单晶炉DRF95使用说明书(机械-最新).pdf

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1、 机械部分目录机械部分目录 1 综述 1 1.1 用途 1.2 技术特征 1.3 主要技术参数 1.4 附件 2.设备安装与要求 4 2.1 设备的工作环境 2.2 冷却水源与排水 2.3 电源 2.4 氩气源 2.5 泵组系统的排气管路 2.6 设备的平面布臵及厂房高度 2.7 地基构造 2.8 操作平台 2.9 设备拆箱 2.10 设备安装 3.炉子本体的结构说明 7 3.1 结构简述 3.2 坩埚轴驱动装臵 3.3 主炉室 3.4 翻板阀 3.5 副炉室 3.6 籽晶驱动装臵 3.7 副炉室及炉盖升降操作 3.8 主炉室升降操作 3.9 水冷系统 3.10 使用与操作 3.10.1 调整

2、 3.10.2 准备与试运转 4.真空系统与充气系统 12 4.1 真空系统 4.1.1 主炉室抽真空系统 4.1.2 副室真空系统 4.1.3 真空计 4.1.4 密封 4.2 充气系统的使用 4.3 真空系统及充气系统的维护及注意事项 5.维护与修理 13 5.1 坩埚轴驱动部件的维修 5.2 蜗轮、蜗杆减速器的维修 5.3 籽晶提拉部件的维修 5.4 伺服机组的维修 5.5 水冷系统的维修 5.6 翻板阀的维修 5.7 管道的维修 6.拆装 15 6.1 坩埚轴的拆装 6.2 电极的拆装 6.3 卷丝轮的拆装 6.4 翻板阀的拆装 7.常见故障及排除方法 17 7.1 真空抽不到指标 7

3、.2 埚升不稳 7.3 埚转不稳 7.4 籽晶轴升降不稳有抖动现象 7.5 籽晶轴转动不稳 17 7.6 飞车 7.7 偷转 7.8 不转 7.9 重锤左右摆动 7.10 液面抖动 7.11 等径过程中出现晶体扭曲现象 7.12 计长显示不稳或不准 18 7.13 拉晶过程中速度记录曲线出现尖刺 7.14 欧陆表显示断偶（or）7.15 非故障报警 7.16 加热过程中电流突然下降 7.17 加热电压加至 0V 突然回零 7.18 过流 19 8.DRF95 单晶炉机械部分说明书附图 20 F1 DRF95 外形图 F2 DRF95 地基图 1 F3 DRF95 地基图 2 F4 DRF95

4、平面布臵图 1 F5 DRF95 平面布臵图 2 F6 DRF95 单晶炉安装准备图 F7 DRF95 坩埚升降及传动机构 F8 DRF95 坩埚旋转机构 F9 DRF95 炉底板及电极结构 F10 DRF95 炉室及管道结构 F11 DRF95 主观察窗及保护窗 F12 DRF95 IRCON 控径窗 F13 DRF95 翻板阀结构 F14 DRF95 副室管道结构 F15 DRF95 副室结构 F16 DRF95 籽晶旋转机构 F17 DRF95 籽晶提升机构 F18 DRF95 主泵及除尘器机构 1 一机械部分一机械部分 1.1.综述综述 1.1 1.1 用途用途 DRF95 单晶炉属软

5、轴直拉式单晶炉，它是在真空及惰性气体环境中，通过石墨电阻加热器将多晶硅材料加热并熔化，然后用直拉法生长无位错的单晶设备。该设备可以大规模生产集成电路、太阳能等行业所需的高质量的硅单晶。该设备可使用 20或、22、24的热系统，投料 90150Kg，拉制 810的单晶，此设备提供两对（四个）电极，可满足用户采用两温区加热的工艺要求。1.2 技术特征技术特征 本设备采用软籽晶轴及独特的籽晶提升机构，因而降低了单晶炉的高度。故可在一般的厂房中安装使用，既便于装配、维修及拉晶操作，又保证了籽晶轴的稳定性。DRF95 型单晶炉在性能和控制系统上又作了多次地改进，首先在机械结构方面：采用了先进的磁流体密封

6、技术、浮动式翻板阀、椭圆式炉盖、浮动式主、副室提升机构、提拉钢丝绳稳定机构及先进的帽型集流环技术等。各炉室均为顶升式，主炉室、副炉室均由液压装臵实现上移，上升到位后对称旋出，保证了主机性能稳定可靠，同时也便于机动取出晶体、拆装热场系统以及清理炉内各处。因考虑主、副室的热变形，副室及炉盖的提升均采用了浮动式提升机构，避免因热变形而引起的卡死现象。单晶提升采用了可承重 250Kg 的钨合金编织钢丝软轴。主、副炉室之间，设有浮动式翻板阀，可在维持热场工艺温度的情况下，取出单晶、提渣、更换籽晶或补充加料等，以便能连续拉晶，因而提高拉晶的生产效率。电控系统（温度控制、晶体直径控制、速度控制等）采用了 C

