KR20240000466A - 지그 및 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법 - Google Patents

지그 및 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

봉지팩킹된 다결정 실리콘을 리프팅해서 소정의 위치에 투입하기까지 수용대(收容袋)가 부분적으로 넓어지는 것을 억제하고, 소정의 공간에 적확하게 수용대를 투입한다. 수용 케이스(10)는, 다결정 실리콘(S1)이 수용된 수용대(B1)를 내삽하기 위한 내삽 공간(12)을 형성하는 측면체(11)와, 측면체(11)를 리프팅하기 위한 리프팅부(13)와, 수용대(B1)를 지지하는 트레이(15)를 구비하고, 측면체(11)의 저부(底部)(11a)로부터 트레이(15)가 벗어나서 측면체(11)의 저부에 개구부(OP)가 형성되고, 수용대(B1)의 투입 경로(30)가 개구부(OP)에 의해서 형성된다.

Description

지그 및 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법
본 발명은, 다결정 실리콘 상자포장체의 제조시에 사용되는 지그 및 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법에 관한 것이다.
실리콘 반도체 원료나 태양 전지 원료 등에 사용되는 다결정 실리콘은, 로드상으로 제조되고, 그 후에 원료로서 사용하기 쉽도록 절단이나 파쇄가 행해짐으로써, 소정의 크기의 괴상(塊狀)의 다결정 실리콘으로 가공된다. 이 괴상의 다결정 실리콘은, 소정량씩 봉지팩킹되고, 추가로 수송을 위한 케이스에 상자포장되어서 출하된다. 종래, 상술한 바와 같은 봉지팩킹이나 상자포장은, 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 일반적으로 수작업에 의해서 행해져 왔다. 앞으로, 작업의 효율화 및 에너지 절약화를 위해서, 상술한 바와 같은 봉지팩킹이나 상자포장은, 자동화되는 것이 요망되고 있다.
일본국 특표2017-512159호 공보
그러나, 상술한 바와 같은 상자포장의 자동화는, 하기와 같은 문제가 있다. 괴상의 다결정 실리콘은, 부정형이고 파단면이 각져 있어서, 예리한 부분을 갖기 때문에, 괴상의 다결정 실리콘을 수용하는 봉지가 찢어지기 쉽다. 또한, 봉지팩킹된 복수의 괴상의 다결정 실리콘은, 봉지의 상부를 잡고 리프팅하면, 대내부(袋內部)에서 개개의 괴상의 다결정 실리콘이 하부로 이동하도록 움직여서, 봉지의 폭이 부분적으로 넓어진다. 그 때문에, 상자포장시에 박스의 칸막이판 등에 봉지가 닿기 쉬워져서, 닿은 개소의 봉지가 찢어져 버리는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안해서 이루어진 것으로서, 봉지팩킹된 다결정 실리콘을 리프팅해서 소정의 위치에 투입하기까지 수용대(收容袋)가 부분적으로 넓어지는 것을 억제하고, 소정의 공간에 적확하게 수용대를 투입하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 태양에 따른 지그는, 다결정 실리콘이 수용된 수용대를 내삽하기 위한 내삽 공간을 형성하는 측면체와, 상기 측면체에 배치되어서, 상기 측면체를 리프팅하기 위한 리프팅부와, 상기 측면체의 저부(底部)에 착탈 가능하게 배치되어서, 상기 수용대를 지지하는 트레이를 구비하고, 상기 측면체가 리프팅되어서, 상기 트레이가 상기 측면체의 저부로부터 벗어남으로써 상기 측면체의 상기 저부에 개구부가 형성되어서, 상기 수용대를 수용하는 수용 공간에 상방으로부터 상기 수용대가 투입될 때에, 상기 개구부가 상기 내삽 공간으로부터 상기 수용 공간으로의 상기 수용대의 투입 경로를 형성한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 태양에 따른 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법은, 상기 지그를 사용해서, 상기 수용대를 상기 수용 공간이 형성된 박스에 채워서 다결정 실리콘 상자포장체를 얻는 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법으로서, 상기 지그에 내삽되어 있는 상기 수용대를, 상기 지그와 함께 리프팅하는 리프팅 공정과, 리프팅된 상기 지그와 상기 수용대를, 소정의 상기 수용 공간의 상방으로 이동시키고, 상기 수용 공간의 상방으로부터 상기 수용 공간으로, 상기 수용대를 투입하는 투입 공정을 포함한다.
본 발명의 일 태양에 의하면, 봉지팩킹된 다결정 실리콘을 리프팅해서 소정의 위치에 투입하기까지 수용대가 부분적으로 넓어지는 것을 억제하고, 소정의 공간에 적확하게 수용대를 투입할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 수용대 내의 괴상의 다결정 실리콘의 하물 형태 붕괴를 설명하는 도면이다.
도 3은 상기 제조 장치로 이용되는 수용 케이스의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A 화살표시 단면도이다.
