KR101511696B1 - Manufacturing apparatus of silicon ingot with additional feeding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도가니에 공급된 실리콘이 용융된 후, 도가니에 추가로 실리콘을 공급할 수 있도록 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having an additional supply apparatus, and more particularly, to a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus comprising a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having an additional supply apparatus, And an ingot manufacturing apparatus.
태양광 발전 시설을 많이 보급하기 위해서는 고효율의 실리콘 소재와 태양전지를 생산하기 위한 재조 단가의 하락이 절대적이다. 원재료인 폴리실리콘의 가격은 하락하였으나, 웨이퍼 단계에서는 반응기, 가스 설비 등 장치에 기인하는 생산의 구조상 그 가격의 절감이 힘든 시점이다. 따라서 생산 원가 절감을 위해서는 잉곳 생산 단가를 낮추는 것이 무엇보다 중요하다.In order to supply more solar power generation facilities, it is absolutely necessary to reduce the cost of production to produce high-efficiency silicon materials and solar cells. Although the price of polysilicon, a raw material, has declined, it is difficult to reduce the price due to the structure of production due to devices such as reactors and gas equipment. Therefore, it is important to lower the production cost of ingots in order to reduce production costs.
잉곳은 단결정 잉곳과 다결정 잉곳이 있으며, 제조 방식에 따라 각기 다른 형태의 잉곳이 생산된다. 단결정 잉곳을 생산하기 위한 공정으로는, 초크랄스키(Czochralski)법이 널리 사용된다. 초크랄스키법은 폴리실리콘을 도가니에 넣고 고온으로 가열함으로써 완전히 실리콘을 용액 상태로 만든 다음 시드(seed) 결정을 표면에 닿게 하여 서서히 회전시키면서 끌어올림으로써 둥근 원통형 막대 모양의 결정 덩어리를 만들어 낸다. 이는 단결정 실리콘을 만드는 대표적인 방법으로 양질의 결정을 성장시키는 데 유리하고 정교한 기술로 결정 성장을 제어함으로써 흠집 없는 깨끗한 결정을 얻어낼 수 있다. 그러나 단결정 잉곳은 물성이 좋은 반면, 그 생산속도가 더디고 생산 단가가 고가이므로, 경제적 부담이 발생되는 단점이 있다.The ingot includes a monocrystalline ingot and a polycrystalline ingot, and different types of ingots are produced depending on the manufacturing method. As a process for producing a single crystal ingot, the Czochralski method is widely used. In the Czochralski method, polysilicon is placed in a crucible and heated to a high temperature to completely convert the silicon to a solution state. The seed crystals are then brought into contact with the surface of the crucible and slowly rotated to raise the round cylindrical bar-shaped crystal mass. This is a typical method for making monocrystalline silicon, and it is possible to obtain a clean crystal without scratches by controlling the crystal growth with a sophisticated technique which is advantageous for growing high quality crystals. However, monocrystalline ingots have good physical properties, but their production speed is slow and their production cost is high, resulting in an economic burden.
다결정 잉곳은 도 1에 도시된 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 통하여 제조된다. 도 1을 참조하면, 챔버(10)의 내부공간에서 히터(15a,15b,15c)를 이용해 도가니(14) 내에 공급된 폴리실리콘 등의 실리콘(S)을 가열 용융시킨 후, 실리콘 용액이 상측 방향으로 냉각 고화되도록 하여 다결정 실리콘 잉곳을 제조한다. 이러한 다결정 실리콘 잉곳은 물성은 단결정에 비해 우수하지 않지만 대량 생산이 용이하고 단결성에 비해 저렴한 비용으로 제작될 수 있는 특징이 있어 일반적으로 많이 사용되고 있다.The polycrystalline ingot is produced through the polycrystalline silicon ingot producing apparatus shown in Fig. 1, silicon (S) such as polysilicon supplied in the crucible 14 is heated and melted using the
한편, 종래 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 도가니에 공급되는 실리콘은 고체이므로, 도가니에 공급된 실리콘과 실리콘 사이에 빈 공간이 생겨, 도가니의 전체 부피만큼 실리콘을 충전할 수 없다. 따라서 실리콘이 액체로 용융되면 도가니 내부에는 상기 빈 공간 만큼의 여유 공간이 생기게 되며, 이는 잉곳의 생산성을 저하시키게 되는 문제점이 있다.
