专利名称：用于硅基电路的干燥设备及方法
技术领域：
本发明涉及一种烘干或干燥单层或多层的硅基电路(silicon-basedelectronic circuit)的设备及相关方法，该电路特别是但不仅是诸如光伏电池(photovoltaic cells)。
背景技术：
单层或多层以硅或氧化铝为基础的电路是公知的，特别是但不仅是诸如光伏电 池。 这种类型的光伏电池通常具有约16cmX16cm的大小，但也可以更小，通常需要在 已有的适当的干燥设备中进行干燥处理。 已有的干燥设备包括基本上直线型设计的干燥箱，干燥箱包括保持在预定温度的
干燥室，或者包括顺次地处于规定的不同温度的两个或更多的区域，其中每个区域都具有
特定的温度，相对临近的区域具有与所需的干燥和/或烘干循环相关的温度。 传送带通常具有链环(links)，但是也有其它的类型，在传送带上相继地顺序放置
电路，传送带进入干燥箱，并持续地前进，使将要干燥和/或烘干的电路在干燥箱中停留一
段所需的时间，通常为约45分钟，以实现预定的干燥循环。 这些已有设备的一个缺点是，为了使设备具有限定的大小并假设每个电路的总平
面面积大约为20cmX 20cm，设备具有有限的在每小时几百片范围内的生产率。 相反的，为了获得较高的生产率，例如每小时1000至3000片，设备必须非常长，例
如在200至600米之间，并且以非常高的速度传送电路，例如每分钟4至13米，因此既不经
济又是实际上难以实现。 此外，由于电路的重量太轻，电路沿着传送带相当快速的移动必然会存在使电 路从传送带上脱落的风险。为了防止这种情况，已知可以使用与传送带关联的吸引装置 (suction device)，这种吸引装置一方面将电路保持在传送带上，然而另一方面也使干燥 箱更加复杂和昂贵。 在申请人与本申请同名的欧洲专利EP-B-1. 041. 865中公开了一种制造多层电路 的设备，这种设备具有干燥箱，在干燥箱的内部，电路以步进的间歇速度向前移动。然而，这 种已知的干燥箱也不能获得高的生产率。 因此，本发明的目的在于克服现有技术的缺点，并获得一种用于硅基电路的干燥
设备，这种设备能够获得在每小时几千片范围内的高生产率，而并不占用太多的空间，或
者无论如何还可以与工业仓库的典型尺寸相匹配，这种设备也能够减少用于烘干所需的热
能、减少所需的材料、减少结构的体积和复杂度以及改善干燥和/或烘干循环。 申请人:设计、检验并实施了本发明以克服现有技术的缺点并获得这些或其它的目
的与优点。
发明内容
在独立权利要求中，列出并描述了本发明，而从属权利要求描述了本发明的其它 特征或者对主要发明思想的变型。 根据上述目的，一种用于硅基电路、特别是光伏电池的干燥设备包括具有干燥室 的干燥箱，所述干燥室具有入口和出口 ，通过所述入口能够使硅基电路进入所述干燥室内 以经受至少一次干燥循环，通过所述出口能够使硅基电路移出，在所述干燥室内设置有能 够干燥所述硅基电路的干燥单元。所述干燥设备还包括能够沿着在所述入口和所述出口之 间的前进方向在所述干燥室内传送硅基电路的输运单元。 根据本发明的特征，所述输运单元包括闭合环装置，在所述闭合环装置上能够安
装多个支撑部件，每个支撑部件包括叠放设置的多个支撑导向元件，在每个所述支撑导向
元件上能够放置一个硅基电路。此外，致动装置连接到所述闭合环装置，以给所述支撑部件
提供在所述干燥室内前进的、与所述干燥循环的持续时间相关的预定速度。 有益地，每个支撑部件能够支撑约40至60个电路，或者更多。 根据本发明的干燥设备因此具有在每小时几千片范围内的较高生产率，这是因为
在对应于一个干燥循环的持续时间内，干燥了许多硅基电路，比现有技术的设备能够干燥
的电路的数量多很多。 此外，根据本发明的设备占用很少的空间，这是因为并不需要使用很长或并行的 烘干线来提高生产率。 这样，也减少了干燥所需的热量，也减少了所需的材料、结构的总体积和复杂度， 并改善了干燥和/或烘干循环。 有益地，干燥室具有约8至12米的长度、每分钟约16至30厘米的传送速度、约40 至50分钟的干燥时间。 根据本发明，因为干燥箱相对较短，所以设定了例如每分钟约16至30厘米的较慢
