CN116031182A - 一种硅片插补装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及硅片生产技术领域，具体涉及一种硅片插补装置及其使用方法。包括补片机构、硅片识别机构，所述硅片识别机构设置于所述补片机构的一侧；所述补片机构包括行程机构和硅片存放机构，所述行程机构位于所述硅片存放机构的上方；所述硅片存放机构包括底座，所述底座上对称间隔设置有限位针和传感器，所述行程机构上设置有吸盘；所述硅片识别机构包括机架，所述机架内部对称设置有输送跑道，所述机架内部位于所述输送跑道一端的两侧设置有竖杆，所述竖杆上设置有检测机构。从而能够自动化地对花篮进行补片，极大地提高了补片的效率。

Description

一种硅片插补装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及硅片生产技术领域，具体涉及一种硅片插补装置及其使用方法。

背景技术

硅片是生产光伏产品的主要材料，同时硅片还是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件，被广泛应用于航空航天、工业、农业和国防等领域。在硅片的生产运输过程中，需要将硅片放在花篮中进行运输，在将硅片放入花篮时，由于是对称式的流水线工作，因此需要保证两个花篮中硅片的数量需要一致。因此在传统设备中，当两个花篮中硅片的数量不一致时，需要由人工对将硅片补充至花篮中，此方法操作费时且容易出现漏片。

上述问题是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种硅片插补装置及其使用方法，从而能够自动化地对花篮进行补片，极大地提高了补片的效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供的方案是：一种硅片插补装置，包括补片机构、硅片识别机构，所述硅片识别机构设置于所述补片机构的一侧；

所述补片机构包括行程机构和硅片存放机构，所述行程机构位于所述硅片存放机构的上方；所述硅片存放机构包括底座，所述底座上对称间隔设置有限位针和传感器，所述行程机构上设置有吸盘；

所述硅片识别机构包括机架，所述机架内部对称设置有输送跑道，所述机架内部位于所述输送跑道一端的两侧设置有竖杆，所述竖杆上设置有检测机构；

所述检测机构包括设置于所述竖杆之间的横梁，所述横梁在所述竖杆之间移动，所述横梁上对应所述输送跑道设置有若干的检测装置。当花篮移动至横梁的下方时，检测装置对硅片的数量进行检测。

作为本发明的进一步改进，所述补片机构的正下方设置有花篮存放机构，且所述花篮存放机构位于所述硅片识别机构的一侧；所述硅片识别机构和所述花篮存放机构之间设置有机械手。机械手能够将花篮从硅片识别机构移动至花篮存放机构中。

作为本发明的进一步改进，所述检测装置包括对称设置的光电传感器，所述光电传感器位于所述横梁外侧。当花篮移动至横梁的下方时，两个光电传感器之间没有硅片时，则光电传感器无法检测到硅片。因此，横梁一层一层地下降 ，从而能够对花篮内每一层硅片的情况进行检测，从而能够计算出硅片的数量。同时，为了避免测量时的干涉，进而将光电传感器位于横梁外侧，对硅片的外侧进行检测。

作为本发明的进一步改进，所述检测装置包括CCD相机。通过CCD相机对花篮进行拍摄，能够直接得出每个花篮中硅片的数量。

作为本发明的进一步改进，所述底座上位于所述限位针的外侧设置有限位板，所述限位板的顶部对应所述限位针设置有限位柱。当硅片卡在相邻的限位针之间的间隙中时，硅片的顶部同时卡在相邻的限位柱之间的间隙中，因此能够提高对硅片固定的效果。

作为本发明的进一步改进，所述花篮存放机构上设置放置架，所述放置架底部连接设置有轨道，所述花篮存放机构上还对称设置有存放组件。放置板能够在轨道上移动，进而能够将补片后的花篮移动至下一工位处。

作为本发明的进一步改进，所述存放组件包括围绕花篮设置有挡块，推动气缸设置于所述挡块的一侧，所述推动气缸上设置有校正板，所述挡块外侧设置有检测传感器。花篮放在存放组件内，通过挡块对花篮进行初步地限位，之后推动气缸驱动校正板推动花篮进行细微地移动，使得花篮能够移动至指定的位置。同时检测传感器能够对存放组件内花篮的状态进行检测。

