CN113295715A - 一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，包括装置主体、输送带、支撑板以及控制面板，所述输送带固定安装在装置主体的上端面，所述控制面板固定连接在装置主体的前端面，所述支撑板固定连接在控制面板的下端面，所述输送带的上端面开设有承载槽，所述承载槽的内部放置有承载装置，所述承载装置的内部承载有晶棒，所述输送带的末端设有分离收集装置，所述分离收集装置固定连接在装置主体的上端面，所述装置主体的上端面中部还固定连接有定位环，且所述定位环位于分离收集装置的上方一侧，所述装置主体的上端面固定连接有夹持装置，所述夹持装置位于分离收集装置的一侧，实现对晶棒的快速定向测试。

Description

一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统

技术领域

本发明涉及晶体测试技术领域，特别涉及一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统。

背景技术

人工生产出来的单晶硅晶棒在加工出各种规格晶片前，先要将毛坯晶棒进行定向，找出需要的方向后，利用磨削设备将晶棒柱面加工出参考边或notch，并按测定角度值将晶棒粘结在料板上，进行晶棒粘接，晶棒定向需要有相配套的可将晶棒柱面参考边或notch根据需要指向需要的角度。

通过专利检索，存在以下已知的现有技术方案：

申请号：CN201810915272.2，申请日：2018.08.13。该发明公开了一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，包括料板机构、料板旋转机构、升降机构、摆转机构和驱动机构，所述摆转机构包括安装座，安装座的顶部安装有减速机，减速机的顶部设有与减速机连接的第二电机，第二电机的一侧安装有第一编码器，驱动机构设置于第二电机的另一侧，第二电机靠近驱动机构的一侧还安装有水平设置的定位探针，安装座的底部还安装有第二直线导轨，第二直线导轨的一侧活动安装有丝杠，丝杠的一端通过第一联轴器安装有第三电机，所述驱动机构包括行走部分、两组跟随行走部分运动的X光发生部分以及两组信号系统。本发明设计合理，使切片后精度控制在±3′以内，以满足半导体级单晶硅的切片制品精度日益提高的需要。

该现有技术使用时通过设有弧形导轨以及直线导轨驱动X光发送器和信号接收器对晶棒进行定位测试，该种方式导轨较为复杂且工作效率较低，装置结构较为冗杂故障率高，同时现有的装置中需要手动对晶体进行放料测试只能实现逐个测试，测试效率较低且。

因此，有必要提供一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统解决上述技术问题。

发明内容

一要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，以解决上述背景技术中的问题。

二技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，包括装置主体、输送带、支撑板以及控制面板，所述输送带固定安装在装置主体的上端面，所述控制面板固定连接在装置主体的前端面，所述支撑板固定连接在控制面板的下端面，所述输送带的上端面开设有承载槽，所述承载槽的内部放置有承载装置，所述承载装置的内部承载有晶棒，所述输送带的末端设有分离收集装置，所述分离收集装置固定连接在装置主体的上端面，所述装置主体的上端面中部还固定连接有定位环，且所述定位环位于分离收集装置的上方一侧，所述装置主体的上端面固定连接有夹持装置，所述夹持装置位于分离收集装置的一侧，所述装置主体的侧端面一侧固定连接有收集箱。

所述装置主体的内部固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机驱动连接有第二转动杆，所述第二转动杆驱动连接有传动曲轴，所述第二转动杆通过传动曲轴驱动连接有驱动杆，所述驱动杆侧端面套接有限位套杆，所述限位套杆位于输送带的末端，所述分离收集装置的下端面固定连接有收集漏斗，所述收集漏斗下端面固定连接有集料管。

具体使用时，将晶棒置于承载装置中进行包裹保护，通过输送带带动晶棒和承载装置进行输送转移，承载装置落入转动套杆的内部驱动杆在传动曲轴、第二转动杆和第二转动杆第二驱动电机的驱动下在限位套杆的将内部做活塞式往复运动进而带动晶棒在上升，通过定位环对晶棒进行定向测量，最终通过夹持装置对晶棒进行夹持和调整偏转角度用于下一步工序，同时还设有分离收集装置对承载装置进行分离并将分离后承载装置通过收集漏斗和集料管输送至收集箱中进行回收。

作为本发明的进一步方案，所述驱动杆的侧端面固定连接有至少一组限位柱，所述限位套杆内部开设有与限位柱相适配的限位槽。

具体使用时，为了提高驱动杆和限位套杆的滑动的同轴度，在驱动杆的表面嵌设有限位柱，同时在限位套杆的内部开设有与限位柱相适配的限位槽，通过限位柱和限位槽相适配提高驱动杆和限位套杆滑动时的同轴度。

