用於矽基電路的乾燥設備及方法
2024-03-06 07:01:15 2
專利名稱：用於矽基電路的乾燥設備及方法
技術領域：
本發明涉及一種烘乾或乾燥單層或多層的矽基電路(silicon-basedelectronic circuit)的設備及相關方法，該電路特別是但不僅是諸如光伏電池(photovoltaic cells)。
背景技術：
單層或多層以矽或氧化鋁為基礎的電路是公知的，特別是但不僅是諸如光伏電 池。 這種類型的光伏電池通常具有約16cmX16cm的大小，但也可以更小，通常需要在 已有的適當的乾燥設備中進行乾燥處理。 已有的乾燥設備包括基本上直線型設計的乾燥箱，乾燥箱包括保持在預定溫度的
乾燥室，或者包括順次地處於規定的不同溫度的兩個或更多的區域，其中每個區域都具有
特定的溫度，相對臨近的區域具有與所需的乾燥和/或烘乾循環相關的溫度。 傳送帶通常具有鏈環(links)，但是也有其它的類型，在傳送帶上相繼地順序放置
電路，傳送帶進入乾燥箱，並持續地前進，使將要乾燥和/或烘乾的電路在乾燥箱中停留一
段所需的時間，通常為約45分鐘，以實現預定的乾燥循環。 這些已有設備的一個缺點是，為了使設備具有限定的大小並假設每個電路的總平
面面積大約為20cmX 20cm，設備具有有限的在每小時幾百片範圍內的生產率。 相反的，為了獲得較高的生產率，例如每小時1000至3000片，設備必須非常長，例
如在200至600米之間，並且以非常高的速度傳送電路，例如每分鐘4至13米，因此既不經
濟又是實際上難以實現。 此外，由於電路的重量太輕，電路沿著傳送帶相當快速的移動必然會存在使電 路從傳送帶上脫落的風險。為了防止這種情況，已知可以使用與傳送帶關聯的吸引裝置 (suction device)，這種吸引裝置一方面將電路保持在傳送帶上，然而另一方面也使乾燥 箱更加複雜和昂貴。 在申請人與本申請同名的歐洲專利EP-B-1. 041. 865中公開了一種製造多層電路 的設備，這種設備具有乾燥箱，在乾燥箱的內部，電路以步進的間歇速度向前移動。然而，這 種已知的乾燥箱也不能獲得高的生產率。 因此，本發明的目的在於克服現有技術的缺點，並獲得一種用於矽基電路的乾燥
設備，這種設備能夠獲得在每小時幾千片範圍內的高生產率，而並不佔用太多的空間，或
者無論如何還可以與工業倉庫的典型尺寸相匹配，這種設備也能夠減少用於烘乾所需的熱
能、減少所需的材料、減少結構的體積和複雜度以及改善乾燥和/或烘乾循環。 申請人:設計、檢驗並實施了本發明以克服現有技術的缺點並獲得這些或其它的目
的與優點。
發明內容
在獨立權利要求中，列出並描述了本發明，而從屬權利要求描述了本發明的其它 特徵或者對主要發明思想的變型。 根據上述目的，一種用於矽基電路、特別是光伏電池的乾燥設備包括具有乾燥室 的乾燥箱，所述乾燥室具有入口和出口 ，通過所述入口能夠使矽基電路進入所述乾燥室內 以經受至少一次乾燥循環，通過所述出口能夠使矽基電路移出，在所述乾燥室內設置有能 夠乾燥所述矽基電路的乾燥單元。所述乾燥設備還包括能夠沿著在所述入口和所述出口之 間的前進方向在所述乾燥室內傳送矽基電路的輸運單元。 根據本發明的特徵，所述輸運單元包括閉合環裝置，在所述閉合環裝置上能夠安
裝多個支撐部件，每個支撐部件包括疊放設置的多個支撐導向元件，在每個所述支撐導向
元件上能夠放置一個矽基電路。此外，致動裝置連接到所述閉合環裝置，以給所述支撐部件
提供在所述乾燥室內前進的、與所述乾燥循環的持續時間相關的預定速度。 有益地，每個支撐部件能夠支撐約40至60個電路，或者更多。 根據本發明的乾燥設備因此具有在每小時幾千片範圍內的較高生產率，這是因為
在對應於一個乾燥循環的持續時間內，乾燥了許多矽基電路，比現有技術的設備能夠乾燥
的電路的數量多很多。 此外，根據本發明的設備佔用很少的空間，這是因為並不需要使用很長或並行的 烘乾線來提高生產率。 這樣，也減少了乾燥所需的熱量，也減少了所需的材料、結構的總體積和複雜度， 並改善了乾燥和/或烘乾循環。 有益地，乾燥室具有約8至12米的長度、每分鐘約16至30釐米的傳送速度、約40 至50分鐘的乾燥時間。 根據本發明，因為乾燥箱相對較短，所以設定了例如每分鐘約16至30釐米的較慢
