CN111863660A - 硅片清洗装置、硅片双面清洗设备及硅片的清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了硅片清洗装置、硅片双面清洗设备及硅片的清洗方法，硅片清洗装置均包括传送机构、固定装置和清洗机构；固定装置为真空吸附装置，真空吸附装置包括真空吸附平台和真空发生装置；清洗机构包括喷淋结构、吹气烘干结构以及滚刷；滚刷包括转轴、驱动装置和控制器；硅片清洗装置还包括硅片检测装置；辅助传送装置包括第三传送机构和翻转轮；硅片双面清洗设备包括第一清洗装置、第二清洗装置和辅助传送装置。与现有技术比较，本发明大大增加了生产效率，减轻了人工成本。

Description

硅片清洗装置、硅片双面清洗设备及硅片的清洗方法
技术领域
本发明涉及在硅片清洗领域，特别是涉及一种硅棒切片后的硅片清洗装置、硅片双面清洗设备及硅片的清洗方法。
背景技术
硅棒经过切片处理得到的硅片，通常其表面存在各种杂质，这些杂质一般来源于切割线与硅片磨损的金属颗粒、切削液的残留物、以及搬运过程中的灰尘、指纹等，这些杂质的存在将会影响后期的加工工艺，因此在太阳能电池的制备工艺中，硅片清洗工艺是至关重要的。但是，现有的硅片清洗装置一般采用带有超声波发生设备的槽式清洗设备处理，但槽式清洗设备通常带有大花篮，导致硅片清洗时自动化程度低，进而严重制约了产能。
发明内容
为解决现有技术中存在的硅片清洗自动化程度低的问题，本发明提出了一种硅片清洗装置、硅片双面清洗设备及硅片的清洗方法。
本发明提出的技术方案为：一种硅片清洗装置，所述硅片清洗装置包括：传送机构、传动设置在所述传送机构上以将硅片其中一个表面进行限位的固定装置以及对所述硅片的另一个表面进行清洗的清洗机构（其中硅片的一个表面和另一个表面是硅片两个相对的表面，为方便描述，硅片的两个相对的表面在以下的部分内容中分别第一表面和第二表面指代）。
进一步地，所述固定装置为真空吸附装置，所述真空吸附装置包括设于所述传送机构上以随传送机构运动的真空吸附平台和与所述真空吸附平台连接的真空发生装置。
进一步地，所述清洗机构包括喷淋结构、吹气烘干结构以及与所述硅片表面接触的滚刷。
进一步地，所述滚刷包括转轴，所述转轴连接驱动装置，硅片清洗装置还包括与所述驱动装置电连接的控制器，所述驱动装置驱动所述滚刷沿所述硅片的传送方向反向转动。
进一步地，所述硅片清洗装置还包括：分别设于所述喷淋结构的位于硅片传送方向上的前、后两侧的硅片检测装置，与所述硅片检测装置电连接的控制器；所述控制器与清洗机构电连接以根据所述硅片检测装置的检测信号控制所述清洗机构开启或关闭。
一种硅片双面清洗设备，所述硅片包括第一表面和第二表面，所述硅片双面清洗设备包括：两个上述的硅片清洗装置，分别为用于清洗硅片第一表面的第一清洗装置和用于清洗硅片第二表面的第二清洗装置；设于所述第一、第二清洗装置之间的用于辅助所述硅片从第一清洗装置传送至第二固定装置的辅助传送装置。
优选地，所述第一清洗装置包括第一传送机构，所述第二清洗装置包括第二传送机构，所述辅助传送装置包括：设于所述第一传送机构和第二传送机构之间的第三传送机构、设于所述第三传送机构中部的翻转轮，所述翻转轮的圆周上的开设有多个朝向其径向方向延伸的插槽，所述硅片插入到所述插槽，所述翻转轮转动并带动所述硅片翻面。
优选地，所述第一清洗装置包括第一传送机构和第一固定装置，所述第二清洗装置包括第二传送机构和第二固定装置，所述第一固定装置和第二固定装置为真空吸附装置，所述第二传送机构平行地设置在第一传送机构一侧，所述第一固定装置设于硅片的下方，所述第二固定装置设于硅片的上方，所述辅助传送装置包括将硅片从所述第一传送机构传送到第二传送机构上的第三传送机构。
