專利名稱：一種單晶爐的坩堝上升及旋轉系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于單晶爐技術領域，涉及一種單晶爐的坩堝上升及旋轉系統。
背景技術：
TDR-90單晶爐是用于生產單晶硅的重要設備。一般晶體的生產過程中是將原料混合、形成、煅燒、熔融，再在單晶爐中提拉出單晶，但是晶體在原料熔融與晶體生長過程中， 常會因為原料組分的偏據而產生熔體老化現象并導致晶體生產失敗，嚴重影響產品的生長成功率。為解決上述問題，中國專利公開一種帶可旋轉托盤的單晶爐(申請號為 200520039755. 9)，其主要包括一單晶爐，該單晶爐由爐體、上轉電機、上升降電機、下升降電機、導軌、螺桿、托盤組成，托盤被制成轉盤，轉盤由一下轉電機驅動。這樣，坩堝即可升降也可旋轉。下轉電機通過一個控制單元可根據設定并控制電機的轉速與轉動方向及其變化規律，使坩堝按設計要求旋轉。通過這種結構可有效克服晶體生長中的福分偏聚現象。但是由于晶體生長受到溫度等復雜因素的影響，并在單晶提拉中對于速度的要求是非常的高，晶棒、坩堝之間相對升降速度和旋轉速度如果不能隨實際情況調整的話會導致晶體在提拉時變粗或者變細，影響產品質量。而使用普通的電機是不能適用隨時變化的情況，因為普通電機的速度都是固定的，是不能進行快速變速。
發明內容本實用新型針對現有的技術存在上述問題，提出了一種單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，該單晶爐的坩堝上升及旋轉系統能夠使技術員根據實際生產情況隨時調節晶棒與坩堝之間的轉速，保證單晶的品質。本實用新型通過下列技術方案來實現一種單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，包括機架、升降臺和上、下升降架，在升降臺上設置有坩堝，在坩堝的上方設有晶棒，其特征在于，該坩堝上升及旋轉系統還包括上、下旋轉伺服電機和上、下升降伺服電機，所述的上旋轉伺服電機固定于上升降架上且與上述的晶棒連接，所述的上升降伺服電機固定機架上且與所述的上升降架之間通過第一傳動機構連接，所述的下旋轉伺服固定在下升降架上且與上述的升降臺連接，所述的下升降伺服電機固定在機架上且與上述的下升降架之間通過第二傳動機構連接，上述的上、下旋轉伺服電機和上、下升降伺服電機均中央控制器連接。將本單晶爐的坩堝上升及旋轉系統中的普通電機換為伺服電機，并通過中央控制器進行控制，技術員可以根據生產的實際情況實時輸入控制參量，中央控制器根據輸入的參量控制上述的四個伺服電機的轉速，從而以適用不同轉速情況。其中，上升降伺服電機通過第一傳動機構控制上升降架升降，固定在上升降架上的上旋轉伺服電機控制晶棒的轉動；下升降伺服電機通過第二傳動機構控制下升降架升降，固定在下升降架上的下旋轉伺服電機控制升降臺的轉動。在上述的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統中，所述的機架上設有上、下導軌，上述的
3上升降架設置在上導軌上，上述的下升降架設置在下導軌上。通過上下導軌使上下升降架能夠平穩傳動。在上述的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統中，所述的第一傳動機構為絲桿傳動機構，包括上絲桿和設置于上升降架內與上絲桿配合的螺紋孔，所述的上絲桿設置在螺紋孔中，上述的上升降伺服電機與上絲桿連接。上升降伺服電機帶動上絲桿轉動，上升降架在螺紋的作用下沿著上絲桿上下升降，從而帶動連接在上升降架上的晶棒升降。在上述的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統中，所述的第二傳動機構為絲桿傳動機構，包括下絲桿和設置于下升降架內與下絲桿配合的螺紋孔，所述的下絲桿設置在螺紋孔中，上述的下升降伺服電機與下絲桿連接。下升降伺服電機帶動帶動下絲桿轉動，下升降架在螺紋的作用下沿著下絲桿上下升降，從而帶動連接在下升降架上的升降臺升降。在上述的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統中，所述的升降臺為連接在下升降架上的轉軸，在轉軸的上端固定有轉盤，上述的坩堝放置在轉盤上，上述的下旋轉伺服電機與轉軸的下端連接。通過下旋轉伺服電機帶動轉軸轉動，轉軸帶動轉盤轉動從而帶動坩堝轉動。現有技術相比，本單晶爐的坩堝上升及旋轉系統采用伺服電機進行驅動，技術員可以根據實際的情況隨時調節伺服電機的轉速，控制方便，保證單晶的品質。
圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中，1、機架；2、升降臺；3、上升降架；4、下升降架；5、上旋轉伺服電機；6、下旋轉伺服電機；7、上升降伺服電機；8、下升降伺服電機；9、坩堝；10、上導軌；11、下導軌；12、晶棒；13、上絲桿；14、轉軸；15、轉盤；16、下絲桿。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例，并結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖1所示的是本實用新型的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，包括機架1、升降臺 2和上、下升降架3、4以及上、下旋轉伺服電機5、6和上、下升降伺服電機7、8。