作为本发明的进一步方案，所述驱动杆的上端面固定安装有转动轴，所述转动轴上端面转动连接有转动平台，所述转动平台通过转动轴转动连接在驱动杆的上端面，且所述转动平台侧壁套接有转动套杆，所述转动平台和转动套杆之间通过螺纹啮合，所述转动套杆固定连接在限位套杆的上端面，所述转动平台的上端面嵌设有电磁片，且所述承载装置的底部嵌设有与电磁片相适配的磁片，所述电磁片与控制面板电性相连。

具体使用时，通过驱动杆带动转动平台上下往复运动的同时，转动平台通过与转动套杆螺纹啮合，实现自体旋转，同时在转动平台的上端面嵌设有电磁片，通过电磁片对承载装置的吸附带动承载装置进行自转，进而实现晶棒在上升定向测试的过程中转动，以提高对晶棒定向测试的效率和精准度。

作为本发明的进一步方案，所述承载装置包括禁锢条、连接层、活动槽、卡槽、承载底座和卡扣板，所述承载底座设置在承载槽的上方，所述卡槽开设在承载底座的侧端面，所述活动槽开设在承载底座的上端面，所述禁锢条滑动连接在承载底座的上端面，所述卡扣板固定连接在承载底座的上端面边缘，所述禁锢条至少设有两组，且所述禁锢条中间通过连接层相连。

具体使用时，晶棒置于禁锢条中部区域内，通过禁锢条和连接层对晶棒进行包裹，防止晶棒在运输过程中碰撞对造成的损坏，且承载装置置于承载槽的内防止运输时导致的倾倒和移动，进一步提高对晶棒的防护力度。

作为本发明的进一步方案，所述禁锢条之间设有伸缩杆，所述伸缩杆外端面套接有支撑弹簧，所述伸缩杆、支撑弹簧均设置于连接层的内部，且所述卡扣板的一端设有与禁锢条相卡接的卡接块。

具体使用时，通过支撑弹簧对禁锢条进行弹性支撑，在禁锢条脱离卡扣板内部后在弹性作用下将禁锢条和连接层展开对晶棒实现包裹覆盖，且在支撑弹簧的内部设有伸缩杆，伸缩杆与禁锢条固定相连以提高结构的稳定度。

作为本发明的进一步方案，所述活动槽的内部滑动连接有活动杆，所述活动杆与禁锢条固定相连，所述禁锢条通过活动杆滑动连接在承载底座的上端面，所述活动杆的下端面一侧固定连接有连接杆，所述连接杆之间弹性连接有限位弹簧，所述连接杆的上端面固定连接有从动斜板，所述从动斜板的上方贴合有驱动斜板，所述驱动斜板的上端面固定连接有压合片，所述压合片滑动连接在承载底座的上端面中部。

具体使用时，通过在承载底座的中部设有压合片，在晶棒放入禁锢条中部时由于重力作用压动压合片，推掉驱动斜板向下移动，由于从动斜板和驱动斜板相贴合驱动连接杆向内侧移动，带动禁锢条进行移动，进而使得禁锢条脱离卡接块的卡接。

作为本发明的进一步方案，所述夹持装置包括驱动气缸、伸缩轴、连接片和夹持气缸，所述连接片固定安装在装置主体的上端面，所述伸缩轴转动连接连接片的上端面，所述驱动气缸转动连接在伸缩轴的上端面，所述夹持气缸驱动连接在驱动气缸的侧端面一侧。

具体使用时，可通过连接片将夹持装置固定在装置主体上表面合适位置，并通过伸缩轴对驱动气缸进行升降，并通过驱动气缸控制夹持气缸的夹持以及转动。

作为本发明的进一步方案，所述分离收集装置包括第一驱动电机、第一转动轴、回流槽、回流板、转动拨杆、入料口、红外传感器、出料口和弧形槽，所述回流板固定连接在装置主体的上端面中部，所述第一驱动电机固定安装在回流板的上方，所述回流槽、入料口和出料口开设在回流板的上表面，所述入料口与输送带的末端相适配，所述回流槽开设在收集漏斗的上方，所述出料口位于转动套杆的上方，所述第一驱动电机转动连接有第一转动轴，所述第一转动轴侧端面固定连接有转动拨杆，所述转动拨杆转动连接在回流板的上端面，所述弧形槽开设在转动拨杆背离第一转动轴的一端，且所述弧形槽与卡槽相适配，所述红外传感器嵌设在出料口的内部，所述红外传感器与控制面板电性相连。

