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          宇電AI二次儀表在太陽(yáng)能石英坩堝中的應用

          更新時(shí)間:2017-06-13      點(diǎn)擊次數:2541

          摘要:本文以常熟華融太陽(yáng)能新型材料有限公司為例,介紹了宇電AI儀表在太陽(yáng)能石英坩堝中的應用。從用表情況、工藝流程、生產(chǎn)原理、應用情況等方面進(jìn)行詳細的描述,通過(guò)實(shí)際應用證明宇電產(chǎn)品在此行業(yè)的成功應用?! ?/p>

          一、引言
             
              常熟華融太陽(yáng)能新型材料有限公司(SPM)是一家新興的致力于研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品---太陽(yáng)能石英坩堝的高科技企業(yè)。該公司在生產(chǎn)中,采用了廈門(mén)宇電自動(dòng)化科技有限公司的二次儀表和無(wú)紙記錄儀進(jìn)行電流監測、液位采集、壓力采集、溫度控制以及過(guò)程組態(tài)、數據記錄等操作,貫穿于石英坩堝熔制、烘干、酸洗、涂鋇整個(gè)生產(chǎn)流程,提高了石英坩堝生產(chǎn)的自動(dòng)化水平,由于儀表的高精度、高穩定性能,在生產(chǎn)過(guò)程中確保了石英坩堝的品質(zhì),而且有效地降低了客戶(hù)能源消耗。
          二、項目介紹

          (一)用表型號:

          (二)項目詳述:
            
            石英坩堝可在1450°以下使用,分透明和不透明兩種。早期的坩堝是全透明的,這種全透明的機構容易引起不均勻的熱傳輸、增加晶棒生長(cháng)的難度,所以這種坩堝幾乎遭到淘汰;現代的坩堝通常是使用電弧法生產(chǎn)的半透明石英坩堝,存在有內外兩層結構,外層是高氣泡密度的區域,稱(chēng)為氣泡復合層,內層是一層3-5mm的透明層,稱(chēng)為氣泡空泛層。石英坩堝具有高純度、耐溫性強、尺寸大精度高、保溫性好、節約能源、質(zhì)量穩定等優(yōu)點(diǎn),世界半導體工業(yè)發(fā)達國家已用此坩堝取代了小的透明石英坩堝,是拉制大直徑單晶硅,發(fā)展大規模集成電路*的基礎材料。

          1、工藝流程:
            

                                圖1  石英坩堝生產(chǎn)工藝圖
            如圖1所示:項目生產(chǎn)產(chǎn)品為石英圓坩堝,主要工藝步驟為模具加料、坩堝熔制爐熔制、成品出爐、尺寸檢驗、酸洗、水洗、超聲清洗、涂鋇、包裝入庫。具體介紹如下:
           ?、偌恿希涸谑>咧屑尤胨柚亓渴⑸?,將模具導入熔制爐內;
           ?、谌壑齐A段:先抽真空,然后通過(guò)3根石墨電極起電弧,熔制階段溫度約1700攝氏度。抽真空帶出部分石英砂粉塵,需收集處理。
           ?、鄢善烦鰻t:經(jīng)過(guò)30~40分鐘的熔制階段后,將電弧關(guān)閉,模具退出熔制爐;
           ?、艹叽鐧z驗:使用卡鉗及卡尺檢驗尺寸大小,合格產(chǎn)品進(jìn)入下一步工序;
           ?、輫娚埃河脟姌寣⑹⑸皣娫谯釄灞砻?,用來(lái)去除表面的附著(zhù)物,噴出的砂由除塵器收集后重復使用,人工操作,設置專(zhuān)門(mén)噴房;
           ?、耷懈睿痕釄迦壑仆戤吅?,模具帶著(zhù)坩堝退出熔制爐,由工人用錘子輕輕敲打模具外表面,使坩堝脫離模具,石墨模具重復使用。一般使用壽命為十幾爐。當石墨模具出現嚴重裂縫或變形時(shí)作報廢處理;
           ?、邫z驗:人工檢驗坩堝尺寸等規格;
           ?、嗲逑矗合人嵯?,將坩堝沒(méi)入(6~8%)HF酸洗槽內洗,然后取出沒(méi)入清水中水洗,然后進(jìn)行高壓清洗及超聲波清洗,去除表面殘余離子;
           ?、嵬夸^:將氫氧化鋇粉末溶于水,坩堝放入涂鋇機內,氫氧化鋇均勻噴涂于坩堝內表面。氫氧化鋇極易與空氣中的CO2反應生BaCO3, 坩堝表面的涂層即為BaCO3。 Ba(OH)2、BaCO3均很穩定,涂鋇過(guò)程中無(wú)Ba離子產(chǎn)生,但Ba(OH)2溶液,BaCO3i沉淀都是對人體有危害的劇毒物質(zhì),操作過(guò)程需作好防護。
           ?、獍b入庫:使用紙箱包裝,叉車(chē)將坩堝送入倉庫。
            
          2、生產(chǎn)原理:
               
            

                                         圖2  石英坩堝生產(chǎn)原理圖
            
           ?、倜鞯纳a(chǎn):將高純石英粉裝入可任意傾動(dòng)角度的旋轉成型模內(在金屬水冷套內插入石墨模具),利用離心力作用和成型棒手工成型,將已成坩堝形的旋轉裝置回轉到電極棒處,然后將電極起弧并插入已成型的粉料腔內,使用其快速熔化成坩堝形狀的熔融石英,經(jīng)冷卻后取出,即完成一個(gè)石英坩堝的毛坯生產(chǎn)。
           ?、谥破烦尚停弘姌O起弧插入已成型的石英粉料腔內,可以手動(dòng)或自動(dòng)升降電極,以保證坩堝上下部的均勻熔化和電極燒蝕后的補償,從而制造出穩定形狀的制品,如圖二所示。
            旋轉成型和回轉機構是將兩個(gè)金屬水冷套(內放石墨模)安放在一個(gè)大的回轉盤(pán)上,已達到一個(gè)處在熔化過(guò)程中,另一個(gè)進(jìn)行成型操作,從而可提高生產(chǎn)效率一倍。
            如果采用多孔石墨,并施以真空,則可以生產(chǎn)出內層透明外層不透明的通用規格的高質(zhì)量坩堝。
            
          3、我司產(chǎn)品在石英坩堝項目中的應用情況

            
          三、結束語(yǔ)
            
            此次的石英坩堝項目是太能產(chǎn)業(yè)集群的一次嘗試,石英坩堝作為拉制單晶硅的載體,在整個(gè)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)鏈中的作用是不容忽視的。宇電的二次儀表在實(shí)踐中為石英坩堝的生產(chǎn)提供了強有力的保障,儀表具有很強的抗干擾性,穩定性達到生產(chǎn)需求,在常熟華融太陽(yáng)能新型材料有限公司的生產(chǎn)過(guò)程中,操作簡(jiǎn)便,現場(chǎng)運行良好,大大提高了石英坩堝生產(chǎn)效率,使其工業(yè)自動(dòng)化水平又躍上一個(gè)新的臺階。并且由于儀表在溫度、壓力、液位、電流等的控制,提升了客戶(hù)產(chǎn)品的品質(zhì),在一定程度上幫助了客戶(hù)塑造良好的品牌形象。

          廈門(mén)宇電自動(dòng)化科技有限公司
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