Centrotherm石墨舟
石墨舟使用寿命与形貌
孔隙率是指石墨舟中孔洞的体积与总体积的比值，它影响石墨舟的吸附性能和机械强度。适当的孔隙率可以增加石墨舟的比表面积和吸附能力，但同时也会导致石墨舟的强度下降。
孔隙率
形貌对物理性能的影响
化学稳定性
石墨舟的化学稳定性与其形貌密切相关。表面结构、孔径大小和材料组成等因素都会影响石墨舟对于各种化学物质的吸附和反应能力。
石墨舟使用寿命与形貌
xx年xx月xx日
目录
contents
石墨舟简介石墨舟使用寿命的影响因素石墨舟形貌对性能的影响提高石墨舟使用寿命的方法石墨舟制备新技术与发展趋势结论与展望
01
石墨舟简介
石墨舟是一种以石墨为基材制成的舟型结构，具有高导热、高导电、耐腐蚀等特性。
石墨舟在高温、强腐蚀等极端环境下具有优秀的稳定性，被广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
不过，由于石墨舟的制造技术要求高，生产成本较高，因此其价格也比较昂贵。目前，国内石墨舟市场主要由进口产品主导，国内企业正在努力提升技术水平，降低生产成本，提高市场竞争力。
石墨舟的市场现状
02
石墨舟使用寿命的影响因素
石墨原料的纯度和粒度
石墨舟的原材料是高纯度石墨，其纯度和粒度对石墨舟的使用寿命和形貌有很大影响。高纯度石墨具有较高的热传导性和耐腐蚀性，有利于延长石墨舟的使用寿命。同时，石墨粒度的不同也会影响石墨舟的物理性能和热性能。
改进加工工艺
根据使用需求，定制石墨舟的结构和尺寸，优化其受力状况和使用性能。
定制化设计
优化生产工艺
适应温度
根据使用温度选择合适的石墨材料，并采取隔热、散热措施，防止过热。
适应湿度
选用耐腐蚀的石墨材料，或在石墨舟表面涂覆保护层，防止湿气侵蚀。
管式PECVD石墨舟维护方法
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8
Assembly装配
Steps步骤
擦去石墨板上的多余石墨粉尘 在维护车上进行舟的装配! 检查插脚的磨损及位置 检查损坏的部件，如有必要及 时更换。 用 0,6 nm 的扭矩扳手一次拧紧 一个螺冒。 用第二个螺帽锁紧每一个螺帽。
清洗较差 被损坏的石墨板或者螺纹杆
不均匀性 (片内)
插脚磨损 插脚位置及放置
硅片边缘色差
不适当的预处理工艺
操作及装载问题/导致舟在工艺中损坏
舟没有正确装配。
© centrotherm photovoltaics AG
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Cleaning 清洗
Assembly 装配
Drying 烘干
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5
Disassembly拆解
Requirements需求:
平板桌台 扳手 石墨板的软支架
Steps步骤 将舟侧面放倒并支撑其石墨板 去掉所有的螺纹杆 去掉石墨块 将石墨板及其他小零件放进承载 器皿
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PECVD的认识
PECVD的原理及作用
SiNx的优点： 优良的表面钝化效果 高效的光学减反射性能（厚度折射率匹配） 低温工艺（有效降低成本） 反应生成的H离子对硅片表面进行钝化
PECVD的原理及作用
物理性质和化学性质：
结构致密，硬度大 能抵御碱、金属离子的侵蚀 介电强度高 耐湿性好
PECVD的原理及作用
Si3N4膜的作用:
PECVD安全注意事项
设备 设施 工夹具的安全
