CN101193732A - 用于定位和保持切开的衬底块上的薄衬底的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于定位和保持硅晶片块(13)线状锯开之后的硅晶片(14)的装置(10)。所述装置包括:容纳晶片块(13)的盒子(17);两个压紧板条(20),其朝向晶片块(13)的侧面设有隔离和保持距离的元件(32、33、34、36),它们嵌入晶片(14)之间的窄切割缝隙(15)内。以这种方式,晶片在分开支承体玻璃板(11)后仍固定在其位置上,从而特别地保持与之后分开的支承体玻璃板(11)的先前连接部位(25)区域内的缝隙(15)并简化后面的分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于定位和保持衬底块切开后的薄衬底的装置和方法,优选为一种用于定位和保持硅晶片块线状锯开后的硅晶片的装置和方法,所述装置和方法分别如权利要求1和权利要求17前序部分所述。
背景技术
特别是对于光生伏打电池来说,需要利用线状锯从硅块中切割出厚度不足0.3mm非常薄的晶片。为此将硅块首先与支承体玻璃板粘接,该玻璃板再与机座板条连接。大量线状锯同时穿过晶片块并一直切割到支承体玻璃板的玻璃。由此各个晶片仅还固定悬挂在与晶片厚度相应的粘接层上。在该位置保留切割缝隙。因为对进一步的处理来说,需要始终保持晶片潮湿,所以这些晶片在其远离支承体玻璃板的区域上通过液体成束粘接在一起。为了进行其他加工过程,需要将晶片与粘接层分开并分离。大规模生产要求这一过程自动化进行。每次自动化生产的目均是保持顺序和位置。
根据从DE 199 04 834 A1公开的一种装置,切开的晶片块不以悬挂的方式,而是以水平放置的方式设置在升降机的一个悬臂上并且保持浸入在液体内。在这种情况下,各个晶片的自由端从其水平位置环绕与支承体玻璃板的粘接连接翻转,从而它们在那里附着在处于其下面的晶片上。如果将晶片逐步与支承体玻璃板分开,它们整面都处于其下面的晶片上,这样使分离更加困难。
发明内容
因此本发明的目的在于,提供一种如开头所述类型的用于定位和保持优选为硅晶片的薄衬底的装置和方法,在该装置或该方法中,晶片在与支承体玻璃板分开后仍固定在其位置上并且特别是保持与然后分离的支承体玻璃板的连接部位区域内的缝隙并因而简化后面的分离。
该目的通过开头所述类型的一种按权利要求1所述特征的装置或通过一种按权利要求17所述特征的方法得以实现。
通过依据本发明的措施达到以下目的,即保持在切割晶片块之后各个晶片之间的距离并且保持至少在与支承体玻璃板连接部位区域内的各个晶片的位置,即使在分开支承体玻璃板时亦然,并这样可以简单且快速的方式将晶片从切开的晶片块分离或逐个取下。
依据权利要求2的特征可以实现,即使各个晶片的远离支承体玻璃板的下缘相互靠近,首先可以在晶片块的两个侧缘上在至少靠近连接部位的区域内保持晶片隔开。
以有利的方式设有权利要求3的特征,从而可以简单方式固定在晶片之间的缝隙。
利用权利要求4的特征实现晶片块在盒子内简单的高度固定。
为了用于将晶片块固定地装入盒子内,设有权利要求5所述的特征。
依据一种优选的实施方式,设有如权利要求6所述的特征。按照这种方式在将支承体玻璃板分开后,可以在上部端缘的区域内附加保持各个晶片隔开。在这种情况下有利的是,除了上部压紧板条之外,上部附加的导向横梁也可以使盒子内部切开的晶片块的进一步加工或操作变得容易。
有利地设有如权利要求8所述的特征,以便在分开和取下或去除支承体玻璃板的同时,使上部压紧板条和上部导向横梁接近切开的晶片块。如果要沿侧向或者沿垂直方向转动90°后从盒子中分离并取出晶片,那么设有如权利要求9所述的特征,这意味着,在将盒子从上面封闭以后现在从一个侧边上打开。由于晶片表面可能有线状锯的沟槽,以这种方式简化从盒子中分离和去除晶片。
在使晶片保持隔开的压紧板条方面有利的实施形式设有如权利要求10至13中任一项所述的特征。为了提高压紧板条的隔离作用,依据另一实施例设有如权利要求14所述的特征。
如权利要求15和/或16所述的特征,根据盒子的上面是打开的或者转动的盒子纵侧之一是打开,沿垂直方向或者沿水平方向将晶片从盒子中分离和去除。
分离的晶片依据权利要求18在取下支承体玻璃板之后例如在与装入切开的晶片块相反的方向上逐个取出。