On the other hand, since the silicon supplied to the crucible of the conventional polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus is a solid, voids are formed between silicon and silicon supplied to the crucible, and silicon can not be filled up by the entire volume of the crucible. Therefore, when the silicon is melted as a liquid, there is a space in the crucible as much as the empty space, which causes a problem of deteriorating the productivity of the ingot.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 도가니에 공급된 실리콘이 용융된 후, 도가니에 추가로 실리콘을 공급할 수 있도록 하는추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공하도록 하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having an additional supply device for supplying silicon to a crucible after the silicon supplied to the crucible is melted I have to.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 공간이 형성되는 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되며 실리콘이 수용되는 도가니; 상기 챔버 내부에서 상기 도가니의 상부에 구비되는 발열부; 상기 도가니가 상기 발열부로 삽입되거나 상기 발열부에서 빠져나오도록 상기 도가니를 상하 이동시키는 이동부재; 및 상기 도가니에 실리콘을 공급하는 추가공급장치를 포함하고, 상기 추가공급장치는: 상기 챔버의 상부에 고정되는 본체; 상기 본체 내부에 구비되며 실리콘이 저장되는 저장부; 길이방향으로 길게 형성되되 그 상단부는 상기 본체의 하부에 위치되고 그 하단부는 상기 챔버의 관통부를 관통하여 상기 발열부의 상부에 위치되는 공급로드; 상기 저장부에 저장된 실리콘을 상기 공급로드로 이동시키는 운반부재; 및 상기 공급로드로 공급된 실리콘이 이동되도록 관 형상으로 형성되되, 상기 공급로드를 따라 상하 이동되어, 그 하단부가 상기 발열부의 상부에 이격되도록 위치되거나, 상기 발열부를 지나 상기 도가니의 상부에 위치되는 삽입튜브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, A crucible provided in the chamber and containing silicon; A heating unit provided on the crucible inside the chamber; A moving member for vertically moving the crucible so that the crucible is inserted into the heat generating portion or out of the heat generating portion; And an additional supply device for supplying silicon to the crucible, the additional supply device comprising: a main body fixed to an upper portion of the chamber; A storage unit provided in the main body and storing silicon; A supply rod which is elongated in the longitudinal direction and whose upper end is located at a lower portion of the main body and whose lower end passes through the penetration portion of the chamber and is located above the heating portion; A transporting member for moving the silicon stored in the storage portion to the supply rod; And a lower end portion of the upper portion of the heat generating portion is positioned to be spaced apart from the upper portion of the heat generating portion or a portion of the lower portion of the heat generating portion located above the crucible Wherein the polycrystalline silicon ingot comprises an insertion tube.
또한, 상기 저장부는 상기 본체 내부에서 상부로 이격 위치되되, 그 하부에는 배출부가 형성되고, 상기 운반부재는: 일단부는 상기 배출부의 하부에 위치되고 타단부는 상기 공급로드의 상부에 위치되는 운반관; 상기 운반관과 상기 공급로드의 상부를 연결시키는 연결부; 및 상기 운반관에 진동을 부여하는 진동부를 포함하고, 상기 배출부를 통하여 상기 저장부에서 상기 운반관으로 이동된 실리콘은 상기 진동부에 의한 상기 운반관의 떨림에 의하여 상기 연결부로 운반되는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공한다.The storage unit is spaced upward from the inside of the main body, and a discharge unit is formed at a lower portion of the storage unit. The carrying member is disposed at a lower portion of the discharge unit at one end, ; A connecting portion connecting the conveyance pipe and the upper portion of the supply rod; And a vibration part for imparting vibration to the conveyance pipe, wherein silicon moved from the storage part to the conveyance pipe through the discharge part is conveyed to the connection part by the vibration of the conveyance pipe by the vibration part A polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having an additional supply device for supplying a polycrystalline silicon ingot.
또한, 상기 챔버의 외부로 노출된 상기 공급로드를 감싸도록 형성되는 벨로우즈를 더 포함하되, 상기 벨로우즈의 내부는 진공 상태로 구성되는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공한다.The apparatus further comprises a bellows formed to surround the supply rod exposed to the outside of the chamber, wherein the inside of the bellows is in a vacuum state. The apparatus for manufacturing a polycrystalline silicon ingot according to claim 1, do.
또한, 상기 삽입튜브의 상하 이동을 가이드하는 삽입안내부를 더 포함하고, 상기 삽입안내부는: 상기 관통부의 상부로 연장 형성되는 삽입가이드부; 및 상기 삽입가이드부 내주연을 따라 가이드되면서 상하 이동되되, 그 하면은 상기 삽입튜브의 상단부와 연결되는 상하이동부를 포함하고, 상기 벨로우즈는: 상기 본체와 상기 상하이동부의 상면 사이에 위치되는 제 1 벨로우즈; 및 상기 상하이동부의 하면과 상기 챔버 사이에 위치되는 제 2 벨로우즈를 포함하고, 상기 상하이동부의 승하강에 따라, 상기 제 1 벨로우즈 또는 상기 제 2 벨로우즈가 팽창하거나 수축하는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공한다.The insertion tube may further include an insertion guide portion for guiding the up and down movement of the insertion tube, wherein the insertion guide portion includes: an insertion guide portion extending from the upper portion of the penetration portion; And a vertical moving part connected to an upper end of the insertion tube, wherein the bellows includes: a first moving part disposed between the main body and the upper surface of the upper moving part, Bellows; And a second bellows positioned between the lower surface of the upper and lower moving parts and the chamber, wherein the first bellows or the second bellows expand or contract as the upward and downward moving parts move up and down. And a polycrystalline silicon ingot.
