CN117644588B - 一种硅片切割下料装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于硅片加工技术领域，具体的说是一种硅片切割下料装置，包括切割台，切割台的顶部固定连接有支撑架，支撑架上设置有切割机构，切割台靠近支撑架的一端侧壁固定连接有支撑座，支撑座的端部转动连接有圆柱轴，支撑座上通过圆柱轴转动连接有转动板，转动板远离支撑座的一端固定连接有防护罩，防护罩的侧壁上设置有夹持机构和清理机构，通过设置了清理机构，在转动板和支撑座转动至水平状态后，通过输送组件向输送环一和输送环二内输送水流，水流从输送环一和输送环二处的喷管喷出，对硅片上的粉尘碎料进行冲洗，有利于除去硅片上的粉尘碎料。

Description

一种硅片切割下料装置

技术领域

本发明属于硅片加工技术领域，具体的说是一种硅片切割下料装置。

背景技术

单晶硅棒是通过区熔或直拉工艺在炉膛中整形或提拉形成的硅单晶体棒。

在硅片的生产过程中，是通过将单晶硅棒进行固定，然后通过切割装置对单晶硅棒进行切割，以便形成硅片。

目前在对硅棒切割成硅片后进行下料的过程中，一方面硅片的表面吸附残留有粉末碎料，导致在下料传送等过程中，粉末碎料洒落扩散，影响加工环境，另一方面硅片在下落的过程中，硅片与下料滑道接触碰撞导致碎裂。

为此，本发明提供一种硅片切割下料装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种硅片切割下料装置，包括切割台，切割台的顶面开设有放置槽，放置槽内放置有硅棒，切割台的顶部固定连接有支撑架，支撑架上设置有用于切割硅棒的切割机构，切割台靠近支撑架的一端侧壁固定连接有支撑座，支撑座的端部转动连接有圆柱轴，支撑座上通过圆柱轴转动连接有转动板，支撑座上设置用于驱动转动板的驱动机构，转动板远离支撑座的一端固定连接有防护罩，防护罩的侧壁上设置有夹持硅片的夹持机构和用于硅片冲洗的清理机构。

优选的，所述切割机构包括升降槽和气缸一，升降槽开设在支撑架的中间，升降槽内滑动连接有升降座，气缸一固定连接在支撑架的顶部，气缸一的伸缩杆贯穿支撑架的顶部后与升降座固定连接，升降座内固定连接有电机一，电机一的转动轴上固定连接有切割盘。

优选的，所述驱动机构包括电机二和齿轮二，电机二固定连接在支撑座内，电机二的转动轴贯穿支撑座的侧壁后固定连接有齿轮一，齿轮二固定连接在圆柱轴的端部，齿轮二与齿轮一相互啮合。

优选的，所述夹持机构包括四个夹持块，四个夹持块均滑动连接在防护罩上，四个夹持块置于防护罩内的一端均设置有引导面，四个夹持块置于防护罩外的一端均固定连接有两个弹簧，弹簧靠近防护罩的一端均固定连接在防护罩的侧壁上。

优选的，所述清理机构包括输送环一、输送环二、喷管和出水管，输送环一和输送环二均固定连接在防护罩的外表面，喷管设置有两组，每组设置有多个，两组喷管分别固定连接在防护罩上，且每组喷管均与对应的输送环一或输送环二连通，出水管固定连接在防护罩的中心，输送环一和输送环二之间设置有输送组件，输送组件用于向输送环一和输送环二内输送水流或者气体。

优选的，所述 输送组件包括输送管，输送管的两端分别固定连接在输送环一和输送环二上，输送管的中间固定连接有电磁三通阀，电磁三通阀的两侧分别设置有输入端一和输入端二。

优选的，所述转动板靠近切割台的一侧底部固定连接有气缸三，转动板靠近切割台的一侧顶部滑动连接有移动板，移动板的底部与气缸三的伸缩杆固定连接，移动板的顶部设置有推动件，推动件用于推动硅片。

优选的，所述推动件包括顶持条，顶持条滑动连接在移动板远离气缸三的一端，顶持条的一侧开设有安装槽，安装槽内固定连接有齿条，移动板远离气缸三的一端固定连接有电机三，电机三的转动轴上固定连接有齿轮三，齿轮三与齿条相互啮合。

优选的，所述输送环二靠近输送环一的一端表面固定连接有固定环，输送环二远离输送环一的一端表面滑动连接有圆环板，圆环板与固定环之间固定连接有折叠布，输送环一的表面固定连接有两个气缸二，两个气缸二的伸缩杆端部均与圆环板固定连接。

