振动式传送机及用于传送硅碎片的方法

摘要

本发明涉及包含传送机通道的振动式传送机，其具有由硅制造的传送机表面，塑料元件提供在所述传送机通道的基体和所述传送机表面之间。本发明还涉及用于传送硅碎片的方法。

权利要求

1.一种具有传送机斜槽的振动式传送机，其包括由硅组成的传送机表面，其中，在所述传送机斜槽的基体和所述传送机表面之间提供由PU、PP、PE、PVDF或PA组成塑料元件，所述塑料元件和形成所述传送机表面的硅彼此粘合结合以形成支撑板，所述支撑板布置在所述传送机斜槽中并且固定，所述支撑板通过夹紧楔或其他夹紧机构夹紧在所述传送机斜槽中。

2.根据权利要求1所述的振动式传送机，其中，所述支撑板环圆周地螺栓连接至所述传送机斜槽上或连接至传送机斜槽底部。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的振动式传送机，进一步包括由塑料组成的侧向部件，所述侧向部件紧固在所述传送机斜槽上，并且夹紧所述支撑板。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的振动式传送机，其中，所述由硅组成的传送机表面部分覆盖有PU片。

5.一种具有传送机斜槽的振动式传送机，其包括由硅组成的传送机表面，其中，在所述传送机斜槽的基体和所述传送机表面之间提供由PU、PP、PE、PVDF或PA组成塑料元件，所述塑料元件是使用塑料的传送机斜槽的包层，并且通过由硅组成的包层部件形成所述传送机表面，由所述塑料元件组成的包层固定在所述传送机斜槽中，所述由硅组成的包层部件布置在所述传送机斜槽中并且固定，所述包层和所述包层部件通过夹紧楔或其他夹紧机构夹紧在所述传送机斜槽中。

6.根据权利要求5所述的振动式传送机，其中，所述包层和所述包层部件环圆周地螺栓连接至所述传送机斜槽上或连接至传送机斜槽底部。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的振动式传送机，进一步包括由塑料组成的侧向部件，所述侧向部件紧固在所述传送机斜槽上，并且夹紧所述包层和所述包层部件。

8.根据权利要求5至6中任一项所述的振动式传送机，其中，所述由硅组成的传送机表面部分覆盖有PU片。

9.一种用于传送硅块的方法，其中，所述硅块在权利要求1至8中任一项所述的振动式传送机的传送机表面上传送。

说明书

振动式传送机及用于传送硅碎片的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于传送硅块(silicon chunk)的方法。本发明还涉及振动式传送机(vibrating conveyor)。

背景技术

[0002] 例如通过在加热基板(substrate)上化学气相沉积高纯度氯硅烷气体来生产高纯度硅。在这种情况下，硅以多晶形式以条棒形式沉积。半导体行业需要的大部分单晶硅是通过Czochralski方法由这些硅条棒(rod)生产。

[0003] 在这种方法中，将硅块填充到熔化坩埚中。熔化碎片化的硅，并通过晶种(seed crystal)从熔融物中取得单晶硅坯料(ingot)。

[0004] 填充熔化坩埚所需要的硅块是通过粉碎(comminute)在气相沉积过程中产生的多晶硅条棒而获得的。例如，将金属钳(metal jaw)或滚碎机(roll crusher)、锤子或凿子(chisel)用作破碎工具。

[0005] 在易碎的硅棒污染之后，可以在这些块的尖锐边缘表面(sharp-edged surface)上检测到不期望的微粒和外来的原子。这些微粒通常是灰尘，其在硅的粉碎过程中以及在这些块的运输过程中产生的；外来的原子特别地来自破碎工具。

[0006] 在熔化坩埚中熔化碎片化硅之前，必须去除这些污染物。这通常通过使用酸或酸混合物进行蚀刻处理(这去除材料)，并且随后使用水清洗来完成。

[0007] 尖锐边缘块(sharp-edged chunk)的较大比表面具有严重缺点，并且特别地引起了

[0008] -用于去除材料处理的大量酸消耗，

[0009] -当将碎片化硅传送至清洗浴中时，大量酸扩散通过表面粘附的酸膜，以及清洗水的相关污染，以及

[0010] -凹切(undercut)蚀刻这些块边缘。

[0011] 因此，US 6375011 B1已经提出了用于传送碎片化硅的方法，其中，在振动式传送机的由超纯硅制造的传送机表面上传送硅块。

[0012] 在这种情况下，当在振动式传送机的振动式传送机表面上传送时，将尖锐边缘硅块圆化(round)。减少了硅块的比表面，并且磨掉(ground off)了表面粘附的污染物。