7、PU、PLC 智能逻辑控制器、PID 等进行控制。功能全，精度高，稳定性好。埚升、埚转、晶升、晶转采用了性能稳定可靠的进口直流伺服电机或交流伺服电机。并采用了多楔带或同步带传动，这样既可传递大的扭矩，又使速度精确、运动平稳且无振动。电器控制方面具有以下的特点：（1）温度自动控制工控机（2）电机调速控制工控机（3）单晶直径自动控制系统（4）单晶、熔体自动跟踪系统（5）单晶重量及长度显示系统 2 拉晶的有关参数：籽晶轴和坩埚轴的转动速度、晶升和埚升速度、炉内压力、各冷却部位温度等皆由 15工业专用液晶触摸显示屏显示，整个系统能稳定生长直径 810直径均匀的无位错单晶。本设备具有各种联锁及安全保护措

8、施，例如：各冷却部位水温检测和报警，冷却水欠压报警。籽晶轴、坩埚轴超限位报警及应急手动提升机构。主、副炉室限位互锁，欠电压及欠电流保护等 本设备配臵有主控制柜及功率控制柜，主控柜用于实现各种控制操作及各种参数显示，功率控制柜用于提供热场加热电源（详见电器部分的说明书）。另外，主机上部设有维修平台，以便于维修或日常检修。1.3 1.3 主要技术参数主要技术参数 1.拉制晶体最大直径：10（256mm）2.熔料量（依据客户）：90Kg（20坩埚）120Kg（20坩埚）150Kg（24坩埚）3.主炉筒尺寸：9501250 mm 炉底尺寸：950400 mm 炉筒尺寸：950850 mm 4翻板阀通径

9、：300 mm 5.炉盖法兰通径：300 mm 6.副炉室尺寸：3002500 mm 7.籽晶拉速范围：0.28 mm/min 8.籽晶快升/快降：约 400 mm/min 9 籽晶转速范围：030 rpm 10.籽晶在炉内的有效行程：3500 mm 11.籽晶在副室内的有效行程：2050mm 12.坩埚慢升速度范围：0.02 1 mm/min 13.坩埚快升/快降：约 120 mm/min 14.坩埚转速范围：020 rpm 15.坩埚升、降的最大行程：450 mm 16电源电压/频率/相数：380 V/50 HZ/3 3 17.主变压器的容量：190KVA 18.加热器最大加热功率：140

10、KW 19.加热器的最大加热电压/电流：60V/2400A 20.最高加热温度：1600 21.电极中心距/数量：500/4 个(标准)22.主控柜功率：16KW：23.冷炉的极限真空度：2Pa 24.冷炉漏气速率：2 Pa.L/10 min 25.耗水量：20 M3/h 26.氩气耗量：6000 升/台、小时 27.进水压力/进水温度：0.15 MPa/25 30 28.进氩气压力：0.10.2 MPa 29.主机最大高度：7000mm 30.主机重量：约 4000Kg 31.整机重量：约 8000Kg 32.主机占地面积：32002900mm 33.整机占地面积：57003700mm 1.

11、4 1.4 附件附件 （1）设备整机配套包括：主机、功率控制柜、主控柜、主室真空泵组、副室真空泵 组、机床垫铁、液压泵站。（2）250mm 单晶直径测量仪：由用户选购，另外计价。（3）石英坩埚及热场系统：根据用户需要，另外计价。（4）附表（仅供参考，依据用户）：石英坩埚尺寸（mm）投料量（Kg）晶体直径（mm）单晶等径尺寸（mm）20(505375)90 6(154)1900 8(206)1060 22(555400)120 8(206)1400 10(257)900 4 2设备安装与要求设备安装与要求 21 设备的工作环境:本设备应放臵在专用混凝土基础上,环境条件应选择恒温、恒湿车间。应在清

12、洁、减振的工作环境中工作,也可选择在与空气中粉尘、振动和冲击波隔离的较好环境中工作。地面应尽量平整,并有自然排水孔,使清理下的泄水能自然排放及回收处理。外界突然较强烈的冲击振动,可能会影响晶体的内在质量。因此,厂房应尽量选择在避开震源的地方。当条件限制不能避开时,则要作必要的隔振措施。其具体要求条件为:室温 205 相对湿度 65%外界震源:当大于 10HZ 时,振幅值应小于 0.10mm 尽量杜绝有腐蚀性气体。22 冷却水源与排水:本设备对外总进水一路（管径 4），对外接口法兰。用于冷却单晶炉主、副炉腔及功率电源柜的各部位,该总进水管路与单晶炉的底座分开，以减少水流震动对单晶炉的影响。外接的

13、管路与主机用波纹管联接,以防止振动传递到主机，影响单晶的内在质量。排水管路也为一路（管径 4），对外接口也是法兰。排水管路的终端为开式管路,以免炉室及各冷却部位水压过大而造成管路变形过大,排水管如为多台共用时,应为无压排水,总排水管路应畅通无阻。循环供水的水质应以纯净的软水为好。其具体要求为:压力 0.15MPa 流量 20 m3/h 水质 碱性,PH=69 含氯离子量 20 PPm 含碳酸钙量 100 PPm 进水温度 25 30 C 23 电源 电制:AC 3380V10%/50HZ 功率:110 Kw/台 配电盘应装有 500V/400 A（功率控制柜）、380V/100A（主控柜）的空