一种硅片插补装置使用方法，包括如下步骤：

S1：将装有硅片的花篮通过对称的所述输送跑道输送至所述检测机构处，并通过所述检测机构对每个花篮上硅片的数量进行检测，将数量信息传输至处理器中；

S2：检测完毕后，使用机械手将两个花篮移动至存放组件上；

S3：将待补的硅片插在限位针之间，根据每个花篮内硅片的数量，行程机构控制吸盘将所述限位针上的硅片移动至硅片数量少的花篮中，使得两个花篮内硅片的数量一致；

S4：当传感器检测到限位针上的硅片使用完毕后，行程机构控制吸盘将所述限位针上的硅片和花篮上的硅片相互移动。

作为本发明的进一步改进，所述S1中检测机构的检测方式为，横梁逐次地下降，每次下降的距离为两片硅片之间的距离，对花篮内每一层硅片的情况进行检测，计算出哪一层出现了空缺，从而统计硅片的数量。

作为本发明的进一步改进，所述S1中检测机构的检测方式为，采用CCD相机，通过CCD相机对花篮进行拍摄，通过拍摄的图片，得出每个花篮中硅片的数量。

本发明的有益效果：

本发明结构合理、操作便捷，首先将花篮经过硅片识别机构进行硅片数量的计算，之后将花篮通过机械手分别移动至存放组件中，通过推动气缸驱动校正板对花篮进行限位固定。当两个花篮中硅片相差的数量为奇数时，则吸盘先对花篮内部进行调整，当无法调整时，则将硅片数量多的花篮中多的硅片移动至硅片存放机构内，或者取硅片存放机构中的硅片移动至硅片数量少的花篮中，最终实现两个花篮中硅片的数量一致。当两个花篮中硅片相差的数量为偶数时，则吸盘能够在两个花篮之间进行内部调整，使得两个花篮中硅片的数量一致。当两个花篮中硅片的数量一致时，则放置架在轨道上移动，将花篮移动至下一工位处。通过上述的步骤，能够使得两个花篮内硅片的数量保持一致，极大地提高了补片的效率，避免漏片的情况发生。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明补片机构的结构示意图;

图3是图2中A部的放大示意图;

图4是本发明花篮存放机构的结构示意图;

图5是本发明硅片识别机构的结构示意图;

图6是本发明硅片识别机构的内部结构示意图;

图7是图6中B部的放大示意图；

图8是使用方法的流程示意图。

附图标记：1、补片机构；11、行程机构；12、硅片存放机构；121、底座；122、限位针；123、限位板；124、传感器；125、限位柱；2、花篮存放机构；21、放置架；22、存放组件； 221、挡块；222、推动气缸；223、校正板；224、检测传感器；23、轨道；3、硅片识别机构；31、机架；32、输送跑道；33、竖杆；34、检测机构；341、横梁；342、光电传感器；4、吸盘；5、机械手。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1至图3所示，为本发明的一实施例，将花篮存放机构2安装在补片机构1的下方。硅片识别机构3安装在花篮存放机构2的一侧，之后再将机械手5安装在硅片识别机构3和花篮存放机构2之间。其中补片机构1包括行程机构11和硅片存放机构12，行程机构11安装在硅片存放机构12的上方；硅片存放机构12包括底座121，底座121上对称间隔设置有限位针122和传感器124，行程机构11上设置有吸盘4。

如图5和图6所示，硅片识别机构3包括机架31，机架31内部对称设置有两个输送跑道32，机架31的内部位于输送跑道32一端的两侧设置有竖杆33，竖杆33上安装有检测机构34。将两个花篮分别放在两个输送跑道32上，输送跑道32分别将花篮输送至检测机构34处，通过检测机构34分别对花篮内硅片的数量进行检测，从而能够了解两个花篮内硅片的数量。

如图7所示，为了节省成本，可以选择传感器检测的方式对硅片数量进行检测。检测机构34包括设置于竖杆33之间可移动的横梁341，横梁341上对应每个输送跑道32设置有两个对称的光电传感器342。同时，为了避免测量时的干涉，进而将光电传感器342位于横梁341外侧，对硅片的外侧进行检测。光电传感器342检测硅片的原理为，当光电传感器342之间没有阻挡时，则无法进行检测。即两个光电传感器342之间没有硅片时，则两个光电传感器342之间没有阻挡，则无法进行感应。因此，横梁341逐次地下降，每次下降的距离为两片硅片之间的距离，一层一层地下降，能够对花篮内每一层硅片的情况进行检测，从而能够计算出哪一层出现了空缺，进而能够统计硅片的数量。

如图3所示，为了进一步地对硅片存放机构12上的硅片进行限位，进而在底座121上位于限位针122的外侧设置有限位板123，同时在限位板123的顶部对应限位针122安装有若干的限位柱125。当硅片卡在相邻的限位针122之间的间隙中时，硅片的顶部同时卡在相邻的限位柱125之间的间隙中，因此能够提高对硅片固定的效率。

