CN102723302B - 激光加工半导体晶片用全自动上下料装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光加工半导体晶片用全自动上下料装置及其使用方法，激光加工半导体晶片用全自动上下料装置包括有支撑架、设置于支撑架顶端的激光加工平台、设置于支撑架上且位于激光加工平台下方的晶片传输机构和设置于支撑架内且位于晶片传输机构下方的联动上下料机构。本发明全自动上下料装置无需人为操作上下料，且上下料同时进行，提高了生产效率和成品率，且避免了操作工直接接触晶片可能对其造成的污染，提高了产品的质量，同时还可以实现本工序与其上下道工序之间的无缝联接，省掉工序之间工件的人工转运步骤。

Description

激光加工半导体晶片用全自动上下料装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及半导体晶片激光加工领域，具体是一种激光加工半导体晶片用全自动上下料装置及其使用方法。
背景技术
近年来随着激光加工技术的推广和应用，激光加工处理设备在半导体晶片生产制造领域得到了广泛的应用。特别是在光伏电池领域，激光技术的应用大幅度提高了电池片的生产效率和质量，同时也在很大程度上降低了电池片的生产制造成本。然而目前半导体晶片，包括光伏电池片的激光加工设备多数还是采用人工上下料的半自动方式，具有如下缺点急需改进：1、一般平均需要两名操作工操作一台设备，造成人力资源的浪费、效率不高；2、人工操作容易出错，造成碎片率和次品率较高；3、人工操作容易对晶片产生污染，影响产品质量；4、人工操作无法实现激光加工设备与前后道工序之间的无缝联接。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种激光加工半导体晶片用全自动上下料装置及其使用方法，解决现有的加工加工中人为进行上下料操作，操作效率差，操作中造成废品率的问题。
本发明的技术方案为：
激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，包括有支撑架、设置于支撑架顶端的激光加工平台、设置于支撑架上且位于激光加工平台下方的晶片传输机构和设置于支撑架内且位于晶片传输机构下方的联动上下料机构；所述的联动上下料机构包括直线滑动装置、设置于直线滑动装置上的滑动支撑板、设置于滑动支撑板上端面上的升降驱动装置和升降杆、设置于升降杆上与升降驱动装置连接的水平升降板、两个分别设置于升降板两端上端面上的上料托盘支架和卸料托盘支架、设置于上料托盘支架顶端的上料托盘和设置于卸料托盘支架顶端的卸料托盘；且所述的上料托盘和卸料托盘分别与所述的激光加工平台卡合配合。
所述的晶片传输机构包括设置于支撑架顶部两端且位于激光加工平台水平下方的惰轮臂、设置于支撑架内与支撑架固定连接的带轮组和惰轮组、缠绕于带轮组、惰轮组和惰轮臂上的传输带和驱动带轮组转动的传输驱动装置。
所述的激光加工平台为M形平板结构的激光加工平台，所述的上料托盘为U形平板结构的上料托板，所述的卸料托盘为I形平板结构的卸料托盘，I形卸料托盘与M形激光加工平台中间的插槽配合，U形上料托板与M形激光加工平台两侧的插槽配合。
所述的上料托盘、卸料托盘和激光加工平台上均设置有真空吸附装置。
所述的直线滑动装置选用直线滑动气缸；所述的升降驱动装置采用直线步进马达；所述的升降杆选用滚珠导向轴。
所述的支撑架包括前端板和后端板，所述的带轮组和惰轮组均连接于前端板和后端板之间，所述的惰轮臂设置于前端板和后端板的顶部两端。
所述的传输驱动装置选用步进马达；所述的传输带选用平面皮带。
激光加工半导体晶片用全自动上下料装置的使用方法，包括以下步骤：
（1）、将半导体晶片放置于晶片传输机构上，然后在晶片传输机构将半导体晶片传输至上料托盘上；
（2）、升降板在升降驱动装置的驱动下升高，同时上料托盘随升降板上移至稍低于激光加工平台，等待激光加工平台上的半导体晶片加工完成；
