CN110707032B - 一种用于大尺寸硅片的插片装置以及插片方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种用于大尺寸硅片的插片装置以及插片方法，所述插片装置包括第一传输装置、装有硅片的置放装置、旋转吸盘，片篮，所述片篮上设置有可供旋转吸盘上的硅片竖向插入的往上开口的竖向插槽，置放装置内的硅片逐片移动至第一传输装置上，所述旋转吸盘吸附第一传输装置上的硅片并带动硅片旋转，当硅片旋转至竖向状态时，其被竖向插入片篮的插槽内，从而实现竖向插片，硅片中部不会往下弯曲而变形，从而不但避免了相邻两硅片粘片的情况发生，还避免了因为硅片中间变形而导致的破碎。

Description

一种用于大尺寸硅片的插片装置以及插片方法

技术领域

本发明涉及硅片加工领域，尤其涉及一种用于大尺寸硅片的插片装置以及插片方法。

背景技术

硅棒通过切割形成一片一片的硅片，切割后的硅片通过脱胶、插片、清洗、检验几道工序，产出合格硅片。目前现有的插片工序中，采用的插片方式为横向插片，即插片装置包括一传输装置10，装有硅片10的弹夹30以及待装硅片的片篮40分别置于传输装置10的两侧，片篮的插槽水平对着传输装置，即插槽横向设置，弹夹中的硅片通过水压分片而一片片移动到传输装置上，然后随着传输装置的传送再一片一片插到片篮的插槽里(如图1所示)，插入一硅片，片篮上升一定距离，以使得下一插槽对着传输装置，直至该一片篮的插槽全部插上硅片，如此，片篮内的硅片均横向设置。

上述水平插片方式适应于小尺寸硅片，因为插片过程中硅片表面携带有水，从而使得硅片重量增加，而硅片均又是横向设置，所以硅片中部会往下弯曲而变形，从而上下相邻的两硅片很容易粘接在一块，即发生粘片，如此，不但会导致清洗完的硅片的粘接部位出现水印脏污，而且随着硅片尺寸增大、片厚变薄，硅片本身变形进一步增大，从而使得上下相邻两硅片之间的粘接更容易发生，而且变形过大还容易导致硅片破碎。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大尺寸硅片的插片装置以及插片方法，其可避免大尺寸硅片在插片过程中粘片、破碎。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于大尺寸硅片的插片装置，其包括用于传送所述硅片的第一传输装置、装有硅片的置放装置，所述置放装置内的硅片可移动至第一传输装置上，所述插片装置还包括

旋转吸盘，其可吸附所述第一传输装置上的硅片并带动硅片旋转；

片篮，其上设置有可供旋转吸盘上的硅片竖向插入的往上开口的竖向插槽。

所述置放装置与旋转吸盘分别设置于所述第一传输装置的两端，所述第一传输装置带动硅片朝向旋转吸盘的方向移动，所述片篮置于所述旋转吸盘下方。

所述插片装置进一步包括一置于所述旋转吸盘下方的第二传输装置，所述片篮置于所述第二传输装置上，当旋转吸盘吸附的一硅片插入片篮的其中一插槽后，第二传输装置带动片篮移动，以使得相邻空插槽移动到对应位置以供下一旋转吸盘吸附的硅片竖向插入。

所述旋转吸盘包括一可绕Z轴旋转的转轴、一个或多个间隔连接于所述转轴周向上的吸盘装置，所述吸盘装置包括一端连接于所述转轴周向上的连接件、设置于所述连接件上的一个或多个真空吸盘，且每一个所述吸盘装置对应连接一个真空发生器。

所述第一运输装置朝向转轴的一端与转轴之间的间距不小于所述连接件的长度。

所述吸盘设置于所述连接件上侧，所述旋转吸盘逆时针旋转；或，所述吸盘设置于所述连接件下侧，所述旋转吸盘顺时针旋转。

一种采用所述插片装置进行硅片插片的方法，所述旋转吸盘吸附第一传输装置传送过来的硅片并带动所述硅片旋转，当该硅片旋转至与所述片篮其中一空的插槽竖向对准时，该硅片被竖向插入该空插槽内。