具體來說，機架1上設有上、下導軌10、11，上升降架3設置在上導軌10上，下升降架4設置在下導軌11上。在升降臺2上設置有坩堝9，在坩堝9的上方設有晶棒12，上旋轉伺服電機5固定于上升降架3上且與晶棒12連接，上升降伺服電機7固定在機架1上且與上升降架3之間通過第一傳動機構連接，第一傳動機構為絲桿傳動機構，包括上絲桿13 和設置于上升降架3內與上絲桿13配合的螺紋孔，上絲桿13設置在螺紋孔中，上升降伺服電機7與上絲桿13連接。下旋轉伺服電機6固定在下升降架4上且與升降臺2連接，升降臺2為連接在下升降架4上的轉軸14，在轉軸14的上端固定有轉盤15，坩堝9放置在轉盤15上，下旋轉伺服電機6與轉軸14的下端連接。下升降伺服電機8固定在機架1上且與下升降架4之間通過第二傳動機構連接，第二傳動機構為絲桿傳動機構，包括下絲桿16和設置于下升降架 4內與下絲桿16配合的螺紋孔，下絲桿16設置在螺紋孔中，下升降伺服電機8與下絲桿16 連接。[0019]上、下旋轉伺服電機5、6和上、下升降伺服電機7、8均中央控制器連接。通過中央控制器對四個伺服電機進行控制，根據技術員可以根據生產的實際情況實時輸入控制參量，中央控制器根據輸入的參量控制上述的四個伺服電機的轉速，從而以適用不同轉速情況。其中，上升降伺服電機7通過第一傳動機構控制上升降架3升降，固定在上升降架3上的上旋轉伺服電機5控制晶棒12的轉動；下升降伺服電機8通過第二傳動機構控制下升降架4升降，固定在下升降架4上的下旋轉伺服電機6控制升降臺2的轉動。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了機架1、升降臺2、上升降架3、下升降架4、上旋轉伺服電機 5、下旋轉伺服電機6、上升降伺服電機7、下升降伺服電機8、坩堝9、上導軌10、下導軌11、 晶棒12、上絲桿13 ；轉軸14、轉盤15、下絲桿16等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1.一種單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，包括機架(1)、升降臺(2)和上、下升降架(3、 4)，在升降臺(2)上設置有坩堝(9)，在坩堝(9)的上方設有晶棒(12)，其特征在于，該坩堝上升及旋轉系統還包括上、下旋轉伺服電機(5、6)和上、下升降伺服電機(7、8)，所述的上旋轉伺服電機(5)固定于上升降架(3)上且與上述的晶棒(12)連接，所述的上升降伺服電機(7)固定機架(1)上且與所述的上升降架C3)之間通過第一傳動機構連接，所述的下旋轉伺服固定在下升降架(4)上且與上述的升降臺(2)連接，所述的下升降伺服電機(8)固定在機架(1)上且與上述的下升降架(4)之間通過第二傳動機構連接，上述的上、下旋轉伺服電機(5、6)和上、下升降伺服電機(7、8)均中央控制器連接。
2.根據權利要求1所述的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，其特征在于，所述的機架(1) 上設有上、下導軌(10、11)，上述的上升降架C3)設置在上導軌(10)上，上述的下升降架 (4)設置在下導軌(11)上。
3.根據權利要求1或2所述的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，其特征在于，所述的第一傳動機構為絲桿傳動機構，包括上絲桿(13)和設置于上升降架(3)內與上絲桿(13)配合的螺紋孔，所述的上絲桿(1 設置在螺紋孔中，上述的上升降伺服電機(7)與上絲桿(13) 連接。
4.根據權利要求3所述的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，其特征在于，所述的第二傳動機構為絲桿傳動機構，包括下絲桿(16)和設置于下升降架內與下絲桿(16)配合的螺紋孔，所述的下絲桿(16)設置在螺紋孔中，上述的下升降伺服電機(8)與下絲桿(16)連接。
5.根據權利要求4所述的單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，其特征在于，所述的升降臺 (2)為連接在下升降架(4)上的轉軸(14)，在轉軸(14)的上端固定有轉盤(15)，上述的坩堝(9)放置在轉盤(1 上，上述的下旋轉伺服電機(6)與轉軸(14)的下端連接。
專利摘要本實用新型涉及一種單晶爐的坩堝上升及旋轉系統，屬于單晶爐技術領域。它解決了現有技術中普通電機的速度不能進行快速變速的問題。該系統包括機架、升降臺和上、下升降架，在升降臺上設置有坩堝，在坩堝的上方設有晶棒，還包括上、下旋轉伺服電機和上、下升降伺服電機，上旋轉伺服電機固定于上升降架上且與上述的晶棒連接，上升降伺服電機固定機架上且與上升降架之間通過第一傳動機構連接，下旋轉伺服固定在下升降架上且與升降臺連接，下升降伺服電機固定在機架上且與下升降架之間通過第二傳動機構連接，上、下旋轉伺服電機和上、下升降伺服電機均中央控制器連接。該系統能夠使技術員根據實際生產情況隨時調節晶棒與坩堝之間的轉速。
文檔編號C30B15/10GK202148366SQ201120250480
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者莫丹君, 顏衛兵 申請人:浙江宏業新能源有限公司