專利名稱：區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于非金屬晶體的制造設(shè)備，特別涉及一種區(qū)熔單晶爐的下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
硅材料是現(xiàn)代信息社會(huì)的基礎(chǔ)，它不僅是光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)的主要功能材料，也是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，特別是電力電子器件的基礎(chǔ)材料。區(qū)熔法(FZ)生產(chǎn)單晶硅是區(qū)別于直拉爐(CZ)的一種新型的單晶生長(zhǎng)方法，它利用高頻感應(yīng)加熱線圈將高純度的多晶料局部融化，熔區(qū)依靠熔硅的表面張力和加熱線圈提供的磁托浮力而處于懸浮狀態(tài)，然后從熔區(qū)的下方利用籽晶將熔硅拉制成單晶。由于沒有坩堝污染，區(qū)熔爐生長(zhǎng)的單晶硅純度高，均勻性好，低微缺陷。特別是隨著國(guó)家對(duì)能源、交通、大規(guī)模集成電路等影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸行業(yè)的支持，對(duì)大電流的電力電子器件需要越來越大，要求也越來越高，要求硅單晶向大直徑、大投料量、高純度、高均勻性方向發(fā)展。 由于區(qū)熔法生長(zhǎng)單晶硅的熔區(qū)的特殊性，硅單晶的籽晶引晶、晶體生長(zhǎng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)均由下軸系統(tǒng)提供，使得區(qū)熔單晶爐對(duì)下軸旋轉(zhuǎn)升降的穩(wěn)定性要求很高，下軸的輕微震動(dòng)都可能對(duì)硅單晶質(zhì)量造成影響，甚至造成溢流而損壞設(shè)備。特別是隨著拉制的單晶尺寸變大，區(qū)熔直徑變大，對(duì)下軸運(yùn)動(dòng)的要求更高。由于區(qū)熔爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，而且對(duì)穩(wěn)定性要求較高，普通直拉單晶爐坩堝軸或者相類似的結(jié)構(gòu)不能滿足區(qū)熔單晶爐生長(zhǎng)的要求。文獻(xiàn)I (陳應(yīng)斗.FZ115型區(qū)熔爐的設(shè)計(jì)和特點(diǎn).北京有色金屬，1997，4:11-14)中公開了一種區(qū)熔爐下傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，針對(duì)的是生產(chǎn)3-4英寸區(qū)熔單晶的小型區(qū)熔爐，其下軸行程只有I. 3米，內(nèi)、外軸升降運(yùn)動(dòng)分別由單獨(dú)的絲桿和托盤驅(qū)動(dòng)。在區(qū)熔單晶生長(zhǎng)的等徑過程中，內(nèi)、外軸需同步升降和旋轉(zhuǎn)，該機(jī)構(gòu)內(nèi)外軸同步性只能靠?jī)山M獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的絲桿的同步性保證，易出現(xiàn)因意外造成內(nèi)外軸升降不同步而導(dǎo)致熔區(qū)坍塌的情況。特別是隨著6-8英寸大直徑區(qū)熔單晶爐的發(fā)展，外軸行程的加長(zhǎng)，該機(jī)構(gòu)中內(nèi)外軸的同心度及穩(wěn)定性也難以保證。針對(duì)6-8英寸的大直徑區(qū)熔單晶爐的下軸機(jī)構(gòu)尚未有見報(bào)道，實(shí)有必要開發(fā)一種用于區(qū)熔單晶爐的下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種采用內(nèi)、外軸聯(lián)動(dòng)的形式，可實(shí)現(xiàn)外軸的旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)、內(nèi)軸的升降運(yùn)動(dòng)和與外軸同步的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是提供一種區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括外軸，所述下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括支撐框、驅(qū)動(dòng)絲桿、絲桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)托盤、花鍵軸、花鍵軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組、外軸軸承、軸承倉組件和軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組；所述支撐框上端和下端分別設(shè)有支撐頂板和支撐底板，支撐框頂板和支撐底板之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)絲桿、花鍵軸和導(dǎo)向光軸，支撐頂板上設(shè)有絲桿定位套，所述驅(qū)動(dòng)絲桿與支撐底板下端固定的絲桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述花鍵軸與固定在支撐框上端側(cè)面的花鍵軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；在支撐框內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)托盤，驅(qū)動(dòng)絲桿、花鍵軸和導(dǎo)向光軸分別貫穿驅(qū)動(dòng)托盤，外軸下端連接驅(qū)動(dòng)托盤；所述花鍵軸分為外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸和內(nèi)軸升降花鍵軸，外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸通過外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組帶動(dòng)外軸旋轉(zhuǎn)；所述外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組和外軸軸承之間設(shè)有外軸軸承定位套，在外軸軸承下端設(shè)有軸承壓板，軸承壓板固定在驅(qū)動(dòng)托盤上；支撐頂板與下爐室連接處設(shè)有軸承倉組件，所述軸承倉組件與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸之間通過軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組實(shí)現(xiàn)連接。