CN114260785A - 一种全自动硅片倒角设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动硅片倒角设备，包括：控制机构；吸盘机构；倒角机构；以及归零机构；所述吸盘机构通过悬臂梁与控制机构连接；其特征在于，所述吸盘机构与倒角机构设置于所述控制机构的一侧且与该控制机构之间隔离设置；所述吸盘机构位于所述悬臂梁的下方且其由所述控制机构带动相对所述归零机构及倒角机构移动，自动完成归零和硅片倒角动作。通过将移动工装设计集成于低转速的吸盘机构上，而高转速的倒角机构采用固定方式，以减少其工装带来的误差影响，进而大大提高硅片的倒角加工精度；而且结合吸盘机构的并排式设计结构，平衡了载台组件的分布，提高吸盘的转动稳定性，也进一步提高了硅片倒角的精度。

Description

一种全自动硅片倒角设备

技术领域

本发明涉及硅片倒角技术领域，尤其涉及一种全自动硅片倒角设备。

背景技术

在硅片的加工过程中，从硅晶锭切成硅片后，如果直接进行磨片，容易产生崩边，从而引起硅片报废，因此在磨片之前需要对硅片进行倒角。

中国专利CN209021794U公开了一种半自动硅片倒角生产设备，包括：机架，所述机架设置有第一安装区域，第二安装区域和第三安装区域；倒角组件，所述倒角组件安装设置在所述第一安装区域上；横向驱动组件，所述横向驱动组件安装设置在所述第三安装区域上；纵向驱动组件，所述纵向驱动组件滑动设置在所述横向驱动组件上；以及吸附组件，所述吸附组件连接设置在所述纵向驱动组件上；所述左右定位组件与所述位置感应组件之间形成归零区域；本实用新型解决了通过成型刀具的移动对硅片进行倒角，过于笨重，无法保证硅片的倒角精度的技术问题。

但是该技术方案中仍存在一些问题：

（1）倒角机构是通过高转速砂轮对吸盘上吸附固定的硅片进行倒角，上述技术方案中倒角机构需要上下调节以匹配可沿X轴和Y轴移动的吸附组件实现对硅片的倒角定位，但是倒角机构的滑动升降结构存在装配误差，结合其高速旋转，使得硅片倒角加工精度很大程度上受限，受到影响；

（2）上述技术方案中的吸附组件安装于载台支架的端部，且吸盘置于其上方，在倒角加工时，废液顺着载台支架会直接流到横向驱动组件和纵向驱动组件上，影响吸附组件的移动精度甚至出现故障；

（3）上述技术方案中倒角组件靠近吸附组件设置，结合吸附组件安装于载台支架上的位置，也加剧了废液对吸附组件移动精度的影响；

（4）上述技术方案中吸附组件的驱动电机和吸盘采用上下结构设置，同时为吸盘提供负压吸附力的气体通道也需要设计在载台上，其结构复杂；同时该上下设置结构也导致其不能实现升降动作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种全自动硅片倒角设备，通过将吸盘机构原先的二轴调节移动方式设置成三轴调节，并结合控制机构与吸盘机构和倒角机构的隔离设置方式以及吸盘机构的下沉式并排设计结构，控制区域与加工区域实现干湿分离，提高硅片倒角精度的同时，有效防止加工过程中废液对控制机构造成的故障问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全自动硅片倒角设备，包括：