具体使用时，通过分离收集装置对承载装置进行回收和分离，通过第一驱动电机驱动第一转动轴带动转动拨杆在回流板上表面转动，通过转动拨杆一端设有弧形槽，弧形槽和卡槽卡接进而将承载装置移动落入回流槽中，同时在回流板上表面开设有入料口和出料口用于晶棒和承载装置进入转动套杆内部以及在定向检测时进行限位，同时在出料口内部嵌设有红外传感器，通过红外传感器对晶棒进行感应识别将信号发送至控制面板进行相应的控制。

作为本发明的进一步方案，所述定位环包括定位环主体、X射线定位仪、定位探针、滑动滚轮和遮挡片，所述定位环主体位于转动套杆的上方，且所述定位环主体与转动套杆同心，所述定位探针和X射线定位仪均匀分布在定位环主体内壁，所述遮挡片固定连接在定位环主体内壁底部，所述滑动滚轮固定连接在遮挡片的下端面。

具体使用时，遮挡片对禁锢条进行抵挡将内部晶棒展露出来，同时为了降低抵挡时禁锢条与活动槽的摩擦在遮挡片的下端面设有滑动滚轮，定向测试时晶棒在定位环主体中心转动上升，通过定位探针对晶棒的位置进行定位，由于晶棒相对于定位环主体内壁X射线定位仪在不断上升和自转，进而可通过设置多组X射线定位仪实现对晶棒全角度测试，测试效率高。

工作原理：首先将晶棒置于承载装置的内部，在重力作用下承载装置下压压合片，带动压合片底部的驱动斜板向下移动，同时由于驱动斜板和从动斜板斜面相贴合，从动斜板在驱动斜板的作用下相对于驱动斜板向内侧移动，带动活动杆向承载底座中部移动，进而带动禁锢条移动，禁锢条移动的同时脱离与卡接块的卡接在支撑弹簧的作用下带动连接层弹出，对晶棒形成包裹，同时禁锢条可采用橡胶材质，在禁锢条向内侧移动时可对晶棒进行夹持，为了避免在禁锢条时支撑弹簧支撑应力不足在支撑弹簧的内部设有伸缩杆，提高结构的稳定性，通过禁锢条和连接层可有效防止对晶棒进行防护防止磕碰造成碎裂或者损伤，同时在晶棒防放入承载装置后，将承载装置置于承载槽中随着输送带进行输送，并落入转动套杆的内部，驱动杆在传动曲轴、第二转动杆以及第二转动杆第二驱动电机的驱动下在限位套杆的内部做活塞式往复运动，同时为了保证限位套杆和驱动杆的同心度，在驱动杆的表面设有限位柱并在限位套杆内壁开设有限位槽相卡接，通过驱动杆的往复运动将晶棒和承载装置穿过出料口上移至定位环主体的中心，通过定位探针对晶棒的位置进行探测同时通过X射线定位仪对晶棒进行定向测试，进一步的为提高测试效率和精准度，在驱动杆的上端面通过转动轴转动连接有转动平台，转动平台和转动套杆通过螺纹啮合，且转动平台上端面设有电磁片，电磁片与承载装置底部磁片吸合，在转动平台随驱动杆做活塞往复运动时转动平台带动承载装置和晶棒进行自转，进而晶棒在伸出出料口时也在自体转动，通过X射线定位仪可实现晶棒多角度定向测量，在晶棒上升过程中，在定位环主体的内壁底部设有遮挡片，遮挡片对禁锢条进行阻挡避免禁锢条和连接层影响干扰结果，且在遮挡片底部设有滑动滚轮以降低承载装置转动时的摩擦力，并且在出料口的内壁嵌设有红外传感器，红外传感器检测到晶棒伸出后通过控制面板控制X射线定位仪、定位探针完成定向测试，同时对电磁片进行断电取消对承载装置的磁力吸附，通过夹持装置中的夹持气缸将晶棒夹持取出，并依据X射线定位仪、定位探针定向测试结果进行方向调整，便于进行下一步工序，在晶棒取出后，压合片失去压力而弹起，在限位弹簧的作用下活动杆带动禁锢条向边缘移动，最终压缩状态的禁锢条和连接层进入卡扣板中进行卡接，同时在晶棒从承载装置中抽离后，第一驱动电机控制转动拨杆转动将弧形槽与卡槽卡接，使得承载装置在回流板表面随转动拨杆运动，最终落入回流槽中随收集漏斗和集料管进入收集箱中进行回收收集。