또한, 상기 추가공급장치는 상기 저장부의 하중을 측정하는 로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공한다.Further, the additional feeding apparatus may further include a load cell for measuring a load of the storage unit.
또한, 상기 챔버 내부에 상기 발열부의 외측을 커버하도록 형성되되, 상기 삽입튜브의 하단부와 대향되는 그 상측에는 상기 삽입튜브가 삽입되도록 개방홀이 형성되는 단열부와, 상기 개방홀을 개폐하는 개폐부를 구비하는 단열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공한다.
A heat insulating portion formed to cover an outer side of the heat generating portion inside the chamber and having an opening hole for inserting the insertion tube at an upper side thereof opposite to a lower end portion of the insertion tube; The present invention also provides a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus, which further comprises a heat insulating member.
본 발명에 따른 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 이처럼 본 발명은 도가니에 공급된 실리콘이 용융되면, 추가공급장치의 저장부에 저장된 실리콘을 도가니에 추가로 장입할 수 있게 되므로, 보다 많은 양의 실리콘을 용융할 수 있어, 작업의 생산성이 향상되는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, when silicon supplied to the crucible is melted, the silicon stored in the storage portion of the additional supply device can be further charged into the crucible. A large amount of silicon can be melted and the productivity of the work can be improved.
도 1은 종래 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치의 운반부재를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치의 삽입튜브가 상하 이동되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a conventional polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus.
FIG. 2 is a view for explaining a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having an additional feeding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an additional feeding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a carrying member of the additional feeding apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a state in which the insertion tube of the additional feeding device is moved up and down according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having an additional supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having an additional feeding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 챔버(100), 도가니(200), 발열부(400), 단열부재(500), 이동부재(300) 및 추가공급장치(600)를 포함한다.2, a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having an additional supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a
챔버(100)는 그 상부에서 하부 방향으로 상부챔버(110), 메인챔버(120) 및 하부챔버(130)가 일체로 결합되어 그 내부에 공간이 구비된다.The
