CN102623372B - 一种湿硅片自动分片装置 - Google Patents

Abstract

一种湿硅片自动分片装置，包括水箱，水箱内设有硅片篮和升降机构，硅片篮用于倾斜放置硅片，升降机构由第一电机驱动；硅片篮顶端前后两侧分别设有一护板，护板上开设有通孔，通孔与一第一气体发生装置或一第一水压装置连接；硅片篮上方设有一与硅片平行设置的吸盘，吸盘上设有若干吸嘴，吸盘上穿设有一可上下活动的触针，触针与一控制模块连接，硅片篮底部开设有可容触针穿入的针孔，吸盘通过一支架滑动设于一导轨上，支架由一气缸驱动在导轨上滑动；水箱内设有一与硅片篮顶部平齐的滚轮，滚轮由第二电机驱动旋转，滚轮的转动方向与吸盘吸附到硅片后在导轨上的运动方向相反。本发明实现了湿硅片的自动分片，提高了分片效率，降低了硅片的碎片率。

Description

一种湿硅片自动分片装置

技术领域

本发明属于光伏或半导体领域，提供了一种湿硅片自动分片装置。

背景技术

在光伏或半导体领域，将硅块加工成硅片大多是采用多线切割工艺，由于该工艺是采用钢线带动碳化硅磨料来进行切割，所以在切割完成后硅片上会附着很多砂浆，必须通过清洗才能将这些砂浆去除。在清洗之间，需要先将这些硅片经过简单的处理，比如脱胶、预清洗去除硅片表面的绞丝和砂浆等杂质，最后再将硅片插入硅片篮，采用酸液、碱液对硅片进行超声清洗。目前，大多生产硅片的企业都是采用手工方式分片，然后将硅片逐个插入硅片篮，由于硅片之间会残留一些砂浆，加上水的作用力，硅片之间会吸附的很紧，而手工方式分片由于用力不均，因此很容易将硅片弄碎，分片效率也较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种湿硅片自动分片装置，用于解决现有技术中手工方式分片造成的碎片率高、分片效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种湿硅片自动分片装置，包括一装有水的水箱，所述水箱内设有一硅片篮以及一位于所述硅片篮一侧的升降机构，所述硅片篮用于倾斜放置若干层叠设置的硅片，所述升降机构与一设于所述水箱外的第一电机连接，所述第一电机与一控制模块连接，所述升降机构由所述第一电机驱动，使得所述硅片篮中的硅片在竖直方向上下运动；所述硅片篮顶端前后两侧分别设有一护板，所述两护板相对设置，所述护板上开设有若干通孔，所述通孔与一第一气体发生装置或一第一水压装置连接，所述第一气体发生装置或一第一水压装置与所述控制模块连接；

所述硅片篮上方设有一与硅片平行设置的吸盘，所述吸盘上设有若干吸嘴，所述吸盘上穿设有一可上下活动的触针，所述硅片篮底部开设有可容所述触针穿入的针孔，所述吸盘通过一支架滑动设于一导轨上，所述支架由一气缸驱动在所述导轨上滑动，所述触针和气缸均与所述控制模块连接；

所述水箱内设有一与所述硅片篮顶部平齐的滚轮，所述滚轮位于所述吸盘吸附到硅片后的运动方向的一侧，所述滚轮由一设于所述水箱外的第二电机驱动旋转，所述第二电机与所述控制模块连接，所述滚轮的转动方向与所述吸盘吸附到硅片后在所述导轨上的运动方向相反，所述吸盘吸附的最上面的硅片下方粘结的一个或多个硅片由所述滚轮的转动驱回所述硅片篮内。

进一步地，所述水箱外侧设有一传送带，所述传动带位于所述吸盘吸附到硅片后的运动方向的一侧，所述传送带由一第三电机驱动水平移动，所述第三电机与所述控制模块连接。

进一步地，所述传送带两侧分别设有一导向条，所述导向条上开设有若干气孔，所述气孔与一第二气体发生装置连接，所述第二气体发生装置与所述控制模块连接。

进一步地，所述吸盘靠近所述两导向条的两侧分别设有倒角。

进一步地，所述吸盘上开设有若干均匀分布的凹槽。

进一步地，所述吸盘上开设有多排与所述吸嘴并列的出水孔，所述出水孔与一第二水压装置连接，所述第二水压装置与所述控制模块连接。

进一步地，所述支架上设有一与所述控制模块连接的吸盘感应器。 

具体地，所述升降机构上的硅片的倾斜角度为1~45°。

具体地，所述导轨倾斜设置，所述导轨的倾斜角度与所述硅片的倾斜角度相同。

进一步地，所述水箱上部设有一浸没于水中的超声波发生器。

本发明提供的湿硅片自动分片装置，通过升降机构、吸盘、触针、滚轮等部件的配合，实现了湿硅片的自动分片，提高了分片效率，降低了硅片的碎片率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的湿硅片自动分片装置的示意图。

