[發明專利]具有外殼集成冷卻系統的爐系統

有效

• 申請號: 201280038052.7
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103765143A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: T·R·多爾蒂;D·J·布特蘭德
• 申請（專利權）人: BTU國際公司
• 主分類號: F27B9/24
• 分類號: F27B9/24;F27D11/12;H01L21/67;H01L21/677
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王瓊先;蔡勝利

背景技術

太陽能電池或光伏電池通過在太陽能電池晶片的頂部和底部上以期望的圖案沉積導電油墨而制造。將晶片在爐系統中熱處理以干燥導電油墨并且燒掉粘結劑和其他材料，然后材料被焙燒以在晶片表面上形成金屬化圖案。用于這種金屬化工藝的爐系統通常使用紅外線加熱燈以提供處理晶片所需的快速熱處理環境。

已知的晶片焙燒爐通常具有的特點為包括三段：在入口處的干燥區，在所述入口處將晶片裝入爐內；燃盡/焙燒區，其一般被認為是中間區；以及位于末端處并具有取出晶片的出口的冷卻段。在一些晶片焙燒爐中，單帶輸送機用于移動晶片來穿過所述各段，并且因此，晶片以相同的速度移動穿過各段。可選地，考慮到帶速取決于段的變化，已知的多帶結構中單獨的帶運行穿過每段。

已知的是，晶片應在其已達到其最高溫度后被迅速冷卻，從而確保最高質量的晶片。然而，由于把晶片從燃盡/焙燒區轉移到冷卻區所必需的時間，已知的爐導致已加熱的晶片滯留在這種高溫下。

所需要的是一個晶片處理爐，其提供了溫度下的最小滯留時間連同非常快的冷卻曲線。

發明內容

紅外焙燒爐包括外殼集成冷卻系統，以在冷卻過程中提供作為第一步的高性能的冷卻。該冷卻系統包括冷卻歧管，所述冷卻歧管被集成到外殼中并由與鄰近的焙燒區相同的外殼材料制成。因為冷卻系統由與外殼其余部分相同的材料制成，所述冷卻歧管可以應付被暴露于較高的溫度。所述冷卻系統定位成使得其出口的平面相對于下方通過的產品處在特定間隙的水平面處。當產品從冷卻歧管下經過時，空氣的高壓冷卻射流朝向產品被向下引導，從而迅速地把產品的溫度從較高的焙燒溫度降低，并且最小化產品在較高溫度下的滯留時間。

附圖說明

參照以下描述結合附圖可以更好地理解本發明的各實施例，其中：

圖1是根據本發明實施例的紅外線爐的框圖；

圖2是圖1的紅外線爐的局部剖視圖；

圖3是根據本發明實施例的外殼集成冷卻歧管的分解圖；

圖4A-4C示出了根據本發明實施例的梯狀通氣件的分解圖；

圖5A是外殼集成冷卻歧管的示意性側視圖；并且

圖5B表示外殼集成冷卻歧管的冷卻曲線。

應當理解的是，為了簡單和清晰地說明，在附圖中所示的元件不一定被準確地或按比例地繪制。例如，一些元件的尺寸可能為了清晰起見而相對于其它元件被夸大，或者幾個物理組件可以被包括在一個功能塊或元件中。此外，在被認為適當的地方，附圖標記在附圖中重復出現以指示相應的或類似的元件。此外，一些在附圖中示出的塊可以被組合成單一的功能。

具體實施方式

在下面的詳細描述中提出了許多具體細節以便徹底理解本發明的各種實施例。本領域普通技術人員所理解的是，本發明的各實施例可以在沒有這些具體細節的情況下被實施。在其他情況下，公知的方法、步驟、組件和結構可能沒有被詳細描述，以便不混淆本發明的各實施例的細節。

根據本發明各種的實施例，爐具備有外殼集成的冷卻系統以在冷卻過程中提供作為第一步的高性能的冷卻。所述冷卻系統包括冷卻歧管，該冷卻歧管被集成到外殼中并由與焙燒區相同的外殼材料制成，并毗鄰焙燒區設置。因為冷卻歧管由與外殼其余部分相同的材料制成，所述冷卻歧管可以應付被暴露于較高的溫度。冷卻歧管定位成使得其出口的平面相對于下方通過的產品處在特定間隙的水平面處。當產品從冷卻歧管下經過時，空氣的高壓冷卻射流朝向產品被向下引導，從而迅速地把產品的溫度從較高的焙燒溫度降低，藉此最小化產品在較高溫度下的滯留時間。外殼可以由絕熱體磚或其它已知的絕熱材料制成。

現在參照圖1，根據本發明一個實施例的紅外線爐系統100包括通常已知為相繼連續布置的干燥段102、燃盡/焙燒段104和冷卻段106。高性能對流(HPC)冷卻器段108位于冷卻段106之后。

在操作中，要處理的工件(諸如晶片或其它物體或產品)被放入干燥段102起始處的開口110中，并且例如借助輸送帶等從一個段向前移動到下一段。如通常所知的，晶片例如取決于工藝、技術和晶片類型而暴露于不同的氣體和溫度下。然而，處理晶片的詳情對于本發明實施例中的操作或描述而言沒有必要，如以下將更詳細描述的。晶片從段106進入HPC冷卻器段108中，然后處理過的晶片在開口112處從HPC冷卻器段108離開。