CN211226361U - 一种硅芯对接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅芯对接结构，包括两个硅芯a和位于两个硅芯a之间的对接芯a，两个所述硅芯a相互靠近的一端均加工有直柄a，所述对接芯a的两端分别加工有与两个直柄a对接配合的圆孔a，所述硅芯a为圆硅芯或方硅芯，所述圆孔a的内径大于直柄a的直径。本实用新型利用对接的硅芯不仅解决了长硅芯生产问题，而且相对于焊接技术而言，对接只是简单的对材料进行物理加工，表面磨损造成的污染可以通过后期酸洗解决，但是焊接而言其局部熔融后污染问题很难彻底根治，经过将该实用新型对接的硅芯进行还原炉试验，没出现任何异常情况。

Description

一种硅芯对接结构

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种硅芯对接结构。

背景技术

硅芯作为多晶硅生产领域，尤其是运用西门子法生产多晶硅的工艺中起到至关重要的作用；尤其地，在还原生产中硅芯作为还原炉中多晶硅气相沉积的载体，其规格、质量直接影响了多晶硅产品的成长过程和最终质量。随着行业的发展，多晶硅生产成本及产品质量的现实压力迫使各大生产厂家对于长度更长、质量更优的硅芯需求显得极为迫切。

当前多晶硅生产领域，运用改良西门子法生产多晶硅的企业所使用的硅芯大致分为区熔拉制硅芯、单晶棒切割硅芯、原生多晶硅切割硅芯几种。在具体的实践中，目前行业内以使用单晶棒切割硅芯为主，但是区熔拉制硅芯也有一定的优势，对于原生多晶硅切割硅芯现阶段国内仍然没有较为成熟有效的技术经验。

随着还原炉的不断推陈出新，其产能也在不断的变大，所需要的硅芯长度和品质也在不断增长。目前，单晶棒切割硅芯及区熔拉制硅芯都能解决硅芯长度的问题，在单晶棒拉制中尽可能使用符合尺寸要求的单晶炉进行母料的拉制，进而用拉制的母料进行硅芯切割，该种方法根据单晶炉结构及生产能力可以轻松的解决硅芯长度问题，但是该种工艺中间环节过多，最终硅芯质量很难保证与原硅料相一致。同样区熔拉制硅芯也可以通过增加硅芯炉的上炉筒长度来实现长硅芯的生产，但是正如单晶棒切割硅芯一样，在拉直过程中难免会对产品造成污染；原生多晶硅切割的硅芯更难产出3米以上的硅芯。为解决该问题，目前行业内在不进行单晶炉或硅芯炉长度改变的前提下增加硅芯长度的途径主要有焊接，该种工艺是将两根不同长度但同直径、边长的硅芯在高频设备中熔融焊接完成。虽然焊接后长度问题得到解决，但是焊接后强度、效率、质量、成本及稳定性等问题还是存在着争议。因此，为适应大还原炉硅芯长度及高品质硅芯需求，本实用新型主要解决的是将不同长度的硅芯机械加工后进行有效的对接，使之不通过熔融等有污染风险的手段就能完成硅芯的对接。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中提出的问题，而提出的一种硅芯对接结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种硅芯对接结构，包括两个硅芯a和位于两个硅芯a之间的对接芯a，两个所述硅芯a相互靠近的一端均加工有直柄a，所述对接芯a的两端分别加工有与两个直柄a对接配合的圆孔a，所述硅芯a为圆硅芯或方硅芯，所述圆孔a的内径大于直柄a的直径。

一种硅芯对接结构，包括两个硅芯b和位于两个硅芯b之间的对接芯b，两个所述硅芯b相互靠近的一端均加工有锥柄a，所述对接芯b的两端分别加工有与两个锥柄a对接配合的锥孔a，所述硅芯b为圆硅芯或方硅芯，所述锥孔a的形状大小大于锥柄a的形状大小。

一种硅芯对接结构，包括硅芯c与硅芯d，所述硅芯c靠近硅芯d的一端加工有直柄b，所述硅芯d靠近硅芯c的一端加工有与直柄b对接配合的圆孔b，所述硅芯c与硅芯d为圆硅芯或方硅芯，所述圆孔b的内径大于直柄b的直径。

