[发明专利]用于半导体级硅单晶炉电极的水冷芯管及其应用

说明书

本发明提供了一种用于半导体级硅单晶炉电极的水冷芯管，它由水冷小管、变径环、水冷大管、安装座、分流块组成，其特征在于：水冷小管与变径环、变径环与水冷大管、水冷大管与安装座依次通过安装定位止口配合后焊接相连，由此串联焊接形成水冷芯管主体；水冷小管上端面位置处设置有4个出水槽口，4个分流块分别焊接于4个出水槽口外侧圆周面上；安装座内孔设置有锥形管螺纹进水口，同时设置有4个安装孔，用于与电极底部端面安装；安装座同时设置有密封槽，用于安装O形密封圈，在安装座与电极底部端面之间起密封作用。其优点在于：采用变径式结构，可伸入电极芯部，冷却更加充分；设置分流块，使得冷却效果更为明显。

技术领域

本发明涉及一种电极的水冷芯管及其应用，尤其是一种用于半导体级硅单晶炉电极的水冷芯管及其应用。

背景技术

单晶硅是具有基本完整的点阵结构的晶体，是一种良好的半导体材料，纯度可达到99.9999999%以上，可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位，处于新材料发展的前沿。

半导体级硅单晶炉是单晶硅产业链中重要的晶体生长设备，由于半导体级硅单晶体是在高温的条件下缓慢生长而成的，因此与加热器相连接的电极,其真空密封性、导电性和耐热性等极为重要。目前，硅单晶炉所使用的电极大多未设置水冷芯管或只是设置结构简单的水冷直管。一方面，未设置水冷芯管的方案，只是将冷却水的入水口和出水口同时设置于电极上，冷却水未达到循环对流效果，致使电极在通电时因冷却不充分温度过高，使用上存在较大安全隐患。另一方面，设置结构简单的水冷直管的方案，因冷却水进入电极后流速较慢，且不能实现喷射水流，电极仍不能充分冷却。

如何提高半导体级硅单晶炉的电极冷却效果，是本领域密切关注的课题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有硅单晶炉电极工作时因冷却不充分温度过高的问题，提供一种新型可靠的用于半导体级硅单晶炉电极的水冷芯管。

本发明的目的是这样实现的：一种用于半导体级硅单晶炉电极的水冷芯管，包括水冷芯管，其特征在于：水冷芯管包括水冷小管、变径环、水冷大管、安装座和分流块，安装座的中心为进水口，其中：水冷大管与安装座无缝焊接，进水口位于水冷大管中央，水冷大管与水冷小管之间通过变径环无缝焊接，水冷小管的端部封口，封口上设有均匀分布的出水槽，每个出水槽配有一片分流块。

在本发明中：安装座设有电极密封槽，电极密封槽内设有密封圈，电极密封槽周边设有均匀分布的电极安装孔。

在本发明中：水冷小管的端部封口上设有四个均匀分布的出水槽，所述的密封圈为O形密封圈，电极密封槽周边设有四个均匀分布的电极安装孔。

在本发明中：所述的水冷小管和水冷大管均为无缝不锈钢管，变径环、安装座和分流块的材料均为不锈钢。

一种上述半导体级硅单晶炉电极水冷芯管的应用，其特征在于，对应的半导体级硅单晶炉电极含有中空的腔室，并设有电极出水口，水冷芯管插入中空腔室后，半导体级硅单晶炉电极通过电极安装孔与安装座密封对接。

在所述水冷芯管的应用中，冷媒由安装座的进水口进入水冷大管，经过变径环加压后由水冷小管端部的出水槽喷出，在分流块的作用下冷媒被洒向中空腔室的内壁，吸热汇集后再由电极出水口返回循环使用。

本发明的优点在于：由于采用分段焊接式水冷芯管结构，并通过变径环对冷媒升压，由于水冷小管的端部封口，封口上设有均匀分布的出水槽，每个出水槽配有一片分流块，可以使冷媒直接喷洒到电极中空腔室内壁，提高冷媒的吸热效率，冷却效果更为明显。安装座与水冷大管无缝焊接，同时通过安装孔与电极对接，并由密封圈确保电极中空腔室的密封效果，这些措施都体现了本发明使用方便且结构紧凑。

附图说明