專利名稱：區(qū)熔爐加熱裝置的電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
區(qū)熔爐加熱裝置的電極技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及電加熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種區(qū)熔爐加熱裝置的電極。
背景技術(shù)：
[0002]區(qū)熔爐是在真空惰性氣體環(huán)境下利用懸浮區(qū)熔技術(shù)在懸浮區(qū)熔區(qū)對(duì)硅材料進(jìn)行提純和單晶娃生長(zhǎng)的設(shè)備，用于生廣無(wú)污染、聞電阻、聞壽命、聞純度的半導(dǎo)體材料。[0003]區(qū)熔爐采用高頻感應(yīng)加熱方式對(duì)原料進(jìn)行加熱，加熱裝置包括感應(yīng)線圈，該感應(yīng)線圈的兩端分別通過(guò)電極連接至高頻電源柜，通過(guò)高頻電源柜通電和電極的導(dǎo)電完成加熱線圈的加熱，從而對(duì)原材料進(jìn)行加熱。傳統(tǒng)電極中，與高頻電源連接的電極法蘭的厚度小， 導(dǎo)致電極的輸出功率小。隨著拉制的單晶硅材料直徑越來(lái)越大，對(duì)高頻電源提供的電流大小和電極輸出功率的要求越來(lái)越高，所以在提高高頻電源的輸出功率后，需要改變傳統(tǒng)電極的結(jié)構(gòu)和厚度，來(lái)提高電極的輸出功率，滿足加工大直徑區(qū)熔爐硅單晶的工藝需求。[0004]高頻電源輸出功率提高后，在使用原有的電極結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致輸出功率不能高效輸出，無(wú)法滿足加工大直徑區(qū)熔硅單晶的工藝需求，且當(dāng)在兩個(gè)電極上施加較高電壓時(shí)，電極在較高電壓的作用下，容易在電極間產(chǎn)生拉弧放電現(xiàn)象，導(dǎo)致區(qū)熔爐的安全性降低。實(shí)用新型內(nèi)容[0005] 本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種區(qū)熔爐加熱裝置的電極，解決了現(xiàn)有加熱裝置中電極的輸出效率低，電極間易產(chǎn)生拉弧放電現(xiàn)象，導(dǎo)致區(qū)熔爐的安全性降低的問(wèn)題。[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案[0007]一種區(qū)熔爐加熱裝置的電極，包括柱狀本體、第一電極下頭、第二電極下頭、第一電極法蘭、第二電極法蘭、電極筒、第一電極絕緣片、第二電極絕緣片及電極絕緣套；所述柱狀本體內(nèi)設(shè)有互不連通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的軸線、所述第二通孔的軸線及所述柱狀本體的軸線相互平行；所述電極筒穿過(guò)所述第一通孔，所述電極絕緣設(shè)在所述第一通孔內(nèi)，位于所述第一通孔內(nèi)壁與所述電極筒外壁之間，使所述電極筒安置于所述柱狀本體內(nèi)部；所述第一電極下頭的一端連接所述電極筒的一端；所述電極筒的另一端連接所述第一電極法蘭；所述電極絕緣套用于將所述柱狀本體與所述第一電極下頭、所述電極筒及所述第一電極法蘭電絕緣；所述第二電極法蘭的一端插入所述第二通孔的一端，所述第二電極下頭的一端插入所述第二通孔的另一端；所述第一電極絕緣片位于所述第一電極下頭和所述第二電極下頭之間，用于使所述第一電極下頭與所述第二電極下頭電絕緣; 所述第二電極絕緣片位于所述第一電極法蘭和所述第二電極法蘭之間，用于使所述第一電極法蘭與所述第二電極法蘭電絕緣。[0008]其中，所述第一電極法蘭和所述第二電極法蘭分別設(shè)有冷卻水路的出、入口。[0009]優(yōu)選的，所述第一絕緣片、所述第二絕緣片和所述電極絕緣套的材質(zhì)都為可加工陶瓷。[0010]其中，所述第一電極下頭和所述第二電極下頭都是半圓錐形，并分別連接感應(yīng)線圈的兩端。