一种横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法与流程

1.本发明涉及单晶生产技术领域，具体为一种横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法。


背景技术：

2.单晶即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列，或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整个晶体中质点在空间的排列为长程有序；单晶整个晶格是连续的，具有重要的工业应用。
3.硅单晶采用直拉法进行生长过程中，横向磁场线的电流大小需要根据单晶生长过程中的需求改变，使得熔融体的对流得到抑制以提高单晶棒的晶体质量，从而避免单晶生长过程中生长界面存在缺陷，电路电流变频调节通常采用变频器，但是变频器需要人工手动操作，而单晶生长过程中，人工进行变频器操作调节，首先容易出现操作不精准，其次容易出现操作不及时，而导致单晶棒在生长过程中生长界面的缺陷，因此需要针对上述问题进行解决。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法，解决了单晶生长过程中变频器人工操作不便容易导致单晶棒生长界面缺陷的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种横向磁场变频电流控制系统，包括燃烧室和底座，所述燃烧室设置在底座的顶部，所述底座的外部设置有变频机构。
6.所述变频机构包括变频器和底板，所述变频器的外表面与底座的外表面固定连接，所述底板的外表面与底座的外表面固定连接，所述底板的外部设置有防护罩，所述底板外表面的左右两侧均固定连接有支板，两个所述支板的外表面均与防护罩的外表面活动连接，两个所述支板外表面互相靠近的一侧之间设置有电阻棒，所述电阻棒通过安装组件与支板相连接，所述电阻棒的外表面套设有滑环，所述滑环通过驱动组件在电阻棒上滑动，所述防护罩的内部贯穿固定连接有连接柱，所述连接柱的连接端通过导线与变频器的控制电路电性连接，所述电阻棒的输出端通过导线与连接柱的一端电性连接，所述滑环的输入端通过导线与连接柱的一端电性连接；所述安装组件包括嵌入槽、左夹槽和右夹槽，所述嵌入槽开设在支板的外表面，所述嵌入槽的内表面活动连接有嵌入板，所述嵌入板的外表面与防护罩的外表面固定连接，所述嵌入板的内部贯穿活动连接有螺栓，所述螺栓的外表面与支板的内部贯穿螺纹连接，所述左夹槽开设在支板的外表面，所述右夹槽开设在防护罩外表面的左右两侧，所述左夹槽的内表面卡接有卡块，所述右夹槽的外表面与卡块的外表面相卡接，所述卡块的外表面与电阻棒的外表面固定连接。
7.优选的，所述驱动组件包括伺服电机和动板，所述伺服电机的外表面与支板的外表面固定连接，所述动板的内部开设有贯通的螺槽，所述动板通过连接单元与滑环相连接。
8.优选的，所述伺服电机的输出端通过联轴器固定连接有螺杆，所述螺杆的外表面与螺槽的内表面螺纹连接。
9.优选的，所述螺杆的外表面转动连接有转套，所述转套的外表面与支板的外表面固定连接。
10.优选的，所述连接单元包括左右对称设置的连接板，左侧所述连接板设置在动板外表面的左右两侧，右侧所述连接板设置在滑环外表面的左右两侧，所述连接板的内部开设有贯通的通槽。
11.优选的，所述连接板的外表面活动连接有右夹板，所述连接板的外表面活动连接有左夹板，所述右夹板外表面的左右两侧均固定连接有夹持柱。
12.优选的，所述左夹板内部的左右两侧均开设有贯通的夹持槽，所述夹持槽的内表面与夹持柱的外表面活动连接，所述通槽的内表面与夹持柱的外表面活动连接。
13.优选的，所述夹持柱的外表面螺纹连接有螺母，所述螺母的外表面与左夹板的外表面相卡接。
