CN102751224B - 吸盘、吸盘系统及具有该吸盘的传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种吸盘，包括：吸盘本体，具有多个出气孔，多个出气孔与第一气体通路相连，用于向外排出第一气体通路中的由第一气源所提供的气体；和围绕吸盘本体均匀分布的多个真空吸盘，多个真空吸盘与第二气体通路相连，所述多个真空吸盘用于在放置晶片时向外排出所述第二气体通路中的由所述第一气源所提供的气体、以及用于在吸取晶片时通过所述第二气体通路与真空源相连以产生真空吸力。本发明还提出一种具有上述吸盘的吸盘系统、及具有上述吸盘系统的传输系统。应用本发明的传输系统，能够显著提高吸盘吸放电池片速度、减轻吸盘重量及提高传输效率，此外，还具有控制吸放的能力，降低碎片率，降低设备成本。

Description

吸盘、吸盘系统及具有该吸盘的传输系统

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种吸盘、吸盘系统及具有该吸盘的传输系统。

背景技术

太阳能平板式等离子增强型化学气象沉积(PECVD)设备中，电池片(晶片)的载具为一石墨载板，在石墨载板上摆放多个电池片同时进行工艺时，为防止电池片滑动，可在石墨载板上设置多个小格，然后将电池片摆放在这些规划好的小格内。

但是，由于石墨载板进行工艺后通常出现变形，导致普通的自动化设备无法将电池片准确地从小格内取放，因此，通常采用机械手从小格内对电池片进行取放。该机械手通过机械手臂一端安装的吸盘对电池片进行吸放。

现有技术的缺点是：吸盘结构复杂且碎片率高，因此亟待改进。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种能够快速吸放吸片、有效防止吸片破碎且轻巧的吸盘。

本发明的另一目的在于提出一种具有上述吸盘的吸盘系统。

本发明的再一目的在于提出一种具有上述吸盘系统的传输系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例提出的吸盘，包括：吸盘本体，所述吸盘本体具有多个出气孔，所述多个出气孔与第一气体通路相连，所述多个出气孔用于在放置晶片时向外排出第一气体通路中的由第一气源所提供的气体；和围绕所述吸盘本体均匀分布的多个真空吸盘，其中，所述多个真空吸盘的吸附面位于同一平面，且所述多个真空吸盘与第二气体通路相连，所述多个真空吸盘用于在放置晶片时向外排出所述第二气体通路中的由所述第一气源所提供的气体、以及用于在吸取晶片时通过所述第二气体通路与真空源相连以产生真空吸力。

本发明实施例的吸盘结构简单。本发明实施例通过一种气体通过第一气体通路向吸盘本体的多个出气孔外吹气，通过第二气体通路向真空吸盘内通入真空，以使真空吸盘吸片，通过第二气体通路向真空吸盘内通入其它气体，例如无尘干燥气体或，以使真空吸盘放片，从而达到快速吸放片的目的。

在本发明的一个实施例中，每个所述真空吸盘分别通过连接杆与所述吸盘本体相连，其中，所述连接杆的一端设有所述真空吸盘，所述连接杆的另一端与所述吸盘本体相连。

在本发明的一个实施例中，所述吸盘还包括：匀流罩，所述匀流罩与所述吸盘本体限定有匀流腔，所述匀流腔与所述多个出气孔相通，且所述匀流腔与第一气体通路相连。

在本发明的一个实施例中，所述第一气源为无尘干燥气源，且所述第一气体为无尘干燥气体。

在本发明的一个实施例中，所述真空吸盘为风琴式吸盘。当所述风琴式吸盘通过所述第二气体通路与所述真空源相连且吸取晶片时，所述风琴式吸盘收缩以使所述晶片与所述吸盘本体的下表面贴合。这样，本发明在吸盘吸取了晶片时由于晶片与吸盘本体之间贴合从而产生摩擦力，这样在吸取晶片后的运输过程中晶片不会被甩出去，从而进一步降低晶片的碎片率。优选地，所述吸盘本体的表面设有防滑胶，防滑胶不仅可以增大晶片与吸盘本体之间的摩擦力，另外由于防滑胶的弹性也可以防止晶片与吸盘本体之间碰撞产生碎片的可能。