[0011]并進(jìn)一步的，所述第一電極法蘭和所述第二電極法蘭分別連接高頻電源柜的兩輸出電極端。[0012]優(yōu)選的，所述電極絕緣套包括相互連接的左套和右套，所述左套的連接端面具有第一結(jié)構(gòu)，所述右套的連接端面具有第二結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)與所述第二結(jié)構(gòu)緊密配合。[0013]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的區(qū)熔爐加熱裝置的電極中，由于電極絕緣套能使柱狀本體與第一電極下頭、電極筒及第一電極法蘭電絕緣，并在第一和第二電極下頭之間設(shè)置了第一電極絕緣片、在第一和第二電極法蘭之間設(shè)置了第二電極絕緣片，使得第一電極和第二電極能通過(guò)固體絕緣材料相互電絕緣，絕緣性能好，避免了拉弧放電現(xiàn)象，從而顯著提升了區(qū)熔爐的安全性,且電極筒安置于柱狀本體內(nèi)部,使電磁分布集中在柱狀本體內(nèi)部,極大減少高頻電源輸出損耗，提高高頻電源輸出功率。


[0014] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種區(qū)熔爐加熱裝置的電極的示意圖；[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種區(qū)熔爐加熱裝置的電極的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。[0018]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種區(qū)熔爐加熱裝置的電極，如圖1所示，包括柱狀本體 11、第一電極下頭12、第二電極下頭13、第一電極法蘭14、第二電極法蘭15、電極筒16、第一電極絕緣片17、第二電極絕緣片18及電極絕緣套19。[0019]其中，柱狀本體11內(nèi)設(shè)有互不連通的第一通孔101和第二通孔102，第一通孔101 的軸線、第二通孔102的軸線及柱狀本體11的軸線相互平行。[0020]另，電極筒16穿過(guò)第一通孔101，電極絕緣套19設(shè)在第一通孔101內(nèi)，位于第一通孔101內(nèi)壁與電極筒16外壁之間，使電極筒16安置于柱狀本體11內(nèi)部；第一電極下頭 12的一端電連接電極筒16的一端；電極筒16的另一端電連接第一電極法蘭14 ;電極絕緣套19用于將柱狀本體11與第一電極下頭12、電極筒16及第一電極法蘭14電絕緣；且,第二電極法蘭15的一端插入第二通孔102的一端，第二電極下頭13的一端插入第二通孔102 的另一端；[0021]然后，第一電極絕緣片18位于第一電極下頭12和第二電極下頭13之間，用于使第一電極下頭12與第二電極下頭13電絕緣；第二電極絕緣片17位于第一電極法蘭14和第二電極法蘭15之間，用于使第一電極法蘭14與第二電極法蘭15電絕緣。[0022]下面對(duì)上述區(qū)熔爐加熱裝置的電極的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。[0023]當(dāng)高頻電源柜分別連接第一電極法蘭14與第二電極法蘭15時(shí)，由于電極絕緣套 19套設(shè)在第一通孔101內(nèi)，且位于第一通孔101內(nèi)壁與電極筒16外壁之間，從而使電極筒 16安置于柱狀本體11內(nèi)部，并將柱狀本體11與第一電極下頭12、電極筒16及第一電極法蘭14電絕緣，因此，電流流過(guò)第一電極法蘭14后，直接流經(jīng)與第一電極法蘭14連接的電極筒16，再通過(guò)與電極筒16連接的第一電極下頭12輸出到感應(yīng)線圈中。其中，該感應(yīng)線圈的兩端分別連接第一電極下頭12的端部和第二電極下頭13的端部。[0024]由于感應(yīng)線圈連接在第一電極下頭12的端部與第二電極下頭13的端部，所以電流通過(guò)感應(yīng)線圈流入第二電極下頭13。