单晶炉使用说明书 机械部分 型号FT-CZ2008 2007年8月 FerroTec集团 上海汉虹精密机械有限公司 目 录
一． 概述： ............................................................................................................................................... 2
1.1 主要用途和适用范围： ....................................................................................................... 2 1.2 产品特点： ........................................................................................................................... 2 1.3 使用条件； ........................................................................................................................... 3 二． 工作原理与结构特征： ..................................................................................................................... 4
2.1 工作原理及其总体结构： ................................................................................................... 4 2.2 主要部件的结构特征： ....................................................................................................... 5 三． 技术特性： ......................................................................................................................................... 7
3.1 主要性能： ........................................................................................................................... 7 四． 尺寸和重量： ..................................................................................................................................... 8
4.1 外形及安装尺寸： ............................................................................................................... 8 4.2 重量： ................................................................................................................................... 8 五． 安装调整： ......................................................................................................................................... 8
5.1 设备基础，安装的技术要求: .............................................................................................. 8 5.2 安装程序及注意事项： ....................................................................................................... 9 5.3 安装、调整后的验收试验项目： ....................................................................................... 9 5.4 试运行前的准备： ............................................................................................................. 10 六．使用和操作： ..................................................................................................................................... 10
6.1 使用前的准备和检查： ..................................................................................................... 10 6.2 启动及运行过程中的操作程序： ..................................................................................... 10 6.3 运行中的监测和记录： ..................................................................................................... 13 6.4 停机的操作程序、方法及注意事项： ............................................................................. 13 七. 故障分析与排除： .............................................................................................................................. 13 八 安全保护装置及事故处理： ............................................................................................................. 14
8.1 安全保护装置及注意事项： ............................................................................................. 14 8.2 出现故障时的处理程序和方法： ..................................................................................... 15 九 保养和维护： ..................................................................................................................................... 15
9.1 日常维护、保养和校准： ................................................................................................. 15 9.2 检修周期： ......................................................................................................................... 18 9.3 正常维修程序： ................................................................................................................. 18 9.4 长期停产时的维护和保养： ............................................................................................. 19 十． 运输和贮存： ................................................................................................................................... 19
