CN106827268A - 晶体硅工件截断机及晶体硅工件截断方法 - Google Patents

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CN106827268A CN201710055935.3A CN201710055935A CN106827268A CN 106827268 A CN106827268 A CN 106827268A CN 201710055935 A CN201710055935 A CN 201710055935A CN 106827268 A CN106827268 A CN 106827268A
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卢建伟
胡小海
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Zhejiang Ji Ying Precision Machinery Co., Ltd.
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Shanghai Nissin Machine Tool Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种晶体硅工件截断机及晶体硅工件截断方法,该晶体硅工件截断机包括:机座、工件承载装置、线切割装置、工件定位装置、及上料移送装置,其中,该工件定位装置可对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息,该上料移送装置可根据工件定位装置所获取的工件位置信息而将待上料的晶体硅工件移送至所述工件承载装置上的指定位置,俾令线切割装置对该指定位置处的晶体硅工件进行切割以实现截断作业,相比于现有技术由人工操作实现晶体硅工件的搬运及切割位置定位,整个过程操作简单高效,定位精准,一步到位,实现充分的自动化操作。

Description

晶体硅工件截断机及晶体硅工件截断方法
技术领域
本发明涉及晶体硅工件切割技术领域,特别是涉及一种晶体硅工件截断机及晶体硅工件截断方法。
背景技术
在制造各种半导体、光伏器件时,将包含硅、蓝宝石、陶瓷等硬脆材料的半导体晶锭切割加工为要求厚度尺寸的晶片。由于晶片切割是制约后续成品的重要工序,因而对其加工要求也越来越高。目前,多线切割技术由于具有生产效率高、加工成本低、加工精度高等特点,被广泛应用于产业的晶体切割生产中。
多线切割技术是目前世界上比较先进的晶体切割技术,它的原理是通过高速运动的金刚线对待加工晶体硅工件进行切割形成次级产品。以硅锭切割为例,一般地,先使用硅锭开方机对初级硅方体进行开方加工以形成次级硅方体,开方完毕后,再使用硅锭截断机对次级硅方体进行截断加工以形成硅方体成品,后续再使用切片机对次级硅方体进行切片加工,则得到硅片。如上所述,使用硅锭截断机对初级硅方体进行截断作业,在现有技术中,一般是采用如下操作流程:先对初级硅方体的头尾两面(硅方体的四个侧面是由硅锭开方机切割而成的)进行平整度测试;根据平整度测试的结果,确定合适的切割位置(既要确保头尾部切割后的平整度又要确保切割部分尽可能少以避免材料浪费),在确定好的切割位置处施以切割标识位(例如通过刻记、划线器/弹线器划线、记号笔画出等);以人工方式将初级硅方体搬运至硅锭截断机的切割台上,并通过对切割台上的初级硅方体的位置调整来实现定位,使得初级硅方体中的切割标识位正对于硅锭截断机的切割线。由上可知,现有技术具有如下缺失:依靠人工实现初级硅方体的切割定位,定位精准性较差,且定位过程易反复,比较费时;依靠人工搬运硅方体,费时费力,效率低下且易造成搬运工人的损伤及晶体硅工件的损毁。
发明内容
本发明的目的在于公开一种晶体硅工件截断机及晶体硅工件截断方法,用于解决现有技术中存在的晶体硅工件切割定位精准性较差、人工操作费时费力等问题。
本发明在一方面公开一种晶体硅工件截断机,包括:机座;工件承载装置,设于所述机座上;线切割装置,设于所述机座上,用于对所述工件承载装置所承载的晶体硅工件进行截断作业;工件定位装置,用于对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息;上料移送装置,用于根据所述工件定位装置所获取的工件位置信息而将待上料的晶体硅工件移送至所述工件承载装置上的指定位置。
本发明公开的晶体硅工件截断机,包括:机座;工件承载装置,设于所述机座上;线切割装置,设于所述机座上;工件定位装置;以及上料移送装置。利用所述工件定位装置来对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息,所述上料移送装置则根据所述工件定位装置所获取的工件位置信息而将待上料的晶体硅工件移送至所述工件承载装置上的指定位置,如此,即可利用线切割装置对所述工件承载装置所承载的晶体硅工件进行截断作业,相比于现有技术由人工操作实现晶体硅工件的搬运及切割位置定位,整个过程操作简单高效,定位精准,一步到位,实现自动化操作。
在某些实施方式中,所述工件承载装置包括工件载盘;所述线切割装置包括与所述工件载盘对应的线切割单元,所述线切割单元可升降地设于所述工件载盘的上方,所述线切割单元具有切割线;所述工件载盘上设有与所述切割线对应的定位槽。
在某些实施方式中,所述工件定位装置为视觉定位装置,包括:图像摄取单元,用于摄取待上料的晶体硅工件以形成工件图像信息;所述待上料的晶体硅工件承载于上料承载台的工件承载区;图像处理单元,与所述图像摄取单元连接,用于接收所述工件图像信息并对所述工件图像信息进行图像分析以形成工件位置信息。
在某些实施方式中,所述待上料的晶体硅工件具有至少一预设标识位;所述图像摄取单元摄取待上料的晶体硅工件所形成的工件图像信息至少包括:晶体硅工件的边界和预设标识位;所述图像处理单元对所述工件图像信息进行图像分析以形成工件位置信息至少包括:晶体硅工件的边界的位置信息和预设标识位的位置信息。
在某些实施方式中,所述工件定位装置还包括照明部件,用于提供摄取光源。
在某些实施方式中,所述上料移送装置包括:工件取放单元;移动机构,用于驱动所述工件取放单元移动,以利用所述工件取放单元将所述晶体硅工件移送至所述工件承载装置。
在某些实施方式中,所述移动机构包括:第一方向移动单元;第二方向移动单元;移动控制单元,与所述第一方向移动单元和所述第二方向移动单元连接,用于根据所述工件定位装置所获取的工件位置信息而控制所述第一方向移动单元和所述第二方向移动单元带动所述工件取放单元移动。
在某些实施方式中,所述第一方向移动单元包括:第一方向齿轨;第一转动齿轮,与所述第一方向齿轨相啮合;第一驱动电机,用于驱动所述第一转动齿轮转动以沿着所述第一方向齿轨进退。
在某些实施方式中,所述第二方向移动单元包括:第二方向齿轨;第二转动齿轮,与所述第二方向齿轨相啮合;第二驱动电机,用于驱动所述第二转动齿轮转动以沿着所述第二方向齿轨进退。
本发明在另一方面公开一种前述晶体硅工件截断机的晶体硅工件截断方法,包括:对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息;根据所获取的工件位置信息,将所述晶体硅工件移送至工件承载装置的指定位置;对承载的所述晶体硅工件进行截断作业。
本发明公开的晶体硅工件截断方法,先对晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息,再根据工件位置信息将晶体硅工件移送至工件承载装置的指定位置,俾令线切割装置对该指定位置处的晶体硅工件进行切割以实现截断作业,相比于现有技术由人工操作实现晶体硅工件的搬运及切割位置定位,整个过程操作简单高效,定位精准,一步到位,实现自动化操作。
附图说明
图1为本发明晶体硅工件截断机在第一视角下的立体示意图。
图2为本发明晶体硅工件截断机在第二视角下的立体示意图。
图3为本发明晶体硅工件截断机的侧视图。
图4为本发明晶体硅工件截断机在第一种可选实施中的内部结构示意图。
图5为本发明晶体硅工件截断机在第二种可选实施中的内部结构示意图。
图6为图5的侧视图。
图7为图6的局部放大图。
图8为本发明晶体硅工件截断机中上料移送装置的工件取放单元的结构示意图。
图9为图1中上料承载台承载有待截断的工件的俯视图。
图10为本发明晶体硅工件截断方法的流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图10。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明的发明人发现,在现有针对晶体硅工件截断作业的技术中,一般采用人工方式搬运待截断的晶体硅工件并对其切割位置进行定位,费时费力,且定位精准性较差,效率低下。有鉴于此,本发明主要在于提出了一种针对晶体硅工件截断的改进技艺,能对待上料的晶体硅工件进行定位并据此自动将该晶体硅工件移送至指定位置,免除了人工作业带来的种种缺失,具有定位精准、省时省力、高效等优点。
请参阅图1至图4,为本发明晶体硅工件截断机在一实施方式中的结构示意图,其中,图1为本发明晶体硅工件截断机在第一视角下的立体示意图,图2为本发明晶体硅工件截断机在第二视角下的立体示意图,图3为本发明晶体硅工件截断机的侧视图,图4为本发明晶体硅工件截断机的内部结构示意图。本发明晶体硅工件截断机用于进行截断作业的晶体硅工件是以硅锭为例来说明的,但并不以此为限,实际上,实施截断作业的晶体硅工件也可以是例如硅棒、硅块等。结合图1至图4,本发明晶体硅工件截断机包括:机座11、工件承载装置13、线切割装置15、工件定位装置17、以及上料移送装置19。
