CN117301329A - 一种晶托粘接装置及粘接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶托粘接装置，包括：主体，包括用于放置底托的操作面；压紧部，包括压板、压力传感器和调节组件，压板包括供晶体嵌入设置的凹陷区，压板与操作面间隔设置，压力传感器用于反馈压板施加的压力值，调节组件与压板传动连接以调节压板与操作面之间的距离；限位部，包括转动设置于主体上的限位杆，限位杆在转动至锁定位置时与压板配合在垂直于晶体的方向上夹紧晶体。本发明通过位置可调且适配晶体结构的的压板对晶体实现压合动作，实现对晶体的均匀施力，并通过压力传感器调节压力值以保证压合效果。本发明还提供了一种适用于上述晶托粘接装置的粘接方法。

Description

一种晶托粘接装置及粘接方法

技术领域

本发明涉及晶棒加工设备技术领域，特别涉及一种晶托粘接装置及粘接方法。

背景技术

目前，对于单晶硅棒或碳化硅晶棒的加工方式通常采用多线切割，多线切割通过处于同一平面中且相互平行的多根切割线的往复运动，结合晶棒朝向切割线的进给运动，以将晶棒切割为若干个薄片，在上述多线切割工艺中，长度尺寸较短的晶锭需要拼接为晶棒后粘接固定在粘料板以进行后续切割，但由于多柱晶体拼接过程中存在一定的晶向误差，因此现有技术常通过自动定向粘接机对多柱晶体进行粘接，但自动定向粘接机需要对每一柱晶体进行定向后在摆转到正确角度进行粘接，因此需要对每一柱晶体上粘接底托形成晶托，再使用定向粘接机单独定向粘接固定于粘料板上，以提升晶棒中多柱晶体的晶向一致性。

现有技术对于碳化硅晶体粘接为晶托的操作大多使用传动刀口尺、定位块或固定工装进行固定粘接，由于单柱碳化硅晶体厚度较薄，利用刀口尺等方式进行粘接固定时由于接触面较小，难以在晶体上方施加压块，从而难以保证晶体与底座之间的粘接强度，同时晶体粘接时不便固定，因此晶体与底托之间的AB胶会影响晶体与底托的对齐程度，极易导致晶体与底托偏移，而自动粘接机是以底托平面为基准进行定位，晶体与底托的偏移会导致晶体0°方向与自动粘接机的0°摆转方向有一定偏差，进而导致后续对晶体的切割过程产生偏差，影响晶体切割后的成品率。

因此，如何在制作晶托的过程中，提升晶体与底托的连接准确度及连接效果，进而保证晶体的切割效果，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种晶托粘接装置，以在制作晶托的过程中，提升晶体与底托的连接准确度及连接效果，以保证晶体的切割效果。

本发明的另一目的在于提供一种适用于上述晶托粘接装置进行晶体与底托粘接的晶托粘接方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种晶托粘接装置，包括：

主体，包括用于放置底托的操作面；

压紧部，包括压板、压力传感器和调节组件，所述压板包括供晶体嵌入设置的凹陷区，所述压板与所述操作面间隔设置，所述压力传感器用于反馈所述压板施加的压力值，所述调节组件与所述压板传动连接以调节所述压板与所述操作面之间的距离；

限位部，包括转动设置于所述主体上的限位杆，所述限位杆在转动至锁定位置时与所述压板配合在垂直于所述晶体的方向上夹紧所述晶体。

优选地，在上述晶托粘接装置中，所述主体包括与所述操作面平行设置的定位面，所述调节组件以所述定位面为参照调节所述压板与所述操作面之间的距离。

优选地，在上述晶托粘接装置中，所述调节组件包括支撑柱、横杆和调节螺栓，两根所述支撑柱穿过所述操作面和所述定位面，并与所述压板两侧固定连接，所述横杆以所述定位面为平行基准固定连接于两根所述支撑柱之间，所述调节螺栓设置于所述横杆上并穿过所述定位面设置，且在所述定位面背向所述操作面的一侧通过螺母紧固设置。