的传送速度，然而，得益于所设置的支撑部件，仍可以保持较高的生产率。 考虑到本发明的较慢的前进速度和支撑部件的移动的一致性，操作者可以轻易并
迅速地将支撑部件装载到相关的输运单元上。 在本发明优选的实施例中，在闭合环装置上安装有多个支撑板，所述多个支撑板 有益地以预定距离彼此分隔、顺序设置，在所述支撑板上放置支撑部件，从而闭合环装置起 到从入口延伸到出口的传送带的功能。可选地，也可以使用适当的传送带或传送垫。
有益地，支撑部件是齿条式(rack)或梳式(comb)的类型，其支撑导向元件的大小 与将要进行处理的硅基电路一致。 根据一种变化方式，在垂直于闭合环装置的长度的方向上，连接有两个支撑部件。 根据这种变化方式，支撑部件从底部到顶部逐渐地彼此分离，以使循环的空气进入干燥箱。 有益地，这种情况下，沿着支撑部件设置有支撑杆，支撑杆防止硅基电路脱落，保证它们安 稳地设置在支撑部件上。 根据另一种变化方式，在垂直于闭合环装置的长度的方向上，连接有三个支撑部 件。根据这种变化方式，中间的支撑部件垂直地设置在输运单元上，另两个支撑部件从底部 到顶部逐渐地彼此分离。 根据另一种变化方式，支撑部件位于通道上，所述通道支撑相对于输运链升高的支撑部件。 所述通道在侧面和上方具有用于热流循环的孔，还具有基本上平行于输运链的边 缘的上端，该上端开放以实现热流的传输。 根据另一种变化方式，干燥箱被分为具有不同干燥温度的区域或部分。每个区域
具有入口和相应的出口 ，通过该入口和出口传送带步进地前进。此外，每个区域具有与所在
区域所处时刻的干燥和/或烘干循环类型相符的温度和支撑部件的数量。 根据本发明的干燥硅基电路的方法包括将硅基电路放置在每个支撑部件的支撑
导向元件上的第一步骤，在所述干燥室内利用输运单元传送所述支撑部件的第二步骤，进
行容纳在所述支撑部件中的硅基电路的干燥循环的第三步骤，以及利用输运单元将所述支
撑部件移出所述干燥箱的第四步骤。
从下文中对实施例的优选形式的描述中，本发明的这些和其它特征将是显而易见
的，实施例以参考所附附图的非限制性的例子给出，其中 图1是根据本发明的干燥设备的侧视图。
图2是图1中II至II的截面图。
图3是图1的局部放大图。 图4是图1中的设备的一部分的示图。 图5是图2的局部放大图，图中设备部分开启。 图6是图1中的设备的截面图。 图7是图1中的设备的立体图。 图8是图7的局部放大图。
具体实施例方式
参见图l，干燥设备10包括基本上直线设计的干燥箱20，以实现干燥用于光伏电 池的硅晶片30的循环，硅晶片30在图8中可见，平面尺寸约为16cmX16cm。
干燥箱由支撑室壁123的支撑框架23形成(图7)，室壁123将干燥箱20的内部 与外界热绝缘，从而限定干燥室46。 干燥室46具有入口 19和出口 21，根据预定的干燥循环，晶片30可以通过入口 19 进入干燥箱20以被干燥，干燥的晶片从出口 21移出。 在入口 19和出口 21之间，在干燥室46内顺序地设置有干燥单元50 (图2)。
以传统的方式，每个干燥单元50包括吸入外界空气的吸引装置15、加热或改变空 气的热力学性质使其与提供的干燥循环的类型一致的加热装置11以及将干燥空气吹向晶 片30的吹气装置(soufflage device) 17，从而限定了干燥空气的预定的循环和/或再循 环，使其与干燥循环的类型一致。 具有开口 131的固定室壁31设置在入口 19，并在出口21设置有相对的开口，用于 晶片30的出入。 作为固定室壁31的替代，可在入口 19设置自动开、关的快门型的门，该门有益地 与干燥循环同步和协调，并用于晶片30的进入，在出口 21设置有相对应的门。
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在入口 19和出口 21之间，附图中示出的干燥箱20被分为具有不同温度且顺序设 置的干燥区域32、34、36、38、42、44，以确定将用于干燥晶片30的干燥温度的分布。每个干 燥区域都有相应的干燥单元50。有利地，可以在各个区域32、34、36、38、42、44之间设置自 动打开的中间分隔门，以减少一个区域与另一个区域之间的热耗散。
很明显本发明也可以应用于内部的干燥温度保持恒定的干燥箱。