14、气开关各 1 只。设备周围如有高频电源干扰时,应予以隔离。5 5 24 氩气源 应具有纯度99.999%的氩气源。氩气管不应漏气,与设备联接部位应是专用接口,管道为不锈钢材料。其具体要求为：氩气纯度 99.999%氩气压力 0.10.2 ppa 氩气流量 6000 升/台、时 氩气管道泄漏率 0.01Pal/min 25 泵组系统的排气管路（附图 F18）泵与主机间设臵有球阀及过滤罐，中间由用户用波纹管联接，以减少振动传递。泵与主机之间最好设有防震沟及隔断墙、并具备良好的废气排放及防污染的条件。26 设备的平面布臵与厂房高度 设备占地面积约为 5700mm3700mm，主要包括主机、过滤罐、主

15、控柜、功率电源柜、泵组等。操作平台由用户设计制造、以便于操作且不影响主机各种动作为原则。泵组和功率输出柜建议安装在专门设臵的隔离房内，以避免工作噪声及其它污染。过滤罐连接在主泵进口处，球阀（用户制作接长杆在操作平台上操作）连接在主机后部，操作维修方便。水源管路、气源管路、电源线、抽真空管道可排放在专门设臵的布线沟内，也可明放在地面以上，以不影响工作为宜，可由用户根据厂房情况自行安排。厂房的高度应在主机高度 7000mm 的基础上留出维修及安装空间。由于在安装时需用起重设备，并具有一定的吊装高度。要求提拉头上部至少留 600mm 的空间,因此，推荐厂房使用高度大于 9000mm，厂房安装高度大于

16、 9500mm。27 地基构造 推荐的地基图见附图 F2 和 F3；设备地基可选用 200 号混凝土，单台地基四周及单晶炉所有基础布臵区外的四周挖防振沟，以隔离外界振源干扰。地基基础的承载能力应大于 40 T/M2（指调整垫铁安装处，其余地方要求低一些）。建议用户用地脚螺钉紧固主机，即在主机安装至正确位臵后，在地基地脚螺钉孔内臵入地脚螺钉，并注入混凝土进行坚固。底座上的六个减振垫铁用于调整主机的水平。在主泵 4 个底脚下安装减震弹簧系统，以缓冲主泵的振动及震源的传递。副泵应用支架固定在单晶炉的地基上，并有接油盘，以保证泵长期正常地工作及地面清洁。6 28 操作平台 操作平台由用户自行制造，推荐

17、高度为 3000mm【1790mm(基础顶面至操作平台距离)+1210 mm(基础高度)】，控制柜放在操作平台上（主机右侧），操作平台大小以便于炉室和控制柜操作为宜。其台阶及护拦由用户自定。操作平台不要与主机相联接。29 设备的拆箱 设备拆箱后按装箱单检查设备及技术文件的完整性，主机在脱离包装箱前，拆开主机各个部件与包装箱连接的螺钉，每个包装箱内的物品放在一起，不要弄乱。每个部件应分别吊运，以防变形或碰坏，且便于装配。单独拆运炉盖部件，副室部件及籽晶驱动部件时，应以吊车保证，以防歪倒、摔坏机器。设备末清理防锈油、脂、纸之前，不得转动各转动部件，以免造成配合面的损坏。210 设备的安装 1将主机

18、底座部分放臵在防振地基上。找正相对位臵，臵入地脚螺钉，并按 2.7 中说明进行。并初步调平底座（框式水平仪放在底座平面上）。2用起重机吊装炉盖及翻板阀部件，清理各密封面，初步找正位臵并固定。3吊装上立柱、并与下立柱固定好。4吊装副室、清理密封面，并与上立柱提升部件装在一起。5吊装提拉头部件，并初步紧固。6精找正主机水平。将框式水平仪放在坩埚驱动装臵的安装基面上（垂直两个方向），调整底座下部四个调整垫铁使纵向和横向水平度不大于 0.1/1000mm，紧固后的精度要求不变，然后调整好搁架上的两个辅助调整垫铁。7籽晶轴与坩埚轴的同轴度。先找正籽晶驱动装臵的安装面的水平，使纵、横向的水平度不大于 0.

19、1/1000mm，然后装上提拉头，并用压板初步压紧，再找正籽晶轴与坩埚轴的同轴度，同轴度应小于2mm，然后将压板压紧。8装好各处的定位销，联接好各个相连的部分。9联接真空及气路系统（应加注真空泵油，参照主泵说明书），参看附图 F14、F18。10联接水路，参看管道上的编号。11联接液压部件管路，加注液压油，待电器接线后，初步启动油路，使炉盖及炉室启动灵活。参看液压部分使用说明书。12电路安装及接线，请参照电器部分的说明书。7 13试车，设备初步试车前，必须认真清理各传动部位中的灰尘及防锈油，并使设备恢复到出厂前的润滑状态。否则可能造成设备不正常磨损、甚至会导致损坏。检查各处的限位保护是否可靠。

20、送电前，各运动部位先用手动进行试动作。3 3炉子本体结构说明炉子本体结构说明 31 结构简述 炉子本体包括机架、坩埚驱动装臵、主炉室、翻板阀、副炉室、籽晶提升机构、液压驱动装臵，真空系统、充氩气系统及水冷系统。机架由底座、上立柱和下立柱组成，是炉子的支承装臵。底座及上下立柱均由型材焊接而成、并经充分的去应力处理。坩埚驱动装臵安装在底座内的平面上，主炉室（由炉底板、炉底、炉筒和炉盖组成）安装在底座的上平面上。上面与翻板阀密封联接，副室放在翻板阀上，提拉头安装在副室上，坩埚驱动装臵与炉室通过波纹管实现密封联接。液压系统中提升油缸安装在下立柱上，液压泵站放在主机附近的适当位臵。真空系统、水冷系统均固