机器在生产的过程中需有人看护。 未经培训合格不得操作设备，未经授权严禁使用工序 长得权限操作机器。 推小车进机器时，要首先确定电极孔的位置对内向炉 体，否则有可能撞坏高频的两根电极。 在SLS处于UP位置时，管内有舟不可手动进桨。 在SLS处于DOWN位置时，桨上有舟不得手动进舟。 桨上有舟时，舟不在正确位置，不准切换到自动运行 状态。
PECVD的认识
PECVD的原理及作用
PECVD： Plasma Enhance Chemical Vapour Deposition 等离子增强化学气相沉积 等离子体：气体在一定条件下受到高能 激发，发生电离，部分外层电子脱落原 子核，形成电子、正离子和中性粒子混 合物组成的一种形态，这种形态就称为 等离子态即第四态
PECVD安全注意事项
拿承载盒时（空），一只手只能拿两个。 卸片后，承载盒必须放入小车内，严禁放在小车盖子 上。 领班、工序长不在现场时，不允许用手移动石墨舟。 出现事故，第一时间通知领班到场，且保留现场，绝 不允许有隐瞒事故真相的事情发生。
PECVD安全注意事项
产品安全
石墨舟使用寿命与形貌
不同类型石墨舟的使用寿命对比
根据使用环境和使用寿命的要求，选择合适的材料制造石墨舟。
选择合适的材料
优化石墨舟的形状、尺寸、结构等以提高其使用寿命。
优化设计
定期检查和维护石墨舟，及时发现并解决潜在问题，以提高其使用寿命。
加强维护
提高石墨舟使用寿命的策略
03
石墨舟的形貌对性能的影响
石墨舟的原材料纯度和质量对最终产品的形貌产生重要影响。
利用化学或物理反应，在石墨基底上沉积碳原子层，再经过高温处理得到石墨舟。
03
石墨舟的制备方法简介
02
01
制备工艺简单、成本低，但产品质量不稳定，性能较差。
机械研磨法
可制备出孔隙率高、比表面积大的石墨舟，但生产效率低，成本较高。
静电纺丝法
制备出的石墨舟质量较好，但设备成本高，生产周期长。
气相沉积法
不同制备方法的优缺点对比
石墨舟的耐腐蚀性
石墨舟的抗疲劳性
石墨舟性能的主要评价指标
实验方法
对石墨舟进行拉伸、压缩、弯曲、耐腐蚀和疲劳等实验，记录相关数据。
实验设备
万能试验机、耐腐蚀试验箱、疲劳试验机等。
实验参数
包括载荷、位移、频率、循环次数等，需根据实际情况设定。
性能检测与评估的实验方案设计
对实验数据进行整理、分析和比较，得出各项指标的数值和变化趋势。
石墨舟使用寿命与形貌
xx年xx月xx日
目录
contents
石墨舟简介石墨舟的使用寿命石墨舟的形貌对性能的影响石墨舟的制备方法与工艺石墨舟的性能检测与评估石墨舟的未来发展趋势与挑战
01
石墨舟简介
石墨舟是一种以石墨为基材制成的舟型结构，具有高导热、高导电、耐腐蚀等特性。
PECVD原理和设备结构
PECVD设备结构
真空系统
真空泵：每一根石英管配置一组泵，包括 主泵和辅助泵。
蝶阀：可以根据要求控制阀门的开关的大 小，来调节管内气压的
PECVD设备结构
控制系统
CMI:是 Centrotherm 研发的一个控制系统，其中
界面包括 Jobs（界面） 、System（系统）、
Catalog（目录）、Setup（软件）、Alarms（报警）、 Help（帮助）. Jobs:机器的工作状态。 System:四根管子的工作状态，舟的状态以及手动操 作机器臂的内容。 Datalog:机器运行的每一步。
Si3N4的认识: 其Si理3N想4膜的的厚颜度色是随75着—它8的0n厚m度之的间变，化表而面变呈化现， 的2.颜5之色间是为深最蓝佳色。，Si3N4膜的折射率在2.0—
Si3N4的优点： 优良的表面钝化效果高效的光学减反射性能 （厚度折射率匹配）低温工艺（有效降低成本） 反应生成的H离子对硅片表面进行钝化.
