DE19849939A1 - Procedure for comminuting brittle material, especially semi-conductor rods, entails directing HP fluid onto rod from HP jets in ring in direct vicinity of angled holder and from HP jets in pressure plate - Google Patents

Procedure for comminuting brittle material, especially semi-conductor rods, entails directing HP fluid onto rod from HP jets in ring in direct vicinity of angled holder and from HP jets in pressure plate

Info

Publication number
DE19849939A1
DE19849939A1 DE1998149939 DE19849939A DE19849939A1 DE 19849939 A1 DE19849939 A1 DE 19849939A1 DE 1998149939 DE1998149939 DE 1998149939 DE 19849939 A DE19849939 A DE 19849939A DE 19849939 A1 DE19849939 A1 DE 19849939A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzles
pressure plate
rod
receiving device
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE1998149939
Other languages
German (de)
Inventor
Axel Frauenknecht
Dirk Flottmann
Franz Koeppl
Matthaeus Schantz
Friedrich Steudten
Josef Waldinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Priority to DE1998149939 priority Critical patent/DE19849939A1/en
Publication of DE19849939A1 publication Critical patent/DE19849939A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work
    • B28D5/0088—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work the supporting or holding device being angularly adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

A semi-conductor rod(2) made of brittle material and lying in a holder(1) set at an angle presses by its own weight on a pressure plate(3)installed at the lower end of the holder. The distance between the pressure plate and holder is adjustable and therefore there is an adjustable gap between the holder and pressure plate. Fluid at high pressure from a ring of high pressure jets(5) located in the direct vicinity of the holder and from several high pressure jets(4) in the pressure plate strikes the rod. The holder executes a swivelling movement around its own longitudinal axis or the HP jets execute a swivelling movement around the longitudinal axis the holder. An Independent claim is included for a device for comminuting brittle material by high pressure water jets

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontaminationsfreien Zerkleinerung von stabförmigem Halbleitermaterial und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for contamination-free Comminution of rod-shaped semiconductor material and a Device for performing the method.

Für die Herstellung von Solarzellen oder elektronischen Bauelementen, wie beispielsweise Speicherelementen oder Mikroprozessoren, wird hochreines Halbleitermaterial benötigt. Silizium ist das in der Elektronikindustrie mit Abstand am meisten verwendete Halbleitermaterial. Reines Silizium wird durch thermische Spaltung von Siliziumverbindungen, wie beispielsweise Trichlorsilan, gewonnen und fällt dabei häufig in Form von polykristallinen Kristallstäben an. Die Kristallstäbe werden als Ausgangsmaterial beispielsweise zur Herstellung von Einkristallen benötigt. Zur Herstellung von Einkristallen nach dem Czochralski-Verfahren müssen die Kristallstäbe zunächst in Bruchstücke zerkleinert werden. Diese Bruchstücke werden in einem Tiegel geschmolzen und anschließend wird der Einkristall aus der entstandenen Schmelze gezogen. Im günstigsten Fall sollten dabei die gezielt in das Halbleitermaterial eingebrachten Dotierstoffe die einzige Verunreinigung sein, die im Halbleitermaterial vorliegt.For the production of solar cells or electronic Components such as memory elements or Microprocessors, high purity semiconductor material is required. Silicon is by far the most common in the electronics industry most used semiconductor material. Pure silicon will by thermal cleavage of silicon compounds, such as for example trichlorosilane, won and often falls in the form of polycrystalline crystal rods. The Crystal rods are used as a starting material, for example Manufacture of single crystals needed. For production of Single crystals according to the Czochralski method have to Crystal rods are first crushed into fragments. These fragments are melted in a crucible and then the single crystal is formed Melt drawn. In the best case, the dopants specifically introduced into the semiconductor material be the only impurity in the semiconductor material is present.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Zerkleinerung von Kristallstäben vorgeschlagen worden, deren Ziel es ist, die Verunreinigung des Halbleitermaterials zu minimieren. DE-43 16 626 A1 (entspricht US 5,660,335) beschreibt ausführlich mit dem Zerkleinern von Halbleitermaterialien in Zusammenhang stehenden Probleme sowie verschieden bereits vorgeschlagene Lösungen. DE-43 16 626 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem ein Kristallstab durch Einwirken eines Hochdruckwasserstrahls zerkleinert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Bei dem offenbarten Verfahren wird ein Stab eines Halbleitermaterials durch Beaufschlagung mit Hochdruckwasserstrahlen zerkleinert. There are already various processes for comminuting Crystal rods have been proposed, the goal of which is To minimize contamination of the semiconductor material. DE-43 16 626 A1 (corresponds to US 5,660,335) describes in detail with the crushing of semiconductor materials in Related problems as well as various already proposed solutions. DE-43 16 626 A1 discloses a Process in which a crystal rod is exposed to a High pressure water jet is crushed, as well as a device to carry out this procedure. With the disclosed A rod is made of a semiconductor material Crushed exposure to high pressure water jets.  