三有益效果

1、本发明提供一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，为了提高晶棒的测试效率设有输送带，由于晶棒材质刚性较低，运输时磕碰容易造成损坏或者碎裂产品价值大大降低，进而设有承载装置对晶棒进行防护，承载装置设有禁锢条，禁锢条可采用柔性橡胶等缓冲材质制成，禁锢条之间通过伸缩杆进行连接同时通过支撑弹簧提供弹力支撑，连接层可采用篷布、薄膜或者橡胶层的形式外部物体对内部晶棒的冲击提高防护性能，同时在承载底座的上端面设有压合片，在晶棒放入禁锢条内部时，在重力作用下压动压合片带动驱动斜板下移进而带动从动斜板水平移动，驱动连接杆和活动杆向内侧移动，活动杆滑动连接在活动槽的内部，且所述活动杆与禁锢条固定相连从而带动禁锢条向晶棒移动将晶棒夹持固定并包裹，提高对晶棒固定的稳固程度，同时在输送带的表面开设有承载槽，承载装置可置于承载槽的内部防止运输过程中倾倒或移动造成不必要的损坏；

2、本发明所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，通过导轨驱动X射线定位仪相对晶棒移动进行测试，导轨驱动转动角度有限且效率较低，装置结构较为复杂，该装置将X射线定位仪固定至定位环主体内部，通过第二转动杆第二驱动电机驱动第二转动杆转动，并通过传动曲轴传动使得驱动杆在限位套杆内部做活塞式往复运动，通过驱动杆推动晶棒进行上升，使得X射线定位仪固定，晶棒相对X射线定位仪进行移动进行测试，同时为了提高测量角度的范围更加广泛，驱动杆上端面通过转动轴转动连接有转动平台，转动平台与转动套杆螺纹啮合在转动平台上下往复运动同时在螺纹作用下自提旋转，且通过电磁片对承载装置的吸附带动晶棒进行转动，实现晶棒在定向测试时相对于X射线定位仪既做垂直方向直线运动，也沿轴向做自转运动，大大提高了晶棒在定向测试时的测试角度和测试范围，且X射线定位仪可依据需要多组布置进一步提高测量效果，该种测量结构简单高效故障率低；

3、本发明所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，设有分离收集装置，在晶棒进行定向测试时禁锢条在遮挡片的作用下压缩，且晶棒通过夹持装置抽离后在限位弹簧弹力作用下活动杆向外侧移动，带动禁锢条向承载底座的边缘移动，并通过卡扣板中的卡接块对禁锢条进行卡接限位，同时在转动拨杆在第一驱动电机的驱动下转动，转动拨杆一端设有与卡槽相适配的弧形槽，通过弧形槽对转动拨杆适配，使得承载装置随着转动拨杆落入回流槽中并随收集漏斗和集料管回流入收集箱中收集，实现承载装置自动折叠回收，进一步提高装置的工作效率和便捷度。

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是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的承载装置结构示意图；

图3是本发明的承载装置内部结构示意图；

图4是本发明的承载装置收缩状态示意图；

图5是本发明的夹持装置结构示意图；

图6是本发明的分离收集装置结构示意图；

图7是本发明图中6中a处放大结构示意图；

图8是本发明的定位环结构示意图；

图9是本发明的装置主体内部结构示意图；

图10是本发明图9中b处放大示意图。

图中：1、装置主体；2、晶棒；3、承载装置；4、夹持装置；5、分离收集装置；6、支撑板；7、控制面板；8、收集箱；9、定位环；10、输送带；11、承载槽；12、禁锢条；13、连接层；14、活动槽；15、卡槽；16、承载底座；17、卡扣板；18、伸缩杆；19、支撑弹簧；20、驱动斜板；21、连接杆；22、从动斜板；23、限位弹簧；24、压合片；25、活动杆；26、卡接块；27、驱动气缸；28、伸缩轴；29、连接片；30、夹持气缸；31、第一驱动电机；32、第一转动轴；33、回流槽；34、回流板；35、转动拨杆、36、入料口37、红外传感器 38、出料口 39、弧形槽 40、定位环主体41、X射线定位仪42、定位探针43、滑动滚轮 44、遮挡片 45、收集漏斗 46、集料管 47、传动曲轴 48、第二转动杆 49、第二驱动电机 50、电磁片 51、转动套杆 52、转动平台 53、转动轴 54、驱动杆55、限位柱56、限位槽 57、限位套杆。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。

