CN102800559B - 从料盒中取晶片的装置、晶片上料设备和晶片上料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了从料盒中取晶片的装置。该装置包括：抓取部件，所述抓取部件用于从料盒中抓取晶片；顶片部件，所述顶片部件与所述抓取部件连接，用于在抓取部件抓住晶片时顶住被所述抓取部件抓住的晶片；以及吹片部件，所述吹片部件设置在所述抓取部件的周围，用于向所述抓取部件抓取的晶片吹气。根据本发明的取片装置可以较好地解决一次抓取多个晶片过程中所出现的问题。此外，本发明进一步公开了一种晶片上料设备和晶片上料系统。该晶片上料设备和晶片上料系统取片效率高、结构简单。

Description

从料盒中取晶片的装置、晶片上料设备和晶片上料系统

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种改进的从料盒中取晶片的装置、具有其的晶片上料设备以及晶片上料系统。

背景技术

在例如太阳能电池片的生产线中，通常采用如下两种料盒：花篮式料盒和叠片式料盒。在花篮式料盒中，每个电池片都设置在该料盒的对应的卡槽内，而叠片式料盒中的所有电池片都堆叠在一起，如图1中所示，其中示意地显示了传统的叠片式料盒100’。

在现有的自动送料设备中，需要采用机械手将叠片式料盒100’中电池片逐一取出，进行后续工艺处理。然而，由于电池片较薄较轻，而且很容易互相粘结在一起，采用普通吸盘的机械手很容易一次取出多片，设备的可靠性大大降低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明需要提供一种取片装置，通过该取片装置可以较好地解决机械手一次吸附多个晶片的问题，保证每次只取出一片，提高设备可靠性。

此外，本发明还需要提供一种晶片上料设备，所述晶片上料设备不仅可以解决一次吸附多个晶片的问题，而且可以极大地提高晶片上料的效率。

此外，本发明还需要提供一种晶片上料系统，所述晶片上料系统的布置合理，且晶片上料效率高。

为解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供了一种从料盒中取晶片的装置，包括：抓取部件，所述抓取部件用于从料盒中抓取晶片；顶片部件，所述顶片部件与所述抓取部件连接，用于在抓取部件抓住晶片时顶住被所述抓取部件抓住的晶片；以及吹片部件，所述吹片部件设置在所述抓取部件的周围，用于向所述抓取部件抓取的晶片吹气。

由此，通过该装置中的顶片部件和吹片部件，在抓取部件抓取晶片之后，通过顶片部件顶住被抓取部件抓住的晶片，从而该晶片被顶压成微小的拱形，这样可以使粘附的多余的晶片与待取片之间有缝隙，此时吹片部件朝向所述缝隙中吹入空气，从而可以解决一次吸取多个晶片的问题，保证每次只取出一片，提高设备可靠性。

根据本发明的一个实施例，所述抓取部件包括：取片板；以及抽吸部件，所述抽吸部件设置在所述取片板上，用于吸住料盒中的所述晶片。

根据本发明的一个实施例，所述顶片部件设置在所述取片板的中央，且包括：顶杆，所述顶杆设置成可穿过所述取片板；以及顶杆驱动装置，所述顶杆驱动装置驱动所述顶杆沿着竖直方向可伸缩地运动。

根据本发明的一个实施例，所述顶杆驱动装置为汽缸，且所述汽缸设置在所述取片板之上，且所述汽缸和所述取片板之间设置有限位块，用于限制所述汽缸的顶杆的向下伸缩长度。由此通过该限位块可以控制该顶杆的向下抵压量及变形量，防止晶片由于变形过大而发生破坏。

根据本发明的一个实施例，所述顶杆为方形，且所述顶杆朝向晶片的一端形成为拱形。

根据本发明的一个实施例，所述顶板部件的下表面上围绕所述顶杆设置有四个抽吸部件，且所述抽吸部件为风琴式吸盘。

根据本发明的一个实施例，所述吹片部件为设置在所述抓取部件周围的可通气杆件，且所述杆件的下端处形成有可朝向抓取部件所抓取的晶片吹气的吹气孔。

根据本发明的另外一方面，提供了一种晶片上料设备，包括：机械手，所述机械手上设置有如上所述的装置；水平传输部，所述水平传输部用于驱动所述机械手沿着水平方向运动；以及竖直传输部，所述竖直传输部用于驱动所述机械手沿着竖直方向运动。

