《精功铸锭炉培训》ppt课件

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1、1设备的组成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、电源供应及控制系统组成。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、电源供应系统、控制柜与操作面板的大部分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

2、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。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，热交换台四个部分。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，以两层堆积的方法避免流失热量。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。加热组件由铜

3、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，保证生产安全。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。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、安全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400～600mbar时，由机械滑阀抽气泵作用。氩气注入量由

4、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后方支脚上，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。升温后的水通过外部冷却系统进行热交换，并用水泵送回。1.6、电源供应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。大致分为以下几大部分：1）工控机整个控制系统以

5、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，各种反馈信息（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。1.6、电源供应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。大致分为以下几大部分：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，各种反馈信息（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

6、整个硅结晶过程的各种参量的变化情况并生成图表。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。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

7、仪，流量计以及位置反馈编码器。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。。2工艺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

8、控制，加热若干小时以使多晶硅料熔化。当多晶硅料完全熔化后，根据工艺要求，缓慢降低隔热底板，暴露出热交换台，使能量可以藉辐射方式散发至通有