CN101723369A - 一种硅芯弯曲设备及其硅芯弯曲方法 - Google Patents

Abstract

一种硅芯弯曲设备及其硅芯弯曲方法，涉及一种硅芯弯曲方法，所述设备直流电源或交流电源连线、电流、温度传感器和控制器、定性型模；所述方法将所述硅芯一端或中部固定在凸型模(15)的一侧或上端，在所述硅芯的两端分别连接电极(10)；开启直流电源或交流电源(7)，电流通过电流导线(14)、电极对硅芯进行加热的同时电流传感器(3)和温度传感器(8)采集信号输送到控制器(8)；待硅芯在800°以上时便具有延展性，硅芯利用所述凹型模(11)或凸型模(15)在自重或滚轮(12)的协助压迫下开始变形；硅芯通过凹型模或凸型模形成圆弧硅芯(5)后关闭电源；待变形后的圆弧硅芯接近或达到常温后入库待用。

Description

一种硅芯弯曲设备及其硅芯弯曲方法

【技术领域】

本发明涉及一种硅芯弯曲方法，尤其是涉及一种将硅芯作电阻对硅芯进行通电加热待硅芯达到一定温度具备延展性后对硅芯进行弯曲的方法以及对硅芯进行通电加热的设备。

【背景技术】

目前，已知在西门子法生产多晶硅的过程中普片采用的是硅芯搭接技术，它主要应用于多晶硅生产的一个环节，也就是还原反应过程中。所述还原反应过程的工作原理是将多晶硅放置在一个密闭的还原炉中，结合图1或图2在装炉前先在还原炉内用硅芯搭接成若干个闭合回路，也叫“搭桥”，每个闭合回路都由两根竖硅芯(3)和一根横硅芯(2)组成；每一个闭合回路的两个竖硅芯(3)分别接在炉底上的两个电极上，电极分别接通电源，对由所述两根竖硅芯(3)和一根横硅芯(2)形成的回路进行导电加热“一组搭接好的硅芯相当于一个大电阻”，向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，进行还原反应，这样，所需的多晶硅就会在硅芯表面生成；上述内容便是硅芯及其搭接技术在多晶硅生产中的应用。

硅芯搭接方式见图1、图2，常用的搭接方式为在两根竖硅芯(3)上端的接头部位分别设置“V”形口(4)搭接，也有部分使用“U”形口进行搭接。然而，不管采用哪种搭接技术均会存在下述两种缺陷：第一，搭接处接触面太小，造成搭接处接触不好电阻较大，还原反应时在此处得到的多晶硅质量较差，行话叫“拐弯料”；第二，在前后方向可以由“U”形或“V”形口(4)“或槽”定位，但在左右方向却无法定位；这样，在还原过程中容易造成硅芯倒伏。由于目前的硅芯都是由硅芯炉拉制而成的长度在2200mm左右的直硅芯，所以如何将硅芯实现无缝连接成为硅加工行业的最球目标。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种硅芯弯曲设备及其硅芯弯曲方法，本发明所述的硅芯弯曲设备及其硅芯弯曲方法由于获取的硅芯中间没有接口，在后期的使用中整个硅芯的运行电阻较为均匀；尤其是有效的避免生产过程中的硅芯倒伏现象；由于本发明不再需要高压击穿；降低还原炉的设计、制造的复杂程度；降低多晶硅生产的单位能耗。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种硅芯弯曲设备，包括用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线；用于采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置；用于对弯曲后的硅芯定性型模结构；所述用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线包括电源、电流导线，所述两根电流导线一端连接电源，另一端分别连接在硅芯两端的电极上形成用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线；所述采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置包括电流传感器、温度传感器及控制器，所述控制器通过电流导线分别联通电流传感器、温度传感器，所述温度传感器与电极间隙配合，所述电流传感器与电源联通电极的电流导线连接形成采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置；所述用于对弯曲后的硅芯定性型模结构包括凹型模或凸型模及滚轮，所述凹型模为内陷结构，在所述内陷面设置有凹槽或平面，滚轮对应凹槽或平面滑动配合；或所述凸型模为凸起结构，在所述凸起结构表面设置凹槽或平面，所述滚轮对应凹槽或平面滑动配合形成对弯曲后的硅芯定性型模结构。