（3）、升降板在升降驱动装置的驱动下再继续升高，直到上料托盘和卸料托盘的上端面稍高于激光加工平台的上端面时，卸料托盘将激光加工平台上已加工好的半导体晶片托起，然后上料托盘随滑动支撑板向激光加工平台移动直至与激光加工平台间隙配合，然后升降板在升降驱动装置的驱动下下降，将上料托盘上的半导体晶片置于激光加工平台上进行加工；然后升降板在升降驱动装置的驱动下继续下降，直至卸料托盘稍低于传输带时，将已加工好的半导体晶片放到传输带上；
（4）、上料托盘和卸料托盘重复1-3的步骤进行上下料操作。
本发明的优点：
（1）、本发明装置为全自动操作，只需人为操作相关部件启停即可控制装置进行上下料，操作简单，提高了激光加工半导体晶片的效率；
（2）、本发明可将半导体晶片从激光加工平台上上下料操作同时进行，缩短了上下料的时间，提高了效率；
（3）、本发明上下料中，操作工与半导体晶片无直接接触，保证了半导体晶片无人为污染，保证了半导体晶片产品的质量；
（4）、将本发明装置设置于进料盒和激光加工工序之间，实现与前后道工序之间的无缝联接、无间断运行。
本发明应用于半导体晶片的激光加工和处理，可以实用于多种不同工艺的晶片加工与制造，包括晶体硅光伏电池和薄膜光伏电池的精密加工与处理，如激光切割、激光刻线、激光烧结、激光打孔、激光制绒、激光划边等。
附图说明
图1是本发明激光加工半导体晶片用全自动上下料装置的结构示意图。
图2是本发明激光加工半导体晶片用全自动上下料装置的剖视图。
具体实施方式
见图1、图2，激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，包括有由前端板1和后端板组合2而成的支撑架、设置于支撑架顶端的M形激光加工平台3、设置于支撑架上且位于M形激光加工平台3下方的晶片传输机构和设置于支撑架内且位于晶片传输机构下方的联动上下料机构；
晶片传输机构包括设置于前端板1和后端板2顶部两端且位于M形激光加工平台3水平下方的惰轮臂41、连接于前端板1和后端板2之间的带轮组42和惰轮组43、缠绕于带轮组42、惰轮组43和惰轮臂41上的传输带44和驱动带轮组42转动的传输驱动装置45；传输带44选用平面皮带；传输驱动装置45选用步进马达。
联动上下料机构包括直线滑动装置51、滑动设置于直线滑动装置51上的滑动支撑板52、设置于滑动支撑板52上端面上的升降驱动装置53和升降杆54、设置于升降杆54上与升降驱动装置53连接的水平升降板55、两个分别设置于升降板55两端上端面上的上料托盘支架56和卸料托盘支架57、设置于上料托盘支架56顶端的U形上料托盘58和设置于卸料托盘支架57顶端的I形卸料托盘59；I形卸料托盘59与M形激光加工平台3中间的插槽配合，U形上料托板58与M形激光加工平台3两侧的插槽配合；U形上料托盘58、I形卸料托盘59和M形激光加工平台3上均设置有真空吸附装置；直线滑动装置51选用直线滑动气缸；升降驱动装置53采用直线步进马达；升降杆54选用滚珠导向轴。
激光加工半导体晶片用全自动上下料装置的使用方法：包括以下步骤：
（1）、将半导体晶片放置于晶片传输机构上，然后在晶片传输机构将半导体晶片传输至U形上料托盘58上，U形上料托盘58吸附住半导体晶片；
（2）、升降板55在升降驱动装置53的驱动下升高，同时U形上料托盘58随升降板55上移至稍低于M形激光加工平台3，等待M形激光加工平台3上的半导体晶片加工完成；
（3）、升降板55在升降驱动装置的驱动下再继续升高，直到U形上料托盘58和I形卸料托盘59的上端面稍高于M形激光加工平台3的上端面时，I形卸料托盘59将M形激光加工平台3上已加工好的半导体晶片托起，然后U形上料托盘58随滑动支撑板52向M形激光加工平台3移动直至与M形激光加工平台3间隙配合，然后升降板55在升降驱动装置53的驱动下下降，将U形上料托盘58上的半导体晶片置于M形激光加工平台3上进行加工；然后升降板55在升降驱动装置53的驱动下继续下降，直至I形卸料托盘59稍低于传输带44时，将已加工好的半导体晶片放到传输带44上；