一种硅芯对接结构，包括硅芯e与硅芯f，所述硅芯e靠近硅芯f的一端加工有锥柄b，所述硅芯e靠近硅芯f的一端加工有与锥柄b对接配合的锥孔b，所述硅芯e与硅芯e为圆硅芯或方硅芯，所述锥孔b的形状大小大于锥柄b的形状大小。

与现有的技术相比，本硅芯对接结构的优点在于：

1、利用对接的硅芯不仅解决了长硅芯生产问题，而且相对于焊接技术而言，对接只是简单的对材料进行物理加工，表面磨损造成的污染可以通过后期酸洗解决，但是焊接而言其局部熔融后污染问题很难彻底根治，经过将该实用新型对接的硅芯进行还原炉试验，没出现任何异常情况；

2、这种机械加工方法和所用的设备相对简单，只要在现有的磨锥、打孔机上做少量的改动和加工即可完成，但是焊接设备非常昂贵，国产设备效率又比较低下，平均每小时只能焊接8根左右，在进行磨锥、打孔时平均每2-5min就能完成一组对接硅芯的预加工，效率较高。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种硅芯对接结构实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种硅芯对接结构实施例2的结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种硅芯对接结构实施例3的结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种硅芯对接结构实施例4的结构示意图。

图中：

1硅芯a、11直柄a、2对接芯a、21圆孔a；

3硅芯b、31锥柄a、4对接芯b、41锥孔a；

5硅芯c、51直柄b、6硅芯d、61圆孔b；

7硅芯e、71锥柄b、8硅芯f、81锥孔b。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

参照图1，一种硅芯对接结构，包括两个硅芯a1和位于两个硅芯a1之间的对接芯a2，两个硅芯a1相互靠近的一端均加工有直柄a11，对接芯a2的两端分别加工有与两个直柄a11对接配合的圆孔a21，硅芯a1为圆硅芯或方硅芯，圆孔a21的内径大于直柄a11的直径。

本实施例中，上述加工直柄a11与圆孔a21尺寸加工精确，将两个硅芯a1上的直柄a11对准对接芯a2上的圆孔a21插入并压紧，完成两个硅芯a1与对接芯a2完全对接。

实施例2

参照图2，一种硅芯对接结构，包括两个硅芯b3相互靠近的一端均加工有锥柄a31，对接芯b4的两端分别加工有与两个锥柄a31对接配合的锥孔a41，硅芯b3为圆硅芯或方硅芯，锥孔a41的形状大小大于锥柄a31的形状大小。

本实施例中，上述加工锥柄a31与锥孔a41尺寸加工精确，将两个硅芯b3上的锥柄a31对准对接芯b4上的锥孔a41插入并压紧，完成两个硅芯b3与对接芯b4完全对接。

实施例3

参照图3，一种硅芯对接结构，包括硅芯c5与硅芯d6，硅芯c5靠近硅芯d6的一端加工有直柄b51，硅芯d6靠近硅芯c5的一端加工有与直柄b51对接配合的圆孔b61，硅芯c5与硅芯d6为圆硅芯或方硅芯，圆孔b61的内径大于直柄b51的直径。

本实施例中，上述加工直柄b51与圆孔b61尺寸加工精确，将硅芯c5上的直柄b51对准与硅芯d6上的圆孔b61插入并压紧，完成硅芯c5与硅芯d6完全对接。

实施例4

参照图4，一种硅芯对接结构，包括硅芯e7与硅芯f8，硅芯e7靠近硅芯f8的一端加工有锥柄b71，硅芯e7靠近硅芯f8的一端加工有与锥柄b71对接配合的锥孔b81，硅芯e7与硅芯e8为圆硅芯或方硅芯，锥孔b81的形状大小大于锥柄b71的形状大小。

本实施例中，上述加工锥柄b71与锥孔b81尺寸加工精确，将硅芯e7上的锥柄b71对准与硅芯f8上的锥孔b81插入并压紧，完成硅芯e7与硅芯f8完全对接。

综合上述四个实施例进行说明：

需要说明的是，硅芯a1、对接芯a2、硅芯b3、对接芯b4、硅芯c5、硅芯d6、硅芯e7和硅芯f统称为硅芯；直柄a11与直柄b51统称为直柄；锥柄a31与锥柄b71统称为锥柄；圆孔a21与圆孔b61统称为圆孔；锥孔a41与锥孔b81统称为锥孔。

