搜索
KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）2/21Kayex机密1111设备设备设备设备通用技术条件通用技术条件通用技术条件通用技术条件1.1所有管道均标示流向和流体介质。1.2按照210Kg投料量设计籽晶提升和坩埚提升装置。1.3配置冷却套筒。1.4配置电动热屏提升装置。1.5控制系统内不包括UPS电源，但要求客户必须配置。1.6KICCS-Kayex智能晶体生长控制系统。KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）3/21Kayex机密2物理和物理和物理和物理和性能性能性能性能规格规格规格规格系统属性和主要组件所有单晶炉室均由304L不锈钢制作而成，采用双层水冷夹套结构。炉体的所有焊接处都经过缺陷检查和探伤检验，并通过水压试验和氦质谱检漏仪检漏。请参见第6章的图纸。2.1.12.1.12.1.12.1.1底板底板底板底板单晶炉的炉底板设计成平板式，中间的通孔用于坩埚轴的安装，并配有排气孔两个，压力传感器通气孔一个，电极安装通孔六个。电极（6个）电极孔直径：75.5mm（2.97″）电极材料：紫铜，水冷排气孔直径（2个）：81.79mm（3.22″）中心孔径：127mm（5.00″）2.1.22.1.22.1.22.1.2主炉主炉主炉主炉室室室室主炉室是一个两端敞开并带法兰接头的筒状结构。其上配有一个用于测量加热器温度的高温计接口。主炉室内壁无任何突出部分。主炉室内径：1040mm（40.94″）主炉室高度：985mm（38.78″）高温计接口位置：炉底板上方697mm（27.4″）2.1.32.1.32.1.32.1.3炉盖炉盖炉盖炉盖炉盖为穹状结构，为主炉室和副炉室之间提供了一个过渡区。炉盖的喉口部两侧分别设置有氩气接口。炉盖喉口直径14″[355mm]。炉盖下法兰外周上设置有用来引导泄露气体向下流动的裙边。（这种结构通常于替换安装炉室夹具）KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）4/21Kayex机密内径：1040mm（40.94″）相机窗口：64mm×153mm操作者观察窗口：64mm×279mm加料孔直径：82mm（3.23″）热屏提升孔直径（2个）：50mm（1.97″）2.1.42.1.42.1.42.1.4冷却套筒冷却套筒冷却套筒冷却套筒设备配置有一冷却套筒，由316不锈钢制作。通过螺栓分别与隔离阀座和炉盖上部连接固定。在冷却回路出水口提供流量和温度测量和监控。在冷却水的输入端安装了一个节流阀协助工艺控制及开发。内径：292.1mm（11.5″）法兰厚度：47.6mm（1.88″）2.1.52.1.52.1.52.1.5隔离阀隔离阀隔离阀隔离阀一位于单独隔离室内的翻转类型阀，用于隔离副炉室和主炉室。当操作者使用副炉室时，通过使用隔离阀可以保持主炉室的压力和温度条件。隔离阀内径：305mm（12″）2.1.62.1.62.1.62.1.6副炉室副炉室副炉室副炉室（（（（接收室接收室接收室接收室））））副炉室是位于隔离阀上的一圆筒形腔体。副炉室上设有便于操作者观察的观察窗口（1）和籽晶位置监测口（2）。在副炉室上方的水平调整器设有氩气进气接口（2），熔体测温计（1），一个辅助真空系统抽真空接口。在副炉室上端还有一个清扫口。副炉室内径：305mm（12″）副炉室高度：2800mm（110″）KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）5/21Kayex机密2.1.72.1.72.1.72.1.7副室延长室副室延长室副室延长室副室延长室副室延长室是位于副炉室上部的一个圆筒形腔体。延长室高度：508mm（20″）延长室内径：191mm（7.5″）2.1.82.1.82.1.82.1.8水平调整器水平调整器水平调整器水平调整器水平调整器是封闭副室延长室上部并用来支撑籽晶提升的装配组件。