14.本发明还公开了一种单晶生长缺陷控制方法，具体包括以下步骤：s1、组件安装：首先将底板与底座的固定连接，然后将滑环套设在电阻棒上，且使得滑环的输出端以及电阻棒的输出端通过导线，与防护罩上的连接柱的一端电性连接，然后将电阻棒通过卡块与左夹槽的卡接，将电阻棒与两个支板相连接，然后将防护罩通过嵌入槽与嵌入板的连接，以及右夹槽与卡块的连接，从而与支板连接在一起，再通过螺栓与嵌入板和支板的连接，从而增强防护罩和电阻棒连接的稳定性，随之将右夹板通过夹持柱与通槽的连接，从而将左右两侧的连接板相连接，以使得动板与滑环连接在一起，再将左夹板通过夹持柱与夹持槽的连接，和连接板相连接，随后将螺母与夹持柱和左夹板相连接；s2、电路接通：首先将变频器与底座相连接，然后将变频器内部的变频电路与底座内部的横向磁场线电性连接，再将变频器内部的控制电路与防护罩上的连接柱通过导线电性连接；s3、电控驱动：在进行单晶生长过程中，横向磁场线需要电流变频调节时，伺服电机带动动板在螺杆上左右运动，使得动板带动滑环在电阻棒上左右滑动，滑环滑动从而改变变频器内部控制电路的电阻，以使得变频器内部控制电路的电流发生变化，从而通过控制电路电流的变化，控制变频电路的电流进行变频调节。
15.优选的，所述s2-s3中提到的伺服电机与外部plc控制电路电性连接，变频器的变频电路与外部电源电性连接。
16.有益效果本发明提供了一种横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法。与现有技术相比具备以下有益效果：（1）、该横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法，变频机构包括变频器和底板，变频器的外表面与底座的外表面固定连接，底板的外表面与底座的外表面固定连接，底板的外部设置有防护罩，底板外表面的左右两侧均固定连接有支板，两个支板的外表面均与防护罩的外表面活动连接，两个支板外表面互相靠近的一侧之间设置有电阻棒，
电阻棒通过安装组件与支板相连接，电阻棒的外表面套设有滑环，滑环通过驱动组件在电阻棒上滑动，防护罩的内部贯穿固定连接有连接柱，连接柱的连接端通过导线与变频器的控制电路电性连接，电阻棒的输出端通过导线与连接柱的一端电性连接，滑环的输入端通过导线与连接柱的一端电性连接；安装组件包括嵌入槽、左夹槽和右夹槽，嵌入槽开设在支板的外表面，嵌入槽的内表面活动连接有嵌入板，嵌入板的外表面与防护罩的外表面固定连接，嵌入板的内部贯穿活动连接有螺栓，螺栓的外表面与支板的内部贯穿螺纹连接，左夹槽开设在支板的外表面，右夹槽开设在防护罩外表面的左右两侧，左夹槽的内表面卡接有卡块，右夹槽的外表面与卡块的外表面相卡接，卡块的外表面与电阻棒的外表面固定连接，通过设置变频机构，首先防护罩通过嵌入槽和嵌入板的连接与支板相连接，并通过螺栓的作用稳固防护罩与支板的连接，同时通过左夹槽和右夹槽与卡块的卡接，从而对电阻棒夹持固位，不仅增强了防护性且便于拆卸更换维护，其次通过电阻棒和滑环与连接柱的电性连接，以及连接柱与变频器内部控制电路的电性连接，并通过滑动滑环改变滑环在电阻棒上的位置，以改变变频器内部控制电路的电流，从而通过不同电流值以进行横向磁场线变频电流精准且快速的调节，满足单晶棒生长过程中的需求，避免单晶棒生长界面的缺失，通过上述结构的组合解决了单晶生长过程中变频器人工操作不便容易导致单晶棒生长界面缺陷的问题。
