CN114758968B - 一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置及其硅片排片机 - Google Patents

一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置及其硅片排片机 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置及其硅片排片机，包括对水槽中清洗处理后的硅片依次连续水平传送至硅片插片花篮处的输送线；花篮处的输送线上硅片下侧设置有多个对硅片外缘及中心分别吹气、用于吹除硅片吸附的清洗水及气动吹浮承托硅片防止外缘弯曲的气嘴；所有气嘴通过管路与设置的气源泵连通，管路上还设置有对对应气嘴的喷气压力进行调节的气压调节阀；通过气嘴有效的吹除硅片下表面吸附的清洗水，缓解硅片在花篮中的弯曲度，以及气动吹浮的承托硅片外缘四角防止外缘弯曲，防止硅片四角翘曲和便于有序排片。

Description

一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置及其硅片排片机
【技术领域】
本发明涉及硅片的插片控制技术，尤其涉及一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置及其硅片排片机。
【背景技术】
目前随着太阳能光伏行业的不断发展，技术的不断成熟，硅片大尺寸、薄片化已经成为光伏硅片行业的两大主流技术方向。在光伏硅片生产过程中，是将硅棒经切片机加工成硅片，切片机加工后硅片排布较紧密，需通过排片机以固定间距排片组蓝，以便进行清洗、检测包装；因此，在硅片自动加工制造设备中，需要对硅片进行搬运输送以实现硅片在不同的工序之间的输送。
在半导体硅片的加工过程中，硅片表面湿式法清洗后都需要进行脱水干燥，目前，常用的干燥方法主要有：IPA(即：异丙醇)汽雾冷凝干燥法、真空干燥法、箱体式隧道热风烘干法和离心式甩干法等；目前湿式法清洗后的硅片，使用多工位离心式甩干机干燥后，部分硅片上表面外边缘处仍有积水存在；生产中针对离心甩干后，硅片上表面外边缘处有积水存在的问题，工艺上通常采取的措施是加长甩干时间，或是提高油浴炉加热温度并增大热气通入量，或是提高甩干机旋转速度。但是，均不能彻底解决硅片的上表面外边缘处的积水问题。
但是，在硅片生产清洗排片过程中，随着硅片的日益变薄变大，硅片上附带的水量也逐渐增加，再加上硅片越来越薄，以及受重力的作用，当硅片从排片水槽出来，进入花篮后会出现较大的弯曲度，当弯曲度≥5°时，后续叠放的下一片硅片再次进入花篮时、易与已放入的硅片出现撞片现象，从而导致硅片崩边隐裂，使得碎片率持续很高，对良率和成本造成极大损失。尤其是目前的硅片厚度在170μm和160μm就出现这样的撞片现象，更不用说以后随着工艺的提升、逐渐面临的120μm或110μm片厚的硅片，排片撞片的风险问题只会更大程度的恶化和显现出来。因此，迫切的需要一种技术方案解决现有的排片撞片问题。
【发明内容】
本发明提供一种控制方便，有效的吹除硅片下表面吸附的清洗水，气动吹浮承托硅片外缘四角防止外缘弯曲，解决在硅片排片入篮后受重力作用弯曲时发生撞片风险，便于有序排片和提高生产效率的用于防止硅片排片时撞片的吹片装置及其硅片排片机。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，用于防止硅片翘曲和便于有序排片，包括对水槽中清洗处理后的硅片依次连续水平传送至硅片插片花篮处的输送线；
所述花篮处的输送线上硅片下侧设置有多个对硅片外缘及中心分别吹气、用于吹除硅片吸附的清洗水及气动吹浮的承托硅片防止外缘弯曲的气嘴；
所有气嘴通过管路与设置的气源泵连通，所述管路上还设置有对对应气嘴的喷气压力进行调节的气压调节阀。
优选地，所述气嘴与对应管路的连接处还设置有对气嘴偏转吹气方向进行调整的气头旋向调节部。
优选地，所述花篮处的硅片下侧设置有四个对硅片外缘四角吹气的第一气嘴和一个对硅片中心吹气的第二气嘴，四个第一气嘴和第二气嘴与对应管路的连接处均设置有对气嘴偏转吹气方向进行调整的气头旋向调节部，所述第二气嘴连接的气头旋向调节部控制第二气嘴的端部喷口正对硅片中心吹气；
该四个第一气嘴并联连接后通过设置气源气压相同的第一气源管路与所述气源泵连通，所述第一气源管路上设置有控制四个第一气嘴喷气气压相同的第一气压调节阀；