[0013] 通过第一振动式传送机单元圆化的碎片化硅可以在第二振动式传送机单元上传送。其传送机表面由平行布置的超纯硅板组成，其通过侧向紧固设备进行固定。超纯硅板具有通道开口(passage opening)，例如孔(aperture)的形式。用于侧向限定传送机表面的传送机边缘同样也由超纯硅板制成，例如通过支架(holder)进行固定。由超纯硅板制成的传送机表面由钢板和可选地阻尼垫(damping mat)支撑。

[0014] 然而，已经发现在操作这种振动式传送机单元的过程中，可能发生传送机表面的硅包层的松散以及甚至破裂。此外，因此在传送过程中也具有产品污染的风险。

发明内容

[0015] 这引出了本发明的目的。

[0016] 通过具有传送机斜槽(chute)的振动式传送机实现该目的，其包括由硅组成的传送机表面，其中在传送机斜槽基体和传送机表面之间提供塑料元件。

[0017] 优选地，如上所述的振动式传送机，其中，所述塑料元件是由塑料组成的支撑板，在所述支撑板上存在形成所述传送机表面的硅。

[0018] 优选地，如上所述的振动式传送机，其中，所述塑料元件是使用塑料的传送机斜槽的包层，并且其中，通过由硅组成的包层部件形成所述传送机表面。

[0019] 优选地，如上所述的振动式传送机，其中，所述塑料元件和硅粘合结合至支撑板，所述支撑板布置在所述传送机斜槽中并且固定。

[0020] 优选地，如上所述的振动式传送机，其中，所述包层部件或支撑板环圆周地螺栓连接至所述传送机斜槽上或连接至传送机斜槽底部。

[0021] 优选地，如上所述的振动式传送机，其中，所述包层部件或支撑板通过夹紧楔或其他夹紧机构夹紧在所述传送机斜槽中。

[0022] 优选地，如上所述的振动式传送机，进一步包括由塑料组成的侧向部件，所述侧向部件紧固在所述传送机斜槽上，并且夹紧包层部件或支撑板。

[0023] 优选地，如上所述的振动式传送机，其中，所述塑料部件由PU、PP、PE、PVDF或PA组成。

[0024] 优选地，如上所述的振动式传送机，其中，由硅组成的所述传送机表面部分覆盖有PU片。

[0025] 还通过用于传送硅块的方法实现该目的，其中，在如上所述的振动式传送机的传送机表面上传送硅块。

[0026] 通过快速振动移动传送机表面，优选地具有较小的振幅，具体地为向前/向上和向后/向下。

[0027] 由此，位于传送机表面上的硅块被设置为流体向前移动，其范围从滑动移动(sliding movement)到投掷移动(throwing movement)。

[0028] 在这种情况下，硅块的全部侧面交替地面朝向硅表面。

[0029] 作为硅块在硅表面上的滑动移动和投掷移动的结果，边缘被破坏并且磨掉(ground off)了表面粘附的污染物，从而可以观察到均匀的圆滑(rounding)的块。

[0030] 形成的灰尘优选地与硅块流(silicon chunk flow)分离(例如通过抽吸设备(suction device)，优选地沿着传送机路径，并且特别优选地在出口处)。

