氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，該熱處理爐中傳輸半導(dǎo)體器件的輥道由若干條水平排列、沿自身軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥軸組成，至少一部分輥軸為空心輥軸，在空心輥軸上半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)的部位沿徑向方向設(shè)置有若干通氣孔，在空心輥軸的至少一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭與進(jìn)氣管連接，氣體通過(guò)空心輥軸上的通氣孔進(jìn)入到半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)的爐膛部位。本實(shí)用新型從根本上保證爐內(nèi)核心擴(kuò)散區(qū)域的氣氛和潔凈度，從而提高了擴(kuò)散效果和質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，可用于太陽(yáng)電池片等半導(dǎo)體器件的燒結(jié)熱處理或擴(kuò)散熱處理。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽(yáng)電池的整個(gè)生產(chǎn)工藝流程中，擴(kuò)散、印刷和燒結(jié)三道工序是最主要的。其中，燒結(jié)工藝主要用于烘干印刷在硅片表面的漿料，燒掉從漿料中揮發(fā)出的有機(jī)溶劑，同步燒結(jié)太陽(yáng)電池硅片的正反面，使印刷至硅片上漿料中的金屬電極與硅片形成良好的歐姆接觸，燒結(jié)質(zhì)量的好壞直接影響太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0003]通常，被燒結(jié)的電池片正面印刷有銀漿、背面印刷有鋁背場(chǎng)和背銀，目前無(wú)論是普遍使用的網(wǎng)帶式燒結(jié)爐、還是近期問(wèn)世的輥道式燒結(jié)爐，都需要依次經(jīng)過(guò)預(yù)熱排膠區(qū)、升溫區(qū)、燒結(jié)區(qū)和降溫區(qū)完成整個(gè)燒結(jié)過(guò)程，在燒結(jié)過(guò)程中，需要將銀漿和鋁漿中的有機(jī)物燃燒排出爐體外，為了利于有機(jī)物的燃燒和排出，一般向爐膛內(nèi)通入潔凈的壓縮空氣，目前一般是通過(guò)爐體的內(nèi)壁向爐內(nèi)通氣，對(duì)氣流的走向、壓力、流量有較高的要求。對(duì)于輥道式燒結(jié)爐來(lái)說(shuō)，由于印刷有漿料的硅片在旋轉(zhuǎn)輥軸的摩擦力作用下進(jìn)行傳輸，如果用普通的等徑輥軸，高溫下鋁背場(chǎng)熔化后會(huì)發(fā)生鋁背場(chǎng)和輥軸的粘連問(wèn)題，專(zhuān)利CN102439738A介紹了一種臺(tái)階輥，雖可最大限度地解決粘連問(wèn)題，但在硅片二個(gè)邊緣部位還是會(huì)留下輥道的印痕，這種結(jié)構(gòu)，對(duì)輥軸的加工和安裝精度要求極高，否則會(huì)出現(xiàn)硅片跑偏的問(wèn)題。
[0004]當(dāng)電池片在進(jìn)行擴(kuò)散熱處理制備PN結(jié)時(shí)，需要爐內(nèi)保持潔凈的氣氛，一般通入潔凈的氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，而作為連續(xù)作業(yè)的輥道式熱處理爐，要做到完全密閉是很難的。專(zhuān)利CN1936474A中闡述了一種輥道爐床熱處理爐中的防塵裝置，在該爐體側(cè)壁上、比輥?zhàn)庸艽┛赘叩纳戏轿恢?，安裝著設(shè)有開(kāi)口的清潔空氣管道，防止?fàn)t體以外的塵埃進(jìn)入爐體，該專(zhuān)利通入的潔凈氣體僅僅在爐體二側(cè)起到防止外部灰塵進(jìn)入爐內(nèi)的保護(hù)作用，并不能從根本上改善爐內(nèi)氣氛和環(huán)境。
[0005]為此， 申請(qǐng)人:發(fā)明了一種氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，可有效解決太陽(yáng)電池?zé)Y(jié)和擴(kuò)散時(shí)存在的上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的弊端，本實(shí)用新型的目的是提供一種氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，從根本上保證爐內(nèi)核心擴(kuò)散區(qū)域的氣氛和潔凈度，從而提高了擴(kuò)散效果和質(zhì)量。
[0007]本實(shí)用新型所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐中，傳輸半導(dǎo)體器件的輥道由若干條水平排列、可以沿自身軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥軸組成，至少一部分輥軸為空心輥軸，在空心輥軸上半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)的部位沿徑向方向設(shè)置有若干通氣孔，在空心輥軸的至少一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭與進(jìn)氣管連接，從進(jìn)氣管可以通入潔凈的壓縮空氣或其他必要的氣體，通過(guò)空心輥軸上的通氣孔進(jìn)入到半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)的爐膛部位。