工件承载装置13设于机座11上,用于承载待截断的晶体硅工件。以晶体硅工件为硅锭为例,该待截断的硅锭90为立方体结构,其实质是由初级硅方体经开方加工而形成的次级硅方体,其中,该硅锭的头部及尾部是原先初级硅方体的表面部分,而初级硅方体是由硅料定向凝固形成的产品,初级硅方体中表面部分成型较差且可能存在一定的缺陷(例如:硅料均匀性较差、存在杂质和气泡等),因此,一般都需要对硅锭进行截断作业以截断其不符合生产工艺要求的头部和/或尾部。那么在实施截断作业之前,势必要确定待截断的硅锭的截断位置(若截断不充分,那么截断后的硅锭中仍可能存在缺陷而不符合生产工艺要求;若截断过头,那么将浪费材料,增加成本),而确定硅锭的截断位置一般是通过专用工件检测设备来实现。该专用工件检测设备可选为红外检测设备,利用红外检测技术检测硅锭的内部状况。具体地,红外检测设备具有红外成像功能,能对硅锭内部的杂质或气泡阴影进行探测、定位,并形成相应的探测图,在实际应用中,可通过形成的探测图来判定硅锭的成品质量(例如通过在红外检测设备中设置一定的色度阈值,将得到的检测图与色度阈值进行对比来判定),以确定硅锭中存在缺陷所处的区域。
工件承载装置13包括工位平台131,工位平台131包括平台底座130以及设置在平台底座130上的多个工件载盘132,多个工件载盘132间隔排列(不同的相邻两个工件载盘之间的间距不作限定,可以是等间距的也可以不等间距的),每一个工件载盘132可承载至少一个晶体硅工件。
在第一种可选实施例中,工件承载装置13包括一个工位平台131(如图4所示),这一个工位平台131是固定设置的,即,工位平台131中的平台底座130是固定设置机座11上。这样,这个工位平台131所处区域是工件上下料区域和工件作业区域的重合。在实际应用中,以硅锭为例,先将待截断的硅锭90上料至工位平台131的各个工件载盘132上,对工件载盘132上的硅锭90实施截断作业,再将截断后的硅锭90自工位平台131的各个工件载盘132上予以下料,并重新上料待截断的硅锭90。
在第二种可选实施例中,工件承载装置13包括至少两个工位平台(如图5和图6所示,为便于描述,该至少两个工位平台可分别称为第一工位平台133和第二工位平台135),第一工位平台133和第二工位平台135可通过工位转换机构而转换位置,从而实现任一工位平台(第一工位平台133或第二工位平台135)在工件上下料区域和工件作业区域之间进行转换。在实际应用中,其中的一个工位平台是位于工件上下料区域进行硅锭的上下料作业,其中的另一个工位平台是位于工件作业区域进行硅锭的截断作业;待其中的另一个工位平台完成截断作业之后,就通过工位转换机构与其中的一个工位平台转换位置,使得其中的一个工位平台由工件上下料区域转换到工件作业区域以进行硅锭的截断作业而其中的另一个工位平台由硅锭作业区域转换到上下料区域进行下料截断后的硅锭及上料新的待截断的硅锭。相比于第一种可选实施例,第二种可选实施例中的双工位平台的设计,一方面,该工作台包括并列设置的至少两个工位平台,多工位平台可承托更多的待截断的硅锭,通过线切割装置可以同时将多个待截断的硅锭的头部和/或尾部进行切除,切割速度快,还可以保证切割面的切割质量,切割完不用剪线,另一方面,该工作台中的至少两个所述工位平台通过工位转换机构而转换工位位置,能实现工位平台的自动且准确的转换,使得线切割装置能对装载于至少两个工位平台上的待截断的硅锭实现交替切割,保证多批硅锭可以有序进行切割作业,大大提升了截断作业的效率。
在上述第二种可选实施例中,第一工位平台133与第二工位平台135是可通过工位转换机构而转换位置。在一种实现方式中,所述工位转换机构包括分别设置于至少两个所述工位平台的相对两端的两个工位转换机构20。
结合图5和图6,工位转换机构20包括:基座210,传动连接板220,以及至少两个转动轴。
基座210位于工件承载装置13的一端且固定于机座20上,基座210上设有驱动齿轮211和用于驱动驱动齿轮211的驱动动力源。在一实施例中,所述驱动动力源可例如为驱动马达或伺服电机。
传动连接板220的中间区域设有传动轴221,传动轴221的相对两端分别设有第一传动齿轮223和第二传动齿轮225,第一传动齿轮223与基座210上的驱动齿轮211啮合。
至少两个转动轴,任一个转动轴的两端分别轴接于所述传动连接板220和对应的一个工位平台中的平台底座。具体地:第一转动轴的一端轴接于传动连接板220的一端,第一转动轴的另一端轴接于第一工位平台133中的平台底座130的端部,第一转动轴上设有与传动连接板220上的第二传动齿轮225啮合的第一转动齿轮233。第二转动轴的一端轴接于传动连接板220的另一端,第二转动轴的另一端轴接于第二工位平台135中的平台底座130的端部,第二转动轴上设有与传动连接板220上的第二传动齿轮225啮合的第二转动齿轮234。优选地,第一转动轴与传动轴221的距离与第二转动轴与传动轴221的距离相同。进一步地,为使得第一工位平台133与第二工位平台135更为稳定地转换工位位置,工位转换机构20还提供了两个辅助传动轮,其中,第一辅助传动轮235位于第一转动轴与第二传动齿轮225之间且分别与第一转动轴和第二传动齿轮225相啮合,第二辅助传动轮236位于第二转动轴与第二传动齿轮225之间且分别与第二转动轴和第二传动齿轮225相啮合。
在实际应用中,工位转换机构20中的驱动动力源驱动驱动齿轮211转动,由驱动齿轮211带动传动轴221第一端的第一传动齿轮223转动,这样,传动轴221第二端的第二传动齿轮225因应第一传动齿轮223而同步转动,第一传动齿轮223分别通过第一辅助传动轮235和第二辅助传动轮236而带动第一转动轴和第二转动轴转动,由此,顺势带动第一工位平台133和第二工位平台135以传动轴221作为转动中心作顺时针或逆时针转动,改变位置,实现工位位置的转换。更具体地,在本实施例中,工件承载装置13包括两个工位平台(第一工位平台133与第二工位平台135),因此,工位转换机构20的传动轴221转动180°,传动连接板220带动第一工位平台133与第二工位平台135也转动180°,就可以完成第一工位平台133与第二工位平台135的位置的互换,实现对装载于第一工位平台133上的待截断的硅锭90以及第二工位平台135上的待截断的硅锭90进行交替切割的作用。
当然,在本第二种可选实施例中,为使得第一工位平台133和第二工位平台135转动角度的精确性,工位转换机构20还可包括角度传感器或位置传感器(未在图式中予以显示),用于检测第一工位平台133和第二工位平台135的转动角度或位置变化量。例如,角度传感器或位置传感器实时检测第一工位平台133和第二工位平台135的转动角度或位置变化量,一旦检测到第一工位平台133和第二工位平台135的转动角度或位置变化量达到预设值(以转动角度为例,预设值可设定为180°)时,即通知驱动动力源停止工作,第一工位平台133 和第二工位平台135调整到位。
另外,每一个工件载盘132可承托1~4个待截断的硅锭90(如图5或图6所示,所示的工件载盘132上承载有两个硅锭90,两个硅锭90并排放置)。
进一步地,工件载盘132上设有用于定位待截断的硅锭90的定位机构,所述定位机构可以对待切割的硅锭90进行定位,从而能在切割的过程中保证待切割的硅锭40的位置不会发生偏移,确保切割的精度。
在一种可选实施例中,所述定位机构可选为一顶压机构。如图7所示,在一种情形下,工件载盘132上承载有并排放置的两个硅锭90,顶压机构30可包括:固设于工件载盘132上且位于并排设置的两个硅锭90之间的支撑杆311、水平连接于支撑杆311的固定杆313(固定杆313横跨于两个硅锭90且固定杆313的两个端部分别对应于两个硅锭90)、以及固接于固定杆313的两端部并位于待切割的硅锭40上方的抵压件315。在另一种情形下,工件载盘132上承载有一个硅锭90或前后设置的多个硅锭90,所述顶压机构可包括:固设于工件载盘132上且位于硅锭90旁侧的支撑杆311、水平连接于支撑杆311的固定杆313(固定杆313的其中一个端部对应于硅锭90)、以及固接于固定杆313端部并位于待切割的硅锭40上方的抵压件315。在实际应用中,抵压件315可选为弹性压块,所述弹性压块的底部抵压于待截断的硅锭90的顶部。再有,根据硅锭90的尺寸及定位稳固度要求,定位机构的数量可作适时调整,例如,一般地,一个硅锭90配置有两个定位机构,分别位于硅锭的前后两位置。
更进一步地,为避免工件载盘132上所承载的多个硅锭90产生相互干涉,在相邻两个硅锭90之间可设置隔块或隔板136。
在另一种可选实施例中,所述定位机构可选为一夹紧机构,该夹紧机构可包括:承载座和铰接于承载座的工件夹紧治具。在该夹紧机构中,所述承载座可为独立的部件,设置于工件载盘132上,但并不以此为限,实际上,所述承载座也可省去,工件夹紧治具可直接铰接于工件载盘132上。在一种情形下,工件夹紧治具为一对夹紧臂,这一对夹紧臂受控(例如驱动电机等)而相对所述承载座作张合的夹紧动作,这样,当硅锭90放置于所述承载座后,这一对夹紧臂受控闭合并通过相互配合而夹紧住硅锭90。在另一种情形下,工件夹紧治具为一对L型撑角结构,所述L型撑角结构包括撑角承压底座和与所述撑角承压底座成夹角连接的夹持臂,所述撑角承压底座的底部铰接于所述承载座。利用所述L型撑角结构,按照杠杆原理,依靠硅锭90自重压住两侧的L型撑角结构中的撑角承压底座,撑角承压底座在受压的情况下相对于所述承载座翻转,使得与撑角承压底座相连的夹持臂朝向中间挤压(这一对夹紧臂受压后自行闭合)并通过相互配合而夹紧住硅锭90。