根据本发明的晶片上料设备，通过可沿着水平和竖直方向运动的机械手以及如前所述的取片装置，整个晶片上料程序简单，且不会发生一次吸取多个晶片的情况。

根据本发明的一个实施例，所述水平传输部上设置有机械手水平电动缸，用于水平地驱动所述机械手；以及所述竖直传输部上设置有机械手垂直电动缸，用于竖直地驱动所述机械手。

根据本发明的一个实施例，所述机械手朝向料盒的表面上设置有多个所述从料盒中取晶片的装置。

根据本发明的再一方面，提供了一种晶片上料系统，包括：如上所述的晶片上料设备；料盒，所述料盒与所述从料盒中取晶片的装置相对应地设置，且所述料盒中容纳有晶片；以及晶片传输部，所述晶片传输部与所述从料盒中取晶片的装置相邻设置，用于传输通过所述从料盒中取晶片的装置抓取的晶片。

根据本发明的一个实施例，所述晶片传输部的数目与所述从料盒中取晶片的装置的数目相对应。

根据本发明的一个实施例，所述晶片传输部设置成平行于所述机械手。

本发明的附加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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1a显示了现有的叠片式料盒的俯视图；

图1b显示了现有的叠片式料盒的侧视图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的晶片上料系统的结构示意图；

图3显示了根据本发明的另一个实施例的晶片上料系统的结构示意图；

图4显示了根据本发明的一个实施例的从料盒中取晶片的装置的主视图；以及

图5显示了根据本发明的一个实施例的从料盒中取晶片的装置的俯视图。

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，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。

下面将结合附图来详细描述根据本发明的实施例的晶片上料系统、晶片上料设备和取片装置。

图2显示了根据本发明的一个实施例的晶片上料系统100的结构示意图。如图2中所示，该晶片上料系统100可以包括晶片上料设备(将在下面进行详细说明)、料盒141、142、143，晶片传输部151、152、153。如图2中，晶片传输部151、152、153分别与从料盒中取晶片的装置121、122、123(将在下面进行详细说明)相邻地设置，用于传输通过从料盒中取晶片的装置121、122、123取下的晶片。如图2中所示，料盒141、142、143与从料盒中取晶片的装置121、122、123相对应地设置，且料盒141、142、143中容纳有例如叠置的晶片。根据本发明的一个实施例，所述晶片传输部151、152、153可以为动力驱动的传输带。但是需要说明的是，该晶片传输部151、152、153可以为任何能够进行晶片传输的部件，此处传输带仅给出作为示例，而不是为了限制本发明的保护范围。

下面将继续参照图2来详细描述根据本发明的一个实施例的晶片上料设备。如图2中所示，该晶片上料设备可以包括机械手13、水平传输部11和竖直传输部154。机械手13上设置有从料盒中取晶片的装置121、122、123(将在下面详细说明)。水平传输部11用于驱动所述机械手13沿着水平方向运动。竖直传输部154用于驱动机械手13沿着竖直方向运动。由此，在拾取晶片以及在传输晶片的过程中，通过水平传输部11和竖直传输部154可以方便地传输通过从料盒中取晶片的装置121、122、123所抓取的晶片。通过控制水平传输部11和竖直传输部154以及从料盒中取晶片的装置121、122、123，可以方便地将拾取的晶片分别放置到与从料盒中取晶片的装置121、122、123相对应地安置的晶片传输部151、152、153上，并进行后续的工艺处理。由此使得整个过程自动化程度变高，并极大地提高了整个晶片上料系统的工作效率。

根据本发明的一个实施例，进一步地，晶片传输部151、152、153的数目可以与从料盒中取晶片的装置121、122、123的数目相对应，由此方便将料盒141、142、143中的晶片分别传送到晶片传输部151、152、153。根据本发明的一个实施例，所述水平传输部11上设置有机械手水平电动缸(未示出)，用于水平地驱动所述机械手13。所述竖直传输部154上设置有机械手垂直电动缸15，用于竖直地驱动机械手13。通过将传统的机械手垂直汽缸替换为垂直电动缸15，解决了机械手13上安装多个从料盒中取晶片的装置的问题，从而极大地提高了晶片的拾取效率。

需要说明的是，机械手13上可以设置有至少一个从料盒中取晶片的装置，如图2中所示，所述机械手设置有3个从料盒中取晶片的装置121、122、123。且所述从料盒中取晶片的装置121、122、123设置在机械手3的安装支架131上。如图2中所示，机械手13的下方放置有3个料盒141、142、143。在机械手13运动到料盒141、142、143上方时，垂直电动缸15带动3个从料盒中取晶片的装置121、122、123同时下降，当其中任意一个从料盒中取晶片的装置抓取到晶片时，垂直电动缸15停止，等待一定时间，无论其余两个从料盒中取晶片的装置是否抓取到晶片，该机械手13均返回以放置已抓取的晶片。如果三个料盒141、142、143数量一样，即可保证每次都吸上3个晶片，极大地提高了设备的运行效率，又降低了成本。