Voraussetzung für das Zerkleinern ist, daß ein genügend hoher Druck aufgewendet wird, der Wasserstrahl einen genügend großen Durchmesser aufweist, möglichst senkrecht auf die Staboberfläche trifft und die Entfernung der Staboberfläche zur Düsenöffnung möglichst gering ist. Die Stäbe weisen dabei jedoch ein sehr uneinheitliches Bruchverhalten auf, so daß Bruchstücke unterschiedlicher Größe entstehen. Da für die Weiterverarbeitung des Materials eine bestimmte Größenverteilung erforderlich ist, müssen die vom Ausgangsstab abgesprengten Bruchstücke einer zeitaufwendigen Nachzerkleinerung unterzogen werden.A prerequisite for shredding is that it is sufficiently high Pressure is applied, the water jet is sufficiently large Has diameter, as perpendicular to the Rod surface hits and the removal of the rod surface to the nozzle opening is as small as possible. The rods point however, a very inconsistent breaking behavior, so that Fragments of different sizes arise. As for the Further processing of the material a certain Size distribution is required, must be from the starting bar blown off fragments of a time consuming Post-crushing.

Zum Nachzerkleinern sind bisher sehr komplizierte Vorrichtungen und Verfahren notwendig, etwa eine optische Erfassung der zu großen Bruchstücke mit anschließender gezielter Strahlzerkleinerung oder einer separaten Klassierstation mit Rückführung der Übergrößen in den Bruchraum.So far, re-shredding has been very complicated Devices and methods necessary, such as an optical one Detection of the oversized fragments with subsequent targeted jet comminution or a separate Classification station with return of the oversizes in the Fracture space.

Dies bewirkt nachteiligerweise einen nur geringen Durchsatz einer derartigen Apparatur und zum anderen einen großen Anfall an unerwünschtem Feingut.This disadvantageously results in only a low throughput such an apparatus and on the other hand a big attack unwanted fines.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches zum Zerkleinern von sprödhartem Material geeignet ist, wobei es unter Beibehaltung der mit dem Wasserbrechen verbundenen Vorteile die genannten Nachteile vermeidet.An object of the invention is to provide a method for To provide which for crushing hard brittle Material is suitable, while maintaining the same with the Advantages associated with water breaking the disadvantages mentioned avoids.

Ferner besteht eine Aufgabe darin, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der das obige Verfahren durchgeführt werden kann.Another object is to provide a device for To provide with which the above procedure is carried out can be.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein in einer schräg gestellten Aufnahmevorrichtung liegender Stab aus sprödhartem Material unter der Wirkung des Eigengewichts auf eine am unteren Ende der Aufnahmevorrichtung angeordnete Druckplatte drückt, wobei die Druckplatte einen einstellbaren Abstand zur Aufnahmevor­ richtung und somit einen einstellbaren Spalt zwischen Aufnahmevorrichtung und Druckplatte besitzt, und der sprödharte Stab durch einen Kranz von Hochdruckdüsen, die sich in unmittelbarer Nähe der Aufnahmevorrichtung befinden (im folgenden als Umfangsdüsen bezeichnet) und durch mehrere Hochdruckdüsen in der Druckplatte (im folgenden als Stirndüsen bezeichnet) mit einer Flüssigkeit unter hohem Druck beaufschlagt wird, wobei die Aufnahmevorrichtung eine Schwenkbewegung um die eigene Längsachse durchführt oder die Hochdruckdüsen eine Schwenkbewegung um die Längsachse der Aufnahmevorrichtung durchführen.The first-mentioned task is solved by a method that is characterized in that an inclined Rod made of brittle hard material under the effect of dead weight on one at the bottom the pressure plate arranged presses, wherein  the pressure plate an adjustable distance from the recording direction and thus an adjustable gap between Has recording device and pressure plate, and the brittle hard rod through a wreath of high pressure nozzles located in the immediate vicinity of the cradle (in hereinafter referred to as peripheral nozzles) and by several High-pressure nozzles in the pressure plate (hereinafter referred to as face nozzles with a liquid under high pressure is applied, wherein the receiving device Performs pivoting movement about its own longitudinal axis or the High pressure nozzles swivel around the longitudinal axis of the Carry out the cradle.

Unter schräg gestellt ist im Sinn der Erfindung vorzugsweise ein Winkel von 30 bis 90° der Längsachse der Aufnahmevor­ richtung zur Waagrechten zu verstehen. Besonders bevorzugt ist ein Winkel von 55° zur Waagrechten.Under slanted is preferred in the sense of the invention an angle of 30 to 90 ° of the longitudinal axis of the receptacle to understand the direction to the horizontal. Is particularly preferred an angle of 55 ° to the horizontal.