的傳送速度，然而，得益於所設置的支撐部件，仍可以保持較高的生產率。 考慮到本發明的較慢的前進速度和支撐部件的移動的一致性，操作者可以輕易並
迅速地將支撐部件裝載到相關的輸運單元上。 在本發明優選的實施例中，在閉合環裝置上安裝有多個支撐板，所述多個支撐板 有益地以預定距離彼此分隔、順序設置，在所述支撐板上放置支撐部件，從而閉合環裝置起 到從入口延伸到出口的傳送帶的功能。可選地，也可以使用適當的傳送帶或傳送墊。
有益地，支撐部件是齒條式(rack)或梳式(comb)的類型，其支撐導向元件的大小 與將要進行處理的矽基電路一致。 根據一種變化方式，在垂直於閉合環裝置的長度的方向上，連接有兩個支撐部件。 根據這種變化方式，支撐部件從底部到頂部逐漸地彼此分離，以使循環的空氣進入乾燥箱。 有益地，這種情況下，沿著支撐部件設置有支撐杆，支撐杆防止矽基電路脫落，保證它們安 穩地設置在支撐部件上。 根據另一種變化方式，在垂直於閉合環裝置的長度的方向上，連接有三個支撐部 件。根據這種變化方式，中間的支撐部件垂直地設置在輸運單元上，另兩個支撐部件從底部 到頂部逐漸地彼此分離。 根據另一種變化方式，支撐部件位於通道上，所述通道支撐相對於輸運鏈升高的支撐部件。 所述通道在側面和上方具有用於熱流循環的孔，還具有基本上平行於輸運鏈的邊 緣的上端，該上端開放以實現熱流的傳輸。 根據另一種變化方式，乾燥箱被分為具有不同乾燥溫度的區域或部分。每個區域
具有入口和相應的出口 ，通過該入口和出口傳送帶步進地前進。此外，每個區域具有與所在
區域所處時刻的乾燥和/或烘乾循環類型相符的溫度和支撐部件的數量。 根據本發明的乾燥矽基電路的方法包括將矽基電路放置在每個支撐部件的支撐
導向元件上的第一步驟，在所述乾燥室內利用輸運單元傳送所述支撐部件的第二步驟，進
行容納在所述支撐部件中的矽基電路的乾燥循環的第三步驟，以及利用輸運單元將所述支
撐部件移出所述乾燥箱的第四步驟。
從下文中對實施例的優選形式的描述中，本發明的這些和其它特徵將是顯而易見
的，實施例以參考所附附圖的非限制性的例子給出，其中 圖1是根據本發明的乾燥設備的側視圖。
圖2是圖1中II至II的截面圖。
圖3是圖1的局部放大圖。 圖4是圖1中的設備的一部分的示圖。 圖5是圖2的局部放大圖，圖中設備部分開啟。 圖6是圖1中的設備的截面圖。 圖7是圖1中的設備的立體圖。 圖8是圖7的局部放大圖。
具體實施例方式
參見圖l，乾燥設備10包括基本上直線設計的乾燥箱20，以實現乾燥用於光伏電 池的矽晶片30的循環，矽晶片30在圖8中可見，平面尺寸約為16cmX16cm。
乾燥箱由支撐室壁123的支撐框架23形成(圖7)，室壁123將乾燥箱20的內部 與外界熱絕緣，從而限定乾燥室46。 乾燥室46具有入口 19和出口 21，根據預定的乾燥循環，晶片30可以通過入口 19 進入乾燥箱20以被乾燥，乾燥的晶片從出口 21移出。 在入口 19和出口 21之間，在乾燥室46內順序地設置有乾燥單元50 (圖2)。
以傳統的方式，每個乾燥單元50包括吸入外界空氣的吸引裝置15、加熱或改變空 氣的熱力學性質使其與提供的乾燥循環的類型一致的加熱裝置11以及將乾燥空氣吹向晶 片30的吹氣裝置(soufflage device) 17，從而限定了乾燥空氣的預定的循環和/或再循 環，使其與乾燥循環的類型一致。 具有開口 131的固定室壁31設置在入口 19，並在出口21設置有相對的開口，用於 晶片30的出入。 作為固定室壁31的替代，可在入口 19設置自動開、關的快門型的門，該門有益地 與乾燥循環同步和協調，並用於晶片30的進入，在出口 21設置有相對應的門。
6
在入口 19和出口 21之間，附圖中示出的乾燥箱20被分為具有不同溫度且順序設 置的乾燥區域32、34、36、38、42、44，以確定將用於乾燥晶片30的乾燥溫度的分布。每個幹 燥區域都有相應的乾燥單元50。有利地，可以在各個區域32、34、36、38、42、44之間設置自 動打開的中間分隔門，以減少一個區域與另一個區域之間的熱耗散。
