CN106971967A - 一种智能管控扩晶机及其工艺流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能管控扩晶机及其工艺流程，包括机架和操作台，机架上从左往右依次设置有脱膜装置、扩晶装置、检测装置和存储装置，机架上还设置有位于脱膜装置、扩晶装置和检测装置上端的横向支架，横向支架上设置有移载机械手，移载机械手连接有带动其沿横向支架左右运动的移栽动力机构；机架上还设置有位于脱膜装置上端的旧膜扫描器和位于扩晶装置上端的新膜扫描器，存储装置包括储料架和储料机械手，脱膜装置、扩晶装置、检测装置、存储装置、移载机械手、移栽动力机构、旧膜扫描器和新膜扫描器分别与操作台电连接，实现智能管控、脱膜取环和扩晶功能，自动化程度高，降低了人力资源的投入，生产成本低。

Description

一种智能管控扩晶机及其工艺流程

技术领域

本发明涉及晶元盘的制造技术领域，特别是一种带智能管控功能的扩晶机及其工艺流程。

背景技术

在晶元盘的生产过程中要求对新盘的扩晶质量和使用状况进行管控和追溯，并对旧盘进行回收利用，现有技术中的扩晶机不具备智能管控功能和脱膜取环功能，因此在生产过程中需要多名工人分别对每一个晶元盘的扩晶质量进行检测和登记，对每一个晶元盘的使用状况进行记录和跟踪，以及对使用完后的晶元盘进行拆解回收和登记录入，不仅劳动强度大，生产效率低，而且旧膜回流状况难以查询，这些因素导致了生产成本居高不下。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具备智能管控功能和脱膜取环功能、自动化程度高的智能管控扩晶机及其工艺流程。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能管控扩晶机，包括机架和操作台，所述机架上从左往右依次设置有脱膜装置、扩晶装置、检测装置和存储装置，所述机架上还设置有位于所述脱膜装置、扩晶装置和检测装置上端的横向支架，所述横向支架上设置有移载机械手，所述移载机械手连接有带动其沿所述横向支架左右运动的移栽动力机构；所述机架上还设置有位于所述脱膜装置上端的旧膜扫描器和位于所述扩晶装置上端的新膜扫描器，所述存储装置包括储料架和储料机械手，所述脱膜装置、扩晶装置、检测装置、存储装置、移载机械手、移栽动力机构、旧膜扫描器和新膜扫描器分别与所述操作台电连接。

所述脱膜装置包括脱膜底座和推板，所述脱膜底座内设置有堆叠腔和脱膜腔，所述脱膜底座上设置有若干位于所述堆叠腔上端的限位杆，所述堆叠腔和限位杆组成堆叠区，所述推板连接有带动其左右运动的推板动力机构，所述脱膜底座内设置有与所述推板相适应的推槽，所述推槽将所述堆叠腔和脱膜腔连通，所述脱膜腔的底端设置有吸膜组件，所述推板动力机构和吸膜组件分别与所述操作台电连接。

所述扩晶装置包括扩晶底板和位于所述扩晶底板左右两侧的纵向滑轨，所述扩晶底板内设置有扩晶加热模块，所述扩晶加热模块连接有带动其上下运动的丝杠升降机构，所述扩晶底板与所述扩晶加热模块之间设置有切膜齿环，所述切膜齿环连接有带动其上下运动的切膜动力机构，所述纵向滑轨的前后两端分别安装有上料板和上料吸盘，所述上料板连接有带动其沿所述纵向滑轨前后运动的上料板动力机构，所述上料吸盘连接有带动其上下运动的第一吸盘动力机构，所述第一吸盘动力机构连接有带动其沿所述纵向滑轨前后运动的第二吸盘动力机构，所述上料板的侧端设置有标签暂放区。

所述移载机械手包括外环取料件、内环取料件和压膜环，所述外环取料件连接有带动其上下运动的外环取料动力机构，所述内环取料件连接有带动其上下运动的内环取料动力机构，所述压膜环连接有带动其上下运动的压膜环动力机构。

所述外环取料件和内环取料件的下端面均设置有负压孔。

所述检测装置包括传送带、位于所述传送带左端上侧的贴标机械手和位于所述传送带右端上侧的工业相机，所述贴标机械手连接有带动其上下运动的贴标动力机构，所述贴标动力机构连接有带动所述贴标机械手和贴标动力机构旋转的贴标旋转机构。

