技术领域
[0001] 本发明涉及晶硅制造技术领域，尤其涉及一种烧结装置及其烧结方法。
相关背景技术
[0002] 在太阳能晶硅板制造工艺中，晶硅片表面局部刷一层金属浆料层，金属浆料层可为银或铝，再将晶硅片放入烧结箱中进行加热烧结，烧结时晶硅片表面的金属层与晶硅片在高温下融合，最终二者形成欧姆接触。烧结工艺包括首先进行的烘干排焦工序，其目的是将浆料中的焦油通过高温挥发出来，由于烘干排焦工序在烧结炉箱内进行，烧结炉箱内形成有指定方向流通的气流，以及时将挥发的焦油排出，但是由于晶硅片沿烧结炉箱长条形摆放，处于气流流动至其流动方向末端的晶硅片时，气流中携带的焦油挥发物含量大大增加，使得该部分晶硅片附近焦油挥发物浓度增大，导致焦油挥发速度减缓，影响排油效率。
具体实施方式
[0030] 下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031] 如图1所示，一种烧结装置，包括烧结箱箱体1、隔箱主体2，隔箱主体2位于烧结箱箱体1内，隔箱主体2底部安装有支撑架一12，支撑架一12位于隔箱主体2两侧，支撑架一12底部与隔箱主体2内底面固定连接。烧结箱箱体1与隔箱主体2同轴设置。
[0032] 如图1所示，烧结箱箱体1、隔箱主体2均轴向贯通(图1中左右贯通)，隔箱主体2外壁与烧结箱箱体1内壁之间形成有流道一7，烧结箱箱体1轴向右侧一端进气，左侧一端出气，即流道一7内的气流从右往左流动。
[0033] 如图1所示，烧结箱箱体1轴向右侧端端面安装有端盖二19，端盖二19将烧结箱箱体1右端封闭，端盖二19安装有气管一191，气管一191为金属软管，气管一191连接热气气源。
[0034] 如图1、2所示，烧结箱箱体1顶部可拆卸安装有顶盖11，顶盖11打开后可对烧结箱箱体1内进行操作。
[0035] 如图1所示，烧结箱箱体1轴向左侧一端端面安装有端盖一16，端盖一16将烧结箱箱体1左侧端面封闭，端盖一16设有多个轴向贯通的通孔161，以供流道一7内的气体排出。
[0036] 如图1所示，端盖一16安装有主杆17，主杆17左侧一端插入端盖一16固定，主杆17向右侧伸出端盖一16形成悬臂状态，主杆17伸出端盖一16部分安装有支撑架二13，支撑架二13上端托住主杆17以使主杆17保持稳定，支撑架二13底部与烧结箱箱体1底部内壁固定。主杆17远离端盖一16的右侧端插入隔箱主体2内，隔箱主体2与主杆17同轴设置。
[0037] 如图1所示，烧结箱箱体1内底面安装有支撑架三14，支撑架三14上端固定有垫块141，垫块141上端安装有气缸15，气缸15输出端连接有滑杆18，滑杆18与主杆17同轴设置，滑杆18能够沿主杆17轴向左右移动，以使滑杆18能够靠近并抵接主杆17或远离主杆17。滑杆18固定安装有封盖42，封盖42套在滑杆18外壁。滑杆18移动至抵接主杆17时，封盖42封堵隔箱主体2轴向右端端面，以使隔箱主体2进气端与流道一7分隔。封盖42设有进气口并在进气口处安装有气管二43，气管二43为金属软管，气管二43右侧穿过端盖二19并连接热气气源。
[0038] 如图1、图2所示，主杆17安装有模块5，模块5为长方体状，且为长条形，模块5一侧设有槽体51，槽体51贯通模块5一侧侧壁，主杆17能够插入槽体51，主杆17部分外壁与槽体51内壁贴合，主杆17为圆柱形，模块5能够沿主杆17外壁旋转。
[0039] 如图1、图2所示，模块5能够安装工件体6，具体来说，结合图3，模块5侧面安装有限位块52、挡块53，限位块52、挡块53分别位于工件体6两侧，结合图4，限位块52设有限位槽521、挡块53设有插槽531，工件体6两侧分别位于限位槽521、插槽531内，以形成限位。图3中，挡块53安装有滑杆54，滑杆54能够抵住工件体6，以对工件体6形成限位，滑杆54通过弹簧55对工件体6形成弹性压紧。
[0040] 如图2所示，工件体6安装在模块5上、左、右三个面上，结合图1，工件体6沿模块5轴向分布有多个。
[0041] 如图1所示，模块5外壁与隔箱主体2内壁之间形成有流道二8,通过气管二43向流道二8内通入气体后，气体流通方向与流道一7内的气体流通方向相同，隔箱主体2周向外壁设有通气孔，具体来说，隔箱主体2周向外壁设有孔道一21，隔箱主体2包括位于顶部的盖板22，盖板22设有孔道二221，通气孔包括孔道一21、孔道二221。