干燥设备10还包括另一个支撑框架13以支撑输运单元14(图1、2、3和7)，输运 单元14能够沿着预定的前进方向X在入口 19和出口 21之间的干燥箱20内部运送晶片 30，该方向用箭头F表示(图1)。 特别地，输运单元14包括多个支撑板24 (图2)，在每个支撑板24上安装有齿条式 (rack-type)或梳式(comb-type)的容器12 (图1、2、3、4、5、6和7)，这些支撑板24在入口 19和出口 21之间自动移动，以下将在说明书中详细描述。 容器12由两个侧壁112和212、顶面412以及底面512形成，从而使两个侧面开 放，晶片30可以通过开放的侧面进入(图4)。为了此目的，每个容器12包括多个支撑导向 元件(supporting guide) 16 (图4)，这些多个支撑导向元件16成对地设置在容器12的两 个侧壁112和212的上面，支撑导向元件16能够支撑晶片30。这样，晶片30彼此间隔地叠 放在容器12中，更有利地这些晶片30彼此平行，从而允许干燥空气通过，同时具有较高的 叠放密度，因此每个干燥循环具有较高的生产率。事实上，在例如此处所示的方案中，每个 容器12可以容纳大约50个或更多的晶片30。 每个容器12被设置为以预定的角度a倾斜，例如相对于与容器12的前进方向X 垂直的Y轴倾斜约O。至10°的角度(图2)。 这种倾斜能够使空气的循环更加有效，从而在干燥时实现更高的效率。 为了防止晶片从这样倾斜的容器12脱落，设置有沿着容器12的整个高度从底面
512到顶面412的支撑杆312 (图4)，晶片30抵靠在支撑杆312上。 为了沿着干燥箱20自动地运送容器12，输运单元14的每个支撑板24由托座26 (图 2和5)连接到长度主要沿着前进方向X延伸的闭合环装置或传送带链22 (图1、3、6和7)。
环型链22与两个齿轮18、118耦接，两个齿轮18、118通过毂(hub) 28、 128可旋转 地安装在与支撑框架13结合的适当的支撑架29、129上(图3和8);第一齿轮18位于干 燥箱20的出口 21，第二齿轮118位于干燥箱20的入口 19。电机25通过连接到毂28的传 送链27使齿轮18直接转动(图3)，而环型链22驱动齿轮118转动。这样电机25就连接 到环型链22，给容器12施加与干燥循环的持续时间有关的预定的前进速度。
当一个干燥循环结束时，即当相关的容器12与容纳在相关的容器12中的晶片30 被从入口 19运送到出口 21时，每个支撑板24自动地沿着环型链22的闭合环路回到入口 19，从而再次装载上容器12，依次类推。 在此处所示的方案中，在每个支撑板24和相应的托座26之间垂直地设置有带孔 的壁124(图2、5和8)，这些带孔的壁限定了垂直于容器12的前进方向X的通道224(图 8)，以促进与所述方向交叉和平行的空气的循环。 环型链22沿着干燥箱20内部传送容器的速度与所提供的干燥循环的类型有关。 这样，本发明允许对应于不同温度的一个或更多的干燥区域32、34、36、38、42、44实现在预 定的持续时间内停止和间断地前进，从而实现以预定的恒定速度移动，或者根据预定的速度趋势，加速或减速地移动，或按照加速与减速的组合的方式移动，等等。 根据所选择的干燥循环，利用在图中没有示出的电子型控制单元自动控制在干燥
循环过程中由电机25决定的前进速度、可能的入口、出口和中间分隔门的开与关以及干燥
单元50的功能是有益的。 因此在根据本发明的干燥晶片30的方法中，例如由操作者手动地或由装载机械 "动态地"，即按照连续的序列、或在可能的链22的停顿期间，将放置在每个容器12的相应 导向元件16上的晶片30插入并进行定位，这样就对应于容器12的入口 19装载了多个容 器12，最好在每个支撑板24上如上所述倾斜地设置两个容器12，或者根据未示出的其它方 式，倾斜地设置三个容器12 ， 一个在中间而两个在两侧。 随后，在干燥箱20内部连续地传送每个容器12，并且相应地在入口 19处另一个 支撑板24准备就绪，从而在该支撑板24上装载另外两个容器12。装载在容器12上的晶 片30经历选择的干燥循环，最终通过出口 21从干燥箱20中移出。通过装载在入口 19处 就绪的每个支撑板24上的容器12，使干燥箱20能够连续地运作，因此能够以较高的生产率 根据预定的干燥循环干燥晶片30。 例如，对于约10米长的干燥室46、约45分钟的干燥时间、每分钟约22cm的连续传 送速度、每个容器具有约25cmX25cm的平面面积和约60cm的高度的成对容器12的使用以 及每个容器上放置了约50个晶片的情况，可以得到每小时干燥大约5300片的生产率。此 外，传送速度相对较低并符合容器12的高度，因此还防止了在传送过程中不期望的振动。
