CN101648186A - 具承载装置搬移装置的太阳能晶圆分类系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具承载装置搬移装置的太阳能晶圆分类系统，该分类系统包含：形成有复数承载位置的基座；设置于基座且供传送汲取太阳能晶圆的传送汲取装置；复数置于承载位置以承接太阳能晶圆的承载装置；具有预定端部位置并供堆栈及升降复数承载装置的供应装置；具有一个预定收纳位置并供堆栈及移动复数承载装置的收纳装置；搬移承载装置的搬移装置。本发明针对部分频繁出现的晶圆分类景况，无需停机更换承载装置，仅需调整与现有测试机台的相关接口，即可大幅提升原有机台的自动化效能。

Description

具承载装置搬移装置的太阳能晶圆分类系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能晶圆分类系统，尤其是一种具承载装置搬移装置的太阳能晶圆分类系统。

背景技术

原油价格迭创新高，替代性能源需求孔急，取之不尽、用之不竭且洁净、无污染的太阳能成为能源界明日之星。太阳能相关技术因而日益精进，业者均为追求更高的光电转换效率与更低廉的建置成本而努力不懈。此种光电转换过程中，负责吸收、撷取太阳光、并转换为电能输出的太阳能晶圆成为不可或缺的要角；当然，太阳能晶圆于出厂前，必需进行相关测试与分类、包装，且此种检测随市场需求提升，检测输出效率也成为自动化检测机台改进的重点。

如图1所示，目前太阳能晶圆10由于长宽尺寸达5时至6时，但厚度仅十分之几毫米(mm)，相当畏惧碰撞，因此以例如保丽龙盒12作为分装容器，每盒迭置装载数十至数百片晶圆10，藉由保丽龙盒12的缓冲，确保整迭晶圆10在搬移过程的安全。

尤其当太阳能晶圆使用普及后，除光电转换效率等实质性能外，消费者更因美观因素而要求整批货品的配色要一致，故实际产出的太阳能晶圆如图2所示，将于分类机台14中，经历相关电气性能与色泽的检测与分类，藉由分类机台14依照外观色泽、与良品或不良品等电气性能的因素分类，由分类机台14的机械臂142吸取经检测与分类的晶圆10，多个保丽龙盒12则分别置放于分类机台14上，以承接并装载由机械臂142所释放、检测与分类完成的晶圆10。

当其中一个保丽龙盒12装满时，分类机台14将暂时停止运作，由操作人员取下满载的保丽龙盒12，并递补一个空保丽龙盒12至该位置；对分类机台14的检测效率UPH(Unit per Hour)从而受到牵制。因此，部分厂商改以可承载例如六百片太阳能晶圆的高容量卡匣作为容器，以降低停机频率。

然而，一方面太阳能晶圆极易受损，且轻微撞击所造成的微裂(micro-crack)不易以肉眼察觉，却大幅影响产品的电气性能；为避免数百片晶圆迭置，受自身重力挤压所造成的大规模微裂、导致晶圆大量损坏，必须在六百片晶圆的堆栈中，以每隔例如五十片插入一片薄保丽龙片作为缓冲，此种插入流程将增加实作的复杂度。另一方面，要将晶圆由承载数百片晶圆的卡匣中整批取出，也极易因操作人员的轻微疏忽碰撞卡匣而破片。且考虑太阳能晶圆的材质与极薄的厚度，对操作人员安全也构成相当的风险；因此，市场上又兴起低容量卡匣的声浪。

为因应市场对太阳能晶圆的大量需求，如本案申请人所提出的中国台湾第97108223号专利申请案所涉的太阳能硅芯片检测机台等自动化检测分类机台，已经成为不可逆的潮流趋势，但无论采用高容量卡匣或低容量卡匣，仍然有相同的“卡匣满载、就需停机”问题存在。

容或有内部研究人员提出将分类卡匣倍增，每一分类分别对应两个卡匣，其一为现使用卡匣，另一者为备份卡匣，当现使用卡匣满载，则改以备份卡匣为现使用卡匣，并趁此时间命操作人员更新已满载的卡匣，重设为备份卡匣；如此反复轮替，使机台的运转不需暂停。但是，由于机械臂、吸嘴、输送轨道、卡匣等装置的价格不低，如此大规模之结构倍增，将使自动化机台完全不具竞争力。

且深入检视可发现，实际分类时，最常被检选的类别竟然大致符合80/20法则，亦即，依照电气性能与色泽等因素，最常被检选归类的头几类占据极大的百分比例，较冷门的多数类别则仅分配极少量的晶圆，最频繁出现的两、三种分类，通常占所有晶圆的六、七成以上。

因此，若能提供一种自动化提供与置换晶圆装载容器、具中途补充装载容器功能、可模块化衔接于现有检测机台的分类模式，使最常见的分类被全面自动化管制，相对冷门的分类则可依照成本考虑而以高容量卡匣因应，则机台管理将优游于成本与效率双重考虑因素间而游刃有余，让晶圆的自动化检测更有效率，且不再耗用宝贵工时的分类系统，应为最佳解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种自动递补并位移承载装置，大幅提升分类效率，实现太阳能晶圆检测分类全面自动化的具承载装置搬移装置之太阳能晶圆分类系统。本发明能精简检测机台结构与备品置放空间，节约厂房空间与机台管理人力相关资源；本发明还可模块化、并视需求衔接应用于现有检测机台中下游检测流程；另外，本发明能大幅减少停机时间与次数。