Bei der Durchführung des Verfahrens beträgt der Abstand zwischen Aufnahmevorrichtung und Druckplatte vorzugsweise 5 mm bis zum Durchmesser des zu zerkleinernden Stabes, besonders bevorzugt das 0,4fache des Durchmessers des zu zerkleinernden Stabes.The distance when performing the procedure is preferably 5 mm between the receiving device and the pressure plate up to the diameter of the rod to be shredded, especially preferably 0.4 times the diameter of the material to be shredded Staff.

Der Schwenkwinkel der Schwenkbewegung um die Längsachse der Aufnahmevorrichtung beträgt vorzugsweise 30 bis 60°, besonders bevorzugt 45°.The swivel angle of the swivel movement around the longitudinal axis of the Receiving device is preferably 30 to 60 °, especially preferably 45 °.

Die Schwenkbewegung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführt werden.The swiveling movement can be continuous or discontinuous be carried out.

Die Hochdruckdüsen können kontinuierlich oder getaktet das spröde Material mit Flüssigkeit beaufschlagen.The high pressure nozzles can do this continuously or clocked apply liquid to brittle material.

Vorzugsweise wird bei einer kontinuierlichen Schwenkbewegung um die Längsachse der Aufnahmevorrichtung das spröde Material getaktet mit Flüssigkeit beaufschlagt. Preferably with a continuous swivel movement the brittle material about the longitudinal axis of the receiving device clocked with liquid.  

Durch taktmäßiges Einschalten der einzelnen Düsen und Schwenken der Aufnahmevorrichtung werden von dem spröden Stab Bruchstücke abgesprengt und soweit erforderlich noch so lange nachzerkleinert, bis sie durch den Spalt fallen. Nach Beendigung des Brechvorgangs liegt das Material somit ohne übergroße Stücke, die eine zeitaufwendige Nachzerkleinerung erforderlich machen vor. Die Bruchgröße kann durch Veränderung der Spaltweite und durch Anzahl und Taktung der Stirndüsen eingestellt werden.By switching on the individual nozzles and Swiveling of the cradle is done by the brittle rod Fragments were blown off and as long as necessary shredded until they fall through the gap. To The material is therefore without any termination of the breaking process oversized pieces, which is a time-consuming shredding make necessary before. The fraction size can be changed the gap width and the number and timing of the end nozzles can be set.

Es ist jedoch ebenso möglich, die Hochdruckdüsen kontinuierlich zu betreiben. In diesem Fall wird vorzugsweise die Drehbewegung des Stabes an mehreren Haltepunkten unterbrochen.However, it is also possible to use the high pressure nozzles to operate continuously. In this case it is preferred the rotation of the rod at several stops interrupted.

Die Drehbewegung des Stabes verhindert ein Zusetzen des die Bruchgröße bestimmenden Spaltes.The rotating movement of the rod prevents the Fracture determining gap.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann Halbleitermaterial kontaminationsfrei in Bruchstücke zerkleinert werden, deren mittlere Größe durch die geeignete Wahl von Verfahrensparametern vorbestimmt werden kann, wobei keine übergroßen Bruchstücke mehr anfallen. Ferner zeichnet sich das vorgestellte Verfahren dadurch aus, daß bei der Zerkleinerung nur ein geringer Anteil an Feinbruch oder Staub entsteht. Das Zerkleinerungsverfahren kommt ohne den Zusatz von abrasiv wirkendem Material aus.With the method described above Semiconductor material contaminated into fragments be crushed, their average size by the appropriate Choice of process parameters can be predetermined, where no more oversized fragments. Also draws the method presented is characterized in that the Shredding only a small amount of fine breakage or dust arises. The shredding process comes without the addition from abrasive material.

Die Reinigung des zerkleinerten Materials ist nicht mehr zwingend notwendig, und wenn sie dennoch durchgeführt werden soll, wird dafür wesentlich weniger an Reinigungsmittel benötigt. Beim Zerkleinern von Halbleitermaterial werden die Verfahrensparameter vorzugsweise so gewählt, daß überwiegend Bruchstücke entstehen, die eine maximale Längenausdehnung von 60 bis 120 mm aufweisen, so daß sie sich besonders zum Befüllen von Schmelztiegeln eignen. The cleaning of the shredded material is no longer absolutely necessary, and if they are nevertheless carried out is much less detergent needed. When crushing semiconductor material, the Process parameters preferably chosen so that predominantly Fragments arise that have a maximum linear expansion of Have 60 to 120 mm, so that they are particularly for Suitable for filling crucibles.  