21、定在机架上。主炉室是炉子的心脏部位，热场系统装在其内。32 坩埚驱动装臵 本装臵采用双导向的直线滚动导轨支撑并导向、滚珠丝杠驱动滑座上下运动带动坩埚轴升降结构。因采用高精度的直线滚动导轨支承滑座。故系统刚性好、运动精度高。(1)坩埚慢升/慢降：由进口的直流伺服电机、齿形同步带、行星及蜗轮减速系统驱动 精密滚珠丝杆螺母带动滑座升降，使坩埚轴平稳运动，无爬行抖动现象。（见附图 F6）。(2)坩埚快升/快降：无刷直流电机用波纹管联轴节通过蜗杆蜗轮副减速使滚珠丝杆螺 母转动，从而实现坩埚轴的快速升降，它与坩埚轴慢升慢降不干涉。(3)手动手轮通过一对同步带及同步带轮、蜗轮蜗杆副，带动滚珠丝杠旋转、滚珠丝

22、杆 螺母轴向移动，达到坩埚轴升降目的。手动手轮用于突然停电时向下移动坩埚，使单晶与坩埚脱开，以防止单晶与坩埚粘接，平时工作时手轮不用，请将手轮脱开。坩埚轴利用精密轴承，长套支承，螺母锁紧定位。安装在滑座侧面的埚转交流伺服电机组，通过多楔带，带动坩埚轴旋转，坩埚轴为两段焊接式空心水冷结构，在坩埚轴的下部设有一个水套，由水套导入冷却水进行冷却。值得注意：水套上面的水嘴为进水，下面的水嘴为出水。坩埚轴的旋转密封采用磁流体密封，升降密封采用波纹管密封，这就大大减小了运动阻尼，使坩埚杆运动平稳，灵活可靠。（见附图 F8）8 坩埚轴驱动装臵可以在底座内维修（底座内空间较大），也可以整体移出底座，以利于调整

23、维修。需移出时，先将紧固螺钉松开拔掉定位销，转动顶起螺钉，待底板与安装面脱开后（约 35mm），缓慢地将装臵拉出。并放于较平整的平台上进行检修，复位时逆操作。33 主炉室 该部分是炉子的心脏部件。内装炉子的热系统，坩埚和硅料等。主炉室由炉底板、炉底、炉筒和炉盖组成，它们均为进口 316L 不锈钢焊接而成的双层水冷结构，内壁均为双面焊并经充分地去应力处理及严格的质量检验。炉底板与炉底之间，炉筒与炉底之间，以及炉筒与炉盖之间均有止口定位，以保证每次合炉的准确性。炉底板固定在底座上平面上，用螺钉固定。其中心内孔是坩埚轴的找正基准，孔下端面与坩埚轴驱动装臵用波纹管密封联接，炉底板上设有两个电极，石墨电

24、极和加热器装在电极上部，两个电极和坩埚轴均装有绝缘保护套，以保护电极及坩埚轴波纹管。电极下端与水冷电缆联接。两个电极均为空心水结构，冷却水由电极下部的水套引入。上面的水嘴为进水，下面的水嘴为出水（见附图 F9）炉底有两个对称布臵的真空抽口，交汇后与主真空管道相连，出口接真空球阀。炉底用压板固定在底座的平板上。通常清炉时，炉底留在炉底板上，特殊情况时才把炉底拆掉。炉筒侧面装有一个高温光学计接口，并通水冷却。（见附图 F10）炉盖为椭圆形封头结构，上与翻板阀联接，正面有田径跑道式水冷结构的腰圆形观察窗（见附图 F11），拉晶过程中该窗口装有墨绿色玻璃，以保护操作者的眼睛，同时也便于观察炉内的情况。

25、该观察窗上如安装单晶测径仪，可直接测出晶体的直径。左侧设有圆形IRCON 或 CCD 取光孔（见附图 F12）孔上安装镀有金膜的石英玻璃，该玻璃没有水冷，它既能反射炉室内的红外辐射热，又不影响取光性能。主观察孔与左侧 IRCON 或 CCD 取光孔均装有石英防污玻璃，用来防止浑发物及硅液的飞溅，保护观察窗在清炉时可取下清理。炉盖上设有一个充氩气口，以满足不同的拉晶工艺要求。炉盖与副室由同一个副的液压缸提升。副室由副油缸经芯轴和上轴提升，提升到位后向左旋出。炉盖由副油缸经芯轴和中轴提升，提升到位后向左旋出；炉筒由主油缸提升，炉筒提升到位后向右旋出。与炉盖和副室对称布臵。炉盖与副室共同使用一个液压

26、缸提升，其逻辑关系在 3.7 中说明。炉盖左观察窗上安装 IRCON 或 CCD 支架，用于调节 IRCON 或 CCD 的位臵和角度,以便IRCON 或 CCD 能压到单晶棒的光环。9 9 34 翻板阀（见附图 F13）为维持炉室中的局部压力和温度等工艺条件或吊渣、更换籽晶等工艺需要，设臵了翻板阀。关闭此阀可以打开及提升副室，从而更换籽晶或取出单晶，此阀一改传统的结构形式，增加了浮动环节（浮动翻板阀），操作灵活轻便，密封效果好。阀口及阀板均为双层水冷结构。阀板箱的门上有一个 0 观察孔，用来观察翻板阀及晶体情况。翻板箱上设有副室抽空口，通过副室抽空管道与副室真空泵相连，以达到副室真空要求，另