另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。

如图1、图9和图10所示，一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，包括装置主体1、输送带10、支撑板6以及控制面板7，输送带10固定安装在装置主体1的上端面，控制面板7固定连接在装置主体1的前端面，支撑板6固定连接在控制面板7的下端面，输送带10的上端面开设有承载槽11，承载槽11的内部放置有承载装置3，承载装置3的内部承载有晶棒2，输送带10的末端设有分离收集装置5，分离收集装置5固定连接在装置主体1的上端面，装置主体1的上端面中部还固定连接有定位环9，且定位环9位于分离收集装置5的上方一侧，装置主体1的上端面固定连接有夹持装置4，夹持装置4位于分离收集装置5的一侧，装置主体1的侧端面一侧固定连接有收集箱8，装置主体1的内部固定安装有第二驱动电机49，第二驱动电机49驱动连接有第二转动杆48，第二转动杆48驱动连接有传动曲轴47，第二转动杆48通过传动曲轴47驱动连接有驱动杆54，驱动杆54侧端面套接有限位套杆57，限位套杆57位于输送带10的末端，分离收集装置5的下端面固定连接有收集漏斗45，收集漏斗45下端面固定连接有集料管46。

具体使用时，将晶棒2置于承载装置3中进行包裹保护，通过输送带10带动晶棒2和承载装置3进行输送转移，承载装置3落入转动套杆51的内部驱动杆54在传动曲轴47、第二转动杆48和第二转动杆第二驱动电机49的驱动下在限位套杆57的将内部做活塞式往复运动进而带动晶棒2在上升，通过定位环9对晶棒2进行定向测量，最终通过夹持装置4对晶棒2进行夹持和调整偏转角度用于下一步工序，同时还设有分离收集装置5对承载装置3进行分离并将分离后承载装置3通过收集漏斗45和集料管46输送至收集箱8中进行回收。

作为本发明的进一步方案，驱动杆54的侧端面固定连接有至少一组限位柱55，限位套杆57内部开设有与限位柱55相适配的限位槽56。

具体使用时，为了提高驱动杆54和限位套杆57的滑动的同轴度，在驱动杆54的表面嵌设有限位柱55，同时在限位套杆57的内部开设有与限位柱55相适配的限位槽56，通过限位柱55和限位槽56相适配提高驱动杆54和限位套杆57滑动时的同轴度。

作为本发明的进一步方案，驱动杆54的上端面固定安装有转动轴53，转动轴53上端面转动连接有转动平台52，转动平台52通过转动轴53转动连接在驱动杆54的上端面，且转动平台52侧壁套接有转动套杆51，转动平台52和转动套杆51之间通过螺纹啮合，转动套杆51固定连接在限位套杆57的上端面，转动平台52的上端面嵌设有电磁片50，且承载装置3的底部嵌设有与电磁片50相适配的磁片，电磁片50与控制面板7电性相连。

具体使用时，通过驱动杆54带动转动平台52上下往复运动的同时，转动平台52通过与转动套杆51螺纹啮合，实现自体旋转，同时在转动平台52的上端面嵌设有电磁片50，通过电磁片50对承载装置3的吸附带动承载装置3进行自转，进而实现晶棒2在上升定向测试的过程中转动，以提高对晶棒2定向测试的效率和精准度。

作为本发明的进一步方案，如图2所示，承载装置3包括禁锢条12、连接层13、活动槽14、卡槽15、承载底座16和卡扣板17，承载底座16设置在承载槽11的上方，卡槽15开设在承载底座16的侧端面，活动槽14开设在承载底座16的上端面，禁锢条12滑动连接在承载底座16的上端面，卡扣板17固定连接在承载底座16的上端面边缘，禁锢条12至少设有两组，且禁锢条12中间通过连接层13相连。

具体使用时，晶棒2置于禁锢条12中部区域内，通过禁锢条12和连接层13对晶棒2进行包裹，防止晶棒2在运输过程中碰撞对造成的损坏，且承载装置3置于承载槽11的内防止运输时导致的倾倒和移动，进一步提高对晶棒2的防护力度。

作为本发明的进一步方案，禁锢条12之间设有伸缩杆18，伸缩杆18外端面套接有支撑弹簧19，伸缩杆18、支撑弹簧19均设置于连接层13的内部，且卡扣板17的一端设有与禁锢条12相卡接的卡接块26。

