CN104900763A - 一种硅片机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硅片机械手，包括：机械臂，一端与滑动导轨相连；真空吸附式手爪，与机械臂的另一端相连；真空吸盘，位于真空吸附式手爪上；控制器，所述控制器能够改变所述机械臂的位置并控制所述真空吸盘工作，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述机械手上，并将检测的温度信号传递给所述控制器，所述真空吸盘的数量至少为2个；本发明的硅片机械手该机械手在取片过程中，既能够降低硅片的碎片率、提高硅片表面的合格率，同时也提高了真空吸附式手爪吸附硅片的效果，避免了因真空度较差而引起的吸力不足问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于传输硅片的硅片机械手。
技术背景
在太阳能电池片的制作过程中要经过制绒、扩散、湿法刻蚀、等离子体增强化学气相沉积和印刷烧结等重要工序，其中，等离子体增强化学气相沉积工序的工艺目的是在硅片表面沉积一层能够起到减弱反射和钝化作用的氮化硅膜。此过程通常将硅片放到石墨舟中，在400多摄氏度的高温下进行，此工艺刚刚完成后硅片呈弯曲状，硅片冷却后，用带吸盘的机械手进行取片。如果硅片未冷却至室温前，用机械手进行取片，很容易造成硅片破碎，机械手的吸盘也很容易在硅片的氮化硅膜上留下印记，造成硅片的表面不合格。如果硅片的温度较高，对机械手自身也有较大的损害，减少设备的寿命。
目前，在此工序中，取片过程全靠经验来掌握温度，实际操作中很难准确的把握温度，硅片的碎片率和不合格率均很高。因此，如何在机械手取片过程中，既能够降低硅片的碎片率，又能够提高硅片表面的合格率，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。
并且，目前硅片机械手的手爪主要采用真空吸附式手爪结构，对于所述采用真空吸附式手爪的硅片机械手，其工作过程包括：先将手爪置于到水平放置的硅片下方，手爪上的真空吸盘吸附住硅片下方的表面；接着，机械臂在驱动系统的控制下，实现水平方向、垂直方向的平移或转动，带动手爪及硅片移动；当硅片移动到预定位置后，手爪上的真空吸盘解除真空，硅片从硅片机械手上移开。但是，在长时间使用的情况下，构成硅片机械手的机械部件会磨损变形，通常地，这种硅片机械手的移动通过步进马达来控制，缺少精确对准机构，硅片机械手容易定位不准而产生偏差，导致手爪上的真空吸盘无法有效吸附住硅片，导致硅片在传输过程中滑落、碎片，从而对大规模生产造成影响。因此，需要改进现有技术的硅片机械手，解决硅片因真空吸盘吸力不足而引起的掉片问题。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种硅片机械手，该硅片机械手该机械手在取片过程中，既能够降低硅片的碎片率、提高硅片表面的合格率，同时也提高了真空吸附式手爪吸附硅片的效果，避免了因真空度较差而引起的吸力不足问题。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种硅片机械手，包括 ：机械臂，一端与滑动导轨相连 ；真空吸附式手爪，与机械臂的另一端相连 ；真空吸盘，位于真空吸附式手爪上 ；控制器，所述控制器能够改变所述机械臂的位置并控制所述真空吸盘工作，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述机械手上，并将检测的温度信号传递给所述控制器，所述真空吸盘的数量至少为2 个；
进一步地，上述真空吸附式手爪的面积为 6 至20平方厘米，所述真空吸盘的面积为 0.5 至 2 平方厘米；
进一步地，上述真空吸盘之间相互分立，所述相互分立的真空吸盘通过分立的管道、气阀与气泵相连通；
进一步地，上述真空吸附式手爪为矩形；
进一步地，上述真空吸盘为椭圆形、圆形或条形；
进一步地，上述真空吸附式手爪上包含有 2 个真空吸盘，所述真空吸盘对称分布于真空吸附式手爪上；