该第二气嘴通过设置的第二气源管路与所述气源泵连通，所述第二气源管路上设置有控制第二气嘴喷气气压的第二气压调节阀；
所述第二气源管路中的气源气压大于所述第一气源管路中的气源气压，对应的所述第二气嘴喷气气压大于所有第一气嘴的喷气气压。
优选地，所述第一气嘴的喷气气压为0.5～2bar。
优选地，所述第二气嘴的喷气气压为1～4bar。
优选地，所述气头旋向调节部以硅片进入花篮后的水平面为基准、控制每个所述第一气嘴的喷头向外缘倾斜设置。用于有效的吹除硅片下表面吸附的清洗水、缓解硅片在花篮中的弯曲度，以及气动承托的吹浮硅片外缘四角防止外缘弯曲。
优选地，所述气头旋向调节部以硅片进入花篮后的水平面为基准、控制每个所述第一气嘴的端部喷头以硅片中部为中心向外缘倾斜45°～90°的角度设置。
优选地，所述第一气嘴的端部喷头相对大尺寸G10硅片或G12硅片以距离硅片边缘4～6cm的位置设置。
优选地，所述第一气嘴和所述第二气嘴均包括鸭嘴喷头和连接于气源管路处的球接气头旋向调节部，所述球接气头旋向调节部以气源管路为转轴中心、相对硅片外缘调节所述鸭嘴喷头的倾斜角度和距离设置。
优选地，所述鸭嘴喷头端部为扇形喷口或“一”字平头喷口。
优选地，所述扇形喷口处开设有弧条状缝口或设置有多个呈弧条状均匀分布的吹气孔。
优选地，所述“一”字平头喷口为直线状缝条口或设置有多个呈直条状均匀排列的吹气孔。
优选地，所述气源泵与所有气嘴连通的管路上还设置有控制气源通断的气控阀，所述硅片进入花篮的输送线处还设置有用于监测硅片进入和通过电路控制所述气控阀供气、以及监测后续下一个硅片进入时控制所述气控阀断气的感应器。
优选地，所述输送线包括硅片传送皮带和位于硅片传送皮带两侧的通道防护板。
一种用于防止硅片排片时撞片的硅片排片机，包括传送硅片的输送线，所述输送线的插片花篮处采用上述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置。
上述技术方案的有益效果是：
针对现有硅片进入花篮后，硅片因表面带清洗水及污泥等因受重力作用导致弯曲而发生撞片、追尾的风险，通过在硅片下侧的外围四周及中心分别设置气嘴，并根据不同厚度不同规格面积的硅片，调节气嘴上气孔的气压大小，通过气嘴有效的吹除硅片下表面吸附的清洗水，缓解硅片在花篮中的弯曲度，以及气动吹浮的承托硅片外缘四角防止外缘弯曲，从而解决了因硅片弯曲导致的入篮撞片，卡片导致的崩边、缺角、碎片等不良率，是现有的崩边隐裂碎片率从2.5％降到0.8％以内，有效的提高了成品良率和便于有序排片。
【附图说明】
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中第一气嘴和第二气嘴的主视立体结构放大示意图；
图3是本发明中第一气嘴和第二气嘴的侧视立体结构放大示意图。
图中：
1、硅片；2、输送线；20、硅片传送皮带；21、通道防护板；3、第一气嘴；30、鸭嘴喷头；300、吹气孔；31、球接气头旋向调节部；4、第二气嘴；5、气源泵；6、气控阀；7、感应器；8、气头旋向调节部；9、第一气源管路；10、第一气压调节阀；11、第二气源管路；12、第二气压调节阀。
【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。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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至少一个该特征。
现结合附图对本发明实施例进行说明。
一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，用于硅片排片机在排片中防止硅片翘曲和便于有序排片，如图1所示，包括对水槽(图中未示)中清洗处理后的硅片1依次连续水平传送至硅片插片花篮(图中未示)处的输送线2，该输送线2包括硅片传送皮带20和位于硅片传送皮带20两侧的通道防护板21；在花篮处的输送线2上硅片1下侧设置有四个对硅片1外缘四角吹气的第一气嘴3和一个对硅片1中心吹气的第二气嘴4，第一气嘴3和第二气嘴4用于吹除硅片1吸附的清洗水及气动吹浮的承托硅片1防止外缘弯曲；第一气嘴3和第二气嘴4通过管路与设置的气源泵5连通，气源泵5与第一气嘴3、第二气嘴4连通的管路上还设置有控制气源通断的气控阀6，在硅片1进入花篮的输送线2处还设置有用于监测硅片1进入和通过电路控制该气控阀6供气、以及监测后续下一个硅片1进入时控制气控阀6断气的感应器7。