一种硅片的清洗方法，使用所述的硅片双面清洗设备对硅片表面进行清洗，至少包括步骤：所述第一清洗装置对硅片第一表面进行清洗；所述辅助传送装置将硅片从第一清洗装置传送至第二清洗装置；所述第二清洗装置对硅片第二表面进行清洗。
与现有技术比较，本发明中的硅片清洗装置在对硅片进行清洗时，将硅片的第二表面与固定装置接触限位固定，传送装置传送硅片并在传送过程中通过清洗机构对硅片的第一表面进行清洗，并可以以同样的方式对第二表面进行清洗；通过此设备提升了对硅片清洗的自动化程度，使得行业内对硅片的清洗效率成倍或数倍增加，大大增加了生产效率，减轻了人工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中的硅片清洗装置的结构示意图；
图2为本发明中的硅片双面清洗设备的第一个实施例的结构示意简图；
图3为本发明中的硅片双面清洗设备的第二个实施例的结构示意简图。
1、第一清洗装置 2、第二清洗装置 3、辅助传送装置
11、第一传送机构 12、第一固定装置
13、第一清洗机构 14、硅片检测装置 21、第二传送机构
22、第二固定装置 23、第二清洗机构 31、第三传送机构
32、翻转轮 111、传动电机 112、皮带
121、真空吸附平台 122、真空发生装置 131、喷淋结构
132、吹气烘干结构 133、滚刷 134、驱动装置
321、插槽 231、第二喷淋结构 232、第二吹气烘干结构
233、第二滚刷。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。
本发明提出了一种硅片清洗装置和硅片双面清洗设备，其中硅片双面清洗设备包括两个硅片清洗装置和一个辅助传送装置3，这两个硅片清洗装置分别为第一清洗装置1和第二清洗装置2，第一清洗装置1上的第一固定装置与硅片的第二表面接触限位，并对硅片的第一表面进行清洗；第二清洗装置2设置在第一清洗装置1的后一步工序上，且第二清洗装置2与硅片的第一表面（在第一清洗装置1中的清洗面）接触限位，并对硅片的其中第二表面（在第一清洗装置1中的限位面）进行清洗；而辅助传送装置3则设置在第一清洗装置1和第二清洗装置2之间，其用于辅助硅片从第一清洗装置1过渡到第二清洗装置2。
本发明中的第一清洗装置1和第二清洗装置2采用相同的结构设计方案，两者之间除了安装位置存在区别外，其内部用于对硅片的传送、清洗的结构均设置为相同。
具体地，如图1所示，本申请中以第一清洗装置1为例进行介绍，第二清洗装置2可参考第一清洗装置1；第一清洗装置1包括第一传送机构11、第一固定装置12以及第一清洗机构13，其均安装在机架上，第一传送机构11用于传送硅片，第一固定装置12设置在第一传送机构11上随第一传送机构11的传送方向同向运动，硅片的其中一个面由第一固定装置12进行接触限位并随着第一固定装置12进行传送，第一清洗机构13设置在第一传送机构11的传送路径上对硅片的另一个面进行清洗任务。
在本实施例中，第一传送机构11采用皮带传送的传送方式，当然在其他实施例中也可以采用传动辊、链条等其他传动方式；第一固定装置12采用真空吸附装置，其包括真空吸附平台121以及与之连接的真空发生装置122，真空吸附平台121安装在皮带上，当传动电机111带动皮带112进行转动时，真空吸附平台121随之运动，将切片的硅片放置在真空吸附平台121表面，真空发生装置122（可选用气泵）开始抽气，真空吸附平台121吸附硅片的一面以将硅片进行限位，在皮带112的带动下将硅片传送到第一清洗机构13的清洗范围内。