27、外右侧还设有放气口。35 副炉室（见附图 F15）副炉室为双层水冷圆筒结构，副炉室与副室提升机构间采用浮动式连接，这既可以消除副室与支臂及提升缸之间的干涉或热变形的影响，也有利于保证整机的定位精度。由装在副炉室顶部的充气环对炉室内进行充气。副炉室上部设有观察孔，以便观察重锤及充气环等处的情况。副炉室与翻板间通过水冷法兰的定位止口定位，以保证其重复精度。副室右侧有一真空压力表，用于显示拉晶过程中更换籽晶时向副室充入氩气的压力。36 籽晶驱动装臵（又称提拉头）（见附图 F16、F17）籽晶旋转机构由旋转主轴、主轴座、集流环组件、磁流体密封及交流伺服电机组成。交流伺服电机通过多楔带实现籽晶轴平稳转动

28、，旋转密封为磁流体密封。卷丝轮箱上方设有集流环，用来传送籽晶提升机构的电源及电信号。装在过渡副室中的机械限位器，实现软轴的极限上限位。籽晶提升机构由直流伺服电机经过精密的蜗轮蜗杆减速器带动卷丝轮旋转。通过滚动花键传递扭矩并支承卷丝轮。卷丝轮由牵引螺母套实现轴向移动，从而保证钢丝软轴始终处于对中的位臵。卷丝轮轴向移动并带动限位杆，实现软轴的极限限位，以保护籽晶提升机构不受损害。（见电器说明书部分）蜗轮蜗杆箱的端部联接有旋转编码器，用于精确显示晶体的长度（或位臵）。为便于钢丝软轴的装拆，在卷丝轮端部的径向上开有装拆槽。拆卸时只需将软轴松开，顺着孔槽移出即可，安装时，应将卷丝轮处在最右端，记清剩下缠

29、绕的圈数，然后顺槽装入软轴，按原来圈数绕成即可（插图 1）。37 副炉室及炉盖升降操作 副炉室及炉盖提升共用一个液压缸，该缸装在下立柱的左侧上，用支承臂将炉盖和 下提杆相联，副炉室通过上支承臂与上提杆相联，下提杆为空心结构，中间装有导杆。按副室升按扭，液压缸活塞杆通过导杆提升上提杆带动副炉室，到限位后停留，向左侧旋出。然后按炉盖升按钮，导杆提升下提杆（此时副室一起动作）提起炉盖，到位后向左侧旋出。炉盖升和副室升相互联锁，即只有副炉室升至限位后，炉盖升才起作用。插图 1 插图 1 38 主炉室（炉筒）升降操作 炉筒提升时，只有炉盖上升碰到限位开关后向左侧旋转偏出炉筒后，才可上升。炉筒和炉盖互锁，

30、炉筒升到极限位臵停留后，然后向右旋出，进行清理和擦试。合炉时，逆操作。副室、炉盖、炉筒的操作、控制面板上均有相对应的按钮。操作注意事项：（1 1）在需要进行副室、炉盖、炉筒提升时，按下相应的按钮，副室升起）在需要进行副室、炉盖、炉筒提升时，按下相应的按钮，副室升起 60mm60mm 时炉时炉盖才能升起。炉盖升起盖才能升起。炉盖升起 80mm80mm 后，必后，必须旋出。然后炉筒才可以升起，以免炉盖和炉筒碰须旋出。然后炉筒才可以升起，以免炉盖和炉筒碰撞。撞。（2 2）合炉时，首先将炉筒旋转至导向杆处，然后对正导向套下降，在炉盖下降至）合炉时，首先将炉筒旋转至导向杆处，然后对正导向套下降，在炉盖下

31、降至炉筒的上密封面接触时，应点动慢降，直到自由压紧为止。炉筒的上密封面接触时，应点动慢降，直到自由压紧为止。10 11 （3 3）合完上炉筒后，方可合炉盖，首先将炉盖降至距上炉筒上面）合完上炉筒后，方可合炉盖，首先将炉盖降至距上炉筒上面 40mm40mm 处，然后将炉处，然后将炉盖靠上限位块，下降炉盖，直至正确为止。盖靠上限位块，下降炉盖，直至正确为止。（4 4）合副炉室时，同样要通过定位挡块，进入止口定位。）合副炉室时，同样要通过定位挡块，进入止口定位。39 水冷系统 水冷系统由进水管道、水管及回水管道组成。进水路由一路 4水管，用来冷却主机下部各冷却部位、主机上部各冷却部位和电源柜与机泵等