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述外軸是空心圓軸,外軸下端內(nèi)置內(nèi)軸傳動(dòng)組件,包括內(nèi)軸升降皮帶輪組、內(nèi)軸絲桿、內(nèi)軸軸承、內(nèi)軸支撐套、外軸旋轉(zhuǎn)套、內(nèi)軸支撐套固定板和內(nèi)軸傳動(dòng)軸；所述外軸旋轉(zhuǎn)套與外軸下端內(nèi)側(cè)固定，在外軸旋轉(zhuǎn)套內(nèi)設(shè)有內(nèi)軸支撐套，內(nèi)軸支撐套通過內(nèi)軸支撐套固定板與驅(qū)動(dòng)托盤實(shí)現(xiàn)固定，內(nèi)軸絲桿內(nèi)置在內(nèi)軸支撐套內(nèi)，內(nèi)軸絲桿與內(nèi)軸軸承連接，所述內(nèi)軸升降花鍵軸與內(nèi)軸絲桿之間通過內(nèi)軸升降皮帶輪組實(shí)現(xiàn)連接，內(nèi)軸傳動(dòng)軸貫穿于內(nèi)軸支撐套，且下端與內(nèi)軸絲桿固定，內(nèi)軸傳動(dòng)軸上端與內(nèi)軸下端連接。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述外軸旋轉(zhuǎn)套與外軸之間設(shè)有密封件，外軸旋轉(zhuǎn)套與內(nèi)軸支撐套之間設(shè)有密封件與耐磨件，在內(nèi)軸傳動(dòng)軸與內(nèi)軸支撐套之間還設(shè)有密封件和耐磨件。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述內(nèi)軸軸承之間設(shè)有內(nèi)軸軸承軸套，內(nèi)軸升降皮帶輪組下端設(shè)有皮帶輪端蓋板，在外軸上端內(nèi)與內(nèi)軸之間還設(shè)有內(nèi)軸定位套。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述內(nèi)軸傳動(dòng)軸上端通過萬向軸承連接軸、萬向軸承與內(nèi)軸下端實(shí)現(xiàn)連接。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)絲桿和花鍵軸各有兩根，導(dǎo)向光軸有四根，且相互之間平行安裝。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述支撐框?yàn)槎鄬舆B接，在支撐頂板和上爐室、支撐頂板和支撐框、支撐框各層、支撐框與支撐底板之間均采用質(zhì)口或者銷釘定位，并采用螺釘實(shí)現(xiàn)連接。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組包括外軸旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪、同步帶、外軸旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪，外軸旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸之間采用銷釘連接，外軸旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪與外軸采用鍵槽或定位銷連接。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組包括軸承倉旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪、同步帶、軸承倉旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪，軸承倉旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸之間采用定位銷連接，軸承倉旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪與軸承倉之間采用螺釘連接。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述內(nèi)軸升降皮帶輪組包括內(nèi)軸升降主動(dòng)輪、同步帶、內(nèi)軸升降從動(dòng)輪，內(nèi)軸升降主動(dòng)輪與內(nèi)軸升降花鍵軸之間采用銷釘連接，內(nèi)軸升降從動(dòng)輪與內(nèi)軸絲桿采用鍵槽或定位銷連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是采用內(nèi)、外軸聯(lián)動(dòng)的形式，可實(shí)現(xiàn)外軸的旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)、內(nèi)軸的升降運(yùn)動(dòng)和與外軸同步的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，能夠滿足區(qū)熔單晶爐籽晶引晶、晶體生長(zhǎng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等生長(zhǎng)要求，且運(yùn)動(dòng)可靠平穩(wěn)，密封性能好，為區(qū)熔爐穩(wěn)定拉制單晶提供保證。