由于第二電極法蘭15的一端插入第二通孔102的一端，第二電極下頭13的一端插入第二通孔102的另一端，因此，第二電極法蘭15、柱狀本體11及第二電極下頭13相互連接。使得流入第二電極下頭13的電流能經(jīng)過(guò)柱狀本體11， 最后流入第二電極法蘭15，從而構(gòu)成一個(gè)閉合回路，完成感應(yīng)線圈的電加熱。[0025]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的區(qū)熔爐加熱裝置的電極中，由于電極絕緣套能使柱狀本體與第一電極下頭、電極筒及第一電極法蘭電絕緣，并在第一和第二電極下頭之間設(shè)置了第一電極絕緣片、在第一和第二電極法蘭之間設(shè)置了第二電極絕緣片，使得第一電極和第二電極能通過(guò)固體絕緣材料相互電絕緣，絕緣性能好，避免了拉弧放電現(xiàn)象，從而顯著提升了區(qū)熔爐的安全性,且電極筒安置于柱狀本體內(nèi)部,使電磁分布集中在柱狀本體內(nèi)部,極大減少高頻電源輸出損耗，提高高頻電源輸出功率。[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的區(qū)熔爐加熱裝置的電極中，第一電極法蘭14和第二電極法蘭15可以分別設(shè)有冷卻水路A的出、入口。第一、二電極法蘭中設(shè)有冷卻水路的出、入口，能夠使兩個(gè)電極法蘭的厚度增加，提高電極輸出功率。[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的區(qū)熔爐加熱裝置的電極中，第一絕緣片18、第二絕緣片 17和電極絕緣套19的材質(zhì)可以都為可加工陶瓷?？杉庸ぬ沾梢子诩庸?，且有較好的絕緣效果O[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的區(qū)熔爐加熱裝置的電極中，第一電極下頭12和第二電極下頭13可以都是半圓錐形，且分別連接加熱線圈兩端。第一電極下頭12與第二電極下頭13的底部均為半圓形，且第一電極下頭12與第二電極下頭13的側(cè)面均為半圓錐形，第一電極下頭12的端部和第二電極下頭13的端部需要連接加熱線圈，從而構(gòu)成回路，半圓錐形的形狀便于電極下頭與感應(yīng)線圈的連接和導(dǎo)電。[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的區(qū)熔爐加熱裝置的電極中，第一電極法蘭14和第二電極法蘭15分別連接高頻電源柜的兩輸出電極端。高頻電源柜向第一和第二法蘭提供交流電，來(lái)完成加熱線圈的加熱。[0030]圖2所示的區(qū)熔爐加熱裝置的電極中，電極絕緣套包括相互連接的左套21和右套 22，左套21的連接端面具有第一結(jié)構(gòu)23，右套22的連接端面具有第二結(jié)構(gòu)24，第一結(jié)構(gòu)23 與第二結(jié)構(gòu)24緊密配合。其中，圖2所示的第一結(jié)構(gòu)23為凸起，而相應(yīng)的第二結(jié)構(gòu)24為凹槽，使得第一結(jié)構(gòu)23與第二結(jié)構(gòu)24能緊密配合。當(dāng)然，第一結(jié)構(gòu)23與第二結(jié)構(gòu)24的形狀并不限于此，也可以是本領(lǐng)域技術(shù)`人員所知的其它能緊密配合的形狀。[0031]如此設(shè)置電極絕緣套，可以在將電極絕緣套安裝在第一通孔101內(nèi)時(shí)，便于操作， 即在安裝時(shí)，將左套21從第一通孔101的一端插入，將右套22從第一通孔101的另一端插入，使第一結(jié)構(gòu)23與第二結(jié)構(gòu)24在第一通孔101內(nèi)緊密配合。[0032]需要說(shuō)明的是，圖2中與圖1中結(jié)構(gòu)相同的部分具有相同的附圖標(biāo)記。[0033]本實(shí)用新型適用在對(duì)硅材料進(jìn)行提純和單晶生長(zhǎng)的區(qū)熔爐中。