很明顯本發明也可以應用於內部的乾燥溫度保持恆定的乾燥箱。
乾燥設備10還包括另一個支撐框架13以支撐輸運單元14(圖1、2、3和7)，輸運 單元14能夠沿著預定的前進方向X在入口 19和出口 21之間的乾燥箱20內部運送晶片 30，該方向用箭頭F表示(圖1)。 特別地，輸運單元14包括多個支撐板24 (圖2)，在每個支撐板24上安裝有齒條式 (rack-type)或梳式(comb-type)的容器12 (圖1、2、3、4、5、6和7)，這些支撐板24在入口 19和出口 21之間自動移動，以下將在說明書中詳細描述。 容器12由兩個側壁112和212、頂面412以及底面512形成，從而使兩個側面開 放，晶片30可以通過開放的側面進入(圖4)。為了此目的，每個容器12包括多個支撐導向 元件(supporting guide) 16 (圖4)，這些多個支撐導向元件16成對地設置在容器12的兩 個側壁112和212的上面，支撐導向元件16能夠支撐晶片30。這樣，晶片30彼此間隔地疊 放在容器12中，更有利地這些晶片30彼此平行，從而允許乾燥空氣通過，同時具有較高的 疊放密度，因此每個乾燥循環具有較高的生產率。事實上，在例如此處所示的方案中，每個 容器12可以容納大約50個或更多的晶片30。 每個容器12被設置為以預定的角度a傾斜，例如相對於與容器12的前進方向X 垂直的Y軸傾斜約O。至10°的角度(圖2)。 這種傾斜能夠使空氣的循環更加有效，從而在乾燥時實現更高的效率。 為了防止晶片從這樣傾斜的容器12脫落，設置有沿著容器12的整個高度從底面
512到頂面412的支撐杆312 (圖4)，晶片30抵靠在支撐杆312上。 為了沿著乾燥箱20自動地運送容器12，輸運單元14的每個支撐板24由託座26 (圖 2和5)連接到長度主要沿著前進方向X延伸的閉合環裝置或傳送帶鏈22 (圖1、3、6和7)。
環型鏈22與兩個齒輪18、118耦接，兩個齒輪18、118通過轂(hub) 28、 128可旋轉 地安裝在與支撐框架13結合的適當的支撐架29、129上(圖3和8);第一齒輪18位於幹 燥箱20的出口 21，第二齒輪118位於乾燥箱20的入口 19。電機25通過連接到轂28的傳 送鏈27使齒輪18直接轉動(圖3)，而環型鏈22驅動齒輪118轉動。這樣電機25就連接 到環型鏈22，給容器12施加與乾燥循環的持續時間有關的預定的前進速度。
當一個乾燥循環結束時，即當相關的容器12與容納在相關的容器12中的晶片30 被從入口 19運送到出口 21時，每個支撐板24自動地沿著環型鏈22的閉合環路回到入口 19，從而再次裝載上容器12，依次類推。 在此處所示的方案中，在每個支撐板24和相應的託座26之間垂直地設置有帶孔 的壁124(圖2、5和8)，這些帶孔的壁限定了垂直於容器12的前進方向X的通道224(圖 8)，以促進與所述方向交叉和平行的空氣的循環。 環型鏈22沿著乾燥箱20內部傳送容器的速度與所提供的乾燥循環的類型有關。 這樣，本發明允許對應於不同溫度的一個或更多的乾燥區域32、34、36、38、42、44實現在預 定的持續時間內停止和間斷地前進，從而實現以預定的恆定速度移動，或者根據預定的速度趨勢，加速或減速地移動，或按照加速與減速的組合的方式移動，等等。 根據所選擇的乾燥循環，利用在圖中沒有示出的電子型控制單元自動控制在乾燥
循環過程中由電機25決定的前進速度、可能的入口、出口和中間分隔門的開與關以及乾燥