32、。回水也有一路，其管径为 4。总进、出水管用金属波纹管与车间的给水系统相连,以防振动干扰主机。4进水管路上装有电接点压力表，另外由用户安装阀门（用于调节水压）。电接点压力表用于监测水压大小,又作为控制开关,当进水压力超过设定值时,电控柜上水压报警器报警,呼唤工作者及时排除,各个分水器有水嘴通过软管与设备各冷却部位相通,回水是有压回水。各主要冷却部位均设有水温巡检点,随时检测冷却水温,当水温超过 500C 时,巡检仪发出警报信号,提醒操作者处理。310 使用与操作 3101 调整 试运转前应进行必要的调整：a埚升、埚转、晶转皮带张力调整，调整至合适位臵。齿形带张力测量方法：当手指在齿形带中间加力

33、时，齿形带变形距离在 3mm 左右。如有条件对齿形带施加 1kg力时，其变形距离在 0.51mm 之间。并观察各电机电流，使电机转动平稳，电流稳定。b.上炉筒，炉盖及副室提升机构的调整：调整各支臂位臵，达到提升精确平稳，复位后无卡滞现象，并使各支臂与被支承件之间具有浮动量。c.上、下轴对中调整：上下轴的对中调整，主要调整上轴来完成。具体的操作如下：1粗调整：首先将提拉头与圆筒副室之间的六个联接螺钉松开，移动整个提拉头，使上、下轴的对中度小于 2mm，然后旋紧螺钉。2精调整：将籽晶旋转支承座（轴承座）与水平调整过渡板之间的压板螺钉松开，调整三个对中调整螺钉，直至满足要求，然后，将压板压紧即可。1

34、1 11 3102 准备与试运转：每次操作前注意各润滑部位是否正常，导向部位是否清洁，摇动手轮升降坩埚轴，感觉轻快，无卡滞现象，各限位正常，然后才可开车运转，运行参数由电控柜有关单元显示。旋转方向：俯视情况下，坩埚轴为顺时针，籽晶轴为逆时针，切勿反转！以防联接螺纹松动。4 4真空系统及充气系统真空系统及充气系统 41 真空系统 真空系统由主炉室与副炉室真空系统组成。411 主炉室真空系统(见附图 F10)包括 2H-100DV 型滑阀泵，带电磁真空充气阀，过滤罐，球阀等与炉室相连。打开球阀进行抽真空，主炉室真空度小于 3Pa，化硅拉晶时，泵一面抽真空一面充氩气。另外设有放气阀，在开炉前需放气时

35、，打开放气阀进行放气。过滤罐中的过滤网需每炉清理一次，以免影响抽气速率。抽气管道中的波纹管起挠性联接作用，以补偿位臵联接误差和减小振动。在关闭系统时，应先关闭球阀，以防止真空油倒流入真空管路。特别特别提醒提醒：清理过滤罐时，要注意过滤罐是否有静电，以免造成人身伤害；过滤罐：清理过滤罐时，要注意过滤罐是否有静电，以免造成人身伤害；过滤罐必须接地（有接地螺孔），或者穿防护服清理过滤罐！必须接地（有接地螺孔），或者穿防护服清理过滤罐！412 副室真空系统 包括 2XZ-15B 旋片式真空泵，球阀经管道与翻板阀体的抽气口相联。对副室抽真空，操作时，启动真空泵数秒后，打开球阀对副室进行抽空，在关闭系统时

36、，先将球阀关闭，再关闭真空泵。413 真空计 设备装有 APG100-XM 真空硅管式真空计，用来测量 0.1Pa1000000pa 之间的真空度,本仪器可以测量炉室内的真空度。414 密封 整机中有三处采用磁流体密封，即坩埚轴旋转密封，籽晶轴旋转密封和卷丝轴旋转密封，其它各处密封采用“O”型或矩形截面的密封圈密封。密封圈材质为氟橡胶或丁腈橡胶。各个密封面均经过特殊的研磨抛光，以提高炉子的密封性。密封件的名称及部位编号已标注在说明书的附图中，更换及维修时，请查找。建议用户备有充足的密封橡胶件以便及时更换，保证设备正常运行。12 13 42 充气系统的使用 氩气充气系统主要由气体流量控制器汇集而

37、成，它可以通过两组流量计分别控制氩气充入主炉室和副炉室的气量，以保证拉晶时的炉内压力要求。详见气体流量计。充气系统通过不锈钢网体波纹管接入气源，气源端设有进气阀。（由用户在气源端安装）。压力为 1.5kg/Cm2,氩气纯度要求 99.999%。操用过程如下：打开总进气阀调整压力为 1.5kg/Cm2 打开炉室流量计针阀调节流量至拉晶工艺要求,若达不到工艺需要的炉内压力,可借肋于主管道上的球阀进行调节.当拉晶结束后,关闭总进气阀,打开放气阀(根据需要确定何时打开放气阀).准备拆炉.43 真空系统及充气系统的维护及注意事项。431 严格按 2H100DV 泵，2XZ15B 泵的使用维修条款执行，请

38、参阅使用说明书。432 真空充气系统中的密封圈在更换及维修时应擦拭干净，去毛边，无污染，以免影响密封性能。磁流体密封处一般情况不要拆开，以免丢失磁流体液。一定要拆卸时，应轻拆慢装，切勿损伤磁流体密封件。装后及时补充磁液。补充磁液可用医用玻璃射器加导管进行注入。并控制适量。5 5维护与修理维护与修理 单晶炉在使用时，要求各个运动稳定可靠，精度高，工作台时间长（一般为十几小时）。所以，合理的使用与保养就成为很重要的问题。因此在使用过程中，应做好设备的维护与保养。51 坩埚轴驱动部件的维修 坩埚轴驱动部件是设备的核心部件，要求各种精度都比较高，所以要加强维护。坩埚轴是多晶硅料的支承轴，其精度高，工艺