本发明提出的具承载装置搬移装置之太阳能晶圆分类系统包含：

形成有复数承载位置的基座；

设置于该基座，供传送汲取太阳能晶圆的传送汲取装置；

复数分别置于承载位置，承接传送汲取装置释放的太阳能晶圆的承载装置；

用于堆栈复数承载装置并具有预定端部位置，当位于预定端部位置的承载装置自堆栈中被移出时，升降其余承载装置至该预定端部位置的供应装置；

用于堆栈复数承载装置并具有预定收纳位置，当预定收纳位置被置入承载装置时，移动其余承载装置使该预定收纳位置被空出的收纳装置；

用于将承载装置在端部位置、承载位置及收纳位置间搬移的搬移装置。

作为优选技术方案之一，本发明上述太阳能晶圆分类系统的承载位置被区分为复数组，且传送汲取装置包括沿一个流向传送太阳能晶圆的传送器和自该传送器汲取太阳能晶圆的汲取器。

作为另一优选技术方案，本发明上述太阳能晶圆分类系统的承载位置被区分为复数组，且传送汲取装置包括沿一个流向传送太阳能晶圆的传送器和复数组数目对应于承载装置分组数目、与该传送器流向夹一个角度设置、自该传送器汲取太阳能晶圆的汲取器。

作为再一优选技术方案，本发明上述太阳能晶圆分类系统的搬移装置包括复数分别对应承载位置、在承载位置及复数对应承载位置的搬移位置间升降承载装置的升降器和至少一组贯穿搬移位置中复数搬移位置的输送带。

作为又一优选技术方案，本发明上述太阳能晶圆分类系统还包含当供应装置及/或收纳装置中堆栈的承载装置达到预定数量时发出警示的警示装置。

作为再一优选技术方案，本发明上述太阳能晶圆分类系统还包含驱动传送汲取装置、供应装置、收纳装置和搬移装置的处理装置。

相对于现有技术，本发明藉由处理装置统筹运作，令自动化运作分类系统藉由供应装置、传送汲取装置、搬移装置与收纳装置，在不影响晶圆装卸状态下，随时进行递补空置的承载装置，不仅有效分类太阳能晶圆，且大幅提升作业效率。

附图说明

图1是太阳能晶圆与保丽龙盒的外观立体示意图；

图2是常见太阳能晶圆分类系统的局部立体示意图；

图3是应用本发明太阳能晶圆分类系统的机台的俯视图；

图4是应用本发明太阳能晶圆分类系统的机台的立面侧视图；

图5是本发明第一实施例的太阳能晶圆分类系统的平面图；

图6是本发明第一实施例的太阳能晶圆分类系统的方块图；

图7是本发明第一实施例的搬移装置的立体示意图；

图8是本发明第一实施例的供应装置与收纳装置互动的侧向动作示意图；

图9~10是本发明第一实施例的搬移装置动作示意图；

图11~13是本发明第二实施例的搬移装置动作示意图。

其中：10为晶圆；12为保丽龙盒；14为分类机台；142为机械臂；2为检测机台；22为检测装置；3为分类系统；32为基座；322为承载位置；34为传送汲取装置；341为汲取器；342为传送器；35为供应装置；351端部位置；36为收纳装置；361收纳位置；37、37’为搬移装置；371为升降器；372为输送带；38为承载装置；62为警示装置；72为处理装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

如图3-4所示，分类系统3因模块化的设计融入检测机台2，当然亦可应用于如上述现有技术检测机台(图中未标示)的改装，基本上，分类系统3衔接于检测机台2检测装置22的分类端侧，并于适当位置设置例如警示灯号的警示装置62。

如图5-7所示，本发明第一较佳实施例提供的分类系统3接续来自检测装置22的检测讯号，利用检测所得的太阳能晶圆分类信息进行整体分类系统3的驱动控制与分类操作，除配置于具有复数承载位置322的基座32上的收纳装置36与供应装置35外，还藉由一组传送汲取装置34输送晶圆10，且配置有搬移装置37用以在供应装置35及收纳装置36间搬移复数承载装置38。

如图5所示，本实施例的基座32上区隔对应六个承载位置322配置有一组传送汲取装置34，每个承载位置322供容置一个承载装置38，如图7所示，对应每一组承载装置38，有一可水平位移汲取该晶圆10所用的汲取器341，当传送器342输送晶圆10抵达对应的承载位置322，汲取器341可利用吸嘴汲取晶圆10并释放晶圆10于上述承载位置322中所对应的承载装置38。