本发明第二方面实施例提出的吸盘系统，包括：第一气源和第二气源，所述第一气源用于提供卸载被吸附晶片的气体，且第二气源用于抽真空以产生对晶片的真空吸力；第一开关和第二开关，所述第一开关与所述第一气源相连，所述第二开关分别与所述第一气源和所述第二气源相连；吸盘，所述吸盘为上述实施例的吸盘，其中，所述吸盘的第一气体通路与所述第一开关相连，所述吸盘的第二气体通路与所述第二开关相连；驱动器，所述驱动器与所述吸盘相连，所述驱动器用于驱动所述吸盘运动；和控制器，所述控制器对所述第一开关、第二开关和驱动器进行控制以取放晶片。

根据本发明实施例的吸盘系统，在吸盘吸片过程中，控制器控制第一开关关闭第一气源向吸盘本体的出气孔向外排气，同时控制第二开关切换以使第二气源通入吸盘的真空吸盘内，从而由于真空的作用，驱动装置驱动吸盘靠近吸片，吸片被吸附在真空吸盘的表面，而达到吸盘的自动吸片。另外，在吸盘放片过程中，控制器控制第一开关开启第一气源向吸盘本体的出气孔向外排气，同时控制第二开关切换以使第一气源通入吸盘的真空吸盘内，从而在第一气源、吸盘重力的作用下，驱动装置驱动吸盘上移以使吸片脱离吸盘，而达到吸盘的自动放片。

在本发明的一个实施例中，所述第一气源为无尘干燥气源，所述第二气源为真空源。

在本发明的一个实施例中，所述第二开关为两位三通电磁阀，所述第二开关的两个输入端分别与所述第一气源和所述第二气源相连。

在本发明的一个实施例中，所述吸盘系统还包括：连接在所述第一气体通路和所述第一开关之间的调速阀，所述调速阀用于调整从所述第一气源流入所述第一气体通路的流量。

在本发明的一个实施例中，所述吸盘系统还包括：连接在所述第二气体通路和所述第二开关之间的真空压力传感器，所述真空压力传感器用于检测所述第二气体通路的真空压力并反馈给所述控制器。

在本发明的一个实施例中，当吸取晶片时，所述控制器控制所述第一开关关闭，并控制所述第二开关的阀位以使所述真空源与所述第二气体通路相连以使所述多个真空吸盘的吸附面处产生真空吸力，且所述控制器通过控制所述驱动器驱动所述多个真空吸盘下降以使所述多个真空吸盘与所述晶片接触并将所述晶片吸住，所述控制器通过所述驱动器驱动所述吸盘提升并移动至预定位置。

在本发明的一个实施例中，当放置晶片时，所述控制器控制所述第一开关并开启，控制所述第二开关的阀位以使所述无尘干燥气源与所述第二气体通路相连以使所述多个真空吸盘的吸附面处失去真空吸力。

本发明第三面的实施例提出的传输系统，包括：相互平行设置的第一电动缸和第二电动缸；横梁，所述横梁的第一端设置在所述第一电动缸之上，所述横梁的第二端设置在所述第二电动缸之上，所述横梁分别与所述第一电动缸和第二电动缸垂直；第一电机和第二电机，所述第一电机用于驱动所述横梁的第一端在所述第一电动缸上移动，所述第二电机驱动所述横梁的第二端在所述第二电动缸上移动；和一个或多个上述实施例的吸盘，所述一个或多个吸盘吊装在所述横梁之上。

根据本发明实施例的传输系统，第一电机和第二电机分别驱动横梁的两端在第一电动缸和第二电动缸上移动，从而带动吊装在上述衡量之上的吸盘随之移动，把吸盘吸片移动到相应的位置。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的吸盘的纵向剖视图；

图2为本发明实施例的吸盘本体的横向剖视图；

图3A为本发明实施例的吸盘本体的气动原理图；

图3B为本发明实施例的真空吸盘的气动原理图；以及

图4为本发明实施例的传输系统的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面结合附图1-2首先描述根据本发明实施例的吸盘。