所述机架上还设置有横向导轨，所述横向导轨上设置有纵向导轨，所述储料机械手连接有带动其沿所述纵向导轨上下运动的第一储料动力机构，所述纵向导轨连接有带动其沿所述横向导轨左右运动的第二储料动力机构。

一种智能管控扩晶机的工艺流程，包括如下步骤：

a、回收扫描：工人将旧晶元盘放入所述堆叠区内，所述推板将所述堆叠腔内最底层的所述旧晶元盘推入所述脱膜腔内，所述旧膜扫描器进行扫码记录；

b、脱膜取环：所述移载机械手移动至所述脱膜腔的上端，所述外环取料件抵在外环上，所述内环取料件下压将所述外环和内环错开分离，所述吸膜组件将旧膜吸走，所述外环取料件吸住所述外环，所述内环取料件吸住所述内环；

c、放料：所述移载机械手将所述外环和内环移动至所述扩晶装置的上端，所述内环取料件将内环套入所述扩晶加热模块的外侧，工人先将新膜放置在所述上料板上，再将标签撕下放置在所述标签暂放区内；

d、取料：所述上料板向前移动至所述扩晶底板的上端，所述新膜扫描器进行扫码记录，所述上料吸盘先向前移动至所述上料板的上端，再向下移动将所述新膜吸起，所述贴标机械手先转动至所述标签暂放区的上端，再向下移动将所述标签取走，所述上料板向后移动复位；

e、扩晶：所述上料吸盘向下移动将所述新膜平放至所述脱膜底座上，使所述新膜覆盖在所述扩晶加热模块和内环上，所述压膜环向下运动，将所述新膜压在所述脱膜底座上，所述扩晶加热模块上升，使新膜的中部扩张；

f、扣环：所述外环取料件下压,使外环与内环扣合，形成新晶元盘；

g、切膜：所述切膜齿环向上运动将多余的边角料切断，所述上料吸盘将边角料移动至后方进行收集；

h、贴标：所述移载机械手将所述新晶元盘送至所述传送带上，所述贴标机械手将标签贴在所述新晶元盘上；

i、拍照：所述传送带将所述新晶元盘送至最右端，所述工业相机进行拍照记录和对比，并生成工单号；

j、储存：所述储料机械手取走新晶元盘，根据工单号中的分区编码放至所述储料架上的对应位置。

本发明的有益效果是：本发明的机架上从左往右依次设置有脱膜装置、扩晶装置、检测装置和存储装置，脱膜装置、扩晶装置和检测装置的上端设置有移载机械手，机架上还设置有位于脱膜装置上端的旧膜扫描器和位于扩晶装置上端的新膜扫描器，自动完成回收扫描、脱膜取环、放料、取料、扩晶、扣环、切膜、贴标、拍照、储存等工序，实现智能管控、脱膜取环和扩晶功能，自动化程度高，降低了人力资源的投入，生产成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是脱膜装置的结构示意图；

图3是脱膜装置的横向剖视图；

图4是扩晶装置的结构示意图；

图5是切膜齿环的结构示意图；

图6是检测装置的结构示意图；

图7是移载机械手的结构示意图；

图8是存储装置的结构示意图；

图9是本发明的管控流程图。

具体实施方式

参照图1至图9，一种智能管控扩晶机，包括机架1和操作台2，所述机架1上从左往右依次设置有脱膜装置3、扩晶装置4、检测装置5和存储装置，所述机架1上还设置有位于所述脱膜装置3、扩晶装置4和检测装置5上端的横向支架6，所述横向支架6上设置有移载机械手7，所述移载机械手7连接有带动其沿所述横向支架6左右运动的移栽动力机构；所述机架1上还设置有位于所述脱膜装置3上端的旧膜扫描器8和位于所述扩晶装置4上端的新膜扫描器9，所述存储装置包括储料架10和储料机械手11，所述脱膜装置3、扩晶装置4、检测装置5、存储装置、移载机械手7、移栽动力机构、旧膜扫描器8和新膜扫描器9分别与所述操作台2电连接。新膜扫描器9用于登记录入新标签的信息，包括晶元的亮度、颜色、使用电压、晶元颗粒数等，旧膜扫描器8用于在回收前进行录入对比，形成晶元盘使用的闭环，及时对未回收的晶元盘进行统计，便于追溯和查询每一个晶元盘的使用情况，避免新晶元盘未使用就被破坏或遗失等情况。