通过调整上法兰可以使籽晶旋转轴铅直垂直。水平调整器有两个氩气接入口，一个熔体温度计接口，一个辅助真空接口。2.22.22.22.2炉室提升机构炉室提升机构炉室提升机构炉室提升机构操作者可以通过单晶炉升降控制机构将单晶炉室从炉体基座上提升起来（用于装料和维护）。安装在立柱上的液压升降机可以垂直的移动上炉室（副炉室/炉盖组件）和主炉室。操作员可人工手动将主炉室旋出或旋进。并可通过手动控制器控制电机将副炉室旋出到一侧。做为液压系统的共同特性，炉室提升机构包括一个液压泵单元，连接软管，将液压力传递给提升油缸。液压泵与液压缸通过四个软管组件连接，组件之间是通过便于维护的快速脱开夹头连接的。副炉室提升，垂直方向总行程：1016mm（40″）主炉室提升，垂直方向总行程：1016mm（40″）2.32.32.32.3坩埚提升机构坩埚提升机构坩埚提升机构坩埚提升机构为了保证刚性、精度和消除反转影响，提升机构采用了导轨和梯形螺杆来实现旋转零件的垂直移动。坩埚提升采用一台步进电机通过减速箱和加强带来驱动螺杆分别实现快速和慢速两种提升速度。通过不锈钢波纹管来保证坩埚垂直提升整个行程上的真空密封。行程开关可以阻止提升电机在超过行程范围外的运转。坩埚旋转采用一台直流伺服电机驱动减速箱和可承受高转矩无引入震KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）6/21Kayex机密动的多楔带来实现。坩埚轴的旋转密封是采用磁流体密封。调整螺丝用来保证坩埚轴相对炉底板上居中。2.3.12.3.12.3.12.3.1运行运行运行运行参数参数参数参数提升速度和精度：0-127mm/hr（0-5in/hr）±1%读数，或±0.25mm/h(0.01in/hr),两者之大者快速提升速度(标称)：127mm/min（5.0in/min）总垂直行程：500mm（19.68″）旋转速度和精度：0-30RPM±1%读数，或±0.03RPM,两者之大者2.3.22.3.22.3.22.3.2坩埚轴坩埚轴坩埚轴坩埚轴坩埚轴是一根中空的刚性旋转轴，通过旋转接头通入冷却水，由303不锈钢制作。特殊的轴端安装设计可以防止装料后的石墨底座受热后松开。旋转密封的最大直径：3.94″（100mm）旋转密封的圆柱直径：3.94″（100mm）穿过旋转密封的轴直径：2.0″（50.75mm）2.42.42.42.4籽晶提升机构籽晶提升机构籽晶提升机构籽晶提升机构籽晶提升机构是一个内部抽真空的铝盒，内部装有一个籽晶绳卷轴和一个缆绳拉紧装置（悬挂一个负载传感器）。提拉头绕一根垂直中空的缆绳轴旋转，其上与其它系统的线路通过一个滑环组件连接。称重元件信号被放大后传递给滑环。此机构已通过静平衡测试，可以在旋转速率范围内实现无震动操作。籽晶绳驱动轴和腔体的旋转密封采用磁流体密封。可变磁阻伺服电机通过一系列的齿轮箱变速获得快速和慢速两种速度来驱动籽晶绳卷轴。提拉头的旋转是采用一台直流伺服电机驱动减速箱KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）7/21Kayex机密和可承受高转矩无引入震动的多楔带来实现。籽晶提升行程开关和电位计置于真空腔外，行程开关的精度被调整到20mm（或更好）。使用手动控制器同样可以控制紫晶提升电机。2.4.12.4.12.4.12.4.1运行运行运行运行参数参数参数参数提升速度和精度：0-508mm/hr（0-20in/hr）±1%读数，或±0.51mm/h(0.02in/hr),两者之大者快速提升速度(标称)：400mm/min（15.75in/min）垂直总行程：5000mm（197″）旋转速度和精度：0-30RPM±1%读数，或±0.05RPM,两者之大者称重元件：1000Lb(454kg)负载量—注明：缆绳的承重量只有该值的一半称重元件的分辨率：83克称重元件的非线性：全刻度的0.03%称重元件的滞后性：全刻度的0.02%称重元件的蠕动：全刻度的0.03%2.4.22.4.22.4.22.4.2籽晶绳籽晶绳籽晶绳籽晶绳籽晶绳是由19×7的防损伤302不锈钢制作而成，缆绳定位球和挂载孔满足军用规格要求，载荷验证测试达到900lb（409kg）。