所述的硅芯弯曲设备，所述凹型模上设置的凹槽为至少一条。

所述的硅芯弯曲设备，所述凹型模型腔面为内陷式半圆形、半椭圆形或至少一个平面两侧圆弧倒角。

所述的硅芯弯曲设备，所述凸型模上设置的凹槽为至少一条。

所述的硅芯弯曲设备，所述凸型模型腔面为外凸式半圆形、半椭圆形或至少一个平面两侧圆弧倒角。

所述的硅芯弯曲设备，所述凹型模或凸型模对应的滚轮为至少一个。

一种硅芯弯曲方法，包含如下步骤：

1)、将所述硅芯一端或中部固定在凸型模的一侧或上端，在所述硅芯的两端分别连接电极；

2)、开启直流电源或交流电源，电流通过电流导线、电极对硅芯进行加热的同时电流传感器和温度传感器采集信号输送到控制器；

3)、待硅芯在800°以上时便具有延展性，硅芯利用所述凹型模或凸型模15在自重或滚轮的协助压迫下开始变形；

4)、硅芯通过凹型模或凸型模形成圆弧硅芯后关闭电源；

5)、待变形后的圆弧硅芯接近或达到常温后入库待用。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明所述的硅芯弯曲设备及其硅芯弯曲方法，通过直流电源或交流电源及电流传感器和温度传感器分别采集信号输送到控制器，由控制器根据设定好的参数进行判断比较，进而调节电源对硅芯进行加热温度，当加热后的硅芯具有延展性之后；通过凹型模或凸型模及其滚轮的运动来实现对硅芯的弯曲，最终获取所需形状的硅芯。

【附图说明】

图1是现有硅芯搭接结构示意图。

图2是图1的A向示图。

图3是利用本发明设备获取的硅芯结构示意图。

图4是本发明的设备结构示意图。

图5是本发明的设备另一实施例结构示意图。

图6是本发明的的设备第三实施例结构示意图。

图7是利用本发明设备获取的硅芯另一结构示意图。

图8是利用本发明设备获取的带尖头硅芯结构示意图。

图9是利用本发明设备获取的多直连接硅芯结构示意图。

在图中：1、接头；2、横硅芯；3、竖硅芯；4、“V”形口；5、圆弧硅芯；6、直连接硅芯；7、电源；8、控制器；9、电流传感器；10、电极；11、凹型模；12、滚轮；13、温度传感器；14、电流导线；15、凸型模。

【具体实施方式】

参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是，本发明并不局限于这些实施例。

结合附图2～6所述的一种硅芯弯曲设备，包括用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线；用于采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置；用于对弯曲后的硅芯定性型模结构；所述用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线包括电源7、电流导线14，所述两根电流导线14一端连接电源7，另一端分别连接在硅芯两端的电极10上形成用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线；所述采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置包括电流传感器9、温度传感器13及控制器8，所述控制器8通过电流导线14分别联通电流传感器9、温度传感器13，所述温度传感器13与电极10间隙配合，所述电流传感器9与电源7联通电极10的电流导线14连接形成采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置；所述用于对弯曲后的硅芯定性型模结构包括凹型模11或凸型模15及滚轮12，所述凹型模11为内陷结构，在所述内陷面设置有凹槽或平面，滚轮12对应凹槽或平面滑动配合；或所述凸型模15为凸起结构，在所述凸起结构表面设置凹槽或平面，所述滚轮12对应凹槽或平面滑动配合形成对弯曲后的硅芯定性型模结构。

所述的硅芯弯曲设备，所述凹型模11上设置的凹槽为至少一条。

所述的硅芯弯曲设备，所述凹型模11型腔面为内陷式半圆形、半椭圆形或至少一个平面两侧圆弧倒角；获取的硅芯结合图3、7、8或9所述，也就是圆弧硅芯5或由至少两个圆弧硅芯5与一个直连接硅芯6构成的结构形式。