下面将结合图4、5来描述根据本发明的一个实施例的从料盒中取晶片的装置121、122、123的详细结构，其中图4显示了根据本发明的一个实施例的从料盒中取晶片的置的主视图，图5显示了根据本发明的一个实施例的从料盒中取晶片的装置的俯视图。由于从料盒中取晶片的装置121、122、123的结构相同，由此在下述中为了简洁起见只描述从料盒中取晶片的装置121的构造。

如图4中所示，该从料盒中取晶片的装置121可以包括抓取部件(图中未示出)、顶片部件1213和吹片部件1214。顶片部件可以与抓取部件连接，用于在抓取部件抓住晶片时，顶住被抓取部件所抓住的晶片。吹片部件1214设置在所述抓取部件的周围，用于向所述抓取部件抓取的晶片吹气。

根据本发明的一个实施例，该抓取部件可以包括取片板1211和抽吸部件1212。抽吸部件1212设置在取片板1211上，用于吸住料盒中的晶片。

所述抽吸部件1212设置在所述取片板1211上，用于从取片板1211的下部吸住晶片。顶片部件1213设置在取片板1211上并沿着竖直方向可伸缩，用于在抽吸部件1212吸住晶片时、顶住被抽吸部件1212吸住的晶片。可选地，吹片部件1214可以沿着取片板1211的周边设置，并可从取片板1211的周边朝向取片板1211的中央吹气。

由此，利用从料盒中取晶片的装置121中的顶片部件1211和吹片部件1214，可以实现一次仅吸取一片晶片。具体而言，由于设置在取片板1211上的顶片部件1213沿着竖直方向可伸缩，由此在抽吸部件1212吸住晶片时，顶片部件1211可以顶住被抽吸部件1212吸住的晶片，从而该晶片被顶压成微小的拱形，这样可以使粘附的多余的晶片与待取晶片之间有缝隙。此时，吹片部件1214朝向缝隙中吹入空气，就可以将多余的晶片吹掉，从而使得抽吸部件1212上只吸住一个晶片，这样就可以解决一次吸取多个晶片的问题，保证每次只取出一片，提高了该装置的可靠性。

根据本发明的一个实施例，顶片部件1211设置在取片板1211的中央，且可以包括顶杆和顶杆驱动装置(未示出)。顶杆设置成可穿过取片板1211，顶杆驱动装置驱动顶杆沿着竖直方向可伸缩地运动。根据本发明的一个实施例，顶杆驱动装置可以为汽缸，且汽缸设置在取片板1211上且汽缸和取片板1211之间设置有限位块(未示出)，用于限制所述汽缸的顶杆向下伸缩的长度。由此通过该限位块可以控制该顶杆的向下抵压量及变形量，防止晶片由于变形过大而发生破坏。

如图5中所示，顶杆可以为方形，且顶杆朝向晶片的一端可以形成为拱形。由此可以减小取片板1211与晶片的接触面积。如图4中所示，顶板部件1211的下表面上围绕顶杆设置有四个抽吸部件1212，且如图4中所示，抽吸部件1212可以为风琴式吸盘。根据本发明的一个实施例，吹气部件1214为设置在取片板周边上的杆件，且杆件的下端处形成有可朝向抓取部件所抓取的晶片吹气的吹气孔1216，气体可以通入所述杆件内，且从吹气孔1216释放出，如图5中所示，该取片板1211的对角处可以分别设置有该吹气部件1214。前述的缝隙(未示出)大体上是水平方向的，而吹气部件1214所吹出的气流也是大体上水平方向的，与缝隙处于大致相同的水平面上。如图5中所示，从料盒中取晶片的装置的两侧伸出两个可通气杆件(呈柱形)，且吹气孔1216朝向晶片方向，且气体从这些吹气孔1216中吹出，并向缝隙吹气。吹气部件1214在吹片时，很容易地将多余的晶片吹下。

