[发明专利]一种高强度碳化硅悬臂桨及其制备方法

说明书

本发明涉及光伏行业的技术领域，特别是涉及一种高强度碳化硅悬臂桨及其制备方法，大大提高碳化硅悬臂桨的强度，提高渗层致密性，提高其使用可靠性；包括悬臂桨本体，悬臂桨本体包括固定区、过渡区以及负载区，所述过渡区左端设置有凸起，所述固定区设置有与凸起滑动配合的凹槽。

技术领域

本发明涉及光伏行业的技术领域，特别是涉及一种高强度碳化硅悬臂桨及其制备方法。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。目前国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工1片或多片晶圆。随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，使得晶圆加工出现了新的数据特点。同时，特征尺寸的减小，使得晶圆加工时，空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大，而随着洁净的提高，颗粒数也出现了新的数据特点。

在太阳能光伏电池PN结扩散掺杂设备—扩散炉和半导体制造业中对硅晶圆片进行热生长氧化的高温氧化扩散炉中，悬臂桨是设备中晶圆装载系统的关键部件，可以保证晶圆与炉管的同心度，进而使扩散、氧化更均匀。特别是碳化硅悬臂桨具有高强度、高纯度、高导热、无气孔、耐酸碱腐蚀、高温下无污染、不变形及良好的抗热震稳定性、载重量大等特点，避免了与炉管的直接接触，延长了炉管的使用寿命，解决了其它材质悬臂桨易断裂，载重量小，成本高的问题。

碳化硅悬臂桨包括三个部分，即固定区、过渡区和负载区。其中，固定区是空心并且是带有圆角的方形管，断面可以是正方形；也可以是长方形，现有技术中碳化硅悬臂桨的制作工艺有多种，但碳化硅悬臂桨的合格率并不高，其中一种合格率较高的制作工艺是采用反应烧结，该制作工艺通常包括以下步骤：制作底模；用底模制作生产模具；注浆成型；干燥；素坯修整；烧结。

上述方法制得的碳化硅悬臂桨存在强度低，在Si扩散的同时会伴随空洞出现,导致渗硅层内有许多孔隙,渗层不致密,严重影响碳化硅悬臂桨的使用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种高强度碳化硅悬臂桨，大大提高碳化硅悬臂桨的强度，提高渗层致密性，提高其使用可靠性。

本发明的另一个目的在于提供一种高强度碳化硅悬臂桨的制备方法。

本发明的一种高强度碳化硅悬臂桨，包括悬臂桨本体，悬臂桨本体包括固定区、过渡区以及负载区，所述过渡区左端设置有凸起，所述固定区设置有与凸起滑动配合的凹槽。

本发明的一种高强度碳化硅悬臂桨，所述凸起处于过渡区端面的中部，凸起截面积为过渡区端面截面积的50％。

本发明的一种高强度碳化硅悬臂桨，所述凸起与过渡区以及负载区一体成型。

本发明的一种高强度碳化硅悬臂桨的制备方法，包括以下步骤：

S1、制作挤出成型模具，挤出成型模具的形状与固定区的形状大小相匹配；

S2、将S1中挤出成型模具安装在挤出机的机头，向挤出机料筒内放入泥料，挤出泥料至挤出成型模具，形成带有凹槽的固定区管坯；

S3、制作过渡区以及负载区模具，过渡区以及负载区模具分别与过渡区以及负载区的形状大小相匹配；

S4、通过过渡区、凸起以及负载区模具制作带有凸起的过渡区以及负载区坯体；

S5、将带有凹槽的固定区管坯以及带有凸起的过渡区以及负载区坯体送入至干燥室烘干，干燥室温度为50-60摄氏度，干燥时间为30-40h；

S6、将S5中带有凹槽的固定区管坯以及带有凸起的过渡区以及负载区坯体的缺陷进行修整；