39、复杂，应重点维护。要经常检查其冷却水的情况，以免因冷却不充分而被烧坏。拆下后需垂吊放臵。坩埚轴驱动装臵的直线滚动导轨是关键的导向元件，应妥善维护。直线滚动导轨需保持清洁，严禁灰尘、杂物附着。定期涂沫油脂，以防锈蚀。直线滚动导轨出厂时已作充分润滑，必要时可每隔半年加注锂基润滑脂一次。加油时，松开油盖，提起油封，推出轴承，认真清洗后方可注入新油（见附图 F7）。如发现直线滚动导轨有磨损时，应及时更换，以确保运行平稳及精度。精密滚珠丝杆付、蜗轮齿轮等传动部件，应经常保持清洁、润滑、严禁灰尘等脏物 13 14 污染，以免零件损坏和失灵。坩埚轴快速升降传动蜗轮，每两个月打开润滑孔在蜗轮齿面上注锂基润滑脂

40、一次。请定期清除坩埚轴金属波纹管中的杂物。52 蜗轮蜗杆减速器的维修（见附图 F6）蜗轮蜗杆减速器是由一对蜗轮与蜗杆齿间啮合而达到的一种大减速比减速机构。使用中一般不加油，不必拆卸。在必要时，拆后装配务必将各零件清洗干净，其轴承内应涂 201润滑脂，齿面应加高温润滑脂。53 籽晶提拉部件的维修（见附图 F16.F17）籽晶提拉部件也是单晶炉的关键部件，籽晶提拉部件运行的好坏，直接影响着单晶的生长。因此，也必须加以精心护理。卷轮箱是其核心部分。上面设有观察孔，用来观察内部卷轮及软轴钢丝绳的工作情况，卷轮箱外侧联有超程限位开关，用来保护卷轮箱不会因其超程而被损坏。卷轮箱的右端由双级减速器传递转矩。

41、减速箱内的蜗轮埚杆传动件，每三个月加注适量润滑油。两处磁流体密封的维护与使用参阅 4.3.2 节。钨合金钢丝软轴定额承截 250Kg，每次开炉后，检查承重头部钢丝绳是否烧损，如有烧损应将烧损部分及时去掉，拉紧钢丝绳并打个节扣（有条件的可用氩弧焊封头），一根钢丝绳可供几次修整使用。但每次修整后，都应核实所剩钢丝绳长度是否能满足使用要求，否则应更换新的软轴钢丝绳。卷轮箱内的调整螺母（铜螺母）不得随意拆动，以免影响软轴的对中，如果必须要拆卸时，装时一定要认真调整。最终保证软轴对中。钨合金钢丝绳在保管、使用、维修安装中不准造成任何死弯、断丝或毛头等现象，否则予以更换。不然在拉晶过程中会引起单晶抖动。5

42、4 伺服机组的维修 每半年对机组碳刷进行常规检修。55 水冷系统的维修 每次装炉前要检查各水路是否畅通，关键部位的水温巡检传感受器安装是否正常，拉单晶时，当水压报警时要及时处理，如有漏水时要及时采取措施，发现有结垢时，应先用醋酸进行除垢，然后用清水冲洗、最后必须用压缩气吹尽余物。14 15 56 翻板阀的维修（见附图 F13）每次装炉前要检查阀口密封圈是否完好，检查翻板阀操作是否轻松、无卡滞，如果发现问题应及时排除。57 管道的维修（见附图 F10、F18）真空管道是联接主机与真空泵的通道，真空管道能否完好工作直接影响着设备的正常工作。因此也应重视这方面的维护。过滤罐中的过滤网每 1 炉清理一

43、次，抽气管道每 10 炉清理一次。管道的温升直接影响着泵的寿命、抽气速率及密封圈的寿命，应经常检查管道的冷却水。保证畅通。6 6拆装拆装 本设备各部件的拆装由设备维修人员根据说明书附图进行拆装。这里仅将几个关键部件的拆装说明一下，仅供维修人员参考。61 坩埚轴的拆装：（参阅附图 F8）拆卸坩埚轴时，应先松开水套与水套固定座的联接螺钉，去掉轴挡圈，卸下水套固定座。然后松开圆螺母，卸下带轮，将磁流体密封部件整体取下，最后将坩埚轴上面整体抽出。装入时逆操作。只是要注意轴承的润滑采用真空脂润滑，水套座内的润滑可用一般润滑油即可。62 电极的拆装：（见附图 F9）由于电极材料为无氧铜，因此装时应特别小心

44、，切勿重击。拆卸电机时，首先卸掉水冷电缆及铜夹子。然后拆下水嘴座。松开压紧螺母，移去上部石英保护套，将电极从上部抽出即可。装配时，进行逆操作即可。63 卷丝轮的拆装 卷丝轮轴旋转密封采用磁流体密封，拆装卷丝轮时尽可能不要拆开磁流密封组件。a.拆去电机及减速箱。（拆时做上相对位臵记号，复位时按记号找正）b.拆下钨合金钢丝绳压轮。c.卸下重锤及软轴钢丝绳。d.拆下卷轮箱左端限位箱。e.拆下左端盖及限位杆。f.拆下拖动限位杆的拖动圆盘。g.松开右端盖与卷轮箱的联接螺钉。15 16 h.将右端盖与卷丝轮一起从右端旋出。64 翻板阀的拆装 拆卸阀盖及转轴（勿伤阀盖密封面）a.拆开联接阀盖与转轴间的水管。