硅芯对接中硅芯规格的确定，本专利中不限定对接硅芯长度和直径，即根据最终需要的硅芯长度，中间相互对接的硅芯长度对接后能达到最终需要长度即可；对接的硅芯可以为方硅芯(截面边长相同的正方形)，也可以为圆硅芯，但是为了加工便利及对接后的强度，最优地选择10mm以上直径或边张的硅芯。

硅芯对接套规格优选方形的便于加工固定，其边长要等于待对接硅芯边长，这样对接后外观平整对接整齐，对接套的长度不做限制，为了对接后稳定性及钻头长度考虑，40mm-50mm时最优，同样在磨锥柄、直柄或打孔时，锥柄相对于直柄更加有优势，在相互榫卯对接后锥柄比直柄更能压紧不易晃动，因此在对接加工时锥孔与锥柄的更具优势。

硅芯对接中无论圆硅芯或方硅芯都可使用上述两种对接方式进行对接，但是对于圆硅芯，因其是拉制而成，直接在硅芯上打孔难度很大，因此圆硅芯使用对接套对接是最优选择。考虑实际效率和设备的改进投入对接套加工对接对于两种规格的硅芯都是最优选择。

在对待对接的硅芯进行磨锥柄、直柄时，选取加工的一端可为该硅芯任意一端，硅芯最好选择直线性好、直径均匀、两根或多跟对接时其直径必须选择一致或误差在0.5mm以内的。但是，对接最优的选择是两根对接就能完成所需长度，当然也可多根短硅芯对接连在一起，但这对于后期装炉是由风险的，不是最优选择。

硅芯磨锥柄，打孔，其尺寸最好根据待对接硅芯直径决定，例如对于15*15mm硅芯而言，锥度为1:10最优。根据硅芯直径的不同，锥、柄及孔尺寸要小于硅芯3mm-5mm时最为牢固。

加工好的锥柄或直柄要插入打好的锥孔或圆孔时，锥柄直径要小于锥孔直径大约0.5-1.0mm，直柄直径要小于圆孔直径0.5-1.0mm，便于能顺利插入对接，并且在加热膨胀时比较牢固不至于碎裂。

硅芯对接，其在对接后整根硅芯偏上部(相对于还原炉来说)，这样可以减少倒炉或质量风险。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种硅芯对接结构，包括两个硅芯a(1)和位于两个硅芯a(1)之间的对接芯a(2)，其特征在于，两个所述硅芯a(1)相互靠近的一端均加工有直柄a(11)，所述对接芯a(2)的两端分别加工有与两个直柄a(11)对接配合的圆孔a(21)，所述硅芯a(1)为圆硅芯或方硅芯，所述圆孔a(21)的内径大于直柄a(11)的直径。

2.一种硅芯对接结构，包括两个硅芯b(3)和位于两个硅芯b(3)之间的对接芯b(4)，其特征在于，两个所述硅芯b(3)相互靠近的一端均加工有锥柄a(31)，所述对接芯b(4)的两端分别加工有与两个锥柄a(31)对接配合的锥孔a(41)，所述硅芯b(3)为圆硅芯或方硅芯，所述锥孔a(41)的形状大小大于锥柄a(31)的形状大小。

3.一种硅芯对接结构，包括硅芯c(5)与硅芯d(6)，其特征在于，所述硅芯c(5)靠近硅芯d(6)的一端加工有直柄b(51)，所述硅芯d(6)靠近硅芯c(5)的一端加工有与直柄b(51)对接配合的圆孔b(61)，所述硅芯c(5)与硅芯d(6)为圆硅芯或方硅芯，所述圆孔b(61)的内径大于直柄b(51)的直径。

4.一种硅芯对接结构，包括硅芯e(7)与硅芯f(8)，其特征在于，所述硅芯e(7)靠近硅芯f(8)的一端加工有锥柄b(71)，所述硅芯e(7)靠近硅芯f(8)的一端加工有与锥柄b(71)对接配合的锥孔b(81)，所述硅芯e(7)与硅芯f(8)为圆硅芯或方硅芯，所述锥孔b(81)的形状大小大于锥柄b(71)的形状大小。

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