多晶硅破碎装置的制作方法

1.本实用新型涉及硅芯拉制领域，尤其涉及多晶硅破碎装置。


背景技术：

2.多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料，多晶硅纯度越高，电子性能越好，相应光电转换率提高。
3.目前多晶硅主流技术为西门子法，多晶硅沉积在高纯硅芯上，单晶炉拉制单晶时需要多次添加小块料，由于硅棒硬度高，小块料破碎方式都为机械破碎，此方式损耗大；人工破碎小块料消耗人员较多，人员成本高。
4.因此，针对上述问题，提供多晶硅破碎装置，是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多晶硅破碎装置。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.本实用新型的第一方面，提供多晶硅破碎装置，包括环形旋转加热腔体、纯水槽和破碎装置，所述纯水槽设置于环形旋转加热腔体的出口处，所述破碎装置设置于纯水槽一旁；
8.所述环形旋转加热腔体的外环腔内和/或内环腔内装有加热装置，所述环形旋转加热腔体内设置有放置待破碎硅棒的旋转衬板；所述纯水槽处设置有用于将旋转衬板上的硅棒转移至纯水槽、并将纯水槽内的硅棒转移至破碎装置内的转移装置；
9.所述加热装置由环形旋转加热腔体的入口至出口分为第一加热装置和第二加热装置，所述第一加热装置为低温微波加热装置，所述第二加热装置为高温电阻丝加热装置。
10.进一步地，所述破碎装置和纯水槽之间还设置有喷吹平台和喷吹装置，所述纯水槽处设置有用于将旋转衬板上的硅棒转移至纯水槽、将纯水槽内的硅棒转移至喷吹平台、将喷吹平台的硅棒转移至破碎装置内的转移装置。
11.进一步地，所述旋转衬板为碳化钨材质的旋转衬板。
12.进一步地，所述旋转衬板为外部包裹高纯硅或单晶硅板材质的旋转衬板。
13.进一步地，所述第一加热装置将待破碎硅棒由25度加热至350度，所述第二加热装置将待破碎硅棒由350度加热至850度。
14.进一步地，所述第一加热装置对待破碎硅棒的加热时间为2
‑
3分钟，所述第二加热装置对待破碎硅棒的加热时间为15
‑
20分钟。
15.进一步地，所述高温电阻丝外包裹有石英保护管。
16.进一步地，所述转移装置为机械手。
17.进一步地，所述环形旋转加热腔体为高纯石英加热腔体。
18.进一步地，所述破碎装置为人工破碎装置或机械破碎装置。
19.本实用新型的有益效果是：
20.(1)在本实用新型的一示例性实施例中，采用本装置的破碎流程沿环形旋转加热腔体步进推进，逐步达到加热的目的；同时，利用环形设计的炉腔，厂房里所占面积较少投资低，利于设备的维护和检查。最后的得到的待破碎硅棒轻微敲击就能破碎成小块料，破碎时的产生的硅粉及碎渣极少。
21.(2)在本实用新型的又一示例性实施例中，在破碎装置和纯水槽之间还设置有喷吹装置，利用喷吹转置将硅棒水分完全挥发后再进行破碎，提高破碎质量，无需后续处理。
22.(3)在本实用新型的又一示例性实施例中，采用多种方式使得硅棒4在加热过程中不受外界污染，包括：旋转衬板为碳化钨材质的旋转衬板，旋转衬板为外部包裹高纯硅或单晶硅板材质的旋转衬板，环形旋转加热腔体采用高纯石英防护，高温电阻丝外包裹有石英保护管。
23.(4)在本实用新型的又一示例性实施例中，第一加热装置将待破碎硅棒由25度加热至350度，所述第二加热装置将待破碎硅棒由350度加热至850度，第一加热装置对待破碎硅棒的加热时间为2
‑
3分钟，所述第二加热装置对待破碎硅棒4的加热时间为15
‑
20分钟；整个加热过程仅需要20分钟左右，采用该种方式可以降低节约加热时间，提高效率，提高产量。
附图说明
24.图1为本实用新型一示例性实施例中公开的多晶硅破碎装置结构示意图；
25.图中，1
‑
环形旋转加热腔体，101
‑
出口，1011
‑
出口挡板，102
‑
外环腔，103
‑
加热装置，1031
‑
第一加热装置，1032
‑
第二加热装置，104
‑
旋转衬板，105
‑
入口，1051
‑
入口挡板，106
‑
进料机构，2
‑
纯水槽，3
‑
破碎装置，4
‑
硅棒。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，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。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间
未构成冲突就可以相互结合。
30.参见图1，图1示出了本实用新型的一示例性实施例提供的多晶硅破碎装置，包括环形旋转加热腔体1、纯水槽2和破碎装置3，所述纯水槽2设置于环形旋转加热腔体1的出口101处，所述破碎装置3设置于纯水槽2一旁；
