Устройство для вращения и передвижения растущего монокристалла в установках для его выращивания
Полезная модель относится к механизмам для вращения и передвижения в установках для выращивания монокристаллов полупроводников по методу Чохральского. Задача полезной модели - повышение надежности и точности работы привода за счет упрощения конструкции путем исключения механических элементов привода: дифференциала и синхронизирующих зубчатых колес. Технический результат достигается тем, что устройство для вращения и передвижения растущего монокристалла в установках для его выращивания, включающее привод вращения и передвижения монокристалла, содержащий расположенную в его корпусе карусель, приводимую в движение двигателем вращения монокристалла, установленный внутри карусели барабан, приводимый во вращение через трансмиссионный вал двигателем передвижения монокристалла, снабжено системами управления двигателями вращения и передвижения монокристалла, а также блоком согласования, связанным с этими системами, причем при передаче вращения барабану через трансмиссионный вал двигателем передвижения монокристалла выполняется условие, что при отсутствии передвижения монокристалла скорость вращения трансмиссионного вала синхронизирована со скоростью вращения карусели блоком согласования, систем управления двигателями вращения и передвижения монокристалла, при этом направление и скорость вращения трансмиссионного вала и карусели совпадают.
Полезная модель относится к механизмам для вращения и передвижения в установках для выращивания монокристаллов полупроводников по методу Чохральского.
При выращивании монокристаллов методом Чохральского затравку вместе с растущим кристаллом необходимо вращать и поднимать. Скорость вращения и подъема растущего монокристалла выбирают технологически и регулируют строго независимо друг от друга, т.е. при изменении скорости вращения скорость подъема не должна меняться и наоборот. Для этих целей применяются специальные приводы.
Известен привод вращения и передвижения растущего монокристалла в установках для его выращивания (Патент РФ на полезную модель №54593, Кл. С30В 15/30, 2006 г.), содержащий расположенную в корпусе карусель, приводимую в движение двигателем вращения монокристалла, а также установленный внутри карусели барабан, приводимый во вращение двигателем передвижения монокристалла, через встроенный в корпусе дифференциал.
Основным недостатком этого привода является наличие дифференциала и дополнительное количество синхронизирующих вращение и передвижение кристалла зубчатых колес, что усложняет конструкцию привода передвижения кристалла, снижает его надежность и точность.
Задача полезной модели - повышение надежности и точности работы привода за счет упрощения конструкции путем исключения механических элементов привода: дифференциала и синхронизирующих зубчатых колес.
В предлагаемом устройстве синхронизация вращения и передвижения монокристалла достигается за счет применения простой и надежной специальной компьютерной программы.
Технический результат достигается тем, что устройство для вращения и передвижения растущего монокристалла в установках для его выращивания, включающее привод вращения и передвижения монокристалла, содержащий расположенную в его корпусе карусель, приводимую в движение двигателем вращения монокристалла, установленный внутри карусели барабан, приводимый во вращение через трансмиссионный вал двигателем передвижения монокристалла, снабжено системами управления двигателями вращения и передвижения монокристалла, а также блоком согласования, связанным с этими системами, причем при передаче вращения барабану через трансмиссионный вал двигателем передвижения монокристалла выполняется условие, что при отсутствии передвижения монокристалла скорость вращения трансмиссионного вала синхронизирована со скоростью вращения карусели блоком согласования, систем управления двигателями вращения и передвижения монокристалла, при этом направление и скорость вращения трансмиссионного вала и карусели совпадают.
На рисунке изображена общая схема вращения и передвижения монокристалла.
Устройство включает в себя привод 1 вращения и передвижения монокристалла 2, систему 3 управления двигателем 4 вращения монокристалла 2, систему 5 управления двигателем 6 передвижения монокристаллом 2 и блок 7 согласования систем 3, 5 двигателей 4, 6 вращения и передвижения монокристалла.
Привод 1 вращения и передвижения монокристалла 2 содержит расположенную в корпусе 8 карусель 9, приводимую в движение через редуктор 10, вал 11 и шестерни 12, 13 двигателем 4 вращения монокристалла 2 системы 3 управления. На корпусе карусели 9 закреплено зубчатое колесо 13, которое находится в зацеплении с зубчатым колесом 12, установленным на валу 11. Карусель 9 имеет возможность вращаться вокруг вертикальной оси А-А. Внутри карусели 9 установлен барабан 14 с тросом 15, приводимый во вращение вокруг горизонтальной оси Б-Б двигателем 6 передвижения монокристалла
2 через трансмиссионный вал 16 системой 5 управления. При этом компьютерная программа блока 7 согласования систем 3, 5 управления двигателями 4, 6 обеспечивает при неподвижном барабане 14 вращение трансмиссионного вала 16 со скоростью равной скорости вращения карусели 9 в том же направлении.
Устройство работает следующим образом.
От двигателя 4 вращение передается через вал 11 и зубчатые колеса 12, 13 карусели 9. Вращается карусель 9. При остановленном барабане 14 и вращающемся двигателе 4, в соответствии с компьютерной программой, блок 7 согласования систем 3, 5 управления двигателями 4, 6 обеспечивает вращение трансмиссионного вала 16 со скоростью равной скорости вращения карусели 9 и в том же направлении. Барабан 14 с тросом 15 в это время не вращается вокруг своей оси и монокристалл 2 не передвигается. Подъема или опускания нет. При необходимости обеспечить передвижение монокристалла 2 двигатель 6 получает дополнительную скорость вращения от своей системы 5 управления и через трансмиссионный вал 16 начинает вращать барабан 14 с тросом 15 вокруг оси Б-Б. Барабан 14, вращаясь вокруг оси, наматывает на себя трос 15 или разматывает и кристалл 2 передвигается (поднимается или опускается).
Таким образом реализовано применение бездифференциального привода за счет применения блока согласования систем управления двигателями, который позволяет передавать вращение от стационарно установленного двигателя перемещения к барабану с тросом, вращающемуся вместе с каруселью вокруг вертикальной оси, при этом скорость подъема или опускания монокристалла не зависит от скорости вращения карусели и регулируется только скоростью вращения двигателя передвижения монокристалла через свою систему управления.
Устройство для вращения и передвижения растущего монокристалла в установках для его выращивания, включающее привод вращения и передвижения монокристалла, содержащий расположенную в его корпусе карусель, приводимую в движение двигателем вращения монокристалла, установленный внутри карусели барабан, приводимый во вращение через трансмиссионный вал двигателем передвижения монокристалла, отличающееся тем, что оно снабжено системами управления двигателями вращения и передвижения монокристалла, а также блоком согласования, связанным с этими системами, причем при передаче вращения барабану через трансмиссионный вал двигателем передвижения монокристалла выполняется условие, что при отсутствии передвижения монокристалла скорость вращения трансмиссионного вала синхронизирована со скоростью вращения карусели блоком согласования, систем управления двигателями вращения и передвижения монокристалла, при этом направление и скорость вращения трансмиссионного вала и карусели совпадают.
