山西冠贏自動(dòng)化科技有限公司專業(yè)專注于工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，電子電氣產(chǎn)品的批發(fā)銷售和技術(shù)服務(wù)，向用戶提供全面的產(chǎn)品和解決方案服務(wù)、*的供應(yīng)鏈服務(wù)以及化和本地化服務(wù)，致力于成為工業(yè)自動(dòng)化、工業(yè)電氣領(lǐng)域用戶長期的產(chǎn)品應(yīng)用顧問和供應(yīng)鏈伙伴。

特點(diǎn)

1、運(yùn)行穩(wěn)定；

2、可控性好；

3、響應(yīng)快速；

4、靈敏度高；

5、機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格（要求分別小于10%～15%和小于15%～25%）等特點(diǎn)；臺(tái)達(dá)伺服電機(jī)|ECMA-F11318RS|*

優(yōu)勢(shì)

伺服電機(jī)有交流伺服電機(jī)和直流伺服電機(jī)兩種，臺(tái)達(dá)伺服電機(jī)屬于交流伺服電機(jī)，與直流伺服電機(jī)比較，主要優(yōu)勢(shì)如下：臺(tái)達(dá)伺服電機(jī)|ECMA-F11318RS|*

1、無電刷和換嚮器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低；

2、定子繞組散熱比較方便；

3、慣量小，易于提高係統(tǒng)的快速性；

4、適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)；

5、同功率下有較小的體積和重量。

應(yīng)用案例

隨著世界能源供應(yīng)的日趨緊張，可再生能源光伏產(chǎn)品發(fā)展迅猛，據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)2005年全國太陽能電池產(chǎn)能爲(wèi)300MW，到 2007年已發(fā)展到1000MW，到2010年我國太陽能電池/組件產(chǎn)能將達(dá)到5000MW以上，顯示齣對(duì)單晶和多晶硅有很大的市場(chǎng)需求，比原來的市場(chǎng)預(yù)期提前瞭10年以上，也預(yù)示齣單晶硅爐的市場(chǎng)需求將成倍增長。單晶硅爐是半導(dǎo)體材料直拉法晶體設(shè)備，其硅單晶棒料經(jīng)切割等后續(xù)工藝處理成芯片被制作為二極管.太陽能電池.集成電路等半導(dǎo)體材料的主要器件。近幾年來由于能源危機(jī)及地球環(huán)境改善帶來對(duì)新能源，可再生能源的巨大需求，光伏產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)*的增長，半導(dǎo)體硅材料的生產(chǎn)又進(jìn)入新的發(fā)展期，因此大力加速發(fā)展可再生能源.硅光伏產(chǎn)業(yè)及共基礎(chǔ)材料---高純半導(dǎo)體硅（單晶.多芯片）材料已成為當(dāng)務(wù)之急，而硅材料的生長離不開單晶硅爐和多晶硅爐的設(shè)備支持。

二、單晶硅爐的工藝流程簡(jiǎn)介、技術(shù)需求及方案的分析

2-1、單晶硅爐的工藝流程簡(jiǎn)介

單晶硅爐爐的組成組件可分成四部分

（1）爐體：包括石英坩堝，石墨坩堝，加熱及絕熱組件，爐壁

（2）晶棒及坩堝拉升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：包括籽晶夾頭，吊線及拉升旋轉(zhuǎn)組件

（3）氣氛壓力控制：包括氣體流量控制，真空系統(tǒng)及壓力控制閥

（4）控制系統(tǒng)：包括偵測(cè)感應(yīng)器及電腦控制系統(tǒng)

加工工藝：

加料→熔化→縮頸生長→放肩生長→等徑生長→尾部生長

（1）加料：將多晶硅原料及雜質(zhì)放入石英坩堝內(nèi)，雜質(zhì)的種類依電阻的N或P型而定。雜質(zhì)種類有硼，磷，銻，砷。

（2）熔化：加完多晶硅原料于石英堝內(nèi)后，長晶爐必須關(guān)閉并抽成真空后充入高純氬氣使之維持一定壓力范圍內(nèi)，然后打開石墨加熱器電源，加熱至熔化溫度（1420℃）以上，將多晶硅原料熔化。

（3）縮頸生長：當(dāng)硅熔體的溫度穩(wěn)定之后，將籽晶慢慢浸入硅熔體中。由于籽晶與硅熔體場(chǎng)接觸時(shí)的熱應(yīng)力，會(huì)使籽晶產(chǎn)生位錯(cuò)，這些位錯(cuò)必須利用縮勁生長使之消失掉。縮頸生長是將籽晶快速向上提升，使長出的籽晶的直徑縮小到一定大小（4-6mm）由于位錯(cuò)線與生長軸成一個(gè)交角，只要縮頸夠長，位錯(cuò)便能長出晶體表面，產(chǎn)生零位錯(cuò)的晶體。

（4）放肩生長：長完*之后，須降低溫度與拉速，使得晶體的直徑漸漸增大到所需的大小。

（5）等徑生長：長完*和肩部之后，借著拉速與溫度的不斷調(diào)整，可使晶棒直徑維持在正負(fù)2mm之間，這段直徑固定的部分即稱為等徑部分。單晶硅片取自于等徑部分。

（6）尾部生長：在長完等徑部分之后，如果立刻將晶棒與液面分開，那么效應(yīng)力將使得晶棒出現(xiàn)位錯(cuò)與滑移線。于是為了避免此問題的發(fā)生，必須將晶棒的直徑慢慢縮小，直到成一尖點(diǎn)而與液面分開。這一過程稱之為尾部生長。長完的晶棒被升至上爐室冷卻一段時(shí)間后取出，即完成一次生長周期。

技術(shù)需求和方案分析

單晶硅爐上面共需要四個(gè)軸驅(qū)動(dòng)，其中2個(gè)使用的是伺服控制系統(tǒng)，另外2個(gè)使用的是直流驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)；該設(shè)備根據(jù)工藝需要，設(shè)備分為爐架、主爐室、副室、提拉旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，下隨動(dòng)機(jī)構(gòu)及液壓提升機(jī)構(gòu)、真空及氣路系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)、電加熱和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等諸多機(jī)構(gòu)。通過系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高科技產(chǎn)品的集成。其次設(shè)備采用了許多較新的機(jī)構(gòu)。如上提拉旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過花鍵軸配繞絲輪結(jié)合電刷環(huán)，在很小的體積上實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定提拉和旋轉(zhuǎn)，滿足工藝需求且降低了設(shè)備高度，再有下隨動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)備采用精密滾珠絲杠配合坩堝的磁流體密封，運(yùn)動(dòng)保持部件置于真空室外，實(shí)現(xiàn)精密運(yùn)動(dòng)與真空密封的*結(jié)合，使用穩(wěn)定可靠，還有液壓提升機(jī)構(gòu)對(duì)副室翻板閥的保持采用無自鎖，爐內(nèi)有漏硅等壓力驟增的緊急情況可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泄壓提高了設(shè)備的安全可靠性等等。在電器控制上設(shè)備采用可編程操作，代替了傳統(tǒng)的邏輯編程繼電器。電器控制系統(tǒng)由國產(chǎn)機(jī)大多采用的單片機(jī)，提升到IRCON和CCD工控自動(dòng)化控制三個(gè)類型，提高了設(shè)備的自動(dòng)化控制水平。

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