如图1所示，为本发明实施例的吸盘的纵向剖视图。根据本发明实施例的吸盘100包括吸盘本体110、和围绕吸盘本体110均匀分布的多个真空吸盘120。

其中，吸盘本体110具有多个出气孔111，多个出气孔111与第一气体通路131相连，多个出气孔111用于在防止晶片时向外排出第一气体通路中的由第一气源所提供的气体；和围绕吸盘本体110均匀分布的多个真空吸盘120，其中，每个真空吸盘120的吸附面位于同一平面，且多个真空吸盘120与第二气体通路121相连，多个真空吸盘120用于在放置晶片时向外排出第二气体通路121中的由第一气源所提供的气体、以及用于在吸取晶片时通过第二气体通路121与真空源相连以产生真空吸力。优选地，例如第一气源可以为无尘干燥气源，第一气体可以为无尘干燥气体。

如图2，为本发明实施例的吸盘本体的横向剖视图。在本发明的一些实施例中，例如可以通过连接杆141连接多个真空吸盘120和吸盘本体110，如图2中所示的连接杆141，明显地，连接杆141的一端上设置有真空吸盘120，另一端与吸盘本体110的外侧相连。例如，真空吸盘120可通过螺栓连接在连接杆141的一端，连接杆141的另一端可以与吸盘本体110注塑成一体或者通过螺栓与吸盘本体连接。

根据本发明实施例的吸盘100，真空气源通过第二气体通路121向真空吸盘120内通入真空以使真空吸盘120吸片。在放片时，无尘干燥气体通过第一气体通路131向吸盘本体110的多个出气孔外吹气，同时通过第二气体通路121向真空吸盘120内通入无尘干燥气体，以使真空吸盘120放片，从而达到快速吸放片的目的。

参考图2，优选地，多个真空吸盘120的数量为偶数使得吸盘产生的力更加均匀且对称，例如真空吸盘120为4个。且每两个真空吸盘相对于吸盘本体110对称。本发明实施例具有偶数个真空吸盘120成对形成，且对称分布，增加了真空吸盘吸放片的稳定性，当然，真空吸盘的数量并不限于此。另外，真空吸盘的数量也可以为奇数，奇数个真空吸盘120在同一平面上可以均匀分布。

如图1，在本发明的一个实施例中，吸盘100还包括匀流罩130，匀流罩130与吸盘本体110限定有匀流腔132，匀流腔132与多个出气孔111相通，且匀流腔132与第一气体通路131相连。匀流腔132通过第一气体通路131通入的气体减少对流，使得气流更加平稳，通过吸盘本体110上的多个出气孔111排出气体，多个出气孔111可用于均衡气体的排除，使气体助推吸片脱离，从而增加吸片脱离的稳定性。

为进一步增加吸盘吸放吸片的稳定性，同时减少吸片的破碎率。优选地，真空吸盘120例如为风琴式吸盘，风琴式吸盘具有一定的伸缩性，当吸片过程中，风琴式吸盘收缩，从而平衡吸附力以防止吸片破碎，而在放片过程，风琴式吸盘拉伸从而使吸片平稳的脱落。具体地，当风琴式吸盘通过第二气体通路121与真空源相连且吸取晶片时，风琴式吸盘收缩以使晶片与吸盘本体110的下表面贴合。这样，本发明在吸盘吸取了晶片时由于晶片与吸盘本体110的下表面之间贴合从而产生摩擦力，这样在吸取晶片后的运输过程中晶片不会被甩出去，从而进一步降低晶片的碎片率。优选地，吸盘本体110的表面设有防滑胶，防滑胶不仅可以增大晶片与吸盘本体110之间的摩擦力，另外由于防滑胶的弹性也可以防止晶片与吸盘本体110之间碰撞产生碎片的可能。下面结合附图3A-3B描述根据本发明实施例的吸盘系统。

如图3A所示，为本发明实施例的吸盘本体的气动原理图，图3B为本发明实施例的真空吸盘的气动原理图。结合图1和图2，根据本发明实施例的吸盘系统包括第一气源320和第二气源420、第一开关310和第二开关410、吸盘、驱动器和控制器。

第一气源320用于提供卸载被吸附晶片的气体，且第二气源420用于抽真空以产生对晶片的真空吸力。第一开关310与第一气源320相连，第二开关410分别与第一气源320和第二气源420相连。吸盘为上述实施例的吸盘100，其中，第一气体通路与第一开关310相连，第二气体通路与第二开关410相连。驱动器(图中未示出)与吸盘100相连，驱动器用于驱动吸盘100运动。控制器(图中未示出)分别用于对第一开关310、第二开关410和驱动器进行控制以吸取或放置晶片。

