一种电子级多晶硅硅块酸洗装置及酸洗笼

文档序号:1885166 发布日期:2021-11-26 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 一种电子级多晶硅硅块酸洗装置及酸洗笼 (Electronic-grade polycrystalline silicon briquette pickling device and pickling cage ) 是由 孙彦虎 郭海龙 周国峰 张万军 万金兰 刘虹宾 马玉通 赵彩霞 于 2021-09-02 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电子级多晶硅硅块酸洗装置及酸洗笼,酸洗装置包括酸洗笼、酸洗池和驱动臂,酸洗笼的滚筒内形成供硅块容纳的空腔,滚筒的周向上间隔地开设有连通空腔的若干进液孔;滚筒具有周向上连续的啮合齿面,酸洗池的第一侧壁的内表面凸设有沿其高度方向上延伸的齿面;两个驱动臂分别与酸洗笼两端的转轴可转动地连接,用于沿酸洗池的高度方向上往复移动,以带动滚筒通过齿面的啮合而旋转。本发明的酸洗笼可以在酸洗液内上下移动的过程中进行旋转,从而带动笼内的多晶硅硅块翻转,实现了多晶硅硅块与酸洗液的充分接触反应,高效去除表面金属和酸斑,使得蚀刻更加均匀,因此,在提高酸洗效率的同时大幅度提升了电子级多晶硅的产品质量。(The invention discloses an electronic-grade polycrystalline silicon briquette pickling device and a pickling cage, wherein the pickling device comprises a pickling cage, a pickling tank and a driving arm, a cavity for accommodating a silicon briquette is formed in a roller of the pickling cage, and a plurality of liquid inlet holes communicated with the cavity are formed in the circumferential direction of the roller at intervals; the roller is provided with a meshing tooth surface which is continuous in the circumferential direction, and the inner surface of the first side wall of the pickling tank is convexly provided with a tooth surface which extends along the height direction of the pickling tank; the two driving arms are respectively and rotatably connected with rotating shafts at two ends of the pickling cage and used for reciprocating along the height direction of the pickling tank so as to drive the roller to rotate through meshing of tooth surfaces. The pickling cage can rotate in the process of moving up and down in the pickling solution, so that the polycrystalline silicon blocks in the cage are driven to turn over, the full contact reaction of the polycrystalline silicon blocks and the pickling solution is realized, surface metals and acid spots are efficiently removed, the etching is more uniform, and the product quality of electronic grade polycrystalline silicon is greatly improved while the pickling efficiency is improved.)

一种电子级多晶硅硅块酸洗装置及酸洗笼

技术领域

本发明涉及电子级多晶硅技术领域,尤其涉及一种电子级多晶硅硅块酸洗装置及酸洗笼。

背景技术

多晶硅材料是以工业硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料,是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品,是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料,是信息产业和新能源产业最基础的原材料。

电子级多晶硅表面金属杂质含量的高低对单晶硅的制备以及晶圆片良品率的高低有着密切的关系,因而通过硅块酸洗来控制多晶硅的表面金属杂质含量对多晶硅的品质提升有着至关重要的影响。

目前电子级多晶硅在降低表面金属杂质含量的除杂技术上主要以酸清洗为主,通过不同程度的表面刻蚀将表金属杂质控制在较低水平。现有的电子级多晶硅硅块酸洗装置,通常将多晶硅硅块装入长方体酸洗筐内,再通过机械手臂将酸洗框浸入酸洗池中进行酸洗作业。

由于酸洗筐固定在升降的机械手臂上,无法实现硅块的翻转浸泡,导致硅块无法与酸洗液充分接触反应,硅块表面易形成酸斑、蚀刻不均匀、硅块表面金属也无法完全去除。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足,本发明提供了一种电子级多晶硅硅块酸洗装置及酸洗笼,可以实现对硅块的翻转浸泡,有效去除硅块表面的金属杂质,避免酸斑、蚀刻不均匀等现象发生。

为了实现上述的目的,本发明采用了如下的技术方案:

一种电子级多晶硅硅块酸洗装置,包括酸洗笼、酸洗池和驱动臂,所述酸洗笼设于所述酸洗池内,包括轴向两端封闭的滚筒和连接在所述滚筒的轴向两端的转轴,所述滚筒内形成供硅块容纳的空腔,所述滚筒的周向上间隔地开设有连通所述空腔的若干进液孔;所述滚筒的至少部分周面上设有周向上连续的啮合齿面;所述酸洗池用于盛装酸洗液,其第一侧壁的内表面凸设有沿其高度方向上延伸的齿面;两个所述驱动臂分别与所述酸洗笼两端的转轴可转动地连接,用于沿所述酸洗池的高度方向上往复移动,以带动所述滚筒依靠其啮合齿面沿所述齿面的配合而旋转。

作为其中一种实施方式,所述啮合齿面相对于设有进液孔的表面凸出于所述滚筒的外周面。

作为其中一种实施方式,所述酸洗池还包括固定于其中且平行于所述第一侧壁的挡板,所述挡板和与所述第一侧壁正对的第二侧壁间隔设置;所述挡板上开设有竖直延伸的缺口,所述挡板抵接所述滚筒的不具有所述啮合齿面的区域,所述缺口正对所述齿面,且其宽度不小于所述啮合齿面的宽度,以供所述啮合齿面通过。

作为其中一种实施方式,所述第一侧壁朝内凸设有凸台,所述凸台呈条形,与所述第一侧壁的高度一致,所述齿面设于所述凸台表面。

作为其中一种实施方式,所述转轴上固定有轴承,所述挡板垂直于所述酸洗池的底板。

作为其中一种实施方式,所述啮合齿面关于所述滚筒的中部的径向截面对称设置。

作为其中一种实施方式,所述啮合齿面设于所述滚筒的轴向的中部,所述啮合齿面与所述滚筒的端面之间均设有所述进液孔。

作为其中一种实施方式,所述啮合齿面为多个,啮合齿面与啮合齿面之间、啮合齿面与所述滚筒的端面之间均设有所述进液孔。

本发明的另一目的在于提供一种酸洗笼,用于盛装电子级多晶硅硅块,包括轴向两端封闭的滚筒和连接在所述滚筒的轴向两端的转轴,所述滚筒内形成供硅块容纳的空腔,所述滚筒的周向上间隔地开设有连通所述空腔的若干进液孔;所述滚筒的至少部分周面上凸设有周向上连续的啮合齿面。

作为其中一种实施方式,所述啮合齿面设于所述滚筒的轴向的中部,所述进液孔在所述滚筒的轴向上设于所述啮合齿面的两端。

本发明采用圆筒状构造的酸洗笼结构盛装电子级多晶硅硅块,并使其与酸洗池之间通过啮合齿配合,使得酸洗笼可以在酸洗液内上下移动的过程中进行旋转,从而带动笼内的多晶硅硅块翻转,实现了多晶硅硅块与酸洗液的充分接触反应,高效去除表面金属和酸斑,使得蚀刻更加均匀,因此,在提高酸洗效率的同时大幅度提升了电子级多晶硅的产品质量。

附图说明

图1为本发明的一种电子级多晶硅硅块酸洗装置的内部结构示意图;

图2为本发明的一种电子级多晶硅硅块酸洗装置的俯视图。

具体实施方式

在本发明中,术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。

此外,术语“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

参阅图1,本发明实施例提供了一种电子级多晶硅硅块酸洗装置,包括酸洗笼10、酸洗池20和驱动臂30,酸洗笼10设于酸洗池20内,包括轴向两端封闭的滚筒11和连接在滚筒11的轴向两端的转轴12,滚筒11内形成供硅块容纳的空腔,滚筒11的周向上间隔地开设有连通空腔的若干进液孔111,进液孔111阵列布置在滚筒11的周面上,优选进液孔111呈多圈间隔地开设。当酸洗笼10放入酸洗池20内后,酸洗液可从进液孔111进入到滚筒11的空腔内,从而与空腔内的硅块进行反应,驱动臂30用于在酸洗池20内沿酸洗池20的高度方向上下移动酸洗笼10。

滚筒11的至少部分周面上设有周向上连续的啮合齿面112,啮合齿面112具有一组连续的啮合齿。酸洗池20用于盛装酸洗液,形成为桶状的结构,包括底板200和四周的侧壁,其第一侧壁201的内表面凸设有沿其高度方向上延伸的齿面21,第二侧壁202与第一侧壁201正对。两个驱动臂30分别与酸洗笼10两端的转轴12可转动地连接,用于沿酸洗池20的高度方向上往复移动,从而带动滚筒11依靠其啮合齿面112沿齿面21的配合而旋转。如此,在驱动臂30的带动下,滚筒11可沿酸洗池20的齿面21上下滚动,酸洗笼10内的硅块则可以随之在空腔内进行翻转和上下运动,实现了与酸洗液的充分接触和反应。