进一步地，上述真空吸附式手爪上包含有 3 个真空吸盘，所述真空吸盘呈等腰三角形分布于真空吸附式手爪上，或者，所述真空吸盘并排分布于真空吸附式手爪上；
进一步地，上述温度传感器设置在所述机械手臂上；
进一步地，上述控制器为可编程序控制器；
进一步地，上述硅片机械手还包括信号灯。
本发明的有益效果：
硅片经过高温工艺冷却一段时间后，使用本发明的硅片机械手进行取片。取片时，吸盘首先接触硅片，硅片的温度能够通过吸盘传递给机械手，温度传感器能够检测到硅片的温度，并将其传递给控制器 ；控制器根据硅片的温度判断适不适合进行取片，如果适合，则控制吸盘取片 ；如果不适合，则移动机械臂到其他硅片并进行同样的判断。经过判断，机械手进行取片操作的硅片，其温度均适宜取片，取片过程不容易造成碎片，并且吸盘也不会在硅片的氮化硅膜上留下印记。与现有技术相比，本发明机械手在取片过程中，既能够降低硅片的碎片率，又能够提高硅片表面的合格率；并且，本发明的硅片机械手在真空吸附式手爪上增加了真空吸盘的数量，所述增加的真空吸盘加大了与硅片的接触面积，从而提高了真空吸附式手爪吸附硅片的效果，避免了因真空度较差而引起的吸力不足问题 。
附图说明
图1为本发明一种硅片机械手结构示意图；
图2图3为本发明真空吸盘的两种形状布局示意图
图中，1、机械臂，2、真空吸附式手爪，3、4真空吸盘，5、温度传感器，6、控制器，7、信号灯。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一种硅片机械手的技术方案作进一步说明；
实施例1：
如图1所示，本发明提供了一种硅片生产中用于取片的机械手，包括 ：机械臂1，一端与滑动导轨相连 ；真空吸附式手爪2，与机械臂1的另一端相连；真空吸盘3，位于真空吸附式手爪2上 ；控制器6，所述控制器6能够改变机械臂1的位置并控制真空吸盘3、4工作，还包括温度传感器5，温度传感器5设置在所述机械手上，并将检测的温度信号传递给所述控制器6，硅片经过高温工艺冷却一段时间后，使用该机械手进行取片。进行取片时，先由真空吸盘 3、4接触硅片，硅片的温度能够通过机械臂1 传递给温度传感器 5，温度传感器 5 能够检测到硅片的温度，并将检测到的硅片的温度传递给控制器 6。控制器 6获得硅片的温度后，根据硅片的温度判断适不适合进行取片操作，如果硅片的温度适合，则控制真空吸盘3、4进行取片操作 ；如果硅片的温度不适合，则改变机械臂1的位置，控制机械手对其他硅片进行取片，取片过程也与上述类似，同样也是先判断硅片的温度是否适合进行取片操作。
真空吸附式手爪2上包含有真空吸盘3、4，在硅片的传输过程中，利用真空吸盘3、4的吸附作用，硅片可以固定在机械手上。采用单个真空吸盘的结构，硅片与真空吸附式手爪的接触面积小，如果传输过程中真空吸盘内的真空度减弱，或者硅片稍有变形、翘曲等情况出现，极有可能产生吸力不足的问题，从而使硅片从真空吸附式手爪上滑落而导致碎片。图1中，真空吸附式手爪 2与机械臂1 的另一端相连 ；第一真空吸盘 3位于真空吸附式手爪 2上 ，第二真空吸盘4也位于真空吸附式手爪2上。第一真空吸盘 3与第二真空吸盘 4对称的分布在真空吸附式手爪 2上并相互分立，分立的真空吸盘通过分立的管道、气阀与气泵相连。真空吸盘3、4为椭圆形、圆形或条形，面积为0.5至2平方厘米 ；在本实施例中，真空吸盘均为椭圆形形状，椭圆形真空吸盘3、4的长轴与真空吸附式手爪2的长边为同一方向，椭圆形真空吸盘的短轴与真空吸附式手爪203的短边为同一方向，所述椭圆形真空吸盘的面积为1.5平方厘米，真空吸附式手爪2的面积为 16 平方厘米。
真空吸盘为3个的方案如图 2所示，真空吸附式手爪31上包含有三个形状相同且互相分立的真空吸盘31，三个真空吸盘31均匀分布于真空吸附式手爪2 上，三个真空吸盘31沿着真空吸附式手爪2的长边并排分布 ；真空吸附式手爪与图1中真空吸附式手爪2相同，为矩形或其他形状，面积为8至18平方厘米 ；所述真空吸盘为椭圆形、圆形或条形，面积为 0.5 至 1.5 平方厘米 ；在本实施例中，真空吸盘31为椭圆形，所述椭圆形真空吸盘的长轴与真空吸附式手爪 2的短边为同一方向，所述椭圆形真空吸盘的短轴与真空吸附式手爪2 的长边为同一方向，真空吸盘31的面积为 1.5 平方厘米。