优选的，所述防护罩的内壁上行固定连接有多组限位杆，多组限位杆呈圆形均匀等距阵列。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的一种硅片切割下料装置，通过设置了清理机构，在转动板和支撑座转动至水平状态后，通过输送组件向输送环一和输送环二内输送水流，水流从输送环一和输送环二处的喷管喷出，对硅片上的粉尘碎料进行冲洗，有利于除去硅片上的粉尘碎料，在对硅片进行冲洗之后，通过输送组件向输送环一和输送环二内泵入空气，空气从喷管喷向硅片，有利于对硅片进行风干，进而有利于硅片后续的转运。

本发明所述的一种硅片切割下料装置，通过设置了圆环板和折叠布，在对硅片清理过程中，启动气缸二，气缸二推动圆环板进行移动，使得圆环板拉伸折叠布展开，圆环板高于防护罩的顶部，这样在对硅片进行冲洗的过程中，通过圆环板和折叠布有利于增加防护罩对硅片的围挡面积，有利于避免冲洗过程中，减少水迸溅的面积。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的第一视角示意图；

图2是本发明的部分结构示意图；

图3是本发明中的支撑座、转动板与防护罩连接示意图；

图4是本发明中的支撑座与转动板连接示意图；

图5是本发明中移动板局部结构剖分示意图；

图6是本发明中的防护罩示意图；

图7是本发明的固定环、折叠布和圆环板局部结构示意图；

图8是本发明的防护罩局部结构细节图。

图中：1、切割台；2、放置槽；3、升降槽；4、气缸一；5、升降座；6、电机一；7、切割盘；8、支撑架；9、支撑座；10、转动板；11、防护罩；12、电机二；13、齿轮一；14、齿轮二；15、圆柱轴；16、输送环一；17、输送环二；18、喷管；19、出水管；20、输送管；21、电磁三通阀；22、夹持块；23、引导面；24、弹簧；25、限位杆；26、固定环；27、折叠布；28、圆环板；29、气缸二；30、气缸三；31、移动板；33、顶持条；34、齿条；35、电机三。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

结合图1、图2和图3所示，本发明实施例所述的一种硅片切割下料装置，包括切割台1，切割台1的顶面开设有放置槽2，放置槽2内放置有硅棒，切割台1的顶部固定连接有支撑架8，支撑架8上设置有用于切割硅棒的切割机构，切割台1靠近支撑架8的一端侧壁固定连接有支撑座9，支撑座9的端部转动连接有圆柱轴15，支撑座9上通过圆柱轴15转动连接有转动板10，支撑座9上设置用于驱动转动板10的驱动机构，转动板10远离支撑座9的一端固定连接有防护罩11，防护罩11的侧壁上设置有夹持硅片的夹持机构和用于硅片冲洗的清理机构；工作时，在对硅棒进行切片时，硅棒的端部置于防护罩11内，夹持机构夹持在硅棒的端部，接着启动切割机构，切割机构将放置在放置槽2上的硅棒进行切割，切割下来的硅片被夹持机构夹持，有利于避免硅片掉落的情况，硅棒切片完成后，启动驱动机构，驱动机构带动转动板10和支撑座9转动至水平状态，实现硅片的下料，取代了硅片直接掉落在下料滑道上进行输送下料的方式，有利于避免硅片与下料滑道接触碰撞导致碎裂，在转动板10和支撑座9转动至水平状态后，启动清理机构，清理机构先对硅片进行清洗，除去硅片上残留的粉末碎料，有利于避免粉末碎料洒落扩散，影响加工环境，在硅片清洗完成之后，清理机构对硅片进行风干，除去硅片上的水渍，硅片风干之后，通过带有吸盘的机械手将硅片取下转移即可。

结合图1和图2所示，切割机构包括升降槽3和气缸一4，升降槽3开设在支撑架8的中间，升降槽3内滑动连接有升降座5，气缸一4固定连接在支撑架8的顶部，气缸一4的伸缩杆贯穿支撑架8的顶部后与升降座5固定连接，升降座5内固定连接有电机一6，电机一6的转动轴上固定连接有切割盘7；工作时，在对硅棒进行切片时，启动气缸一4和电机一6，电机一6带动切割盘7进行转动，气缸一4的伸缩杆带动升降座5下降，切割盘7对硅片的端部进行切割形成硅片，通过气缸一4的设置，方便切割盘7的升降，有利于提高硅棒切割形成硅片的效率。

