[实用新型]一种单晶炉拉晶防掉棒装置

说明书

本实用新型涉及一种单晶炉拉晶防掉棒装置，包括连接构件，用于与单晶炉的上轴重锤相连接；夹持机构，与所述连接构件相铰接，用于在晶棒的凹环处对晶棒进行夹持。在使用本实用新型的单晶炉拉晶防掉棒装置时，将防掉棒装置的连接构件固定连接在单晶炉的上轴重锤处，晶棒拉制过程的缩颈工艺中在晶棒靠上的部位会形成凹环状的颈部，防掉棒装置的夹持机构在该凹环处对晶棒进行夹持，如果发生籽晶断裂，由于夹持机构对晶棒的辅助夹持作用，可以防止晶棒因籽晶断裂发生掉落，进而可以避免晶棒对热系统及炉体造成破坏、引发安全事故。

技术领域

本实用新型涉及单晶炉拉晶技术领域，尤其涉及一种单晶炉拉晶防掉棒装置。

背景技术

单晶炉是采用直拉法生产单晶硅棒的主要设备，在利用直拉单晶炉制造晶棒的过程中通过籽晶(也称晶种)生长单晶。如图1所示，拉制过程中籽晶7被夹持在上轴重锤5(上轴重锤挂在悬垂线或跳线下端，在拉升过程中上轴重锤起稳定垂直的作用)的石墨夹头51处，晶棒则由籽晶及包括上轴重锤在内的提拉装置带动一边旋转一边上升，在此过程中，晶棒的长度和重量在不断地加大。晶棒在由籽晶及提拉装置提拉成整棒的过程中始终处于悬空状态，其整体重量全部由籽晶承受。

拉晶过程中先利用籽晶7引晶拉制一段细晶8，引晶时籽晶和熔硅接触，因受到强烈的热冲击，不管籽晶有无位错，都要生成和增殖一定数量级的位错，后续需通过缩颈工艺排除籽晶中原生和新生位错。缩颈工艺通常需要将细晶8处的直径控制在5mm，5mm的细晶理论上大约可以支持承重550kg，而目前单晶炉大尺寸热场的使用投炉量达到900kg甚至1000kg，因此在拉晶过程中籽晶的细晶部分存在极大的断裂风险，籽晶一旦断裂会造成晶棒掉落，而晶棒的掉落会引起坩埚破裂、硅液溢流、热场损坏、电流短路，甚至会引发爆炸等事故。因此需要采取一定的技术方案以避免拉晶时晶棒掉落对热系统及炉体造成破坏、引发安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单晶炉拉晶防掉棒装置，以解决现有单晶炉拉制晶棒时容易因籽晶断裂而引发晶棒掉落的技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：

一种单晶炉拉晶防掉棒装置，其特征在于：包括连接构件，用于与单晶炉的上轴重锤相连接；夹持机构，与所述连接构件相铰接，用于在晶棒的凹环处对晶棒进行夹持。

进一步的：所述夹持机构包括与所述连接构件相铰接的夹持臂及固定连接在所述夹持臂上的夹持抱爪，所述夹持抱爪用于在晶棒凹环处夹持住所述晶棒。

进一步的：所述夹持机构还包括与连接构件及夹持臂相连接的驱动件，所述驱动件能够驱动夹持抱爪夹持或者松开晶棒。

进一步的：所述驱动件为液压杆，所述液压杆的一端与连接构件相连，另一端与夹持臂相连。

进一步的：所述夹持机构包括两个所述夹持臂及两个分别与所述夹持臂相连接的夹持抱爪。

进一步的：所述防掉棒装置还包括称重传感器，所述称重传感器用于称取晶棒重量。

进一步的：所述防掉棒装置还包括与所述称重传感器及与所述夹持机构相连接的控制器，所述控制器用于接收所述称重传感器发送的重量检测信号，并在检测到的晶棒重量超过预设值时控制所述驱动件驱动所述夹持抱爪夹持住所述晶棒。

进一步的：晶棒重量的预设值为200kg。

进一步的：所述连接构件为连接杆，连接杆的一端与上轴重锤的上部相连接，另一端与所述夹持臂的顶端相铰接。

进一步的：所述夹持抱爪材质为四氟材料。