在如权利要求19所述优选使用的方法中,以有利的方式将晶片在一个方向上分离并从切开的晶片块去除,该方向与单个晶片的表面上在切割或锯开晶片块时形成的沟槽分布相一致,这样保证在分离和去除各个晶片时无摩擦和无啮合地移动。这或者沿侧向、也就是沿水平方向进行,或者依据权利要求20在转动90°后沿垂直方向进行,从而保留对装入晶片块预先规定的基准点。
利用权利要求21所述的特征可以使分离变得容易。
附图说明
本发明的其他细节参阅下列说明,其中借助于附图所示的实施例对本发明进行详细介绍。其中:
图1示出切开晶片块的示意正视图,其容纳在一个固定的盒子内并仍与支承体玻璃板连接;
图2示出沿图1直线II-II的剖面;
图3-6示出隔离和保持距离的压紧板条不同实施方式的放大图;
图7示出处于盒子内与支承体玻璃板分开的晶片块的正视图,具有一个设置在单个晶片上面的喷淋装置以及一个真空镊子,用于依据本发明的第一实施例在切开的晶片块上分离并将晶片从盒子中取出;以及
图8示出与图2相应的剖面图,但是依据本发明的第二实施例。
具体实施方式
依据两个实施方式在附图中所示的装置10或10′用于定位和保持衬底块线状锯开之后的薄衬底,优选地用于定位和保持硅晶片块13线状锯开后的薄硅晶片14。晶片块13与固定在机座板12上尚粘接在一起的支承体玻璃板11借助于线状锯均匀地切割出厚度最大为0.3 mm的薄晶片14直到支承体玻璃板11的表面。装置10或10′与此同时用于将晶片14与晶片块13以简单和迅速的方式进行分离并输送到其他加工设备。
切开的晶片块13的晶片14以悬挂在支承体玻璃板11上的方式装入盒子17内。在此方面,晶片14在其粘接部位25上仍以形成切割缝隙15的距离设置,而在其远离粘接部位25的下缘26上,它们与其相邻的晶片14成束地连接着(图1)。
盒子17具有一种从其上面敞开的U形截面结构,其中在两端上分别设有一个U形的框架部件27.1和27.2,其与晶片14或其切割缝隙15平行地设置。两个框架部件27.1和27.2的距离略大于晶片块13或支承体玻璃板11的尺寸。两个框架部件27.1和27.2一方面通过作为圆棒构成的侧面导向横梁18.1和18.2并另一方面通过同样作为圆棒构成的底面支承横梁19.1和19.2保持距离。设置在框架部件27.1上部区域内彼此相对的导向横梁18.1和18.2的距离相应于晶片14或晶片块13的宽度,从而切开的晶片块13可以从盒子17的上面通过和引导装入盒子的内腔。底面支承横梁19.1和19.2用作晶片14下缘26的支柱,因此彼此具有相应的水平距离。晶片块13的大部分长度处于盒子17内部。
在两个框架部件27.1和27.2的上部区域内和两个导向横梁18.1和18.2上面,彼此相对的压紧板条20.1和20.2可移动地保持在水平方向上。可在箭头A的方向上移动地保持的压紧板条20.1和20.2用于定位和保持悬挂保持在支承体玻璃板11上的晶片14,并因此用于将晶片14之间的切割缝隙15固定或保持在粘接部位25下面的一个区域内。只要将悬挂保持在支承体玻璃板11上的切开的晶片块13装入盒子17内,压紧板条20.1和20.2就在箭头A的方向上向晶片14的侧缘28移动,从而晶片14以图1所示的方式在该区域内保持距离。
压紧板条20.1和20.2可以如图3至6所示的不同方式构成。每个压紧板条20具有朝向晶片块13或晶片14的附件32、33、34或36,所述附件能够压入或插入该区域内尚存在的薄切割缝隙15内,并因此将晶片14在该部位上保持距离和对其形成侧面支承,在随后的步骤中在松开或分开粘接部位25上的胶粘剂后将支承体玻璃板11连同机座板条12取下或去除。
依据图3,弹性附件32具有水平前凸并相距设置的三角形或楔形连接片37。依据图4,附件33作为隔离和保持距离的元件具有弹性片38。依据图5,附件34以塑性凸起部39的形式构成,其装入压紧板条20的槽内并从压紧槽的前缘凸起。在将片38和凸起部39压紧在晶片14的侧缘28上时,片38或凸起部39均变形成使得片或凸起部局部地压入晶片14之间或其切割缝隙15内。依据图6,附件36具有刷子板条40,其通过压紧板条20在箭头B方向上的回转这样接近晶片14的侧缘28,使得刷毛41局部地进入切割缝隙15内。
