《精功铸锭炉培训》
19页1、设备主要由钢结构部件、真空炉体、加热隔热系统、真空与供气系统、冷却系统、电源供给及控制系统组成。编辑课件1.1 钢结构部件钢结构部份分上下两层,中部三支腿支撑炉体以及驱动装置,外部四立柱支撑整个钢楼面,两侧装有楼梯可选,钢结构平台上部围有护栏。真空与供气系统、水冷却系统、电源供给系统、控制柜与操作面板的大局部管路都悬藏于钢结构平台下面。1.2 真空炉体 整个真空炉体的中部为圆柱形,上下端呈碟形,分内外两层,中间夹层通有冷却水。从中部法兰面分为上下炉体,上炉体由三个支腿支撑固定;下炉体悬挂于三个螺旋升降器末端,一个直流马达通过可弯曲的软轴驱动这三个螺旋升降器的丝杠,使下炉体上下移动。当上下炉体闭合时,法兰面上的密封圈被紧压,同时合上法兰面外侧的锁紧装置,保证不漏气。编辑课件1.3 加热隔热系统隔热系统分为隔热笼,隔热底板,加热组件,热交换台四个局部。隔热笼在上炉体内,由上下两层不锈钢框架组成,四周衬有碳纤维隔热材料,所有隔热材料为平板状,便与安装与更换,以两层堆积的方法防止流失热量。整个框架用三根不锈钢杆悬挂于上炉体内侧凸台上。隔热底板通过下炉体底部安装的平行驱动丝杠系统完成升降功能。中
2、部支撑杆外侧用不锈钢波纹管保护,防止漏气。当隔热底板运行到最高位置时,和隔热笼配合组成一个密闭腔体。编辑课件加热组件由铜电极,石墨加热部件及绝缘陶瓷管组成。六个铜电极从炉体上方穿入,提供交流电至石墨加热部件,加热部件悬挂于上炉体内,是由四组上下弯曲的石墨板组成,呈四方型,四角用连接板连接。绝缘陶瓷管使加热组件和隔热笼相互绝缘,保证生产平安。石墨加热部件周围即是隔热笼。在下炉体内,用三根石墨柱支撑一个散热交换台,用于放置坩埚及均匀坩埚底部温度。编辑课件 1.4、真空与供气系统 真空系统是由罗茨泵、机械滑阀抽气泵、平安阀及其他管路等附件组成。罗茨泵和滑阀泵同时工作可以使炉内压力迅速降至 0.06mbar。当工作压力需维持在 400600mbar 时,由机械滑阀抽气泵作用。氩气注入量由质流控制器控制,抽气量是由连接真空泵的比例调节阀控制。空气压力挡板阀用于关闭氩气进气系统及使炉体与真空系统分开。1.5、冷却系统 冷却循环水共有八路,通过管路和炉体水道分别流经炉体的上中下部、六路电极和真空泵。冷却水歧管装在钢结构部件的前方支脚上,并配有流量计和温度传感器,便于监测冷却循环水的正常运行。升温后的
3、水通过外部冷却系统进行热交换,并用水泵送回。编辑课件 1.6、电源供给及控制系统控制系统分为上位机和下位机,上位机以工业控制计算机为主体构成完成监控和输入参数等功能,下位机以 SNAP 智能控制系统为主体构成。大致分为以下几大局部:1 工控机 整个控制系统以工控机作为上位机,上位机完成控制工艺的设置,控制过程的监控,各种反响信息如:温度,水流量,隔热区位置,控制阶段等显示,出现异常情况报警显示,统计和记录整个硅结晶过程的各种参量的变化情况并生成图表。编辑课件 1.6、电源供给及控制系统控制系统分为上位机和下位机,上位机以工业控制计算机为主体构成完成监控和输入参数等功能,下位机以 SNAP 智能控制系统为主体构成。大致分为以下几大局部:1 工控机 整个控制系统以工控机作为上位机,上位机完成控制工艺的设置,控制过程的监控,各种反响信息如:温度,水流量,隔热区位置,控制阶段等显示,出现异常情况报警显示,统计和记录整个硅结晶过程的各种参量的变化情况并生成图表。编辑课件2 SNAP 智能处理器 SNAP 智能处理器作为控制系统的下位机单元,也是控制的核心单元,完成对温度的控制,真空度及充入氩气的
4、压力控制,隔离笼的提升控制,多晶硅结晶的速度及冷却水流量等的检测,并送达上位机。3)加热器的电源系统 电源系统包括大容量的降压变压器及可控硅控制单元。提供给石墨加热部件所需要的低压大电流的电源。4真空系统控制单元 真空系统控制单元包括对真空泵(罗茨泵、机械滑阀抽气泵)的控制,真空度检测及气体流量控制。编辑课件 5检测单元 检测单元包括温度、水流量、隔热笼位置等检测。检测器件包括热电偶,红外测温仪,流量计以及位置反响编码器。6)、运动控制单元 运动控制单元控制下炉体及隔热底板的升降动作。7系统供电单元 系统电源单元由总电源开关,控制柜内配电保护装置,及 UPS 等构成。编辑课件多晶硅铸锭炉工作顺序为:加热、熔化、晶体生长、退火、冷却,并包含突发情况出现时的急冷。控制原理及生产流程简述如下:通过工控机设置完各种工艺参数和预设定参数后,送达 SNAP 智能控制器。将经过 SiN 涂布处理的坩埚里装入多晶硅料,并放置在热交换台上。关闭闭炉体及隔热笼并抽真空。然后通过调整可控硅来控制变压器输出 3800A 的电流加到石墨加热器,并通过 SNAP 智能控制器,自动温度控制,加热假设干小时以使多晶硅
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