由图6及图7清楚地显示本实施例的分类系统3将利用处理装置72的驱动，连结供应装置35及收纳装置36，且供应装置35及收纳装置36视承载装置38填满于否，决定是否透过升降器371及输送带372移动至如图8所示的收纳位置361，并同时令供应装置35所容纳的承载装置38堆栈中，最上方的承载装置38被顶高至对应于搬移装置37的端部位置351，以等候汲取器341汲取传送器342传递来的晶圆。当然，如熟于此技术者所能轻易理解，供应装置35中所能容纳的承载装置数量并非限于六个，接收承载装置38处亦可选择位在供应装置35的底部，且图示中留空部份也仅说明而非必要限制条件。

如图9-10所示，当前述的六个承载位置322中的任一个承载装置38已达预定装载容量，对应中央汲取器341的承载装置38已经满载，则处理装置72将驱动一个空置的承载装置38预备替补，且指令对应该位置的升降器371令承载装置38下降，藉此，输送带372将此满载承载装置38向图中右上方移动，往图8所示右侧的收纳装置36方向前进，且让空置的承载装置38补上原来位置。当然，如同前文，收纳装置36的最上层位置也经常保持净空，故满载的承载装置38将抵达收纳装置36的收纳位置361，堆栈于收纳装置36中既有的承载装置38堆栈上方，收纳装置36随即将此堆栈下降，保留收纳位置361的净空。

如前段所述，如此周而复始，分类系统3不断进行分类动作，直至供应装置35中所有承载装置38皆已送出或即将耗尽，或收纳装置36的收纳空间已满或将满，方才需要警示并要求操作人员(图中未标示)介入，以补充供应装置35中所欠缺的承载装置38，或移出即将堆满收纳装置36的已满载太阳能晶圆的承载装置38堆栈。

如图11-13所示，本发明第二较佳实施例，于此例释为一装配有位移器的天车之搬移装置37’，图11中，有一容纳晶圆10的承载装置38已满，并可明了位于基座32上的端部位置351及收纳位置361皆为净空状态；于图12中，利用搬移装置37’，满载承载装置38被移动至收纳位置361，且端部位置351由前文所示的升降机构于端部位置351获得一清空承载装置38；随后如图13所示，由搬移装置37’将清空承载装置38移动至该遗留的承载位置322，并令处于收纳位置361的满载承载装置38下降。

另外，上述实施例即使在补充供应装置或收取收纳装置中之承载装置的过程，因承载装置的装填与取出，均位于分类系统的供应装置与收纳装置的位置，此动作并不干涉太阳能晶圆分类系统持续进行中的分类动作，汲取器依然可将晶圆交由对应的承载装置容置。亦即，即使一位操作人员同时兼顾数台检测机台，也无须固定守候任一机台，仅需在警示装置警示时适度处理，如此，操作人员可同时管理多部机台而游刃有余。

依照本发明及现有技术中模块化设计，本发明分类系统亦可加挂于现有的测试机台中，以针对部分频繁出现的分类，提供加倍的承载位置，并使其更换承载装置完全不需停机；而较罕见的分类，则无须耗费硬件与软件的资源，仍可沿用以往的机台设备，并减少人工操作与更换承载装置次数，完全克服现有技术中可能发生的缺失，因此藉由本发明确实可以有效解决本发明提出的技术问题。

Claims (6)

1.一种具承载装置搬移装置的太阳能晶圆分类系统，其特征是，该分类系统包含：

形成有复数承载位置的基座；

设置于该基座，供传送汲取太阳能晶圆的传送汲取装置；

复数分别置于承载位置，承接传送汲取装置释放的太阳能晶圆的承载装置；

用于堆栈复数承载装置并具有预定端部位置，当位于预定端部位置的承载装置自堆栈中被移出时，升降其余承载装置至该预定端部位置的供应装置；

用于堆栈复数承载装置并具有预定收纳位置，当预定收纳位置被置入承载装置时，移动其余承载装置使该预定收纳位置被空出的收纳装置；

用于将承载装置在端部位置、承载位置及收纳位置间搬移的搬移装置。

2.根据权利要求1所述的太阳能晶圆分类系统，其特征是，承载位置被区分为复数组，且传送汲取装置包括沿一个流向传送太阳能晶圆的传送器和自该传送器汲取太阳能晶圆的汲取器。

3.根据权利要求1所述的太阳能晶圆分类系统，其特征是，承载位置被区分为复数组，且传送汲取装置包括沿一个流向传送太阳能晶圆的传送器和复数组数目对应于承载装置分组数目、与该传送器流向夹一个角度设置、自该传送器汲取太阳能晶圆的汲取器。

4.根据权利要求1、2或3所述的太阳能晶圆分类系统，其特征是，该搬移装置包括复数分别对应承载位置、在承载位置及复数对应承载位置的搬移位置间升降承载装置的升降器和至少一组贯穿搬移位置中复数搬移位置的输送带。

5.根据权利要求1、2或3所述的太阳能晶圆分类系统，其特征是，还包含当供应装置及/或收纳装置中堆栈的承载装置达到预定数量时发出警示的警示装置。

6.根据权利要求1、2或3所述的太阳能晶圆分类系统，其特征是，还包含驱动传送汲取装置、供应装置、收纳装置和搬移装置的处理装置。

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