圖I為本發(fā)明的立體圖。圖2為本發(fā)明去掉支撐框的立體示意圖。圖3為本發(fā)明的剖視圖。圖4為本發(fā)明圖3中H部的局部放大圖。圖5為本發(fā)明中花鍵與皮帶輪固定示意圖。圖6為本發(fā)明中內(nèi)、外軸同步旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。圖中的附圖標(biāo)記為1支撐頂板；2支撐框；3外軸；4支撐底板；5驅(qū)動(dòng)絲桿；6絲 桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)絲桿定位套；8驅(qū)動(dòng)托盤；9外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸；10內(nèi)軸升降花鍵軸；11導(dǎo)向光軸；12花鍵軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)；13外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組；14外軸軸承；15外軸軸承定位套；16軸承壓板；17軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組；18內(nèi)軸升降皮帶輪組；19皮帶輪端蓋板；20內(nèi)軸絲桿；21內(nèi)軸軸承；22內(nèi)軸軸承軸套；23內(nèi)軸支撐套；24外軸旋轉(zhuǎn)套；25內(nèi)軸支撐套固定板；26內(nèi)軸傳動(dòng)軸；27萬向軸承；28萬向軸承連接軸；29內(nèi)軸；30內(nèi)軸定位套；31籽晶；32密封件；33耐磨件；34自制圓弧端緊定螺釘；35晶體夾持組件；36軸承倉組件；37下爐體底板；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1、2、3、4所示，區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與下爐室固定的支撐框2及外軸3，在支撐框2上端和下端分別設(shè)有支撐頂板I和支撐底板4，支撐頂板I和支撐底板4之間，對(duì)稱設(shè)有兩根驅(qū)動(dòng)絲桿5，分別通過固定在支撐底板4下端的兩組絲桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)6驅(qū)動(dòng)，在支撐頂板I上還設(shè)有絲桿定位套7，使得驅(qū)動(dòng)絲桿5兩端均有定位或固定。在支撐框2內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)托盤8，所述兩根驅(qū)動(dòng)絲桿5貫穿于驅(qū)動(dòng)托盤8，其絲桿螺母固定在驅(qū)動(dòng)托盤8上，驅(qū)動(dòng)托盤8可在支撐框2內(nèi)完成升降運(yùn)動(dòng)，并且不與支撐框2干涉。外軸3下端通過外軸軸承14連接到驅(qū)動(dòng)托盤8上，可隨驅(qū)動(dòng)托盤8完成外軸3的升降運(yùn)動(dòng)。而在拉晶過程中，晶體通過固定在外軸3上端的晶體夾持組件35實(shí)現(xiàn)夾持，外軸3的升降運(yùn)動(dòng)滿足了晶體向下生長(zhǎng)的要求。在支撐頂板I與支撐底板4之間還設(shè)有兩根貫穿驅(qū)動(dòng)托盤8的花鍵軸外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9和內(nèi)軸升降花鍵軸10，還有四根貫穿于驅(qū)動(dòng)托盤8的導(dǎo)向光軸11，花鍵軸螺母和導(dǎo)向光軸軸承分別固定在驅(qū)動(dòng)托盤8上，在支撐框2上端側(cè)面還分別設(shè)有兩組花鍵軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12帶動(dòng)花鍵軸旋轉(zhuǎn)，所述外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9通過外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13帶動(dòng)外軸3旋轉(zhuǎn)，從而完成外軸3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13和外軸軸承14之間設(shè)有外軸軸承定位套15，并通過卡環(huán)實(shí)現(xiàn)外軸軸承14和外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13定位。在外軸軸承14下端設(shè)有軸承壓板16，軸承壓板16通過螺釘固定在驅(qū)動(dòng)托盤8上。在支撐頂板I與下爐室連接處還設(shè)有軸承倉組件36，實(shí)現(xiàn)外軸3的移動(dòng)密封，在所述軸承倉組件36與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9之間通過軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組17實(shí)現(xiàn)連接，由于軸承倉組件36和外軸3采用同一根花鍵軸驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)軸承倉組件36與外軸3同步旋轉(zhuǎn)，可消除外軸與軸承倉組件36之間的摩擦，從而保證下軸旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性較好，從而完成軸承倉組件36與外軸3的同步旋轉(zhuǎn)。在一般的晶體生長(zhǎng)過程中，晶體以及原料需要反向旋轉(zhuǎn)，這是因?yàn)橥ㄟ^反向旋轉(zhuǎn)可以消除一些因熱場(chǎng)等不均而引起的晶體各向均勻性的缺陷，而本發(fā)明中外軸3穩(wěn)定可靠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為單晶穩(wěn)定生長(zhǎng)提供保證。上述晶體的升降和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是一般晶體生長(zhǎng)設(shè)備都需要滿足的要求，而作為FZ法生長(zhǎng)單晶硅的區(qū)熔單晶爐，利用高頻感應(yīng)加熱線圈將高純度的多晶料局部融化，從熔區(qū)的下方利用籽晶將熔硅拉制成單晶，是一種“邊熔化邊生長(zhǎng)”的晶體生長(zhǎng)方式，而無坩堝作為依托，這就要求需要在外軸3上有晶體夾持組件35。