图2是本发明实施例提供的吸盘的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种湿硅片自动分片装置，包括一装有水的水箱1，水箱1内设有一硅片篮2以及一位于硅片篮2一侧的升降机构3，硅片篮2用于倾斜放置若干层叠设置的硅片4，硅片的倾斜角度为1~45°，升降机构3与一设于水箱1外的第一电机5连接，第一电机5与一控制模块（未示出）连接，控制模块用于控制第一电机5启动和停止，升降机构3由第一电机5驱动，使得硅片篮2中的硅片4在竖直方向上下运动。

所述硅片篮2顶端前后两侧分别设有一护板6，两护板6相对设置，护板6上开设有若干通孔61，通孔61可以有多排，通孔61与一第一气体发生装置（未示出）连接，该第一气体发生装置与所述控制模块连接，该控制模块用于控制第一气体发生装置启动和停止，该第一气体发生装置产生的气体从护板6上的通孔61喷出，从硅片篮2顶端前后侧对最上面的硅片4和其下面的一硅片4吹气，以减小这两个硅片4之间的粘附力，便于最上面的硅片4和其下面的一硅片4分离。

当然，所述通孔61也可以与一第一水压装置（未示出）连接，该第一水压装置与所述控制模块连接，该控制模块用于控制第一水压装置启动和停止，该第一水压装置产生的具有一定水压的水从护板6上的通孔61喷出，从硅片篮2顶端前后侧对最上面的硅片4和其下面的一硅片4喷水，以减小这两个硅片4之间的粘附力，便于最上面的硅片4和其下面的一硅片4分离。

所述硅片篮2上方设有一与硅片4平行设置的吸盘7，即吸盘7也倾斜设置，吸盘7上设有若干硅胶材料制成的吸嘴71，吸盘7上穿设有一可上下活动的触针72，触针72设于吸盘7的一侧，触针72与所述控制模块连接，硅片篮2底部开设有可容触针72穿入的针孔（未示出）。当硅片4由升降机构3驱动竖直向上运动而将触针72顶起时，触针72将该信号传递至所述控制模块，控制模块控制第一电机5停机，升降机构3停止工作，硅片4停止向上运动，同时吸盘7开始吸气，将硅片4吸附到吸盘7上，当吸盘7吸到硅片4，与护板6上的通孔61连接的第一气体发生装置或第一水压装置在吸盘7完全离开硅片篮2后停止工作。由于触针72与硅片4之间的作用力小，不至于损坏硅片4，触针72 被硅片4顶起时，还使硅片4和吸盘7之间留有一定的间隙。

所述吸盘7通过一支架73滑动设于一倾斜设置的导轨74上，导轨74也倾斜设置，且导轨74的倾斜角度与硅片4的倾斜角度相同，支架73由一气缸（未示出）驱动在导轨74上滑动，该气缸与所述控制模块连接，该气缸也由所述控制模块控制启动和停止。

进一步地，所述支架73上还设有一与所述控制模块连接的吸盘感应器75，当硅片4分片完毕，硅片篮2中没有硅片4而升降机构3继续驱动硅片篮2上升时，由于硅片篮2底部开设有可容触针72穿入的针孔，因此吸盘7上的触针72不会被硅片篮2顶起，触针72无法通过所述控制模块控制第一电机5停机，即第一电机5继续转动，升降机构3继续驱动硅片篮2上升，硅片篮2继续上升而将支架73顶起，支架73上安装的吸盘感应器75感应到支架73被顶起后，吸盘感应器75将这一信号传递至所述控制模块，该控制模块控制第一电机5停机并发出报警提示声。