a. 淀积速率随衬底温度的增加略有上升，但变化不显著。由于PECVD工艺的反应动力来自 比衬底温度高10～1000倍的“电子温度”，因而衬底温度的变化对膜的生长速率影响不大。 b. 基板温度与膜应力的关系：从低温到高温，应力的变化趋势是从压应力变为张应力。一种 理论解释为：压应力是由于在膜的沉积过程中，到达膜表面的离子的横向移动的速率太小， 来不及到达其“正常”的晶格位置，被后来的离子覆盖，这样离子就相当于被阻塞在某一位 置，最终就会膨胀，形成压应力。张应力的形成是由于在膜的形成过程中，由于反应中间产 物的气化脱附，而参加淀积的原子，由于其迁移率不够大而来不及填充中间产物留下的空位， 最后形成的膜就会收缩，产生张应力。 针对这种理论，膜在生长过程中，到达膜表面的离子的横向移动速率正比于样品表面的温度， 样品的温度低，膜表面的离子的移动速率就相应趋小，而离子到达样品的速度主要决定于离 子的密度，决定于功率的大小，跟温度基本无关，这样，一方面外部离子不断地大量涌到样 品表面，另一方面，由于温度低，离子的横向迁移率小，离子来不及横向移到其“正常”的 晶格位置就被后来的离子覆盖，必然造成阻塞，成膜厚，阻塞处膨胀，形成压应力。 高温时，由于样品表面的温度比较高，吸附在表面的离子和它们生成的中间产物以及附属产 物等就比较容易脱附而逃离表面，返回到反应室中重新生成气体分子，被真空泵抽走，排出 反应室，结果在样品的表面产生较多的空位，最终，生成的膜中由于空位较多，就会引起膜 的收缩，从而易产生张应力。 c. 基板温度还与功率及 、 流量有关，后三者提高，则基板温度也要相应提高。
石墨舟HF清洗
石墨舟H F清洗说明
步骤一
拆开石墨舟。
一般舟在运行 100至 150次后就应该进行清洗, 这是因为舟上的 SiN会随着运行次数的增加而增加，影响舟的正常使用。
步骤二
在室温条件下 (<40°C)，将舟的部件放入 HF浓度(5 – 20 %) 的腐蚀槽内进行腐蚀。
最好的浓度是 10%，腐蚀时间为 4~6小时。
低浓度条件下，腐蚀槽会被产生的 SiN颗粒污染，因此需要进行定期的过滤维护。
浓度高于 10%会对操作人员造成危险。
所有部件应该被分开放入腐蚀槽内并且不可互相接触，这样 HF酸就可以腐蚀到任何部位，这对于石墨连接块而言更为重要。
步骤三
在 2号纯水槽内将其用纯水漂洗 4~6小时。
用 PH-试纸检查流动的水是不是中性的，必须保证所有的蚀刻残渣（SiF4）都已经被洗掉，任何蚀刻残渣被带入炉管都可能引起沾污或者工艺问题。
可以在石墨上看到白色的一层就是残渣，所有部件都必须分开放置这样可以避免酸液残留在其中。
步骤四
在 85°C 条件下，将分离的舟各部件烘干 24小时。
石墨像海绵一样可以蓄水并保持比较长的时间；在 100°C以上烘干或者是在未干的状态下将其送入炉管会引起水的突然气化，这会使石墨破裂。
将一个没有完全干燥的舟放入炉管还可能导致炉门边缘的侵蚀以及真空系统的过分沉积。
步骤五
在提供的装配台上将舟装配好。
检查有无损伤。
用 CentroTherm提供的转矩扳手（0.6Nm）拧紧陶瓷螺丝，石墨螺丝比较易碎，因此必须用手小心拧紧。
石墨舟的使用和清洗流程
石墨舟的使用和清洗流程I. 简介石墨舟是一种常用于化学实验室中的实验仪器，用于加热试管、烧瓶等容器的工具。
它具有高温稳定性、加热均匀性好等特点，因此被广泛应用于化学实验中。
本文将介绍石墨舟的使用和清洗流程。
II. 石墨舟的使用流程使用石墨舟需要注意以下几个步骤：1.准备工作–检查石墨舟的表面是否有划痕或损坏，如有，不得使用。
–检查石墨舟的清洁度，如有污垢，应先清洗再使用。
2.将样品放入石墨舟–将待加热的试管或烧瓶等容器稳固地放在石墨舟中心位置。
–确保容器与石墨舟的接触面积大，以提高加热效果。
