多晶硅的塊狀破碎過程解析

用于直拉法的單晶硅需要通過破碎過程得到，本文簡(jiǎn)單介紹了一些破碎方法。

用于制造硅片的單晶硅錠是通過CZ（直拉）法得到的。

CZ法的主要原料是十億分之幾(ppb)的多晶硅，這些多晶硅是以塊狀的形態(tài)被放入坩堝中的，但是通過改良西門子法制得的多晶U型硅棒，長(zhǎng)度在2.5米左右，因此需要一個(gè)破碎過程，才能形成塊狀尺寸的多晶硅。

目前的破碎方法主要有：人工破碎，機(jī)械破碎，熱淬破碎，高壓脈沖放電破碎等

人工破碎

人工破碎就是工人用碳化鎢錘多晶硅棒進(jìn)行錘擊達(dá)到粉碎的目的。碳化鎢的硬度僅次于鉆石，能夠保持鋒利的邊緣和形狀，即使在高強(qiáng)度使用下也不容易磨損。

但是人工破碎的缺點(diǎn)是效率較低，難以實(shí)現(xiàn)均勻的粒度分布，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易產(chǎn)生粉塵和安全隱患。

機(jī)械破碎

顎式破碎機(jī)和雙輥式破碎機(jī)是較為常見的兩種機(jī)械破碎方式。

顎式破碎機(jī)是通過動(dòng)顎和靜顎之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來破碎物料。當(dāng)設(shè)備工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶和皮帶輪驅(qū)動(dòng)偏心軸，使動(dòng)顎上下運(yùn)動(dòng)。物料進(jìn)入破碎腔后，動(dòng)顎對(duì)物料進(jìn)行擠壓、摩擦等多種力的作用，從而實(shí)現(xiàn)破碎。

雙輥式破碎機(jī)由兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的圓輥組成，物料從進(jìn)料口落入兩輥之間，隨輥?zhàn)有D(zhuǎn)被擠壓和破碎，然后從底部排出。

熱淬破碎

多晶硅塊首先在爐中加熱至高溫，然后迅速從高溫環(huán)境轉(zhuǎn)移到冷卻水中，由于熱脹冷縮的作用，多晶硅便出現(xiàn)裂解，再輕輕敲擊，多晶硅即可粉碎為塊狀。熱淬破碎法可以更均勻地破碎硅棒，并可以顯著減少粉塵和微粒的產(chǎn)生。

高壓脈沖放電破碎

高壓脈沖放電（High Voltage Pulsed Discharge ），是一種利用脈沖放電原理對(duì)硅原料進(jìn)行破碎的方法。

將多晶硅棒放入去離子水中，使其完全浸沒。去離子水作為電介質(zhì)，可以有效地傳導(dǎo)電脈沖。在電極和多晶硅棒之間的水介質(zhì)中，電脈沖產(chǎn)生大量的電荷，這些電荷在極短的時(shí)間內(nèi)轟擊多晶硅棒，這會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，而使多晶硅棒裂解。

審核編輯：黃飛