所述水箱1内设有一与硅片篮2顶部平齐的弹性滚轮8，滚轮8位于吸盘7吸附到硅片4后的运动方向的一侧，滚轮8由一设于水箱1外的第二电机（未示出）驱动旋转，该第二电机也与所述控制模块连接，该控制模块用于控制该第二电机启动和停止，滚轮8的转动方向与吸盘7吸附到硅片4后在导轨74上的运动方向相反。当吸盘7将最上面的一个硅片4吸起来时，该最上面的硅片4会粘带着下面的一个或多个硅片4，当吸盘7运动到滚轮8处时，最上面的硅片4位于滚轮8上方，不会被滚轮8阻挡，而最上面的硅片4下方粘结的多余的硅片4会被滚轮8阻挡，由于吸盘7与最上面的硅片4之间的吸附力远大于各个硅片4之间的粘附力，滚轮8的转动方向与吸盘7吸附到硅片4后在导轨74上的运动方向相反，因此，最上面的硅片4下方粘结的多余的硅片4会被滚轮8的转动刮下，并驱回硅片篮2内。进一步地，本实施例中，通过增加水温，将水温控制在40~80℃，各个硅片4之间的粘附力会降低，更利于滚轮8将最上面的硅片4下方粘结的多余的硅片4刮下；另外，通过增加滚轮8的粗糙度和转速，同样利于滚轮8将最上面的硅片4下方粘结的多余的硅片4刮下。

由于护板6上的通孔61通过第一气体发生装置吹气或通过第一水压装置喷水会使水中的硅片4产生抖动而造成碎片，因此应尽量减少吹气或喷水时间，本发明在护板6的通孔61吹气或喷水的同时，吸盘7开始吸气，当吸气达到了一定的真空度，吸盘7由所述气缸驱动在导轨74上向硅片篮2的右方运动，一旦吸盘7离开弹性滚轮8，第一气体发生装置或第一水压装置立即停止工作，护板6上的通孔61立即停止吹气或喷水，以防止硅片4因吹气或喷水时间过长而产生碎片，也便于下一个硅片4回到待吸的正确位置。

进一步地，所述水箱1上部设有一浸没于水中的超声波发生器10，超声波发生器10在水中震动，使水产生震动，从而使各个硅片4之间产生间隙，便于硅片4的分片。

进一步地，所述水箱1外侧设有一传送带9，传动带9位于吸盘7吸附到硅片4后的运动方向的一侧，传送带9由一第三电机（未示出）驱动水平移动，该第三电机也与所述控制模块连接，该控制模块用于控制该第三电机启动和停止。传送带9两侧分别设有一导向条91，导向条91用于对落到传送带9上的硅片4进行导向，导向条91上开设有若干气孔92，气孔92与一第二气体发生装置（未示出）连接，该第二气体发生装置也与所述控制模块连接，该控制模块用于控制该第二气体发生装置启动和停止，该第二气体发生装置产生的气体从导向条91上的气孔92吹出，从侧向对吸附在吸盘7上的硅片4吹气，以减小硅片4与吸盘7之间的粘附力，便于硅片4从吸盘7上分离。

另外，本发明也可以采用水压分离方法将硅片4从吸盘7上分离，具体如下：在吸盘7上开设多排出水孔（未示出），出水孔与硅胶吸嘴71并列，出水孔再与一第二水压装置（未示出）连接，该第二水压装置也与所述控制模块连接，该控制模块用于控制该第二水压装置启动和停止，第二水压装置启动工作时，水从出水孔竖直向下喷出，使硅片4与吸盘7之间充满水，这样硅片4虽然看上去是在吸盘7上，其实硅片4已经脱离了吸盘7，因为硅片4和吸盘7之间充满了水，当吸盘7回到水箱1吸下一片硅片4时，吸盘7上的硅片4被水箱1右侧设置的与滚轮8运动方向相反另一个滚轮（未示出）刮下，从而将硅片4从吸盘7上分离。

进一步地，为了便于硅片4从吸盘7上分离，本发明还在吸盘7靠近两导向条91的两侧分别设有倒角76，便于导向条91的气孔92吹出的气体从倒角76处进入吸盘7和硅片4之间的间隙，从而促进硅片4从吸盘7上脱下。另外，本发明还在吸盘7上开设有若干均匀分布的凹槽77，由于吸盘7吸住硅片4经过滚轮8时硅片4容易移动，而凹槽77增加了吸盘7的粗糙度，避免了硅片4经过滚轮8时产生移动；同时凹槽77便于气体或水均匀布满整个吸盘7，避免吹气或喷水不均匀而使硅片4产生碎片。

如图1和图2所示，本发明的湿硅片自动分片装置的工作原理如下：

（1）首先，将一叠硅片4倾斜放置在硅片篮2内，通过控制模块启动第一电机5，第一电机5驱动升降机构3，升降机构3将硅片篮2内的硅片4竖直向上推动，当吸盘7上的触针72被最上面的一个硅片4顶起时，触针72将该信号传递至控制模块，控制模块控制第一电机5停机，升降机构3停止工作，硅片4也随之停止向上运动；