도가니(200)는 챔버(100) 내부에 구비되되, 후술하는 이동부재(300)에 의하여 챔버(100) 내부에서 상하 이동 가능하도록 구성된다. 이러한 도가니(200)는 석영, 흑연 등으로 구성되며, 그 내부는 비어 있고, 그 상부는 개방되어 있어, 개방된 상부를 통하여 실리콘(S1)이 수용된다. 실리콘(S1)은 태양전지의 원료가 되는 폴리실리콘 등으로 구성되고, 도가니(200) 내부에 투입된다. 한편, 상기 실리콘(S1)은 고체이므로, 도가니(200)에 공급된 서로 인접한 실리콘(S1)들 사이에는 빈 공간이 발생되는바, 도가니(200)의 전체 부피만큼 실리콘(S1)을 충전할 수 없다. 따라서 실리콘(S1)이 액체로 용융되면 도가니(200) 내부에는 상기 빈 공간 만큼의 여유 공간이 생기게 되며, 이때, 후술하는 추가공급장치(600)에서 실리콘(S2)이 도가니(200)로 투입된다. 이는 하기에서 다시 설명하기로 한다.The
발열부(400)는 챔버(100) 내부에 구비되되 챔버(100) 내부에서 그 상부로 이동된 도가니(200)를 감싸도록 도가니(200)의 상부에 위치된다. 이러한 발열부(400)는 상부로 이동된 도가니(200)의 측부와 대향 위치되는 측부발열부(410)와, 상부로 이동된 도가니(200)의 상측과 대향 위치되는 상부발열부(420)를 포함한다. 그리고 측부발열부(410)와 상부발열부(420)는 상호 이격 위치되어, 가열된 도가니(200)에서 발생되는 열기가 측부발열부(410)와 상부발열부(420)의 이격된 공간을 통하여 도가니(200)의 상부로 방출된다.The
단열부재(500)는 단열부(510)와 개폐부(520)를 포함한다. 단열부(510)는 발열부(400)의 외측을 커버하는 것으로, 발열부(400)의 열기가 외부로 방출되지 않도록 단열재질로 구성된다. 그리고 단열부(510)의 상측에는 후술하는 삽입튜브(660)가 삽입되도록 개방홀(512)이 형성된다. 개폐부(520)는 상기 개방홀(512)을 개폐하는 것으로, 모터 등에 의하여 단열부(510)의 상측을 따라 이동하면서, 개방홀(512)을 개방 또는 폐쇄시킨다.The heat insulating member (500) includes a heat insulating portion (510) and an opening / closing portion (520). The
이동부재(300)는 도가니(200)를 상하 이동시키는 것으로, 지지부(310)와, 구동부(미도시)를 포함한다. 지지부(310)는 상하 방향으로 길게 형성되어 그 일단부는 도가니(200)의 하측과 연결되고, 그 타단부는 통상적인 유입실린더, 모터 등의 상기 구동부와 연결된다. 그리고 상기 구동부의 구동에 의하여 지지부(310)가 상하 이동된다. 이러한 이동부재(300)는 발열부(400)의 하부에 위치된 도가니(200)를 상승시켜서, 도가니(200)가 발열부(400) 내부에 위치되도록 한다. 그러면 도가니(200)에 수용된 실리콘(S1)이 용융된다. 이때의 도가니(200)의 온도는 폴리실리콘의 녹는점보다 높은 온도, 예를 들면 1450℃로 구성되고, 발열부(400)의 온도는 그보다 약간 높은 1490℃로 구성될 수 있다. 그리고 도가니(200)에 수용된 실리콘(S1) 및 후술하는 실리콘(S2)이 완전히 용융된 이후, 이동부재(300)는 발열부(400)에 삽입된 도가니(200)를 천천히 하강시켜서, 실리콘 잉곳이 제조되도록 한다.The moving
추가공급장치(600)는 도가니(200)에 공급된 실리콘(S1)이 용융된 후, 도가니(200) 내부에 실리콘(S2)을 추가로 공급하는 것으로, 하기 도 3을 통하여 상세하게 설명하기로 한다.
The
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.3 is a view for explaining an additional feeding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 추가공급장치(600)는 본체(610), 저장부(620), 로드셀(630), 공급로드(650), 운반부재(640), 삽입튜브(660), 삽입안내부(670) 및 벨로우즈(680)를 포함한다3, the
본체(610)는 챔버(100)의 상부챔버(110) 상면에 고정되며, 내부에 공간이 형성된다. 이러한 본체(610)는 챔버(100)의 상부챔버(110)의 상면에 고정되는 지지부(612)에 지지되어, 챔버(100)의 상부에 견고하게 고정된다.The
저장부(620)는 본체(610) 내부에 구비되며 내부에 실리콘(S2)이 수용된다. 실리콘(S2)은 상기 실리콘(S1)과 마찬가지로 폴리실리콘 등으로 구성된다. 그리고 저장부(620)의 하부에는 배출부(622)가 형성되어, 저장부(620)에 저장된 실리콘(S2)이 배출된다.The
로드셀(630)은 저장부(620)의 하부에 구비되어, 저장부(620)의 하중을 측정하는 센서로, 저장부(620)의 하중 변화를 통하여 저장부(620)에 수용된 실리콘(S2)의 양 또는 저장부(620)에 수용된 실리콘(S2)의 배출된 양을 알 수 있다.The
공급로드(650)는 관 형상으로 길이방향으로 길게 형성되어, 그 상단부는 본체(610)의 하부에 위치되고 그 하단부는 챔버(100)의 상부챔버(110)에 형성되는 관통부(112)를 관통하여 단열부재(500)의 상부에 위치된다.The