具体使用时，通过支撑弹簧19对禁锢条12进行弹性支撑，在禁锢条12脱离卡扣板17内部后在弹性作用下将禁锢条12和连接层13展开对晶棒2实现包裹覆盖，且在支撑弹簧19的内部设有伸缩杆18，伸缩杆18与禁锢条12固定相连以提高结构的稳定度。

作为本发明的进一步方案，如图3和图4所示，活动槽14的内部滑动连接有活动杆25，活动杆25与禁锢条12固定相连，禁锢条12通过活动杆25滑动连接在承载底座16的上端面，活动杆25的下端面一侧固定连接有连接杆21，连接杆21之间弹性连接有限位弹簧23，连接杆21的上端面固定连接有从动斜板22，从动斜板22的上方贴合有驱动斜板20，驱动斜板20的上端面固定连接有压合片24，压合片24滑动连接在承载底座16的上端面中部。

具体使用时，通过在承载底座16的中部设有压合片24，在晶棒2放入禁锢条12中部时由于重力作用压动压合片24，推掉驱动斜板20向下移动，由于从动斜板22和驱动斜板20相贴合驱动连接杆21向内侧移动，带动禁锢条12进行移动，进而使得禁锢条12脱离卡接块26的卡接。

作为本发明的进一步方案，如图5所示，夹持装置4包括驱动气缸27、伸缩轴28、连接片29和夹持气缸30，连接片29固定安装在装置主体1的上端面，伸缩轴28转动连接29连接片的上端面，驱动气缸27转动连接在伸缩轴28的上端面，夹持气缸30驱动连接在驱动气缸27的侧端面一侧。

具体使用时，可通过连接片29将夹持装置4固定在装置主体1上表面合适位置，并通过伸缩轴28对驱动气缸27进行升降，并通过驱动气缸27控制夹持气缸30的夹持以及转动。

作为本发明的进一步方案，如图6和图7所示，分离收集装置5包括第一驱动电机31、第一转动轴32、回流槽33、回流板34、转动拨杆35、入料口36、红外传感器37、出料口38和弧形槽39，回流板34固定连接在装置主体1的上端面中部，34第一驱动电机31固定安装在回流板34的上方，回流槽33、入料口36和出料口38开设在回流板34的上表面，入料口36与输送带10的末端相适配，回流槽33开设在收集漏斗45的上方，出料口38位于转动套杆51的上方，第一驱动电机31转动连接有第一转动轴32，第一转动轴32侧端面固定连接有转动拨杆35，转动拨杆35转动连接在回流板34的上端面，弧形槽39开设在转动拨杆35背离第一转动轴32的一端，且弧形槽39与卡槽15相适配，红外传感器37嵌设在出料口38的内部，红外传感器37与控制面板7电性相连。

具体使用时，通过分离收集装置5对承载装置3进行回收和分离，通过第一驱动电机31驱动第一转动轴32带动转动拨杆35在回流板34上表面转动，通过转动拨杆35一端设有弧形槽39，弧形槽39和卡槽15卡接进而将承载装置3移动落入回流槽33中，同时在回流板34上表面开设有入料口36和出料口38用于晶棒2和承载装置3进入转动套杆51内部以及在定向检测时进行限位，同时在出料口38内部嵌设有红外传感器37，通过红外传感器37对晶棒2进行感应识别将信号发送至控制面板7进行相应的控制。

作为本发明的进一步方案，如图9所示，定位环9包括定位环主体40、X射线定位仪41、定位探针42、滑动滚轮43和遮挡片44，定位环主体40位于转动套杆51的上方，且定位环主体40与转动套杆51同心，定位探针42和X射线定位仪41均匀分布在定位环主体40内壁，遮挡片44固定连接在定位环主体40内壁底部，滑动滚轮43固定连接在遮挡片44的下端面。

具体使用时，遮挡片44对禁锢条12进行抵挡将内部晶棒2展露出来，同时为了降低抵挡时禁锢条12与活动槽14的摩擦在遮挡片44的下端面设有滑动滚轮43，定向测试时晶棒2在定位环主体40中心转动上升，通过定位探针42对晶棒2的位置进行定位，由于晶棒2相对于定位环主体40内壁X射线定位仪41在不断上升和自转，进而可通过设置多组X射线定位仪41实现对晶棒2全角度测试，测试效率高。

