更近一步的使電流順延拉制孔7四周運行，所述拉制孔7設置為圓形或多角形；在所述圓形或多角形外環冷卻介質通道2的外緣面上設置向外折彎且間距并列的冷卻介質通道11，結合附圖I、2或4中給出的結構兩向外折彎的冷卻介質通道11折彎相對面設有電流交叉片10，在電流交叉片10的中部設有貫通的電流交叉斜開口 9 ;兩向外折彎的冷卻介質通道11分別與連接座12連接，所述兩個連接座12外側分別設置有至少一個連接孔13 ;所述地線連接片I與外環冷卻介質通道2的任意外部面連接形成外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構。所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，所述鑲嵌銅片5與內圓冷卻介質通道3的下部內側壁連接；或上部內側壁連接；或中部內側壁連接；所述冷卻介質通道11、鑲嵌銅片5、電流交叉片10、連接座12和地線連接片I通過銅焊或銀焊形成一體。實施本發明所述的外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，本發明的設計初衷是基于這兩年對于在先專利的使用中，發現了在所述專利內孔周圍的電流運行較、好，但是由于冷卻介質通道11設置在外部，中部相應的較熱，金屬在高溫環境下出現疲勞，材質發生改變，最終出現了由中心部位的損壞；電流在環繞各個內孔“拉制孔7”運行時，會出現中部內孔“拉制孔V’的電流運行較多，使得中部內孔“拉制孔7”的溫度也遠高于外圍的內孔“拉制孔4”也就是電流走近路現象；本發明將冷卻介質通道11設置在中部迂回后，使得上述問題得到了有效克服。本發明通過設置的內圓冷卻介質通道3的冷卻介質通道11對于相對中部較高的溫度得到緩解，而且磁力線并不會減弱，使用時將連接座12連接的冷卻介質通道11接通冷卻介質“”需要說明的是冷卻介質通道11包含的圓形或多角形外環冷卻介質通道2和多個內圓冷卻介質通道3，并且相互貫通；在所述圓形或多角形外環冷卻介質通道2的外緣面上設置向外折彎且間距并列的冷卻介質通道11中一個為冷卻介質進入口，另一個為冷卻介質出口 ；地線連接片I同時外接防止短路，冷卻介質通道11的中圓形或多角形外環冷卻介 質通道2以及中部的內圓冷卻介質通道3的設置主要功能是為了使高頻電流在多個內圓冷卻介質通道3處形成匯集，并能夠形成借用或交叉使原料棒均勻受熱，并且可以實現輔助化料的作用；在原料硅棒的端頭靠近本發明冷卻介質通道11以及多個內圓冷卻介質通道3下方時，原料硅棒的端頭部位融化后，籽晶夾頭帶著籽晶下降，使籽晶通過多個拉制孔7后插入原料棒的熔化區，然后提升籽晶，原料棒上部的熔化液體會跟隨籽晶上升，其原料棒下部的下軸也相應跟隨同步緩慢上升，但是其原料棒不得與冷卻介質通道11和多個內圓冷卻介質通道3下面接觸；因為原料棒的端部可能不太平整；所以需要控制原料棒的上升速度，但要盡可能的使原料硅棒靠近冷卻介質通道11和多個內圓冷卻介質通道3下面；以實現受熱均勻的效果；原料硅棒上部的熔化區在籽晶的粘和帶動并通過拉制孔7后，由于磁力線的減弱而冷凝，便形成一個新的柱型晶體，其籽晶夾頭夾帶籽晶緩慢上升，便可形成所需長度的成品硅芯。以上內容中未細述部份為現有技術，故未做細述。
權利要求
1.一種外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，包括冷卻介質通道(11)、鑲嵌銅片(5)、電流交叉片(10)、連接座(13)和地線連接片(I)，其特征是所述冷卻介質通道(11)為圓形或多角形，在圓形或多角形外環冷卻介質通道(2)上設有至少兩個向內折彎，在向內折彎的外環冷卻介質通道(2)之間設有間隙(8)，在向內折彎的外環冷卻介質通道⑵分別聯通內圓冷卻介質通道⑶的兩個開ロ，所述內圓冷卻介質通道⑶與內圓冷卻介質通道(3)為間隔設置，鑲嵌銅片(5)的外緣與內圓冷卻介質通道(3)的內壁連接，在鑲嵌銅片(5)的中部設有拉制孔(7);在所述圓形或多角形外環冷卻介質通道(2)的外緣面上設置向外折彎且間距并列的冷卻介質通道(11)，兩向外折彎的冷卻介質通道(11)折彎相對面設有電流交叉片(10)，在電流交叉片(10)的中部設有貫通的電流交叉斜開ロ(9)，兩向外折彎的冷卻介質通道(11)分別與連接座(12)連接；所述地線連接片(I)與外環冷卻介質通道(2)的任意外部面連接形成外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構。
2.根據權利要求I所述的外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，其特征是在拉制孔(7)的上部或下部孔ロ處設有環狀斜面(6)。
3.根據權利要求I或2所述的外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，其特征是所述拉制孔(7)設置為圓形或多角形。
4.根據權利要求I所述的外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，其特征是所述兩個連接座(12)外側分別設置有連接孔(13)。
5.根據權利要求4所述的外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，其特征是兩個連接座(12)外側設置的連接孔(13)分別為至少ー個。
6.根據權利要求I所述的外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，其特征是所述鑲嵌銅片(5)與內圓冷卻介質通道(3)的下部內側壁連接；或上部內側壁連接；或中部內側壁連接。
7.根據權利要求I所述的外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，其特征是所述冷卻介質通道(11)、鑲嵌銅片(5)、電流交叉片(10)、連接座(12)和地線連接片(I)通過銅焊或銀焊形成一體。
8.根據權利要求I所述的外開ロ同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，其特征是在鑲嵌銅片(5)的對應間隙(8) —側設有半環繞拉制孔(7)的半圓形導流槽(4)，半圓形導流槽(4)的對應間隙(8)處設有開ロ。
全文摘要
本發明屬于一種高頻線圈，尤其是涉及一種外開口同時拉制多根硅芯的高頻感應加熱線圈結構，在圓形或多角形外環冷卻介質通道(2)上設有至少兩個向內折彎，在向內折彎的外環冷卻介質通道分別聯通內圓冷卻介質通道(3)的兩個開口，鑲嵌銅片(5)的外緣與內圓冷卻介質通道的內壁連接，在鑲嵌銅片(5)的中部設有拉制孔(7)；在外環冷卻介質通道的外緣面上設置向外折彎且間距并列的冷卻介質通道(11)，兩向外折彎的冷卻介質通道分別與連接座(12)連接；本發明通過將冷卻介質通道設置成環形或多角形結構的外環冷卻介質通道，并由向內折彎聯通內圓冷卻介質通道，使得中部較熱區域得到更多的降溫機會，有效地克服了中部過熱現象的發生。
文檔編號C30B28/10GK102691097SQ201110068520
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月22日 優先權日2011年3月22日
發明者劉朝軒 申請人:洛陽金諾機械工程有限公司