继续如图1所示，四个第一气嘴3和一个第二气嘴4与对应管路的连接处均设置有对气嘴偏转吹气方向进行调整的气头旋向调节部8，该第二气嘴4连接的气头旋向调节部8控制第二气嘴4的端部喷口正对硅片1中心吹气，用于对硅片1中部重心吹浮承托；该四个第一气嘴3并联连接后通过设置气源气压相同的第一气源管路9与气源泵5连通，该第一气源管路9上设置有控制四个第一气嘴3喷气气压相同的第一气压调节阀10；该第二气嘴4通过设置的第二气源管路11与气源泵5连通，第二气源管路11上设置有控制第二气嘴4喷气气压的第二气压调节阀12；且第二气源管路11中的气源气压大于第一气源管路9中的气源气压，对应的第二气嘴4喷气气压大于所有第一气嘴3的喷气气压。
如图2所示，该第一气嘴3和第二气嘴4均包括鸭嘴喷头30和连接于气源管路处与气头旋向调节部8配合的球接气头旋向调节部31，球接气头旋向调节部8以气源管路为转轴中心、相对硅片1外缘调节鸭嘴喷头30的倾斜角度和距离设置。且鸭嘴喷头端部为“一”字平头喷口，“一”字平头喷口处设置有多个呈直条状均匀排列的吹气孔300。当然，鸭嘴喷头端部也可采用扇形喷口，在扇形喷口处对应的开设弧条状缝口。
其中，四个第一气嘴3的喷气气压设定为0.5～2bar，第二气嘴4的喷气气压设定为1～4bar，喷气气压的大小可根据不同尺寸规格、不同厚度规格的硅片进行调整；例如，大尺寸G10硅片的第一气嘴3的喷气气压为0.5～2bar，第二气嘴4的喷气气压为1～4bar；大尺寸G12硅片的第一气嘴3的喷气气压为0.5～2bar，第二气嘴4的喷气气压为1～4bar。下表为第一气嘴3采用不同吹气气压对应的崩边隐裂率。
Figure GDA0004214171640000081
如图1所示，该气头旋向调节部8以硅片1进入花篮后的水平面为基准、控制每个第一气嘴3的端部喷头以硅片1中部为中心向外缘倾斜45°～90°的角度设置，优选的向外缘倾斜角度为60°；且第一气嘴3的端部喷头相对大尺寸G10硅片以距离硅片边缘4～6cm的位置设置，第一气嘴3的端部喷头相对大尺寸G12硅片以距离硅片边缘4～6cm的位置设置；若第一气嘴3位置距离硅片边缘小于4cm，气嘴太靠近硅片边缘，起不到改善弯曲程度的效果，这是由于因为硅片边缘有花篮齿支撑，弯曲度并不是很大，无需靠向上吹气改善弯曲度。当硅片从水槽中经过皮带传送出来后，硅片的下表面还会残留一部分水在表面，把第一气嘴3角度设定在45～90°时，可以有效的吹除硅片下表面吸附的清洗水，以及气动承托的吹浮硅片外缘四角防止外缘弯曲，一定程度上缓解硅片在花篮中的弯曲度。
工作时，通过第一气嘴3和第二气嘴4吹气孔吹气的方式，在硅片1排片进入到花篮时，花篮底部设置四个第一气嘴3和一个第二气嘴4分别对硅片1的四个角及中心部位进行吹气，解决硅片1因表面带水受重力作用向下弯曲的程度，使硅片1入篮后的弯曲度<5°，从而保证下一片硅片1以及后续的硅片1都能顺利的进入花篮中且不会发生硅片1追尾碰撞。第一气嘴3和第二气嘴4的吹气可根据上料时的感应器7进行动作实时控制，即有硅片1时启动吹气，无硅片1时停止吹气，既能满足需求又能够有利于节能。第一气嘴3和第二气嘴4的气压大小可根据不同规格面积、厚度的硅片1进行可控调节监控。
5个位置气嘴对应的气管，经过气压调节阀上的气压监测仪连接在气源泵5总气管道上，气压检测仪连接排片机电脑处理器和自动可调的气压调节阀，气压值可在电脑主界面显示并可调节。另外各路气管和入花篮前的最后一个感应器7连接气源泵5的启停控制电路，当硅片1走过最后一个感应器7入花篮时，感应器7触发控制电路启动气源泵5，气源泵5通过第一气源管路9和第二气源管路11控制各自连接的气嘴对硅片开始吹气，给硅片一个向上吹浮压力，缓解硅片因自身重力、以及硅片的表面水和泥的重力作用，当输送线2上最后一个感应器7开始感应到下一个硅片时，感应器7触发控制电路停止气源泵5工作，硅片离开最后一个感应器7位置时再开启工作，以此循环启停间歇工作，即降低了硅片发生弯曲导致的撞片崩边隐裂率，又可以实时控制启停，节约电能。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，用于防止硅片翘曲和便于有序排片，其特征在于，包括对水槽中清洗处理后的硅片依次连续水平传送至硅片插片花篮处的输送线；