[0008]優(yōu)選的是，從空心輥軸上的通氣孔進(jìn)入爐膛的氣體，在半導(dǎo)體器件與空心輥軸表面之間形成一層氣膜，半導(dǎo)體器件在氣膜的作用下進(jìn)行傳輸。
[0009]優(yōu)選的是，通過(guò)空心輥軸上的通氣孔吹出的氣體的壓力要能夠使半導(dǎo)體器件瞬間離開(kāi)傳輸輥軸的表面。
[0010]優(yōu)選的是，在空心輥軸上半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)的設(shè)置有若干通氣孔的部位，設(shè)置有至少一個(gè)中間凹、兩邊凸的臺(tái)階，半導(dǎo)體器件在兩邊凸起臺(tái)階的支撐和摩擦力作用下水平移動(dòng)，半導(dǎo)體器件與通氣孔之間離開(kāi)一定距離，氣體可以無(wú)障礙地從半導(dǎo)體器件下面進(jìn)入爐膛，以便于在半導(dǎo)體器件和輥軸之間形成氣膜、以及氣體均勻地到達(dá)半導(dǎo)體器件周?chē)?br> [0011]優(yōu)選的是，在空心輥軸上沿徑向方向設(shè)置的若干通氣孔，可以與空心輥軸的軸心垂直、也可以向半導(dǎo)體器件前進(jìn)方向傾斜一定的角度。
[0012]優(yōu)選的是，在空心輥軸上沿徑向方向設(shè)置的若干通氣孔，可以是同種孔徑和不同孔徑、可以是均勻間距或不均勻間距，以達(dá)到氣體的均勻分布。
[0013]優(yōu)選的是，空心輥軸的材質(zhì)是石英玻璃管、石英陶瓷管、氧化鋁陶瓷管、氮化硅陶瓷管等對(duì)半導(dǎo)體器件或熱處理工藝不造成污染的材料。
[0014]優(yōu)選的是，所述的半導(dǎo)體器件可以是硅片、鍺片、砷化鎵片、藍(lán)寶石片或其他可以進(jìn)行PN結(jié)摻雜的材料。
[0015]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0016]本實(shí)用新型提供的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，當(dāng)用來(lái)對(duì)太陽(yáng)電池進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，一方面，從空心輥軸的通氣孔中噴出的高壓氣體可以在傳輸輥軸與電池片之間形成一層氣膜，另一方面，具有通氣功能的臺(tái)階輥結(jié)構(gòu)，也可以實(shí)現(xiàn)傳輸輥軸與電池片之間形成一層氣膜，因?yàn)殡姵仄蛡鬏斴佪S不直接接觸，也就不會(huì)發(fā)生電池鋁背場(chǎng)與傳輸輥軸的粘接問(wèn)題；由于高壓氣體形成的氣膜薄而均勻，對(duì)電池片形成的作用力和摩擦力一致，尤其是臺(tái)階輥結(jié)構(gòu)，都會(huì)有效防止電池片跑偏的問(wèn)題。當(dāng)使用該熱處理爐對(duì)太陽(yáng)電池硅片進(jìn)行擴(kuò)散處理時(shí)，因?yàn)槭冀K有新鮮潔凈的氣體從空心輥軸的通氣孔噴出、源源不斷地?cái)U(kuò)散到爐膛內(nèi)的每一個(gè)角落，由于硅片一直從空心輥軸的通氣孔上部經(jīng)過(guò)、不斷噴出的潔凈氣體將硅片包圍阻止了外來(lái)氣體接近硅片，從而在硅片周?chē)?硅片擴(kuò)散的核心區(qū)域)形成了局部非常潔凈的小環(huán)境，因此，不會(huì)因?yàn)闊崽幚頎t爐體密封不嚴(yán)、外來(lái)雜質(zhì)氣體進(jìn)入爐膛而影響擴(kuò)散核心區(qū)域的潔凈度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐中通氣空心輥軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐中半導(dǎo)體器件在通氣空心輥軸上傳輸?shù)氖疽鈭D；
[0020]圖4為本實(shí)用新型所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐中半導(dǎo)體器件在通氣臺(tái)階空心輥軸上傳輸?shù)氖疽鈭D；
[0021]圖中:1、上爐體；2、下?tīng)t體；3、傳輸輥軸；4、半導(dǎo)體器件；5、加熱燈管；6、冷卻風(fēng)機(jī)；301、輥軸軸頭；302、空心輥軸；303、通氣孔；304、輥軸通氣軸頭；305、旋轉(zhuǎn)接頭；306、進(jìn)氣管；307、臺(tái)階；7、氣膜。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，由上爐體
1、下?tīng)t體2、傳輸輥軸3、加熱燈管5、冷卻風(fēng)機(jī)6等基本單元組成，圖2公開(kāi)了其通氣空心輥軸302的結(jié)構(gòu)。如圖所示，傳輸半導(dǎo)體器件4的輥道由若干條水平排列、可以沿自身軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥軸3組成，其中爐膛內(nèi)的輥軸為空心輥軸302，在空心輥軸302上半導(dǎo)體器件4經(jīng)過(guò)的部位沿徑向方向設(shè)置有若干通氣孔303，在空心輥軸302的一端安裝有通氣軸頭304，通氣軸頭304通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭305與進(jìn)氣管306連接，從進(jìn)氣管306可以通入潔凈的壓縮空氣或氮?dú)獾?，通過(guò)空心輥軸302上的通氣孔303進(jìn)入到半導(dǎo)體器件4經(jīng)過(guò)的爐膛部位，當(dāng)進(jìn)氣壓力足夠大時(shí)，可以在旋轉(zhuǎn)的空心輥軸302周?chē)纬梢粚託饽?，氣膜7可以防止半導(dǎo)體器件4與空心輥軸302表面直接接觸而發(fā)生粘連現(xiàn)象。
