硅原料碎片的筛选系统
阅读说明：本技术 硅原料碎片的筛选系统 (Screening system of silicon raw material fragments ) 是由 赵诚天 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及硅原料碎片的筛选系统,其特征在于,包括：供给单元(10),粉碎硅原料并进行供给；筛分单元,与上述供给单元(10)的下游侧相连接,用于排出按粒度筛选好的原料碎片；异物去除单元(40),与上述筛分单元的下游侧相连接,用于去除原料碎片的异物；以及控制单元(50),通过已设定的算法控制上述供给单元(10)、筛分单元、异物去除单元(40)。因此,在生产用于半导体器件的硅粉末时,可连续处理从破碎到筛选的一连串工序,具有可确保量产现场所需的质量和生产率的效果。(The invention relates to a screening system for silicon raw material fragments, which is characterized by comprising the following components: a supply unit (10) for pulverizing and supplying a silicon raw material; a screening unit connected to a downstream side of the supply unit (10) and configured to discharge the raw material pieces screened by the particle size; a foreign matter removing unit (40) connected to a downstream side of the sieving unit, for removing foreign matters of the raw material pieces; and a control unit (50) for controlling the supply unit (10), the screening unit, and the foreign matter removal unit (40) by a set algorithm. Therefore, when producing silicon powder for semiconductor devices, a series of steps from crushing to screening can be continuously processed, and the quality and productivity required for mass production sites can be ensured.)
技术领域
本发明涉及原料的筛选装置，更具体地，涉及如下的硅原料碎片的筛选系统，即，在量产过程中通过一连串工序生产用于半导体器件的硅粉末。
背景技术
通常，通过分多个步骤对原石原料进行破碎、筛选、精制来提高纯度的一连串处理工序，生成用于半导体器件的硅粉末。在此情况下，还包括对因附着于原料或混入到原料的有机物、铁粉等异物而产生的质量不良进行应对的工序。但是，对于从原料生成为微碎片的量产工序的效率性而言，异物去除的准确性和快速性非常重要。
与之相关的可参照的现有技术文献有韩国授权专利公报第1732260号(现有文献1)、韩国授权专利公报第1182163号(现有文献2)等。
根据现有文献1，包括：超音速喷射器，以超音速喷射供给料斗的硅粒子；碰撞板，用于与所喷射的硅粒子相碰撞；收集单元，通过筛选规定大小的硅粒子来进行收集；以及再供给单元，回收剩余硅粒子来向供给料斗进行供给。因此，硅粒子的粉碎效率高、可提高收率。
根据现有文献2，包括：破碎器，通过破碎金属硅块来形成硅颗粒；粉碎器，用于形成第一硅粉末；以及筛选器，设置有本体、筛网、排出口，通过对第一硅粉末进行筛选来形成第二硅粉末。因此，可提供粒度分布均匀的硅粉末，通过减少废弃量来提高生产效率。
但是，根据如上所述的现有文献，仅以部分工序的省力化作为目标，要用于硅粉末的量产工序，还有很大的改善空间。
现有技术文献