工作原理：首先将晶棒2置于承载装置3的内部，在重力作用下承载装置3下压压合片24，带动压合片24底部的驱动斜板20向下移动，同时由于驱动斜板20和从动斜板22斜面相贴合，从动斜板22在驱动斜板20的作用下相对于驱动斜板20向内侧移动，带动活动杆25向承载底座16中部移动，进而带动禁锢条12移动，禁锢条12移动的同时脱离与卡接块26的卡接在支撑弹簧19的作用下带动连接层13弹出，对晶棒2形成包裹，同时禁锢条12可采用橡胶等缓冲材质，在禁锢条12向内侧移动时可对晶棒2形成夹持，为了避免在禁锢条12时支撑弹簧19支撑应力不足在支撑弹簧19的内部设有伸缩杆18，提高结构的稳定性，通过禁锢条12和连接层13可有效防止对晶棒2进行防护防止磕碰造成碎裂或者损伤，在晶棒2防放入承载装置3后，将承载装置3置于承载槽11中随着输送带10进行输送，并落入转动套杆51的内部，驱动杆54在传动曲轴47、第二转动杆48以及第二转动杆第二驱动电机49的驱动下在限位套杆57的内部做活塞式往复运动，同时为了保证限位套杆57和驱动杆54的同心度，在驱动杆54的表面设有限位柱55并在限位套杆57内壁开设有限位槽56相卡接，通过驱动杆54的往复运动将晶棒2和承载装置3穿过出料口38上移至定位环主体40的中心，通过定位探针42对晶棒2的位置进行探测同时通过X射线定位仪41对晶棒2进行定向测试，进一步的为提高测试效率和精准度，在驱动杆54的上端面通过转动轴53转动连接有转动平台52，转动平台52和转动套杆51通过螺纹啮合，且转动平台52上端面设有电磁片50，电磁片50与承载装置3底部磁片吸和，在转动平台52随驱动杆54做活塞往复运动时转动平台52带动承载装置3和晶棒2进行自转，进而晶棒2在伸出出料口38时也在自体转动，通过X射线定位仪41可实现晶棒2多角度定向测量，在晶棒2上升过程中，在定位环主体40的内壁底部设有遮挡片44，遮挡片44对禁锢条12进行阻挡避免禁锢条12和连接层13影响干扰结果，且在遮挡片44底部设有滑动滚轮43以降低承载装置3转动时的摩擦力，并且在出料口38的内壁嵌设有红外传感器37，红外传感器37检测到晶棒2伸出后通过控制面板7控制X射线定位仪41、定位探针42完成定向测试，同时对电磁片50进行断电取消对承载装置3的磁力吸附，通过夹持装置4中的夹持气缸30将晶棒2夹持取出，并依据X射线定位仪41、定位探针42定向测试结果进行方向调整，便于进行下一步工序，在晶棒2取出后，压合片24失去压力而弹起，在限位弹簧23的作用下活动杆25带动禁锢条12向边缘移动，最终压缩状态的禁锢条12和连接层13进入卡扣板17中进行卡接，同时在晶棒2从承载装置3中抽离后，第一驱动电机31控制转动拨杆35转动将弧形槽39与卡槽15卡接，使得承载装置3在回流板34表面随转动拨杆35运动，最终落入回流槽33中随收集漏斗45和集料管46进入收集箱8中进行回收收集。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，包括装置主体(1)、输送带(10)、支撑板(6)以及控制面板(7)，所述输送带(10)固定安装在装置主体(1)的上端面，所述控制面板(7)固定连接在装置主体(1)的前端面，所述支撑板(6)固定连接在控制面板(7)的下端面，其特征在于：所述输送带(10)的上端面开设有承载槽(11)，所述承载槽(11)的内部放置有承载装置(3)，所述承载装置(3)的内部承载有晶棒(2)，所述输送带(10)的末端设有分离收集装置(5)，所述分离收集装置(5)固定连接在装置主体(1)的上端面，所述装置主体(1)的上端面中部还固定连接有定位环(9)，且所述定位环(9)位于分离收集装置(5)的上方一侧，所述装置主体(1)的上端面固定连接有夹持装置(4)，所述夹持装置(4)位于分离收集装置(5)的一侧，所述装置主体(1)的侧端面一侧固定连接有收集箱(8)。