第一清洗机构13设置在第一传送机构11的上方位置，具体设置在皮带112的中部的上方，第一清洗机构13包括第一喷淋结构131、第一吹气烘干结构132以及第一滚刷133；如图2、3所示，第二清洗机构23还包括第二喷淋结构231、第二吹气烘干结构232以及第二滚刷233。
以下实施例以第一喷淋结构131为例进行说明，第一喷淋结构131与硅片位于皮带的同侧，第一喷淋结构131包括与供液管和设置在供液管端部的喷淋头，供液管负责提供清洗液，喷淋头可转动的设置在硅片的上方，使得当硅片经第一喷淋结构131的时候，喷淋头能够将清洗液全方位的喷向硅片，使硅片表面能够均匀地喷洒清洁液；第一滚刷133设置在第一喷淋结构131和硅片之间，其包括设置在第一滚刷133中间的转轴，转轴的两端可转动的安装在第一清洗装置1的机架上，转轴连接了一个驱动装置134（驱动电机），在驱动装置的带动下转轴进行转动，在转轴的外侧设有滚筒，滚筒的外侧设有刷毛，当硅片传送至第一清洗机构13时，转轴带动滚筒转动，刷毛与硅片的表面相接触，再配合第一喷淋结构131能够对硅片表面进行有效冲刷，同时滚刷以硅片传送方向的反向进行转动，使刷毛能够逆着硅片运动方向进行冲刷，即：第一滚刷133可沿转轴进行自转（圆周运动），在第一滚刷133与真空吸附平台传动装置2上的硅片接触位置相切处，第一滚刷133旋转方向与真空吸附平台传动装置2传动方向相反；第一滚刷133的前后等间距地设有喷淋头，以便第一喷淋结构131和滚刷装置有效配合，实现高效清洗。
优选地，为保证硅片表面均能够受滚刷的作用，将滚刷的长度设置为不小于硅片的尺寸。
第一吹气烘干结构132设置在第一喷淋结构131的硅片传送方向的后方，第一吹气烘干结构132包括固定在机架上的吹气管以及吹气头，吹气头与喷淋头的位置高度基本一致，对已进行过喷淋及滚刷清洗过的硅片进行烘干(初步干燥)，以便进行下一步工序。
进一步地，本申请中的硅片清洗装置还设有一控制器，控制器与驱动装置相连接从而能够输出信号调整驱动装置134的转速，同时传动电机111也与控制器连接，从而使得控制器能够控制皮带的传动速度和滚刷的转速，合理的调整硅片与滚刷的相对速度，意味着硅片和滚刷的接触面积和接触时间进行调整，大大增加了硅片的清洗效果。
进一步地，清洗装置1还包括了检测系统，其具体包括分别设置在第一清洗机构13的前后两侧的硅片检测装置14，硅片检测装置14具体位于第一清洗机构13的硅片传送方向上的前、后两侧，且硅片检测装置14还与控制器电连接，同时控制器还与第一清洗机构13（包括第一喷淋结构131、第一吹气烘干结构132以及第一滚刷133等）电连接，硅片检测装置14同样设置在机架上，当位于第一清洗机构13前方的硅片检测装置14检测到有硅片或真空吸附平台121后，第一清洗机构13启动，第一清洗机构13对硅片进行多次清洗后，经第一吹气烘干结构132初步干燥后，由第一传送机构11传送至第一清洗装置1的末端，完成对硅片表面的清洗工艺，当位于第一清洗机构13后方的硅片检测装置14检测到硅片或真空吸附平台121后，第一清洗机构13关闭。通过设置硅片检测装置14，可减少不必要的药液消耗和加工工艺，实现精确控制对硅片清洗的工艺。
优选地，本实施例中的第一喷淋结构131还设有超声波装置，超声波可设置在供液管上，其使流动的溶液内带有无数的微小气泡，喷射到硅片表面时，可提高清洗效果。