單元50的功能是有益的。 因此在根據本發明的乾燥晶片30的方法中，例如由操作者手動地或由裝載機械 "動態地"，即按照連續的序列、或在可能的鏈22的停頓期間，將放置在每個容器12的相應 導向元件16上的晶片30插入並進行定位，這樣就對應於容器12的入口 19裝載了多個容 器12，最好在每個支撐板24上如上所述傾斜地設置兩個容器12，或者根據未示出的其它方 式，傾斜地設置三個容器12 ， 一個在中間而兩個在兩側。 隨後，在乾燥箱20內部連續地傳送每個容器12，並且相應地在入口 19處另一個 支撐板24準備就緒，從而在該支撐板24上裝載另外兩個容器12。裝載在容器12上的晶 片30經歷選擇的乾燥循環，最終通過出口 21從乾燥箱20中移出。通過裝載在入口 19處 就緒的每個支撐板24上的容器12，使乾燥箱20能夠連續地運作，因此能夠以較高的生產率 根據預定的乾燥循環乾燥晶片30。 例如，對於約10米長的乾燥室46、約45分鐘的乾燥時間、每分鐘約22cm的連續傳 送速度、每個容器具有約25cmX25cm的平面面積和約60cm的高度的成對容器12的使用以 及每個容器上放置了約50個晶片的情況，可以得到每小時乾燥大約5300片的生產率。此 外，傳送速度相對較低並符合容器12的高度，因此還防止了在傳送過程中不期望的振動。
很明顯在不脫離本發明的領域和範圍的情況下，可以對此處描述的乾燥矽基電路 的設備與方法的部件和/或步驟進行多種變化和/或添加。 同樣很明顯的是，儘管參考特定的例子描述了本發明，本領域的技術人員應當能 夠實現乾燥矽基電路的設備與方法的多種其它的等同形式，其中這些等同形式具有權利要 求中所列的特徵，從而全部落入權利要求所限定的保護範圍之內。
權利要求
一種用於矽基電路(30)、特別是光伏電池的乾燥設備，包括具有乾燥室(46)的乾燥箱(20)，所述乾燥室具有入口(19)和出口(21)，通過所述入口能夠使矽基電路(30)進入所述乾燥室內以經受至少一次乾燥循環，通過所述出口能夠使矽基電路(30)移出，在所述乾燥室(46)內設置有能夠乾燥所述矽基電路(30)的乾燥單元(50)；以及輸運單元(14)，所述輸運單元(14)能夠沿在所述入口(19)和所述出口(21)之間的前進方向(X)在所述乾燥室(46)內傳送所述矽基電路(30)，其特徵在於，所述輸運單元(14)包括閉合環裝置(22)，在所述閉合環裝置(22)上能夠安裝多個支撐部件(12)，每個支撐部件(12)包括疊放設置的多個支撐導向元件(16)，在每個所述支撐導向元件(16)上能夠放置一個所述矽基電路(30)，致動裝置(25)連接到所述閉合環裝置(22)，以給所述支撐部件(12)提供在所述乾燥室(46)內前進的、與所述乾燥循環的持續時間相關的預定速度。
2. 根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述設備包括安裝在所述閉合環裝置 (22)上的多個支撐板(24)，在所述支撐板(24)上可以放置至少一個所述支撐部件(12)。
3. 根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，在每個所述支撐板(24)上相鄰傾斜地放 置兩個所述支撐部件(12)。
4. 根據權利要求3所述的設備，其特徵在於，所述支撐部件(12)相對於與所述前進方 向(X)垂直的軸(Y)傾斜預定的角度(a)放置。
5. 根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，在每個所述支撐板(24)上相鄰傾斜地放 置三個所述支撐部件(12)。
6. 根據權利要求5所述的設備，其特徵在於，所述支撐部件(12)中的兩個相對於與所 述前進方向(X)垂直的軸(Y)傾斜預定的角度(a)放置，所述支撐部件(12)的第三個在 所述兩個支撐部件(12)之間的中央垂直的放置。
7. 根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，每個所述支撐板(24)都有兩個相對垂直 的壁(124)，所述兩個相對垂直的壁限定出空氣流通的通道(224)。
8. 根據以上任一權利要求所述的設備，其特徵在於，每個所述支撐部件(12)能夠在所 述支撐導向元件(16)上支撐彼此分隔的總數約40至60個的矽基電路(30)。
9. 根據以上任一權利要求所述的設備，其特徵在於，在入口 (19)和出口 (21)之間的所 述乾燥室(46)的長度約為8至12米。
10. 根據以上任一權利要求所述的設備，其特徵在於，所述乾燥循環的持續時間約為 40至50分鐘。
11. 根據以上任一權利要求所述的設備，其特徵在於，所述閉合環裝置(22)的前進速 度約為每分鐘16至30釐米。
