RU82707U1

RU82707U1 - INSTALLATION FOR GROWING CRYSTALS

Info

Publication number: RU82707U1
Application number: RU2008145126/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иосифович Голубов; Владимир Дмитриевич Соклаков; Сергей Леонидович Сорокин; Алексей Михайлович Старков; Алексей Владимирович Чубаров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Подольский химико-металлургический завод"
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2009-05-10

Abstract

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.An apparatus for growing crystals, comprising a growth chamber with a crucible and a thermal unit, a lock chamber, a device for unloading the grown crystals, characterized in that the device for unloading the grown crystals is mounted in the upper part of the installation and is made in the form of two multi-link linkage mechanisms with pulleys and cables, a hook is mounted on one end of each cable for hanging the container for the crystal, and the opposite end is connected to the drum of the corresponding lever mechanism, while the drums and azhnye mechanisms adapted to their drive from independent gearmotors.

Description

Полезная модель относится к получению кристаллов и может быть использована в оборудовании для выращивания кристаллов, преимущественно кремния, методом Чохральского.The utility model relates to the production of crystals and can be used in equipment for growing crystals, mainly silicon, by the Czochralski method.

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.The unloading of crystals from the growth furnaces of crystal growing plants is a serious technical problem, since the crystals have a significant weight (can exceed 100 kg), a high temperature of the removed crystal (up to 180 ° C), an inconvenient form for unloading (slippery cylinder with conical ends), specific requirements for the procedure for handling the crystal, since the crystal is fragile enough and damage to its surface is unacceptable.

Для выращенных слитков малого веса используют ручное снятие, а для слитков значительного веса в установках для выращивания кристаллов используют различные приспособления.For light-weight ingots grown, manual removal is used, and for ingots of significant weight, various devices are used in crystal-growing plants.

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).Closest to the claimed is a crystal growth device EKZ 2700 from Crystal Growing Systems GmbH, comprising a lower growth chamber with a crucible and a thermal assembly, an upper lock chamber, a device for unloading the grown crystals, mounted cantilever on the growth chamber (Crystal Growing Systems catalog or address in Internet http://www.cgs-gmbh.de/prod_cps.htm).

Указанное известное устройство обладает целым рядом существенных недостатков.The specified known device has a number of significant disadvantages.

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 The device for unloading the grown crystals only captures the grown crystals and removes them from the chamber, but does not solve the problem of removing the ingot. To remove the ingot from the device for unloading, additional devices (for example, mobile lifts) are required. In addition, the ingot in the device for unloading the grown crystals from below is rigidly

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.trapped, and to prevent it from tipping over its height there are hard curly grips. The presence of a console mounted device for unloading the grown crystals increases the overall overall dimensions of the installation.

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.Thus, the presence of a console mounted device for unloading the grown crystals requires an increase in the area for its placement and maintenance, reduces the safety of its maintenance, the phased removal of the ingot requires additional labor, materials and equipment, and the fastening system of the grown ingot in the device for its unloading can lead to its damage and thereby reducing the quality of the final product. With large dimensions and mass of the device, it cannot work with large loads and receive ingots of large weight and diameter.

Конструкция предлагаемой полезной модели направлена на устранение указанных недостатков.The design of the proposed utility model is aimed at eliminating these shortcomings.

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.The technical result of the proposed utility model is to reduce utility areas and service areas, labor costs, materials and equipment, increase the safety of its maintenance, improve product quality by eliminating the rigid mounting of the grown crystal on a delivery vehicle.

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.This is achieved due to the fact that in the installation for growing crystals containing a growth chamber with a crucible and a thermal unit, a lock chamber, a device for unloading the grown crystals, a device for unloading the grown crystals is mounted in the upper part of the installation and is made in the form of two multi-link lever mechanisms with pulleys and cables, at one end of each cable there is a hook for hanging the container for the crystal, and the opposite end is connected to the drum of the corresponding lever mechanism, while abany and lever mechanisms are arranged to drive them from independent gearmotors.

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.The utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows an installation for growing crystals, left view; figure 2 is the same, a top view; figure 3 - 6 - stages of unloading the crystal from the installation for growing crystals; 7 is a device for unloading the grown crystals.