Da ein Flüssigkeitsstrahl das Mittel ist, welches das Halbleitermaterial zerkleinert, läßt sich das Risiko, das Halbleitermaterial während des Zerkleinerungsvorgangs mit Fremdstoffen zu verunreinigen, durch die Wahl geeigneter und besonders reiner Flüssigkeiten stark reduzieren.Because a liquid jet is the means that that Crushed semiconductor material, the risk that Semiconductor material during the crushing process with Contaminating foreign substances by choosing suitable and greatly reduce particularly pure liquids.

Bevorzugt wird reines Wasser eingesetzt. Es ist aber auch nicht ausgeschlossen, wässerige Lösungen, beispielsweise solche, die Zusätze enthalten, die die Oberfläche des Halbleitermaterials von Fremdstoffen reinigen oder die eine die Oberfläche ätzende Wirkung besitzen, zu verwenden. Ebenso ist der Einsatz eines organischen Lösemittels oder Lösemittelgemisches möglich, vorzugsweise eines Lösemittels oder Lösemittelgemisches, dessen Siedepunkt niedrig ist, so daß mit vergleichsweise niedrigem Energieaufwand die Trocknung des zerkleinerten Halbleitermaterials möglich ist.Pure water is preferably used. It is also not excluded, aqueous solutions, for example those that contain additives that the surface of the Clean semiconductor material from foreign matter or one the surface have a corrosive effect. As well is the use of an organic solvent or Solvent mixture possible, preferably a solvent or solvent mixture whose boiling point is low, so that drying is comparatively low in energy consumption of the comminuted semiconductor material is possible.

Die zur Zerkleinerung des Halbleitermaterials notwendige Energie wird dadurch aufgebracht, daß die Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt und durch eine Düse gepreßt wird, wobei ein Flüssigkeitsstrahl mit hoher Geschwindigkeit die Düse verläßt.The necessary to shred the semiconductor material Energy is applied in that the liquid with Pressurized and pressed through a nozzle, a Liquid jet leaves the nozzle at high speed.

Der Flüssigkeitsstrahl aus den Umfangsdüsen wird so gegen das Halbleitermaterial gelenkt, daß er auf die Oberfläche des Halbleitermaterials in einen Winkel von 30-90°, vorzugsweise 60-90°, besonders bevorzugt senkrecht auftrifft.The liquid jet from the circumferential nozzles is so against Semiconductor material steered that he on the surface of the Semiconductor material at an angle of 30-90 °, preferably 60-90 °, particularly preferably strikes vertically.

Der Querschnitt an der Düsenspitze und damit der Querschnitt des die Düse verlassenden Flüssigkeitsstrahls ist zweckmäßigerweise rund, rechteckig, quadratisch oder polygonal, er kann aber auch eine andere Form aufweisen. Die Querschnittsfläche des die Düse verlassenden Flüssigkeits­ strahls beträgt an der Düsenspitze vorzugsweise 0,005 bis 20 mm2, besonders bevorzugt 0,05 bis 3 mm2. Es hat sich herausgestellt, daß die Düse so gegen das Halbleitermaterial gerichtet werden kann, daß die Düsenspitze die Oberfläche des Halbleitermaterials bereits berührt, sofern man darauf achtet, daß die Düsenspitze aus einem abriebfesten, das Halbleitermaterial nicht kontaminierenden Werkstoff, beispielsweise Saphir, besteht. Um Kontaminationen durch den Werkstoff der Düse auszuschließen und für den Fall, daß das Halbleitermaterial während des Verfahrens Zustellbewegungen unterworfen wird, ist es jedoch günstiger, daß die Düsenspitze zur Oberfläche des Halbleitermaterials beabstandet ist. Der bevorzugte Abstand der gegen das Halbleitermaterial gerichteten Düsenspitze von der Oberfläche des Halbleiter­ materials beträgt 0 bis 150 mm, vorzugsweise 10 bis 20 mm.The cross section at the nozzle tip and thus the cross section of the liquid jet leaving the nozzle is expediently round, rectangular, square or polygonal, but it can also have a different shape. The cross-sectional area of the liquid jet leaving the nozzle is preferably 0.005 to 20 mm 2 , particularly preferably 0.05 to 3 mm 2 , at the nozzle tip. It has been found that the nozzle can be directed against the semiconductor material in such a way that the nozzle tip already touches the surface of the semiconductor material, provided that care is taken to ensure that the nozzle tip consists of an abrasion-resistant material which does not contaminate the semiconductor material, for example sapphire. In order to exclude contamination from the material of the nozzle and in the event that the semiconductor material is subjected to infeed movements during the process, it is more favorable for the nozzle tip to be spaced from the surface of the semiconductor material. The preferred distance of the nozzle tip directed against the semiconductor material from the surface of the semiconductor material is 0 to 150 mm, preferably 10 to 20 mm.