置放装置内的硅片逐一移动到第一传输装置上，所述第一传输装置带动硅片往旋转吸盘的方向移动，所述旋转吸盘吸附第一传输装置上的硅片并带动硅片旋转，当硅片与片篮对应的空插槽竖向对准时，旋转吸盘松开对硅片的吸附，硅片竖向插入该空插槽内。

当被吸附在旋转吸盘其中一吸盘装置上的硅片在插入片篮的其中一插槽时，旋转吸盘上另一对应位置的吸盘装置同时吸附第一传输装置上的一硅片。

所述旋转吸盘吸附的一硅片插入片篮的其中一空插槽后，片篮在一第二传输装置带动下移动，当下一旋转吸盘吸附的硅片随着旋转吸盘的旋转而处于竖向状态时，片篮上的相邻空插槽也移动到与所述处于竖向位置的硅片竖向对准。

本发明的有益效果为：

1、通过本发明的插片装置与插片方法，实现了硅片的竖向插片，插入片篮插槽内的硅片呈竖向放置，如此，硅片中部不会往下弯曲而变形，从而不但避免了相邻两硅片粘片的情况发生，还避免了因为硅片中间变形而导致的破碎；

2、硅片在插入片篮之前有随着吸盘旋转，而在吸盘旋转过程中，附在硅片上的水大部分都流下，从而硅片上的水分不多甚至没有水，如此，进一步保证竖向插入后的硅片不会因中间变形而引起粘片、破碎。

附图说明

图1为传统水平插片方式示意图；

图2为本发明用于大尺寸硅片的插片装置其中一实施例的示意图；

图3为本发明插片装置的旋转吸盘吸附有硅片时的放大示意图；

图4为本发明插片装置的其中一吸盘装置与转轴的放大示意图；

图5为本发明插片装置另一实施例的示意图。

具体实施方法

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图2所示，本发明公开了一种用于大尺寸硅片的插片装置，其包括用于传输所述硅片1的第一传输装置2、用于置放所述硅片1的置放装置3，所述置放装置3内的硅片1可移动至第一传输装置2上，所述插片装置还包括

旋转吸盘4，其可吸附所述第一传输装置2上的硅片1并带动硅片1绕Z轴旋转；

片篮5，其上设置有可供旋转吸盘4上的硅片1竖向插入的往上开口的竖向插槽51。

本实施例中，较佳的，所述置放装置3与旋转吸盘4分别设置于所述第一传输装置2的两端，所述第一传输装置2带动硅片1朝向旋转吸盘4的方向移动，所述片篮5置于所述旋转吸盘4下方。

所述用于大尺寸硅片1的插片装置还包括一置于所述旋转吸盘4下方的第二传输装置6，所述片篮5置于所述第二传输装置6上，当旋转吸盘4吸附的一硅片1插入片篮5的其中一插槽51后，第二传输装置6带动片篮5移动，以使得相邻空插槽51移动到对应位置以供下一旋转吸盘4吸附的硅片1竖向插入。

较佳的，所述第一传输装置2水平设置，从而带动硅片1往旋转吸盘4的方向水平移动。

较佳的，所述片篮5也水平放置，从而更保证插槽51的竖向设置。

较佳的，所述第二传输装置6也水平设置，从而带动片篮5水平移动。

结合图3、4所示，所述旋转吸盘4包括一可绕Z轴旋转的转轴41、一个或多个沿着所述转轴41的周向间隔设置的吸盘装置42，所述吸盘装置42包括一端连接于所述转轴41周向上的连接件421、设置于所述连接件421上的一个或多个真空吸盘422，且每一个所述吸盘装置42对应连接一个真空发生器(图未示)。即是说，一吸盘装置42上的真空吸盘422通过管道与一真空发生器连通，另一吸盘装置42的真空吸盘422通过管道与另一真空发生器连通，一真空发生器控制一吸盘装置42。

如此设置，不同位置的吸盘装置42可根据实际情况进行不同的动作，具体的说，在工作过程中，一吸盘装置42在对应真空发生器的控制下吸附第一传输装置2上的硅片1；同时，另一吸盘装置42在对应真空发生器的控制下松开对硅片1的吸附，以使得硅片1竖向插入片篮5的插槽51内；再同时，其他部分吸盘装置42在对应真空发生器的控制下一直保持吸附住其上硅片1的动作；且此时，还有部分吸盘装置42上没有硅片1，在对应真空发生器的控制下，其上的吸盘内的气压一直保持零气压或稍为正的气压。