도 5는 상기 수용 케이스의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 상기 수용 케이스의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1에 따른 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법에 있어서의 수용 케이스 및 다결정 실리콘 충전물의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 8은 상기 제조 방법에 있어서의 상기 상자포장 장치의 동작을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 2에 따른 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
〔실시형태 1〕
<다결정 실리콘 상자포장체의 제조 장치의 개략 구성>
도 1에 기해서, 다결정 실리콘 상자포장체(G1)의 제조 장치(100)의 구성의 일례에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시형태 1에 따른 다결정 실리콘 상자포장체(G1)의 제조 장치(100)의 구성을 나타내는 사시도이다. 제조 장치(100)는, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 상자포장된 다결정 실리콘 상자포장체(G1)를 제조하는 장치이다. 다결정 실리콘 충전물(FI)은, 다결정 실리콘(S1)이 충전된 수용대(B1)를 씰링한 것이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제조 장치(100)는, 컨베이어(C1~C4)와, 상자포장 장치(1)와, 지점(A1)~지점(A4)를 구비하고 있다.
컨베이어(C1)에 있어서, 우선, 수용 케이스(10)의 내삽 공간(12)에 수용대(B1)가 내삽된다. 다음으로, 수용대(B1)에 규정량의 다결정 실리콘(S1)이 충전된다. 또한, 다결정 실리콘(S1)이 충전된 수용대(B1)에 대해서 씰링이 행해져서, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 생성된다. 그 후, 각종 검사를 통과한 다결정 실리콘 충전물(FI)을 내삽한 수용 케이스(10)가 컨베이어(C1)에 의해서 상자포장 장치(1)에 반송된다.
상자포장 장치(1)는, 수용 케이스(10)의 다결정 실리콘 충전물(FI)을 박스(BX)에 수용하는 장치이고, 제함기(製函機)(SK)는, 박스(BX)를 제조하는 장치이다. 상자포장 장치(1) 및 제함기(SK)에 대해서, 상세하게는 후술한다.
컨베이어(C2)는, 컨베이어(C1)에서 분기해 있다. 컨베이어(C2)는, 상자포장 장치(1)에 의해서 다결정 실리콘 충전물(FI)이 취출된 빈 수용 케이스(10)를 다결정 실리콘 상자포장체(G1)의 제조 장치(100)의 개시 지점 부근에 반송한다.
지점(A1)에 있어서, 자동 혹은 수작업에 의해서 다결정 실리콘 충전물(FI)이 수용된 박스(BX)를 밀폐해서, 다결정 실리콘 상자포장체(G1)를 완성시킨다. 컨베이어(C4)는, 다결정 실리콘 상자포장체(G1)를 제조 장치(100)의 외부로 반송한다. 컨베이어(C4)에 의해서 제조 장치(100)의 외부로 반송된 다결정 실리콘 상자포장체(G1)는, 작업자에 의해서 파레트에 놓여져서 운반된다.
<다결정 실리콘 충전물의 상자포장시의 문제에 대해서>
여기서, 상자포장 장치(1)에 있어서, 수용 케이스(10)에 내삽되어 있는 다결정 실리콘 충전물(FI)을 박스(BX)에 수용할 때, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 리프팅되어서, 박스(BX)의 상방으로부터 박스(BX)에 형성된 수용 공간(20)에 수용된다.
다결정 실리콘(S1)은, 로드상으로 제조된 다결정 실리콘을, 그 후, 원료로서 사용하기 쉽도록 절단이나 파쇄가 행해져서, 소정의 크기의 괴상의 다결정 실리콘(S1)으로 형성된 것이다. 그 때문에, 수용대(B1)에 채워진 복수의 괴상의 다결정 실리콘(S1)은, 수용대(B1)의 상부를 잡고 리프팅하면, 도 2에 나타내는 바와 같다.
도 2는, 다결정 실리콘 충전물(FI)에 있어서, 수용대(B1) 내의 괴상의 다결정 실리콘(S1)의 하물 형태 붕괴를 설명하는 도면이고, 상태(1001)는, 다결정 실리콘 충전물(FI)의 리프팅 전의 상태이고, 상태(1002)는, 다결정 실리콘 충전물(FI)의 리프팅 후의 상태이다. 다결정 실리콘 충전물(FI)을 리프팅하면, 수용대(B1) 내부에서 개개의 괴상의 다결정 실리콘(S1)이, 상태(1001)에 나타내는 화살표의 방향으로 이동하도록 작동하고, 상태(1002)에 나타내는 바와 같이, 수용대(B1)의 폭이 부분적으로 넓어진다.