结合图3和图4所示，驱动机构包括电机二12和齿轮二14，电机二12固定连接在支撑座9内，电机二12的转动轴贯穿支撑座9的侧壁后固定连接有齿轮一13，齿轮二14固定连接在圆柱轴15的端部，齿轮二14与齿轮一13相互啮合；工作时，在硅棒切片完成后，启动电机二12，电机二12的转动轴带动齿轮一13，齿轮一13带动齿轮二14和圆柱轴15转动，进而带动转动板10和支撑座9转动至水平状态，有利于硅片和硅棒脱离，实现硅片的下料。

结合图6和图8所示，夹持机构包括四个夹持块22，四个夹持块22均滑动连接在防护罩11上，四个夹持块22置于防护罩11内的一端均设置有引导面23，四个夹持块22置于防护罩11外的一端均固定连接有两个弹簧24，弹簧24靠近防护罩11的一端均固定连接在防护罩11的侧壁上；工作时，在防护罩11卡在硅棒的端部时，硅棒的端部挤压引导面23，使得夹持块22向防护罩11的外侧移动同时将弹簧24进行拉长，有利于在硅棒被切割形成硅片后，弹簧24配合夹持块22将硅片夹紧，进而有利于增加硅片在防护罩11内的稳定性。

结合图6和图8所示，清理机构包括输送环一16、输送环二17、喷管18和出水管19，输送环一16和输送环二17均固定连接在防护罩11的外表面，喷管18设置有两组，每组设置有多个，两组喷管18分别固定连接在防护罩11上，且每组喷管18均与对应的输送环一16或输送环二17连通，出水管19固定连接在防护罩11的中心，输送环一16和输送环二17之间设置有输送组件，输送组件用于向输送环一16和输送环二17内输送水流或者气体；工作时，在转动板10和支撑座9转动至水平状态后，通过输送组件向输送环一16和输送环二17内输送水流，水流从输送环一16和输送环二17处的喷管18喷出，具体为从输送环一16处对应的喷管18喷出的水流喷在硅片的底面和侧壁，对硅片底面和侧壁上的粉尘碎料进行冲洗，有利于除去硅片底面和侧壁上的粉尘碎料，从输送环二17处对应的喷管18喷出的水流喷在硅片的顶面和侧壁，对硅片顶面和侧壁上的粉尘碎料进行冲洗，有利于除去硅片顶面和侧壁上的粉尘碎料，冲洗的废水从出水管19流出防护罩11，在对硅片进行冲洗之后，通过输送组件向输送环一16和输送环二17内泵入空气，空气从喷管18喷向硅片，有利于对硅片进行风干，进而有利于硅片后续的转运。

结合图6和图8所示， 输送组件包括输送管20，输送管20的两端分别固定连接在输送环一16和输送环二17上，输送管20的中间固定连接有电磁三通阀21，电磁三通阀21的两侧分别设置有输入端一和输入端二；工作时，在实际操作中，电磁三通阀21的输入端一与外接水管连接，电磁三通阀21的输入端二与外接供气管连接，在对硅片进行冲洗时，控制电磁三通阀21的输入端一与输送管20连通，就可以向输送环一16和输送环二17内送水，有利于对防护罩11内的硅片进行冲洗，在对硅片进行风干时，控制电磁三通阀21的输入端二与输送管20连通，就可以向输送环一16和输送环二17内输送空气，有利于对防护罩11内的硅片进行风干。

结合图3和图4所示，转动板10靠近切割台1的一侧底部固定连接有气缸三30，转动板10靠近切割台1的一侧顶部滑动连接有移动板31，移动板31的底部与气缸三30的伸缩杆固定连接，移动板31的顶部设置有推动件，推动件用于推动硅片；工作时，为了避免防护罩11的端部影响切割盘7对硅棒端部的切割，防护罩11靠近切割台1的一侧端面不能超过硅棒的切割处，在硅棒的端部经过切割形成硅片之后，硅片靠近切割台1的一侧超过防护罩11的端面，这样在转动板10和支撑座9转动至水平状态后，就不利于输送环二17处对应的喷管18对硅片的顶面进行冲洗，此时就可以启动气缸三30，气缸三30的伸缩杆推动移动板31的端部移动硅片的中心处，气缸三30的伸缩杆停止伸长，接着推动件启动，推动件推动硅片向着防护罩11内移动，使得防护罩11的顶面与输送环二17处对应的喷管18的中心高度相同，硅片的底面与输送环一16处对应的喷管18的中心高度相同，这样有利于从输送环一16处对应的喷管18喷出的水流喷在硅片的底面和侧壁，对硅片底面和侧壁上的粉尘碎料进行冲洗，有利于除去硅片底面和侧壁上的粉尘碎料，从输送环二17处对应的喷管18喷出的水流喷在硅片的顶面和侧壁，对硅片顶面和侧壁上的粉尘碎料进行冲洗，有利于除去硅片顶面和侧壁上的粉尘碎料。