根据本发明实施例的吸盘系统，在吸盘吸片过程中，控制器控制第一开关310关闭第一气源320以避免向吸盘本体的出气孔向外排气，同时控制第二开关410切换以使第二气源420通入吸盘的真空吸盘内，驱动装置驱动吸盘靠近晶片，由于真空的作用，晶片被吸附至真空吸盘，而达到吸盘的自动吸片。另外，在吸盘放片过程中，控制器控制第一开关310开启，从而第一气源320可向吸盘本体的出气孔向外排气，同时控制第二开关410切换以使第一气源320与真空吸盘相连，通过真空吸盘向外排气，从而在第一气源320的排气推力、吸盘重力的作用下，驱动装置驱动吸盘上移以使晶片脱离吸盘，而达到吸盘的自动放片操作。

在本发明的一个实施例中，第二开关410可以为两位三通电磁阀，且第二开关410的两个输入端分别与第一气源320和第二气源420相连。两位三通电磁阀具有输入端切换简单，控制简单，灵敏的优点。

如图3A所示，结合图1，优选地，在本发明的一个实施例中，吸盘系统还包括连接在第一气体通路131和第一开关310之间的调速阀340，调速阀340用于调整从无尘干燥气源(第一气源320)流入第一气体通路131中的无尘干燥气体流量。调节第一气体通路131中的无尘干燥气体流量可控制多个出气孔的出气压力，以使晶片实现快速放片。

此外，如图3B所示，吸盘系统还包括连接在第二气体通路121和第二开关410之间的真空压力传感器440，真空压力传感器440检测第二气体通路121的真空压力并反馈给控制器。真空压力过大，真空吸盘的吸力过大，晶片容易破碎，吸力过小，晶片易脱落，从而通过真空传感器440对真空压力的检测，从而控制排入真空吸盘的真空源流量，以实现满足晶片不易破碎，又使晶片不易脱落的目的。

结合图1至图4所示，具体地，吸盘系统的吸盘吸片过程具体为，所述控制器关闭所述第一开关310，控制所述第二开关420以使所述真空源与所述第二气体通路121相连，且控制器通过控制驱动器驱动多个真空吸盘120下降以使多个真空吸盘120与晶片接触并将晶片吸住，控制器通过控制驱动器驱动吸盘120提升并移动至预定位置。

相反地，当放置晶片时，控制器控制开启第一开关并310，并控制第二开关420以使无尘干燥气源与第二气体通路121相连以使多个真空吸盘120失去吸力。

以下结合附图4描述根据本发明实施例的传输系统。

如图4所示，为本发明实施例的传输系统的结构图。传输系统500包括相互平行设置的第一电动缸510和第二电动缸520、横梁530、第一电机540和第二电机550和一个或多个上述实施例的吸盘560。

其中，横梁530的第一端设置在第一电动缸510之上，横梁530的第二端设置在第二电动缸520之上，横梁530分别与第一电动缸510和第二电动缸520垂直。优选地，第一端在第一电动缸510上可移动，第二端在第二电动缸520上可移动。第一电机540用于驱动横梁530的第一端在第一电动缸510上移动，第二电机550用于驱动横梁530的第二端在第二电动缸520上移动。一个或多个吸盘560吊装在横梁530之上。

在本发明的一个实施例中，传输系统还包括载板570，载板上放置晶片以供吸盘460吸放晶片。

根据本发明实施例的传输系统500，第一电机540和第二电机550分别驱动横梁530的两端在第一电动缸510和第二电动缸520上移动，从而带动吊装在上述横梁530之上的吸盘560随之移动，把吸盘吸片移动到相应的位置。

通过本发明实施例的吸盘系统，启动装置驱动风琴式真空吸盘的高度调节，实现真空吸盘吸片碎片控制，而且能够快速平稳的吸盘吸放。另外，无尘干燥气体匀流罩和匀流腔的设计实现放片的稳定性，可有效降低晶片吸放破碎。再者，本发明实施例的吸盘重量轻，设计简单，同时匀流孔的设计使晶片放置更为迅速，而且风力均衡，防止晶片破碎。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (13)