更进一步地说，参照图2、图3，所述脱膜装置3包括脱膜底座31和推板32，所述脱膜底座31内设置有堆叠腔33和脱膜腔34，所述脱膜底座31上设置有若干位于所述堆叠腔33上端的限位杆35，在本实施例中共设置有4个限位杆35便于旧晶元盘的堆放；所述堆叠腔33和限位杆35组成堆叠区，所述推板32连接有带动其左右运动的推板动力机构36，推板动力机构36采用气缸推料的方式更加迅速、稳定，所述脱膜底座31内设置有与所述推板32相适应的推槽37，所述推槽37将所述堆叠腔33和脱膜腔34连通，所述脱膜腔34的底端设置有吸膜组件，外环和内环分开后，吸膜组件将旧膜吸走，所述推板动力机构36和吸膜组件分别与所述操作台2电连接。

参照图5，所述扩晶装置4包括扩晶底板41和位于所述扩晶底板41左右两侧的纵向滑轨42，所述扩晶底板41内设置有扩晶加热模块43，扩晶加热模块43采用现有技术中的PID温度自动控制技术，表面温度均匀，经过红外影像检测确认。所述扩晶加热模块43连接有带动其上下运动的丝杠升降机构44，采用丝杠升降机构44可以精准控制扩晶的行程，确保晶元间距一致。所述扩晶底板41与所述扩晶加热模块43之间设置有切膜齿环45，所述切膜齿环45连接有带动其上下运动的切膜动力机构，用于扩晶完后进行切膜。所述纵向滑轨42的前后两端分别安装有上料板46和上料吸盘47，上料吸盘47的下端面设置有吸孔，采用空气吸取的方式进行取料。所述上料板46连接有带动其沿所述纵向滑轨42前后运动的上料板动力机构，所述上料吸盘47连接有带动其上下运动的第一吸盘动力机构，所述第一吸盘动力机构连接有带动其沿所述纵向滑轨42前后运动的第二吸盘动力机构，所述上料板46的侧端设置有标签暂放区48。

参照图7，所述移载机械手7包括外环取料件71、内环取料件72和压膜环73，所述外环取料件71连接有带动其上下运动的外环取料动力机构，所述内环取料件72连接有带动其上下运动的内环取料动力机构，所述压膜环73连接有带动其上下运动的压膜环73动力机构，外环取料件71和内环取料件72的下端面均设置有负压孔，采用空气吸取的方式进行取料，对工件无损耗。

参照图6，所述检测装置5包括传送带51、位于所述传送带51左端上侧的贴标机械手52和位于所述传送带51右端上侧的工业相机53，所述贴标机械手52连接有带动其上下运动的贴标动力机构，所述贴标动力机构连接有带动所述贴标机械手52和贴标动力机构旋转的贴标旋转机构，采用机械贴标，有效避免人工干预导致标签放置错乱的情况发生。贴标机械手52采用空气吸取的方式进行取料，工业相机53采用CCD相机，具有体积小、重量轻、不受磁场影响等优点。CCD相机拍照后与该晶元盘的标签信息进行比对，判断是否为良品，若为不良品需进行回收，若为良品则存储，系统生成工单号，工单号由日期时间和分区编码组成。

参照图8，所述机架1上还设置有横向导轨12，所述横向导轨12上设置有纵向导轨13，所述储料机械手11连接有带动其沿所述纵向导轨13上下运动的第一储料动力机构，所述纵向导轨13连接有带动其沿所述横向导轨12左右运动的第二储料动力机构。储料架10上设置有若干存放层，每个存放层对应设置有分区编号，储料机械手11从传送带51上取走晶元盘后根据工单号中的分区编码进行对应摆放，储料架10的存储量可根据生产需要进行扩充，在本实施例中采用4列、15行的存储量。