如图4所示，花篮存放机构2包括放置架21，放置架21上对称设置有存放组件22。存放组件22包括围绕花篮设置有挡块221，推动气缸222设置于挡块221的一侧，推动气缸222上设置有校正板223，挡块221外侧设置有检测传感器224。花篮放在存放组件22内，通过挡块221对花篮进行初步地限位，之后推动气缸222驱动校正板223推动花篮进行细微地移动，使得花篮能够移动至指定的位置。同时检测传感器224能够对存放组件22内花篮的状态进行检测。

如图4所示，放置架21底部连接设置有轨道23，使得放置板21能够在轨道23上移动，进而能够将补片后的花篮移动至下一工位处。

在硅片的生产中，将装有硅片的花篮A和花篮B放在硅片识别机构3中的两个输送跑道32上，输送跑道32将花篮分别输送至检测机构34处，横梁341一层一层地下降，下降的距离为花篮中相邻硅片的距离，使得两侧的光电传感器342从上至下对花篮中每一层的硅片进行感应检测，进而能够了解花篮中硅片的数量。对花篮A和花篮B的硅片数量测量完成后，将测量后数据进行记录传输至处理器中，同时还将数据传输至补片机构1中。

之后使用机械手5将花篮A和花篮B移动至花篮存放机构2中的存放组件22内。通过挡块221对花篮A和花篮B进行初步地限位，之后推动气缸222驱动校正板223推动花篮A和花篮B进行细微地移动，使得花篮A和花篮B能够移动至指定的位置。同时检测传感器224能够对存放组件22内花篮A和花篮B的状态进行检测。

在硅片存放机构12中事先放置三个待补的硅片，将硅片卡在相邻的限位针122间隙之间，硅片的顶部同时卡在相邻的限位柱125之间的间隙中，供吸盘4进行吸取。吸盘4与外界气源进行连接，吸盘4上的吸孔能够对硅片进行吸取。

花篮A和B中的硅片数量存在如下所述三种情况：

1、当花篮A中的硅片数量比花篮B中的硅片数量多时；

（1）多出的数量为偶数时，

当花篮A比花篮B中硅片的数量多两个时，行程机构11可以控制吸盘4从硅片存放机构12上夹取两个硅片放在花篮B中，使得花篮A和花篮B中的硅片的数量一致；或者行程机构11控制吸盘4从花篮A夹取一片硅片放在花篮B中，使得花篮A和花篮B中的硅片的数量一致；再或者行程机构11控制吸盘4从花篮A夹取两片硅片放在硅片存放机构12中，使得花篮A和花篮B中的硅片的数量一致。

（2）多出的数量为奇数时，

当花篮A比花篮B中硅片的数量多一个时，行程机构11控制吸盘4从硅片存放机构12上夹取一个硅片放在花篮B中，进而使得花篮A和花篮B中的硅片的数量一致。

当花篮A比花篮B中硅片的数量多三个时，行程机构11可以控制吸盘4从硅片存放机构12上夹取三个硅片放在花篮B中，使得花篮A和花篮B中的硅片的数量一致；或者行程机构11控制吸盘4从花篮A夹取一片硅片放在花篮B中，行程机构11再控制吸盘4从硅片存放机构12中夹取一片硅片放在花篮B中，使得花篮A和花篮B中的硅片的数量一致。

2、当花篮A中的硅片数量比花篮B中的硅片数量少时；

需要将花篮A和花篮B中的硅片数量补齐，补齐的方式与上述中“当花篮A中的硅片数量比花篮B中的硅片数量多时”的方式同理。

如何使存放机构始终有硅片：

在上述的操作过程中，传感器124能够实时地检测硅片存放机构12中硅片的数量，当硅片存放机构12中硅片数量为零时，行程机构11则优先控制吸盘4吸取花篮A和花篮B中的硅片，在花篮A和花篮B内部调整，例如，花篮A比花篮B硅片的数量多两个时，则吸盘4优先夹取花篮A中的一片硅片放在花篮B中。当花篮A和花篮B中的硅片无法内部调整时，则吸盘4优先将花篮A比花篮B中多出的硅片移动至硅片存放机构12中。当硅片存放机构12中硅片的数量不为零时，则吸盘4随机使用上述的调整方法，最终实现花篮A和花篮B中硅片的数量一致。