线切割装置15设于机座11上,用于对工件承载装置13所承载的硅锭90进行截断作业。在本实施方式中,线切割装置15是通过一机架150而架设于机座11上且可通过一升降机构40而升降地设于工件承载装置13的上方。进一步地,线切割装置15包括通过升降机构40升降连接于机架150的线切割安装支架151以及安装于线切割安装支架151上、用于切割待截断的硅锭90的多个线切割单元153。进一步地,线切割安装支架151为由横杆和竖杆搭建的框架结构,线切割装置15中的多个线切割单元153之间通过横杆而相互连接。升降机构40包括滑轨411和滑块413,具体地,机架150上的相对两侧分别竖向设置有滑轨411,线切割安装支架151的背面(即,线切割安装支架151中的横杆上)上设有滑块413,滑块413上开设有供滑块413滑设于滑轨411的滑槽。利用升降机构40,可以驱动滑块413在滑轨411上做升降运动,进而带动多个线切割单元153一同做升降运动,以完成对工件载盘132上待截断的硅锭90的截断作业。结合图5和图6所示,线切割单元153包括连接于线切割安装支架151的切割辊架152以及对称设置于切割辊架152底部的至少两个切割辊154,两个切割辊154之间设有切割线156。具体地,切割辊架152包括传动连接于升降机构40的水平框架以及对称设置于水平框架底部的两个竖直框架,两个切割辊154分别设于两个竖直框架上。更优选地,两个竖直框架分别设于水平框架的底部两侧,如此,两个竖直框架与水平框架拼接形成倒凹字型切割辊架。优选地,切割辊架152上还可设置相应的导向轮和张力轮等,用于实现切割线156的导向及张力调整。利用线切割装置15中线切割单元153,即可对对应的工件载盘132上的硅锭90实施实施截断作业。
一般地,在硅锭截断作业中,硅锭90的头部及尾部均需要被截断。因此,在一种可选实施例中:一方面,针对线切割装置15,线切割装置15中的线切割单元153的数量与工件载盘132的数量一致,该线切割单元153位于工件载盘132的上方且对应工件载盘132的头部或尾部。另一方面,针对工件承载装置15,为了能使得工件载盘132上的硅锭90中未被截断的尾部/头部也能被截除,在工件承载装置13中,工件载盘132设有工件载盘旋转机构,工件载盘132在所述工件载盘旋转机构的驱动下可以在水平面内转动(例如转动180°),使得工件载盘132及其所承载的硅锭90的头尾部调换。由此可见,在该一种可选实施例中,在截断硅锭的应用中,是先利用线切割单元153截断工件载盘132上待截断的硅锭90的头部(或尾部),再利用工件载盘旋转机构旋转工件载盘132使得工件载盘132及其所承载的硅锭90的头尾部调换,后利用线切割单元153截断工件载盘132上待截断的硅锭90的尾部(或头部)。请参阅图7,其为图7中工件载盘以及旋转机构的放大示意图。如图7所示,旋转机构50包括旋转轴510、承托于工件载盘132底部的支撑盘520、设于旋转轴510与支撑盘520之间的轴承组件530、以及用于对支撑盘520进行限位的限位片540。在实际应用中,旋转轴510旋转带动支撑盘520转动,由支撑盘520驱动工件载盘132在水平面内转动180°,使得工件载盘132上的待切割的硅锭90的头尾位置调换,并可再通过拨动限位片540来对支撑盘520进行限位,使得支撑盘520无法再转动。
而在另一种可选实施例中:线切割装置15中的线切割单元153的数量是工件载盘132的数量的两倍,即,针对每一个工件载盘132均对应配置了两个线切割单元153,两个线切割单元153位于工件载盘132的上方且分别对应硅锭90的头部的位置和尾部的位置。如此,在该另一种可选实施例中,在截断硅锭的应用中,仅需同时下降两个线切割单元153并进行一次截断作业即可完成对一个硅锭90的头部和尾部的同时截断。由上可知,与前一个可选实施例相比,后一个可选实施例结构及操作相对简单(结构上仅需重复增加线切割单元而无需对工件承载装置进行结构改动,操作上仅需执行下降线切割单元并执行截断而无需再对工件承载装置作转动),且能明显提升切割效率的效果(前一个可选实施例,需要执行第一次截断+工件承载装置转动硅锭头尾互换位置+第二次截断;后一个可选实施例,仅需执行同时下降两个线切割单元153并进行一次截断作业)。
通过线切割装置15中的线切割单元153对硅锭90进行截断作业以截除硅锭90的头部和/或尾部,由此会引入一个新的问题,为完全截断硅锭90,线切割单元153中的切割线势必得完全贯穿硅锭90。在本实施例中,工件载盘132上对应待切割的硅锭90头部和/或尾部的一侧或两侧开设有与切割线156相对应的定位槽134,这定位槽134具有一定的深度且槽口的宽度要大于切割线156的线径,如此,切割线156在完全截掉硅锭90的头部和/或尾部之后可落入定位槽134内,在实现硅锭90头部和/或尾部的截断的同时,可起到保护切割线156的作用,避免切割线156与工件载盘132产生摩擦而损伤。另外,当工件载盘132的头部和尾部均设有定位槽134时,两个定位槽134之间就存在一定位槽间距D,不同的工件载盘132所具有定位槽间距D可以相同也可以不相同,从而通过截断作业获得相同规格或不同规格的硅锭90。当然,工件载盘132仍可作其他形式的变化,例如,在一种可选实施例中,在工件载盘132上可设置垫块,待切割的硅锭90是通过垫块垫设于工件载盘132上,这样,硅锭90与工件载盘132之间就有一定的间隙。在截断作业时,下降线切割单元153并由切割线156接触硅锭90并继续切割直至完全贯穿硅锭90完成截断,切割线156停留在硅锭90与工件载盘132之间的间隙内,同样可起到保护切割线156的作用,避免切割线156与工件载盘132产生摩擦而损伤。
工件定位装置17,用于对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息。当晶体硅工件为硅锭时,则工件定位装置17是用于对待上料的硅锭90进行定位以获取硅锭位置信息。进一步地,如图8所示,工件定位装置17可选为一视觉定位装置,其至少包括:图像摄取单元和图像处理单元(未在图式中显示)。
图像摄取单元用于摄取待上料的晶体硅工件以形成工件图像信息。在本实施例中,待上料的硅锭90具有至少一预设标识位,因此,图像摄取单元用于摄取待上料的晶体硅工件以形成工件图像信息,包括:拍摄待上料的硅锭90以形成一硅锭图像,从所述硅锭图像的图像特征中获取硅锭的边界和预设标识位。在这里,预设标识位可选为硅锭的截断标识线,用于表示硅锭需被截断的位置。易知,如前所述,该硅锭90的头部及尾部是原先初级硅方体的表面部分,而初级硅方体是由硅料定向凝固形成的产品,初级硅方体中表面部分成型较差且可能存在一定的缺陷(例如:硅料均匀性较差、存在杂质和气泡等),因此,通过专用工件检测设备对待截断的硅锭90进行检测以确定合适的截断位置。以专用工件检测设备为红外检测设备为例,红外检测设备具有红外成像功能,能对硅锭内部的杂质或气泡阴影进行探测、定位,并形成相应的探测图,如此,可通过形成的探测图来确定硅锭中存在缺陷所处的区域(例如通过在红外检测设备中设置一定的色度阈值,将得到的检测图与色度阈值进行对比来判定),根据确定的缺陷区域,在硅锭90中缺陷区域与质量合格区域的分界处设定截断标识线,即,截断标识线即作为硅锭90中质量合格区域与缺陷区域的分界线。后续,就可依着截断标识线对硅锭90进行截断,从而将硅锭90中的缺陷部分截除掉而留下质量合格部分。截断标识线在硅锭90中缺陷区域与质量合格区域的分界处设定,可实现在截断掉硅锭90的缺陷部分的条件下尽可能多地保留硅锭90的质量合格部分(若截断标识线在相对于缺陷区域与质量合格区域的分界处偏向于缺陷区域设定,则无法截除所有的缺陷部分;若截断标识线在相对于缺陷区域与质量合格区域的分界处偏向于质量合格区域设定,则会截除掉部分的质量合格部分,造成材料的浪费。因为硅锭90的制作成本较高,更多的部分被留下来,就可在后续制作出更多的硅片)。在实际应用中,所述截断标识线可通过记号设备或人工划线等可显现的方式标记于硅锭90上(便于图像摄取单元摄取图像特征)。还需说明的是,截断标识线也并非仅限于必须按照专用工件检测设备的检测结果来标记。例如,在其他变化例中,当待截断的硅锭90的成晶质量较好和/或硅锭的长度足够长,那么,在对硅锭90标记截断标识线时,硅锭90的第一端的截断标识线可根据专用工件检测设备的检测结果来标记,硅锭90的第二端的截断标识线则无需再利用专用工件检测设备进行检测来确定而是直接根据工件载盘132中两个定位槽134之间的定位槽间距D来比照第一端的截断标识线来标记,即,将第一端的截断标识线所处位置移动工件载盘132中两个定位槽134之间的定位槽间距D之后的位置即为第二端的截断标识线的所处位置。如此,在将待截断硅锭90上料并置放于相应的工件载盘132上之后,通过单次截断作业(工件载盘配置双线切割单元)或者双次截断作业+单次工件载盘旋转(工件载盘配置单线切割单元),即可实现硅锭90的头部截断和尾部截断,相比于硅锭90的头部的截断标识线和尾部的截断标识线之间的截断标识线间距与工件载盘132中两个定位槽134之间的定位槽间距D不一致时导致在执行完一端截断作业之后还须借助上料移送装置19或其他类似的工件移送装置执行硅锭90移位以使得另一端的截断标识线对应于定位槽以进行另一端截断作业,节省了工序且操作简单,提高了切割作业的效率。
图像处理单元与图像摄取单元连接,用于接收图像摄取单元所摄取的工件图像信息,并对所述工件图像信息进行图像分析以形成工件位置信息。在本实施例中,所述工件图像信息即为硅锭90的边界和预设标识位,因此,通过对所述工件图像信息进行图像分析以形成工件位置信息就包括硅锭90的边界的位置信息和预设标识位的位置信息。