控制机构；

吸盘机构；

倒角机构；以及

归零机构；所述吸盘机构通过悬臂梁与控制机构连接；其特征在于，所述吸盘机构与倒角机构设置于所述控制机构的一侧且与该控制机构之间隔离设置；

所述吸盘机构位于所述悬臂梁的下方且其由所述控制机构带动相对所述归零机构及倒角机构移动，自动完成归零和硅片倒角动作。

作为改进，本发明还包括隔离箱，所述吸盘机构、倒角机构以及归零机构的工作区均位于所述隔离箱内，所述悬臂梁穿过该隔离箱的上方与所述吸盘机构相连接。

作为改进，所述倒角机构远离所述控制机构的一侧设置。

作为改进，所述吸盘机构包括：载台组件、动力组件、传动组件以及吸盘；

动力组件通过传动组件驱动安装于所述载台组件上方的吸盘转动；

所述动力组件与所述载台组件并排设置于所述传动组件上。

作为改进，所述传动组件的一侧通过延伸件与所述悬臂梁连接，吸盘位于所述悬臂梁的下方。

作为改进，所述载台组件包括：

支撑座；

主轴，所述主轴转动安装于支撑座内部。

作为改进，所述主轴的顶部与所述吸盘可拆卸连接，所述主轴内部设有中空气体通道；

所述中空气体通道上部贯穿吸盘，下部与真空抽气设备连接。

作为改进，所述控制机构包括：

X轴调节机构；

Y轴调节机构；以及

Z轴调节机构，其包括相对滑动配合设置的导向板和滑动架，所述悬臂梁水平可调连接于所述滑动架的一侧。

作为改进，所述Z轴调节机构通过工装机构连接在所述Y轴调节机构的上部；所述工装机构包括设置于所述Z轴调节机构底部的安装板以及滑动安装于所述Y轴调节机构上且与其驱动端相连接的承载板，所述安装板与所述承载板通过紧固件固定连接。

作为改进，所述倒角机构的工作区之外的部分设有围挡，该围挡靠近倒角机构的工作区的端部收拢设置且与所述隔离箱相通。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过将倒角机构远离控制机构的一侧设置且配合隔离箱的结构以及吸盘机构下沉式设计结构，使得硅片的倒角产生的废液完全隔离至隔离箱内并通过隔离箱底部开设的出液口输出，实现控制机构与加工区域完全隔离，彻底解决了硅片倒角过程中的废液喷射到吸盘机构上再沿悬臂梁流至控制机构内部而引起故障的问题。

2、本发明中的倒角机构采用固定方式，设置于远离控制机构的一侧，且增加吸盘机构的Z轴移动，使吸盘机构相对倒角机构进行全方位调整，且配合Z轴调节机构上的工装机构设计，通过将移动工装设计集成于低转速的吸盘机构上，而高转速的倒角机构采用固定方式，以减少其工装带来的误差影响，进而大大提高硅片的倒角加工精度；而且结合吸盘机构的并排式设计结构，平衡了载台组件的分布，提高吸盘的转动稳定性，也进一步提高了硅片倒角的精度。

3、本发明通过设置围挡，能够将打磨轮带出的废液隔离，随后废液落入至隔离箱中并在排水孔处排出，从而确保倒角过程中，避免废液落入至控制机构处。

4、本发明通过将动力组件与载台组件采用并排设计结构且结合传动组件隐藏于载台组件的支撑座内，防止倒角过程中，废液直接沿着动力组件的传送轴渗入到内部导致动力组件出现故障，同时，将吸盘机构悬空设于隔离箱内部，能够防止隔离箱内部的水液进入吸盘机构内部，从而实现了干湿分离。

综上所述，本发明在保证提高硅片倒角精度的同时，还能够有效防止加工过程中废液对控制机构造成的故障问题。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为本发明控制机构与吸盘机构的连接关系图；

图4为本发明Z轴调节机构与工装机构的连接关系图；

图5为本发明俯视图；

图6为本发明在图5中A-A处的剖视图；

图7为本发明吸盘机构的结构示意图；

图8为本发明吸盘机构的剖视图；

图9为现有技术的控制机构示意图。

图中，1、控制机构；2、吸盘机构；3、倒角机构；4、归零机构；5、悬臂梁；6、隔离箱；7、延伸件；101、X轴调节机构；102、Y轴调节机构；103、Z轴调节机构；1031、导向板；1032、滑动架；104、工装机构；1041、安装板；1042、承载板；1043、紧固件；201、载台组件；2011、支撑座；2012、主轴；20121、中空气体通道；202、动力组件；203、传动组件；204、吸盘；301、围挡；601、排水孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1-2所示，本发明提供了一种全自动硅片倒角设备，包括用于控制吸盘沿X、Y、Z轴方向移动的控制机构1、对待倒角加工的硅片进行吸附固定的吸盘机构2、对硅片进行倒角加工的倒角机构3；以及