实施例二，将花篮存放机构2安装在补片机构1的下方。硅片识别机构3安装在花篮存放机构2的一侧，之后再将机械手5安装在硅片识别机构3和花篮存放机构2之间。其中补片机构1包括行程机构11和硅片存放机构12，行程机构11安装在硅片存放机构12的上方；硅片存放机构12包括底座121，底座121上对称间隔设置有限位针122和传感器124，行程机构11上设置有吸盘4。

硅片识别机构3包括机架31，机架31内部对称设置有两个输送跑道32，机架31的内部位于输送跑道32一端的两侧设置有竖杆33，竖杆33上安装有检测机构34。将两个花篮分别放在两个输送跑道32上，输送跑道32分别将花篮输送至检测机构34处，通过检测机构34分别对花篮内硅片的数量进行检测，从而能够了解两个花篮内硅片的数量。

检测装置可以采用CCD相机，通过CCD相机对花篮进行拍摄，通过拍摄的图片，能够直接得出每个花篮中硅片的数量。

如图3所示，在底座121上位于限位针122的外侧设置有限位板123，同时在限位板123的顶部对应限位针122安装有若干的限位柱125。当硅片卡在相邻的限位针122之间的间隙中时，硅片的顶部同时卡在相邻的限位柱125之间的间隙中，因此能够提高对硅片固定的效率。

如图4所示，花篮存放机构2包括放置架21，放置架21上对称设置有存放组件22。存放组件22包括围绕花篮设置有挡块221，推动气缸222设置于挡块221的一侧，推动气缸222上设置有校正板223，挡块221外侧设置有检测传感器224。花篮放在存放组件22内，通过挡块221对花篮进行初步地限位，之后推动气缸222驱动校正板223推动花篮进行细微地移动，使得花篮能够移动至指定的位置。同时检测传感器224能够对存放组件22内花篮的状态进行检测。

如图4所示，放置架21底部连接设置有轨道23，使得放置板21能够在轨道23上移动，进而能够将补片后的花篮移动至下一工位处。

在硅片的生产中，将装有硅片的花篮A和花篮B放在硅片识别机构3中的两个输送跑道32上，输送跑道32将花篮分别输送至检测机构34处，通过CCD相机对花篮A和花篮B进行拍摄，进而能够了解花篮中硅片的数量。对花篮A和花篮B的硅片数量测量完成后，将测量后数据进行记录传输至处理器中，同时还将数据传输至补片机构1中。

之后使用机械手5将花篮A和花篮B移动至花篮存放机构2中的存放组件22内。通过挡块221对花篮A和花篮B进行初步地限位，之后推动气缸222驱动校正板223推动花篮A和花篮B进行细微地移动，使得花篮A和花篮B能够移动至指定的位置。同时检测传感器224能够对存放组件22内花篮A和花篮B的状态进行检测。

在硅片存放机构12中事先放置三个待补的硅片，将硅片卡在相邻的限位针122间隙之间，硅片的顶部同时卡在相邻的限位柱125之间的间隙中，供吸盘4进行吸取。吸盘4与外界气源进行连接，吸盘4上的吸孔能够对硅片进行吸取。

一种硅片插补装置使用方法，包括如下步骤：

S1:将装有硅片的花篮放置在硅片识别机构3中，花篮通过对称的输送跑道32输送至检测机构34处，并通过检测机构34对每个花篮上硅片的数量进行检测，将数量信息传输至处理器中；

S2:检测完毕后，使用机械手5将两个花篮移动至所述存放组件22上；

S3:将待补的硅片插在限位针122之间，根据每个花篮内硅片的数量，行程机构11控制吸盘4将限位针122上的硅片和花篮上的硅片相互移动，使得两个花篮内硅片的数量一致；

S4:当传感器124检测到限位针122上的硅片使用完毕后，行程机构11控制吸盘4将硅片数量多的花篮中的硅片移动至限位针122上，使得两个花篮内硅片的数量一致。

实际工作时，将需要补片的硅片放在硅片存放机构12中，将若干的花篮A和若干的花篮B分别放在两个输送跑道32上，输送跑道32分别将花篮A和花篮B输送至检测机构34处，横梁341一层一层地下降，光电传感器342对花篮内每一层硅片的情况进行检测，计算出每个花篮中硅片的数量。之后将花篮A和花篮B通过机械手分别移动至存放组件22中，通过推动气缸222驱动校正板223对花篮进行限位固定。当花篮A比花篮B中多出的硅片数量为奇数时，则吸盘4先对花篮A和花篮B内部进行调整，当无法调整时，则将花篮A中多出的硅片移动至硅片存放机构12内，或者取硅片存放机构12中的硅片移动至花篮B中，最终实现花篮A和花篮B中硅片的数量一致。当花篮A比花篮B中多出的硅片数量为偶数时，则吸盘4能够在花篮A和花篮B之间进行内部调整，例如花篮A比花篮B多两个硅片时，则吸盘4能够将花篮A中的一个硅片移动至花篮B中，使得花篮A和花篮B中硅片的数量一致。当花篮A与花篮B中硅片的数量一致时，则放置架21在轨道23上移动，将花篮移动至下一工位处。通过上述的步骤，能够使得两个花篮内硅片的数量保持一致，极大地提高了补片的效率，避免漏片的情况发生。