此外，如此设置，还能使得每一吸盘装置42上的所有真空吸盘422的状态同步，从而一个连接件421上的所有吸盘能同时进行吸附硅片1或与硅片1脱离的动作，如此，能保证每一硅片1的吸附与脱离顺利进行。

每一吸盘装置42上的所有真空吸盘422可分别通过管道与一真空发生器连通；或，每一吸盘装置42的连接件421设置有内部空腔，且该内部空腔通过管道与一真空发生器连通，每一连接件421上的吸盘均与该连接件的内部空腔连通，如此，通过真空发生器对所述内部空腔进行抽真空或充气动作，从而实现吸盘吸附硅片1以及松开对硅片1的吸附。

较佳的，每一所述连接件421上间隔设置有多个真空吸盘422，如此，可保证吸附时硅片1受力均匀，在吸盘装置42旋转时，其上吸附的硅片1不会自损。在本实施例中，每一连接件421上设置有六个真空吸盘422，且该六个真空吸盘422分2排×3列的方式排列。在其他实施例中，每一连接上也可以根据实际情况设置不同数量的真空吸盘422。

较佳的，多个所述吸盘装置环形阵列在所述转轴41的周向方向上。

在本实施例中，所述连接件421包括一连接于所述转轴41上的连杆4211以及连接于所述连杆4211远离转轴41一端的连接板4222，所述吸盘连接于所述连接板4222上。若连接件421采用设置内部空腔的形式，所述内部空腔设置于所述连接板4222内。在其他实施例中，所述连接件421可以为直接的一块板状态。

所述连接板4222、真空吸盘422、管道、真空发生器的连接方式可以采用任意公知可行的结构。

所述连接件421可与转轴41一体成型，也可通过其他方式连接，如在转轴41上设卡孔，连接件421一端设置弹性手指式样的卡扣，卡扣卡入卡孔并倒扣于卡孔的内壁上而实现连接件421与转轴41的连接。

所述转轴41可与一电机的输出轴连接，由电机控制转轴41的旋转与暂停。

所述插片装置还包括一支架，所述置放装置3、第一运输装置、第二运输装置、旋转吸盘4均连接于所述大支架上。所述大支架具体结构不限，只要其能实现连接功能，又能不干涉放装置、第一运输装置、第二运输装置、旋转吸盘4的动作即可。本领域技术人员可以根据以上描述而设计具体的支架结构。

所述装有硅片1的置放装置3设置为公知的弹夹，也可以为其他公知可行的装置；所述片篮5可以为公知可行的结构，只是从原来传统的竖向放置变为水平放置，从而插槽51也呈现为往上开口的竖向设置状；所述弹夹内的硅片1可通过水压分片而逐一移动到第一传输装置2上，所以第一、第二传输装置6也可以为任意公知可行的结构，如传输带等类似机构，且该些均不是本发明的重点，故不在此详细赘述。

所述插片装置的工作原理为：

弹夹内的硅片1通过水压分片而逐片移动到第一传输装置2上，随着第一传输装置2的传送，所述硅片1往旋转吸盘4的方向移动，当硅片1朝向旋转吸盘4的一侧伸出于第一传输装置2之外一定距离时，其中一吸盘装置42刚好旋转至该硅片1下方；此时，旋转吸盘4暂停旋转，真空发生器抽吸，使得该吸盘装置42上的吸盘内产生负气压，从而吸盘吸住硅片1并带着硅片1旋转，当该吸盘装置42旋转到一定位置时，硅片1处于竖向状态，并与片篮5的其中一空插槽51竖向对准；此时，旋转吸盘4再次暂停旋转，真空发生器工作，对该吸盘装置42的吸盘进行平稳充气，从而吸盘内的负气压变成零气压或稍为正的气压，吸盘与硅片1脱离，硅片1竖向插入对应的插槽51内。

较佳的，在一吸盘装置42将第一传输装置2上的一硅片1吸附并旋转后，第一传输装置2上的下一硅片1继续往片篮5的方向移动，且下一吸盘装置42也往上旋转，当下一硅片1移动至其朝向旋转吸盘4的一侧伸出于第一传输装置2之外一定距离时，下一吸盘装置42也刚好旋转至该下一硅片1下方而吸附该硅片1，如此，多个吸盘装置42逐一吸附硅片1，当旋转吸盘4旋转到一定角度时，最先被吸附的硅片1与片篮5的其中一插槽51竖向对准，在该硅片1竖向插入该插槽51内后，旋转吸盘4继续，且第二传输装置6水平移动而带动片篮5水平移动；当旋转吸盘4旋转到一定角度时，第二片被吸附的硅片1也与上一插槽51相邻的插槽51竖向对准；此时第二传输装置6停止旋转，供硅片1插入对准的插槽51内。