归零机构4；所述吸盘机构2通过悬臂梁5与控制机构1连接，所述吸盘机构2与倒角机构3设置于所述控制机构1的一侧且与该控制机构1之间隔离设置；

所述吸盘机构2位于所述悬臂梁5的下方且其由所述控制机构1带动相对所述归零机构4及倒角机构3移动，自动完成归零和硅片倒角动作。

本实施例中还包括隔离箱6，所述吸盘机构2、倒角机构3以及归零机构4的工作区均位于所述隔离箱6内，所述悬臂梁5穿过该隔离箱6的上方与所述吸盘机构2相连接。

需要补充的是，如图2、图5所示，所述隔离箱6内设计有吸盘复位区a，倒角区b，归零区c，所述隔离箱6的底部设有排水孔601。

作为改进，所述倒角机构3远离所述控制机构1的一侧设置。

需要说明的是，通过将倒角机构3远离控制机构1的一侧设置，可有效的防止倒角过程中喷射到吸盘机构2上的废液飞溅到控制机构1处造成控制机构1内部的故障。

作为改进，如图7所示，所述吸盘机构2包括：载台组件201、动力组件202、传动组件203以及吸盘204；

动力组件202通过传动组件203驱动安装于所述载台组件201上方的吸盘204转动；

所述动力组件202与所述载台组件201并排设置于所述传动组件203上。

优选的，所述传动组件203可采用降速齿轮，确保硅片在倒角的过程中保持低速转动。

进一步的，如图2-5所示，所述传动组件203的一侧通过延伸件7与所述悬臂梁5连接。

所述延伸件7与悬臂梁5之间采用可拆卸方式，优选采用螺栓连接，便于在吸盘机构2需要维修时，能够快速对吸盘机构2进行装拆。

需要说明的是，将传动组件203通过延伸件7连接到悬臂梁5的下部，延伸件7能够对吸盘机构2进行向下延伸，确保吸盘机构2的顶部始终低于悬臂梁5的底部，进一步防止吸盘204上的硅片在倒角过程中，废液会沿着悬臂梁5引流至控制机构1处，造成控制机构1内部出现故障；

此外，在本发明中，通过延伸件7将吸盘机构2向下延伸，使得吸盘204的上端面与倒角机构3的倒角轮所在的水平面靠近，缩短了在对硅片的位置进行纵向对准时Z轴调节机构103的行程，从而提升了倒角的精确度。

更进一步的，如图7、图8所示，所述载台组件201包括：

支撑座2011；

主轴2012，所述主轴2012转动安装于支撑座2011内部。

其中，所述主轴2012的顶部与所述吸盘204可拆卸连接，所述主轴2012内部设有中空气体通道20121；

所述中空气体通道20121上部贯穿吸盘204，下部与真空抽气设备连接。

需要说明的是，本发明中的吸盘204中部开设有与所述中空气体通道20121相通的通气孔，将硅片放置吸盘204上部时，通过真空抽气设备抽气使得吸盘上表面形成负压吸附实现硅片固定。

作为改进，如图4-6所示，所述控制机构1包括：

X轴调节机构101；

Y轴调节机构102；以及

Z轴调节机构103，其包括相对滑动配合设置的导向板1031和滑动架1032，所述悬臂梁5水平可调连接于所述滑动架1032的一侧。

进一步的，所述Z轴调节机构103通过工装机构104连接在所述Y轴调节机构102的上部；所述工装机构104包括设置于所述Z轴调节机构103底部的安装板1041以及滑动安装于所述Y轴调节机构102上且与其驱动端相连接的承载板1042，所述安装板1041与所述承载板1042通过紧固件1043固定连接；所述导向板1031通过加强筋垂直安装于所述安装板1041上。

所述承载板1042优选采用“口”字型设备，承载板1042的下部贯穿与所述Y调节机构103内部设置的孔内。

需要说明的是，本发明中的X轴调节机构101和Y轴调节机构102的具体结构及移动方式为公知技术，在此不再赘述，也可采用背景技术中提到的中国专利CN209021794U公开的一种半自动硅片倒角生产设备中的横向驱动组件和纵向驱动组件的结构。