优选地，在上述晶托粘接装置中，还包括弹簧，所述弹簧套设于所述支撑柱外周且两端分别抵接所述压板和所述操作面。

优选地，在上述晶托粘接装置中，所述主体包括垂直于所述操作面设置，并与所述操作面和所述定位面固定连接的连接板，所述限位杆转动设置于所述连接板伸出所述操作面的区域。

优选地，在上述晶托粘接装置中，所述限位杆与所述连接板之间设置有朝向所述晶体压紧所述限位杆的弹性件。

优选地，在上述晶托粘接装置中，所述压板朝向所述晶体的一侧为贴合所述晶体边缘的半圆弧构型。

优选地，在上述晶托粘接装置中，所述压板朝向所述晶体的一侧为贴合所述晶体定位边的中间具有平直线段的半圆弧构型。

一种晶托粘接方法，使用上述任一实施例所述的晶托粘接装置进行晶托粘接，所述粘接方法至少包括以下步骤：

放置底托及晶体：将所述底托放置于所述操作面，将配置好的胶液均匀涂抹于所述底托上，将所述晶体放置于所述底托上；

调节压板：通过所述调节组件将所述压板朝向所述晶体运动，直至所述晶体一侧与所述压板接触；

压合晶托：调节所述晶体与所述底托的相对位置以使得所述晶体相对的两侧与所述压板和所述底托的边缘完全重合，转动所述限位杆至锁定位置后，通过所述调节组件驱动所述压板挤压所述晶体，直至所述压力传感器反馈的压力值达到预设压力；

取下晶托：待胶液完全固化后，将所述限位杆转离锁定位置，并通过所述调节组件驱动所述压板远离所述晶体后，将粘接完成的晶托取下。

优选地，在上述粘接方法中，在所述放置底托及晶体步骤前还包括步骤：

晶体预定位：将所述晶体稳定放置于所述操作面上，通过所述调节组件驱动所述压板接触所述晶体，转动所述限位杆至锁定位置后，通过所述调节

组件驱动所述压板以所述预设压力作用于所述晶体，此时以所述压板边缘为基准在所述晶体一侧画标识线后，解锁所述晶体；

在所述压合晶托步骤中，调节所述晶体位置的标准包括将所述晶体上的标识线与所述压板边缘基准完全重合。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的晶托粘接装置，包括主体、压紧部和限位部，其中，主体为基础承载结构，主体上设置有用于放置底托的操作面，优选操作面水平设置，压紧部用于压紧晶体和底托，具体的，压紧部包括有压板、压力传感器和调节组件，压板包括有供晶体嵌入设置的凹陷区，以包裹卡紧晶体，需要说明的是，压板上设置的凹陷区根据晶体需要进行适配设计，优选凹陷区关于晶体的对称线对称设置，其包裹晶体以使得压板在向晶体施压时压力均匀作用，压板间隔与操作面间隔设置以供晶体和底托置于压板和操作面之间，压力传感器设置于压板上已反馈压板向晶体施加的压力值，操作人员能够根据压力传感器反馈的压力值进行晶体的压紧程度，调节组件则与压板传动连接以调节压板与操作面之间的距离，通过调节压板与操作面之间的距离能够进行晶体及底托的放置、晶体的预压合及晶体的压紧等动作，限位部则包括有限位杆，限位杆转动设置于主体上，且限位杆的转动路径包括有锁定位置，限位杆在位于锁定位置时，与压板配合在垂直于晶体的方向上夹紧晶体，即在压板压合晶体与晶托的过程中，晶体由压板的凹陷区、压板、操作台平面即限位杆共同进行六个自由度方向上的限位，从而使得晶体稳定压合至晶托上，提升晶托的粘接精度。本发明提供的晶托粘接装置，在主体上设置操作面以作为底托的放置基准面，通过与放置面距离可调的压板进行晶体与底托的压合，压板设计有适配晶体轮廓结构的凹陷区，以对晶体部分轮廓进行包裹限位后再对晶体进行压合，结合限位杆的限位作用提升晶体与底托的连接准确度，从而保证压合作用力稳定作用于晶体与底托之间，同时压力传感器能够直观反馈压板对晶体施加的压力，操作人员能