[0042] 孔道一21轴向两端、孔道二221轴向两端均分别连通流道一7、流道二8，通过向气管一191、气管二43分别通入热空气，根据伯努利原理，气体流速越大压强越小。在烧结阶段，控制流道一7内气体流速小于流道二8内气体流速，流道一7内气体压力大于流道二8内气体压力，流道一7内的部分气体沿孔道一21、孔道二221流入流道二8内。此时用于烧结的空气沿流道一7流通时，工件体6吸收热量并将热量用于工件体6中晶硅片与浆料层61之间的融合，在流道二8内气体流通方向末端，气体温度下降，使得烧结温度存在线性差异。而在烧结过程中，烧结温度所需控制范围较窄(温差控制在1℃以内)，一旦超出温度范围容易产生废品，烧结时工件体6与浆料层61熔融并相互产生结合，在此过程中会吸收热量，使得流道二8内气体温度产生变化，因此精准温控是保证成型质量的关键因素。流道一7内空气温度与流道二8内空气温度保持一致，通过流道一7内的部分气体沿孔道一21、孔道二221流入流道二8内，以补充流道二8流失的热量，从而有利于维持流道二8内温度的稳定性，提高成品质量。
[0043] 在烘干排焦阶段，工件体6的浆料层61在烘干温度(烘干温度低于烧结温度)下，浆料层61的焦油挥发，控制流道一7内气体流速大于流道二8内气体流速，使得流道一7内气体压力小于流道二8内气体压力，流道二8内的部分气体沿孔道一21、孔道二221流入流道一7内，挥发的部分焦油气体随之流至流道一7，从而使流道二8内的焦油气体浓度降低，以提高浆料层61的焦油挥发效率，并提高沿流道二8流动方向分布的多个工件体6焦油挥发的均匀性，防止位于流道二8流动方向末端(即模块5靠近左端位置处)的工件体6附近焦油挥发气体浓度较高而导致挥发效率过低。
[0044] 如图1所示，主杆17安装有压板一3，压板一3内壁与主杆17通过轴承一31连接，压板一3外壁固定连接有齿环32，压板一3插入齿环32，齿环32外周啮合有齿轮3，齿轮3通过电机34驱动旋转，并最终使得压板一3旋转。
[0045] 滑杆18安装有压板二4，压板二4内壁与滑杆18通过轴承二41连接，模块5位于压板一3与压板二4之间，滑杆18向左侧滑动并抵接主杆17时，压板一3与压板二4分别压紧模块5，以使压板一3转动时能够带动压板二4、模块5同步转动，模块5转动速度控制在12r/min‑
20r/min,模块5转动速度较缓，以防止模块5转速过快而导致产生较多额外风力影响流道二
8内的空气流通环境，给温度控制带来额外影响因素。同时，通过模块5转动，使得模块5上各个工件体6的浆料层61受热均匀，有利于质量控制。
[0046] 一种烧结方法，使用上述烧结装置，烧结方法的具体步骤为：
[0047] S1入料：
[0048] 将工件体6安装到模块5，结合图3、图4，工件体6穿过限位槽521并插入插槽531，工件体6插入插槽531时推开滑杆54，滑杆54在弹簧55作用下压住工件体6，防止工件体6滑脱；
[0049] 如图2所示，打开顶盖11、盖板22，将模块5的槽体51朝下挂在主杆17上，气缸15驱动滑杆18往左侧滑动以使压板二4与压板一3将模块5轴向两端压紧；
[0050] 关闭顶盖11、盖板22。
[0051] S2烘干排焦：
[0052] 气管一191、气管二43分别通入相同温度干燥热空气，以使流道一7、流道二8内形成空气流通并对工件体6的浆料层61进行烘干，热空气流将浆料层61的焦油快速挥发，流道一7、流道二8的空气流通方向均从右往左，通过控制流道一7内气体流速大于流道二8内气体流速，使得流道一7内气体压力小于流道二8内气体压力，流道二8内的部分气体沿孔道一21、孔道二221流入流道一7内，挥发的部分焦油气体随之流至流道一7，从而使流道二8内的焦油气体浓度降低，以提高浆料层61的焦油挥发效率。
[0053] S3烧结：
[0054] 气管一191、气管二43分别通入相同温度的干燥热空气(与S2步骤相比此时通入的空气温度更高)，以使流道一7、流道二8内形成空气流通并对工件体6的浆料层61产生烧结作用，流道一7、流道二8的空气流通方向均从右往左。通过控制流道一7内气体流速小于流道二8内气体流速，流道一7内气体压力大于流道二8内气体压力，以使流道一7内的部分气体沿孔道一21、孔道二221流入流道二8内，以补充流道二8内空气对工件体6的浆料层61产生烧结作用后流失的热量，从而有利于维持流道二8内温度的稳定性，提高成品质量。
[0055] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
