Установка для выращивания кристаллов
Полезная модель относится к получению кристаллов и может быть использована в оборудовании для выращивания кристаллов, преимущественно кремния, методом Чохральского. Установка для выращивания кристаллов, содержит камеру роста с тиглем и тепловым узлом, шлюзовую камеру, устройство для разгрузки выращенных кристаллов. Устройство для разгрузки смонтировано в верхней части установки и выполнено в виде двух многозвенных рычажных механизмов со шкивами и тросами. На одном из концов каждого из тросов установлен зацеп для подвески контейнера для кристалла, а противоположный конец соединен с барабаном соответствующего рычажного механизма. При этом барабаны и рычажные механизмы выполнены с возможностью их привода от независимых мотор-редукторов. Полезная модель позволит снизить подсобные площади и площади обслуживания, трудозатраты, материалы и оборудование, повысить безопасность обслуживания установки, повысить качество продукции за счет исключения жесткого крепления выращенного кристалла на доставочном средстве.
Полезная модель относится к получению кристаллов и может быть использована в оборудовании для выращивания кристаллов, преимущественно кремния, методом Чохральского.
Выгрузка кристаллов из ростовых печей установок для выращивания кристаллов представляет собой серьезную техническую проблему, поскольку кристаллы имеют значительный вес (может превышать 100 кг), высокую температуру снимаемого кристалла (до 180°С), неудобную для выгрузки форму (скользкий цилиндр с коническими торцами), специфические требования к порядку обращения с кристаллом, поскольку кристалл достаточно хрупок и повреждения его поверхности недопустимы.
Для выращенных слитков малого веса используют ручное снятие, а для слитков значительного веса в установках для выращивания кристаллов используют различные приспособления.
Наиболее близким к заявленному является устройство для выращивания кристаллов EKZ 2700 компании Crystal Growing Systems GmbH, содержащее нижнюю камеру роста с тиглем и тепловым узлом, верхнюю шлюзовую камеру, смонтированное консольно на камере роста устройство для выгрузки выращенных кристаллов (каталог фирмы Crystal Growing Systems или адрес в Интернет http://www.cgs-gmbh.de/prod_cps.htm).
Указанное известное устройство обладает целым рядом существенных недостатков.
Устройство для выгрузки выращенных кристаллов лишь захватывает выращенные кристаллы и выводит их из камеры, но не решает задачу снятия слитка. Для снятия слитка с устройства для выгрузки необходимы дополнительные приспособления (например, мобильные подъемники). Кроме того, слиток в устройстве для выгрузки выращенных кристаллов снизу жестко
захватывается в ловушку, а для предотвращения его опрокидывания по его высоте имеются жесткие фигурные захваты. Наличие консольно установленного устройства для выгрузки выращенных кристаллов увеличивает общие габаритные размеры установки.
Таким образом, наличие консольно установленного устройства для выгрузки выращенных кристаллов требует увеличения площади для ее размещения и обслуживания, снижает безопасность ее обслуживания, поэтапное снятие слитка требует дополнительных трудозатрат, материалов и оборудования, а система крепления выращенного слитка в устройстве для его выгрузки может приводить к его повреждению и снижению тем самым качества конечного продукта. При больших габаритах и массе устройства оно не может работать с большими загрузками и получать слитки большого веса и диаметра.
Конструкция предлагаемой полезной модели направлена на устранение указанных недостатков.
Техническим результатом предложенной полезной модели является снижение подсобных площадей и площадей обслуживания, трудозатрат, материалов и оборудования, повышение безопасности ее обслуживания, повышение качества продукции за счет исключения жесткого крепления выращенного кристалла на доставочном средстве.
Это достигается за счет того, что в установке для выращивания кристаллов, содержащем камеру роста с тиглем и тепловым узлом, шлюзовую камеру, устройство для выгрузки выращенных кристаллов, устройство для выгрузки выращенных кристаллов смонтировано в верхней части установки и выполнено в виде двух многозвенных рычажных механизмов со шкивами и тросами, на одном из концов каждого из тросов установлен зацеп для подвески контейнера для кристалла, а противоположный конец соединен с барабаном соответствующего рычажного механизма, при этом барабаны и рычажные механизмы выполнены с возможностью их привода от независимых мотор-редукторов.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана установка для выращивания кристаллов, вид слева; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - 6 - этапы выгрузки кристалла из установки для выращивания кристаллов; на фиг.7 - устройство для разгрузки выращенных кристаллов.