很明显在不脱离本发明的领域和范围的情况下，可以对此处描述的干燥硅基电路 的设备与方法的部件和/或步骤进行多种变化和/或添加。 同样很明显的是，尽管参考特定的例子描述了本发明，本领域的技术人员应当能 够实现干燥硅基电路的设备与方法的多种其它的等同形式，其中这些等同形式具有权利要 求中所列的特征，从而全部落入权利要求所限定的保护范围之内。
权利要求
一种用于硅基电路(30)、特别是光伏电池的干燥设备，包括具有干燥室(46)的干燥箱(20)，所述干燥室具有入口(19)和出口(21)，通过所述入口能够使硅基电路(30)进入所述干燥室内以经受至少一次干燥循环，通过所述出口能够使硅基电路(30)移出，在所述干燥室(46)内设置有能够干燥所述硅基电路(30)的干燥单元(50)；以及输运单元(14)，所述输运单元(14)能够沿在所述入口(19)和所述出口(21)之间的前进方向(X)在所述干燥室(46)内传送所述硅基电路(30)，其特征在于，所述输运单元(14)包括闭合环装置(22)，在所述闭合环装置(22)上能够安装多个支撑部件(12)，每个支撑部件(12)包括叠放设置的多个支撑导向元件(16)，在每个所述支撑导向元件(16)上能够放置一个所述硅基电路(30)，致动装置(25)连接到所述闭合环装置(22)，以给所述支撑部件(12)提供在所述干燥室(46)内前进的、与所述干燥循环的持续时间相关的预定速度。
2. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括安装在所述闭合环装置 (22)上的多个支撑板(24)，在所述支撑板(24)上可以放置至少一个所述支撑部件(12)。
3. 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，在每个所述支撑板(24)上相邻倾斜地放 置两个所述支撑部件(12)。
4. 根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述支撑部件(12)相对于与所述前进方 向(X)垂直的轴(Y)倾斜预定的角度(a)放置。
5. 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，在每个所述支撑板(24)上相邻倾斜地放 置三个所述支撑部件(12)。
6. 根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述支撑部件(12)中的两个相对于与所 述前进方向(X)垂直的轴(Y)倾斜预定的角度(a)放置，所述支撑部件(12)的第三个在 所述两个支撑部件(12)之间的中央垂直的放置。
7. 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，每个所述支撑板(24)都有两个相对垂直 的壁(124)，所述两个相对垂直的壁限定出空气流通的通道(224)。
8. 根据以上任一权利要求所述的设备，其特征在于，每个所述支撑部件(12)能够在所 述支撑导向元件(16)上支撑彼此分隔的总数约40至60个的硅基电路(30)。
9. 根据以上任一权利要求所述的设备，其特征在于，在入口 (19)和出口 (21)之间的所 述干燥室(46)的长度约为8至12米。
10. 根据以上任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述干燥循环的持续时间约为 40至50分钟。
11. 根据以上任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述闭合环装置(22)的前进速 度约为每分钟16至30厘米。
