[发明专利]提高石英坩埚品质的制备装置及方法

说明书

本发明公开一种提高石英坩埚品质的制备装置及方法，所述装置包括熔制室、熔制模具、起弧遮挡组件和石墨电极，起弧遮挡组件以转动的方式安装在熔制室上，熔制模具安装在熔制室内，石墨电极安装在熔制室上方并以升降的方式可伸入或退出熔制模具，起弧遮挡组件通过转动可移动至熔制模具的开口上方将石墨电极和熔制模具隔离，在石墨电极起弧预热阶段将石墨电极产生的残渣、灰粉收集在起弧遮挡组件内，避免了残渣和灰粉进入熔制模具内对石英砂造成污染，石墨电极预热完成后，转动起弧遮挡组件离开熔制模具的开口，将石墨电极伸入熔制模具内对成型的石英砂加热，制得石英坩埚内表面纯度提升，增加了石英坩埚制造的合格率，降低了石英坩埚的制造成本。

技术领域

本发明涉及单晶硅制造技术领域，特别涉及一种提高石英坩埚品质的制备装置及方法。

背景技术

石英玻璃坩埚目前主要靠高温电弧法熔制，加热方式采用高温电弧加热，加热材料选用纯度较高的石墨电极加热。在石英坩埚熔制之前需要将高纯石英砂倒入模具内表面，并且通过一定的成型装置成型结束。然后将模具开入到熔融室内，启动电源，三根或者六根石墨电极之间相互放电，形成高温弧光加热熔制模具内表面的石英砂至融化状态，此时模具在一定转速下旋转，由于离心力的作用，保证模具内的呈融化状的石英砂不跌落，经过冷却后取出，即完成一个石英坩埚的毛坯生产。

目前在制作石英坩埚制作过程程中，石墨电极直接插入旋转装置已成型的粉料腔体内，石墨电极电火起弧，温度达1500℃以上，高温溶解粉料，由于石墨电极起弧阶段，电流、电压等不稳定，容易出现断弧，导致石墨电极头部残渣，灰粉等掉入模具内已成型的粉料中，造成粉料污染，这种技术容易造成石英坩埚内表面纯度下降，表面白点，黑点等数量多不合格。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种提高石英坩埚品质的制备装置。

还有必要提供一种提高石英坩埚品质的制备方法

一种提高石英坩埚品质的制备装置，包括熔制室、熔制模具、起弧遮挡组件和石墨电极，起弧遮挡组件以转动的方式安装在熔制室上，熔制模具安装在熔制室内，石墨电极安装在熔制室上方并以升降的方式可伸入或退出熔制模具，起弧遮挡组件通过转动可移动至熔制模具的开口上方将石墨电极和熔制模具隔离，在石墨电极起弧预热阶段将石墨电极产生的残渣、灰粉收集在起弧遮挡组件内，石墨电极预热完成后，转动起弧遮挡组件离开熔制模具的开口，将石墨电极伸入熔制模具内对成型的石英砂加热。

优选的，起弧遮挡组件包括底座架、转动臂和收集件，底座架安装在熔制室上，转动臂的一端以转动的方式安装在底座架上，转动臂的另一端安装收集件，收集件随着转动臂的旋转可遮挡或离开熔制模具的开口上方。

优选的，转动臂为L状，转动臂的一端设置承接环，承接环用于放置收集件，承接环的外侧设置挂环，挂环上安装耐高温绳索，通过拉动绳索将转动臂移动至熔制模具开口上方，或者通过拉动绳索将转动臂从熔制模具开口上方转动移开。

优选的，收集件为石英坩埚，收集件的侧面设置缺口，收集件随着转动臂转动过程中石墨电极从缺口中进入或离开收集件。

优选的，底座架设置轴座，轴座包括固定件、套筒和转轴，转轴的上端设置第一法兰，固定件安装在底座架上，套筒安装在固定件上，转轴安装在套筒内并可与套筒相对转动，转动臂和第一法兰连接的一端设置第二法兰，第一法兰和第二法兰固定连接后将转动臂安装在轴座上。

优选的，底座架上设置调节件，调节件上设置多个调节孔，固定件可安装在不同位置的调节孔，通过安装在不同位置的调节孔而实现转动收集件能够盖住熔制模具的开口。

优选的，底座架包括左支撑部、右支撑部、以及连接左支撑部和右支撑部的连接部，左支撑部、右支撑部和连接部之间形成密闭的空腔，左支撑部上设置进水管，右支撑部上设置出水管，冷却水自进水管进入空腔后再从出水管流出，冷却水在流动过程中对底座架进行降温。