[0031] 通过使用电磁铁或永磁铁(例如安装在出口处)，优选地将磁性微粒与硅块流分离。

[0032] 通过塑料元件保护由硅组成的传送机表面(优选地布置为由超纯硅组成的包层)，在传送过程中避免了与传送机斜槽的基体材料直接接触。

[0033] 传送机表面优选地以平面形式，或以槽(trough)或管(tube)的形状形成。

[0034] 在本发明的上下文中，超纯硅是指具有纯度优选地>99.99％的单晶或多晶硅。

[0035] 优选地，由硅组成的传送机表面与将传送的硅块具有相同的纯度。

[0036] 塑料元件优选地由PU、PP、PE、PVDF、或PA组成。

[0037] 塑料元件优选地为使用塑料的传送机斜槽的包层。由塑料组成的包层部件优选地固定在传送机斜槽中。形成传送机表面的硅元件优选地同样放置在使用塑料的传送机斜槽包层中并且固定。

[0038] 塑料元件优选地是支撑板(support plate)，在该支撑板上存在形成传送机表面的硅。优选地，塑料板和硅包层部件彼此粘性结合。具有硅包层的支撑板优选地固定在传送机斜槽中。

[0039] 通过本发明，可以在传送机斜槽中传送低污染的高纯度碎片化多晶硅。

[0040] 为了获得硅块的最佳传送行为，可以将包层部件充分夹紧(clamp)在传送机斜槽中。

[0041] 松散或放松部件具有有害的影响，其对斜槽的传送行为具有负面影响。

[0042] 使用这种方法，所有上述斜槽的振动范围可以改变并影响传送速度，并且因此影响后续过程的循环速率。

[0043] 为了抵消这种影响，由硅组成的包层部件优选地紧固在共同的支撑板上的组件中。

[0044] 根据传送机斜槽的类型，每个支撑板的螺栓数量为1-n个螺栓(优选地为1-50)。

[0045] 对于支撑板的材料，选择低污染的材料，优选地为不包括添加剂或着色剂的具有80-98A的邵氏硬度的PU。

[0046] 在这种情况下，支撑材料具有2-30mm的限定厚度，特别优选地为3-5mm。

[0047] 优选地使用具有高固有附着力的低污染弹性粘合剂(例如硅酮粘合剂)将硅部件紧固在支撑材料上。

[0048] 将硅包层紧固在代替金属支撑材料的PU支撑材料上的特征在于具有铁的传送产品的低污染。

[0049] 将在支撑材料上制造的包层部件(1-n)放置在传送机斜槽中并根据磨损度进行改变。

[0050] 优选地通过以下提及的一种或多种夹紧机构夹紧嵌入的包层(塑料包层、硅包层、支撑板)：

[0051] ·在传送机斜槽周围延伸低污染螺栓连接(screw connection)，其直接压在包层上

[0052] ·在传送机斜槽中低污染夹紧楔(clamping wedge)，在传送方向上固定包层[0053] ·通过传送机斜槽的侧向部件固定夹紧包层

[0054] ·通过支撑板将Si包层螺栓连接至斜槽底部

[0055] 可以通过传送机斜槽的额外的侧向部件夹紧包层，其优选地通过快速夹紧系统紧固在斜槽上。

[0056] 上述另外的夹紧防止在振动传送期间包层提升或松开。

[0057] 用于侧向部件的材料优选地为PP和PE，其粘性结合至PU垫(mat)，具有60-80A的邵氏硬度PU，或可比较的低污染且抗磨损材料，诸如硅酮。

[0058] 所有聚合物，多种类型的PU和硅酮优选地不包括着色剂或添加剂，例如压碎岩石、炭黑等。

[0059] 为了在传送机斜槽中保护包层不受磨损，并且为了节约成本，将由不同材料制成的分离的垫(mat)(其防止硅块与包层直接接触)优选地紧固在传送机斜槽上。

[0060] 分离的垫材料优选地为具有60-80A邵氏硬度的PU。

[0061] 本发明还涉及另一种类型的传送机斜槽包层。例如，其可以通过特殊塑料完成。

[0062] 优选地，在这种情况下，可以使用诸如具有60-98A邵氏硬度的PU的低污染且高耐磨的塑料。

[0063] 在这种情况下，紧固的特性是通过与硅包层相同方式实施的。

[0064] 使用特殊注射模塑的PU部件封装直接接触的轴承部件或直接邻近产物的部件，或使用PU喷雾涂覆包覆整个框架的表面。

[0065] 合格的材料是具有65-98A邵氏硬度且不添加添加剂的PU涂覆系统。