Der Druck, mit dem die Flüssigkeit beaufschlagt werden muß, damit ein Flüssigkeitsstrahl mit der zur Zerkleinerung des Halbleitermaterials ausreichenden Bewegungsenergie erzeugt werden kann, sollte 500 bis 5000 bar, vorzugsweise 1000 bis 4000 bar betragen.The pressure with which the liquid has to be applied so that a liquid jet with the for crushing the Semiconductor material generated sufficient kinetic energy should be 500 to 5000 bar, preferably 1000 to 4000 bar.

Die Zeit während der der Flüssigkeitsstrahl aufrechterhalten wird, ehe er unterbrochen wird (Pulsdauer) richtet sich bei vorgegebener Vorrichtungskonfiguration in erster Linie nach der Dicke und Kompaktheit des Halbleitermaterials. In der Regel genügen pulsdauern von 0,5 bis 5 s, um beispielsweise den Bruch eines Siliziumstabes mit 120 mm Durchmesser in zwei oder mehrere Stücke zu bewirken, wobei der Schwenkwinkel und die Geschwindigkeit die Anzahl der Bruchstücke und deren Austragung durch den Spalt bestimmen.The time during which the liquid jet is maintained before it is interrupted (pulse duration) adjusts itself predefined device configuration primarily after the thickness and compactness of the semiconductor material. In the Pulse durations of 0.5 to 5 s are usually sufficient, for example the breaking of a silicon rod with a diameter of 120 mm in two to effect or several pieces, the pivot angle and the speed the number of fragments and their Determine discharge through the gap.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Zerkleinern von sprödhartem Material durch Hochdruckwasserstrahlen. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 1, mit einem Halbleiterstab versehen, dargestellt. Die gezeigte Vorrichtung ist als Ausführungsbeispiel zu verstehen. Es sind nur die zum besseren Verständnis der Erfindung nötigen Vorrichtungsmerkmale dargestellt.The invention further relates to a device for crushing brittle hard material by high pressure water jets. Such a device is shown in FIG. 1, provided with a semiconductor rod. The device shown is to be understood as an exemplary embodiment. Only the device features necessary for a better understanding of the invention are shown.

Die Vorrichtung besteht aus einer Aufnahmevorrichtung (1) für einen zu zerkleinernden Stab (2), an deren einem Ende eine Druckplatte (3) derart angeordnet ist, daß sie mit der Aufnahmevorrichtung (1) einen einstellbaren Spalt mit der Weite (A) bildet, wobei in der Druckplatte (3) mehrere Hochdruckdüsen (4) (Stirndüsen genannt) angeordnet sind und wobei sich im Bereich des Spaltes kranzförmig um den Halbleiterstab (2) angeordnet, mehrere Hochdruckdüsen (5) (Umfangsdüsen genannt) befinden.The apparatus consists of a receiving device (1) for a to be ground rod (2), at one end thereof is arranged a pressure plate (3) that it forms an adjustable gap with the width (A) to the receiving device (1), wherein a plurality of high-pressure nozzles ( 4 ) (called end nozzles) are arranged in the pressure plate ( 3 ) and a plurality of high-pressure nozzles ( 5 ) (called circumferential nozzles) are arranged in the region of the gap in a ring shape around the semiconductor rod ( 2 ).

Die Aufnahmevorrichtung (1) hat vorzugsweise die Form eines entlang seiner Längsachse zumindest teilweise halbierten Rohres.The receiving device ( 1 ) preferably has the shape of a tube which is at least partially halved along its longitudinal axis.

Der Innendurchmesser der Aufnahmevorrichtung (1) entspricht vorzugsweise dem Durchmesser des zu zerkleinernden Stabes.The inside diameter of the receiving device ( 1 ) preferably corresponds to the diameter of the rod to be comminuted.

Die Umfangsdüsen befinden sich vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Aufnahmevorrichtung (1). Der Abstand zwischen Umfangsdüsen (5) und unterem Rand der Aufnahmevorrichtung (1) beträgt vorzugsweise 2 cm.The circumferential nozzles are preferably in the immediate vicinity of the receiving device ( 1 ). The distance between the circumferential nozzles ( 5 ) and the lower edge of the receiving device ( 1 ) is preferably 2 cm.

Vorzugsweise sind 4 bis 8 Umfangsdüsen (5) kranzförmig in gleichen Abständen voneinander um den Stab (2) angeordnet.Preferably 4 to 8 circumferential nozzles ( 5 ) are arranged in a ring shape at equal distances from one another around the rod ( 2 ).

