[發明專利]氣浮輥道式半導體器件熱處理爐

有效

• 申請號: 201310576842.7
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103557701A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 袁向東;許穎;袁瑒
• 申請（專利權）人: 北京金晟陽光科技有限公司;袁向東;許穎
• 主分類號: F27B9/30
• 分類號: F27B9/30;F27D5/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本發明涉及一種氣浮輥道式半導體器件熱處理爐，可用于太陽電池片等半導體器件的燒結熱處理或擴散熱處理。

背景技術

在太陽電池的整個生產工藝流程中，擴散、印刷和燒結三道工序是最主要的。其中，燒結工藝主要用于烘干印刷在硅片表面的漿料，燒掉從漿料中揮發出的有機溶劑，同步燒結太陽電池硅片的正反面，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，燒結質量的好壞直接影響太陽電池的轉換效率。

通常，被燒結的電池片正面印刷有銀漿、背面印刷有鋁背場和背銀，目前無論是普遍使用的網帶式燒結爐、還是近期問世的輥道式燒結爐，都需要依次經過預熱排膠區、升溫區、燒結區和降溫區完成整個燒結過程，在燒結過程中，需要將銀漿和鋁漿中的有機物燃燒排出爐體外，為了利于有機物的燃燒和排出，一般向爐膛內通入潔凈的壓縮空氣，目前一般是通過爐體的內壁向爐內通氣，對氣流的走向、壓力、流量有較高的要求。對于輥道式燒結爐來說，由于印刷有漿料的硅片在旋轉輥軸的摩擦力作用下進行傳輸，如果用普通的等徑輥軸，高溫下鋁背場熔化后會發生鋁背場和輥軸的粘連問題，專利CN102439738A介紹了一種臺階輥，雖可最大限度地解決粘連問題，但在硅片二個邊緣部位還是會留下輥道的印痕，這種結構，對輥軸的加工和安裝精度要求極高，否則會出現硅片跑偏的問題。

當電池片在進行擴散熱處理制備PN結時，需要爐內保持潔凈的氣氛，一般通入潔凈的氮氣作為保護氣體，而作為連續作業的輥道式熱處理爐，要做到完全密閉是很難的。專利CN1936474A中闡述了一種輥道爐床熱處理爐中的防塵裝置，在該爐體側壁上、比輥子管穿孔高的上方位置，安裝著設有開口的清潔空氣管道，防止爐體以外的塵埃進入爐體，該專利通入的潔凈氣體僅僅在爐體二側起到防止外部灰塵進入爐內的保護作用，并不能從根本上改善爐內氣氛和環境。

為此，申請人發明了一種氣浮輥道式半導體器件熱處理爐，可有效解決太陽電池燒結和擴散時存在的上述問題。

發明內容

針對現有技術的弊端，本發明的目的是提供一種氣浮輥道式半導體器件熱處理爐，從根本上保證爐內核心擴散區域的氣氛和潔凈度，從而提高了擴散效果和質量。

本發明所述的氣浮輥道式半導體器件熱處理爐中，傳輸半導體器件的輥道由若干條水平排列、可以沿自身軸線往復轉動的輥軸組成，至少一部分輥軸為空心輥軸，在空心輥軸上半導體器件經過的部位沿徑向方向設置有若干通氣孔，在空心輥軸的至少一端通過旋轉接頭與進氣管連接，從進氣管可以通入潔凈的壓縮空氣或其他必要的氣體，通過空心輥軸上的通氣孔進入到半導體器件經過的爐膛部位。

優選的是，從空心輥軸上的通氣孔進入爐膛的氣體，在半導體器件與空心輥軸表面之間形成一層氣膜，半導體器件在氣膜的作用下進行傳輸。

優選的是，通過空心輥軸上的通氣孔吹出的氣體的壓力要能夠使半導體器件瞬間離開傳輸輥軸的表面。

優選的是，在空心輥軸上半導體器件經過的設置有若干通氣孔的部位，設置有至少一個中間凹、兩邊凸的臺階，半導體器件在兩邊凸起臺階的支撐和摩擦力作用下水平移動，半導體器件與通氣孔之間離開一定距離，氣體可以無障礙地從半導體器件下面進入爐膛，以便于在半導體器件和輥軸之間形成氣膜、以及氣體均勻地到達半導體器件周圍。

優選的是，在空心輥軸上沿徑向方向設置的若干通氣孔，可以與空心輥軸的軸心垂直、也可以向半導體器件前進方向傾斜一定的角度。

優選的是，在空心輥軸上沿徑向方向設置的若干通氣孔，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，以達到氣體的均勻分布。

優選的是，空心輥軸的材質是石英玻璃管、石英陶瓷管、氧化鋁陶瓷管、氮化硅陶瓷管等對半導體器件或熱處理工藝不造成污染的材料。

優選的是，所述的半導體器件可以是硅片、鍺片、砷化鎵片、藍寶石片或其他可以進行PN結摻雜的材料。

本發明具有如下有益效果：