17.（2）、该横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法，驱动组件包括伺服电机和动板，伺服电机的外表面与支板的外表面固定连接，动板的内部开设有贯通的螺槽，动板通过连接单元与滑环相连接，伺服电机的输出端通过联轴器固定连接有螺杆，螺杆的外表面与螺槽的内表面螺纹连接，螺杆的外表面转动连接有转套，转套的外表面与支板的外表面固定连接，通过设置驱动组件，伺服电机首先与外部plc控制电路电性连接，由外部控制电路控制转动，并通过螺杆与螺槽的螺纹连接，螺杆转动时使得动板沿着螺杆运动，从而带动滑环在电阻棒上运动，以通过改变滑环位置调节变频器内部控制电路的电阻和电流，利用电控实现操作的精准性和及时性，通过上述结构的组合解决了单晶生长过程中变频器人工操作不便容易导致单晶棒生长界面缺陷的问题。
18.（3）、该横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法，连接单元包括左右对称设置的连接板，左侧连接板设置在动板外表面的左右两侧，右侧连接板设置在滑环外表面的左右两侧，连接板的内部开设有贯通的通槽，连接板的外表面活动连接有右夹板，连接板的外表面活动连接有左夹板，右夹板外表面的左右两侧均固定连接有夹持柱，左夹板内部的左右两侧均开设有贯通的夹持槽，夹持槽的内表面与夹持柱的外表面活动连接，通槽的内表面与夹持柱的外表面活动连接，夹持柱的外表面螺纹连接有螺母，螺母的外表面与左夹板的外表面相卡接，通过设置连接单元，右夹板通过夹持柱与通槽的连接，将左右两侧的连接板连接在一起，使得动板和滑环连接在一起，并通过左夹板和螺母的夹持作用，使得动板与滑环连接的稳定性增强，便于滑环的电控调节滑动，以进行变频器控制电路的电阻电流调节，同时也便于滑环和电阻棒磨损后的拆卸更换。
附图说明
19.图1为本发明的外部结构立体图；图2为本发明底板的外部结构立体图；
图3为本发明防护罩的外部结构剖拆图；图4为本发明图3中a处的局部放大图；图5为本发明电阻棒的外部结构立体图；图6为本发明支板的外部结构拆分图；图7为本发明螺杆的外部结立体图；图8为本发明动板的外部结立体图；图9为本发明左夹板的外部结构拆分图；图10为本发明的操作方法流程图。
20.图中：1-燃烧室、2-底座、3-变频机构、31-变频器、32-底板、33-防护罩、34-支板、35-电阻棒、36-安装组件、361-嵌入槽、362-左夹槽、363-右夹槽、364-嵌入板、365-螺栓、366-卡块、37-滑环、38-驱动组件、381-伺服电机、382-动板、383-螺槽、384-连接单元、3841-连接板、3842-通槽、3843-右夹板、3844-左夹板、3845-夹持柱、3846-夹持槽、3847-螺母、385-螺杆、386-转套、39-连接柱。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1-10，本发明提供技术方案：一种横向磁场变频电流控制系统，包括燃烧室1和底座2，燃烧室1设置在底座2的顶部，底座2的外部设置有变频机构3；变频机构3包括变频器31和底板32，变频器31采用的型号为vfd-el，且变频器31的变频电路输出端与燃烧室1内部的横向磁场线输入端电性连接，变频器31的外表面与底座2的外表面固定连接，底板32的外表面与底座2的外表面固定连接，底板32的外部设置有防护罩33，防护罩33采用绝缘、耐腐蚀材料制成，起到触电防护以及灰尘遮挡的作用，底板32外表面的左右两侧均固定连接有支板34，支板34采用绝缘、耐腐蚀材料制成，起到支撑的作用，两个支板34的外表面均与防护罩33的外表面活动连接，两个支板34外表面互相靠近的一侧之间设置有电阻棒35，电阻棒35采用导电材料制成，且电阻棒35的阻值均匀，电阻棒35通过安装组件36与支板34相连接，电阻棒35的外表面套设有滑环37，滑环37内壁尺寸与电阻棒尺寸相适配，且采用导电材料制成，滑环37通过驱动组件38在电阻棒35上滑动，防护罩33的内部贯穿固定连接有连接柱39，连接柱39采用导电材料制成，且外部的连接处在电性连接时设置保护措施，连接柱39的