[实用新型]脱模工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅铸锭的生产设备领域，具体而言，涉及一种脱模工具。

背景技术

多晶硅铸锭过程中，采用石英陶瓷坩埚作为硅料的承载模具，在整个铸锭过程中石英陶瓷坩埚随硅料一起在热场内部完成整个硅料的再结晶过程，在上述过程中，石英陶瓷坩埚也伴随着高温过程中晶体转变的过程。石英陶瓷坩埚随温度变化的具体描述如下：

当石英陶瓷坩埚加热到573°C时，坩埚中的β-石英就迅速转变为α-石英，这时坩埚体积膨胀0.82%。温度继续升高，当坩埚内缺乏低熔点液相（溶剂）时，在1000°C～1450°C范围内α-石英会缓慢转化为α-白硅石，但若是在1400°C～1450°C停留较长时间，α-白硅石会转变为α-鳞石英。当坩埚内有低熔点液相出现时，α-石英能于1200°C～1460°C经过半稳定型的α-白硅石转变为α-鳞石英。当温度大于1470°C时，α-鳞石英又转变为α-白硅石；当温度高于1710°C时，α-白硅石熔化为石英玻璃。

α-石英转变为α-白硅石时，体积膨胀为15.4%，转变为α-鳞石英时体积膨胀为16%，故坩埚烧成时有很大的体积膨胀。在温度1450°C下坩埚内的矿物结晶有：α-鳞石英，α-白硅石，未经转变的α-石英及少许石英玻璃。

将已经烧成的坩埚冷却下来，这时坩埚中的二氧化硅结晶不是沿原来的途径变化，而是发生各晶体的高低型转变。最后变为γ-鳞石英，β-白硅石，β-石英和石英玻璃。在使用过程中，坩埚中的二氧化硅结晶首先按高低型转变，而在高温长期使用时，坩埚中的α-鳞石英转变为α-白硅石。

在铸锭过程中，硅料熔化过程中的热场内温度高达1560°C，整个硅锭铸造过程中温度在1450°C以上的时间也在10小时以上，因此坩埚在多晶硅铸锭炉内会经过多种晶体转变。硅锭结晶完成出炉后，温度降低为常温，坩埚晶体又变回β-石英态，此时坩埚内部二氧化硅已经经过高温烧结，其强度变大，现有工具很难将坩埚打碎，硅锭结晶完成后与坩埚紧密接触，多晶硅锭为脆性材质，很容易受到外力而破裂，因此造成多晶硅锭与坩埚脱模困难、脱模工具难以操作的问题。

现有技术中，图1示出了现有技术的脱模工具的结构示意图。多晶硅锭出炉后与石英陶瓷坩埚脱模主要采用该脱模工具10填缝（多晶硅锭与石英陶瓷坩埚之间缝隙较小，因此需要脱模工具分离坩埚与硅锭），然后使用锤型工具在坩埚外壁上进行轻微敲打，坩埚在敲击下破碎，从而完成硅锭脱模过程。或是如图2所示，再接将脱模工具10插入到坩埚30与硅锭20的缝隙中以硅锭20为撬点，向外直接撬动坩埚30，在脱模工具的撬动下强力破碎坩埚侧壁，最终完成脱模过程。

现有方法中，使坩埚与硅锭脱模的过程中，锤型工具敲打坩埚外壁时着力大小很难控制，用力过大会造成坩埚内的硅锭产生裂纹；用力过小无法破坏坩埚壁，起不到脱模效果。

另一方面，采用脱模工具插入到坩埚与硅锭之间的缝隙后进行强力撬动以破碎坩埚，由于以硅锭为撬点，硅锭局部受力过大，硅锭易产生隐性裂纹，破坏硅锭晶体的完整性，影响硅锭质量。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种脱模工具，使用该脱模工具进行硅锭脱模可以有效防止硅锭脱模过程中造成的硅锭易出现裂纹的现象，提高硅锭质量。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种脱模工具，用于硅锭铸造后分离硅锭与坩埚，脱模工具包括：本体部，包括相对设置的第一端和第二端；抓取部，抓取部的第一端与本体部的第一端连接并沿远离本体部的第一方向延伸，抓取部的第二端形成抓钩；支撑部，支撑部的第一端连接于本体部的第一端和第二端之间并沿第二方向延伸，支撑部的第二端用于与坩埚的外侧壁抵接以为抓取部提供施力支撑点。

进一步地，抓取部为弓形结构，弓形结构的外凸侧朝向远离支撑部的方向设置。

进一步地，抓取部的第二端设置有用于插入坩埚与硅锭之间缝隙的锐化部。

进一步地，抓取部的第二端包括成夹角设置的第一支脚和第二支脚。

进一步地，抓取部的第一端与支撑部的第一端之间的距离大于等于20mm。

进一步地，支撑部与本体部之间的夹角θ大于等于90°且小于等于145°。

进一步地，抓取部的第二端的外缘与本体部的距离H1大于等于20mm。

进一步地，支撑部的第二端的外缘与本体部的距离H2大于距离H1。

进一步地，支撑部为锥形结构，支撑部的第二端的横截面小于支撑部的第一端的横截面。

进一步地，脱模工具还包括手柄，手柄与本体部的第二端连接。