운반부재(640)는 저장부(620)의 배출부(622)와 연결되어 저장부(620)에서 배출되는 실리콘(S2)을 공급로드(650)의 상단부로 운반시키는 것으로, 하기 도 4에서 다시 설명하기로 한다.The
삽입튜브(660)는 운반부재(640)를 통하여 상기 공급로드(650)로 공급된 실리콘(S2)이 이동되도록 관 형상으로 길게 형성되며, 상기 공급로드(650)를 따라 상하 이동되어, 그 하단부가 상기 발열부(400)의 상부에 이격되도록 위치되거나, 상기 발열부(400)를 지나 상기 도가니(200)의 상부에 위치된다. 이러한 삽입튜브(660)는 실리콘(S2)의 오염을 막기 위하여 퀄츠 재질 등으로 구성될 수 있다.The
삽입안내부(670)는 삽입튜브(660)의 상하 이동을 가이드하는 것으로, 상부챔버(110)의 관통부(112)의 상부로 연장 형성되는 삽입가이드부(672)와, 삽입가이드부(672)의 내주연을 따라 가이드되면서 상하 이동되되, 그 하면은 삽입튜브(660)의 상단부와 연결되는 상하이동부(674)를 포함한다. 상하이동부(674)는 유압, 공압 등에 의하여 상하 이동될 수도 있고, 삽입가이드부(672)의 내주연을 따라 형성된 나사산(미도시)을 타고 회전되면서 상하 이동될 수도 있다.The
벨로우즈(680)는 챔버(100)의 외부로 노출된 공급로드(650)와 삽입튜브(660)를 감싸, 공급로드(650)와 삽입튜브(660) 사이 및 삽입튜브(660)와 관통부(112) 사이가 진공 상태를 유지하도록 하기 위한 주름관으로, 수축 또는 팽창 가능하도록 형성되며, 제 1 벨로우즈(682)와 제 2 벨로우즈(684)를 포함한다. 제 1 벨로우즈(682)는 본체(610)의 하측과 상하이동부(674)의 상면 사이에 위치되어, 삽입튜브(660)의 상부에 구비된다. 제 2 벨로우즈(684)는 상하이동부(674)의 하면과 챔버(100)의 관통부(112) 사이에 위치되어, 삽입튜브(660)의 하부에 구비된다. 즉, 제 1 벨로우즈(682)와 제 2 벨로우즈(684) 사이에는 상하이동부(674)가 구비된다. 그리고 상하이동부(674)의 승하강에 따라, 제 1 벨로우즈(682) 또는 제 2 벨로우즈(684)가 팽창하거나 수축하게 된다.
The
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치의 운반부재를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.4 is a view for explaining a carrying member of the additional feeding apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 운반부재(640)는 저장부(620)에서 배출되는 실리콘(S2)을 공급로드(650)로 운반시키는 것으로, 운반관(645), 진동부(648) 및 연결부(646, 647)를 포함한다.4, the
운반관(645)은 저장부(620)의 하부에 위치되며, 운반관(645)의 일측 상단은 저장부(620)의 배출부(622)와 대향 위치되고, 운반관(645)의 타측 하단은 공급로드(650)와 대향 위치된다. 그리고 운반관(645)은 본체(610)의 저면에서 운반관(645) 방향으로 돌출되되 상호 이격되는 제 1 고정부(641)와 제 2 고정부(643)에 지지된다. 그리고 제 1, 2 고정부(641, 643)와 운반관(645) 사이에는 스프링 등의 제 1, 2 탄성부(642, 644)가 구비된다.The upper end of the
진동부(648)는 운반관(645)에 진동을 부여하는 것으로, 일반적인 바이브레이터 등으로 구성된다. 그리고 상기 진동부(648)의 진동에 의하여 제 1, 2 탄성부(642, 644)가 상하 이동되면서 운반관(645)에 진동이 전달된다. 이때, 운반관(645)은 그 타측 방향으로 갈수록 하방으로 약간 기울어지도록 구성되어, 저장부(620)의 배출부(622)에서 운반관(645)의 일측으로 배출된 실리콘(S2)은 운반관(645)의 진동에 의하여 그 타측 방향으로 이동되어, 후술하는 제 1 연결부(646)로 운반된다. The
이처럼 본 발명은 운반관(645)의 일측에 위치된 실리콘(S2)이 진동에 의하여 운반관(645)의 타측으로 이동되므로, 실리콘(S2)의 이동되는 양을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, since the silicon S2 located on one side of the
연결부(646, 647)는 제 1 연결부(646)와 제 2 연결부(647)로 구분되는데, 제 1 연결부(646)는 운반관(645)의 타측 하단에서 그 하방으로 연장 형성된다. 제 2 연결부(647)는 일단부는 제 1 연결부(646)와 연결되고, 타단부는 본체(610)의 하부를 관통하여 공급로드(650)의 상단부와 연결된다. 그리고 제 1 연결부(646)로 운반되는 실리콘(S2)은 제 2 연결부(647)를 지나 공급로드(650)로 이동된다.