31.所述环形旋转加热腔体1的外环腔102内和/或内环腔内装有加热装置103，所述环形旋转加热腔体1内设置有放置待破碎硅棒4的旋转衬板104；所述纯水槽2处设置有用于将旋转衬板上104的硅棒4转移至纯水槽2、并将纯水槽2内的硅棒4转移至破碎装置3内的转移装置(图中未示出)；
32.所述加热装置103由环形旋转加热腔体1的入口105至出口101分为第一加热装置1031和第二加热装置1032，所述第一加热装置1031为低温微波加热装置，所述第二加热装置1032为高温电阻丝加热装置。
33.具体地，在该示例性实施例中，在破碎前先将预破碎的多晶硅敲击成一定长度的尺寸形成待破碎硅棒4，之后将敲击后的硅棒4从环形旋转加热腔体1的入口105放置于旋转衬板104上(在其中一优选示例性实施例中，硅棒4首先在环形旋转加热腔体1的进料机构106上再进入环形旋转加热腔体1，进料机构106具体为放置硅棒4的浅槽体，该进料机构106为无污染耐高温材料)，硅棒4依次进入环形旋转加热腔体1中进行升温加热；其中，所述环形旋转加热腔体1的外环腔102内和/或内环腔内装有加热装置103(图1中的示例性实施例为在环形旋转加热腔体1的外环腔102内装有加热装置103)。
34.加热装置103由环形旋转加热腔体1的入口105至出口101分为第一加热装置1031和第二加热装置1032，所述第一加热装置1031为低温微波加热装置，所述第二加热装置1032为高温电阻丝加热装置。也就是说，硅棒4先经过第一加热装置1031的低温预加热后，通过旋转衬板104的旋转将硅棒4运输至第二加热装置1032进行高温加热。整个流程沿环形旋转加热腔体1步进推进，逐步达到加热的目的。同时，利用环形设计的炉腔，厂房里所占面积较少投资低，利于设备的维护和检查。
35.当硅棒4温度达到设定温度时，转移装置(图中未示出)将硅棒4从环形旋转加热腔体1的出口101取出后放置到纯水槽2中进行水爆处理，硅棒4在纯水中停留一段时间表面温度达到一定温度时，转移装置将硅棒4取出后进入破碎装置3进行破碎，轻微敲击就能破碎成小块料，破碎时的产生的硅粉及碎渣极少。
36.其中，在加热的过程中，环形旋转加热腔体1的出口101的出口挡板1011和环形旋转加热腔体1的入口105的入口挡板1051均关闭。另外，对于设置于外环腔102的情况，第一加热装置1031和第二加热装置1032之间还可以设置一观察窗1033。
37.更优地，在一示例性实施例中，所述破碎装置3和纯水槽2之间还设置有喷吹平台和喷吹装置(图中未示出)，所述纯水槽2处设置有用于将旋转衬板104上的硅棒4转移至纯水槽2、将纯水槽2内的硅棒4转移至喷吹平台、将喷吹平台的硅棒4转移至破碎装置3内的转移装置。
38.具体地，在该示例性实施例中，当硅棒4在纯水槽2的纯水中停留一段时间表面温度达到一定温度时，转移装置将硅棒4取出并放置到喷吹平台上利用余热挥发残余水分，再通过喷吹装置产生的高纯压缩空气进行喷吹，在硅棒4水分挥发后通过转移装置转移至破碎装置。
39.更优地，在一示例性实施例中，所述旋转衬板104为碳化钨材质的旋转衬板104。更优地，在又一示例性实施例中，所述旋转衬板104为外部包裹高纯硅或单晶硅板材质的旋转衬板104。采用该种方式，使得硅棒4在加热过程中不受外界污染。
40.同时，在又一示例性实施例中，环形旋转加热腔体1采用高纯石英防护，以及另一示例性实施例中所述高温电阻丝外包裹有石英保护管，也可以进一步使硅棒4在加热过程中不受外界污染。
41.更优地，在一示例性实施例中，所述第一加热装置1031将待破碎硅棒4由25度加热至350度，所述第二加热装置1032将待破碎硅棒4由350度加热至850度。基于上述示例性实施例，所述第一加热装置1031对待破碎硅棒4的加热时间为2
‑
3分钟，所述第二加热装置1032对待破碎硅棒4的加热时间为15
‑
20分钟。
42.也就是说，在该示例性实施例中，整个加热过程仅需要20分钟左右，采用该种方式可以降低节约加热时间，提高效率，提高产量。
43.更优地，在一示例性实施例中，所述转移装置为机械手。
44.其中，对于机械手的控制方式、以及前述包括加热装置103、旋转衬板104、出口挡板1011、入口挡板1015的控制方式，均属于现有技术，在此不进行赘述。
45.更优地，在一示例性实施例中，所述破碎装置3为人工破碎装置或机械破碎装置。其中，人工破碎装置为采用工具锤进行敲击，而机械破碎装置为具有一定容积的机械破碎。
46.此装置破碎硅棒4的效率高、破碎产生的硅粉、碎屑等特别少，降低了多晶硅在破碎过程中的损耗；同时破碎过程中对器具聚氨酯等材质无剐蹭、无掉渣现象，提升了产品品质。
47.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。