또한, 괴상의 다결정 실리콘(S1)은, 부정형이고 파단면이 각져 있어서, 예리한 각부를 갖는 파쇄편이다. 그 때문에, 박스(BX) 내의 수용 공간(20)을 형성하는 칸막이판(PR) 또는 박스(BX)의 측면에, 다결정 실리콘 충전물(FI)의 각부가 걸려들어서, 봉지에 있어서의 걸려든 개소가 구멍나거나, 혹은, 찢어져 버릴 우려가 있다. 이것은, 다결정 실리콘(S1)의 상자포장시 특유의 파대 리스크이다.
그래서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 수용 케이스(10)(지그)는, 측면체(11)와, 리프팅부(13)와, 트레이(15)를 구비하고 있다. 측면체(11)는, 다결정 실리콘(S1)이 충전된 수용대(B1)를 내삽하기 위한 내삽 공간(12)을 형성한다. 리프팅부(13)는, 측면체(11)를 리프팅하기 위해서, 측면체(11)에 배치되어 있다. 트레이(15)는, 측면체(11)의 저부(11a)에 착탈 가능하게 배치되어서, 수용대(B1)를 지지한다. 또한, 측면체(11)가 리프팅되어서, 트레이(15)가 측면체(11)의 저부(11a)에서 벗어남으로써 측면체(11)의 저부(11a)에 개구부(OP)가 형성된다. 또한, 수용대(B1)를 수용하는 수용 공간(20)에 상방으로부터 수용대(B1)가 투입될 때에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 개구부(OP)에 의해서 내삽 공간(12)에서 수용 공간(20)으로의 수용대(B1)의 투입 경로(30)가 형성된다.
이것에 의해서, 봉지팩킹된 다결정 실리콘(S1)을 리프팅해서 소정의 위치에 투입하기까지, 수용대(B1)가 부분적으로 넓어지는 것을 억제하고, 소정의 공간에 적확하게 수용대(B1)를 투입할 수 있다. 이하에 상세하게 설명한다.
<수용 케이스>
도 3 및 도 4에 기해서, 수용 케이스(10)에 대해서 설명한다. 도 3은, 제조 장치(100)에서 이용되는 수용 케이스(10)의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 3의 사시도(2001)은, 측면체(11)와 트레이(15)가 일체로 되어 있는 상태의 수용 케이스(10)를 나타낸다. 또한, 도 3의 사시도(2002)는 측면체(11)를 나타내고, 도 3의 사시도(2003)는 트레이(15)를 나타낸다. 도 4는 도 3의 A-A 단면도이다. 또, 도 2 내지 도 9에서는, 측면체(11)와 트레이(15)가 일체로 되어 있는 상태의 수용 케이스(10)에 있어서, 측면체(11)로부터 트레이(15)를 향하는 방향을 하 방향으로서, 트레이(15)에서 측면체(11)를 향하는 방향을 상 방향으로서 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 측면체(11)는, 다결정 실리콘 충전물(FI)(다결정 실리콘(S1)이 충전된 수용대(B1))을 내삽하기 위한 내삽 공간(12)을 형성한다. 측면체(11)는 통상이고, 내삽 공간(12)은, 대략 직방체의 6면에서 상하 2면을 제거한 4면에 둘러싸여서 형성되어 있다. 측면체(11)가 갖는 상기 4면은, 대향하는 면이 대략 동일하고 대략 평행하게 된다.
또한, 개구부(OP)는, 수용 공간(20)을 수평면에 대략 평행한 면에서 절단한 단면에 수용된다. 이것에 의해서, 수용 공간(20)에 다결정 실리콘 충전물(FI)을 투입할 때에, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 수용 공간(20)을 형성하는 칸막이판 등에 닿지 않는다. 그 때문에, 예를 들면, 수용 공간(20)이 형성된 박스(BX)에 다결정 실리콘 충전물(FI)을 채울 때, 다결정 실리콘 충전물(FI)의 각부가 칸막이판 등에 닿아서 수용대(B1)가 찢어지는 것을 회피할 수 있다.
측면체(11)가 갖는, 대향하는 1조의 면의 상부에는, 측면체(11)를 리프팅하기 위한 리프팅부(13)가 배치되어 있다. 리프팅부(13)는, 외측으로 볼록해지는 형상을 갖고, 배치되어 있는 면의 상변에 따라서 연신하도록 배치되어 있다.
트레이(15)는, 대략 장방형의 판상의 부재이다. 트레이(15)는, 볼록부(16)와, 측벽(17)을 갖고 있다. 볼록부(16)는, 외측으로 볼록해지도록 트레이(15)의 단변의 양단에 따라서 배치되어 있다. 트레이(15)의 상면에는, 상기 양단에 따라서, 트레이(15)의 상면과 수직이 되도록 측벽(17)이 배치되어 있다.
도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 트레이(15)는, 측면체(11)의 저부(11a)에 착탈 가능하게 배치되어서, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 지지한다.