1.一种吸盘，其特征在于，包括：

吸盘本体，所述吸盘本体具有多个出气孔，所述多个出气孔与第一气体通路相连，所述多个出气孔用于在放置晶片时向外排出第一气体通路中的由第一气源所提供的气体；

匀流罩，所述匀流罩与所述吸盘本体限定有匀流腔，所述匀流腔与所述多个出气孔相通，且所述匀流腔与第一气体通路相连；和

围绕所述吸盘本体均匀分布的多个真空吸盘，其中，所述多个真空吸盘的吸附面位于同一平面，且所述多个真空吸盘与第二气体通路相连，所述多个真空吸盘用于在放置晶片时向外排出所述第二气体通路中的由所述第一气源所提供的气体、以及用于在吸取晶片时通过所述第二气体通路与真空源相连以产生真空吸力。

2.如权利要求1所述的吸盘，其特征在于，每个所述真空吸盘分别通过连接杆与所述吸盘本体相连，其中，所述连接杆的一端设有所述真空吸盘，所述连接杆的另一端与所述吸盘本体相连。

3.如权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述第一气源为无尘干燥气源，且所述第一气体为无尘干燥气体。

4.如权利要求1-3任一项所述的吸盘，其特征在于，所述真空吸盘为风琴式吸盘。

5.如权利要求4所述的吸盘，其特征在于，当所述风琴式吸盘通过所述第二气体通路与所述真空源相连且吸取晶片时，所述风琴式吸盘收缩以使所述晶片与所述吸盘本体的下表面贴合。

6.一种吸盘系统，其特征在于，包括：

第一气源和第二气源，所述第一气源用于提供卸载被吸附晶片的气体，且第二气源用于抽真空以产生对晶片的真空吸力；

第一开关和第二开关，所述第一开关与所述第一气源相连，所述第二开关分别与所述第一气源和所述第二气源相连；

吸盘，所述吸盘为如权利要求1-5任一项所述的吸盘，其中，所述吸盘的第一气体通路与所述第一开关相连，所述吸盘的第二气体通路与所述第二开关相连；

驱动器，所述驱动器与所述吸盘相连，所述驱动器用于驱动所述吸盘运动；和

控制器，所述控制器用于对所述第一开关、第二开关和驱动器进行控制以取、放晶片。

7.如权利要求6所述的吸盘系统，其特征在于，所述第一气源为无尘干燥气源，所述第二气源为真空源。

8.如权利要求7所述的吸盘系统，其特征在于，所述第二开关为两位三通电磁阀，所述第二开关的两个输入端分别与所述第一气源和所述第二气源相连。

9.如权利要求7所述的吸盘系统，其特征在于，还包括：

连接在所述第一气体通路和所述第一开关之间的调速阀，所述调速阀用于调整从所述第一气源流入所述第一气体通路的流量。

10.如权利要求7所述的吸盘系统，其特征在于，还包括：

连接在所述第二气体通路和所述第二开关之间的真空压力传感器，所述真空压力传感器用于检测所述第二气体通路的真空压力并反馈给所述控制器。

11.如权利要求7所述的吸盘系统，其特征在于，当吸取晶片时，所述控制器控制所述第一开关关闭，并控制所述第二开关的阀位以使所述真空源与所述第二气体通路相连以使所述多个真空吸盘的吸附面处产生真空吸力，且所述控制器通过控制所述驱动器驱动所述多个真空吸盘下降以使所述多个真空吸盘与所述晶片接触并将所述晶片吸住，所述控制器通过所述驱动器驱动所述吸盘提升并移动至预定位置。

12.如权利要求7所述的吸盘系统，其特征在于，当放置晶片时，所述控制器控制所述第一开关开启，并控制所述第二开关的阀位以使所述无尘干燥气源与所述第二气体通路相连以使所述多个真空吸盘的吸附面处失去真空吸力。

13.一种传输系统，其特征在于，包括：

相互平行设置的第一电动缸和第二电动缸；

横梁，所述横梁的第一端设置在所述第一电动缸之上，所述横梁的第二端设置在所述第二电动缸之上，所述横梁分别与所述第一电动缸和第二电动缸垂直；

第一电机和第二电机，所述第一电机用于驱动所述横梁的第一端在所述第一电动缸上移动，所述第二电机驱动所述横梁的第二端在所述第二电动缸上移动；和

一个或多个如权利要求1-5任一项所述的吸盘，所述一个或多个吸盘吊装在所述横梁之上。