在一可选实施例中,作为工件定位装置17的视觉定位装置可选为CCD(Charge-Coupled Device,电荷耦合元件)检测装置,CCD检测装置可包括CCD摄像机(包括CCD传感器和光学成像系统)、数据采集和处理系统,CCD传感器是一种以电荷为信号载体的微型图像传感器,具有光电转换和信号电荷存储、转移及读取的功能。CCD传感器是由大量独立光敏元件组成,每个光敏元件也叫一个像素,具有一个MOS电容器(大多为光敏二极管)。这些光敏元件按照一定规律排列而成(例如按矩阵排列),光线透过镜头照射到光敏元件上并被转换成电荷,每个光敏元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度,图像光信号转换为电信号。当CCD传感器工作时,CCD传感器将各个光敏元件的信息经过模/数转换器处理后变成数字信号,数字信号以一定格式压缩后存入缓存内,然后图像数据根据不同的需要以数字信号和视频信号的方式输出。CCD检测装置具有如下有点:1)体积小,重量轻,工作电压低,抗冲击与振动,寿命长;2)灵敏度高,噪声低,动态范围大;3)响应速度快,刷新时无残留痕迹,摄像启动快。
在实际应用中,在利用工件定位装置17对待上料的硅锭90进行定位时,待截断的硅锭90是稳定置放于一上料承载台12上的。该上料承载台12可设于机座11的前端的旁侧并具有供承载硅锭90的工件承载区。为使得工件定位装置17能相对简便且准确获得硅锭90的边界的位置信息和预设标识位的位置信息,可选地,工件定位装置17还可包括工件限位单元171。该工件限位单元171设于上料承载台12上,用于将硅锭90限位于工件承载区内。在本实施例中,工件限位单元171可选为挡块或直角限位块,以直角限位块为例,所述直角限位块包括呈直角的两个限位面,更进一步地,该直角限位块171中的角端更可作为基准标识位,在定位时,将硅锭90的一角部抵靠于直角限位块171(即,将硅锭90的一角部的两个面贴靠于直角限位块171中呈直角的两个限位面,可参见图9),这样,就可利用工件定位装置17中的图像摄取单元和图像处理单元获取硅锭90的边界的位置信息和预设标识位的位置信息。以硅锭90的头部和尾部均需进行截断作业为例,由于硅锭90一端的边界是与基准标识位重合的,因此,最后得到的硅锭的边界的位置信息和预设标志位的位置信息即可简化为:硅锭90中第一端的边界基准值、硅锭90中邻近第一端的第一截断标识线相对于该边界基准值的距离差值、硅锭90中邻近第二端的第二截断标识线相对于该边界基准值的距离差值、以及硅锭90中第二端的边界相对于该边界基准值的距离差值。通过上述的工件定位装置17,即可对待上料的硅锭90进行定位而获得硅锭位置信息。如此,一般地,各个工件载盘132上所设置的定位槽134的位置信息是已知的(例如,定位槽134的位置信息可以是一个绝对值,或者,定位槽134的位置信息也可以是一个相对于预设标识位的相对值),再后续,通过上述工件定位装置17所获取到的硅锭90中的边界及各个截断标识线的位置信息及各个工件载盘132上所设置的定位槽134的位置信息,即可计算得出待上料的硅锭90所需移动的位移量。
另外,实际上,工件定位装置17还可增设其他辅助设施,例如,工件定位装置可增设照明部件,用于提供摄取光源。照明是影响CCD检测装置图像输入的重要因素,它直接影响图像输入的质量和应用效果。摄取光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。按照照射方法可分为:背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。背向照明是被测物放在光源和CCD传感器之间(在该实例中,所述照明部件可设置于上料承载台12上且临近硅锭90的底部),它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和CCD传感器位于被测物的同侧(在该实例中,所述照明部件可设置于工件定位装置17上且临近CCD传感器),这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上,根据它们产生的畸变,解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到被测物上,CCD传感器摄取动作要与光源的频闪动作同步。通过增设照明部件,可提高摄取硅锭的图像效果及后续对硅锭图像信息进行图像分析的效果。
上料移送装置19,用于根据工件定位装置17所获取的工件位置信息而将待上料的晶体硅工件移送至工件承载装置13上的指定位置。当晶体硅工件为硅锭时,则上料移送装置19是用于根据工件定位装置17对待上料的硅锭90进行定位所获取的硅锭位置信息而将待上料的硅锭转移至工件承载装置13中的工件载盘132上。
上料移送装置19可具体包括:工件取放单元190和移动机构。
工件取放单元190,用于取放待上料的晶体硅工件。当晶体硅工件为硅锭时,工件取放单元190就是用于取放待上料的硅锭90。进一步地,工件取放单元190可包括:机壳192、活动连接于机壳192的机械伸缩臂194(机械伸缩臂194可沿Z轴上下伸缩)、设于置机械伸缩臂194端部的抓取件196。利用抓取件196可抓取待上料的硅锭90。在一可选实施例中,抓取件196为吸附部件,抓取件196的端部具有真空吸附腔或吸盘,据此吸附住待上料的硅锭90(例如,抓取件196中的真空吸附腔正对硅锭90的其中一个侧立面并吸附住硅锭90以硅锭平直放置的方式进行转移上料)。而在另一可选实施例中,抓取件196为夹持件,包括一对可张合的夹持臂,这一对夹持臂受控而作张合动作,用于夹持住硅锭。另外,在该另一可选实施例中,所述夹持件的形态可根据所需抓取的工件的类型及尺寸规格而有不同变化。例如:所述工件为类矩形的硅锭,所述夹持件为呈ㄇ的夹具。优选地,在一对夹持臂相对的内臂面(即,会与硅锭90接触的夹持面)上可增设缓冲垫(例如通过黏贴等方式),以避免跟硅锭90直接接触而产生损伤。
移动机构,用于驱动工件取放单元190移动。为使得工件取放单元190能灵活移动,进一步地,所述移动机构可包括:第一方向移动单元191、第二方向移动单元193、以及移动控制单元。移动控制单元与第一方向移动单元191和第二方向移动单元193连接,用于根据工件定位装置17所获取的工件位置信息而控制第一方向移动单元191和第二方向移动单元193带动工件取放单元190移动,以利用工件取放单元190将硅锭90移送至工件承载装置13中的工件载盘132上。在一实施例中,移动控制单元可例如为一带有数据处理芯片的控制终端。
第一方向移动单元191,用于带动工件取放单元190沿第一方向(例如X轴)移动。具体地,第一方向移动单元191可包括:第一方向齿轨191a,沿第一方向布设;第一转动齿轮191b,设置于工件取放单元190上且与第一方向齿轨191a相啮合;第一驱动电机191c,用于驱动第一转动齿轮191b转动以使得工件取放单元190沿着所述第一方向齿轨进退。在实际应用中,第一驱动电机191c可例如为伺服电机。
第二方向移动单元193,用于带动工件取放单元190沿第二方向(例如Y轴)移动。具体地,第二方向移动单元193可包括:第二方向齿轨193a,沿第二方向布设;第二转动齿轮193b,设置于工件取放单元190上且与第二方向齿轨193a相啮合;第二驱动电机193c,用于驱动第二转动齿轮193b转动以使得工件取放单元190沿着所述第二方向齿轨进退。在实际应用中,第二驱动电机193c可例如为伺服电机。
在实际应用中,利用上料移送装置19将待上料的硅锭转移至工件承载装置13中的工件载盘132上具体包括:根据工件定位装置17所获取的硅锭位置信息,驱动第一方向移动单元191和第二方向移动单元193带动工件取放单元190移动至上料承载台12中工件承载区的正上方(若工件取放单元190已位于工件承载区的正上方,则可省去驱动第一方向移动单元191和第二方向移动单元193的步骤);驱动工件取放单元190靠近硅锭90并抓取(通过吸附或夹持等方式)硅锭90;根据硅锭位置信息及所需放置硅锭90的工件载盘132的位置信息,驱动第一方向移动单元191和第二方向移动单元193带动工件取放单元190移动至对应的工件载盘132;驱动工件取放单元190将硅锭90释放至工件载盘132上,使得硅锭90的截断标识线对应于工件载盘132的定位槽310。由于工件载盘132的定位槽134是对应于线切割装置15的切割线156,因此,硅锭90的截断标识线也就对应于切割线156。如此,就完成了硅锭90的自动化上料。
在后续,利用线切割装置15对工件载盘132上所承载的硅锭90进行截断作业时,切割线156就可对准硅锭90上的截断标识线进行切割直至将截除掉存在缺陷的部分。具体地,截断作业包括:通过升降机构(同步)下降线切割装置中的多个线切割单元,由线切割单元中的切割线在下降过程中接触到硅锭且沿着硅锭的截断标识线进行切割直至完全贯穿硅锭90完成截断,截除掉硅锭中存在缺陷区域的的头部或尾部,此时,切割线就停留在定位槽内;之后,再通过升降机构将多个线切割单元(同步)上升以复位。
还需说明的是,本发明晶体硅截断机还可作其他的变更,例如,该晶体硅截断机还可设置下料承载台14,用于承载已完成截断作业的硅锭90并得以实施下料作业。具体地,该下料承载台14可设于机座11的后端的旁侧(例如,与上料承载台12相对设置)并具有供承载硅锭90的工件承载区。在实际应用中,当利用线切割装置15而对各个硅锭90进行截断使得各个硅锭90完成截断作业之后,就需要将这些硅锭90从工件载盘132上卸下,而在下料作业中,是先将待下料的硅锭90从工件载盘132转移至下料承载台14,后续,再将待下料的硅锭90从下料承载台14卸下。在前述下料作业中,将待下料的硅锭90从工件载盘132转移至下料承载台14可兼由上料移送装置19或其他类似的工件移送装置执行,而将待下料的硅锭90从下料承载台14卸下则可由外部的工件移送装置或者人工搬运(必要的时候)来执行。
本发明公开的晶体硅工件截断机,包括:机座;工件承载装置,设于所述机座上;线切割装置,设于所述机座上;工件定位装置;以及上料移送装置。利用所述工件定位装置来对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息,所述上料移送装置则根据所述工件定位装置所获取的工件位置信息而将待上料的晶体硅工件移送至所述工件承载装置上的指定位置,如此,即可利用线切割装置对所述工件承载装置所承载的晶体硅工件进行截断作业。