The
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가공급장치의 삽입튜브가 상하 이동되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.5 is a view for explaining a state in which the insertion tube of the additional feeding device is moved up and down according to a preferred embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 먼저, 삽입튜브(660)는 그 하단부가 단열부(510)의 상부에 위치된다. 이때, 단열부(510)의 개방홀(512)은 개폐부(520)에 의하여 폐쇄되어 있다. 그리고 도가니(200)는 발열부(400)에 삽입되어 있으며, 이 상태에서 발열부(400)가 도가니(200)에 열을 가하여 도가니(200)에 수용되는 실리콘(S1)이 용융된다.Referring to the drawing, first, the lower end of the
이어서, 도가니(200)에 수용된 실리콘(S1)이 용융되어, 도가니(200) 내부에는 상술한 바와 같이 빈 공간이 생기게 되며, 따라서 실리콘(S2)을 도가니(200)로 투입하게 된다. 이를 위하여 개폐부(520)가 단열부(510)의 개방홀(512)을 개방시킨다. 그 후, 삽입안내부(670)의 상하이동부(674)가 하부로 이동되어, 삽입튜브(660)가 하부로 슬라이딩 이동된다. 이때, 제 1 벨로우즈(682)는 팽창되고 제 2 벨로우즈(684)는 수축된다. 그리고 삽입튜브(660)의 하단부는 단열부(510)의 개방홀(512)을 지난 후, 발열부(400)의 상부발열부(400)를 관통하여 도가니(200)의 상부에 위치된다. 이 상태에서 운반부재(640)로 공급된 실리콘(S2)이 공급로드(650)로 공급된 후, 삽입튜브(660)로 삽입되어, 삽입튜브(660)에서 도가니(200)로 장입된다.Silicon S1 contained in the
이처럼 본 발명은 도가니(200)에 공급된 실리콘(S1)이 용융되면, 추가공급장치(600)의 저장부(620)에 저장된 실리콘(S2)을 도가니(200)에 추가로 장입할 수 있게 되므로, 보다 많은 양의 실리콘을 용융할 수 있어, 작업의 생산성이 향상되는 효과가 있다.
As described above, when the silicon S1 supplied to the
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It should be understood that the technical idea belonging to the scope of the claims also belongs to the present invention.
100: 챔버 110: 상부챔버
112: 관통부 120: 메인챔버
130: 하부챔버 200: 도가니
300: 이동부재 310: 지지부
400: 발열부 410: 측부발열부
420: 상부발열부 500: 단열부재
510: 단열부 512: 개방홀
520: 개폐부 600: 추가공급장치
610: 본체 612: 지지부
620: 저장부 622: 배출부
630: 로드셀 640: 운반부재
641: 제 1 고정부 642: 제 1 탄성부
643: 제 2 고정부 644: 제 2 탄성부
645: 운반관 646: 제 1 연결부
647: 제 2 연결부 648: 진동부
650: 공급로드 660: 삽입튜브
670: 삽입안내부 672: 삽입가이드부
674: 상하이동부 680: 벨로우즈
682: 제 1 벨로우즈 684: 제 2 벨로우즈100: chamber 110: upper chamber
112: penetrating part 120: main chamber
130: lower chamber 200: crucible
300: moving member 310: supporting member
400: heat generating portion 410: side heat generating portion
420: upper heating part 500: thermal insulating member
510: Heat insulating portion 512: Open hole
520: opening and closing part 600: additional feeding device
610: Body 612: Support
620: storage unit 622:
630: load cell 640: carrying member
641: first fixing portion 642: first elastic portion
643: second fixing portion 644: second elastic portion
645: Carrier tube 646: First connection
647: second connecting portion 648:
650: feed rod 660: insertion tube
670: insertion guide portion 672: insertion guide portion
674: Shanghai East 680: Bellows
682: first bellows 684: second bellows
Claims (6)
상기 챔버 내부에 구비되며 실리콘이 수용되는 도가니;
상기 챔버 내부에서 상기 도가니의 상부에 구비되는 발열부;
상기 도가니가 상기 발열부로 삽입되거나 상기 발열부에서 빠져나오도록 상기 도가니를 상하 이동시키는 이동부재; 및
상기 도가니에 실리콘을 공급하는 추가공급장치를 포함하고,
상기 추가공급장치는:
상기 챔버의 상부에 고정되는 본체;
상기 본체 내부에 구비되며 실리콘이 저장되는 저장부;
길이방향으로 길게 형성되되 그 상단부는 상기 본체의 하부에 위치되고 그 하단부는 상기 챔버의 관통부를 관통하여 상기 발열부의 상부에 위치되는 공급로드;
상기 저장부에 저장된 실리콘을 상기 공급로드로 이동시키는 운반부재; 및
상기 공급로드로 공급된 실리콘이 이동되도록 관 형상으로 형성되되, 상기 공급로드를 따라 상하 이동되어, 그 하단부가 상기 발열부의 상부에 이격되도록 위치되거나, 상기 발열부를 지나 상기 도가니의 상부에 위치되는 삽입튜브를 포함하고,
상기 챔버의 외부로 노출된 상기 공급로드를 감싸도록 형성되는 벨로우즈를 더 포함하되, 상기 벨로우즈의 내부는 진공 상태로 구성되는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
A chamber in which a space is formed;
A crucible provided in the chamber and containing silicon;
A heating unit provided on the crucible inside the chamber;
A moving member for vertically moving the crucible so that the crucible is inserted into the heat generating portion or out of the heat generating portion; And
And an additional supply device for supplying silicon to the crucible,
The additional feeding device comprises:
A body fixed to an upper portion of the chamber;
A storage unit provided in the main body and storing silicon;
A supply rod which is elongated in the longitudinal direction and whose upper end is located at a lower portion of the main body and whose lower end passes through the penetration portion of the chamber and is located above the heating portion;
A transporting member for moving the silicon stored in the storage portion to the supply rod; And
A lower end portion of the upper portion of the heat generating portion is positioned so as to be spaced apart from the upper portion of the heat generating portion, Comprising a tube,
Further comprising a bellows formed to surround the supply rod exposed to the outside of the chamber, wherein the inside of the bellows is in a vacuum state.