제조 장치(100)에 있어서, 수용 케이스(10)는, 컨베이어로 이동할 때는, 트레이(15)의 대향하는 측벽(17)의 사이에 측면체(11)가 끼워들어간 상태에서, 측면체(11)와 트레이(15)가 일체로 되어서 이동한다. 그리고, 수용 케이스(10)가 리프팅될 때에, 볼록부(16)는 후술하는 스토퍼(40) 등으로 지점(A2)에 억제되고(도 1 및 도 8 참조), 리프팅부(13)가 상방향으로 인장된다. 이것에 의해서, 측면체(11)로부터 트레이(15)가 벗어나고, 측면체(11)만이 리프팅된다.
또, 트레이(15)가 배치되는 위치는, 도 3 및 도 4에 나타내는, 측면체(11)의 하단(11b)과 동일한 높이의 위치에 한하지 않는다. 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 트레이(15)가, 측면체(11)의 하단(11b)과 동일한 높이의 위치보다도 상단(11c)측에 위치해 있어도 된다. 도 5는 수용 케이스(10)의 다른 예인 수용 케이스(10A)를 나타내는 단면도이다.
측면체(11)의 하단(11b)과 동일한 높이의 위치보다도 상단(11c)측에 트레이(15)가 위치해 있는 경우를 생각한다. 이 경우, 도시에는 없지만, 측면체(11)의 내면에는, 트레이(15)를 지지하는 지지부가 마련되어 있어도 된다. 예를 들면, 상기 지지부는, 측면체(11)의 내면에서 돌출해 있고, 측면체(11)의 내면에 대해서 인입(引入)함으로써, 트레이(15)의 지지를 해제 가능한 것이어도 된다. 또한, 수용 케이스(10)가 리프팅될 때, 상기 지지부에 의한 트레이(15)의 지지가 해제됨으로써, 트레이(15)가 측면체(11)에서 벗어난다.
또한, 수용 케이스(10)의 또 다른 예인 수용 케이스(10B)에 대해서, 도 6에 기해서 설명한다. 도 6은 수용 케이스(10B)를 나타내는 도면이다. 도 6의 상면도(2004)는 수용 케이스(10B)의 상면도이고, 도 6의 단면도(2005)는 상면도(2004)의 B-B 화살표시 단면도이고, 도 6의 측면도(2006)는 수용 케이스(10B)의 측면도이다. 수용 케이스(10B)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 트레이(15) 대신에 트레이(15B)를 구비한다. 트레이(15B)는 측벽(17)을 갖지 않지만, 트레이(15B)에는 그립부(18)가 설치되어 있다.
수용 케이스(10B)에서는, 트레이(15B)의 상면에, 측면체(11)를 끼워넣을 수 있는 홈(19)이 형성되어 있다. 이 경우, 제조 장치(100)에 있어서, 수용 케이스(10B)는, 컨베이어로 이동할 때는, 홈(19)에 측면체(11)가 끼워들어간 상태에서, 측면체(11)와 트레이(15B)가 일체로 되어서 이동한다. 그립부(18)가 트레이(15B)에 설치되어 있음으로써, 트레이(15B)를 컨베이어에서 내리는 등의 작업이 쉬워지고, 작업 효율이 향상한다.
수용 케이스(10)의 재질은, 수지로 하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴 등으로 할 수 있다.
<제조 방법>
도 1 및 도 7에 기해서, 본 발명의 실시형태 1에 따른 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 7은, 본 발명의 실시형태 1에 따른 다결정 실리콘 상자포장체(G1)의 제조 방법에 있어서의 수용 케이스(10) 및 다결정 실리콘 충전물(FI)의 동작을 나타내는 모식도이고, 공정(3001)~공정(3004)을 나타낸다. 또, 도 7에 있어서, 수용 케이스(10)의 각 구성은 간략화해서 도시하고 있다. 또한, 이하에서는, 컨베이어(C1)에 의해서 제품이 진행해가는 방향을 전방, 전방과는 반대의 방향을 후방으로서 설명한다.
상술한 바와 같이, 다결정 실리콘 상자포장체(G1)는, 상자포장 장치(1)에 있어서, 수용 케이스(10)의 다결정 실리콘 충전물(FI)을 박스(BX)에 수용하고, 지점(A1)에서 박스(BX)를 밀폐함으로써 제조된다. 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용하는 박스(BX)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제함기(SK)로 제조된다. 제함기(SK)는, 빈 박스의 바닥에 완충재(BU)를 깔고, 하나의 박스(BX)에 복수의 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용할 수 있도록, 칸막이판(PR)을 박스(BX)에 끼워넣는다. 환언하면, 제함기(SK)는, 박스(BX)에 칸막이판(PR)을 끼워넣음으로써, 박스(BX)에 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용하는 수용 공간(20)을 형성한다. 수용 공간(20)이 형성된 박스(BX)는, 컨베이어(C3)에 의해서 지점(A4)으로 반송된다.