本发明另公开了一种利用前述晶体硅工件截断机进行晶体硅工件的截断方法,请参阅图10,为本发明晶体硅工件截断方法的流程示意图。如图10所示,本发明晶体硅工件截断方法包括:
步骤S11,对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息。步骤S11的目的就是在于:在对晶体硅工件上料并进行截断之前,须先对晶体硅工件进行定位以获取其与切割位置相关的工件位置信息。以硅锭为例,该硅锭的头部及尾部是原先初级硅方体的表面部分,而初级硅方体是由硅料定向凝固形成的产品,初级硅方体中表面部分成型较差且可能存在一定的缺陷(例如:硅料均匀性较差、存在杂质和气泡等),因此,一般都需要对硅锭进行截断作业以截断其不符合生产工艺要求的头部和/或尾部。那么在实施截断作业之前,势必要确定待截断的硅锭的截断位置(若截断不充分,那么截断后的硅锭中仍可能存在缺陷而不符合生产工艺要求;若截断过头,那么将浪费材料,增加成本),而确定硅锭的截断位置一般是通过专用工件检测设备检测硅锭中存在缺陷所处的区域来实现的。当利用专用工件检测设备通过对硅锭的检测而确定得到缺陷区域之后,就可在硅锭上设置相应的预设标识位,即,在硅锭中缺陷区域与质量合格区域的分界处设定截断标识线,如此,截断标识线即作为硅锭中质量合格区域与缺陷区域的分界线。后续,就可依着截断标识线对硅锭进行截断,从而将硅锭中的缺陷部分(头部和/或尾部)截除掉而留下质量合格部分。在实际应用中,所述截断标识线可通过记号设备或人工划线等可显现的方式标记于硅锭上。
步骤S11中对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息是通过工件定位装置来实现的。工件定位装置可为视觉定位装置,用于摄取承载于上料承载台的工件承载区中的晶体硅工件而形成工件图像信息,并通过对所述工件图像信息进行图像分析而形成工件位置信息。以前述的硅锭为例,所述硅锭至少具有设于头部和/或尾部的预设标识位(即,截断标识线),摄取承载于上料承载台的工件承载区中的晶体硅工件而形成工件图像信息就包括硅锭的边界和预设标识位,而根据该工件图像信息中的硅锭的边界和预设标识位就能得到工件位置信息,该工件位置信息就包括硅锭的边界的位置信息和预设标识位的位置信息。更具体地,硅锭的边界的位置信息和预设标识位的位置信息是以相对的位置关系来确定的(该相对的位置关系主要是指在硅锭的长度方向上),例如在一种可选实施例中,将硅锭的其中一端的位置信息设定为边界基准值,那么硅锭中的截断标识线及另一端的位置信息就可转换为相对设定的边界基准值的相对位置信息。假设硅锭有第一端和第二端、以及邻近所述第一端的第一截断标识线和邻近所述第二端的第二截断标识线,且,将硅锭的第一端的位置信息设定为边界基准值,那么,最后得到的硅锭的边界的位置信息和预设标志位的位置信息即可简化为:硅锭中第一端的边界基准值、硅锭中邻近第一端的截断标识线相对于该边界基准值的距离差值、硅锭中邻近第二端的截断标识线相对于该边界基准值的距离差值、以及硅锭中第二端的边界相对于该边界基准值的距离差值。
步骤S13,根据所获取的工件位置信息,将晶体硅工件移送至工件承载装置的指定位置。以硅锭为例,在步骤S13中,根据所获取的工件位置信息而将晶体硅工件移送至工件承载装置的指定位置,包括:根据所获取的硅锭位置信息及所需放置硅锭的工件载盘的位置信息,将硅锭移送至工件承载装置的工件载盘上的指定位置,使得硅锭中的截断标识线对应于线切割装置中的切割线。若工件载盘上开设有与切割线相对应的定位槽,则将硅锭移送至工件承载装置的工件载盘上,且使得硅锭中的截断标识线对应于工件载盘上的定位槽。
在实际应用中,将晶体硅工件移送至工件承载装置的指定位置是通过上料移送装置来完成的。所述上料移送装置包括工件取放单元和移动机构,所述移动机构又进一步包括第一方向移动单元、第二方向移动单元、以及移动控制单元。由此,利用上料移送装置将待上料的硅锭转移至工件承载装置中的工件载盘上具体包括:根据工件定位装置所获取的硅锭位置信息,驱动第一方向移动单元和第二方向移动单元带动工件取放单元移动至上料承载台中工件承载区的正上方(若工件取放单元已位于工件承载区的正上方,则可省去驱动第一方向移动单元和第二方向移动单元的步骤);驱动工件取放单元靠近硅锭并抓取(通过吸附或夹持等方式)硅锭;根据硅锭位置信息及所需放置硅锭的工件载盘的位置信息,驱动第一方向移动单元和第二方向移动单元带动工件取放单元移动至对应的工件载盘;驱动工件取放单元将硅锭释放至工件载盘上,使得硅锭的截断标识线对应于工件载盘的定位槽。由于工件载盘的定位槽是对应于线切割装置的切割线,因此,硅锭的截断标识线也就对应于切割线。如此,就完成了硅锭的自动化上料。
步骤S15,对承载的晶体硅工件进行截断作业。以硅锭为例,在步骤S15中,对承载的所述晶体硅工件进行截断作业包括:对承载的硅锭进行截断作业。
在实际应用中,对承载的所述硅锭进行截断作业具体包括:通过升降机构(同步)下降线切割装置中的多个线切割单元,由线切割单元中的切割线在下降过程中接触到硅锭且沿着硅锭的截断标识线进行切割直至完全贯穿硅锭完成截断,截除掉硅锭中存在缺陷区域的的头部或尾部,此时,切割线就停留在定位槽内;之后,再通过升降机构将多个线切割单元(同步)上升以复位。
后续,将步骤S15中已完成截断作业的硅锭自工件承载装置上移除。将已完成截断作业的硅锭自工件承载装置上移除可兼由上料移送装置或其他类似的工件移送装置执行。
由上可知,本发明晶体硅工件截断方法,先对晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息,再根据工件位置信息将晶体硅工件移送至工件承载装置的指定位置,俾令线切割装置对该指定位置处的晶体硅工件进行切割以实现截断作业,相比于现有技术由人工操作实现晶体硅工件的搬运及切割位置定位,整个过程操作简单高效,定位精准,一步到位,实现自动化操作。
以下针对本发明所公开的晶体硅工件截断机及晶体硅工件截断方法在不同实施例及不同应用场景下的实施例进行说明。
第一实施例:
在该第一实施例中,所述晶体硅工件截断机包括:机座、工件承载装置、线切割装置、工件定位装置、及上料移送装置,其中,所述工件承载装置包括一个工位平台,这一个工位平台是固定设置的(工位平台的平台底座至少是固定设置的,即,工位平台中的平台底座是固定设置机座上)。这样,这个工位平台所处区域是工件上下料区域和工件作业区域的重合。所述工位平台上设有多个工件载盘,所述线切割装置包括线切割安装支架和安装于所述线切割安装支架上的多个线切割单元,所述线切割单元具有切割线。在该第一实施例中,每一个所述工件载盘对应有两个线切割单元(即,所述工件载盘的前后两端分别对应有线切割单元的切割线),每一个所述工件载盘中对应切割线的位置处设有对应的定位槽(以下可称为第一定位槽和第二定位槽)。
现仍以硅锭为例,在第一种情形下,假设硅锭在一端(头部/尾部)设定有截断标识线,那么在该第一种情形下,利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至工位平台的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭上设定的截断标识线对应于工件载盘的第一定位槽或第二定位槽;利用线切割装置,至少下降对应硅锭的截断标识线的线切割单元,由该线切割单元中的切割线沿着截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部或尾部之后可落入第一定位槽或第二定位槽内;再将截断后的硅锭自工位平台的各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
在第二种情形下,假设硅锭在前后两端(头部和尾部)均设定有截断标识线,若硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距不等于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距(例如:硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距大于或者小于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距),则利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至工位平台的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭的某一端(例如:第一端)设定的截断标识线(以下称为第一截断标识线)对应于工件载盘的第一定位槽;利用线切割装置,至少下降对应硅锭的第一截断标识线的第一线切割单元,由该第一线切割单元中的切割线沿着第一截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部(或尾部)之后可落入第一定位槽内;再利用上料移送装置依序将各个硅锭进行调整(例如:利用上料移送装置重新移送至上料承载台,再利用工件定位装置对上料承载台上的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,之后,继续利用上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭的另一端(例如:第二端)设定的截断标识线(以下称为第二截断标识线)对应于工件载盘的第二定位槽(当然,也可将硅锭的第二截断标识线仍对应于工件载盘的第一定位槽);利用线切割装置,至少下降对应硅锭的第二截断标识线的第二线切割单元,由该第二线切割单元中的切割线沿着第二截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的尾部(或头部)之后可落入第二定位槽内;再将截断后的硅锭自工位平台的各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