所述的硅芯弯曲设备，所述凸型模15上设置的凹槽为至少一条。

所述的硅芯弯曲设备，所述凸型模15型腔面为外凸式半圆形、半椭圆形或至少一个平面两侧圆弧倒角。

所述的硅芯弯曲设备，所述凹型模11或凸型模15对应的滚轮12为至少一个。

一种硅芯弯曲方法，包含如下步骤：

1)、将所述硅芯一端或中部固定在凸型模15的一侧或上端，在所述硅芯的两端分别连接电极10；

2)、开启直流电源或交流电源7，电流通过电流导线14、电极10对硅芯进行加热的同时电流传感器3和温度传感器8采集信号输送到控制器8；

3)、待硅芯在800°以上时便具有延展性，硅芯利用所述凹型模11或凸型模15在自重或滚轮12的协助压迫下开始变形；

4)、硅芯通过凹型模11或凸型模15形成圆弧硅芯5后关闭电源；

5)、待变形后的圆弧硅芯5接近或达到常温后入库待用。

实施本发明所述硅芯弯曲设备及其硅芯弯曲方法，也就是本发明所获取的结构在后期还原反应过程中的应用，将多个本发明所述结构放置在一个密闭的还原炉中形成多个闭合回路“每一闭合回路为本发明的一个独立整体“U”形硅芯结构”，并在装炉前先在还原炉内用本发明所述每一硅芯结构的竖硅芯3下端分别连接电极形成一个个闭合回路“当然无需搭桥”，电极分别接通电源，对每一个独立的整体“U”形硅芯结构形成的回路进行导电加热，向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，进行还原反应便可。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (7)

1.一种硅芯弯曲设备，包括用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线；用于采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置；用于对弯曲后的硅芯定性型模结构；其特征是：所述用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线包括电源(7)、电流导线(14)，所述两根电流导线(14)一端连接电源(7)，另一端分别连接在硅芯两端的电极(10)上形成用于对硅芯加热的直流电源或交流电源连线；所述采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置包括电流传感器(9)、温度传感器(13)及控制器(8)，所述控制器(8)通过电流导线(14)分别联通电流传感器(9)、温度传感器(13)，所述温度传感器(13)与电极(10)间隙配合，所述电流传感器(9)与电源(7)联通电极(10)的电流导线(14)连接形成采集信号发放指令的电流、温度传感器和控制器设置；所述用于对弯曲后的硅芯定性型模结构包括凹型模(11)或凸型模(15)及滚轮(12)，所述凹型模(11)为内陷结构，在所述内陷面设置有凹槽或平面，滚轮(12)对应凹槽或平面滑动配合；或所述凸型模(15)为凸起结构，在所述凸起结构表面设置凹槽或平面，所述滚轮(12)对应凹槽或平面滑动配合形成对弯曲后的硅芯定性型模结构。

2.根据权利要求1所述的硅芯弯曲设备，其特征是：所述凹型模(11)上设置的凹槽为至少一条。

3.根据权利要求1或2所述的硅芯弯曲设备，其特征是：所述凹型模(11)型腔面为内陷式半圆形、半椭圆形或至少一个平面两侧圆弧倒角。

4.根据权利要求1所述的硅芯弯曲设备，其特征是：所述凸型模(15)上设置的凹槽为至少一条。

5.根据权利要求1或4所述的硅芯弯曲设备，其特征是：所述凸型模(15)型腔面为外凸式半圆形、半椭圆形或至少一个平面两侧圆弧倒角。

6.根据权利要求1所述的硅芯弯曲设备，其特征是：所述凹型模(11)或凸型模(15)对应的滚轮(12)为至少一个。

7.根据权利要求1～6任一所述的硅芯弯曲方法，其特征是：所述方法包含如下步骤：

1)、将所述硅芯一端或中部固定在凸型模(15)的一侧或上端，在所述硅芯的两端分别连接电极(10)；

2)、开启直流电源或交流电源(7)，电流通过电流导线(14)、电极(10)对硅芯进行加热的同时电流传感器(3)和温度传感器(8)采集信号输送到控制器(8)；

3)、待硅芯在800°以上时便具有延展性，硅芯利用所述凹型模(11)或凸型模(15)在自重或滚轮(12)的协助压迫下开始变形；

4)、硅芯通过凹型模(11)或凸型模(15)形成圆弧硅芯(5)后关闭电源；

5)、待变形后的圆弧硅芯(5)接近或达到常温后入库待用。

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