또한, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용하기 위해서 충분한 수용 공간(20)을 확보하기 위해서, 지점(A4)으로 반송된 박스(BX)에 대해서, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용하기 전에, 칸막이 위치 조정 조작을 실시해도 된다. 칸막이 위치 조정 조작은, 예를 들면, 하기와 같은 확장 지그에 의해서 행해진다.
확장 지그는, 전방 지지부와 후방 지지부를 갖고, 전방 지지부와 후방 지지부의 사이의 거리를 변경 가능한 것이다. 확장 지그는, 수용 공간(20)에 삽입되고, 전방 지지부와 후방 지지부가 서로 떨어지도록 가동한다. 이것에 의해서, 전방 지지부가, 수용 공간(20)에 대해서 컨베이어(C1)의 진행 방향 전방에 있는 칸막이판(PR)에 접촉하고, 후방 지지부가, 수용 공간(20)에 대해서 당해 진행 방향 후방에 있는 칸막이판(PR)에 접촉한다.
또한, 전방 지지부와 후방 지지부가 추가로 서로 떨어지도록 확장 지그가 가동함으로써, 수용 공간(20)에 있어서의 상기 진행 방향에 따른 폭을 확장시킨다. 이것에 의해서, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용하기 위해서 충분한 수용 공간(20)을 확보할 수 있다.
수용 공간(20)에는, 확장 지그가 상방으로부터 삽입된다. 또한, 하나의 수용 공간(20)에 대해서, 진행 방향을 향해서 좌우양측에 확장 지그가 배치되어서 가동하고, 수용 공간(20)에 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용하기 위해서 충분한 수용 공간(20)을 확보한다. 확장 지그에 의해서 충분한 수용 공간(20)이 확보되면, 필요에 따라서 수용 공간(20)에서 확장 지그를 뽑아낸다. 또한, 수용 공간(20)이 복수 있는 경우는, 각 수용 공간(20)에 대해서 동시에 확장 지그를 삽입해서, 각 수용 공간(20)의 폭을 필요한 크기까지 확장시킨다.
컨베이어(C1)로 반송되어 온 다결정 실리콘 충전물(FI)을 내삽해 있는 수용 케이스(10)는 지점(A2)으로 반송된다.
상자포장 장치(1)에서는, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 내삽해 있는 수용 케이스(10)가 지점(A2)으로 반송되면, 도 7의 공정(3001)에 나타내는 바와 같이, 수용 케이스(10)에 내삽되어 있는 다결정 실리콘 충전물(FI)이, 측면체(11)와 함께 리프팅된다(리프팅 공정). 리프팅 공정에 있어서, 수용 케이스(10)의 측면체(11)로부터 트레이(15)가 벗어나고, 측면체(11)의 저부(11a)에 개구부(OP)가 형성된다. 즉, 리프팅 공정에 있어서, 리프팅되는 것은, 측면체(11)만이 된다.
다결정 실리콘 충전물(FI)을 내삽한 채로, 리프팅된 측면체(11)와 다결정 실리콘 충전물(FI)이, 소정의 수용 공간(20)의 상방으로 이동한다. 측면체(11)가 소정의 수용 공간(20)의 상방으로 이동됨으로써, 공정(3002)에 나타내는 바와 같이, 내삽 공간(12)에서 수용 공간(20)으로의 다결정 실리콘 충전물(FI)의 투입 경로(30)가 개구부(OP)에 의해서 형성된다. 그리고, 공정(3003)에 나타내는 바와 같이, 수용 공간(20)의 상방으로부터 수용 공간(20)으로, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 투입된다(투입 공정).
다결정 실리콘 충전물(FI)을 투입한 후의 측면체(11)는, 공정(3004)에 나타내는 바와 같이, 다시 트레이(15)에 끼워넣어진다.
도 1 및 도 7~도 8에 기해서, 공정(3001)~공정(3004)에 있어서의 상자포장 장치(1)의 동작을 설명한다. 도 8은, 상기 제조 방법에 있어서의 공정(3001)~공정(3004)에서의 상자포장 장치(1)의 동작을 나타낸 도면이다. 도 8에 있어서, 화살표(Y1)와, 화살표(Y4)는 측면체(11)의 연직 방향의 이동을 나타낸다. 화살표(Y2)와, 화살표(Y3)와, 화살표(Y6-1)와, 화살표(Y6-2)와, 화살표(Y7)는, 수용 케이스(10), 측면체(11) 또는 트레이(15)의 수평 방향의 이동을 나타낸다. 화살표(Y5)는, 측면체(11)의 연직 방향 또한, 수평 방향의 이동을 나타낸다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 지점(A2)으로 반송되어 온 수용 케이스(10)는, 공정(3001)에 있어서, 상자포장 장치(1)의 스토퍼(40)로 볼록부(16)가 고정된다. 그리고, 상자포장 장치(1)에 의해서, 수용 케이스(10)에 내삽되어 있는 다결정 실리콘 충전물(FI)과, 측면체(11)의 리프팅부(13)가 리프팅된다. 이것에 의해서, 트레이(15)가 측면체(11)에서 벗어나고, 화살표(Y1)에 나타내는 바와 같이, 다결정 실리콘 충전물(FI)과, 측면체(11)가 리프팅된다(리프팅 공정). 컨베이어(C1)에 남겨진 트레이(15)는, 화살표(Y2)에 나타내는 바와 같이, 지점(A3)으로 컨베이어(C1)에 의해서 반송된다.