够准确将压力值调整至预设压力，避免压力过小压合不稳定及压力过大损伤晶体的问题，保证晶体与晶托的压合连接效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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为本发明实施例提供的晶托粘接装置结构示意图；

图2为图1的背向视图；

图3为本发明另一实施例提供的晶托粘接装置结构示意图；

图4为图3的背向视图；

其中，10为主体，110为操作面，120为定位面，130为连接板，20为压板，310为支撑柱，320为横杆，330为调节螺栓，340为弹簧，410为限位杆，50为晶体，60为底托。

具体实施方式

本发明的核心在于公开一种晶托粘接装置，以在制作晶托的过程中，提升晶体与底托的连接准确度及连接效果。

本发明的另一核心在于提供一种适用于上述晶托粘接装置进行晶体与底托粘接的晶托粘接方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面参照附图对本发明实施例进行说明，此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为

权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图1所示，本发明实施例提供的晶托粘接装置包括主体10、压紧部和限位部，其中，主体10为基础承载结构，在主体10上设置有用于放置底托60的操作面110，优选操作面110水平设置，压紧部用于压紧晶体50和底托60，具体的，压紧部包括有压板20、压力传感器和调节组件，压板20包括有供晶体50嵌入设置的凹陷区，用以包裹卡紧晶体50。

需要说明的是，压板20上设置的凹陷区根据晶体50需要进行适配设计，优选凹陷区关于晶体50的对称线对称设置，即凹陷区的包括区域为晶体50对称线两侧同等尺寸的区域，凹陷区包裹晶体50以使得压板20在向晶体50施压时压力均匀作用。

压板20间隔与操作面110间隔设置以供晶体50和底托60置于压板20和操作面110之间，压力传感器设置于压板20上已反馈压板20向晶体50施加的压力值，操作人员能够根据压力传感器反馈的压力值进行晶体50的压紧程度，调节组件则与压板20传动连接以调节压板20与操作面110之间的距离，通过调节压板20与操作面110之间的距离能够进行晶体50及底托60的放置、晶体50的预压合及晶体50的压紧等动作。

需要进一步说明的是，调节组件可以通过手动或电动驱动压板20以调节压板20与操作面110之间的距离。

限位部则包括有限位杆410，限位杆410转动设置于主体10上，且限位杆410的转动路径包括有锁定位置，限位杆410在位于锁定位置时，与压板20配合在垂直于晶体50的方向上夹紧晶体50，即在压板20压合晶体50与底托60的过程中，晶体50由压板20的凹陷区、压板20、操作台平面即限位杆410共同进行六个自由度方向上的限位，从而使得晶体50稳定压合至底托60晶托上，提升晶托的粘接精度。

此外需要说明的是，通过本发明实施例提供的晶托粘接装置能够通过压板20上的凹陷区与底托60的配合快速卡接晶体50，无需人工多次调试校准晶体50与底托60的中心线对中度，因此相较于现有技术显著提升了晶托的粘接效率，进一步地，如需进一步提升生产效率，在本发明实施例提供的晶托粘接装置中，操作面110可以进行横向或纵向上的延长，以在单个晶托粘接装置的横向或纵向上设置多个独立的压板20，以在保证任一压板20的凹陷区均能够单独调节的同时，在操作面110的横向或纵向上进行多个晶体50的同时压合，上述结构中对单个晶体50进行压合作用的基础单元均为前述实施例提供的结构，因此其组合结构在此不再赘述。本发明实施例提供的晶托粘接装置，在主体10上设置操作面110以作为底托60的放置基准面，通过与放置面距离可调的压板20进行晶体50与底托60的压合，压板20设计有适配晶体50轮廓结构的凹陷区，以对晶体50部分轮廓进行包裹限位后再对晶体50进行压合，结合限位杆410的限位作用提升晶体50与底托60的连接准确度，从而保证压合作用力稳定作用于晶体50与底托60之间，同时压力传感器能够直观反馈压板20对晶体50施加的压力，操作人员能够准确将压力值调整至预设压力，避免压力过小压合不稳定及压力过大损伤晶体50的问题，保证晶体50与晶托的压合连接效果。