3.设置加热温度–根据实验需要，选择适当的加热温度。
–打开石墨舟的控温面板，根据指示设置加热温度。
4.加热样品–将石墨舟接通电源，启动加热过程。
–观察样品的加热情况，确保加热过程稳定和均匀。
5.注意安全–加热过程中，注意手部远离石墨舟表面，以免烫伤。
–使用工具时，注意石墨舟的高温，避免碰撞和损坏。
III. 石墨舟的清洗流程石墨舟在使用完毕后需要进行清洗，以下是清洗流程的具体步骤：1.关闭电源–在清洗前，先将石墨舟断电，确保清洗过程的安全。
2.倒去残留液体–将石墨舟倾斜，将残留液体倒入废液容器中。
–注意不要将液体倒到其他地方，以免造成污染。
3.温水清洗–将石墨舟放在水槽中，用温水冲洗石墨舟的内外表面。
–使用软毛刷轻刷石墨舟的表面，去除顽固的污垢。
4.水龙头清洗–打开水龙头，让水流冲洗石墨舟，确保石墨舟表面干净。
5.酸洗–准备稀盐酸溶液，浸泡石墨舟10-15分钟。
–将石墨舟放入酸洗溶液中，用搅拌棒轻轻搅拌。
–定期检查酸洗溶液的pH值，确保清洗效果。
6.水洗–将石墨舟取出，用大量的清水冲洗。
–多次清洗，直到酸洗液全部冲洗干净。
7.干燥–将石墨舟放在通风处晾干，或用纸巾擦干。
8.检查–检查石墨舟的清洗情况，确保没有残留污垢。
IV. 注意事项在使用和清洗石墨舟时需要注意以下事项：•在使用前，检查石墨舟的表面是否有损坏，并保持清洁。
石墨舟管理规定
1. 目 的：规范石墨舟的使用全过程。
2. 适用范围：石墨舟的申购、使用、维护和报废。
3. 职 责：由设备部门负责管理。
4. 内 容：Centrotherm 管式PECVD 石墨舟。
4.1石墨舟的申购4.1.1为了保证正常的生产，生产线必须保有一定数量的石墨舟，（4管/台的配8只石墨舟，3管/台配6只石墨舟）。
一条新的生产中心配全石墨舟后由设备中心移交给生产中心,有各生产中心自己负责保管。
新设备进厂配备一定数量的石墨舟以供设备调试之用，通常每个炉管配备一只石墨舟，剩余的石墨舟由设备部门负责申购。
4.1.2石墨舟在使用过程中会有部分的石墨片会损坏，由设备部门负责记录并负责及时申购；对于人为损坏的石墨舟或舟片在申请增补时，由各中心提出申请有部门最高领导签字才能领取新的石墨舟或舟片，石墨舟维护人员负责安装；对于设备损坏的石墨舟或舟片在申购增补时必须有部门最高领导签字才能申请购买。
4.1.3石墨舟使用寿命快到期的前2个月由设备部门负责统计报废舟的数量，申购报废数量的石墨舟，并全程跟踪采购进度。
4.2 石墨舟的使用4.2.1新的石墨舟入库后由设备人员负责开箱，并检验石墨舟的完好情况，发现损坏立即照相并通知物料部相关人员联系厂家。
检验合格后给石墨舟编号，并建立使用档案 ，随后通知生产中心领取。
具体使用方法见《管式PECVD 设备操作规程》。
4.2.2 石墨舟编号定义： 4.2.2.1 编号方法说明J 1 –4.2.2.2石墨舟编号统一编写在石墨电极侧，石墨舟片由里到外依次编刻1-13。
4.2.2.3 石墨舟损坏后有新配片投入使用，必须在舟片刻上投入生产的日期，以便跟踪。
4.2.3 生产中心拥有舟的数量为4管/台的配8只石墨舟，3管/台配6只石墨。
设备部门拥有舟的数量为设备台数X2，用于清洗维护周转和备用。
4.2.4 设备部门每天下班前1.5小时把每天超时要清洗的石墨舟编号交给各中心工序长，工序长下班前必须把超时的石墨舟送至石墨舟清洗处，同时领取相同数量的石墨舟做预处理。
石墨舟
操作
1号槽为HF溶液槽 2号槽为纯水槽 3号槽为清洗工艺槽
开关工艺槽需注意 先开工艺槽盖再开外保护窗 先关外保护窗再关工艺槽盖
操作
操作
操作
操作
操作注意事项
注 意 事 项
穿戴防护用品
操作注意事项
注 意 事 项
穿戴防护用品
安全