공정(3001)에서 리프팅된 다결정 실리콘 충전물(FI)과 측면체(11)는, 화살표(Y3)에 나타내는 바와 같이, 지점(A4)에 있어서의 박스(BX)의 수용 공간(20)의 상방으로, 상자포장 장치(1)에 의해서 이동된다. 그리고, 공정(3002) 및 공정(3003)에 있어서, 화살표(Y4)에 나타내는 바와 같이, 수용 공간(20)의 상방으로부터 수용 공간(20)으로, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 투입된다(투입 공정).
투입 공정에 있어서, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 투입되기 전에, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 칸막이판(PR)에 닿지 않도록, 칸막이판(PR)의 상부폭이 가변인 구성을 추가해도 된다. 칸막이판(PR)의 상부폭을 가변으로 하는 구성은, 예를 들면, 수용 공간(20)의 상방으로부터 수용 공간(20)에 삽입되고, 서로 수평 방향으로 멀어지도록 가동하는 1쌍의 조부(爪部)를 마련함으로써 실현된다. 즉, 이와 같은 1쌍의 조부를 칸막이판(PR)의 상부에 접촉시키면, 칸막이판(PR)의 상부폭을 넓힐 수 있다.
칸막이판(PR)의 상부폭을 상술한 바와 같이 변경함으로써, 투입 공정에 있어서, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용하기 위해서 측면체(11)를 칸막이판(PR)에 접근시켜도, 측면체(11)의 저부(11a)(도 9 참조)가 칸막이판(PR)에 닿는 것을 막을 수 있다. 그 결과, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 수용 공간(20)에 투입할 때의, 다결정 실리콘 충전물(FI)이 칸막이판(PR)에 닿는 것에 기인하는 수용대(B1)의 찢어짐을 막을 수 있다. 또, 다결정 실리콘 충전물(FI)의 수용 공간(20)에의 투입이 종료한 후, 필요에 따라서, 수용 공간(20)에서 상기의 1쌍의 조부는 뽑혀진다.
다결정 실리콘 충전물(FI)이 투입되어서 내삽 공간(12)이 비워진 측면체(11)는, 공정(3004)에 있어서, 화살표(Y5)에 나타내는 바와 같이, 컨베이어(C1)에 의해서 지점(A3)으로 반송되어 오는 트레이(15)에 상자포장 장치(1)에 의해서 되끼워진다.
그 후, 지점(A3)에 있어서, 화살표(Y6-1)에 나타내는 바와 같이, 상자포장 장치(1)의 푸시아웃(push-out) 기구(41)가 트레이(15)의 볼록부(16)를 누름으로써, 화살표(Y6-2)에 나타내는 바와 같이, 수용 케이스(10)를 컨베이어(C1)에서 컨베이어(C2)로 이동시킨다. 컨베이어(C2)로 이동된 수용 케이스(10)는, 컨베이어(C2)에 의해서, 화살표(Y7)가 나타내는 바와 같이, 다결정 실리콘 상자포장체(G1)의 제조 장치(100)의 개시 지점 부근으로 반송된다.
또, 컨베이어에 의해서 반송되는 수용 케이스(10)의 방향은 특히 한정되지 않고, 수용 케이스(10)의 장변이 컨베이어의 진행 방향과 대략 평행이어도 된다. 그 경우, 볼록부(16)는, 트레이(15)의 장변의 양단에 따라서 배치되어서, 상자포장 장치(1)의 푸시아웃 기구(41)에 의해서 트레이(15)의 장변에 배치된 볼록부(16)가 눌러짐으로써, 수용 케이스(10)가 컨베이어(C1)에서 컨베이어(C2)로 이동되어도 된다.
투입 공정은, 박스(BX)에 형성되어 있는 수용 공간(20)이, 다결정 실리콘 충전물(FI)로 메우기까지 반복된다. 박스(BX)에 형성되어 있는 수용 공간(20)이 모두 다결정 실리콘 충전물(FI)로 메워지면, 박스(BX)는 컨베이어(C4)에 의해서 지점(A1)으로 반송되고, 자동 혹은, 수작업에 의해서 밀폐된다. 이와 같이, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 박스(BX)에 채워서 다결정 실리콘 상자포장체(G1)를 얻는다.