只要压紧板条20.1和20.2进入到适当的位置内,如上所述支承体玻璃板11就如图7所示与晶片14整体分离,其中多个压紧板条也可以重叠设置。此后一个具有大量喷嘴件49的喷淋装置48进入晶片14上缘29上面的适当位置。该喷淋装置48利用液体冲洗晶片14,液体在晶片14的上缘区域内进入切割缝隙15并由此将晶片14的将晶片14成束地互相附着的下缘打开,从而在那里也形成一个小缝隙。
与框架部件27.1和27.2中一个相邻地设置有真空镊子50,利用其可以大面积夹住分离各个晶片14并从切开的块上取下。在图7的实施例中,这一点在箭头C的方向上进行,也就是穿过盒子17敞开的上面。
图8示出本发明的第二实施方式,在该装置10′中,盒子17′基本上以相同的方式构成,也就是说具有框架部件27′.1和27′.2、导向横梁18′.1和18′.2和支承横梁19′.1和19′.2以及设置在盒子17上部区域内和导向横梁18′上面的压紧板条20′.1和20′.2。
在该实施例中,与图1相应晶片块13通过(线状锯)切割形成的晶片14也通过粘接部位25悬挂在支承体玻璃板11上,通过盒子17′敞开的上面装入里面直至支承在支承横梁19′.1和19′.2上。只要压紧板条20′.1和20′.2移入其与晶片14相关隔离和保持距离的位置并只要支承体玻璃板11连同机座板条12一起从晶片14的上缘29取下并从盒子17′的区域去除,一个或者多个并排设置的上部压紧板条55设置在晶片14的上缘29上并沿依据箭头D所示的垂直方向放置在其上面,使得晶片14的上缘29保持在其位置上。这样一个或者多个上部压紧板条55可具有与压紧板条20′相应的构造;它们在任何情况下均应构成为使得它们具有隔离和保持距离的附件56,所述附件在该上部区域内保持切割缝隙15。
作为对这些上部压紧板条55的附加,相邻可以附加设置一个或者多个附加的上部导向横梁58′。在上部压紧板条55与上部导向横梁58之间可以设置有未示出的具有喷嘴49的喷淋装置48,将液体喷入切割缝隙15内,用于在晶片14下缘26的区域内打开或分开相互附着的晶片。
为了分离以及从盒子17′中取下和取出晶片14,将盒子17′的两个侧区之一打开。为此可以将例如导向横梁18′.2以及压紧板条20′.2从盒子17′的侧区去除或移动开,使得盒子17′的该侧面打开。真空镊子50′大面积夹住各个晶片14。依据图8,真空镊子50′可以在箭头E的方向上将每个单个晶片14在水平方向上从盒子17′现在打开的侧面移出。
但在未示出的方式中有利的是,装置10′或盒子17′依据点划线箭头F所示转动90°,从而晶片14通过真空镊子50′与图7的实施例相应在垂直方向上从盒子17′移出,从而保留根据切开的晶片块13插入的基准面或基准点。
在这两种情况下各个晶片14的彼此相对移动不同于图7的实施例,所述相对运动沿与晶片14表面上由线状锯产生的沟槽平行的方向进行。按照图7的实施例,晶片14的移动利用真空镊子50与可能沟槽的方向横向在晶片表面上进行,这样产生相互摩擦并因此阻止分离。晶片14利用真空镊子50′从盒子17′移出,通过彼此相对的支承横梁19′.1、19′.2和至少一个上部导向横梁58′引导并变得容易。
不言而喻,装置10′或盒子17′的转动也可以在侧面打开之前进行,也就是说,导向横梁18′.2和压紧板条20′.2在转动90°之后为了打开盒子17′才去除。
Claims (21)
1.一种用于定位和保持衬底块切开后的薄衬底的装置(10),优选地用于定位和保持硅晶片块(13)线状锯开后的硅晶片(14)的装置(10),其特征在于,容纳所述晶片块(13)的盒子(17)设有两个或者多个压紧板条(20),所述压紧板条朝向所述晶片块(13)的侧面设有隔离和保持距离的元件(32、33、34、36),所述元件嵌入晶片(14)之间的窄切割缝隙(15)内。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,相对的侧面压紧板条(20)的隔离和保持距离的元件(32、33、34、36)在所述盒子(17)的上部区域内嵌入所述切开的晶片块(13)的晶片(14)侧缘(28)之间的切割缝隙(15)的区域内,其中所述切开的晶片块以悬挂在支承体玻璃板(11)上的方式沉入盒子(17)内并朝向盒子底部。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述侧面压紧板条(20)的隔离和保持距离的元件(32、33、34、36)能水平地移入或者转动到切割缝隙(15)内。