因为吸附硅片1时，所述旋转吸盘4要停止旋转，在硅片1插入片篮5时，所述旋转吸盘4也要停止旋转，为减少旋转吸盘4停顿的时间，较佳的，当被吸附在旋转吸盘4其中一吸盘装置42上的硅片1在插入片篮5的其中一插槽51时，旋转吸盘4上另一对应位置的吸盘装置42同时吸附第一传输装置2上的一硅片1。即是说，旋转吸盘4停顿一次，可同时进行已吸附硅片1的插入以及新硅片1的吸附动作，如此，大大提高了插片效率。

在本实施例中，所述真空吸盘422设置于所述连接件421上侧，所述旋转吸盘4逆时针旋转；在其他实施例中，也可以是所述真空吸盘422′设置于所述连接件421′下侧，所述旋转吸盘4′顺时针旋转(如图5所示)。

所述第一运输装置朝向转轴41的一端与转轴41之间的间距不小于所述连接件421的长度，如此，避免了旋转吸盘4旋转时与第一运输装置产生干涉。

再一实施例中(图未示)，所述旋转吸盘4不仅可绕Z轴旋转，还可相对第一传输装置2移动，从而所述旋转吸盘4可相对靠近或远离所述第一传输装置2。在这种设置下，所述第一运输装置朝向转轴41的一端与转轴41之间的间距不限定。旋转吸盘4相对第一运输装置靠近，当相邻两吸盘装置42将第一运输装置朝向旋转吸盘4的一侧夹入其中时，其中一吸盘装置42吸附第一运输装置上的一硅片1，然后旋转吸盘4往原来第一运输装置的一侧移动，当连接件421旋转时不再与第一运输装置产生干涉时，所述旋转吸盘4旋转，将吸附到的硅片1竖向插入所述片篮5内。

本发明还公开了一种大尺寸硅片1的插片方法，其包括：片篮5的插槽51竖向设置且往上开口，旋转吸盘吸附传送过来的硅片并带动所述硅片旋转，当该硅片旋转至与所述片篮其中一空的插槽竖向对准时，该硅片被竖向插入该空插槽内。

进一步地，置放装置3内的硅片1逐一移动到第一传输装置2上，所述第一传输装置2带动硅片1往旋转吸盘4的方向移动，所述旋转吸盘4吸附第一传输装置2上的硅片1并带动硅片1绕Z轴旋转，当硅片1与片篮5对应的空插槽51竖向对准时，旋转吸盘4松开对硅片1的吸附，硅片1竖向插入该空插槽51内，当旋转吸盘4吸附硅片1以及硅片1插入片篮5时，所述旋转吸盘4暂停旋转。

当被吸附在旋转吸盘4其中一吸盘装置42上的硅片1在插入片篮5的其中一插槽51时，旋转吸盘4上另一对应位置的吸盘装置42同时吸附第一传输装置2上的一硅片1。如此，提高了插片效率。

较佳的，所述旋转吸盘4吸附的一硅片1插入片篮5的其中一空插槽51后，片篮5在一第二传输装置6带动下移动，当下一硅片1随着旋转吸盘4的旋转而处于竖向状态时，片篮5上的相邻空插槽51也移动到与所述处于竖向状态的硅片1竖向对准。

所述插片装置以及插片方法用于硅片1脱胶之后的插片工序中。即是说，所述硅片1的加工工序包括脱胶、插片、清洗等，所述插片装置以及插片方法用于所述脱胶之后的插片工序中。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于大尺寸硅片的插片装置，其包括用于传送所述硅片的第一传输装 置、装有硅片的置放装置，所述置放装置内的硅片可移动至第一传输装置 上，其特征在于：所述插片装置还包括：