（4）、U形上料托盘58和I形卸料托盘59再重复1-3的步骤进行上下料操作。

Claims (8)

1.激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，其特征在于：它包括有支撑架、设置于支撑架顶端的激光加工平台、设置于支撑架上且位于激光加工平台下方的晶片传输机构和设置于支撑架内且位于晶片传输机构下方的联动上下料机构；所述的联动上下料机构包括直线滑动装置、设置于直线滑动装置上的滑动支撑板、设置于滑动支撑板上端面上的升降驱动装置和升降杆、设置于升降杆上与升降驱动装置连接的水平升降板、两个分别设置于升降板两端上端面上的上料托盘支架和卸料托盘支架、设置于上料托盘支架顶端的上料托盘和设置于卸料托盘支架顶端的卸料托盘；且所述的上料托盘和卸料托盘分别与所述的激光加工平台卡合配合。
2.根据权利要求1所述的激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，其特征在于：所述的晶片传输机构包括设置于支撑架顶部两端且位于激光加工平台水平下方的惰轮臂、设置于支撑架内与支撑架固定连接的带轮组和惰轮组、缠绕于带轮组、惰轮组和惰轮臂上的传输带和驱动带轮组转动的传输驱动装置。
3.根据权利要求1所述的激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，其特征在于：所述的激光加工平台为M形平板结构的激光加工平台，所述的上料托盘为U形平板结构的上料托板，所述的卸料托盘为I形平板结构的卸料托盘，I形卸料托盘与M形激光加工平台中间的插槽配合，U形上料托板与M形激光加工平台两侧的插槽配合。
4.根据权利要求1所述的激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，其特征在于：所述的上料托盘、卸料托盘和激光加工平台上均设置有真空吸附装置。
5.根据权利要求1所述的激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，其特征在于：所述的直线滑动装置选用直线滑动气缸；所述的升降驱动装置采用直线步进马达；所述的升降杆选用滚珠导向轴。
6.根据权利要求2所述的激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，其特征在于：所述的支撑架包括前端板和后端板，所述的带轮组和惰轮组均连接于前端板和后端板之间，所述的惰轮臂设置于前端板和后端板的顶部两端。
7.根据权利要求2所述的激光加工半导体晶片用全自动上下料装置，其特征在于：所述的传输驱动装置选用步进马达；所述的传输带选用平面皮带。
8.根据权利要求1所述的激光加工半导体晶片用全自动上下料装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、将半导体晶片放置于晶片传输机构上，然后在晶片传输机构将半导体晶片传输至上料托盘上；
（2）、升降板在升降驱动装置的驱动下升高，同时上料托盘随升降板上移至稍低于激光加工平台，等待激光加工平台上的半导体晶片加工完成；
（3）、升降板在升降驱动装置的驱动下再继续升高，直到上料托盘和卸料托盘的上端面稍高于激光加工平台的上端面时，卸料托盘将激光加工平台上已加工好的半导体晶片托起，然后上料托盘随滑动支撑板向激光加工平台移动直至与激光加工平台间隙配合，然后升降板在升降驱动装置的驱动下下降，将上料托盘上的半导体晶片置于激光加工平台上进行加工；然后升降板在升降驱动装置的驱动下继续下降，直至卸料托盘稍低于传输带时，将已加工好的半导体晶片放到传输带上；
（4）、上料托盘和卸料托盘重复1-3的步骤进行上下料操作。
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