4.如前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述盒子(17)的底面设有用于远离支承体玻璃板(11)的晶片端缘(26)的支承横梁(19)。
5.如前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述盒子(17)具有用于晶片侧缘(28)的侧面导向横梁(18)。
6.如前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,一个或者多个并排的上部压紧板条(20′)的隔离和保持距离的元件能够远离盒子底部设置并嵌入与支承体玻璃板(11)分开的切开的晶片块(13)的晶片(14)上缘(29)之间的切割缝隙(15)的区域内。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,与所述支承体玻璃板(11)分开的所述晶片块(13)的晶片(14)上缘(29)能够由一个或者多个上部导向横梁(58)覆盖。
8.如权利要求6和7所述的装置,其特征在于,上部压紧板条(20′)和上部导向横梁(18′)在去除支承体玻璃板(11)后能向晶片块(13)的晶片(14)上缘移动。
9.如权利要求2至8中任一项所述的装置,其特征在于,为了侧面打开盒子(17)能够去除两个侧面导向横梁(18)中一个以及两个彼此相对的侧面压紧板条(20)中一个及其隔离和保持距离的元件。
10.如权利要求1至9中任一项所述的装置,其特征在于,所述隔离和保持距离的元件(32)构成为具有三角形尖头连接片(37)的弹性型材。
11.如权利要求1至9中任一项所述的装置,其特征在于,所述隔离和保持距离的元件(33)构成为弹性片(38)。
12.如权利要求1至9中任一项所述的装置,其特征在于,所述隔离和保持距离的元件(34)由塑性凸起部(39)构成。
13.如权利要求1至9中任一项所述的装置,其特征在于,所述隔离和保持距离的元件(36)构成为刷子板条(40)。
14.如前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,在与所述支承体玻璃板(11)分开的所述晶片块(13)的晶片(14)上缘上面设置有平面的喷淋装置(48)。
15.如前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,在所述盒子(17)内部切开的晶片块(13)的一面上设有真空镊子(50)。
16.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述真空镊子(50)为了从盒子(17)中取出晶片(14)能够沿垂直方向或者水平方向移动。
17.一种用于定位和保持衬底块切开后的薄衬底的方法,优选地用于定位和保持硅晶片块线状锯开后的硅晶片的方法,其特征在于,将切开的晶片块在悬挂于支承体玻璃板的情况下装入盒子内,沿晶片块的两个侧面通过嵌入各个晶片之间切割缝隙内的第一隔离和保持距离元件保持切开的晶片块,以及从切开的晶片块的上面去除支承体玻璃板。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,沿垂直方向从切开的晶片块逐个取下晶片。
19.如权利要求17所述的方法,其特征在于,沿晶片块的上面通过嵌入各个晶片之间切割缝隙内的第二隔离和保持距离元件保持切开的晶片块,去除在切开的晶片块的两个侧面中一个上的第一隔离和保持距离的元件,以及将晶片从切开的晶片块逐个取下。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于,在去除第一元件之前或者之后将保持的晶片块转动90°,以及沿垂直方向从切开的晶片块取下晶片。
21.如权利要求17至20中任一项所述的方法,其特征在于,利用液体从所述晶片块的上面喷淋切开的晶片块。
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