一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置的制作方法

本发明涉及晶棒成型领域，涉及一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置。

背景技术：

1、在提高晶体成品转化率方面，如何提高晶体的拉制速度是其中的关键技术 之一，以多/单晶硅制备为例，多/单晶硅在整个生产过程中，直径为8mm～12mm的柱状硅棒使用量非常大，在实际生产过程中，发现柱状硅棒制备过程中出现的余料，不小心折断的硅棒，多/单晶硅生产企业在切割、破碎等工艺阶段产生的碎料等，处理非常繁琐，很多企业为了图省事，直接将上述碎料丢弃或者长期堆放在仓库中；还有一些企业将上述碎料进行回收，通过直拉炉拉制成硅棒，然后通过多线切割机将硅棒切成复数根尺寸为8mm×8mm或10mm×10mm的柱状硅棒，这样不仅增加了柱状硅棒的生产成本，而且在切割过程中还增加了杂质引入，在降低产品质量的同时，还造成了较大的资源浪费等，所以直拉法同时拉制多根相同粗细的晶棒是目前行业内的难题。

2、经调查显示目前行业内的直拉多支晶体生长炉中一次直拉多支硅棒时，拉制的硅棒直径公差在2.5mm以上，公差较大会影响产品的质量，而各支晶棒直径的控制与拉制晶棒时的温度有着直接的关系，如何研发出结构简单，安装方便且使用效果好的冷却晶棒的装置成为行业内的技术所求。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术的问题，提供了一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置。

2、本发明的目的可通过以下技术方案来实现：一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置包括：固定环、进出水结构和冷却盘，所述冷却盘设置于固定环下端，所述进出水结构设置于固定环上端且下端与冷却盘连通，所述冷却盘包括三组向外直径依次递增的冷却环，三组所述冷却环依次通过水道连通设置，最外层冷却环与中部冷却环之间设有外层晶棒环形冷却通道，最内层冷却环与中部冷却环之间设有内层晶棒环形冷却通道，最内层冷却环的厚度小于最外层冷却环的厚度。

3、进一步的改进，所述外层晶棒环形冷却通道与内层晶棒环形冷却通道内部均嵌入有环形保温块，所述环形保温块上间隔设有晶棒通孔。

4、进一步的改进，所述冷却盘中部的中心孔内设有中部保温块。

5、进一步的改进，所述中部冷却环为阶梯水道，中部冷却环内侧厚度与最内层冷却环的厚度相等设置，中部冷却环外侧厚度与最外层冷却环的厚度相等设置，所述中部冷却环底部设有底部环形保温块一，最内层冷却环底部设有底部环形保温块二，所述底部环形保温块一与底部环形保温块二厚度相等设置。

6、进一步的改进，所述最内层冷却环的外侧环形间隔设有半圆形通孔一，中部冷却环的内侧环形间隔设有与半圆形通孔一匹配的半圆形通孔二，半圆形通孔一与半圆形通孔二构成内层晶棒环形冷却通道，所述最外层冷却环的内侧环形间隔设有半圆形通孔三，所述中部冷却环的外侧环形间隔设有与半圆形通孔三匹配的半圆形通孔四，半圆形通孔三与半圆形通孔四构成外层晶棒环形冷却通道。

7、进一步的改进，所述冷却盘上设有与形状匹配的透明石英玻璃板。

8、与现有技术相比，本发明用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置的有益效果：

9、阶梯式多级冷却环连接，对不同位置的晶棒达到不同的冷却效果，并在冷却环之间嵌入合理的保温块以及底部与中部的保温块组成的隔热保温装置，使其同时拉制出的多支硅棒直径均匀，减小直径公差，使公差在1.5mm左右；同时又可以减少热量的流失，从而减小能耗，提升拉速进而增大产能。

技术特征：

1.一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置，其特征在于，包括：固定环、进出水结构和冷却盘，所述冷却盘设置于固定环下端，所述进出水结构设置于固定环上端且下端与冷却盘连通，所述冷却盘包括三组向外直径依次递增的冷却环，三组所述冷却环依次通过水道连通设置，最外层冷却环与中部冷却环之间设有外层晶棒环形冷却通道，最内层冷却环与中部冷却环之间设有内层晶棒环形冷却通道，最内层冷却环的厚度小于最外层冷却环的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置，其特征在于，所述外层晶棒环形冷却通道与内层晶棒环形冷却通道内部均嵌入有环形保温块，所述环形保温块上间隔设有晶棒通孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置，其特征在于，所述冷却盘中部的中心孔内设有中部保温块。

4.根据权利要求1所述的一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置，其特征在于，所述中部冷却环为阶梯水道，中部冷却环内侧厚度与最内层冷却环的厚度相等设置，中部冷却环外侧厚度与最外层冷却环的厚度相等设置，所述中部冷却环底部设有底部环形保温块一，最内层冷却环底部设有底部环形保温块二，所述底部环形保温块一与底部环形保温块二厚度相等设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置，其特征在于，所述最内层冷却环的外侧环形间隔设有半圆形通孔一，中部冷却环的内侧环形间隔设有与半圆形通孔一匹配的半圆形通孔二，半圆形通孔一与半圆形通孔二构成内层晶棒环形冷却通道，所述最外层冷却环的内侧环形间隔设有半圆形通孔三，所述中部冷却环的外侧环形间隔设有与半圆形通孔三匹配的半圆形通孔四，半圆形通孔三与半圆形通孔四构成外层晶棒环形冷却通道。

6.根据权利要求1所述的一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置，其特征在于，所述冷却盘上设有与形状匹配的透明石英玻璃板。

技术总结本发明涉及晶棒成型领域，涉及一种用于多支晶体生长炉冷却晶棒的冷却装置，本发明包括固定环、进出水结构和冷却盘，冷却盘设置于固定环下端，进出水结构下端与冷却盘连通，冷却盘包括三组向外直径依次递增的冷却环，三组冷却环依次通过水道连通设置，最外层冷却环与中部冷却环之间设有外层晶棒环形冷却通道，最内层冷却环与中部冷却环之间设有内层晶棒环形冷却通道，最内层冷却环的厚度小于最外层冷却环的厚度，阶梯式多级冷却环连接，对不同位置的晶棒达到不同的冷却效果，并在冷却环之间嵌入合理的保温块以及底部与中部的保温块组成的隔热保温装置，使其同时拉制出的多支硅棒直径均匀，减小直径公差，使公差在1.5mm左右。技术研发人员：程旭兵受保护的技术使用者：浙江晶阳机电股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12