专利文献
韩国授权专利公报第1732260号“硅粒子粉碎装置”(公开日期：2017年02月07日)
韩国授权专利公报第1182163号“硅粉末的制备方法及其制备装置”(公开日期：2012年02月24日)
发明内容
本发明用于解决如上所述的现有的问题，本发明的目的在于提供如下的硅原料碎片的筛选系统，即，在生产用于半导体器件的硅粉末时，可连续处理从破碎到筛选的一连串工序。
为了实现上述目的，本发明提供一种硅原料碎片的筛选系统，其特征在于，包括：供给单元，粉碎硅原料并进行供给；筛分单元，与上述供给单元的下游侧相连接，用于排出按粒度筛选好的原料碎片；异物去除单元，与上述筛分单元的下游侧相连接，用于去除原料碎片的异物；以及控制单元，通过已设定的算法控制上述供给单元、筛分单元、异物去除单元。
根据本发明的详细结构，本发明的特征在于，上述供给单元还包括用于系统增设或原料再循环的可动给料器。
根据本发明的详细结构，本发明的特征在于，上述筛分单元包括：自动筛，利用多个梳齿板和振动筛来筛选原料碎片；以及旋转筛，利用多个多孔板和振动筛来筛选原料碎片。
根据本发明的详细结构，本发明的特征在于，上述异物去除单元包括：吸附器，通过施加磁力来去除异物；送风机，通过产生气流来去除异物；以及分类器，分类出异物固着的原料碎片。
根据本发明的详细结构，本发明的特征在于，上述控制单元包括：控制面板部，执行已设定的算法；原料检测部，用于检测原料的粒度和是否受污染；驱动调节部，用于调节原料的移送速度和外力；以及路径转换部，用于引起原料的移送路径转换。
根据如上所述的本发明，在生产用于半导体器件的硅粉末时，可连续处理从破碎到筛选的一连串工序，具有可确保量产现场所需的质量和生产率的效果。
附图说明
图1为整体示出本发明的系统的结构图。
图2为示出本发明的系统的变形例的示意图。
图3为示出本发明的系统中的自动筛的结构图。
图4为示出本发明的系统中的旋转筛的示意图。
图5为示出本发明的系统中的异物去除单元的示意图。
图6为示出本发明的系统中的控制单元的框图。
附图标记的说明
10：供给单元 12：升降机 14：投料器
16：粉碎器 18：可动给料器 20：自动筛
21：溜槽 22：梳齿板 24：振动筛
26：筛选台 27：箱式输送机 28：收集箱
30：旋转筛 31：溜槽 32：多孔板
34：振动筛 36：筛选台 38：收集箱
40：异物去除单元 41：溜槽 42：移送台
44：振动筛 45：吸附器 46：送风机
47：分类器 50：控制单元 52：控制面板部
54：原料检测部 56：驱动调节部 58：路径转换部
C1、C2、C3、C4：碎片
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。
本发明提供硅原料碎片的筛选系统。本发明以用于半导体器件的硅原料碎片作为对象，但并不限定于此。原石原料将被生成为具有设定范围内的粒度的原料碎片。广义上讲，除了原石以外，原料还包括原料碎片。
根据本发明，供给单元10形成粉碎硅原料后供给的结构。供给单元10由升降机12、投料器14、粉碎器16等构成。升降机12可将原石原料移送到已设定的高度。作为一例，原石原料呈直径为150mm、长度为300mm的圆柱形态。投料器14以输送机方式水平移送原料。粉碎器16使用颚式轧碎机等，破碎后的原料大小将小于已设定的大小。
参照图1，在本发明的系统中，在供给单元10的下游侧连续连接自动筛20、旋转筛30、异物去除单元40等。
根据本发明的详细结构，本发明的特征在于，上述供给单元10还包括用于系统增设或原料再循环的可动给料器18。
参照图2，附图标记S1部分以小块简要表示图1中的系统，附图标记S2部分以小块简要表示双重连接图1中的系统。在如同S2部分来增设S1部分所示的系统的情况下，通过设置可动给料器18来进行连接。可动给料器18采用与投料器14相似的方式，但具备轮脚、夹具、阻尼器功能。除了系统的增设之外，以可使原料再循环的方式设置可动给料器18。使原料再循环到之前工序，这有利于节约资源。
并且，根据本发明，筛分单元与上述供给单元10的下游侧相连接来排出按粒度筛选好的原料碎片。筛分单元通过对从供给单元10移送的原料进行筛选来生成多种规格的原料碎片。根据图1及图2所示的系统，按附图标记C1至C4来划分原料碎片。作为一例，C1表示10～30mm的范围，C2表示2.4～10mm的范围，C3表示0.5～2.4mm的范围，C4表示小于0.5mm。