在第三种情形下,假设硅锭在前后两端(头部和尾部)均设定有截断标识线,若硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距是等于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距,则利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至工位平台的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭前后两端的两个截断标识线分别对应于工件载盘上前后两个定位槽;利用线切割装置,先后或者同时下降对应硅锭的两个截断标识线的两个线切割单元,由这两个线切割单元中的切割线分别沿着对应的截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成首部和尾部截断,两个切割线在分别完全截掉硅锭的头部和尾部之后落入对应的两个定位槽内;再将截断后的硅锭自工位平台的各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
第二实施例:
在该第二实施例中,所述晶体硅工件截断机包括:机座、工件承载装置、线切割装置、工件定位装置、及上料移送装置,其中,所述工件承载装置包括一个工位平台,这一个工位平台是固定设置的(工位平台的平台底座至少是固定设置的,即,工位平台中的平台底座是固定设置机座上)。这样,这个工位平台所处区域是工件上下料区域和工件作业区域的重合。所述工位平台上设有多个工件载盘,所述线切割装置包括线切割安装支架和安装于所述线切割安装支架上的多个线切割单元,所述线切割单元具有切割线。在该第二实施例中,每一个所述工件载盘对应有一个线切割单元(即,所述工件载盘的前端(或后端)对应有一个线切割单元的切割线),每一个所述工件载盘的前后两端均设有用于与切割线对应的定位槽(以下可称为第一定位槽和第二定位槽)。特别地,每一个所述工件载盘设有工件载盘旋转机构,所述工件载盘在所述工件载盘旋转机构的驱动下可以在水平面内转动(例如转动180°),使得所述工件载盘及其所承载的晶体硅工件的头尾部调换。
现仍以硅锭为例,在第一种情形下,假设硅锭在一端(头部或尾部)设定有截断标识线,那么在该第一种情形下,利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至工位平台的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭上设定的那一个截断标识线对应于工件载盘的第一定位槽(或第二定位槽);利用线切割装置,下降对应工件载盘的第一定位槽(或第二定位槽)及硅锭的截断标识线的线切割单元,由该线切割单元中的切割线沿着截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部或尾部之后可落入第一定位槽或第二定位槽内;再将截断后的硅锭自工位平台的各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
在第二种情形下,假设硅锭在前后两端(头部和尾部)均设定有截断标识线,若硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距不等于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距(例如:硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距大于或者小于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距),则利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至工位平台的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭的某一端(例如:第一端)设定的截断标识线(以下称为第一截断标识线)对应于工件载盘的第一定位槽;利用线切割装置,下降对应硅锭的线切割单元(假设此时线切割单元中的切割线是对应于第一定位槽),由该线切割单元中的切割线沿着第一截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部(或尾部)之后可落入第一定位槽内;再利用上料移送装置依序将各个硅锭进行调整(例如:利用上料移送装置重新移送至上料承载台,再利用工件定位装置对上料承载台上的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,之后,继续利用上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭的另一端(例如:第二端)设定的截断标识线(以下称为第二截断标识线)对应于工件载盘的第二定位槽(当然,也可将硅锭的第二截断标识线仍对应于工件载盘的第一定位槽,这样的话,后续就无需驱动工件载盘旋转机构,直接下降对应硅锭的线切割单元,由该线切割单元中对应于第一定位槽的切割线沿着第二截断标识线对硅锭实施截断作业);驱动工件载盘旋转机构在水平面内转动180°,使得工件载盘及其所承载的晶体硅工件的头尾部调换,此时,线切割单元中的切割线是对应于第二定位槽;利用线切割装置,下降对应硅锭的线切割单元(此时,线切割单元中的切割线是对应于第二定位槽),由该线切割单元中的切割线沿着第二截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的尾部(或头部)之后可落入第二定位槽内;再将截断后的硅锭自工位平台的各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
在第三种情形下,假设硅锭在前后两端(头部和尾部)均设定有截断标识线,若硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距是等于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距,则利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至工位平台的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭前后两端的两个截断标识线分别对应于工件载盘上前后两个定位槽,此时,对应硅锭的线切割单元中的切割线是对应于某一个定位槽的;利用线切割装置,下降对应硅锭的线切割单元(假设此时线切割单元中的切割线是对应于第一定位槽),由该线切割单元中的切割线沿着第一截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部(或尾部)之后可落入第一定位槽内;驱动工件载盘旋转机构在水平面内转动180°,使得工件载盘及其所承载的晶体硅工件的头尾部调换,此时,线切割单元中的切割线是对应于第二定位槽;利用线切割装置,下降对应硅锭的线切割单元(此时,线切割单元中的切割线是对应于第二定位槽),由该线切割单元中的切割线沿着第二截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的尾部(或头部)之后可落入第二定位槽内;再将截断后的硅锭自工位平台的各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
第三实施例:
在该第三实施例中,所述晶体硅工件截断机包括:机座、工件承载装置、线切割装置、工件定位装置、及上料移送装置,其中,所述工件承载装置包括至少两个工位平台,以两个工位平台为例,第一工位平台和第二工位平台可通过工位转换机构而转换位置,从而实现任一工位平台在工件上下料区域和工件作业区域之间进行转换(例如:当第一工位平台位于工件上下料区域时则第二工位平台位于工件作业区域,或者,当第一工位平台位于工件作业区域时则第二工位平台位于工件上下料区域)。每一个工位平台(第一工位平台或第二工位平台)上设有多个工件载盘,所述线切割装置包括线切割安装支架和安装于所述线切割安装支架上的多个线切割单元,所述线切割单元具有切割线。在该第三实施例中,位于工件作业区域上的那一个工位平台中的每一个所述工件载盘对应有两个线切割单元,即,所述工件载盘的前后两端分别对应有线切割单元的切割线,每一个所述工件载盘中对应切割线的位置处设有对应的定位槽(以下可称为第一定位槽和第二定位槽)。