一种智能管控扩晶机的工艺流程，包括如下步骤：

a、回收扫描：工人将旧晶元盘放入所述堆叠区内，所述推板32将所述堆叠腔33内最底层的所述旧晶元盘推入所述脱膜腔34内，所述旧膜扫描器8进行扫码记录，系统判定是否为旧标签，若是则更新系统信息，旧晶元盘已回流，若不是则直接进入下一步；

b、脱膜取环：所述移载机械手7移动至所述脱膜腔34的上端，所述外环取料件71抵在外环上，所述内环取料件72下压将所述外环和内环错开分离，所述吸膜组件将旧膜吸走，所述外环取料件71吸住所述外环，所述内环取料件72吸住所述内环；

c、放料：所述移载机械手7将所述外环和内环移动至所述扩晶装置4的上端，所述内环取料件72将内环套入所述扩晶加热模块43的外侧，工人先将新膜放置在所述上料板46上，再将标签撕下放置在所述标签暂放区48内暂时存放，工人放膜时有晶元的部分需对准上料板46的几何中心，确保扩晶后所有晶元体集中在内环的中心；

d、取料：所述上料板46向前移动至所述扩晶底板41的上端，所述新膜扫描器9进行扫码记录，所述上料吸盘47先向前移动至所述上料板46的上端，再向下移动将所述新膜吸起，所述贴标机械手52先转动至所述标签暂放区48的上端，再向下移动将所述标签取走，所述上料板46向后移动复位退出；

e、扩晶：所述上料吸盘47向下移动将所述新膜平放至所述脱膜底座31上，使所述新膜覆盖在所述扩晶加热模块43和内环上，所述压膜环73向下运动，将所述新膜压在所述脱膜底座31上，所述扩晶加热模块43上升，使新膜的中部扩张；

f、扣环：所述外环取料件71下压,使外环与内环扣合，形成新晶元盘；

g、切膜：所述切膜齿环45向上运动将多余的边角料切断，所述上料吸盘47将边角料移动至后方进行收集；

h、贴标：所述移载机械手7将所述新晶元盘送至所述传送带51上，所述贴标机械手52将标签贴在所述新晶元盘上；

i、拍照：所述传送带51将所述新晶元盘送至最右端，所述工业相机53进行拍照，记录晶元扩张质量并与标签信息进行比对，若为不良品需进行回收，若为良品则存储，系统生成工单号，工单号由日期时间和分区编码组成；

j、储存：所述储料机械手11取走新晶元盘，根据工单号中的分区编码放至所述储料架10上的对应位置。

该智能管控扩晶机能自动完成回收扫描、脱膜取环、放料、取料、扩晶、扣环、切膜、贴标、拍照、储存等工序，实现自动扩晶的同时，还能管控和追溯每个晶元盘的使用情况和扩晶质量，完善晶元盘的生产监管体系，自动化程度高，降低了人力资源的投入，生产成本低。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims (8)

1.一种智能管控扩晶机，包括机架（1）和操作台（2），其特征在于所述机架（1）上从左往右依次设置有脱膜装置（3）、扩晶装置（4）、检测装置（5）和存储装置，所述机架（1）上还设置有位于所述脱膜装置（3）、扩晶装置（4）和检测装置（5）上端的横向支架（6），所述横向支架（6）上设置有移载机械手（7），所述移载机械手（7）连接有带动其沿所述横向支架（6）左右运动的移栽动力机构；所述机架（1）上还设置有位于所述脱膜装置（3）上端的旧膜扫描器（8）和位于所述扩晶装置（4）上端的新膜扫描器（9），所述存储装置包括储料架（10）和储料机械手（11），所述脱膜装置（3）、扩晶装置（4）、检测装置（5）、存储装置、移载机械手（7）、移栽动力机构、旧膜扫描器（8）和新膜扫描器（9）分别与所述操作台（2）电连接。

2.根据权利要求1所述的智能管控扩晶机，其特征在于所述脱膜装置（3）包括脱膜底座（31）和推板（32），所述脱膜底座（31）内设置有堆叠腔（33）和脱膜腔（34），所述脱膜底座（31）上设置有若干位于所述堆叠腔（33）上端的限位杆（35），所述堆叠腔（33）和限位杆（35）组成堆叠区，所述推板（32）连接有带动其左右运动的推板动力机构（36），所述脱膜底座（31）内设置有与所述推板（32）相适应的推槽（37），所述推槽（37）将所述堆叠腔（33）和脱膜腔（34）连通，所述脱膜腔（34）的底端设置有吸膜组件，所述推板动力机构（36）和吸膜组件分别与所述操作台（2）电连接。