真空吸盘为3个的另外一种方案如图 3所示，真空吸附式手爪 2上包含有三个形状相同且互相分立的真空吸盘32，三个真空吸盘32呈等腰三角形排布在真空吸附式手爪 2上，三个真空吸盘32分别位于等腰三角形的三个顶点上 ；真空吸附式手爪与图 1中真空吸附式手爪2相同，为矩形或其他形状，面积为8至18平方厘米 ；所述真空吸盘32为椭圆形、圆形或条形，面积为 0.5 至 1.5 平方厘米 ；本实施例中，真空吸盘32为椭圆形，所述椭圆形真空吸盘32的长轴与真空吸附式手爪 2的短边为同一方向，所述椭圆形真空吸盘32的短轴与真空吸附式手爪2的长边为同一方向，真空吸盘32的面积为1.5平方厘米。
在优选的实施例中，控制器6为可编程序控制器，可以在控制器 6内设定预定温度，控制器6可根据预定温度和温度传感器5传递的实际温度来判断硅片是否适合取片，如果适合，则控制吸盘进行取片操作。
进一步的实施方式中，还可以为此机械手设置信号灯7，当温度传感器5检测到的实际温度高于控制器6内设定的预定温度时，控制器6可以控制信号7灯提示温度超出范围，并将机械臂 1 转移到其他硅片位置，继续进行是否适合取片的判断。
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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种硅片机械手，包括 ：机械臂（1），一端与滑动导轨相连 ；真空吸附式手爪（2），与机械臂（1）的另一端相连 ；真空吸盘（3，4），位于真空吸附式手爪（2）上 ；控制器（6），所述控制器（5）能够改变所述机械臂（1）的位置并控制所述真空吸盘（3）工作，其特征在于，还包括温度传感器（5），所述温度传感器（5）设置在所述机械手上，并将检测的温度信号传递给所述控制器（5），所述真空吸盘的数量至少为2个。
2.如权利要求 1或2 所述的硅片机械手，其特征在于，所述真空吸附式手爪的面积为 6 至20平方厘米，所述真空吸盘的面积为 0.5 至 2 平方厘米。
3.如权利要求 1 所述的硅片机械手，其特征在于，所述真空吸盘之间相互分立，所述相互分立的真空吸盘通过分立的管道、气阀与气泵相连通。
4.如权利要求 1 所述的硅片机械手，其特征在于，所述真空吸附式手爪为矩形。
5.如权利要求 1 所述的硅片机械手，其特征在于，所述真空吸盘为椭圆形、圆形或条形。
6.如权利要求 1所述的硅片机械手，其特征在于，真空吸附式手爪上包含有 2 个真空吸盘，所述真空吸盘对称分布于真空吸附式手爪上。
7. 如权利要求 1所述的硅片机械手，其特征在于，真空吸附式手爪上包含有 3 个真空吸盘，所述真空吸盘呈等腰三角形分布于真空吸附式手爪上，或者，所述真空吸盘并排分布于真空吸附式手爪上。
8.如权利要求 1 所述的硅片机械手，其特征在于，所述温度传感器设置在所述机械手臂（1）上。
9.如权利要求 1所述的硅片机械手，其特征在于，所述控制器为可编程序控制器。
10.如上述任意一项权利要求所述的硅片机械手，其特征在于，还包括信号灯（7）。
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| CN111558895A (zh) * | 2019-02-14 | 2020-08-21 | 胜高股份有限公司 | 晶圆回收装置、研磨系统及晶圆回收方法 |
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2015
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| CN111558895B (zh) * | 2019-02-14 | 2022-10-14 | 胜高股份有限公司 | 晶圆回收装置、研磨系统及晶圆回收方法 |
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