旋转吸盘，包括一可绕 Z 轴旋转的转轴、多个间隔连接于所述转轴周 向上的吸盘装置，每一所述吸盘均可吸附所述第一传输装置上的硅片并带 动硅片绕 Z 轴旋转；

片篮，其上设置有可供旋转吸盘上的硅片竖向插入的往上开口的竖向 插槽；

所述置放装置与旋转吸盘分别设置于所述第一传输装置的两端，所述 第一传输装置带动硅片朝向旋转吸盘的方向移动，所述片篮置于所述旋转 吸盘下方；

当硅片朝向旋转吸盘的一侧伸出于第一传输装置之外一定距离时，其中一吸盘装置刚好旋转至该硅片下方；此时，旋转吸盘暂停旋转，吸盘吸住硅片并带着硅片旋转；在一吸盘装置将第一传输装置上的一硅片吸附并旋转后，第一传输装置上的下一硅片继续往片篮的方向移动，且下一吸盘装置也往上旋转，当下一硅片移动至其朝向旋转吸盘的一侧伸出于第一传输装置之外一定距离时，下一吸盘装置也旋转至该下一硅片下方而吸附该硅片；从而多个吸盘装置逐一吸附硅片，当旋转吸盘旋转到一定角度时，最先被吸附的硅片与片篮的其中一插槽竖向对准，吸盘内的负气压变成零气压或稍为正的气压，吸盘与硅片脱离，硅片竖向插入对应的插槽内，在该硅片在插入片篮的其中一插槽时，旋转吸盘上另一对应位置的吸盘装置同时吸附第一传输装置上的一硅片；且在该硅片竖向插入该插槽内后，旋转吸盘继续旋转，片篮水平移动；当旋转吸盘旋转到一定角度时，第二片被吸附的硅片也与上一插槽相邻的插槽竖向对准，此时第二传输装置停止旋转，供硅片插入对准的插槽内。

2. 根据权利要求1所述的用于大尺寸硅片的插片装置，其特征在于：进一步 包括一置于所述旋转吸盘下方的第二传输装置，所述片篮置于所述第二传 输装置上，当所述旋转吸盘吸附的一硅片插入片篮的其中一插槽后，第二 传输装置带动片篮移动，以使得相邻空插槽移动到对应位置以供下一所述 旋转吸盘吸附的硅片竖向插入。

3. 根据权利要求1或2所述的用于大尺寸硅片的插片装置，其特征在于：所 述吸盘装置包括一端连接于所述转轴周向上的连接件、设置于所述连接件 上的一个或多个真空吸盘， 且每一个所述吸盘装置对应连接一个真空发生 器。

4. 根据权利要求3所述的用于大尺寸硅片的插片装置，其特征在于：所述第 一运输装置朝向转轴的一端与转轴之间的间距不小于所述连接件的长度。

5. 根据权利要求 4 所述的用于大尺寸硅片的插片装置，其特征在于：所述吸 盘设置于所述连接件上侧，所述旋转吸盘逆时针旋转；或，所述吸盘设置于所述连接件下侧，所述旋转吸盘顺时针旋转。

6. 一种采用权利要求1至5 任一项所述插片装置进行硅片插片的方法，其特 征在于：待插片的硅片逐一移动到第一传输装置上，所述第一传输装置带 动硅片往旋转吸盘的方向移动；所述旋转吸盘吸附第一传输装置传送过来的硅片并带动所述硅片绕 Z 轴旋转，当该硅片旋转至与所述片篮其中一空的插槽竖向对准时， 该硅片被 竖向插入该空插槽内；当被吸附在旋转吸盘其中一吸盘装置上的硅片在插入片篮的其中一空插 槽时，旋转吸盘上另一对应位置的吸盘装置同时吸附第一传输装置上的一 硅片。

7. 根据权利要求6所述的插片方法，其特征在于：当硅片与片篮对应的空插 槽竖向对准时，旋转吸盘松开对硅片的吸附，硅片竖向插入该空插槽内， 当旋转吸盘吸附硅片以及硅片插入片篮时，所述旋转吸盘暂停旋转。

8. 根据权利要求6或7所述的插片方法，其特征在于：所述旋转吸盘吸附的 一硅片插入片篮的其中一空插槽后，片篮在一第二传输装置带动下移动， 当下一旋转吸盘吸附的硅片随着旋转吸盘的旋转而处于竖向状态时，片篮 上的相邻空插槽也移动到与所述处于竖向状态的硅片竖向对准。