10.1 吊装、运输注意事项： ..................................................................................................... 19 10.2 贮存条件贮存期限及注意事项： ..................................................................................... 19 十一．开箱及检验： ................................................................................................................................. 19
11.1 开箱注意事项： ................................................................................................................. 19 11.2 检查内容： ......................................................................................................................... 19 十二. 其他： .............................................................................................................................................. 19
12.1 售后服务事项： ................................................................................................................. 19 12.2 联系方法： ......................................................................................................................... 20 12.3 附录一（密封件清单） ..................................................................................................... 21 12.4 附录二（易损件清单） ..................................................................................................... 22 12.5 附录三（随机附件清单） ................................................................................................. 23
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FT-CZ2008单晶炉使用说明书(机械部分)
一． 概述：
1.1 主要用途和适用范围：
单晶炉是生产电子、太阳能及其他高科技行业原材料的重要设备。FT-CZ2008型是通过引进日本技术，针对太阳能电池市场需求而开发的高性能晶体生长炉。该炉采用直拉法生长单晶，提升结构类型为软轴提拉型。在装配有适当热场的情况下，通过加工工艺的变更后也可以生产电路级的高质量单晶。 1.2 产品特点：
FT-CZ2008单晶炉融合了多种当代新技术，实现了全过程自动控制和数据交换。主要特点如下：
1）拉晶全过程采用PLC控制，抗干扰性好，可靠性高，维修方便，利用PC带触摸屏幕电脑与PLC进行实时数据交换，采用视窗形式操作软件, 用户界面良好，简单易操作，通过屏幕随时可以了解硅单晶棒拉制过程中的各种参数如长度等。
2）如果具有多台FT-CZ2008型号的单晶炉，则该触摸式电脑中的软件可以相互之间复制。因此，如果一台单晶炉的软件有故障了，可以从另一台单晶炉复制过来。这不仅解决了软件包一旦损坏和丢失的问题 ，而且也解决了一台单晶炉调试好了，其他单晶炉均可以用同一个软件包数据进行使用，免去了重复调试的工作。这样，不仅确保了单晶炉拉晶过程中的稳定性，更重要的是保证了产品质量的一致性。
3）配套有CCD晶棒直径自动控制系统ADC。直径测定监视器为高质量进口件。 4）为了应对瞬间停电的情况，单晶炉对控制电脑可以配备单相UPS装置，以保护由于外部停电而造成的电脑和程序损坏。
5）在电器控制系统中，电源装置采用高精度CPU控制板进行独立控制。其中的LC装置可以抗高谐波，功效比高，省电效果显著。
6）所有电机均采用直流伺服编码器反馈，比测速反馈的精度更高。 7）采用高速微处理器，动态检测，高速响应。
8）单晶炉运行过程中的电压，电流，功率，温度，晶体直径，坩埚位置和转速，晶体位置和转速等全部数据及其变化的历史均可以以电子文档的形式记录在案，方便拉晶结束后分析参数并完善工况,能实现生产档案管理。
9）自动进行真空检漏。配套有高性能的质量流量计，能实现氩气流量的自动化控制。 10）长寿命设计，关键部件和控制元件采用高可靠性的进口元器，性能稳定可靠。腔体上预留有二次加料口，用通过增配相关零件可实现二次加料。炉内压力配有高、低真空检测系统，同时测量上、下炉体，测量精度高。整机结构美观，机械部件采用高精度加工。例如：
A）采用进口的钨制籽晶绳，具有长寿命和高安全性的特点 B）炉体内外层分别采用进口SUS316L和304L不锈钢。 C）真空旋转轴全部采用高品质的大型磁流体密封。
D）坩埚主轴采用双层水冷式结构，并用SUS316L不锈钢材料加工制造。 E）密封圈全部采用由氟橡胶制的高质量进口件。
F）所有电机及相关的主要的传动机构（丝杆、轴承、减速器等）均为高质量进口
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部品。
G）可以通过屏幕及时了解隔离阀的开（关）的情况。 H）本设备以以下规格为基准进行设计。
A）日本工业规格 (JIS)
B）日本电气工业规格 (JEM)
C）电气规格调查会标准规格 (JEC)
1籽晶旋转提升机构 2籽晶夹头 3炉体开启升降机构 4上炉体 5隔离阀 6主炉体 7电极 8机架9坩埚驱动机构及架台 10加热器电源 11电器箱 12Ar气管路 13冷却水管路 14真空管路 15操作箱16炉筒升降机构 外形结构示意图 1.3 使用条件；
1）使用环境：
本设备应在清洁、减振的工作环境中运行，应放置在专用的混凝土基础上，环境条件应选在恒温、恒湿车间。地面应尽量平整，并且有自然排水管孔，使清理下的泄水能自然排放。
突然的外界较强烈的冲击震动，会影响晶体的内在质量。因此，厂房应尽量选择在避开振源的地方。当条件限制而不能避开时，则要做必要的隔振措施。其具体要求为：
A）环境温度：20±5℃；
B）相对湿度：≤65%，杜绝腐蚀性气体；
C）外界振源当大于10Hz时，振幅值应小于0.003mm； 2）电源：
电压：三相交流电、380V±5%、 50HZ 功率： 200KVA／台
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配电盘应装有三相380V、500A的空气开关，及380V、500A的隔离开关。 设备周围如有高频电源干扰时，应予以隔离。
3）冷却水源与排水：
本设备的冷却水与水源连接有一个进水口和一个排水口，管径都为3″，连接法兰：外径Φ180mm，固定孔4-Φ20mm的节圆直径为Φ140mm。在水管与主机相连时，应以软管过渡连接，以防止因外界振动的传入干扰机器的正常生产。进入的冷却水由分水排通过软管与设备各个冷却部位相通，回水为有压排放。各主要冷却部位均设有水温开关，随时检测冷却水温，当水温超过500时，发出警报信号，提醒操作者处理。冷却水的水质应以纯水循环供应为好。
冷却水源的具体要求为：
酸碱度 PH=6.0～8.0 硬度（CaCO3）＜150 PPM
导电率＜500μS/CM
氯离子（Cl-）＜100PPM
硫酸根离子（SO42-）＜200PPM
碳酸碱（CaCO3） 15～60PPM
流 量： 280L/min～320L/min（含电源的冷却水） 进水压力： 3kg/c㎡～3.5kg/c㎡ 进出水压力差：2kg/c㎡以上 进水温度： 10～25℃ 4）真空源：
单晶炉的抽气系统由真空泵，管道、阀门、控制系统、真空计等组成。真空泵属支持系统由客户自行解决，主真空泵应安装能防止真空泵返油的止回阀以及能保护真空泵的除尘器，主泵与主机连接中间应用波纹管连接，以减少振动传递。
主真空泵与主机之间应设有隔震沟和隔断墙、并具备良好的废气排放管道以防污染工作环境。本设备与主真空管道的连接形式为真空法兰式（GB/T6070-95） ，接口尺寸为Φ80，与副真空泵的连接形式为真空卡箍式，接口尺寸为KF25。 5）氩气源：
本设备的氩气管道均为不锈钢洁净管，与氩气源连接的管接头为Rc 1/2。氩气源的管道也应采用不锈钢材料，其具体要求为：
氩气纯度： ﹥99.999％
氩气压力： 0.2MPa(2.1kg/c㎡)以上 氩气流量： 最大流量150L/min
注：冷却水管、真空管和氩气管的接口尺寸详情见安装基础图。
二． 工作原理与结构特征：
2.1 工作原理及其总体结构：
本设备采用直拉法拉制单晶，是生长单晶最常用的方法。在惰性气体环境中，用石墨加热器把填充在石英坩埚内的多晶硅原料熔化。 然后籽晶从熔液上方浸入温度受到严格控制的熔液内， 引晶后通过一边旋转籽晶一边向上方提拉的方式生长出无位错单晶晶棒。
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