名义直径：3.18mm(0.125″)总长度：6200mm（244″）KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）8/21Kayex机密2.52.52.52.5热屏提升热屏提升热屏提升热屏提升在设备的炉盖上设计有两点式的热屏提升机构。热屏的位置可以通过在手动模式下的触摸屏来控制，同样也可以通过自动模式下的计算机控制。自动模式下通过斜率表来控制移动。两个热屏提升口在炉盖上相隔180度分布。提升能力：110lbs（50kg）2.62.62.62.6真空系统真空系统真空系统真空系统系统所有组件均由不锈钢制作，系统内的阀门是高真空、气动驱动的球阀。两个压力测量范围分别为0-1torr和0-100torr电子压力计监测隔离阀以下的炉室压力。与水平调整器相连的一个0-1000torr压力计用来监测当隔离阀关闭时，隔离阀以上的炉室压力。隔离阀以下用于连接测量仪表的管道直径是1/2″（12.7mm），可以有助于防止堵塞。为了提升毫托真空计长期使用的稳定性，除用于检漏测试外，一个自动阀将其与其它管路隔离。2.6.1.2.6.1.2.6.1.2.6.1.主真空系统主真空系统主真空系统主真空系统主真空系统提供了为单晶炉室抽真空或当隔离阀关闭时仅为主炉室抽真空的管道和阀。系统包括一个控制炉室独立气流压力的节流阀。在单晶炉背后主真空管道上增加了用于泄露检查和真空吹扫的NW16法兰。用于主真空系统泄压的法兰设计安装于操作平台之上以便于操作人员清理。管道外径：76mm（3″）管道外径—在第一个Y字型接头后：76mm（3″）阀门尺寸（球阀完全打开）：76mm（3″）2.6.2.2.6.2.2.6.2.2.6.2.辅助辅助辅助辅助（（（（副炉室副炉室副炉室副炉室））））真空系统真空系统真空系统真空系统辅助真空系统提供了将副炉室从常压抽至与主炉室相等压力的阀门和管道。在系统管道上配置了一根不锈钢柔性波纹管为提升和旋转副炉室提供了柔性连接。KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）9/21Kayex机密辅助系统管道外径：25mm（1″）阀门尺寸（球阀完全打开）：25mm（1″）2.6.3.2.6.3.2.6.3.2.6.3.密封密封密封密封炉室上的所有静密封为氟橡胶O型密封圈，籽晶提升机构和坩埚提升机构的旋转密封为磁流体密封。隔离阀轴的旋转密封为X型密封圈。2.6.4.2.6.4.2.6.4.2.6.4.真空完整性真空完整性真空完整性真空完整性整个真空系统通过使用氦质谱检漏仪检测，在1×10-8cm3（标准大气压）/秒的灵敏度范围内无泄漏。在加压和熔料工艺之前的每次抽真空后，控制系统都会自动执行炉室的检漏检查。极限真空压力：一般25mtorr(该值是由真空泵和真空系统决定)泄漏率（压力上升速率）：50mtorr/hr2.6.5.2.6.5.2.6.5.2.6.5.氧化物控制系统氧化物控制系统氧化物控制系统氧化物控制系统主真空系统在两个主真空接口的下游处都配置了一个空气注射阀用来控制氧化物，通过计算机可以同时控制两个阀的开启，每个注射口的流量稳定在大约或少于5升/分钟。2.72.72.72.7氩气系统氩气系统氩气系统氩气系统系统在例如长晶期间的工艺气体引入是通过质量流量控制器经由炉室上的几个入口进入炉体内的。氩气就是通过水平调整器上的环形分流环进入炉内以减少炉内的紊流。分流环是副室顶部氩气连接口的一部分，两个连接口均使用过滤器。副炉室底部也有一个用于在隔离期间将设备上半部保持在大气压下的接口。氩气面板上有一个机械式压力计用来监测氩气的供给。最低入口压力：75psig（5.17bar）最高入口压力：150psig（10.34bar）KX170设备设备设备设备说明书说明书说明书说明书KX170机械说明书（B）10/21Kayex机