根据本发明的详细结构，本发明的特征在于，上述筛分单元包括：自动筛20，利用多个梳齿板22和振动筛24来筛选原料碎片；以及旋转筛30，利用多个多孔板32和振动筛34来筛选原料碎片。
参照图3，自动筛20包括溜槽21、梳齿板22、振动筛24、筛选台26等。溜槽21设置于投入或排出原料碎片的部分，尤其，可在投入口侧形成料斗。梳齿板22形成将树脂材质梳子形态的单位过滤体重叠倾斜配置的结构。多个梳齿板22以沿着上下方向留有高度差的方式配置。振动筛24通过施加外力来使得通过梳齿板22移动的原料碎片产生振动。上游侧梳齿板22通过筛选出粒度相对小的原料碎片C2、C3、C4来向箱式输送机27移送。下游侧梳齿板22通过筛选出粒度大的原料碎片C1来向筛选台26移送。未通过梳齿板22筛选的剩余大块原料(chunk)将被排出到收集箱28。
参照图4，旋转筛30包括溜槽31、多孔板32、振动筛34、筛选台36等。溜槽31设置于投入或排出原料碎片的部分，尤其，可在投入口侧形成料斗。多孔板32形成以沿着上下方向隔开规定间隔配置树脂材质圆盘形态的单位过滤体的结构。振动筛34通过施加外力来使得通过多孔板32移动的原料碎片产生振动。上侧的多孔板32通过筛选出粒度适当的原料碎片C2来向筛选台36移送。下侧的多孔板32通过筛选出粒度小的原料碎片C3、C4来向收集箱38排出。
并且，根据本发明，异物去除单元40与上述筛分单元的下游侧相连接来去除原料碎片的异物。异物去除单元40用于在通过旋转筛30移送的原料碎片C2上去除有机物、铁粉等异物。经过异物去除单元40的原料碎片C2将维持适用于半导体器件的纯度。
根据本发明的详细结构，本发明的特征在于，上述异物去除单元40包括：吸附器45，通过施加磁力来去除异物；送风机46，通过产生气流来去除异物；以及分类器47，分类出异物固着的原料碎片。
参照图5，异物去除单元40包括溜槽41、移送台42、吸附器45、送风机46、分类器47等。溜槽41设置于投入或排出原料碎片的部分，尤其，可在投入口侧形成料斗。移送台42沿着水平路径以及倾斜路径移送原料碎片。吸附器45设置于移送台42的倾斜路径，利用磁力来去除异物。吸附器45可附加性地利用真空压力。送风机46朝向移送台42的下游侧产生气流，来使异物脱落并排出。分类器47设置于移送台42的下游侧，来单独分类出附着有异物的原料碎片。尤其，异物固着的原料碎片将无法经过分类器47，反而将被排出到单独的溜槽41。以可变换姿势的结构设置分类器47。
在此情况下，异物去除单元40还可在移送台42或移送台42的下游侧设置振动筛44。振动筛44与磁力、气流等有关联，用于使附着于原料碎片的异物脱落。
另一方面，设置于筛分单元和异物去除单元40的筛选台26、36和移送台42可使用具有树脂材料沉淀的磁给料器。
并且，根据本发明，控制单元50通过已设定的算法控制上述供给单元10、筛分单元、异物去除单元40。控制单元50将呈现在维持原料碎片纯度的同时不使原料积压的量产系统。
根据本发明的详细结构，本发明的特征在于，上述控制单元50包括：控制面板部52，执行已设定的算法；原料检测部54，用于检测原料的粒度和是否受污染；驱动调节部56，用于调节原料的移送速度和外力；以及路径转换部58，用于引起原料的移送路径转换。
参照图6，控制单元50包括控制面板部52、原料检测部54、驱动调节部56、路径转换部58等。控制面板部52由微处理器、存储器、搭载输入输出界面的微机电路。原料检测部54设置于供给单元10、筛分单元、异物去除单元40。原料检测部54使用摄像头、超声波检测器、激光检测器等来检测原料的力度和污染状态。驱动调节部56可在调节可动给料器18、箱式输送机27、筛选台36、移送台42的速度的同时调节振动筛24、34、44和吸附器45及送风机46等的强度。在将可动给料器18用到系统上的情况下，路径转换部58通过阻尼器限制移送路径。
本发明并不限定于所记载的实施例，可在不脱离本发明的思想及范围的情况下对本发明实施多种修改及变形，这对本发明所属技术领域的普通技术人员而言是不言而喻的。因此，这种变形例或修改例应解释为属于本发明的发明要求保护范围。
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