由于尺寸的限制和晶體夾持的要求，外軸3上已經(jīng)再無法安裝籽晶31，這就要求還需有另外一根內(nèi)軸29來完成籽晶31的安裝和引晶的功能。而且內(nèi)軸29要能夠相對(duì)于外軸3完成升降運(yùn)動(dòng)，而晶體是由內(nèi)軸29上的籽晶31引出，最終通過外軸3上的晶體夾持組件35固定，因此內(nèi)軸29和外軸3之間需保持同步旋轉(zhuǎn)。如圖3、4所示，在外軸3下端內(nèi)置內(nèi)軸傳動(dòng)組件，包括內(nèi)軸升降皮帶輪組18、皮帶輪端蓋板19、內(nèi)軸絲桿20、內(nèi)軸軸承21、內(nèi)軸軸承軸套22、內(nèi)軸支撐套23、外軸旋轉(zhuǎn)套24、內(nèi)軸支撐套固定板25、內(nèi)軸傳動(dòng)軸26、萬向軸承27、萬向軸承連接軸28、內(nèi)軸29、內(nèi)軸定位套30、密封件32和耐磨件33。在外軸3下端內(nèi)側(cè)設(shè)有外軸旋轉(zhuǎn)套24，通過螺釘實(shí)現(xiàn)與外軸3的固定，在外軸旋轉(zhuǎn)套24內(nèi)設(shè)有內(nèi)軸支撐套23，內(nèi)軸支撐套23可相對(duì)于外軸旋轉(zhuǎn)套 24和外軸3旋轉(zhuǎn)，同時(shí)內(nèi)軸支撐套23通過內(nèi)軸支撐套固定板25與驅(qū)動(dòng)托盤8實(shí)現(xiàn)固定，夕卜軸旋轉(zhuǎn)套24與外軸3之間設(shè)有密封件32，外軸旋轉(zhuǎn)套24與內(nèi)軸支撐套23之間設(shè)有密封件32與耐磨件33。內(nèi)軸絲桿20內(nèi)置于內(nèi)軸支撐套23內(nèi)，并通過內(nèi)軸軸承21實(shí)現(xiàn)之間連接和旋轉(zhuǎn)，內(nèi)軸軸承21之間還設(shè)有內(nèi)軸軸承軸套22。所述內(nèi)軸升降花鍵軸10與內(nèi)軸絲桿20之間通過內(nèi)軸升降皮帶輪組18實(shí)現(xiàn)連接，內(nèi)軸升降皮帶輪組18端還設(shè)有皮帶輪端蓋板19。內(nèi)軸傳動(dòng)軸26貫穿于內(nèi)軸支撐套23，且下端與內(nèi)軸絲桿螺母固定，內(nèi)軸傳動(dòng)軸26上端通過萬向軸承連接軸28、萬向軸承27與內(nèi)軸29下端實(shí)現(xiàn)連接。在內(nèi)軸29上端安裝有籽晶31，從而通過花鍵軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12—內(nèi)軸升降花鍵軸10—內(nèi)軸升降皮帶輪組18—內(nèi)軸絲桿20—內(nèi)軸傳動(dòng)軸26—萬向軸承27—內(nèi)軸29—籽晶31，實(shí)現(xiàn)內(nèi)軸29和籽晶31相對(duì)于外軸3的升降運(yùn)動(dòng)。所示內(nèi)軸傳動(dòng)組件的巧妙在于，利用內(nèi)軸支撐套固定板25將內(nèi)軸支撐套23和驅(qū)動(dòng)托盤8固定，而內(nèi)軸支撐套23可相對(duì)于內(nèi)軸絲桿20和外軸3旋轉(zhuǎn)，從而將內(nèi)軸絲桿20的旋轉(zhuǎn)和外軸3的旋轉(zhuǎn)隔離，外軸3的旋轉(zhuǎn)不會(huì)影響到內(nèi)軸絲桿20的旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，在外軸3內(nèi)部上端設(shè)有內(nèi)軸定位套30，內(nèi)軸定位套30與外軸3為緊配合，內(nèi)軸29為正方形桿件，內(nèi)軸定位套30中心設(shè)有相配的方形孔，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)軸29在內(nèi)軸定位套30中的升降運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還可通過外軸3帶動(dòng)內(nèi)軸定位套30，從而帶動(dòng)內(nèi)軸29，實(shí)現(xiàn)內(nèi)軸29與外軸30的同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，內(nèi)軸定位套30還可作為內(nèi)軸29的定位。外軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9通過外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13帶動(dòng)外軸3旋轉(zhuǎn)的，而同時(shí)外軸3還需有升降運(yùn)動(dòng)，這就意味著外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13也需隨著外軸3 —起升降。如圖5所示，外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9為截面開有數(shù)個(gè)圓弧形長(zhǎng)槽的細(xì)長(zhǎng)軸，外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13中的主動(dòng)輪與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9采用自制圓弧端緊定螺釘34緊定，自制圓弧段緊定螺釘34端部與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9的溝槽配合，而外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13中的從動(dòng)輪與外軸3之間采用鍵槽連接。這樣既可保證外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9和外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13的主動(dòng)輪同步旋轉(zhuǎn)，傳遞動(dòng)力，同時(shí)外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13還可沿著外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9隨外軸3一起升降。