12. 根據以上任一權利要求所述的設備，其特徵在於，所述支撐部件是具有用於裝載所 述矽基電路(30)的至少一個開放的側面並限定裝載所述矽基電路(30)的內容積的容器 (12)，所述支撐導向元件由設置在所述容器(12)的所述內容積中的多個導向元件(16)組 成，所述導向元件(16)沿著所述容器(12)的高度方向以預定的距離彼此間隔，這樣所述矽 基電路(30)疊放在所述容器(12)的所述內容積中。
13. —種用於矽基電路(30)、特別是光伏電池的乾燥方法，在具有乾燥室(46)的乾燥 箱(20)和輸運單元(14)中，所述乾燥室(46)具有入口 (19)和出口 (21)，通過所述入口能夠使矽基電路(30)進入所述乾燥室內以經受至少一次乾燥循環，通過所述出口能夠使 矽基電路(30)移出，在所述乾燥室(46)內設置有能夠乾燥所述矽基電路(30)的乾燥單元 (50)，所述輸運單元(14)能夠沿在所述入口 (19)和所述出口 (21)之間的前進方向(X)在 所述乾燥室(46)內傳送所述矽基電路(30)，其特徵在於，所述方法包括第一步驟、第二步 驟、與第二步驟相關的第三步驟以及第四步驟，在所述第一步驟中，所述矽基電路(30)插 入到多個支撐部件(12)內，彼此疊放地逐個放置在與每個支撐部件(12)相應的支撐導向 元件(16)上，所述支撐部件(12)安裝在所述輸運單元(14)的閉合環裝置(22)上，在所述 第二步驟中，致動裝置(25)驅動所述閉合環裝置(22)，以給所述支撐部件(12)提供在所述 乾燥室(46)內前進的、與所述乾燥循環的持續時間相關的預定速度，在所述第三步驟中， 進行插入到所述支撐部件(12)的所述矽基電路(30)的乾燥循環，在所述第四步驟中，所述 輸運單元(14)將每個所述支撐部件(12)傳送出所述乾燥箱(20)。
14. 根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述支撐部件(12)能夠在所述支撐導 向元件(16)上支撐彼此分隔的總數約40至60個的矽基電路(30)。
15. 根據權利要求13或14所述的方法，其特徵在於，所述乾燥循環的持續時間約為40 至50分鐘。
16. 根據權利要求13、 14或15所述的方法，其特徵在於，所述前進速度是基本上恆定的。
17. 根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述前進速度約為每分鐘16至30釐米。
18. 根據權利要求13、 14或15所述的方法，其特徵在於，所述前進速度的加速度是基本 上恆定的。
19. 根據權利要求13、 14或15所述的方法，其特徵在於，所述前進速度的趨勢包括部分 的恆定加速和部分的恆定減速。
20. 根據權利要求13、14或15所述的方法，其特徵在於，所述前進速度是間斷的。
全文摘要
一種用於矽基電路(30)、特別是光伏電池的乾燥設備(10)，包括具有乾燥室(46)的乾燥箱(20)，乾燥室(46)具有入口(19)和出口(21)，通過所述入口能夠使矽基電路(30)進入所述乾燥室內以經受至少一次乾燥循環，通過所述出口能夠使矽基電路(30)移出，在所述乾燥室(46)內設置有乾燥單元(50)以乾燥所述矽基電路(30)，以及輸運單元(14)，沿著在所述入口(19)和所述出口(21)之間的前進方向(X)在所述乾燥室(46)內傳送所述矽基電路(30)。所述輸運單元(14)包括閉合環裝置(22)，在所述閉合環裝置上能夠安裝多個支撐部件(12)，每個支撐部件包括疊放設置的多個支撐導向元件(16)，在每個所述支撐導向元件上能夠放置一個所述矽基電路(30)。致動裝置(25)連接到所述閉合環裝置(22)以給所述支撐部件(12)提供在所述乾燥室(46)內前進的、與所述乾燥循環的持續時間相關的預定速度。
文檔編號H05K3/00GK101730924SQ200780053698
公開日2010年6月9日 申請日期2007年6月26日 優先權日2007年6月26日
發明者吉薩爾弗·貝茨尼 申請人:Afco有限公司