Установка для выращивания кристаллов содержит камеру 1 роста с размещенным в ней тиглем и тепловым узлом (на чертежах не показаны), шлюзовую камеру 2 с дверью 3 для выгрузки кристалла, переходную камеру 4. Камеры 1 роста и шлюзовая камера 2 разделены между собой шибером 5 для герметизации зоны плавки в камере 1 роста.
В верхней части установки на переходной камере 4 смонтировано устройство для разгрузки выращенных кристаллов 6. В верхней и нижней частях установки смонтированы узлы приводов 7 и 8 соответственно. Для защиты вакуумных насосов позади установки установлены 2 фильтра 9. Для обеспечения рабочего перемещения верхней части установки при выполнении подготовительных и ремонтных работ позади камер установки смонтирована колонна гидравлического подъемника 10. Сзади справа от камер установлена колонна многофункционального тельферного подъемника 11 для извлечения фильтрующих элементов из фильтров 10. Также подъемник 11 может применяться для выгрузки графитовых изделий из рабочей камеры установки при обслуживании.
Устройство для выгрузки выращенных кристаллов включает два многозвенных рычажных механизма (звенья 12, 13, 14, 15, 16) со шкивами 17, 18, 19, 20 и тросами 21.
На одном из концов каждого из тросов установлен зацеп 22 для подвески контейнера 23 для кристалла, а противоположный конец соединен с барабаном 24 соответствующего рычажного механизма.
Привод барабанов 24 осуществляет мотор-редуктор 25, а привод рычажных механизмов осуществляет мотор-редуктор 26.
Устройство для выгрузки выращенных кристаллов работает следующим образом.
После проведения процесса выращивания кристалла в камере 1 роста для его выгрузки оператор открывает дверь 3 шлюзовой камеры 2 и закрепляет контейнер 23 посредством зацепов 22 на тросах 21. После включения мотор - редуктора 25 привода барабанов производится подъем контейнера 23 до уровня выращенного кристалла (фиг.3).
После включения мотор-редуктора 26 привода рычажных механизмов, звенья рычажного механизма складываются, контейнер 10 вводят внутрь шлюзовой камеры 2 под кристалл до оси выращенного кристалла до соприкосновения с его конусом. При этом троса 21 опиравшиеся ранее на шкивы 19 ложатся в ложбинки шкивов 20. После этого закрывают хомуты 27 контейнера (фиг.4).
Включают мотор-редуктор 25 привода барабанов и осуществляют подъем выращенного кристалла на контейнере 23 на 15-20 мм для ослабления натяжения троса подвески слитка, затем обрезают шейку затравочного кристалла слитка (фиг.5).
Включают мотор-редуктор 26 привода рычажных механизмов, звенья которого раскладываются и выводят контейнер 23 со слитком кристалла за пределы шлюзовой камеры 2 (фиг.6).
После включения мотор-редуктора 25 привода вращения барабанов контейнер с кристаллом опускают на площадку обслуживания установки или на любое приемное устройство (фиг.6).
Аналогичным образом производится работа по подъему, вводу контейнера с шихтой в шлюзовую камеру, выводу контейнера без шихты из шлюзовой камеры, опусканию контейнера без шихты, в тех случаях, когда вся шихта (в твердом виде) не умещается в тигель.
Полезная модель позволит снизить подсобные площади и площади обслуживания, трудозатраты, материалы и оборудование, повысить безопасность ее обслуживания, повысить качество продукции за счет исключения
жесткого крепления выращенного кристалла на доставочном средстве. При меньших габаритах и массе установка может работать с большими загрузками и получать слитки большего веса и диаметра.
Установка для выращивания кристаллов, содержащая камеру роста с тиглем и тепловым узлом, шлюзовую камеру, устройство для разгрузки выращенных кристаллов, отличающаяся тем, что устройство для разгрузки выращенных кристаллов смонтировано в верхней части установки и выполнено в виде двух многозвенных рычажных механизмов со шкивами и тросами, на одном из концов каждого из тросов установлен зацеп для подвески контейнера для кристалла, а противоположный конец соединен с барабаном соответствующего рычажного механизма, при этом барабаны и рычажные механизмы выполнены с возможностью их привода от независимых мотор-редукторов.