连接端通过导线与变频器31的控制电路电性连接，电阻棒35的输出端通过导线与连接柱39的一端电性连接，滑环37的输入端通过导线与连接柱39的一端电性连接；安装组件36包括嵌入槽361、左夹槽362和右夹槽363，嵌入槽361开设在支板34的外表面，嵌入槽361的内表面活动连接有嵌入板364，嵌入板364的外表面与防护罩33的外表面固定连接，嵌入板364的内部贯穿活动连接有螺栓365，螺栓365的外表面与支板34的内部贯穿螺纹连接，左夹槽362开设在支板34的外表面，右夹槽363开设在防护罩33外表面的左右两侧，左夹槽362的内表面卡接有卡块366，卡块366采用绝缘材料制成，且外部尺寸小于电阻棒35的径长，右夹槽363的外表面与卡块366的外表面相卡接，卡块366的外表面与电阻棒35的外表面
固定连接，驱动组件38包括伺服电机381和动板382，伺服电机381采用的型号为gm20-20by，伺服电机381的外表面与支板34的外表面固定连接，动板382的内部开设有贯通的螺槽383，动板382通过连接单元384与滑环37相连接，伺服电机381的输出端通过联轴器固定连接有螺杆385，螺杆385的外表面与螺槽383的内表面螺纹连接，螺杆385的外表面转动连接有转套386，转套386对螺杆385进行支撑，以增强螺杆385的稳定性，转套386的外表面与支板34的外表面固定连接，连接单元384包括左右对称设置的连接板3841，连接板3841采用绝缘材料制成，左侧连接板3841设置在动板382外表面的左右两侧，右侧连接板3841设置在滑环37外表面的左右两侧，连接板3841的内部开设有贯通的通槽3842，连接板3841的外表面活动连接有右夹板3843，连接板3841的外表面活动连接有左夹板3844，右夹板3843外表面的左右两侧均固定连接有夹持柱3845，左夹板3844内部的左右两侧均开设有贯通的夹持槽3846，夹持槽3846的内表面与夹持柱3845的外表面活动连接，通槽3842的内表面与夹持柱3845的外表面活动连接，夹持柱3845的外部尺寸与通槽3842的内部尺寸相适配，以增强滑环37和动板382连接的稳定性，夹持柱3845的外表面螺纹连接有螺母3847，螺母3847的外表面与左夹板3844的外表面相卡接。
23.本发明还公开了一种单晶生长缺陷控制方法，具体包括以下步骤：s1、组件安装：首先将底板32与底座2的固定连接，然后将滑环37套设在电阻棒35上，且使得滑环37的输出端以及电阻棒35的输出端通过导线，与防护罩33上的连接柱39的一端电性连接，然后将电阻棒35通过卡块366与左夹槽362的卡接，将电阻棒35与两个支板34相连接，然后将防护罩33通过嵌入槽361与嵌入板364的连接，以及右夹槽363与卡块366的连接，从而与支板34连接在一起，再通过螺栓365与嵌入板364和支板34的连接，从而增强防护罩33和电阻棒35连接的稳定性，随之将右夹板3843通过夹持柱3845与通槽3842的连接，从而将左右两侧的连接板3841相连接，以使得动板382与滑环37连接在一起，再将左夹板3844通过夹持柱3845与夹持槽3846的连接，和连接板3841相连接，随后将螺母3847与夹持柱3845和左夹板3844相连接；s2、电路接通：首先将变频器31与底座2相连接，然后将变频器31内部的变频电路与底座2内部的横向磁场线电性连接，再将变频器31内部的控制电路与防护罩33上的连接柱39通过导线电性连接；s3、电控驱动：在进行单晶生长过程中，横向磁场线需要电流变频调节时，伺服电机381带动动板382在螺杆385上左右运动，使得动板382带动滑环37在电阻棒35上左右滑动，滑环37滑动从而改变变频器31内部控制电路的电阻，以使得变频器31内部控制电路的电流发生变化，从而通过控制电路电流的变化，控制变频电路的电流进行变频调节。