为了进一步优化上述技术方案，在本发明实施例提供的晶托粘接装置中，主体10还包括有定位面120，定位面120与操作面110平行设置，同时，调节组件以定位面120为参照，对压板20与操作面110之间的距离进行调节，需要说明的是，压板20与操作面110为会产生相对运动的部件，因此通过压板20在操作面110上压紧晶体50会存在偏差风险，而以与操作面110平行的定位面120为基准对压板20进行调节，能够在不影响操作面110空间的同时，在压板20和操

作面110之间通过刚性结构连接，从而提升压板20与操作面110的配合精度，进而提升压板20对晶体50的压合效果。

进一步地，在本发明一具体实施例中，调节组件包括有支撑柱310、横杆320和调节螺栓330，其中，支撑柱310设置两根，且两根支撑柱310穿过操作面110和定位面120并与压板20的两侧固定连接，以通过支撑柱310的运动带动压板20朝向或远离操作面110运动，横杆320以定位面120为平行基准固定连接于两根支撑柱310之间。

需要说明的是，横杆320以定位面120为平行基准的目的在于支撑柱310的运动方向为垂直于定位面120的方向，因此平行于定位面120的横杆320能够使两根支撑柱310在运动过程中距离保持稳定，同时，横杆320与定位面120平行设置的方法优选为通过支撑柱310带动压板20运动至压板20朝向操作面110方向的极限位置，即支撑柱310的最低位置，此时将横杆320放置于定位面120上并与支撑柱310连接即可，此外，横杆320上还伸出设置有调节螺栓330，调节螺栓330穿过定位面120设置，在压板20对晶体50及底托60进行压合时，通过横杆320及支撑柱310将压板20调节至压合所需的位置或压力后，在定位面120背向操作面110的一侧通过螺母进行紧固，使得压板20保持压合所需的位置或压力。

为了使支撑柱310对压板20的调节过程更为顺滑均匀，在上述实施例的基础上，晶托粘接装置还包括有弹簧340，弹簧340套设于支撑柱310的外周，且弹簧340的两端分别抵接压板20和操作面110，支撑柱310在带动压板20朝向操作面110运动并压合晶体50的过程中，由于弹簧340的作用会使得压板20对晶体50进行缓慢压紧，从而更易于操作人员调节压板20对晶体50的压合力，避免压板20直接作用碰伤晶体50。

进一步地，在本发明一具体实施例中，主体10还包括有连接板130，连接板130垂直于操作面110设置并与操作面110和定位面120固定连接，限位杆410的转动设于连接板130伸出操作面110的区域以能够转动锁定压板20内的晶体50。

在上述实施例的基础上，优选在限位杆410与连接板130之间还设置有弹性件，弹性件的弹性形变作用效果为向晶体50方向压紧限位杆410，从而使得限位杆410位于锁定位置时被弹性件作用而压紧晶体50，同时，在需要调节限位杆410位置时，操作人员能够通过限位杆410进一步压缩弹性件，使得限位杆410与晶体50之间产生空隙后，再移动限位杆410以避免划伤晶体50表面。

进一步地，考虑到晶体50有不同位置的定位边，因此在本发明一具体实施例中，为了适配定位边朝向操作面110的晶体50的粘接，压板20朝向晶体50的一侧为半圆弧构型，且压板20上半圆弧构型的一侧贴合晶体50的圆弧边缘，底托60则放置于操作面110上并通过异形边缘卡紧晶体50的定位边，以使得压板20能够对晶体50实现良好卡紧，避免压合过程中晶体50偏移。