氢氟酸（HF）是氟化氢气体的水溶 液, 具有弱酸性，为无色透明至淡黄 色冒烟液体。有刺激性气味。有剧毒。 腐蚀性强，对牙、骨损害较严重。 注意：接触到HF立即用六氟磷清洗后 涂葡萄酸钙 操作完后及时到湿法实验台清洗
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设备介绍
HF泄漏传感器 界面（触屏、按钮） 报警器
工艺介绍
拆解
清洗 烘干
组装
预处理 工序
工艺介绍
工艺介绍
在室温条件下(<40°C)，将分解后的石墨 舟零件放置于浓度5~20%的HF(最佳浓度 为10%)清洗槽中清洗4~6小时，再用水清 洗4~6小时。 石墨舟零件放置烘干炉，80°C烘烤至少8 小时。 注：一次最多能清洗两个舟
石墨舟清洗
主要内容 主要内容
目的 原理 设备介绍 工艺介绍 操作注意事项 安全注意事项
目的
清洁石墨舟表面的氮化硅 石墨舟的表面会随着制程次数增加而 逐渐被侵蚀。因此，当石墨舟使用次 数越多，会使沉积在电池片表面的 SiN膜之差异性越大。故当使用次数 达100至150 时，需将石墨舟全部分解 并加以清洗。
原理
Si3N4+4HF+9H2O=3H2SiO3+4NH4F Si3N4 + 12 HF =3SiF4↑+4NH3 (SiF4水解成H2SiO3）
设备介绍
基于MES系统的石墨舟使用次数统计方法与相关技术
本技术提供一种基于MES系统的石墨舟使用次数统计方法，包括以下步骤：S1：当石墨舟进入镀膜机台时，获取石墨舟的舟号和当前使用次数，并将获得的石墨舟数据存储到镀膜机台服务器中；S2：通过MES系统服务器读取存储于所述镀膜机台服务器中的石墨舟数据，并显示到MES系统的显示屏上。
本技术通过对镀膜机台系统进行设定，使输入的石墨舟使用资料传输至镀膜机台服务器，再将镀膜机台服务器资料与MES系统进行交互，使得石墨舟的使用状况直观呈现在MES系统内，可以及时、精确管控石墨舟使用次数，从而降低镀膜色差不良率。
技术要求1.一种基于MES系统的石墨舟使用次数统计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：当石墨舟进入镀膜机台时，获取石墨舟的舟号和当前使用次数，并将获得的石墨舟数据存储到镀膜机台服务器中；S2：通过MES系统服务器读取存储于所述镀膜机台服务器中的石墨舟数据，并显示到MES系统的显示屏上。
2.根据权利要求1所述的基于MES系统的石墨舟使用次数统计方法，其特征在于：于所述步骤S1中，当石墨舟进入镀膜机台时，通过镀膜机台电脑软件界面手工输入石墨舟的舟号和当前使用次数，所述镀膜机台服务器将输入的石墨舟数据记录。
3.根据权利要求1所述的基于MES系统的石墨舟使用次数统计方法，其特征在于：于所述步骤S2中，所述MES系统服务器通过JAVA程式读取所述镀膜机台服务器记录石墨舟数据的文档内容，并解析该文档中的内容，读取文档中的舟号及使用次数写至数据库指定表中，所述MES系统服务器查询所述数据库指定表中的数据，并显示到所述显示屏上。
4.根据权利要求1所述的基于MES系统的石墨舟使用次数统计方法，其特征在于：当石墨舟达到规定的使用次数后，并经过清洗后重新上线，所述MES系统服务器将该石墨舟原有的使用次数清零。
5.根据权利要求1所述的基于MES系统的石墨舟使用次数统计方法，其特征在于：所述MES系统服务器按照预设周期更新数据。
6.根据权利要求5所述的基于MES系统的石墨舟使用次数统计方法，其特征在于：所述MES系统服务器更新数据包括如下步骤：调用JAVA程式查询数据库中的石墨舟数据，并将所述数据库中的石墨舟数据与所述镀膜机台服务器记录石墨舟数据的文档内容进行对比，如果石墨舟数据发生变化，则将所述镀膜机台服务器上新的石墨舟数据写入数据库指定表中。