如图9所示，图中为现有的二轴调节方式的控制机构，而本发明采用的是三轴调节的方式，在现有的二轴调节的方式的基础上设置Z轴调节机构103，在安装时，可直接利用工装机构104将Z轴调节机构103底部的安装板1041通过紧固件1043安装在承载板1042上，当对硅片与倒角机构3的竖直位置进行归零时，通过滑动架1032沿着导向板1031带动悬臂梁5向上移动即可，这种仅采用控制机构1来对硅片归零且保持倒角机构3的位置固定的方式能够有效的提升硅片的加工精度；

此外，本发明采用的工装机构104来对Z轴调节机构103安装，调节、安装方便，便于维修。

作为改进，所述倒角机构3的工作区之外的部分设有围挡301，该围挡301靠近倒角机构3的工作区的端部收拢设置且与所述隔离箱6相通。

需要说明的是，在倒角机构3倒角过程中，废液在倒角机构3的打磨轮与硅片接触处被转动的打磨轮甩出，通过设置围挡301，能够将打磨轮带出的废液隔离，随后废液落入至隔离箱6中并在排水孔601处排出，从而确保倒角过程中，避免废液落入至控制机构1处。

实施例二

如图2、图7所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：

所述吸盘机构2悬空设于隔离箱6内部，所述动力组件202与载台组件201采用并排设计结构且结合传动组件203隐藏于载台组件201的支撑座2011内，防止倒角过程中，废液直接沿着动力组件202的传动轴渗入到内部导致动力组件202出现故障，同时，将吸盘机构2悬空设于隔离箱6内部，能够防止隔离箱6内部的水液进入吸盘机构2内部，从而实现了干湿分离。

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 (10)

1.一种全自动硅片倒角设备，包括：

控制机构（1）；

吸盘机构（2）；

倒角机构（3）；以及

归零机构（4）；所述吸盘机构（2）通过悬臂梁（5）与控制机构（1）连接；其特征在于，所述吸盘机构（2）与倒角机构（3）设置于所述控制机构（1）的一侧且通过隔离箱（6）与该控制机构（1）之间隔离设置；

所述吸盘机构（2）位于所述悬臂梁（5）的下方且其由所述控制机构（1）带动相对所述归零机构（4）及倒角机构（3）移动，自动完成归零和硅片倒角动作。

2.根据权利要求1所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述吸盘机构（2）、倒角机构（3）以及归零机构（4）的工作区均位于所述隔离箱（6）内，所述悬臂梁（5）穿过该隔离箱（6）的上方与所述吸盘机构（2）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述倒角机构（3）远离所述控制机构（1）的一侧设置。

4.根据权利要求1所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述吸盘机构（2）包括：载台组件（201）、动力组件（202）、传动组件（203）以及吸盘（204）；

动力组件（202）通过传动组件（203）驱动安装于所述载台组件（201）上方的吸盘（204）转动；

所述动力组件（202）与所述载台组件（201）并排设置于所述传动组件（203）上。

5.根据权利要求4所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述传动组件（203）的一侧通过延伸件（7）与所述悬臂梁（5）连接。

6.根据权利要求4所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述载台组件（201）包括：

支撑座（2011）；

主轴（2012），所述主轴（2012）转动安装于支撑座（2011）内部。

7.根据权利要求6所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述主轴（2012）内部设有中空气体通道（20121）；

所述中空气体通道（20121）上部贯穿吸盘（204），下部与真空抽气设备连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述控制机构（1）包括：

X轴调节机构（101）；

Y轴调节机构（102）；以及

Z轴调节机构（103），其包括相对滑动配合设置的导向板（1031）和滑动架（1032），所述悬臂梁（5）水平可调连接于所述滑动架（1032）的一侧。

9.根据权利要求8所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述Z轴调节机构（103）通过工装机构（104）连接在所述Y轴调节机构（102）的上部；所述工装机构（104）包括设置于所述Z轴调节机构（103）底部的安装板（1041）以及滑动安装于所述Y轴调节机构（102）上且与其驱动端相连接的承载板（1042），所述安装板（1041）与所述承载板（1042）通过紧固件（1043）固定连接。

10.根据权利要求2所述的一种全自动硅片倒角设备，其特征在于，所述倒角机构（3）的工作区之外的部分设有围挡（301），该围挡（301）靠近倒角机构（3）的工作区的端部收拢设置且与所述隔离箱（6）相通。

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