2.根据权利要求1所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，其特征在于：所述装置主体(1)的内部固定安装有第二驱动电机(49)，所述第二驱动电机(49)驱动连接有第二转动杆(48)，所述第二转动杆(48)驱动连接有传动曲轴(47)，所述第二转动杆(48)通过传动曲轴(47)驱动连接有驱动杆(54)，所述驱动杆(54)侧端面套接有限位套杆(57)，所述限位套杆(57)位于输送带(10)的末端，所述分离收集装置(5)的下端面固定连接有收集漏斗(45)，所述收集漏斗(45)下端面固定连接有集料管(46)。

3.根据权利要求2所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，其特征在于：所述驱动杆(54)的侧端面固定连接有至少一组限位柱(55)，所述限位套杆(57)内部开设有与限位柱(55)相适配的限位槽(56)。

4.根据权利要求3所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，其特征在于：所述驱动杆(54)的上端面固定安装有转动轴(53)，所述转动轴(53)上端面转动连接有转动平台(52)，且所述转动平台(52)侧壁套接有转动套杆(51)，所述转动平台(52)和转动套杆(51)之间通过螺纹啮合，所述转动套杆(51)固定连接在限位套杆(57)的上端面，所述转动平台(52)的上端面嵌设有电磁片(50)，且所述承载装置(3)的底部嵌设有与电磁片(50)相适配的磁片，所述电磁片(50)与控制面板(7)电性相连。

5.根据权利要求4所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，其特征在于：所述承载装置(3)包括禁锢条(12)、连接层(13)、活动槽(14)、卡槽(15)、承载底座(16)和卡扣板(17)，所述承载底座(16)设置在承载槽(11)的上方，所述卡槽(15)开设在承载底座(16)的侧端面，所述活动槽(14)开设在承载底座(16)的上端面，所述禁锢条(12)滑动连接在承载底座(16)的上端面，所述卡扣板(17)固定连接在承载底座(16)的上端面边缘，所述禁锢条(12)至少设有两组，且所述禁锢条(12)中间通过连接层(13)相连。

6.根据权利要求5所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，其特征在于：所述禁锢条(12)之间设有伸缩杆(18)，所述伸缩杆(18)外端面套接有支撑弹簧(19)，所述伸缩杆(18)、支撑弹簧(19)均设置于连接层(13)的内部，且所述卡扣板(17)的一端设有与禁锢条(12)相卡接的卡接块(26)。

7.根据权利要求6所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，其特征在于：所述活动槽(14)的内部滑动连接有活动杆(25)，所述活动杆(25)与禁锢条(12)固定相连，所述禁锢条(12)通过活动杆(25)滑动连接在承载底座(16)的上端面，所述活动杆(25)的下端面一侧固定连接有连接杆(21)，所述连接杆(21)之间弹性连接有限位弹簧(23)，所述连接杆(21)的上端面固定连接有从动斜板(22)，所述从动斜板(22)的上方贴合有驱动斜板(20)，所述驱动斜板(20)的上端面固定连接有压合片(24)，所述压合片(24)滑动连接在承载底座(16)的上端面中部。

8.根据权利要求4所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，其特征在于：所述夹持装置(4)包括驱动气缸(27)、伸缩轴(28)、连接片(29)和夹持气缸(30)，所述连接片(29)固定安装在装置主体(1)的上端面，所述伸缩轴(28)转动连接(29)连接片的上端面，所述驱动气缸(27)转动连接在伸缩轴(28)的上端面，所述夹持气缸(30)驱动连接在驱动气缸(27)的侧端面一侧。

9.根据权利要求5所述的一种半导体级单晶硅晶棒定向测试系统，其特征在于：所述分离收集装置(5)包括第一驱动电机(31)、第一转动轴(32)、回流槽(33)、回流板(34)、转动拨杆(35)、入料口(36)、红外传感器(37)、出料口(38)和弧形槽(39)，所述回流板(34)固定连接在装置主体(1)的上端面中部，(34)所述第一驱动电机(31)固定安装在回流板(34)的上方，所述回流槽(33)、入料口(36)和出料口(38)开设在回流板(34)的上表面，所述入料口(36)与输送带(10)的末端相适配，所述回流槽(33)开设在收集漏斗(45)的上方，所述出料口(38)位于转动套杆(51)的上方，所述第一驱动电机(31)转动连接有第一转动轴(32)，所述第一转动轴(32)侧端面固定连接有转动拨杆(35)，所述转动拨杆(35)转动连接在回流板(34)的上端面，所述弧形槽(39)开设在转动拨杆(35)背离第一转动轴(32)的一端，且所述弧形槽(39)与卡槽(15)相适配，所述红外传感器(37)嵌设在出料口(38)的内部，所述红外传感器(37)与控制面板(7)电性相连。

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