Vorzugsweise befinden sich in der Druckplatte (3) 3 bis 6 Stirndüsen (4).There are preferably 3 to 6 end nozzles ( 4 ) in the pressure plate ( 3 ).

Vorzugsweise sind die Stirndüsen (4) auf einem Teilkreis angeordnet.The end nozzles ( 4 ) are preferably arranged on a pitch circle.

Der Teilkreis hat vorzugsweise einen Durchmesser (B) der dem 0,2 bis 0,8fachen Durchmesser des zu zerkleinernden Stabes (2) entspricht.The pitch circle preferably has a diameter (B) which corresponds to 0.2 to 0.8 times the diameter of the rod ( 2 ) to be comminuted.

Besonders bevorzugt hat der Teilkreis einen Durchmesser (B) der dem 0,6fachen Durchmesser des zu zerkleinernden Stabes (2) entspricht.The pitch circle particularly preferably has a diameter (B) which corresponds to 0.6 times the diameter of the rod ( 2 ) to be comminuted.

Vorzugsweise haben die Stirndüsen (4) einen Anstellwinkel (α) von 0 bis 60° besonders bevorzugt 30°. The face nozzles ( 4 ) preferably have an angle of attack (α) of 0 to 60 °, particularly preferably 30 °.

Zur Vermeidung von Abrieb, der die Bruchstücke verunreinigt, können Aufnahmevorrichtung und Druckplatte aus dem gleichen Material wie der zu zerkleinernde Stab gefertigt sein.To avoid abrasion that contaminates the fragments, can cradle and pressure plate from the same Material such as the rod to be shredded.

Vorrichtung und Verfahren werden vorzugsweise dazu genutzt, sprödes Halbleitermaterial, wie Silizium, Germanium oder Galliumarsenid zu zerkleinern.The device and method are preferably used to brittle semiconductor material, such as silicon, germanium or Crush gallium arsenide.

Nachfolgend wird an Hand eines Beispiels die Zerkleinerung von Halbleitermaterial nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben:In the following, the shredding of Semiconductor material according to the inventive method described:

Beispielexample

In einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 wurde ein polykristalliner Siliziumstab einer Länge von 2 in und einem Durchmesser von 200 µm und zerkleinert. Die Spaltweite betrug dabei 80 mm. Die Vorrichtung wurde in einem Neigungswinkel von 55° gegen die Waagrechte betrieben (β = 55° in Fig. 1). Die Aufnahme­ vorrichtung wurde um einen Winkel von 60° (γ = 60° in Fig. 1) geschwenkt.In a device according to FIG. 1, a polycrystalline silicon rod with a length of 2 inches and a diameter of 200 μm was crushed. The gap width was 80 mm. The device was operated at an angle of inclination of 55 ° against the horizontal (β = 55 ° in Fig. 1). The recording device was pivoted through an angle of 60 ° (γ = 60 ° in Fig. 1).

Die Vorrichtung umfaßt je 4 Umfangsdüsen und 4 Stirndüsen. Der Teilkreis der Stirndüsen hatte einen Durchmesser von 100 mm. Der Anstellwinkel α der Stirndüsen betrug 20°. Als Flüssigkeit wurde Reinstwasser eingesetzt, das mit einem Druck von 2300 bar taktweise mit gegenüberliegenden Düsen für ca. 4 Sekunden beaufschlagt wurde. Zur Erzeugung eines Wasserstrahls wurde das Wasser durch eine Saphirdüse mit runder Düsenspitze gepreßt. Die Düsen hatten einen Öffnungsdurchmesser von 0,5 mm. Die Umfangsdüsen waren so positioniert, daß der Wasserstrahl radial gegen die Mantelfläche des Stabs gelenkt wurde. Der Abstand der Düsenspitze zur Staboberfläche betrug 10 mm. Die erhaltenen Siliziumbruchstücke hatten überwiegend eine maximale Längenausdehnung von 20-120 mm, wobei größere Bruchstücke nicht vorlagen.The device comprises 4 peripheral nozzles and 4 face nozzles. The The pitch circle of the face nozzles had a diameter of 100 mm. The angle of attack α of the end nozzles was 20 °. As a liquid ultrapure water was used, with a pressure of 2300 bar cyclically with opposing nozzles for approx. 4 seconds was applied. To generate a water jet the water through a sapphire nozzle with a round nozzle tip pressed. The nozzles had an opening diameter of 0.5 mm. The peripheral nozzles were positioned so that the Water jet directed radially against the outer surface of the rod has been. The distance from the nozzle tip to the rod surface was 10 mm. The silicon fragments obtained had predominantly a maximum length extension of 20-120 mm, being larger There were no fragments.