24.本发明中，s2-s3中提到的伺服电机381与外部plc控制电路电性连接，变频器31的变频电路与外部电源电性连接。
25.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
26.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
27.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种横向磁场变频电流控制系统，包括燃烧室（1）和底座（2），所述燃烧室（1）设置在底座（2）的顶部，其特征在于：所述底座（2）的外部设置有变频机构（3）；所述变频机构（3）包括变频器（31）和底板（32），所述变频器（31）的外表面与底座（2）的外表面固定连接，所述底板（32）的外表面与底座（2）的外表面固定连接，所述底板（32）的外部设置有防护罩（33），所述底板（32）外表面的左右两侧均固定连接有支板（34），两个所述支板（34）的外表面均与防护罩（33）的外表面活动连接，两个所述支板（34）外表面互相靠近的一侧之间设置有电阻棒（35），所述电阻棒（35）通过安装组件（36）与支板（34）相连接，所述电阻棒（35）的外表面套设有滑环（37），所述滑环（37）通过驱动组件（38）在电阻棒（35）上滑动，所述防护罩（33）的内部贯穿固定连接有连接柱（39），所述连接柱（39）的连接端通过导线与变频器（31）的控制电路电性连接，所述电阻棒（35）的输出端通过导线与连接柱（39）的一端电性连接，所述滑环（37）的输入端通过导线与连接柱（39）的一端电性连接；所述安装组件（36）包括嵌入槽（361）、左夹槽（362）和右夹槽（363），所述嵌入槽（361）开设在支板（34）的外表面，所述嵌入槽（361）的内表面活动连接有嵌入板（364），所述嵌入板（364）的外表面与防护罩（33）的外表面固定连接，所述嵌入板（364）的内部贯穿活动连接有螺栓（365），所述螺栓（365）的外表面与支板（34）的内部贯穿螺纹连接，所述左夹槽（362）开设在支板（34）的外表面，所述右夹槽（363）开设在防护罩（33）外表面的左右两侧，所述左夹槽（362）的内表面卡接有卡块（366），所述右夹槽（363）的外表面与卡块（366）的外表面相卡接，所述卡块（366）的外表面与电阻棒（35）的外表面固定连接。2.根据权利要求1所述的一种横向磁场变频电流控制系统，其特征在于：所述驱动组件（38）包括伺服电机（381）和动板（382），所述伺服电机（381）的外表面与支板（34）的外表面固定连接，所述动板（382）的内部开设有贯通的螺槽（383），所述动板（382）通过连接单元（384）与滑环（37）相连接。3.根据权利要求2所述的一种横向磁场变频电流控制系统，其特征在于：所述伺服电机（381）的输出端通过联轴器固定连接有螺杆（385），所述螺杆（385）的外表面与螺槽（383）的内表面螺纹连接。4.根据权利要求3所述的一种横向磁场变频电流控制系统，其特征在于：所述螺杆（385）的外表面转动连接有转套（386），所述转套（386）的外表面与支板（34）的外表面固定连接。5.根据权利要求2所述的一种横向磁场变频电流控制系统，其特征在于：所述连接单元（384）包括左右对称设置的连接板（3841），左侧所述连接板（3841）设置在动板（382）外表面的左右两侧，右侧所述连接板（3841）设置在滑环（37）外表面的左右两侧，所述连接板（3841）的内部开设有贯通的通槽（3842）。6.根据权利要求5所述的一种横向磁场变频电流控制系统，其特征在于：所述连接板（3841）的外表面活动连接有右夹板（3843），所述连接板（3841）的外表面活动连接有左夹板（3844），所述右夹板（3843）外表面的左右两侧均固定连接有夹持柱（3845）。7.根据权利要求6所述的一种横向磁场变频电流控制系统，其特征在于：所述左夹板（3844）内部的左右两侧均开设有贯通的夹持槽（3846），所述夹持槽（3846）的内表面与夹持柱（3845）的外表面活动连接，所述通槽（3842）的内表面与夹持柱（3845）的外表面活动连接。