〔실시형태 2〕
본 발명의 다른 실시형태에 대해서, 도 9에 기해서 이하에 설명한다. 도 9는, 본 발명의 실시형태 2에 따른 다결정 실리콘 상자포장체(G1)의 제조 방법을 나타내는 모식도이다. 또, 설명의 편의상, 상기 실시형태에서 설명한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부기하고, 그 설명을 반복하지 않는다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태 2에 따른 다결정 실리콘 상자포장체(G1)의 제조 방법은, 실시형태 1에 따른 다결정 실리콘 상자포장체(G1)의 제조 방법과 비교해서, 투입 공정에 있어서, 보조 부재(50)를 사용하는 것이 상이하고, 기타 공정은 동일하다.
수용 케이스(10)는 보조 부재(50)를 구비한다. 보조 부재(50)는, 측면체(11)에서 수용 공간(20)까지, 다결정 실리콘 충전물(FI)을 유도한다. 보조 부재(50)는, 제1 개구부(52)와, 제1 개구부(52)에 대향하는 위치에 있고, 개구 면적이 제1 개구부(52)의 개구 면적보다도 작은 제2 개구부(53)와, 가 형성되어 있는 유도 측면체(51)를 갖고 있다. 제1 개구부(52) 및 제2 개구부(53)의 형상은 특히 한정되지 않고, 원형으로 형성되어 있어도 되고, 사각형으로 형성되어 있어도 된다.
투입 공정에 있어서, 측면체(11)가 리프팅되고, 수용 공간(20)에 상방으로부터 다결정 실리콘 충전물(FI)이 투입될 때에, 제1 개구부(52)에는, 측면체(11)의 저부(11a)가 수용되고, 제2 개구부(53)는, 수용 공간(20)의 상부에 수용된다.
유도 측면체(51)의 소재는, 수용 케이스(10)의 재질과 동일한 재질인 것이 바람직하다. 유도 측면체(51)의 높이(M1)는, 예를 들면, 60mm~200mm로 하는 것이 바람직하다. 또한, 투입 공정에 있어서, 측면체(11)가 리프팅되고, 수용 공간(20)에 상방으로부터 다결정 실리콘 충전물(FI)이 투입될 때에, 제1 개구부(52)에 들어가는, 측면체(11)의 저부(11a)의 높이(M2)는, 예를 들면, 10mm~30mm로 하는 것이 바람직하다. 또한, 수용 공간(20)의 상부에 들어가는 제2 개구부(53)의 높이(M3)는, 10mm~30mm로 하는 것이 바람직하다.
〔정리〕
본 발명의 일 태양에 따른 지그는, 다결정 실리콘이 수용된 수용대를 내삽하기 위한 내삽 공간을 형성하는 측면체와, 상기 측면체에 배치되어서, 상기 측면체를 리프팅하기 위한 리프팅부와, 상기 측면체의 저부에 착탈 가능하게 배치되어서, 상기 수용대를 지지하는 트레이를 구비하고, 상기 측면체가 리프팅되어서, 상기 트레이가 상기 측면체의 저부로부터 벗어남으로써 상기 측면체의 상기 저부에 개구부가 형성되어서, 상기 수용대를 수용하는 수용 공간에 상방으로부터 상기 수용대가 투입될 때에, 상기 개구부가 상기 내삽 공간으로부터 상기 수용 공간으로의 상기 수용대의 투입 경로를 형성한다.
상기 구성에 의하면, 다결정 실리콘이 수용된 수용대를, 지그의 측면체에 의해서 형성된 내삽 공간에 내삽할 수 있다. 또한, 측면체에는 측면체를 리프팅하기 위한 리프팅부가 배치되어 있다. 이것에 의해서, 수용대를 지그의 내삽 공간에 내삽한 채로 수용대와 측면체를 함께 리프팅할 수 있다. 그 때문에, 수용대를 리프팅했을 때에 다결정 실리콘이 수용대 내에서 하물 형태 붕괴하는 것을 측면체가 막고, 리프팅하기 전의 상태에서 수용대가 부분적으로 넓어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 측면체의 저부에 배치되어 있는 트레이에 의해서, 수용대를 지지할 수 있기 때문에, 예를 들면, 수용대를 내삽한 채로 지그를 이동해도, 수용대의 저부를 보호할 수 있다. 또한, 트레이는 측면체의 저부에 착탈 가능하게 배치되어 있고, 트레이가 저부로부터 벗어남으로써 측면체의 저부에 개구부가 형성된다. 그 때문에, 측면체에 내삽된 채로, 수용대를 리프팅해서 수용 공간의 상방으로 이동시키고, 수용 공간에 상방으로부터 수용대를 투입할 때에, 개구부에 의해서 내삽 공간으로부터 수용 공간으로의 수용대의 투입 경로가 형성된다. 이것에 의해서, 측면체를 안내 슈트(chute)로서 이용해서, 수용 공간의 상방으로부터 수용 공간에 수용대를 투입할 수 있다.
또한, 봉지팩킹된 다결정 실리콘을 리프팅해서 소정의 수용 공간에 투입하기까지의 사이, 수용대가 부분적으로 넓어지는 것을, 측면체에 의해서 억제할 수 있으므로, 당해 지그에 의해서 수용 공간에 적확하게 수용대를 투입할 수 있다.