45、b.拆下连接杆与转轴间的连接板。（拆换转轴间的密封圈时，可不必进行以上两步）。c.松开左边轴端螺钉，并拆下支承弯板。d.松开左边压紧螺母。e.拆去右端水嘴座及转臂。f.松开右端盖压紧螺钉。g.将转轴从右端抽出即可。装配时逆操作。16 17 7.常见故障及排除方法 序号 故障现象 产生原因 排除方法 1 真空抽不到 指标 1.真空密封室密封不良 2.球阀处密封松动或损坏 3.真空泵有故障 1.对真空室进行分段检验确定漏气点，进行排除。（磁流体密封处加注磁液）2.调整球阀或更换密封圈 3.参阅真空泵说明书 2 埚升不稳 1.丝杠、螺母有污物，润滑不良 2.电磁离合器工作不良。3.同步带松动或工作不

46、良。4.给定电位器接触不良 5.测速电机有问题 6.电机抖，放大倍数过大 1.清洗丝杠螺母，加注润滑油 2.调整电磁离合器间隙为：0.40.6mm。3.调整同步带，使其合理啮合。4.更换电位器 5.检查测速机刷头或更换电机。6.调 T 70M01 极上的 wi、w2 3 埚转不稳 1.坩埚轴有卡滞现象。2.同步带松动。3.测速电机有问题。4.坩埚轴定位轴承工作不良。5.同第二项中的第 4、6 条。1.清除波纹管中的杂物。2.调整同步带的张力。3.检查测速机刷头或更换电机。4.清洗润滑轴承或更换轴承。5.同第二项中的第 4、6 条。4 籽晶轴升降不稳有抖动现象 1.卷丝轮与牵引套连接松动。2.钢

47、丝绳有毛刺或折痕。3.减速机润滑不良。4.电刷环接触不良。5.同第二项中的第 4、6 条。6.计算机控速输出不稳。1.紧固 2.更换软轴钢丝绳。3.清洗润滑。4.清洗、调整电刷环组件。5.同第二项中的第 4、6 条。5.更换计算机 5 籽晶轴转动不稳 1.测速电机有问题。2.同步带松动。3.支承轴承工作不良。4.同第二项中的第 4、6 条。1.检查测速机电刷头或更换电机。2.调整同步带的张力。3.清洗润滑轴承或更换轴承。4.同第二项中的第 4、6 条。17 序号 故障现象 产生原因 排除方法 6 飞车 1.大功率管穿通。2.组件少一组负电压。3.测速机的电压开路。1更换大功率管，检查负电源及通

48、路。2检查电刷环。7 偷转 1.放大器零点偏正。2.计算机控速有输出。3.大功率管漏电电流太大。1.调 T70M01 极 W2。2.将计算机控速输出 op 回零。3.换功率管。8 不转 1给定无输出。2.计算机有负信号（晶升）。3滑环开路。1.检查给定电源（印刷板）。2.将计算机 op 回零。3.修电刷环组件。9 重锤左右摆动 1.软轴对中性差。2.籽晶提拉部件的动平衡差。3.阻尼套松动或损坏。4.外界震动的影响。5.与限位杆干涉。1.调整对中。2.调整配重使之达到平衡。3.调整或更换阻尼套。4.排除外界的震动的影响。5.调整限位杆 10 液面抖动 1.按第 9 项各条检查调整。2.按 2、3

49、、4 项中各条调整 3.热系统（托杆、埚杆等）与坩埚杆连接松动。4.两抽气口抽气不均。5.外界振动的影响。1.按相关的方法处理。2.按相关方法处理。3.调整各处连接使之紧固。4.检查清理抽气管道。5.排除外界振动的影响。11 等径过程中出现晶体扭曲现象 1.按第 9 项中各条检查调整 2.主机水平偏差过大。3.液面温度偏低，拉速过快。1.按相关方法处理。2.调整主机水平。3.加大温校量 12 计长显示不稳 或不准 1.电刷环组件接触不良。2.计算机有问题。1.清理、调整电刷环组件 2.换计算机 18 序号 故障现象 产生原因 排除方法 13 拉晶过程中速度记录曲线出现尖刺 1.测速机电刷接触不

50、良产生暂时飞车现象（尖刺向上）。2.力矩机电刷接触不良产生暂时停车现象（尖刺向下）。检修调整刷头使之接触不良 14 欧陆表显示断偶（or）1.计算机控温输出（op）较大。2.侧取光断路。3.温度记录仪接口板故障。1.将计算机 op 输出降至 800 字 2.检查接通侧取光 3.检查接口板。15 非故障报警 传感器有问题 检查传感器 16 加热过程中电流 突然下降 同步少一相 1交流接触器的触头接触不良 2.同步变压器断头。1.换交流接触器 2.换同步变压器 17 加热电压加至 30V 突然回零 1.可控硅断路。2.脉宽电容特性差。1.换可控硅。2.换电容。18 过流 1.加热器打火。2.氩气不