通过上述从料盒中取晶片的装置，可以用较低的成本快速地拾取晶片，且不会发生一次吸取多个晶片的情况，极大地提高了晶片的传输效率。

下面将结合附图来详细描述根据本发明的晶片上料系统100的工作流程。首先，将多个放满电池片的料盒141、142、143放置在合适的位置处。然后，机械手13在水平传输部11的传动下水平运动到料盒141、142、143上方。从料盒中取晶片的装置121、122、123的吸盘电磁阀打开，同时机械手13在垂直电动缸15的带动下缓慢下降。在任意一个吸盘的压力传感器检测到吸上晶片后，垂直电动缸15停止运动。等待一定时间后，无论其余从料盒中取晶片的装置是否吸上晶片，垂直电动缸15开始上升，且从料盒中取晶片的装置121、122、123中的顶片部件下降，将电池片顶成微小的拱形，吹片部件进行吹气。由此，在拾取晶片时，利用从料盒中取晶片的装置的特定结构，设置在机械手上的从料盒中取晶片的装置可以实现一次仅拾取一个晶片。然后，机械手13将晶片放到传输部11上。可选地，在这个传输的过程中，该晶片上料系统100的控制器(未示出)可以根据从料盒中取晶片的装置121、122、123的吸盘压力大小来记录机械手13上已经传输的晶片的数量，由此根据晶片的数量的记录，控制器可以进一步地控制传输部11的传输方式。接着机械手13返回，进入下一个取片循环，直到所有料盒141、142、143中的晶片被取完，并更换料盒141、142、143。

图3中显示了根据本发明的另一个实施例的晶片上料系统200。该晶片上料系统200大体上与晶片上料系统100的结构和工作流程相似，除了晶片传输部25的设置方向之外。为说明简洁起见，与上述部件相同的部件的说明在此处省略。如图3中所示，该晶片传输部25设置成与机械手13平行。由此，通过装置221、222、223所拾取的晶片可以沿着垂直于该晶片传输部25的方向同时地放置在该晶片传输部25上，以进行传输。

需要说明的是，上述术语“晶片”应做广义上的理解，包括但是不限于硅片、电池片等，由此上述的晶片只是为了说明和示例，而不是为了限值本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种从料盒中取晶片的装置，其特征在于，包括：

抓取部件，所述抓取部件用于从料盒中抓取晶片，所述抓取部件包括取片板以及抽吸部件，所述抽吸部件设置在所述取片板上，用于吸住料盒中的所述晶片；

顶片部件，所述顶片部件与所述抓取部件连接，用于在抓取部件抓住晶片时顶住被所述抓取部件抓住的晶片以使所述晶片被顶压成拱形，所述顶片部件设置在所述取片板的中央，且包括顶杆，所述顶杆设置成可穿过所述取片板；以及顶杆驱动装置，所述顶杆驱动装置驱动所述顶杆沿着竖直方向可伸缩地运动；以及

吹片部件，所述吹片部件设置在所述抓取部件的周围，用于向所述抓取部件抓取的晶片吹气。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶杆驱动装置为汽缸，且所述汽缸设置在所述取片板之上，且所述汽缸和所述取片板之间设置有限位块，用于限制所述汽缸的顶杆的向下伸缩长度。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶杆为方形，且所述顶杆朝向晶片的一端形成为拱形。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述顶片部件的下表面上围绕所述顶杆设置有四个抽吸部件，且所述抽吸部件为风琴式吸盘。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吹片部件为设置在所述抓取部件周围的杆件，且所述杆件的下端处形成有可朝向抓取部件所抓取的晶片吹气的吹气孔。

6.一种晶片上料设备，其特征在于，包括：

机械手，所述机械手上设置有至少一个如权利要求1-5中任一所述的装置；

水平传输部，所述水平传输部用于驱动所述机械手沿着水平方向运动；以及

竖直传输部，所述竖直传输部用于驱动所述机械手沿着竖直方向运动。

7.根据权利要求6所述的晶片上料设备，其特征在于，所述水平传输部上设置有机械手水平电动缸，用于水平地驱动所述机械手；以及

所述竖直传输部上设置有机械手垂直电动缸，用于竖直地驱动所述机械手。

8.根据权利要求6所述的晶片上料设备，其特征在于，所述机械手朝向料盒的表面上设置有多个所述从料盒中取晶片的装置。

9.一种晶片上料系统，其特征在于，包括：

如权利要求6-8任一所述的晶片上料设备；

料盒，所述料盒与所述从料盒中取晶片的装置相对应地设置，且所述料盒中容纳有晶片；以及

晶片传输部，所述晶片传输部与所述从料盒中取晶片的装置相邻设置，用于传输通过所述从料盒中取晶片的装置抓取的晶片。

10.根据权利要求9所述的晶片上料系统，其特征在于，所述晶片传输部的数目与所述从料盒中取晶片的装置的数目相对应。

11.根据权利要求10所述的晶片上料系统，其特征在于，所述晶片传输部设置成平行于所述机械手。