如图2所示，在本发明的第一个实施例中，其包括第一清洗装置1和第二清洗装置2，第一清洗装置1和第二清洗装置2平行设置，辅助传送装置3设置在第一清洗装置1和第二清洗装置2之间；具体的，在本实施例中辅助传送装置包括第三传送机构31和翻转轮32，第三传送机构31与第一传送机构11和第二传送机构21平行设置，当硅片的第一表面在第一清洗装置1中完成清洗之后传送至第三传送机构31中，由第三传送机构31将硅片传送至第二清洗装置2中，第三传送机构31包括但不限于皮带传送、滚轮或链条传送的传动方式。
翻转轮32可设置在第三传送机构31的中部，其为圆形转轮结构，且其旋转轴与第一、第二、第三传送机构均设于同一水平面，旋转轴的轴向方向垂直穿过第三传送机构，在翻转轮32的圆周上均匀地设置有多个插槽321，插槽321从翻转轮32的圆周朝向翻转轮32的径向方向延伸，使得当硅片传送至翻转轮32的左侧时，硅片对应的插入到一个插槽321中，翻转轮32进行转动，当翻转轮32转动180°后，硅片也相应的翻转了180°从而将硅片进行翻面，翻面后硅片则继续在第二清洗装置2中对硅片的第二表面进行清洗。
在本实施例中，第一固定装置和第二固定装置可采用其他限位装置，限位件设置的传送机构上，限位装置可采用例如至少一组相对边凸起的网带或是钢带对硅片的位置起到限定作用。
如图3所示，在本发明的第二个实施例中，其包括平行且间隔设置的第一清洗装置1和第二清洗装置2，其中第一清洗装置1和第二清洗装置2相互倒置，即第一清洗装置1中的第一固定装置12以及第一清洗机构13位于第一传送机构11的上方，而第二清洗装置2中的第一固定装置22以及第二清洗机构23位于第二传送机构21的下方；辅助传送装置3设置在第一清洗装置1和第二清洗装置2之间，且在本实施例中的第一固定装置和第二固定装置均为真空吸附装置；具体地，本实施例中的辅助传送装置3仅包括第三传送机构31，第三传送机构31包括但不限于皮带传送、滚轮或链条传送的传动方式。
第三传送机构31与第一传送机构11平行且位于同一水平面上，第二传送机构21平行于第三传送机构31，硅片在第一清洗装置1中完成第一表面的清洗并传送至末端，真空发生装置停止运作，真空吸附平台停止对硅片的吸附，硅片转运至第三传送机构31上，第三传送机构31将硅片水平传送至其末端时，第三传送机构31延伸至第二传送机构21的下方，硅片由第三传送机构31传送至第二传送机构21的下方，此时启动真空发生装置，开启真空吸附装置，在真空吸附平台的作用下将硅片吸附在第二传送机构21进行第二表面的清洗。
需要说明的是，硅片在第一、第二、第三传送机构之间的运转也可以是通过转运设备进行运转，转运设备可以是机械手或是真空吸附转运件等，通过抓取或吸附将硅片从一个传送机构转运至另一个传送机构上。
补充说明的是，硅片的生产工艺具体包括：硅棒经过切片处理得到的硅片（其表面通常其表面存在各种杂质，例如切割线与硅片磨损的金属颗粒、切削液的残留物、以及搬运过程中的灰尘、指纹等）；硅片经过硅片清洗装置清洗之后还需要再经过水洗和烘干，如一种硅片清洗工序为：依次通过第一清洗装置（对硅片第一表面进行清洗）、第二清洗装置（第二表面进行清洗）、水洗装置（对硅片进行水洗）和烘干装置（对硅片进行烘干）。
当然，在实际生产过程中也可依据需要增加不同的工序，例如另一种硅片清洗工序则为：依次通过第一清洗装置（对硅片第一表面进行清洗）、第二清洗装置（第二表面进行清洗）、水洗装置（对硅片进行水洗）、碱性装置（对硅片进行碱洗）、水洗装置（对硅片进行水洗）、烘干装置（对硅片进行烘干）等。