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.The crystal growing installation comprises a growth chamber 1 with a crucible and a thermal unit (not shown) in the drawings, a lock chamber 2 with a door 3 for unloading the crystal, a transition chamber 4. The growth chambers 1 and the lock chamber 2 are separated by a gate 5 for sealing the melting zone in the chamber 1 growth.

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.A device for unloading the grown crystals 6 is mounted on the transition chamber 4 in the upper part of the installation. Drive units 7 and 8 are mounted in the upper and lower parts of the installation, respectively. To protect the vacuum pumps, 2 filters 9 are installed behind the installation. To ensure the working movement of the upper part of the installation during preparatory and repair work, a hydraulic lift column 10 is mounted behind the installation chambers. A column of a multi-function hoist lift 11 is installed to the right of the cameras to extract filter elements from the filters 10 Also, the lift 11 can be used to unload graphite products from the working chamber of the installation during maintenance.

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.A device for unloading the grown crystals includes two multi-link linkage mechanisms (links 12, 13, 14, 15, 16) with pulleys 17, 18, 19, 20 and cables 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.A hook 22 is mounted at one end of each cable for suspending the crystal container 23, and the opposite end is connected to the drum 24 of the corresponding link mechanism.

Привод барабанов 24 осуществляет мотор-редуктор 25, а привод рычажных механизмов осуществляет мотор-редуктор 26.The drum 24 is driven by a gear motor 25, and the linkage is driven by a gear motor 26.

Устройство для выгрузки выращенных кристаллов работает следующим образом.A device for unloading the grown crystals works as follows.

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).After the process of growing the crystal in the growth chamber 1, the operator opens the door 3 of the airlock chamber 2 and unloads the container 23 by means of the hooks 22 on the cables 21. After turning on the motor-reducer 25 of the drum drive, the container 23 is raised to the level of the grown crystal (Fig. 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).After turning on the gear motor 26 of the drive lever mechanisms, the links of the lever mechanism are folded, the container 10 is introduced into the airlock 2 under the crystal to the axis of the grown crystal until it touches its cone. In this case, the cables 21, which previously supported on the pulleys 19, lie in the hollows of the pulleys 20. After that, the clamps 27 of the container are closed (Fig. 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).Turn on the motor-drive gear 25 of the drum drive and carry out the rise of the grown crystal on the container 23 by 15-20 mm to ease the tension of the suspension cable of the ingot, then cut the neck of the seed crystal of the ingot (Fig. 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).Turn on the gear motor 26 of the drive lever mechanisms, the links of which are laid out and bring the container 23 with an ingot of crystal outside the lock chamber 2 (Fig.6).

После включения мотор-редуктора 25 привода вращения барабанов контейнер с кристаллом опускают на площадку обслуживания установки или на любое приемное устройство (фиг.6).After turning on the gear motor 25 of the drum rotation drive, the container with the crystal is lowered to the installation service platform or to any receiving device (Fig. 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.Similarly, work is carried out to raise, enter the container with the charge into the lock chamber, withdraw the container without charge from the lock chamber, lower the container without charge, in cases where the entire charge (in solid form) does not fit into the crucible.

Полезная модель позволит снизить подсобные площади и площади обслуживания, трудозатраты, материалы и оборудование, повысить безопасность ее обслуживания, повысить качество продукции за счет исключения The utility model will reduce utility and service areas, labor costs, materials and equipment, increase the safety of its maintenance, improve product quality by eliminating

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.hard mounting the grown crystal on a delivery vehicle. With smaller dimensions and weight, the installation can work with large loads and receive ingots of larger weight and diameter.

Claims

An apparatus for growing crystals, comprising a growth chamber with a crucible and a thermal unit, a lock chamber, a device for unloading the grown crystals, characterized in that the device for unloading the grown crystals is mounted in the upper part of the installation and is made in the form of two multi-link linkage mechanisms with pulleys and cables, a hook is mounted at one end of each cable for hanging the container for the crystal, and the opposite end is connected to the drum of the corresponding lever mechanism, while the drums and azhnye mechanisms adapted to their drive from independent gearmotors.