本实施例优选地,啮合齿面112相对于设有进液孔111的表面凸出于滚筒11的外周面,形成高出于其他区域的台阶状的齿面。本实施例示出的是一圈完整的啮合齿面112,可以理解的是,在其他实施方式中,酸洗池20的深度并不大,啮合齿面112无需布满整圈,可能只需要整圈的一部分连续面即可。

结合图2所示,考虑到滚筒11的啮合齿面112与酸洗池20的齿面21可能不能很好地保持接触,本实施例的酸洗池20还包括固定于其中且平行于第一侧壁201的挡板22,挡板22和与第一侧壁201正对的第二侧壁202间隔设置,也就是说,挡板22位于第一侧壁201、第二侧壁202之间。同时,又考虑到如果啮合齿面112与酸洗池20的第二侧壁202频繁摩擦接触会造成第二侧壁202磨损严重而影响寿命,挡板22上开设有竖直延伸的缺口220,挡板22抵接滚筒11的不具有啮合齿面112的区域,缺口220正对齿面21,作为啮合齿面112的避位孔,且其宽度不小于啮合齿面112的宽度,以供啮合齿面112通过。最终,齿面21、啮合齿面112、缺口220三者正对,滚筒11的设有进液孔111的表面由挡板22朝向齿面21所在的第一侧壁201挤压,从而使得酸洗笼10在竖直方向来回移动的过程中,其啮合齿面112与齿面21始终保持可靠的啮合,保持运动的可靠性。

显然,挡板22内侧(朝向酸洗笼10的一侧)与第二侧壁202内侧(朝向酸洗笼10的一侧)之间的距离大于啮合齿面112的凸出高度。酸洗笼10在转动的过程中,其啮合齿面112始终不会接触第二侧壁202,而是位于缺口220内,因此,可以保证酸洗池20的使用寿命。

本实施例中,示出的是挡板22垂直连接于酸洗池20的底板200的情形。在其他实施方式中,挡板22也可以不直接固定在底板200上,例如,可以通过横向伸出的连接板,将挡板22的底部固定在第二侧壁202上,挡板22的其他部分仍然与第二侧壁202间隔开。又或者,挡板22也可以不垂直于酸洗池20的底板200,可以是相对于底板200倾斜,最好是,挡板22朝向第一侧壁201倾斜,第一侧壁201也相对于底板200倾斜,第一侧壁201与挡板22互相平行,酸洗笼10受到第一侧壁201的支撑力作用的同时,还受到挡板22的挤压力,使得酸洗笼10的运动更顺畅、稳定,驱动臂30移动起来还更省力。

进一步地,本实施例的第一侧壁201朝内凸设有凸台210,凸台210呈条形,与第一侧壁201的高度一致,齿面21设于凸台210表面。这样,相比第一侧壁201的其他区域,齿面21更靠近内侧,第一侧壁201上的齿面21所在的部位厚度更厚,强度更高。

为了与驱动臂30转动连接,转轴12上固定有轴承,驱动臂30则可固定在轴承上。啮合齿面112关于滚筒11的中部的径向截面对称设置,这样可以保证滚筒11两端的转动平稳性。本实施例示出的是啮合齿面112只有一个,且设于滚筒11的轴向的中部的情形,啮合齿面112到滚筒11的端面之间的区域均设有进液孔111,可以充分保证进液通道的数量。

在有的实施方式中,啮合齿面112也可以有多个,多圈啮合齿面112沿滚筒11的轴向上间隔地布置,啮合齿面112与啮合齿面112之间、啮合齿面112与滚筒11的端面之间均可设有进液孔111。同样地,挡板22上对应地开设有与啮合齿面112数量和位置匹配的缺口220。

综上所述,本发明采用圆筒状构造的酸洗笼结构盛装电子级多晶硅硅块,并使其与酸洗池之间通过啮合齿配合,使得酸洗笼可以在酸洗液内上下移动的过程中进行旋转,从而带动笼内的多晶硅硅块翻转,实现了多晶硅硅块与酸洗液的充分接触反应,高效去除表面金属和酸斑,使得蚀刻更加均匀,因此,在提高酸洗效率的同时大幅度提升了电子级多晶硅的产品质量。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

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