在本发明另一具体实施例中，为了适配定位边背向操作面110的晶体50的粘接，压板20朝向晶体50的一侧为中间具有平直线段的半圆弧构型，其中圆弧段贴合晶体50两侧的部分圆弧边缘，平直线段则贴合晶体50的直线定位边结构，对应地，该种晶体50对应地的底托60则放置于操作面110上并通过弧形边缘卡紧晶体50的弧形外壁，从而使得压板20在压合晶体50和底托60时晶体50不会偏移而导致压合失效的问题。

本发明还提供了一种晶托粘接方法，该粘接方法使用上述任一实施例提供的晶托粘接装置以进行晶体50和底托60的粘接，上述粘接方法至少包括以下步骤：

S01：放置底托及晶体：将底托60放置于操作面110，将配置好的胶液均匀涂抹于底托60上，将晶体50放置于底托60上；

需要说明的是，在步骤S01中，涂设于底托60上的胶液优选双组份环氧树脂ab胶胶粘剂。

S02：调节压板：通过调节组件将压板20朝向晶体50运动，直至晶体50一侧与压板20接触；

S03：压合晶托：调节晶体50与底托60的相对位置以使得晶体50相对的两侧与压板20和底托60的边缘完全重合，转动限位杆410至锁定位置后，通过调节组件驱动压板20挤压晶体50，直至压力传感器反馈的压力值达到预设压力；

需要说明的是，步骤S02中优选压板20与晶体50接触且不产生作用力，从而使得晶体50能够无压力的情况下进行微调，从而在步骤S03中便于调节晶体50两侧与压板20和底托60的边缘完全重合，同时，在晶体50两侧与压板20和底托60的边缘完全重合优选压板20向晶体50施加较小的压力以保持晶体50固定，转动限位杆410至锁定位置后再通过压板20向晶体50施加预设压力值的压力。

S04：取下晶托：待胶液完全固化后，将限位杆410转离锁定位置，并通过调节组件驱动压板20远离晶体50后，将粘接完成的晶托取下。

进一步地，在上述实施例的基础上，本发明实施例体提供的粘接方法，在步骤S01之前还包括步骤S10，步骤S10具体为：

S10：晶体预定位：将晶体50稳定放置于操作面110上，通过调节组件驱动压板20接触晶体50，转动限位杆410至锁定位置后，通过调节组件驱动压板20以预设压力作用于晶体50，此时以压板20边缘为基准在晶体50一侧画标识线后，解锁晶体50。

需要说明的是，步骤S10的目的在于预先确定晶体50在压板20施加预设压力值的压力时与压板20的相对位置，进而保证正式粘接后晶体50定位边与底托60的平面完全贴合配合，对应地，在步骤S03中，调节晶体50位置的标准包括将晶体50上的标识线与压板20的边缘基准完全重合，从而保证压板20对晶体50施加预设压力时晶体50状态的统一，提升晶体50的压合效果。

需要进一步说明的是，为了保证晶体50定位边与底托60的平面完全贴合，在本发明实施例所述提供的晶托粘接装置中还可以在压板20的凹陷区设置这空吸盘以与晶体50实现良好的吸合，在该结构的前提下进行晶体预定位步骤则可将在晶体50上画基准线的操作更改为将凹陷区的真空吸盘吸合晶体50的操作，同样能够实现晶体50与压板20在正式压合时位置的一致性，且设置真空吸盘的优点还在于在晶体预定位置后不必解锁晶体，而是通过压板20带动晶体50上升，并在底托60上涂胶后即可下降压板20进行晶体50与底托60的粘接，操作更为简便。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种晶托粘接装置，其特征在于，包括：

主体(10)，包括用于放置底托(60)的操作面(110)；

压紧部，包括压板(20)、压力传感器和调节组件，所述压板(20)包括供晶体(50)嵌入设置的凹陷区，所述压板(20)与所述操作面(110)间隔设置，所述压力传感器用于反馈所述压板(20)施加的压力值，所述调节组件与所述压板(20)传动连接以调节所述压板(20)与所述操作面(110)之间的距离；