结合图4和图5所示，推动件包括顶持条33，顶持条33滑动连接在移动板31远离气缸三30的一端，顶持条33的一侧开设有安装槽，安装槽内固定连接有齿条34，移动板31远离气缸三30的一端固定连接有电机三35，电机三35的转动轴上固定连接有齿轮三，齿轮三与齿条34相互啮合；工作时，在气缸三30的伸缩杆推动移动板31的端部移动硅片的中心处，电机三35启动，电机三35转动轴上的齿轮三带动齿条34向着防护罩11移动，进而带动顶持条33向着防护罩11移动，以便将防护罩11内的硅片进行推动，使得防护罩11的顶面与输送环二17处对应的喷管18的中心高度相同，硅片的底面与输送环一16处对应的喷管18的中心高度相同。

结合图3、图6和图7所示，输送环二17靠近输送环一16的一端表面固定连接有固定环26，输送环二17远离输送环一16的一端表面滑动连接有圆环板28，圆环板28与固定环26之间固定连接有折叠布27，输送环一16的表面固定连接有两个气缸二29，两个气缸二29的伸缩杆端部均与圆环板28固定连接；工作时，在顶持条33向着防护罩11移动，将防护罩11内的硅片进行推动，使得防护罩11的顶面与输送环二17处对应的喷管18的中心高度相同，硅片的底面与输送环一16处对应的喷管18的中心高度相同后，移动板31和顶持条33均恢复到初始状态，然后启动气缸二29，气缸二29推动圆环板28进行移动，使得圆环板28拉伸折叠布27展开，圆环板28高于防护罩11的顶部，这样在对硅片进行冲洗的过程中，通过圆环板28和折叠布27有利于增加防护罩11对硅片的围挡面积，有利于避免冲洗过程中，减少水迸溅的面积。

结合图6和图8所示，防护罩11的内壁上行固定连接有多组限位杆25，多组限位杆25呈圆形均匀等距阵列；工作时，通过限位杆25有利于避免防护罩11卡在硅棒的端部时，硅棒的端面与防护罩11的侧壁贴合，影响输送环一16处对应的输送环二17对硅棒切割形成的硅片的底面进行冲洗和风干。

工作原理：

在对硅棒进行切片时，放置槽2内放置有硅棒，在防护罩11卡在硅棒的端部时，硅棒的端部挤压引导面23，使得夹持块22向防护罩11的外侧移动同时将弹簧24进行拉长。

启动气缸一4和电机一6，电机一6带动切割盘7进行转动，气缸一4的伸缩杆带动升降座5下降，切割盘7对硅片的端部进行切割形成硅片，弹簧24配合夹持块22将硅片夹紧，有利于增加硅片在防护罩11内的稳定性。

在硅棒切片完成后，启动电机二12，电机二12的转动轴带动齿轮一13，齿轮一13带动齿轮二14和圆柱轴15转动，进而带动转动板10和支撑座9转动至水平状态，有利于硅片和硅棒脱离，实现硅片的下料。

接着启动气缸三30，气缸三30的伸缩杆推动移动板31，在气缸三30的伸缩杆推动移动板31的端部移动硅片的中心处后，电机三35启动，电机三35转动轴上的齿轮三带动齿条34向着防护罩11移动，进而带动顶持条33向着防护罩11移动，以便将防护罩11内的硅片进行推动，使得防护罩11的顶面与输送环二17处对应的喷管18的中心高度相同，硅片的底面与输送环一16处对应的喷管18的中心高度相同。