8.根据权利要求6所述的一种横向磁场变频电流控制系统，其特征在于：所述夹持柱（3845）的外表面螺纹连接有螺母（3847），所述螺母（3847）的外表面与左夹板（3844）的外表面相卡接。9.一种单晶生长缺陷控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：s1、组件安装：首先将底板（32）与底座（2）的固定连接，然后将滑环（37）套设在电阻棒（35）上，且使得滑环（37）的输出端以及电阻棒（35）的输出端通过导线，与防护罩（33）上的连接柱（39）的一端电性连接，然后将电阻棒（35）通过卡块（366）与左夹槽（362）的卡接，将电阻棒（35）与两个支板（34）相连接，然后将防护罩（33）通过嵌入槽（361）与嵌入板（364）的连接，以及右夹槽（363）与卡块（366）的连接，从而与支板（34）连接在一起，再通过螺栓（365）与嵌入板（364）和支板（34）的连接，从而增强防护罩（33）和电阻棒（35）连接的稳定性，随之将右夹板（3843）通过夹持柱（3845）与通槽（3842）的连接，从而将左右两侧的连接板（3841）相连接，以使得动板（382）与滑环（37）连接在一起，再将左夹板（3844）通过夹持柱（3845）与夹持槽（3846）的连接，和连接板（3841）相连接，随后将螺母（3847）与夹持柱（3845）和左夹板（3844）相连接；s2、电路接通：首先将变频器（31）与底座（2）相连接，然后将变频器（31）内部的变频电路与底座（2）内部的横向磁场线电性连接，再将变频器（31）内部的控制电路与防护罩（33）上的连接柱（39）通过导线电性连接；s3、电控驱动：在进行单晶生长过程中，横向磁场线需要电流变频调节时，伺服电机（381）带动动板（382）在螺杆（385）上左右运动，使得动板（382）带动滑环（37）在电阻棒（35）上左右滑动，滑环（37）滑动从而改变变频器（31）内部控制电路的电阻，以使得变频器（31）内部控制电路的电流发生变化，从而通过控制电路电流的变化，控制变频电路的电流进行变频调节。10.根据权利要求9所述的一种单晶生长缺陷控制方法，其特征在于：所述s2-s3中提到的伺服电机（381）与外部plc控制电路电性连接，变频器（31）的变频电路与外部电源电性连接。

技术总结
本发明公开了一种横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法，变频机构包括变频器和底板，变频器的外表面与底座的外表面固定连接，底板的外表面与底座的外表面固定连接，底板的外部设置有防护罩，本发明涉及单晶生产技术领域。该横向磁场变频电流控制系统及单晶生长缺陷控制方法，通过设置变频机构，通过滑动滑环改变滑环在电阻棒上的位置，以改变变频器内部控制电路的电流，从而通过不同电流值以进行横向磁场线变频电流精准且快速的调节，满足单晶棒生长过程中的需求，避免单晶棒生长界面的缺失，通过上述结构的组合解决了单晶生长过程中变频器人工操作不便容易导致单晶棒生长界面缺陷的问题。晶棒生长界面缺陷的问题。晶棒生长界面缺陷的问题。


技术研发人员：芮阳 马吟霜 刘洁
受保护的技术使用者：宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司
技术研发日：2022.02.10
技术公布日：2022/3/8