3.根据权利要求1所述的智能管控扩晶机，其特征在于所述扩晶装置（4）包括扩晶底板（41）和位于所述扩晶底板（41）左右两侧的纵向滑轨（42），所述扩晶底板（41）内设置有扩晶加热模块（43），所述扩晶加热模块（43）连接有带动其上下运动的丝杠升降机构（44），所述扩晶底板（41）与所述扩晶加热模块（43）之间设置有切膜齿环（45），所述切膜齿环（45）连接有带动其上下运动的切膜动力机构，所述纵向滑轨（42）的前后两端分别安装有上料板（46）和上料吸盘（47），所述上料板（46）连接有带动其沿所述纵向滑轨（42）前后运动的上料板动力机构，所述上料吸盘（47）连接有带动其上下运动的第一吸盘动力机构，所述第一吸盘动力机构连接有带动其沿所述纵向滑轨（42）前后运动的第二吸盘动力机构，所述上料板（46）的侧端设置有标签暂放区（48）。

4.根据权利要求1所述的智能管控扩晶机，其特征在于所述移载机械手（7）包括外环取料件（71）、内环取料件（72）和压膜环（73），所述外环取料件（71）连接有带动其上下运动的外环取料动力机构，所述内环取料件（72）连接有带动其上下运动的内环取料动力机构，所述压膜环（73）连接有带动其上下运动的压膜环（73）动力机构。

5.根据权利要求4所述的智能管控扩晶机，其特征在于所述外环取料件（71）和内环取料件（72）的下端面均设置有负压孔。

6.根据权利要求1所述的智能管控扩晶机，其特征在于所述检测装置（5）包括传送带（51）、位于所述传送带（51）左端上侧的贴标机械手（52）和位于所述传送带（51）右端上侧的工业相机（53），所述贴标机械手（52）连接有带动其上下运动的贴标动力机构，所述贴标动力机构连接有带动所述贴标机械手（52）和贴标动力机构旋转的贴标旋转机构。

7.根据权利要求1所述的智能管控扩晶机，其特征在于所述机架（1）上还设置有横向导轨（12），所述横向导轨（12）上设置有纵向导轨（13），所述储料机械手（11）连接有带动其沿所述纵向导轨（13）上下运动的第一储料动力机构，所述纵向导轨（13）连接有带动其沿所述横向导轨（12）左右运动的第二储料动力机构。

8.一种如权利要求1-7任一所述智能管控扩晶机的工艺流程，其特征在于包括如下步骤：

（a）、回收扫描：工人将旧晶元盘放入所述堆叠区内，所述推板（32）将所述堆叠腔（33）内最底层的所述旧晶元盘推入所述脱膜腔（34）内，所述旧膜扫描器（8）进行扫码记录；

（b）、脱膜取环：所述移载机械手（7）移动至所述脱膜腔（34）的上端，所述外环取料件（71）抵在外环上，所述内环取料件（72）下压将所述外环和内环错开分离，所述吸膜组件将旧膜吸走，所述外环取料件（71）吸住所述外环，所述内环取料件（72）吸住所述内环；

（c）、放料：所述移载机械手（7）将所述外环和内环移动至所述扩晶装置（4）的上端，所述内环取料件（72）将内环套入所述扩晶加热模块（43）的外侧，工人先将新膜放置在所述上料板（46）上，再将标签撕下放置在所述标签暂放区（48）内；

（d）、取料：所述上料板（46）向前移动至所述扩晶底板（41）的上端，所述新膜扫描器（9）进行扫码记录，所述上料吸盘（47）先向前移动至所述上料板（46）的上端，再向下移动将所述新膜吸起，所述贴标机械手（52）先转动至所述标签暂放区（48）的上端，再向下移动将所述标签取走，所述上料板（46）向后移动复位；

（e）、扩晶：所述上料吸盘（47）向下移动将所述新膜平放至所述脱膜底座（31）上，使所述新膜覆盖在所述扩晶加热模块（43）和内环上，所述压膜环（73）向下运动，将所述新膜压在所述脱膜底座（31）上，所述扩晶加热模块（43）上升，使新膜的中部扩张；

（f）、扣环：所述外环取料件（71）下压,使外环与内环扣合，形成新晶元盘；

（g）、切膜：所述切膜齿环（45）向上运动将多余的边角料切断，所述上料吸盘（47）将边角料移动至后方进行收集；

（h）、贴标：所述移载机械手（7）将所述新晶元盘送至所述传送带（51）上，所述贴标机械手（52）将标签贴在所述新晶元盘上；

（i）、拍照：所述传送带（51）将所述新晶元盘送至最右端，所述工业相机（53）进行拍照记录和对比，并生成工单号；

（j）、储存：所述储料机械手（11）取走新晶元盘，根据工单号中的分区编码放至所述储料架（10）上的对应位置。