Claims (10)

1. Verfahren zum Zerkleinern von sprödhartem Material das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein in einer schräg gestellten Aufnahmevorrichtung liegender Stab aus sprödhartem Material unter der Wirkung des Eigengewichts auf eine am unteren Ende der Aufnahmevorrichtung angeordnete Druckplatte drückt, wobei die Druckplatte einen einstellbaren Abstand zur Aufnahmevor­ richtung und somit einen einstellbaren Spalt zwischen Aufnahmevorrichtung und Druckplatte besitzt, und der sprödharte Stab durch einen Kranz von Hochdruckdüsen, die sich in unmittelbarer Nähe der Aufnahmevorrichtung befinden (im folgenden als Umfangsdüsen bezeichnet) und durch mehrere Hochdruckdüsen in der Druckplatte (im folgenden als Stirndüsen bezeichnet) mit einer Flüssigkeit unter hohem Druck beaufschlagt wird, wobei die Aufnahmevorrichtung eine Schwenkbewegung um die eigene Längsachse durchführt oder die Hochdruckdüsen eine Schwenkbewegung um die Längsachse der Aufnahmevorrichtung durchführen.1. A method for crushing brittle hard material which is characterized in that a rod made of brittle hard material lying in an inclined receptacle presses under the effect of its own weight on a pressure plate arranged at the lower end of the receptacle, the pressure plate being an adjustable distance from the receptacle device and thus has an adjustable gap between the receiving device and the pressure plate, and the brittle hard rod through a ring of high-pressure nozzles, which are in the immediate vicinity of the receiving device (hereinafter referred to as peripheral nozzles) and through a plurality of high-pressure nozzles in the pressure plate (hereinafter referred to as face nozzles) is subjected to a liquid under high pressure, the receiving device carrying out a pivoting movement about its own longitudinal axis or the high-pressure nozzles carrying out a pivoting movement about the longitudinal axis of the receiving device. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung derart schräg gestellt ist, daß der Winkel zwischen der Längsachse der Aufnahmevorrichtung und der Waagrechten 30 bis 90° beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Cradle is inclined so that the angle between the longitudinal axis of the receiving device and the Horizontal is 30 to 90 °. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Aufnahmevorrichtung und Druckplatte 5 mm bis zum Durchmesser des zu zerkleinernden Stabes beträgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the Distance between the holder and the pressure plate 5 mm to to the diameter of the rod to be shredded. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel der Schwenkbewegung um die Längsachse der Aufnahmevorrichtung 30 bis 60° beträgt.4. The method according to claim 1, characterized in that the Swivel angle of the swivel movement around the longitudinal axis of the Recording device is 30 to 60 °. 5. Vorrichtung zum Zerkleinern von sprödhartem Material durch Hochdruckwasserstrahlen bestehend aus einer Aufnahmevor­ richtung (1) für einen zu zerkleinernden Stab (2), an deren einem Ende eine Druckplatte (3) derart angeordnet ist, daß sie mit der Aufnahmevorrichtung (1) einen einstellbaren Spalt mit der Weite (A) bildet, wobei in der Druckplatte (3) mehrere Hochdruckdüsen (4) (Stirndüsen genannt) angeordnet sind und wobei im Bereich des Spaltes kranzförmig um den Halbleiterstab (2) angeordnet, mehrere Hochdruckdüsen (5) (Umfangsdüsen genannt) befinden.5. Apparatus for crushing brittle hard material by high-pressure water jets consisting of a receiving device ( 1 ) for a rod to be comminuted ( 2 ), at one end of which a pressure plate ( 3 ) is arranged such that it is adjustable with the receiving device ( 1 ) Forms a gap with the width (A), a plurality of high-pressure nozzles ( 4 ) (called end nozzles) being arranged in the pressure plate ( 3 ) and a plurality of high-pressure nozzles ( 5 ) (circumferential nozzles) being arranged in the region of the gap in a ring around the semiconductor rod ( 2 ) ) are located. 6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (1) die Form eines entlang seiner Längsachse zumindest teilweise halbierten Rohres hat.6. The device according to claim 5, characterized in that the receiving device ( 1 ) has the shape of a tube which is at least partially halved along its longitudinal axis. 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Innendurchmesser der Aufnahmevorrichtung (1) dem Durchmesser des zu zerkleinernden Stabes entspricht.7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that the inner diameter of the receiving device ( 1 ) corresponds to the diameter of the rod to be shredded. 8. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß 4 bis 8 Umfangsdüsen (5) kranz­ förmig in gleichen Abständen voneinander um den Stab (2) angeordnet sind.8. The device according to one or more of claims 5 to 7, characterized in that 4 to 8 circumferential nozzles ( 5 ) are arranged in a ring shape at equal distances from one another around the rod ( 2 ). 9. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Druckplatte (3) 3 bis 6 Stirndüsen (4) befinden.9. The device according to one or more of claims 5 to 8, characterized in that there are 3 to 6 end nozzles ( 4 ) in the pressure plate ( 3 ). 10. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirndüsen (4) auf einem Teilkreis angeordnet sind.10. The device according to one or more of claims 5 to 9, characterized in that the end nozzles ( 4 ) are arranged on a pitch circle.
DE1998149939 1998-10-29 1998-10-29 Procedure for comminuting brittle material, especially semi-conductor rods, entails directing HP fluid onto rod from HP jets in ring in direct vicinity of angled holder and from HP jets in pressure plate Ceased DE19849939A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998149939 DE19849939A1 (en) 1998-10-29 1998-10-29 Procedure for comminuting brittle material, especially semi-conductor rods, entails directing HP fluid onto rod from HP jets in ring in direct vicinity of angled holder and from HP jets in pressure plate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998149939 DE19849939A1 (en) 1998-10-29 1998-10-29 Procedure for comminuting brittle material, especially semi-conductor rods, entails directing HP fluid onto rod from HP jets in ring in direct vicinity of angled holder and from HP jets in pressure plate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19849939A1 true DE19849939A1 (en) 2000-05-11

