[发明专利]一种硅芯焊接装置及硅芯焊接方法

说明书

本发明提供了一种硅芯焊接装置及方法，属于硅芯制备领域。上述硅芯焊接装置包括壳体、夹持结构、超声波发生器及加热组件；壳体包括安装通孔，安装通孔用于安装硅芯；夹持结构与壳体连接，用于夹持硅芯。超声波发生器设置在壳体内，用于对硅芯进行焊接；加热组件用于对硅芯进行加热。使用时，先将硅芯的焊接面加热至预设温度，然后利用超声波发生器对硅芯进行超声震动；在超声震动的作用下，两个硅芯被焊接在一起形成长度更长的硅芯。由于上述硅芯焊接装置及焊接方法结构简单，操作方便，因此其焊接效率较高。另外，上述硅芯的焊接面处强度较高，从而能够保证生产稳定性。

技术领域

本发明涉及硅芯制备领域，具体而言，涉及一种硅芯焊接装置及硅芯焊接方法。

背景技术

改良西门子法多晶硅生产工艺是通过采用气相沉积工艺进行多晶硅生产，该工艺是通过在硅芯上进行硅沉积从而实现多晶硅的生产。随着多晶硅行业的技术进步，为进一步降低多晶硅生产能耗，行业内普遍采用更大的还原炉进行多晶硅生产，从而导致需要更长的硅芯来进行生产。

目前，长直硅芯主要通过采用搭接、电磁焊接、激光焊接等方式来进行生产，但以上生产方式均存在一定的局限性，采用搭接方式时，由于硅料脆性高的缘故，在还原炉内气流的影响下极易产生断裂，从而影响生产稳定性；采用电磁、激光焊接的方式虽然能够提升焊接稳定性，但在焊接过程中所需时间周期较长，严重限制了硅芯生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅芯焊接装置，其能够保证焊接质量的同时，提升硅芯生产效率。

本发明的另一目的在于提供一种硅芯焊接方法，其采用了上述硅芯焊接装置。

本发明是这样实现的：

一种硅芯焊接装置，包括：

壳体，所述壳体包括安装通孔，所述安装通孔用于安装硅芯；

夹持结构，所述夹持结构与所述壳体连接，用于夹持所述硅芯；

超声波发生器，所述超声波发生器设置在所述壳体内，用于对所述硅芯进行焊接；以及

加热组件，所述加热组件用于对所述硅芯进行加热。

作为优选，所述壳体包括第一部分和第二部分，所述安装通孔贯穿所述第一部分及所述第二部分；所述超声波发生器包括超声变幅杆，所述第一部分及所述第二部分通过所述超声变幅杆连接。

作为优选，包括两个所述超声波发生器，两个所述超声发生器分别位于所述安装孔的两侧。

作为优选，所述超声波发生器的超声变幅杆与所述安装孔的轴线平行设置。

作为优选，所述加热组件为感应线圈，所述感应线圈套设在所述硅芯上。

作为优选，所述加热组件为电弧加热或微波加热结构。

作为优选，所述夹持结构包括两个夹持头；所述夹持头采用耐磨合金支撑；或者，所述夹持头表面涂敷碳化硅或氧化铝涂层。

作为优选，所述夹持结构包括两个夹持组件，所述夹持组件包括夹持头、丝杆及电机；

所述壳体内设置有滑槽，所述夹持头滑动设置在所述滑槽内，所述夹持头的转动自由端被所述滑槽的槽壁限制；所述丝杆与所述夹持头螺纹连接，所述电机与所述丝杆传动连接。

一种硅芯焊接方法，使用了所述的硅芯焊接装置，包括以下步骤：

将待焊接的两个硅芯分别插接在所述安装孔中，并使得两个硅芯的端部抵接；固定其中一个硅芯，将另外一个硅芯利用夹持结构进行夹持；

启动加热装置，对所述两个硅芯的接触处加热至预设温度；

启动超声波发生器，对硅芯进行超声震动。