12. 根据以上任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述支撑部件是具有用于装载所 述硅基电路(30)的至少一个开放的侧面并限定装载所述硅基电路(30)的内容积的容器 (12)，所述支撑导向元件由设置在所述容器(12)的所述内容积中的多个导向元件(16)组 成，所述导向元件(16)沿着所述容器(12)的高度方向以预定的距离彼此间隔，这样所述硅 基电路(30)叠放在所述容器(12)的所述内容积中。
13. —种用于硅基电路(30)、特别是光伏电池的干燥方法，在具有干燥室(46)的干燥 箱(20)和输运单元(14)中，所述干燥室(46)具有入口 (19)和出口 (21)，通过所述入口能够使硅基电路(30)进入所述干燥室内以经受至少一次干燥循环，通过所述出口能够使 硅基电路(30)移出，在所述干燥室(46)内设置有能够干燥所述硅基电路(30)的干燥单元 (50)，所述输运单元(14)能够沿在所述入口 (19)和所述出口 (21)之间的前进方向(X)在 所述干燥室(46)内传送所述硅基电路(30)，其特征在于，所述方法包括第一步骤、第二步 骤、与第二步骤相关的第三步骤以及第四步骤，在所述第一步骤中，所述硅基电路(30)插 入到多个支撑部件(12)内，彼此叠放地逐个放置在与每个支撑部件(12)相应的支撑导向 元件(16)上，所述支撑部件(12)安装在所述输运单元(14)的闭合环装置(22)上，在所述 第二步骤中，致动装置(25)驱动所述闭合环装置(22)，以给所述支撑部件(12)提供在所述 干燥室(46)内前进的、与所述干燥循环的持续时间相关的预定速度，在所述第三步骤中， 进行插入到所述支撑部件(12)的所述硅基电路(30)的干燥循环，在所述第四步骤中，所述 输运单元(14)将每个所述支撑部件(12)传送出所述干燥箱(20)。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述支撑部件(12)能够在所述支撑导 向元件(16)上支撑彼此分隔的总数约40至60个的硅基电路(30)。
15. 根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述干燥循环的持续时间约为40 至50分钟。
16. 根据权利要求13、 14或15所述的方法，其特征在于，所述前进速度是基本上恒定的。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述前进速度约为每分钟16至30厘米。
18. 根据权利要求13、 14或15所述的方法，其特征在于，所述前进速度的加速度是基本 上恒定的。
19. 根据权利要求13、 14或15所述的方法，其特征在于，所述前进速度的趋势包括部分 的恒定加速和部分的恒定减速。
20. 根据权利要求13、14或15所述的方法，其特征在于，所述前进速度是间断的。
全文摘要
一种用于硅基电路(30)、特别是光伏电池的干燥设备(10)，包括具有干燥室(46)的干燥箱(20)，干燥室(46)具有入口(19)和出口(21)，通过所述入口能够使硅基电路(30)进入所述干燥室内以经受至少一次干燥循环，通过所述出口能够使硅基电路(30)移出，在所述干燥室(46)内设置有干燥单元(50)以干燥所述硅基电路(30)，以及输运单元(14)，沿着在所述入口(19)和所述出口(21)之间的前进方向(X)在所述干燥室(46)内传送所述硅基电路(30)。所述输运单元(14)包括闭合环装置(22)，在所述闭合环装置上能够安装多个支撑部件(12)，每个支撑部件包括叠放设置的多个支撑导向元件(16)，在每个所述支撑导向元件上能够放置一个所述硅基电路(30)。致动装置(25)连接到所述闭合环装置(22)以给所述支撑部件(12)提供在所述干燥室(46)内前进的、与所述干燥循环的持续时间相关的预定速度。
文档编号H05K3/00GK101730924SQ200780053698
公开日2010年6月9日 申请日期2007年6月26日 优先权日2007年6月26日
发明者吉萨尔弗·贝茨尼 申请人:Afco有限公司