所述外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組13包括外軸旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪、同步帶、外軸旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪，外軸旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸9之間采用銷釘連接，外軸旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪與外軸3采用鍵槽或定位銷連接。采用同步帶不容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，便于精確定位，同時(shí)采用具有一定柔性的同步帶能夠隔離因電機(jī)等引起的震動(dòng)而不傳遞到外軸3上。同時(shí)外軸旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪采用與花鍵軸溝槽相適應(yīng)的緊定螺釘固定，可實(shí)現(xiàn)外軸旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪與花鍵同步旋轉(zhuǎn)，并可沿花鍵隨著外軸3進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。在區(qū)熔單晶爐生產(chǎn)過程中，利用高頻感應(yīng)加熱線圈將高純度的多晶料局部融化，從熔區(qū)的下方利用籽晶31將熔硅拉制成單晶，采用內(nèi)軸29、外軸3聯(lián)動(dòng)的形式，外軸3可帶動(dòng)晶體完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)，滿足晶體生長(zhǎng)的要求，內(nèi)軸29可獨(dú)立于外軸3完成升降 運(yùn)動(dòng)，且內(nèi)軸29與外軸3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)始終保持一致，能夠滿足籽晶31引晶的要求。當(dāng)然，此區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)并不僅限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明的啟示下，不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本發(fā)明相同或相類似的技術(shù)方案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括外軸，其特征在于，所述下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括支撐框、驅(qū)動(dòng)絲桿、絲桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)托盤、花鍵軸、花鍵軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組、夕卜軸軸承、軸承倉組件和軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組； 所述支撐框上端和下端分別設(shè)有支撐頂板和支撐底板，支撐框頂板和支撐底板之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)絲桿、花鍵軸和導(dǎo)向光軸，支撐頂板上設(shè)有絲桿定位套，所述驅(qū)動(dòng)絲桿與支撐底板下端固定的絲桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述花鍵軸與固定在支撐框上端側(cè)面的花鍵軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；在支撐框內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)托盤，驅(qū)動(dòng)絲桿、花鍵軸和導(dǎo)向光軸分別貫穿驅(qū)動(dòng)托盤，外軸下端連接驅(qū)動(dòng)托盤；所述花鍵軸分為外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸和內(nèi)軸升降花鍵軸，外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸通過外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組帶動(dòng)外軸旋轉(zhuǎn)； 所述外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組和外軸軸承之間設(shè)有外軸軸承定位套，在外軸軸承下端設(shè)有軸承壓板，軸承壓板固定在驅(qū)動(dòng)托盤上；支撐頂板與下爐室連接處設(shè)有軸承倉組件，所述軸承倉組件與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸之間通過軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組實(shí)現(xiàn)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述外軸是空心圓軸，外軸下端內(nèi)置內(nèi)軸傳動(dòng)組件，包括內(nèi)軸升降皮帶輪組、內(nèi)軸絲桿、內(nèi)軸軸承、內(nèi)軸支撐套、外軸旋轉(zhuǎn)套、內(nèi)軸支撐套固定板和內(nèi)軸傳動(dòng)軸；所述外軸旋轉(zhuǎn)套與外軸下端內(nèi)側(cè)固定，在外軸旋轉(zhuǎn)套內(nèi)設(shè)有內(nèi)軸支撐套，內(nèi)軸支撐套通過內(nèi)軸支撐套固定板與驅(qū)動(dòng)托盤實(shí)現(xiàn)固定，內(nèi)軸絲桿內(nèi)置在內(nèi)軸支撐套內(nèi)，內(nèi)軸絲桿與內(nèi)軸軸承連接，所述內(nèi)軸升降花鍵軸與內(nèi)軸絲桿之間通過內(nèi)軸升降皮帶輪組實(shí)現(xiàn)連接，內(nèi)軸傳動(dòng)軸貫穿于內(nèi)軸支撐套，且下端與內(nèi)軸絲桿固定，內(nèi)軸傳動(dòng)軸上端與內(nèi)軸下端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述外軸旋轉(zhuǎn)套與外軸之間設(shè)有密封件，外軸旋轉(zhuǎn)套與內(nèi)軸支撐套之間設(shè)有密封件與耐磨件，在內(nèi)軸傳動(dòng)軸與內(nèi)軸支撐套之間還設(shè)有密封件和耐磨件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)軸軸承之間設(shè)有內(nèi)軸軸承軸套，內(nèi)軸升降皮帶輪組下端設(shè)有皮帶輪端蓋板，在外軸上端內(nèi)與內(nèi)軸之間還設(shè)有內(nèi)軸定位套。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)軸傳動(dòng)軸上端通過萬向軸承連接軸、萬向軸承與內(nèi)軸下端實(shí)現(xiàn)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)絲桿和花鍵軸各有兩根，導(dǎo)向光軸有四根，且相互之間平行安裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任意一項(xiàng)所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述支撐框?yàn)槎鄬舆B接，在支撐頂板和上爐室、支撐頂板和支撐框、支撐框各層、支撐框與支撐底板之間均采用質(zhì)口或者銷釘定位，并采用螺釘實(shí)現(xiàn)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至6任意一項(xiàng)所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組包括外軸旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪、同步帶、外軸旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪，外軸旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸之間采用銷釘連接，外軸旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪與外軸采用鍵槽或定位銷連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至6任意一項(xiàng)所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組包括軸承倉旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪、同步帶、軸承倉旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪，軸承倉旋轉(zhuǎn)主動(dòng)輪與外軸旋轉(zhuǎn)花鍵軸之間采用定位銷連接，軸承倉旋轉(zhuǎn)從動(dòng)輪與軸承倉之間采用螺釘連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至6任意一項(xiàng)所述的區(qū)熔單晶爐下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)軸升降皮帶輪組包括內(nèi)軸升降主動(dòng)輪、同步帶、內(nèi)軸升降從動(dòng)輪，內(nèi)軸升降主動(dòng)輪與內(nèi)軸 升降花鍵軸之間采用銷釘連接，內(nèi)軸升降從動(dòng)輪與內(nèi)軸絲桿采用鍵槽或定位銷連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及非金屬晶體的制造設(shè)備，旨在提供一種區(qū)熔單晶爐的下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該下軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括外軸、支撐框、驅(qū)動(dòng)絲桿、絲桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)托盤、花鍵軸、花鍵軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、外軸旋轉(zhuǎn)皮帶輪組、外軸軸承、軸承倉組件和軸承倉旋轉(zhuǎn)皮帶輪組。本發(fā)明采用內(nèi)、外軸聯(lián)動(dòng)的形式，可實(shí)現(xiàn)外軸的旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)、內(nèi)軸的升降運(yùn)動(dòng)和與外軸同步的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，能夠滿足區(qū)熔單晶爐籽晶引晶、晶體生長(zhǎng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等生長(zhǎng)要求，且運(yùn)動(dòng)可靠平穩(wěn)，密封性能好，為區(qū)熔爐穩(wěn)定拉制單晶提供保證。
文檔編號(hào)C30B13/20GK102877118SQ201210349359
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者歐陽鵬根, 石剛, 傅林堅(jiān), 曹建偉, 陳明杰, 王丹濤, 邱敏秀 申請(qǐng)人:浙江晶盛機(jī)電股份有限公司