启动气缸二29，气缸二29推动圆环板28进行移动，使得圆环板28拉伸折叠布27展开，圆环板28高于防护罩11的顶部。

在对硅片进行冲洗时，控制电磁三通阀21的输入端一与输送管20连通，就可以向输送环一16和输送环二17内送水，有利于对防护罩11内的硅片进行冲洗。

在对硅片进行冲洗的过程中，通过圆环板28和折叠布27有利于增加防护罩11对硅片的围挡面积，有利于避免冲洗过程中，减少水迸溅的面积。

在对硅片进行风干时，控制电磁三通阀21的输入端二与输送管20连通，就可以向输送环一16和输送环二17内输送空气，有利于对防护罩11内的硅片进行风干。

硅片风干之后，通过带有吸盘的机械手将硅片取下转移即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种硅片切割下料装置，其特征在于：包括切割台（1），切割台（1）的顶面开设有放置槽（2），放置槽（2）内放置有硅棒，切割台（1）的顶部固定连接有支撑架（8），支撑架（8）上设置有用于切割硅棒的切割机构，切割台（1）靠近支撑架（8）的一端侧壁固定连接有支撑座（9），支撑座（9）的端部转动连接有圆柱轴（15），支撑座（9）上通过圆柱轴（15）转动连接有转动板（10），支撑座（9）上设置用于驱动转动板（10）的驱动机构，转动板（10）远离支撑座（9）的一端固定连接有防护罩（11），防护罩（11）的侧壁上设置有夹持硅片的夹持机构和用于硅片冲洗的清理机构；

所述夹持机构包括四个夹持块（22），四个夹持块（22）均滑动连接在防护罩（11）上，四个夹持块（22）置于防护罩（11）内的一端均设置有引导面（23），四个夹持块（22）置于防护罩（11）外的一端均固定连接有两个弹簧（24），弹簧（24）靠近防护罩（11）的一端均固定连接在防护罩（11）的侧壁上；

所述清理机构包括输送环一（16）、输送环二（17）、喷管（18）和出水管（19），输送环一（16）和输送环二（17）均固定连接在防护罩（11）的外表面，喷管（18）设置有两组，每组设置有多个，两组喷管（18）分别固定连接在防护罩（11）上，且每组喷管（18）均与对应的输送环一（16）或输送环二（17）连通，出水管（19）固定连接在防护罩（11）的中心，输送环一（16）和输送环二（17）之间设置有输送组件，输送组件用于向输送环一（16）和输送环二（17）内输送水流或者气体；

所述转动板（10）靠近切割台（1）的一侧底部固定连接有气缸三（30），转动板（10）靠近切割台（1）的一侧顶部滑动连接有移动板（31），移动板（31）的底部与气缸三（30）的伸缩杆固定连接，移动板（31）的顶部设置有推动件，推动件用于推动硅片；

所述推动件包括顶持条（33），顶持条（33）滑动连接在移动板（31）远离气缸三（30）的一端，顶持条（33）的一侧开设有安装槽，安装槽内固定连接有齿条（34），移动板（31）远离气缸三（30）的一端固定连接有电机三（35），电机三（35）的转动轴上固定连接有齿轮三，齿轮三与齿条（34）相互啮合；

所述输送环二（17）靠近输送环一（16）的一端表面固定连接有固定环（26），输送环二（17）远离输送环一（16）的一端表面滑动连接有圆环板（28），圆环板（28）与固定环（26）之间固定连接有折叠布（27），输送环一（16）的表面固定连接有两个气缸二（29），两个气缸二（29）的伸缩杆端部均与圆环板（28）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种硅片切割下料装置，其特征在于：所述切割机构包括升降槽（3）和气缸一（4），升降槽（3）开设在支撑架（8）的中间，升降槽（3）内滑动连接有升降座（5），气缸一（4）固定连接在支撑架（8）的顶部，气缸一（4）的伸缩杆贯穿支撑架（8）的顶部后与升降座（5）固定连接，升降座（5）内固定连接有电机一（6），电机一（6）的转动轴上固定连接有切割盘（7）。

3.根据权利要求2所述的一种硅片切割下料装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机二（12）和齿轮二（14），电机二（12）固定连接在支撑座（9）内，电机二（12）的转动轴贯穿支撑座（9）的侧壁后固定连接有齿轮一（13），齿轮二（14）固定连接在圆柱轴（15）的端部，齿轮二（14）与齿轮一（13）相互啮合。

4.根据权利要求1所述的一种硅片切割下料装置，其特征在于：所述输送组件包括输送管（20），输送管（20）的两端分别固定连接在输送环一（16）和输送环二（17）上，输送管（20）的中间固定连接有电磁三通阀（21），电磁三通阀（21）的两侧分别设置有输入端一和输入端二。

5.根据权利要求1所述的一种硅片切割下料装置，其特征在于：所述防护罩（11）的内壁上行固定连接有多组限位杆（25），多组限位杆（25）呈圆形均匀等距阵列。