또한, 지그의 크기와 수용 공간의 크기를 조정함으로써, 수용대를 수용 공간에 투입할 때, 칸막이판 등에 수용대가 닿는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 수용 공간이 형성된 박스에 수용대를 채울 때, 수용대가 찢어지는 것을 회피할 수 있다.
상기 개구부는, 상기 수용 공간을 수평면에 대략 평행한 면에서 절단한 단면에 수용되어 있어도 된다.
상기 구성에 의하면, 개구부가, 수용 공간을 수평면에 대략 평행한 면에서 절단한 단면에 수용되기 때문에, 수용 공간에 수용대를 투입할 때에, 수용대가 칸막이판 등에 닿지 않는다. 그 때문에, 예를 들면, 수용 공간이 형성된 박스에 수용대를 채울 때, 수용대가 찢어지는 것을 회피할 수 있다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 태양에 따른 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법은, 상기 지그를 사용해서, 상기 수용대를 상기 수용 공간이 형성된 박스에 채워서 다결정 실리콘 상자포장체를 얻는 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법으로서, 상기 지그에 내삽되어 있는 상기 수용대를, 상기 지그와 함께 리프팅하는 리프팅 공정과, 리프팅된 상기 지그와 상기 수용대를, 소정의 상기 수용 공간의 상방으로 이동시키고, 상기 수용 공간의 상방으로부터 상기 수용 공간으로, 상기 수용대를 투입하는 투입 공정을 포함한다.
상기 구성에 의하면, 리프팅 공정에 있어서, 지그에 내삽되어 있는 다결정 실리콘이 수용된 수용대와 지그를 동시에 리프팅한다. 그 때문에, 수용대를 리프팅해도, 다결정 실리콘이 수용대 내에서 하물 형태 붕괴하는 것을 지그가 막을 수 있으므로, 리프팅하기 전의 상태에서 수용대가 부분적으로 넓어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 투입 공정에 있어서, 수용대는 소정의 수용 공간의 상방으로 이동해서, 수용 공간에 투입되기까지 지그에 내삽된 채로 된다. 그 결과, 수용 공간에 투입되기까지, 수용대가 부분적으로 넓어지는 것을 방지할 수 있고, 수용 공간에 적확하게 수용대를 투입할 수 있다. 또한, 지그의 크기와 수용 공간의 크기를 조정함으로써, 수용대가 수용 공간의 칸막이판에 닿는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 수용 공간이 형성된 박스에 수용대를 채울 때, 수용대가 찢어지는 것을 회피할 수 있다.
본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 각종 변경이 가능하고, 상이한 실시형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적의 조합시켜서 얻어지는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1: 상자포장 장치
10: 수용 케이스(지그)
11: 측면체
11a: 저부
11b: 하단
11c: 상단
12: 내삽 공간
13: 리프팅부
15: 트레이
16: 볼록부
17: 측벽
20: 수용 공간
30: 투입 경로
50: 보조 부재
51: 유도 측면체
52: 제1 개구부
53: 제2 개구부
100: 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 장치
B1: 수용대
G1: 다결정 실리콘 상자포장체
OP: 개구부
S1: 다결정 실리콘

Claims (3)

  1. 다결정 실리콘이 수용된 수용대(收容袋)를 내삽하기 위한 내삽 공간을 형성하는 측면체와,
    상기 측면체에 배치되어서, 상기 측면체를 리프팅하기 위한 리프팅부와,
    상기 측면체의 저부(底部)에 착탈 가능하게 배치되어서, 상기 수용대를 지지하는 트레이를 구비하고,
    상기 측면체가 리프팅되어서, 상기 트레이가 상기 측면체의 저부로부터 벗어남으로써 상기 측면체의 상기 저부에 개구부가 형성되어서, 상기 수용대를 수용하는 수용 공간에 상방으로부터 상기 수용대가 투입될 때에, 상기 개구부가 상기 내삽 공간으로부터 상기 수용 공간으로의 상기 수용대의 투입 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는,
    상기 수용 공간을 수평면에 대략 평행한 면에서 절단한 단면에 들어가는 것을 특징으로 하는 지그.
  3. 제1항에 기재된 지그를 사용해서, 상기 수용대를 상기 수용 공간이 형성된 박스에 채워서 다결정 실리콘 상자포장체를 얻는 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법으로서,
    상기 지그에 내삽되어 있는 상기 수용대를, 상기 지그와 함께 리프팅하는 리프팅 공정과,
    리프팅된 상기 지그와 상기 수용대를, 소정의 상기 수용 공간의 상방으로 이동시키고, 상기 수용 공간의 상방으로부터 상기 수용 공간으로, 상기 수용대를 투입하는 투입 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 상자포장체의 제조 방법.
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