限位部，包括转动设置于所述主体(10)上的限位杆(410)，所述限位杆(410)在转动至锁定位置时与所述压板(20)配合在垂直于所述晶体(50)的方向上夹紧所述晶体(50)。

2.如权利要求1所述的晶托粘接装置，其特征在于，所述主体(10)包括与所述操作面(110)平行设置的定位面(120)，所述调节组件以所述定位面(120)为参照调节所述压板(20)与所述操作面(110)之间的距离。

3.如权利要求2所述的晶托粘接装置，其特征在于，所述调节组件包括支撑柱(310)、横杆(320)和调节螺栓(330)，两根所述支撑柱(310)穿过所述操作面(110)和所述定位面(120)，并与所述压板(20)两侧固定连接，所述横杆(320)以所述定位面(120)为平行基准固定连接于两根所述支撑柱(310)之间，所述调节螺栓(330)设置于所述横杆(320)上并穿过所述定位面(120)设置，且在所述定位面(120)背向所述操作面(110)的一侧通过螺母紧固设置。

4.如权利要求3所述的晶托粘接装置，其特征在于，还包括弹簧(340)，所述弹簧(340)套设于所述支撑柱(310)外周且两端分别抵接所述压板(20)和所述操作面(110)。

5.如权利要求3所述的晶托粘接装置，其特征在于，所述主体(10)包括垂直于所述操作面(110)设置，并与所述操作面(110)和所述定位面(120)固定连接的连接板(130)，所述限位杆(410)转动设置于所述连接板(130)伸出所述操作面(110)的区域。

6.如权利要求5所述的晶托粘接装置，其特征在于，所述限位杆(410)与所述连接板(130)之间设置有朝向所述晶体(50)压紧所述限位杆(410)的弹性件。

7.如权利要求1所述的晶托粘接装置，其特征在于，所述压板(20)朝向所述晶体(50)的一侧为贴合所述晶体(50)边缘的半圆弧构型。

8.如权利要求1所述的晶托粘接装置，其特征在于，所述压板(20)朝向所述晶体(50)的一侧为贴合所述晶体(50)定位边的中间具有平直线段的半圆弧构型。

9.一种晶托粘接方法，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述的晶托粘接装置进行晶托粘接，所述粘接方法至少包括以下步骤：

放置底托及晶体：将所述底托(60)放置于所述操作面(110)，将配置好的胶液均匀涂抹于所述底托(60)上，将所述晶体(50)放置于所述底托(60)上；

调节压板：通过所述调节组件将所述压板(20)朝向所述晶体(50)运动，直至所述晶体(50)一侧与所述压板(20)接触；

压合晶托：调节所述晶体(50)与所述底托(60)的相对位置以使得所述晶体(50)相对的两侧与所述压板(20)和所述底托(60)的边缘完全重合，转动所述限位杆(410)至锁定位置后，通过所述调节组件驱动所述压板(20)挤压所述晶体(50)，直至所述压力传感器反馈的压力值达到预设压力；

取下晶托：待胶液完全固化后，将所述限位杆(410)转离锁定位置，并通过所述调节组件驱动所述压板(20)远离所述晶体(50)后，将粘接完成的晶托取下。

10.如权利要求9所述的粘接方法，其特征在于，在所述放置底托及晶体步骤前还包括步骤：

晶体预定位：将所述晶体(50)稳定放置于所述操作面(110)上，通过所述调节组件驱动所述压板(20)接触所述晶体(50)，转动所述限位杆(410)至锁定位置后，通过所述调节组件驱动所述压板(20)以所述预设压力作用于所述晶体(50)，此时以所述压板(20)边缘为基准在所述晶体(50)一侧画标识线后，解锁所述晶体(50)；

在所述压合晶托步骤中，调节所述晶体(50)位置的标准包括将所述晶体(50)上的标识线与所述压板(20)边缘基准完全重合。