现仍以硅锭为例,在第一种情形下,假设硅锭在一端(头部或尾部)设定有截断标识线,那么在该第一种情形下,利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至第二工位平台(假设此时第二工位平台位于工件上下料区域而第一工位平台位于工件作业区域)的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的第二工位平台的工件载盘上),使得硅锭上设定的截断标识线对应于第二工位平台的工件载盘的第一定位槽或第二定位槽;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域及第一工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域(以供后续对位于工件上下料区域的第一工位平台执行下料及上料的作业);利用线切割装置,至少下降对应硅锭的截断标识线的线切割单元,由该线切割单元中的切割线沿着截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部或尾部之后可落入第一定位槽或第二定位槽内;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域及第一工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域;将位于工件上下料区域的第二工位平台上已完成截断作业的硅锭从各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
在第二种情形下,假设硅锭在前后两端(头部和尾部)均设定有截断标识线,若硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距不等于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距(例如:硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距大于或者小于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距),则利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至第二工位平台(假设此时第二工位平台位于工件上下料区域而第一工位平台位于工件作业区域)的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的第二工位平台的工件载盘上),使得硅锭的某一端(例如:第一端)设定的截断标识线(以下称为第一截断标识线)对应于工件载盘的第一定位槽;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域及第一工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域;利用线切割装置,至少下降对应硅锭的第一截断标识线的第一线切割单元,由该第一线切割单元中的切割线沿着第一截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部(或尾部)之后可落入第一定位槽内;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域及第一工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域;再利用上料移送装置依序将各个硅锭进行调整(例如:利用上料移送装置重新移送至上料承载台,再利用工件定位装置对上料承载台上的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,之后,继续利用上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭的另一端(例如:第二端)设定的截断标识线(以下称为第二截断标识线)对应于工件载盘的第二定位槽(当然,也可将硅锭的第二截断标识线仍对应于工件载盘的第一定位槽);通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域及第一工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域;利用线切割装置,至少下降对应硅锭的第二截断标识线的第二线切割单元,由该第二线切割单元中的切割线沿着第二截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的尾部(或头部)之后可落入第二定位槽内;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域及第一工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域;将位于工件上下料区域的第二工位平台上已完成截断作业的硅锭从各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
在第三种情形下,假设硅锭在前后两端(头部和尾部)均设定有截断标识线,若硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距是等于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距,则利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至第二工位平台(假设此时第二工位平台位于工件上下料区域而第一工位平台位于工件作业区域)的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的第二工位平台的工件载盘上),使得硅锭前后两端的两个截断标识线分别对应于工件载盘上前后两个定位槽;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域及第一工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域(以供后续对位于工件上下料区域的第一工位平台执行下料及上料的作业);利用线切割装置,先后或者同时下降对应硅锭的两个截断标识线的两个线切割单元,由这两个线切割单元中的切割线分别沿着对应的截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成首部和尾部截断,两个切割线在分别完全截掉硅锭的头部和尾部之后落入对应的两个定位槽内;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域及第一工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域;将位于工件上下料区域的第二工位平台上已完成截断作业的硅锭从各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
第四实施例:
在该第四实施例中,所述晶体硅工件截断机包括:机座、工件承载装置、线切割装置、工件定位装置、及上料移送装置,其中,所述工件承载装置包括至少两个工位平台,以两个工位平台为例,第一工位平台和第二工位平台可通过工位转换机构而转换位置,从而实现任一工位平台在工件上下料区域和工件作业区域之间进行转换(例如:当第一工位平台位于工件上下料区域时则第二工位平台位于工件作业区域,或者,当第一工位平台位于工件作业区域时则第二工位平台位于工件上下料区域)。每一个工位平台(第一工位平台或第二工位平台)上设有多个工件载盘,所述线切割装置包括线切割安装支架和安装于所述线切割安装支架上的多个线切割单元,所述线切割单元具有切割线。在该第四实施例中,每一个所述工件载盘对应有一个线切割单元,即,所述工件载盘的前端(或后端)对应有一个线切割单元的切割线,每一个所述工件载盘的前后两端均设有用于与切割线对应的定位槽(以下可称为第一定位槽和第二定位槽)。特别地,每一个所述工件载盘设有工件载盘旋转机构,所述工件载盘在所述工件载盘旋转机构的驱动下可以在水平面内转动(例如转动180°),使得所述工件载盘及其所承载的晶体硅工件的头尾部调换。
现仍以硅锭为例,在第一种情形下,假设硅锭在一端(头部或尾部)设定有截断标识线,那么在该第一种情形下,利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至第二工位平台(假设此时第二工位平台位于工件上下料区域而第一工位平台位于工件作业区域)的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的第二工位平台的工件载盘上),使得硅锭上设定的截断标识线对应于第二工位平台的工件载盘的第一定位槽(或第二定位槽);通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域及第一工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域(以供后续对位于工件上下料区域的第一工位平台执行下料及上料的作业);利用线切割装置,下降对应工件载盘的第一定位槽(或第二定位槽)及硅锭的截断标识线的线切割单元,由该线切割单元中的切割线沿着截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部或尾部之后可落入第一定位槽或第二定位槽内;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域及第一工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域;将位于工件上下料区域的第二工位平台上已完成截断作业的硅锭从各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