（2）控制模块控制吸盘7上的吸嘴71开始吸气，吸盘7吸取最上面的一个硅片4，同时护板6上的通孔61吹气或喷水，以便于最上面的硅片4和其下面的一个硅片4分离，当吸气达到了一定的真空度，吸盘7在导轨74上向硅片篮2右方运动，当吸盘7运动到滚轮8处时，最上面的硅片4位于滚轮8上方，不会被滚轮8阻挡，而最上面的硅片4下方粘结的多余的硅片4会被滚轮8的转动刮下，并驱回硅片篮2内，一旦吸盘7离开弹性滚轮8，控制模块控制第一气体发生装置或第一水压装置停止工作，护板6上的通孔61立即停止吹气或喷水；

（3）吸盘7完全离开后，控制模块控制第一电机5反转，升降机构3使硅片篮2内的硅片4竖直下降2~3mm后，控制模块再控制第一电机5停机，吸盘7经过滚轮8时，滚轮8将最上面的硅片4下方黏附的多余硅片4刮下，并通过滚轮5的转动将刮下的硅片4推到硅片篮2内，硅片篮2内的硅片4竖直下降2~3mm的目的是使被滚轮5刮下的硅片4回到原位；

（4）吸盘7到达传送带9的上方时，控制模块控制气缸停止工作，吸盘7则停止移动，同时控制模块控制第三电机停机，传送带9也停止运动，控制模块控制吸盘7上的吸嘴71反吹，对硅片4施加向下的压力，同时控制模块控制第二气体发生装置启动，导向条91上的气孔92吹气，以减小硅片4与吸盘7之间的粘附力，便于硅片4从吸盘7上分离；硅片4落到传送带9上之后，控制模块控制第三电机启动，传送带9开始传动，将硅片4运至硅片清洗篮中进行清洗；然后控制模块控制气缸启动，气缸驱动吸盘7向左移动去吸取下一个硅片4，吸盘7向左移动经过滚轮8之前，吸盘7抬起，以避免吸盘7上的吸嘴71与滚轮8摩擦；

（5）重复步骤（1）~（4），将硅片4逐个分片。

以上所述是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，包括一装有水的水箱，所述水箱内设有一硅片篮以及一位于所述硅片篮一侧的升降机构，所述硅片篮用于倾斜放置若干层叠设置的硅片，所述升降机构与一设于所述水箱外的第一电机连接，所述第一电机与一控制模块连接，所述升降机构由所述第一电机驱动，使得所述硅片篮中的硅片在竖直方向上下运动；

所述硅片篮顶端前后两侧分别设有一护板，所述两护板相对设置，所述护板上开设有若干通孔，所述通孔与一第一气体发生装置或一第一水压装置连接，所述第一气体发生装置或一第一水压装置与所述控制模块连接；

所述硅片篮上方设有一与硅片平行设置的吸盘，所述吸盘上设有若干吸嘴，所述吸盘上穿设有一可上下活动的触针，所述硅片篮底部开设有可容所述触针穿入的针孔，所述吸盘通过一支架滑动设于一导轨上，所述支架由一气缸驱动在所述导轨上滑动，所述触针和气缸均与所述控制模块连接；

所述水箱内设有一与所述硅片篮顶部平齐的滚轮，所述滚轮位于所述吸盘吸附到硅片后的运动方向的一侧，所述滚轮由一设于所述水箱外的第二电机驱动旋转，所述第二电机与所述控制模块连接，所述滚轮的转动方向与所述吸盘吸附到硅片后在所述导轨上的运动方向相反，所述吸盘吸附的最上面的硅片下方粘结的一个或多个硅片由所述滚轮的转动驱回所述硅片篮内。

2.根据权利要求1所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述水箱外侧设有一传送带，所述传动带位于所述吸盘吸附到硅片后的运动方向的一侧，所述传送带由一第三电机驱动水平移动，所述第三电机与所述控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述传送带两侧分别设有一导向条，所述导向条上开设有若干气孔，所述气孔与一第二气体发生装置连接，所述第二气体发生装置与所述控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述吸盘靠近所述两导向条的两侧分别设有倒角。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述吸盘上开设有若干均匀分布的凹槽。

6.根据权利要求5所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述吸盘上开设有多排与所述吸嘴并列的出水孔，所述出水孔与一第二水压装置连接，所述第二水压装置与所述控制模块连接。

7.根据权利要求1所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述支架上设有一与所述控制模块连接的吸盘感应器。

8.根据权利要求1所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述升降机构上的硅片的倾斜角度为1~45°。

9.根据权利要求1或8所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述导轨倾斜设置，所述导轨的倾斜角度与所述硅片的倾斜角度相同。

10.根据权利要求1所述的一种湿硅片自动分片装置，其特征在于，所述水箱上部设有一浸没于水中的超声波发生器。

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