CN101746761B - 一种硅芯熔接方法 - Google Patents

Abstract

一种硅芯熔接方法；涉及一种硅芯熔接方法，所述熔接方法包含如下步骤：修整熔接面、硅芯放置、硅芯炉、高频感应加热线圈的开启、热熔、保持、降温、然后将熔接并形成一体的硅芯进行在利用或备用；本发明所述的硅芯熔接方法通过将直径、成分基本相同的硅芯进行熔接，实现了废物利用并节省了部分击碎、区熔、拉制硅芯的成本；本发明同样适用于多晶硅的生产，将硅芯在800度进行软化使所述硅芯具有延展性，然后通过本发明所述熔接方法使硅芯达到所需长度和形状，并由一根硅芯形成无缝回路。

Description

一种硅芯熔接方法

【技术领域】

本发明涉及一种硅芯熔接方法，尤其是涉及一种对硅芯高频感应加热熔接方法。

【背景技术】

目前，已知在西门子法生产多晶硅的过程中普遍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。

所以有必要研发一种无缝硅芯所形成的闭合回路。

现有的硅芯在使用后很多由于达不到所需长度，必须进行击碎、区熔、拉制成硅芯方可在次利用；已知由于硅芯在达到1410度左右为融化温度，而硅芯在800度便具有延展性或软化的特性，在现有技术的基础上如何利用上述特性成为硅芯的后续利用或技术延伸的研发方向，而对于达不到所需长度的硅芯经过熔接便可做到，经过技术检索尚未发现相关报道。

【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熔接方法，本发明所述的硅芯熔接方法通过将直径、成分基本相同的硅芯进行熔接，实现了废物利用并节省了部分击碎、区熔、拉制硅芯的成本；本发明同样适用于多晶硅的生产，将硅芯在800度进行软化使所述硅芯具有延展性，然后通过本发明所述熔接方法使硅芯达到所需长度和形状，并由一根硅芯形成无缝回路。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种硅芯熔接方法；包含如下步骤：

1)、修整熔接面

将熔接硅芯的对接面修整为平面或略带凸起的面待用；

2)、硅芯放置

将焊接硅芯的对接面分别放置在硅芯炉内高频感应加热线圈的中部热熔口上、下方；

3)、硅芯炉、高频感应加热线圈的开启

在硅芯炉工作环境下，将高频感应加热线圈接入高压电流的同时冷却水管路接入水源；

4)、热熔

先将下部或上部硅芯送至高频感应加热线圈的中部热熔口下部或上部，然后缓缓***高频感应加热线圈的中部热熔口，但不得与高频感应加热线圈接触，再将另一对应的硅芯缓缓***高频感应加热线圈的中部热熔口；两硅芯相互之间留有间隙，硅芯在高频感应加热线圈中部热熔口形成的熔区部位温度升高直至达到熔融状态，然后通过控制硅芯的上向下、下向上运动实现对两根硅芯的熔接；

5)、保持

上述步骤继续通过控制高频感应加热线圈，使硅芯在熔区进行区熔，两根硅芯由熔接点完全熔接并形成一体；

6)、降温

上述步骤后继续通过控制高频感应加热线圈降低电流，并逐步将温度降低直至达到常温状态，然后由高频感应加热线圈的中部热熔口中抽取熔接后的硅芯；

7)、将熔接并形成一体的硅芯进行再利用或备用。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明所述的硅芯熔接方法，将达不到所需足够长度的硅芯进行熔接，并使所述硅芯成为一根整体；克服了在硅芯制备过程中，由于设备或人为原因造成拉制出的硅芯长度达不到还原炉使用要求的硅芯得到利用，因而节约了加工中的能耗，并且熔接后的硅芯，能够能满足还原炉的使用要求，将会大大的减少浪费现象的发生。

【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是利用本发明获取的无缝硅芯回路结构示意图。

图4是本发明的热熔设备及方式示意图。

图5是图4的B向示图。

在图中：1、接头；2、横硅芯；3、竖硅芯；4、“V”形口；5、圆弧硅芯；6、熔接点；7、高频感应加热线圈；8、冷却水管路。

【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3～5所述的硅芯熔接方法；包含如下步骤：

1)、修整熔接面

将熔接硅芯的对接面修整为平面或略带凸起的面待用；

2)、硅芯放置

将焊接硅芯的对接面分别放置在硅芯炉内高频感应加热线圈7的中部热熔口上、下方；

3)、硅芯炉、高频感应加热线圈的开启

在硅芯炉工作环境下，将高频感应加热线圈7接入高压电流的同时冷却水管路8接入水源；

4)、热熔

先将下部或上部硅芯送至高频感应加热线圈7的中部热熔口下部或上部，然后缓缓***高频感应加热线圈3的中部热熔口，但不得与高频感应加热线圈7接触，再将另一对应的硅芯缓缓***高频感应加热线圈7的中部热熔口；两硅芯相互之间留有间隙，硅芯在高频感应加热线圈7中部热熔口形成的熔区部位温度升高直至达到熔融状态，然后通过控制硅芯的上向下、下向上运动实现对两根硅芯的熔接；

5)、保持

上述步骤继续通过控制高频感应加热线圈7，使硅芯在熔区进行区熔，两根硅芯由熔接点6完全熔接并形成一体；

6)、降温

上述步骤后继续通过控制高频感应加热线圈7降低电流，并逐步将温度降低直至达到常温状态，然后由高频感应加热线圈7的中部热熔口中抽取熔接后的硅芯；

7)、将熔接并形成一体的硅芯进行再利用或备用。

本发明所述的硅芯熔接方法，尤其是可以利用在背景技术中硅芯搭接替换，将硅芯经过800度后具有延展性或软化硅芯制成圆弧硅芯5形状，替代所述搭接，达到一根无缝硅芯所形成的闭合回路；本发明也可成为达不到长度的硅芯熔接。

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 (1)

1.一种硅芯熔接方法；其特征是：所述熔接方法包含如下步骤：

1)、修整熔接面

将熔接硅芯的对接面修整为平面或略带凸起的面待用；

2)、硅芯放置

将焊接硅芯的对接面分别放置在硅芯炉内高频感应加热线圈(7)的中部热熔口上、下方；

3)、硅芯炉、高频感应加热线圈的开启

在硅芯炉工作环境下，将高频感应加热线圈(7)接入高压电流的同时冷却水管路(8)接入水源；

4)、热熔

先将下部或上部硅芯送至高频感应加热线圈(7)的中部热熔口下部或上部，然后缓缓***高频感应加热线圈(7)的中部热熔口，但不得与高频感应加热线圈(7)接触，再将另一对应的硅芯缓缓***高频感应加热线圈(7)的中部热熔口；两硅芯相互之间留有间隙，硅芯在高频感应加热线圈(7)中部热熔口形成的熔区部位温度升高直至达到熔融状态，然后通过控制硅芯的上向下、下向上运动实现对两根硅芯的熔接；

5)、保持

上述步骤继续通过控制高频感应加热线圈(7)，使硅芯在熔区进行区熔，两根硅芯由熔接点(6)完全熔接并形成一体；

6)、降温

上述步骤后继续通过控制高频感应加热线圈(7)降低电流，并逐步将温度降低直至达到常温状态，然后由高频感应加热线圈(7)的中部热熔口中抽取熔接后的硅芯；

7)、将熔接并形成一体的硅芯进行再利用或备用。

Images