直拉式單晶(jīng)爐是采用直拉(la)法(M3)生産無位錯(cuo)矽單晶的重要(yao)設備,目前世界(jiè)上80%以上的矽單(dān)晶錠的生産采(cǎi)用直拉式矽單(dan)晶爐"随着集成(cheng)電路産業的發(fa)展,對設備要求(qiú)裝料量大于250kg,拉(la)制矽單晶直徑(jìng)大于300mm(12英寸),因此(cǐ)晶體的生長時(shí)間長,通常大于(yú)50h,對設備的穩定(dìng)性要求高,而設(shè)備的結構是設(she)備的基礎,其設(she)備的結構和穩(wen)定性對整個晶(jing)體生長拉晶過(guo)程有重要的影(ying)響"直拉式單晶(jing)爐結構的靜力(li)分析是整個結(jie)構分析的基礎(chu)。目前最常用也(ye)最有效的結構(gou)分析方法就是(shì)仿真,通過模拟(ni)實際工作環境(jing),了解可能出現(xian)的結構問題,從(cong)而進行改進。而(ér)有限元等數值(zhí)分析理論與計(jì)算機結合,出現(xian)了一大批可以(yi)進行各方面仿(páng)真的大型軟件(jiàn),它們爲設計階(jiē)段進行模拟仿(pang)真提供軟件支(zhi)持。在進行結構(gòu)分析和設計中(zhong),很多時候需要(yào)具體部位的宏(hóng)觀載荷值"通過(guo)實驗的方法獲(huo)取的宏觀力較(jiao)爲準确,但在受(shòu)到條件限制而(er)無法通過實驗(yan)測出宏觀力時(shi),往往根據材料(liào)力學方法,采用(yòng)估算的方式,将(jiāng)載荷平均或按(àn)一定經驗分配(pèi)來獲得近似結(jie)果,導緻誤差較(jiao)大。本文通過仿(páng)真分析的方法(fǎ)對直拉式單晶(jing)爐部件進行結(jié)構分析,采用有(you)限元法的件分(fèn)析獲得微觀的(de)應力分布,根據(ju)微觀應力與宏(hong)觀載荷間的關(guān)系,從微觀應力(li)理論上準确的(de)計算出宏觀載(zǎi)荷"。
直拉式單晶(jing)爐的基本結構(gou)由機架和爐室(shì)兩大部分組成(cheng),機架作爲設備(bèi)的主體支撐部(bu)分,其結構性能(néng)十分重要。本文(wen)以直拉式單晶(jing)爐爲研究對象(xiang),建立了機架部(bù)分的有限元模(mó)型,采用軟件對(duì)其進行靜力分(fèn)析,同時利用該(gāi)分析結果和軟(ruǎn)件提供的強大(da)後處理功能,從(cóng)微觀應力分布(bu)中提取計算出(chu)底座下各墊鐵(tiě)的宏觀載荷情(qíng)況,對單晶爐靜(jing)态特性進行判(pàn)定,爲改善其結(jié)構性能提供了(le)依據。