[0034]以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán) 利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種區(qū)熔爐加熱裝置的電極，其特征在于，包括柱狀本體、第一電極下頭、第二電極下頭、第一電極法蘭、第二電極法蘭、電極筒、第一電極絕緣片、第二電極絕緣片及電極絕緣套； 所述柱狀本體內(nèi)設(shè)有互不連通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的軸線、所述第二通孔的軸線及所述柱狀本體的軸線相互平行； 所述電極筒穿過(guò)所述第一通孔，所述電極絕緣套設(shè)在所述第一通孔內(nèi)，位于所述第一通孔內(nèi)壁與所述電極筒外壁之間，使所述電極筒安置于所述柱狀本體內(nèi)部；所述第一電極下頭的一端連接所述電極筒的一端；所述電極筒的另一端連接所述第一電極法蘭；所述電極絕緣套用于將所述柱狀本體與所述第一電極下頭、所述電極筒及所述第一電極法蘭電絕緣； 所述第二電極法蘭的一端插入所述第二通孔的一端，所述第二電極下頭的一端插入所述第二通孔的另一端； 所述第一電極絕緣片位于所述第一電極下頭和所述第二電極下頭之間，用于使所述第一電極下頭與所述第二電極下頭電絕緣；所述第二電極絕緣片位于所述第一電極法蘭和所述第二電極法蘭之間，用于使所述第一電極法蘭與所述第二電極法蘭電絕緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)熔爐加熱裝置的電極，其特征在于，所述第一電極法蘭和所述第二電極法蘭分別設(shè)有冷卻水路的出、入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)熔爐加熱裝置的電極，其特征在于，所述電極絕緣套包括相互連接的左套和右套，所述左套的連接端面具有第一結(jié)構(gòu)，所述右套的連接端面具有第二結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)與所述第二結(jié)構(gòu)緊密配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)熔爐加熱裝置的電極，其特征在于，所述第一絕緣片、所述第二絕緣片和所述電極絕緣套的材質(zhì)都為可加工陶瓷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)熔爐加熱裝置的電極，其特征在于，所述第一電極下頭和所述第二電極下頭都是半圓錐形，并分別連接感應(yīng)線圈的兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)熔爐加熱裝置的電極，其特征在于，所述第一電極法蘭和所述第二電極法蘭分別連接高頻電源柜的兩輸出電極端。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種區(qū)熔爐加熱裝置的電極，涉及電加熱技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有加熱裝置中電極的輸出效率低，且電極間易產(chǎn)生拉弧放電現(xiàn)象，導(dǎo)致區(qū)熔爐的安全性降低的問(wèn)題。本實(shí)用新型中，由于電極絕緣套能使柱狀本體與第一電極下頭、電極筒及第一電極法蘭電絕緣，并在第一和第二電極下頭之間設(shè)置了第一電極絕緣片、在第一和第二電極法蘭之間設(shè)置了第二電極絕緣片，使第一電極和第二電極通過(guò)固體絕緣材料相互電絕緣，絕緣性能好，避免了拉弧放電現(xiàn)象，提升了區(qū)熔爐的安全性，且電極筒安置于柱狀本體內(nèi)部，使電磁分布集中在柱狀本體內(nèi)部，極大減少高頻電源輸出損耗，提高高頻電源輸出功率。本實(shí)用新型主要用在對(duì)硅材料進(jìn)行提純和單晶生長(zhǎng)的區(qū)熔爐中。
文檔編號(hào)C30B13/20GK202881437SQ20122049280
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者袁靜, 李巖, 張繼宏, 徐振斌 申請(qǐng)人:北京京運(yùn)通科技股份有限公司