所述花篮处的输送线上硅片下侧设置有多个对硅片外缘及中心分别吹气、用于吹除硅片吸附的清洗水及气动吹浮的承托硅片防止外缘弯曲的气嘴；
所有气嘴通过管路与设置的气源泵连通，所述管路上还设置有对对应气嘴的喷气压力进行调节的气压调节阀；
所述花篮处的硅片下侧设置有四个对硅片外缘四角吹气的第一气嘴和一个对硅片中心吹气的第二气嘴，四个第一气嘴和第二气嘴与对应管路的连接处均设置有对气嘴偏转吹气方向进行调整的气头旋向调节部，所述第二气嘴连接的气头旋向调节部控制第二气嘴的端部喷口正对硅片中心吹气；
四个第一气嘴并联连接后通过设置气源气压相同的第一气源管路与所述气源泵连通，所述第一气源管路上设置有控制四个第一气嘴喷气气压相同的第一气压调节阀；
该第二气嘴通过设置的第二气源管路与所述气源泵连通，所述第二气源管路上设置有控制第二气嘴喷气气压的第二气压调节阀；
所述第二气源管路中的气源气压大于所述第一气源管路中的气源气压，对应的所述第二气嘴喷气气压大于所有第一气嘴的喷气气压。
2.根据权利要求1所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述气嘴与对应管路的连接处还设置有对气嘴偏转吹气方向进行调整的气头旋向调节部。
3.根据权利要求1所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述第一气嘴的喷气气压为0.5~2bar。
4.根据权利要求1所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述第二气嘴的喷气气压为1~4bar。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述气头旋向调节部以硅片进入花篮后的水平面为基准、控制每个所述第一气嘴的喷头向外缘倾斜设置。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述气头旋向调节部以硅片进入花篮后的水平面为基准、控制每个所述第一气嘴的端部喷头以硅片中部为中心向外缘倾斜45°~90°的角度设置。
7.根据权利要求1所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述第一气嘴的端部喷头相对大尺寸G10硅片或G12硅片以距离硅片边缘4~6cm的位置设置。
8.根据权利要求1所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述第一气嘴和所述第二气嘴均包括鸭嘴喷头和连接于气源管路处的球接气头旋向调节部，所述球接气头旋向调节部以气源管路为转轴中心、相对硅片外缘调节所述鸭嘴喷头的倾斜角度和距离设置。
9.根据权利要求8所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述鸭嘴喷头端部为扇形喷口或“一”字平头喷口。
10.根据权利要求9所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述扇形喷口处开设有弧条状缝口或设置有多个呈弧条状均匀分布的吹气孔。
11.根据权利要求9所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述“一”字平头喷口为直线状缝条口或设置有多个呈直条状均匀排列的吹气孔。
12.根据权利要求1所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述气源泵与所有气嘴连通的管路上还设置有控制气源通断的气控阀，所述硅片进入花篮的输送线处还设置有用于监测硅片进入和通过电路控制所述气控阀供气、以及监测后续下一个硅片进入时控制所述气控阀断气的感应器。
13.根据权利要求1所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置，其特征在于：所述输送线包括硅片传送皮带和位于硅片传送皮带两侧的通道防护板。
14.一种用于防止硅片排片时撞片的硅片排片机，包括传送硅片的输送线，其特征在于：所述输送线的插片花篮处采用如权利要求1~13任意一项所述的一种用于防止硅片排片时撞片的吹片装置。
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