应当理解的是，当在本说明书中如使用术语“ 包含”和/或“ 包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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装置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。

如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种硅片插补装置，其特征在于，包括补片机构（1）、硅片识别机构（3），所述硅片识别机构（3）设置于所述补片机构（1）的一侧；

所述补片机构（1）包括行程机构（11）和硅片存放机构（12），所述行程机构（11）位于所述硅片存放机构（12）的上方；所述硅片存放机构（12）包括底座（121），所述底座（121）上对称间隔设置有限位针（122）和传感器（124），所述行程机构（11）上设置有吸盘（4）；

所述硅片识别机构（3）包括机架（31），所述机架（31）内部对称设置有输送跑道（32），所述机架（31）内部位于所述输送跑道（32）一端的两侧设置有竖杆（33），所述竖杆（33）上设置有检测机构（34）；

所述检测机构（34）包括设置于所述竖杆（33）之间的横梁（341），所述横梁（341）在所述竖杆（33）之间移动，所述横梁（341）上对应所述输送跑道（32）设置有若干的检测装置。

2.如权利要求1所述的一种硅片插补装置，其特征在于，所述补片机构（1）的正下方设置有花篮存放机构（2），且所述花篮存放机构（2）位于所述硅片识别机构（3）的一侧；所述硅片识别机构（3）和所述花篮存放机构（2）之间设置有机械手（5）。

3.如权利要求1所述的一种硅片插补装置，其特征在于，所述检测装置包括对称设置的光电传感器（342），所述光电传感器（342）位于所述横梁（341）外侧。

4.如权利要求1所述的一种硅片插补装置，其特征在于，所述检测装置包括CCD相机。

5.如权利要求1所述的一种硅片插补装置，其特征在于，所述底座（121）上位于所述限位针（122）的外侧设置有限位板（123），所述限位板（123）的顶部对应所述限位针（122）设置有限位柱（125）。

6.如权利要求2所述的一种硅片插补装置，其特征在于，所述花篮存放机构（2）上设置放置架（21），所述放置架（21）底部连接设置有轨道（23），所述花篮存放机构（2）上还对称设置有存放组件（22）。

7.如权利要求6所述的一种硅片插补装置，其特征在于，所述存放组件（22）包括围绕花篮设置有挡块（221），推动气缸（222）设置于所述挡块（221）的一侧，所述推动气缸（222）上设置有校正板（223），所述挡块（221）外侧设置有检测传感器（224）。

8.一种硅片插补装置使用方法，包括如权利要求1-7所述的一种硅片插补装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1:将装有硅片的花篮通过对称的所述输送跑道（32）输送至所述检测机构（34）处，并通过所述检测机构（34）对每个花篮上硅片的数量进行检测，将数量信息传输至处理器中；

S2:检测完毕后，使用机械手将两个花篮移动至存放组件（22）上；

S3:将待补的硅片插在限位针（122）之间，根据每个花篮内硅片的数量，行程机构（11）控制吸盘（4）将所述限位针（122）上的硅片和花篮上的硅片相互移动，使得两个花篮内硅片的数量一致；

S4:当传感器（124）检测到限位针（122）上的硅片使用完毕后，行程机构（11）控制吸盘（4）将硅片数量多的花篮中的硅片移动至限位针（122）上，使得两个花篮内硅片的数量一致。

9.如权利要求8所述的一种硅片插补装置使用方法，其特征在于，所述S1中检测机构（34）的检测方式为，横梁（341）逐次地下降，每次下降的距离为两片硅片之间的距离，对花篮内每一层硅片的情况进行检测，计算出哪一层出现了空缺，从而统计硅片的数量。

10.如权利要求8所述的一种硅片插补装置使用方法，其特征在于，所述S1中检测机构（34）的检测方式为，采用CCD相机，通过CCD相机对花篮进行拍摄，通过拍摄的图片，得出每个花篮中硅片的数量。

Images