需要强调的是，可以增加的工序还包括：碱抛工序，用于表面去损伤层，便于后道硅片制绒处理；纯水喷淋工序，用于增加清洗效果；烘干工序，用于清洗完成后对硅片表面干燥处理等，此外，还可以依据实际，合理地重复增加工段，以实现清洗效果。
通过使用本申请中提出的硅片清洗装置，提升了对硅片清洗的自动化程度，使得行业内对硅片的清洗效率成倍或数倍增加，大大增加了生产效率，减轻了人工成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硅片清洗装置，其特征在于，所述硅片清洗装置包括：传送机构、传动设置在所述传送机构上以将硅片其中一个表面进行限位的固定装置以及对所述硅片的另一个表面进行清洗的清洗机构。
2.根据权利要求1所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述固定装置为真空吸附装置，所述真空吸附装置包括设于所述传送机构上以随传送机构运动的真空吸附平台和与所述真空吸附平台连接的真空发生装置。
3.根据权利要求1所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述清洗机构包括喷淋结构、吹气烘干结构以及与所述硅片表面接触的滚刷。
4.根据权利要求3所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述滚刷包括转轴，所述转轴连接驱动装置，硅片清洗装置还包括与所述驱动装置电连接的控制器，所述驱动装置驱动所述滚刷沿所述硅片的传送方向反向转动。
5.根据权利要求3所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述硅片清洗装置还包括：分别设于所述喷淋结构的位于硅片传送方向上的前、后两侧的硅片检测装置，与所述硅片检测装置电连接的控制器；所述控制器与清洗机构电连接以根据所述硅片检测装置的检测信号控制所述清洗机构开启或关闭。
6.一种硅片双面清洗设备，其特征在于，所述硅片包括第一表面和第二表面，所述硅片双面清洗设备包括：
两个如权利要求1至5中任意一项的硅片清洗装置，分别为用于清洗硅片第一表面的第一清洗装置和用于清洗硅片第二表面的第二清洗装置；
设于所述第一、第二清洗装置之间的用于辅助所述硅片从第一清洗装置传送至第二固定装置的辅助传送装置。
7.根据权利要求6所述的硅片双面清洗设备，其特征在于，所述第一清洗装置包括第一传送机构，所述第二清洗装置包括第二传送机构，所述辅助传送装置包括：设于所述第一传送机构和第二传送机构之间的第三传送机构、设于所述第三传送机构中部的翻转轮，所述翻转轮的圆周上的开设有多个朝向其径向方向延伸的插槽，所述硅片插入到所述插槽，所述翻转轮转动并带动所述硅片翻面。
8.根据权利要求6所述的硅片双面清洗设备，其特征在于，所述第一清洗装置包括第一传送机构和第一固定装置，所述第二清洗装置包括第二传送机构和第二固定装置，所述第一固定装置和第二固定装置为真空吸附装置，所述第二传送机构平行地设置在第一传送机构一侧，所述第一固定装置设于硅片的下方，所述第二固定装置设于硅片的上方，所述辅助传送装置包括将硅片从所述第一传送机构传送到第二传送机构上的第三传送机构。
9.一种硅片的清洗方法，其特征在于，使用如权利要求6至8中任意一项所述的硅片双面清洗设备对硅片表面进行清洗，至少包括步骤：
所述第一清洗装置对硅片第一表面进行清洗；
所述辅助传送装置将硅片从第一清洗装置传送至第二清洗装置；
所述第二清洗装置对硅片第二表面进行清洗。
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