[0024]通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭305進(jìn)入空心輥軸302的氣體壓力應(yīng)根據(jù)處理半導(dǎo)體器件4的面積或質(zhì)量不同以及是否需要形成氣膜I等工藝要求而進(jìn)行調(diào)整，一般要求形成氣膜I時(shí)，氣體壓力應(yīng)達(dá)到I kg/cm2以上。
[0025]在空心輥軸302上設(shè)置的若干通氣孔303，如圖3所示，可以與空心輥軸302的軸心垂直、也可以向半導(dǎo)體器件4的前進(jìn)方向傾斜一定的角度，以便從通氣孔303中噴出的氣體對(duì)半導(dǎo)體器件4產(chǎn)生一個(gè)向前的推力，使半導(dǎo)體器件4更容易向前移動(dòng)，該傾斜角度一般以20— 40°為宜。
[0026]在通氣空心輥軸302上可形成臺(tái)階307，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，半導(dǎo)體器件4的邊緣與臺(tái)階307接觸，其接觸的部位一般以l-2mm為宜；半導(dǎo)體器件4與通氣孔303之間離開(kāi)一定距離，以便于氣膜7形成，臺(tái)階307的高度(即半導(dǎo)體器件4與通氣孔303之間的距離)以
0.5-2mm為宜；二層臺(tái)階可以有效解決半導(dǎo)體器件4在傳輸過(guò)程中跑偏的問(wèn)題。
[0027]為了防止半導(dǎo)體器件4在高溫下傳輸時(shí)受到空心傳輸輥軸302的污染，空心輥軸302的材質(zhì)可選用石英玻璃管、石英陶瓷管、氧化鋁陶瓷管、氮化硅陶瓷管等，首選是石英玻璃管和石英陶瓷管。
[0028]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，其特征在于，在所述熱處理爐中，傳輸半導(dǎo)體器件的輥道由若干條水平排列、沿自身軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥軸組成，至少一部分輥軸為空心輥軸，在空心輥軸上半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)的部位沿徑向方向設(shè)置有若干通氣孔，在空心輥軸的至少一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭與進(jìn)氣管連接，氣體通過(guò)空心輥軸上的通氣孔進(jìn)入到半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)的爐膛部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，其特征在于，通過(guò)空心輥軸上的通氣孔進(jìn)入爐膛的氣體，在半導(dǎo)體器件與空心輥軸表面之間形成一層氣膜，半導(dǎo)體器件在氣膜的作用下進(jìn)行傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，其特征在于，從空心輥軸上的通氣孔吹出的氣體的壓力要能夠使半導(dǎo)體器件瞬間離開(kāi)傳輸輥軸的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，其特征在于:在空心輥軸上半導(dǎo)體器件經(jīng)過(guò)的設(shè)置有若干通氣孔的部位，設(shè)置有至少一個(gè)中間凹、兩邊凸的臺(tái)階，半導(dǎo)體器件在兩邊凸起臺(tái)階的支撐和摩擦力作用下水平移動(dòng)，半導(dǎo)體器件與通氣孔之間離開(kāi)一定距離，氣體無(wú)障礙地從半導(dǎo)體器件下面進(jìn)入爐膛，在半導(dǎo)體器件和輥軸之間形成氣膜、氣體均勻地到達(dá)半導(dǎo)體器件周?chē)?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，其特征在于，在空心輥軸上沿徑向方向設(shè)置的若干通氣孔，與空心輥軸的軸心垂直或者向半導(dǎo)體器件前進(jìn)方向傾斜一定的角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，其特征在于，在空心輥軸上沿徑向方向設(shè)置的若干通氣孔，其孔徑為相同或不同、其間距為均勻間距或不均勻間距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，其特征在于，空心輥軸的材質(zhì)是石英玻璃管、石英陶瓷管、氧化鋁陶瓷管或氮化硅陶瓷管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣浮輥道式半導(dǎo)體器件熱處理爐，其特征在于，所述的半導(dǎo)體器件為硅片、鍺片、砷化鎵片、藍(lán)寶石片或其他可以進(jìn)行PN結(jié)摻雜的材料。
【文檔編號(hào)】F27B9/30GK203605700SQ201320727807
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】袁向東, 許穎, 袁瑒 申請(qǐng)人:北京金晟陽(yáng)光科技有限公司, 袁向東, 許穎