상기 삽입튜브의 상하 이동을 가이드하는 삽입안내부를 더 포함하고,
상기 삽입안내부는:
상기 관통부의 상부로 연장 형성되는 삽입가이드부; 및
상기 삽입가이드부 내주연을 따라 가이드되면서 상하 이동되되, 그 하면은 상기 삽입튜브의 상단부와 연결되는 상하이동부를 포함하고,
상기 벨로우즈는:
상기 본체와 상기 상하이동부의 상면 사이에 위치되는 제 1 벨로우즈; 및
상기 상하이동부의 하면과 상기 챔버 사이에 위치되는 제 2 벨로우즈를 포함하고,
상기 상하이동부의 승하강에 따라, 상기 제 1 벨로우즈 또는 상기 제 2 벨로우즈가 팽창하거나 수축하는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an insertion guide portion for guiding the up and down movement of the insertion tube,
The insertion guide comprises:
An insertion guide portion extending from the upper portion of the penetrating portion; And
The upper and lower parts being connected to the upper end of the insertion tube,
The bellows includes:
A first bellows positioned between the main body and the upper surface of the up / And
And a second bellows positioned between the lower surface of the upper and lower ridges and the chamber,
Wherein the first bellows or the second bellows expand or contract as the upward / downward movement of the up / down moving unit causes the first bellows or the second bellows to expand or contract.
상기 챔버 내부에 구비되며 실리콘이 수용되는 도가니;
상기 챔버 내부에서 상기 도가니의 상부에 구비되는 발열부;
상기 도가니가 상기 발열부로 삽입되거나 상기 발열부에서 빠져나오도록 상기 도가니를 상하 이동시키는 이동부재; 및
상기 도가니에 실리콘을 공급하는 추가공급장치를 포함하고,
상기 추가공급장치는:
상기 챔버의 상부에 고정되는 본체;
상기 본체 내부에 구비되며 실리콘이 저장되는 저장부;
길이방향으로 길게 형성되되 그 상단부는 상기 본체의 하부에 위치되고 그 하단부는 상기 챔버의 관통부를 관통하여 상기 발열부의 상부에 위치되는 공급로드;
상기 저장부에 저장된 실리콘을 상기 공급로드로 이동시키는 운반부재; 및
상기 공급로드로 공급된 실리콘이 이동되도록 관 형상으로 형성되되, 상기 공급로드를 따라 상하 이동되어, 그 하단부가 상기 발열부의 상부에 이격되도록 위치되거나, 상기 발열부를 지나 상기 도가니의 상부에 위치되는 삽입튜브를 포함하고,
상기 추가공급장치는 상기 저장부의 하중을 측정하는 로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
A chamber in which a space is formed;
A crucible provided in the chamber and containing silicon;
A heating unit provided on the crucible inside the chamber;
A moving member for vertically moving the crucible so that the crucible is inserted into the heat generating portion or out of the heat generating portion; And
And an additional supply device for supplying silicon to the crucible,
The additional feeding device comprises:
A body fixed to an upper portion of the chamber;
A storage unit provided in the main body and storing silicon;
A supply rod which is elongated in the longitudinal direction and whose upper end is located at a lower portion of the main body and whose lower end passes through the penetration portion of the chamber and is located above the heating portion;
A transporting member for moving the silicon stored in the storage portion to the supply rod; And
A lower end portion of the upper portion of the heat generating portion is positioned so as to be spaced apart from the upper portion of the heat generating portion, Comprising a tube,
Wherein the additional feeding device further comprises a load cell for measuring a load of the storage part.
상기 챔버 내부에 구비되며 실리콘이 수용되는 도가니;
상기 챔버 내부에서 상기 도가니의 상부에 구비되는 발열부;
상기 도가니가 상기 발열부로 삽입되거나 상기 발열부에서 빠져나오도록 상기 도가니를 상하 이동시키는 이동부재; 및
상기 도가니에 실리콘을 공급하는 추가공급장치를 포함하고,
상기 추가공급장치는:
상기 챔버의 상부에 고정되는 본체;
상기 본체 내부에 구비되며 실리콘이 저장되는 저장부;
길이방향으로 길게 형성되되 그 상단부는 상기 본체의 하부에 위치되고 그 하단부는 상기 챔버의 관통부를 관통하여 상기 발열부의 상부에 위치되는 공급로드;
상기 저장부에 저장된 실리콘을 상기 공급로드로 이동시키는 운반부재; 및
상기 공급로드로 공급된 실리콘이 이동되도록 관 형상으로 형성되되, 상기 공급로드를 따라 상하 이동되어, 그 하단부가 상기 발열부의 상부에 이격되도록 위치되거나, 상기 발열부를 지나 상기 도가니의 상부에 위치되는 삽입튜브를 포함하고,
상기 챔버 내부에 상기 발열부의 외측을 커버하도록 형성되되, 상기 삽입튜브의 하단부와 대향되는 그 상측에는 상기 삽입튜브가 삽입되도록 개방홀이 형성되는 단열부와, 상기 개방홀을 개폐하는 개폐부를 구비하는 단열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
A chamber in which a space is formed;
A crucible provided in the chamber and containing silicon;
A heating unit provided on the crucible inside the chamber;
A moving member for vertically moving the crucible so that the crucible is inserted into the heat generating portion or out of the heat generating portion; And
And an additional supply device for supplying silicon to the crucible,
The additional feeding device comprises:
A body fixed to an upper portion of the chamber;
A storage unit provided in the main body and storing silicon;
A supply rod which is elongated in the longitudinal direction and whose upper end is located at a lower portion of the main body and whose lower end passes through the penetration portion of the chamber and is located above the heating portion;
A transporting member for moving the silicon stored in the storage portion to the supply rod; And
A lower end portion of the upper portion of the heat generating portion is positioned so as to be spaced apart from the upper portion of the heat generating portion, Comprising a tube,
A heat insulating part formed to cover an outer side of the heat generating part inside the chamber and having an opening hole for inserting the insertion tube at an upper side thereof opposite to a lower end part of the insertion tube and an opening and closing part for opening and closing the opening hole Further comprising a heat insulating member. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 저장부는 상기 본체 내부에서 상부로 이격 위치되되, 그 하부에는 배출부가 형성되고,
상기 운반부재는:
일단부는 상기 배출부의 하부에 위치되고 타단부는 상기 공급로드의 상부에 위치되는 운반관;
상기 운반관과 상기 공급로드의 상부를 연결시키는 연결부; 및
상기 운반관에 진동을 부여하는 진동부를 포함하고,
상기 배출부를 통하여 상기 저장부에서 상기 운반관으로 이동된 실리콘은 상기 진동부에 의한 상기 운반관의 떨림에 의하여 상기 연결부로 운반되는 것을 특징으로 하는 추가공급장치를 구비하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
The storage unit is disposed at an upper portion in the main body, and a discharge unit is formed at a lower portion thereof,
The carrying member comprises:
A delivery pipe having one end positioned at a lower portion of the discharge portion and the other end positioned at an upper portion of the supply rod;
A connecting portion connecting the conveyance pipe and the upper portion of the supply rod; And
And a vibration part for imparting vibration to the conveyance pipe,
Wherein the silicon moved from the storage portion to the conveyance pipe through the discharge portion is conveyed to the connection portion by shaking of the conveyance pipe by the vibrating portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20130126692A KR101511696B1 (en) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Manufacturing apparatus of silicon ingot with additional feeding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20130126692A KR101511696B1 (en) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | Manufacturing apparatus of silicon ingot with additional feeding apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=53034367
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Country Status (1)
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KR (1) | KR101511696B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5037503A (en) | 1988-05-31 | 1991-08-06 | Osaka Titanium Co., Ltd. | Method for growing silicon single crystal |
KR20090001417U (en) * | 2008-12-29 | 2009-02-11 | 주식회사수성기술 | Apparatus of fabricating silicon ingot for solar cell |
KR101216521B1 (en) * | 2012-03-20 | 2012-12-31 | 유호정 | Silicon ingot growing apparatus including feed unit |
-
2013
- 2013-10-23 KR KR20130126692A patent/KR101511696B1/en active IP Right Grant
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5037503A (en) | 1988-05-31 | 1991-08-06 | Osaka Titanium Co., Ltd. | Method for growing silicon single crystal |
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