在第二种情形下,假设硅锭在前后两端(头部和尾部)均设定有截断标识线,若硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距不等于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距(例如:硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距大于或者小于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距),则利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至第二工位平台(假设此时第二工位平台位于工件上下料区域而第一工位平台位于工件作业区域)的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的第二工位平台的工件载盘上),使得硅锭的某一端(例如:第一端)设定的截断标识线(以下称为第一截断标识线)对应于工件载盘的第一定位槽;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域及第一工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域;利用线切割装置,下降对应硅锭的线切割单元(假设此时线切割单元中的切割线是对应于第一定位槽),由该线切割单元中的切割线沿着第一截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部(或尾部)之后可落入第一定位槽内;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域及第一工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域;再利用上料移送装置依序将各个硅锭进行调整(例如:利用上料移送装置重新移送至上料承载台,再利用工件定位装置对上料承载台上的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,之后,继续利用上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的工件载盘上),使得硅锭的另一端(例如:第二端)设定的截断标识线(以下称为第二截断标识线)对应于第二工位平台的工件载盘的第二定位槽(当然,也可将硅锭的第二截断标识线仍对应于工件载盘的第一定位槽,这样的话,后续就无需驱动工件载盘旋转机构,直接下降对应硅锭的线切割单元,由该线切割单元中对应于第一定位槽的切割线沿着第二截断标识线对硅锭实施截断作业);通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域及第一工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域;驱动工件载盘旋转机构在水平面内转动180°,使得工件载盘及其所承载的晶体硅工件的头尾部调换,此时,线切割单元中的切割线是对应于第二定位槽;利用线切割装置,下降对应硅锭的线切割单元(此时,线切割单元中的切割线是对应于第二定位槽),由该线切割单元中的切割线沿着第二截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的尾部(或头部)之后可落入第二定位槽内;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域及第一工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域;将位于工件上下料区域的第二工位平台上已完成截断作业的硅锭从各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
在第三种情形下,假设硅锭在前后两端(头部和尾部)均设定有截断标识线,若硅锭前后两端的两个截断标识线之间的截断标识线间距是等于工件载盘上前后两个定位槽之间的定位槽间距,则利用该晶体硅工件截断机执行硅锭的截断作业流程可包括:先利用上料移送装置结合工件定位装置依序将各个硅锭上料至第二工位平台(假设此时第二工位平台位于工件上下料区域而第一工位平台位于工件作业区域)的各个工件载盘(对于任一个硅锭上料,先通过工件定位装置对上料承载台上待上料的硅锭进行定位以获取硅锭位置信息,再通过上料移送装置根据工件定位装置获取的硅锭位置信息和工件载盘的位置信息而将上料承载台上的硅锭移送至对应的第二工位平台的工件载盘上),使得硅锭前后两端的两个截断标识线分别对应于工件载盘上前后两个定位槽,此时,对应硅锭的线切割单元中的切割线是对应于某一个定位槽的;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域及第一工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域(以供后续对位于工件上下料区域的第一工位平台执行下料及上料的作业);利用线切割装置,下降对应硅锭的线切割单元(假设此时线切割单元中的切割线是对应于第一定位槽),由该线切割单元中的切割线沿着第一截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的头部(或尾部)之后可落入第一定位槽内;驱动工件载盘旋转机构在水平面内转动180°,使得工件载盘及其所承载的晶体硅工件的头尾部调换,此时,线切割单元中的切割线是对应于第二定位槽;利用线切割装置,下降对应硅锭的线切割单元(此时,线切割单元中的切割线是对应于第二定位槽),由该线切割单元中的切割线沿着第二截断标识线对硅锭实施截断作业,直至完全贯穿硅锭完成截断,切割线在完全截掉硅锭的尾部(或头部)之后可落入第二定位槽内;通过工位转换机构而转换第一工位平台和第二工位平台的位置,使得第二工位平台由工件作业区域转换至工件上下料区域及第一工位平台由工件上下料区域转换至工件作业区域;将位于工件上下料区域的第二工位平台上已完成截断作业的硅锭从各个工件载盘上予以下料,并重新上料待截断的硅锭。
综上所述,本发明公开的晶体硅工件截断机及其截断方法,先对晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息,再根据工件位置信息将晶体硅工件移送至工件承载装置的指定位置,俾令线切割装置对该指定位置处的晶体硅工件进行切割以实现截断作业,相比于现有技术由人工操作实现晶体硅工件的搬运及切割位置定位,整个过程操作简单高效,定位精准,一步到位,实现自动化操作。
本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种晶体硅工件截断机,其特征在于,包括:
机座;
工件承载装置,设于所述机座上;
线切割装置,设于所述机座上,用于对所述工件承载装置所承载的晶体硅工件进行截断作业;
工件定位装置,用于对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息;以及
上料移送装置,用于根据所述工件定位装置所获取的工件位置信息而将待上料的晶体硅工件移送至所述工件承载装置上的指定位置。
2.根据权利要求1所述的晶体硅工件截断机,其特征在于,
所述工件承载装置包括工件载盘;
所述线切割装置包括与所述工件载盘对应的线切割单元,所述线切割单元可升降地设于所述工件载盘的上方,所述线切割单元具有切割线;以及
所述工件载盘上设有与所述切割线对应的定位槽。
3.根据权利要求1所述的晶体硅工件截断机,其特征在于,所述工件定位装置为视觉定位装置,包括:
图像摄取单元,用于摄取待上料的晶体硅工件以形成工件图像信息;所述待上料的晶体硅工件承载于上料承载台的工件承载区;以及
图像处理单元,与所述图像摄取单元连接,用于接收所述工件图像信息并对所述工件图像信息进行图像分析以形成工件位置信息。
4.根据权利要求3所述的晶体硅工件截断机,其特征在于,
所述待上料的晶体硅工件具有至少一预设标识位;
所述图像摄取单元摄取待上料的晶体硅工件所形成的工件图像信息至少包括:晶体硅工件的边界和预设标识位;以及
所述图像处理单元对所述工件图像信息进行图像分析以形成工件位置信息至少包括:晶体硅工件的边界的位置信息和预设标识位的位置信息。
5.根据权利要求3所述的晶体硅工件截断机,其特征在于,所述工件定位装置还包括照明部件,用于提供摄取光源。
6.根据权利要求1所述的晶体硅工件截断机,其特征在于,所述上料移送装置包括:
工件取放单元;以及
移动机构,用于驱动所述工件取放单元移动,以利用所述工件取放单元将所述晶体硅工件移送至所述工件承载装置。
7.根据权利要求6所述的晶体硅工件截断机,其特征在于,所述移动机构包括:
第一方向移动单元;
第二方向移动单元;以及
移动控制单元,与所述第一方向移动单元和所述第二方向移动单元连接,用于根据所述工件定位装置所获取的工件位置信息而控制所述第一方向移动单元和所述第二方向移动单元带动所述工件取放单元移动。
8.根据权利要求7所述的晶体硅工件截断机,其特征在于,所述第一方向移动单元包括:
第一方向齿轨;
第一转动齿轮,与所述第一方向齿轨相啮合;以及
第一驱动电机,用于驱动所述第一转动齿轮转动以沿着所述第一方向齿轨进退。
9.根据权利要求7或8所述的晶体硅工件截断机,其特征在于,所述第二方向移动单元包括:
第二方向齿轨;
第二转动齿轮,与所述第二方向齿轨相啮合;以及
第二驱动电机,用于驱动所述第二转动齿轮转动以沿着所述第二方向齿轨进退。
10.一种基于如权利要求1至9中任一项所述的晶体硅工件截断机的晶体硅工件截断方法,其特征在于,包括:
对待上料的晶体硅工件进行定位以获取工件位置信息;
根据所获取的工件位置信息,将所述晶体硅工件移送至工件承载装置的指定位置;以及
对承载的所述晶体硅工件进行截断作业。
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