Family

ID=7886086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998149939 Ceased DE19849939A1 (en) 1998-10-29 1998-10-29 Procedure for comminuting brittle material, especially semi-conductor rods, entails directing HP fluid onto rod from HP jets in ring in direct vicinity of angled holder and from HP jets in pressure plate

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19849939A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035362A (en) * 1984-01-26 1991-07-30 Marian Mazurkiewicz Disintegration of wood
DE4316626A1 (en) * 1993-05-18 1994-11-24 Wacker Chemitronic Method and device for dividing up semiconductor material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035362A (en) * 1984-01-26 1991-07-30 Marian Mazurkiewicz Disintegration of wood
DE4316626A1 (en) * 1993-05-18 1994-11-24 Wacker Chemitronic Method and device for dividing up semiconductor material
US5660335A (en) * 1993-05-18 1997-08-26 Wacker-Chemitronic Gesellschaft Fur Elektronik Grundstoffe Mbh Method and device for the comminution of semiconductor material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005019873B4 (en) Apparatus and method for the mechanical comminution of semiconductor materials
EP2102896B1 (en) Device and method for cleaning articles, especially thin wafers
DE19544353A1 (en) Washing appts. for cleaning of semiconductor substrate surface
DE102006014874A1 (en) Roll crusher comprises roller to rotate shaft, where roller consists of bearing roller of steel and of multiple hard metal segments
DE2335385B2 (en) Method and device for extracting oil from purified oil crops and oil seeds
EP2181068B1 (en) Method for purifying polycrystalline silicon
DE4316626A1 (en) Method and device for dividing up semiconductor material
EP3122463B1 (en) Method for fragmenting a rod-like material, in particular made of polycrystalline silicon
EP0976457A1 (en) Method for treating semiconductor material
DE2256524A1 (en) PROCESS AND DEVICE FOR CRUSHING GOOD IN SMALL PIECES
WO2005037514A1 (en) Pet bottle recycling
DE19818566A1 (en) Tire stripping on rotary stand using high pressure water jets optionally carrying abrasive
DE2802941A1 (en) ARRANGEMENT FOR PRODUCING CRUSH SAND FROM BOTTOM FURNACE SLAG, GRANULATED WITH WATER
DE19849939A1 (en) Procedure for comminuting brittle material, especially semi-conductor rods, entails directing HP fluid onto rod from HP jets in ring in direct vicinity of angled holder and from HP jets in pressure plate
EP0524578A1 (en) Method for treating television tubes or the like
DE2941833C2 (en) Device for the production of a vitreous blast furnace slag
DE19755577C2 (en) Process for granulating or powdering
EP0995821B1 (en) Method and apparatus for working semiconductor material
DE3807017A1 (en) Process and device for the preparation of a conversion product from loose, vegetation-derived waste material, in particular collected leaves
DE19847100A1 (en) Contamination free comminution of semiconductor material, such as silicon, using liquid jet in manufacture of solar cells, memory components, and microprocessors.
DE2844531A1 (en) WASTE PROCESSING
DE2344618A1 (en) PROCESS AND DEVICE FOR CRUSHING REFUELED COMBUSTION AND / OR INCUBATOR ELEMENTS FOR NUCLEAR REACTORS
EP3822023B1 (en) Device for dry ice treatment of surfaces and method for treating surfaces
DE2627741A1 (en) Liq. spray unit for chopped vegetable material - has conveyor belt carrying material from discharge chute under acid spray nozzles
DE1816219C3 (en) Process for the production of sandstone granulate and plant for carrying out the process

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection