CN210628265U - 自动化硅片输送装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及硅片镀膜技术领域，尤其涉及一种自动化硅片输送装置，包括用于装载硅片并进行背面镀膜的背膜石墨舟；用于装载硅片并进行正面镀膜的正膜石墨舟；位于背膜石墨舟和正膜石墨舟之间的中转变节距，中转变节距上设置有多个用于承载硅片的承载位；用于将背膜石墨舟中的硅片装载到承载位的第一机械臂和用于将承载位的硅片装载到正膜石墨舟的第二机械臂，第一机械臂和第二机械臂的活动端均设置有用于吸附硅片的装载吸盘。如此设置，通过第一机械臂和第二机械臂转运硅片，避免了背膜工艺到正膜工艺的人工搬运流程，有利于节省人力和资源；而且硅片的装卸只完成一次，减少对硅片造成的损伤。

Description

自动化硅片输送装置

技术领域

本申请涉及硅片镀膜技术领域，更具体地说，涉及一种自动化硅片输送装置。

背景技术

根据现有太阳能电池SE+Prec生产工艺流程，硅片需要经过背面镀膜,正面镀膜两个工序，在不同的主机台与自动化设备分开完成，硅片周转靠人工完成；工艺流程先用背钝化设备完成氧化铝背膜，然后通过人工将硅片搬运至PECVD工序，完成正面镀膜；但是，现有技术中存在如下缺点：

人为的搬运与操作过程中，加长了电池片的制造时间，硅片在空气中滞留时间长，对所制备的氧化层易造成污染；降低良率与效率；

人员在搬运及操作过程中，容易造成碎片与其他不良损失；

人工搬运增加了运营和人力成本；

电池片在两种不同的自动化设备上完成上下料工艺，多次经过自动化设备的装卸，极大程度上容易对硅片表面造成损伤，容易对硅片造成破损，加大了不良率。

因此，如何解决现有的硅片镀膜工艺中，硅片需要人工搬运上下料，容易造成硅片损坏，且人工成本大的问题，是本领域技术人员所要解决的关键技术问题。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种自动化硅片输送装置，其能够解决现有的硅片镀膜工艺中，硅片需要人工搬运上下料，容易造成硅片损坏，且人工成本大的问题。

本申请提供了一种自动化硅片输送装置，包括有：

用于装载硅片并进行背面镀膜的背膜石墨舟；

用于装载硅片并进行正面镀膜的正膜石墨舟；

位于所述背膜石墨舟和所述正膜石墨舟之间的中转变节距，所述中转变节距上设置有多个用于承载硅片的承载位；

用于将所述背膜石墨舟中的硅片装载到所述承载位的第一机械臂和用于将所述承载位的硅片装载到所述正膜石墨舟的第二机械臂，所述第一机械臂和所述第二机械臂的活动端均设置有用于吸附硅片的装载吸盘。

优选地，所述第一机械臂和所述第二机械臂上的装载吸盘均设置有多个、且分别与所述中转变节距上的承载位相对应。

优选地，还包括有用于检测所述承载位上硅片缺失状况的缺片检测机构、装载有背面镀膜硅片的补片花篮、用于将补片花篮中的硅片装载到所述承载位上的补片机构。

优选地，所述补片机构包括有沿所述补片花篮至所述中转变节距的方向延伸的第一滑轨、与所述第一滑轨滑动连接的第一移动台、带动所述第一移动台沿所述第一滑轨位移的第一驱动、位于所述第一移动台上沿竖直方向延伸的第二滑轨、与所述第二滑轨滑动连接的第二移动台、带动所述第二移动台位移的第二驱动、位于所述第二移动台上的第三滑轨、与所述第三滑轨滑动连接的第三移动台、带动所述第三移动台位移的第三驱动，所述第三移动台上设置有用于吸附硅片的补片吸盘；所述第一滑轨、所述第二滑轨和所述第三滑轨两两垂直设置。

优选地，所述缺片检测机构包括有与所述装载吸盘连接并能够检测所述装载吸盘的负压值得负压表。

优选地，所述缺片检测机构包括设置在所述承载位内用于感应硅片的传感器。

优选地，还包括有控制装置，所述缺片检测机构、所述第一驱动、所述第二驱动和所述第三驱动可通信地连接至所述控制装置，所述控制装置用于根据所述缺片检测机构的检测结果控制所述第一驱动、所述第二驱动和所述第三驱动的驱动状态。

优选地，还包括有补片轨道，所述补片花篮设置在所述补片轨道上、并能够沿所述补片轨道滑动。

优选地，还包括有用于承载未镀膜硅片的上料变节距和用于承载已镀膜硅片的下料变节距，所述第一机械臂用于将所述上料变节距中的硅片装载到所述背膜石墨舟中，所述第二机械臂用于将所述正膜石墨舟中的硅片装载到所述下料变节距中。

优选地，还包括有上料轨道和下料轨道，所述上料轨道与所述上料变节距传输连接、并设置有上料花篮，所述下料轨道与所述下料变节距传输连接、并设置有下料花篮。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在工作过程中，将未镀膜的硅片装载到背膜石墨舟上，以使得硅片随背膜石墨舟进入到背面镀膜设备、进而完成背面镀膜；背面镀膜完成后，第一机械臂将已完成背面氧化铝工艺的硅片从背膜石墨舟中取出并放置中转变节距的承载位上；需要正面镀膜时，第二机械臂从中转变节距的承载位中抓取已完成背面氧化铝工艺硅片并放置于待镀正面氮化硅的正膜石墨舟中，再将硅片随正膜石墨舟送入到正面镀膜设备中完成正膜工艺。

本自动化硅片输送装置通过第一机械臂和第二机械臂转运硅片，避免了背膜工艺到正膜工艺的人工搬运流程，有利于节省人力和资源；而且硅片的装卸只完成一次，减少对硅片造成的损伤。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是根据一些示例性实施例示出的本自动化硅片输送装置的俯视结构示意图；

图2是根据一些示例性实施例示出的补片机构的立体图。

图中：1、背膜石墨舟；2、正膜石墨舟；3、第一机械臂；4、第二机械臂；5、中转变节距；6、补片机构；7、补片花篮；8、补片轨道；9、上料变节距；10、下料变节距；11、上料轨道；12、下料轨道；61、第一滑轨；62、第一移动台；63、第一驱动；64、第二移动台；65、第二驱动；66、第三移动台；67、第三驱动；68、补片吸盘。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本申请的一些方面相一致的装置或方法的例子。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型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实用新型的解决方案所必需的。

参考图1-图2，本具体实施方式提供了一种自动化硅片输送装置，包括有背膜石墨舟1、正膜石墨舟2、中转变节距5、第一机械臂3和第二机械臂4，其中，背膜石墨舟1用于装载未镀膜的硅片，并完成硅片的背面镀膜；正膜石墨舟2用于装载背面镀膜后的硅片，并完成硅片的正面镀膜；中转变节距5位于背膜石墨舟1和正膜石墨舟2之间，用于承载并中转背面镀膜完成后的硅片，以便于对硅片进行正面镀膜；第一机械臂3用于将背膜石墨舟1中的硅片装载到中转变节距5上，第二机械臂4用于将中转变节距5上的硅片装载到正膜石墨舟2上，而且，第一机械臂3和第二机械臂4的活动端均设置有装载吸盘，该装载吸盘用于吸附硅片，在吸附硅片时，将装载吸盘贴合在硅片的侧面，并将装载吸盘的内部抽真空，进而将装载吸盘与硅片吸附、并能够随第一机械臂3或第二机械臂4移动。

具体地，在中转变节距5上设置有多个承载位，该承载位用于承载并容纳硅片，一个承载位容纳一个硅片，可以将各个硅片分开放置，进而避免背面镀膜后的相邻的硅片粘连。这里多个承载位沿竖直方向层叠设置、并供硅片插入放置。

可以理解的是，机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位置和姿态的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。具体地，这里第一机械臂3和第二机械臂4均设置为六轴机器人，其可以灵活的将硅片进行位置移动，方便可靠，避免了皮带传送和人力搬运造成的损坏。

在工作过程中，将未镀膜的硅片装载到背膜石墨舟1上，以使得硅片随背膜石墨舟1进入到背面镀膜设备、进而完成背面镀膜；背面镀膜完成后，第一机械臂3将已完成背面氧化铝工艺的硅片从背膜石墨舟1中取出并放置中转变节距5的承载位上；需要正面镀膜时，第二机械臂4从中转变节距5的承载位中抓取已完成背面氧化铝工艺硅片并放置于待镀正面氮化硅的正膜石墨舟2中，再将硅片随正膜石墨舟2送入到正面镀膜设备中完成正膜工艺。

如此设置，通过第一机械臂3和第二机械臂4转运硅片，避免了背膜工艺到正膜工艺的人工搬运流程，有利于节省人力和资源；而且硅片的装卸只完成一次，减少对硅片造成的损伤。

本实施例中，第一机械臂3和第二机械臂4上均设置有多个装载吸盘，而且第一机械臂3和第二机械臂4上的装载吸盘的数量和位置与中转变节距5上的承载位相对应，以使得第一机械臂3和第二机械臂4能够同时吸附多个硅片、并在中转变节距5上装卸，有利于提升装载效率。当然，中转变节距5上的承载位数量可以大于相对应的装载吸盘的数量，具体地，中转变节距5上的承载位数量可以为相对应的装载吸盘的数量的整数倍，以便于多次装载，有利于提升承载硅片的数量。

具体地，中转变节距5设置有28个承载位，当第一机械臂3将28个硅片装载到中转变节距5上时，中转变节距5对承载位的硅片进行校准，以保证第二机械臂4在抓取硅片时，中转变节距5的硅片规整。

一些实施例中，本自动化硅片输送装置还包括有缺片检测机构、补片花篮7和补片机构6，其中，缺片检测机构用于检测各个承载位上的硅片的缺失情况，当第一机械臂3将硅片装载到中转变节距5上后，该缺片检测机构检测到相应的承载位缺失硅片，发出硅片缺失信号，进而以便于对硅片缺失状况进行处理，具体地，该缺片检测机构可以是设置在各个承载位的传感器，也可以是设置在第一机械臂3上的传感器；补片花篮7用于装载已完成背面镀膜的硅片，以供对缺失硅片的相应承载位进行补片处理；补片机构6用于将补片花篮7中的硅片装载到相应的缺失硅片的承载位中，进而实现补片工序，可以理解的是，该补片机构6可以是机械臂的结构，也可以是传输线的结构等现有结构。

具体地，补片机构6包括第一滑轨61、第一移动台62、第一驱动63、第二滑轨、第二移动台64、第二驱动65、第三滑轨、第三移动台66和第三驱动67，其中，第一滑轨61沿补片花篮7至中转变节距5的方向延伸，第一移动台62与第一滑轨61滑动连接、并能够沿第一滑轨61的延伸方向位移，以便于带动硅片沿补片花篮7向中转变节距5位移；第二滑轨位于第一移动台62上并沿竖直方向延伸设置，第二移动台64与第二滑轨滑动连接、并能够沿竖直方向位移，以便于装载不同高度的承载位的硅片；第三轨道位于第二移动台64上、并沿靠近或远离补片花篮7或中转变节距5的方向位移，第三移动台66与第三滑轨滑动连接、并能够沿第三滑轨的延伸方向位移，以便于从补片花篮7中抓取硅片和将硅片放置到中转变节距5中。

需要说明的是，本文所阐述的“竖直”方向是在该自动化硅片输送装置处于如图1中视角时纸内纸外的方向。

第一驱动63用于带动第一移动台62沿第一滑轨61位移，第二驱动65用于带动第二移动台64沿第二滑轨位移，第三驱动67用于带动第三移动台66沿第三滑轨位移，具体地，第一驱动63、第二驱动65和第三驱动67可以设置为液压缸驱动结构，也可以设置为电机驱动结构，这里不做具体限定。

而且，第三移动台66上设置有补片吸盘68，该补片吸盘68伸出于第三移动台66、并能够用于吸附硅片，进而完成硅片的取放；第一滑轨61、第二滑轨和第三滑轨的延伸方向两两垂直，以形成具有X，Y，Z轴的三维坐标系，有利于精确地控制补片吸盘68的位置，并对硅片进行补片。

其中，缺片检测机构包括有负压表，装载吸盘通过负压管路与负压设备连通，该负压设备通过控制装载吸盘的负压状况而控制硅片的吸附，该负压表设置在第一机械臂3上、并与负压管路连通，进而与装载吸盘连接、以实现检测装载吸盘的负压值。当负压表检测到的负压值大于预设值时，则硅片被装载吸盘所吸附，进而判断相对应的承载位硅片未缺失；当负压表检测到的负压值小于预设值时，则硅片未被装载吸盘吸附，进而判断相对应的承载位硅片缺失。

当然，缺片检测机构包括传感器，该传感器设置在中转变节距5的承载位中，各个承载位均设置有一个传感器、以用于感应硅片是否插入到承载位中，这种检测方式直接了然，有利于避免其他间接因素的影响。具体地，该传感器设置为光电传感器，当硅片装载到承载位时，传感器感应到硅片，进而判断硅片未缺失，当传感器未感应到相应的承载位内存在硅片，则判断该承载位硅片缺失。

进一步地，本自动化硅片输送装置还包括有控制装置，缺片检测机构、第一驱动63、第二驱动65和三驱动可通信地连接至控制装置，其中，控制装置用于根据缺片检测机构的检测结果控制第一驱动63、第二驱动65和第三驱动67的驱动状态，具体地，当负压表检测到的负压值小于预设值时，或者传感器感应到相应的承载位内缺失硅片，控制装置控制第一驱动63、第二驱动65和第三驱动67对硅片缺失位置进行补片，以使得硅片缺失位置与补片位置相对应，补片工序精准无误。

当然，该控制装置也可以控制第一机械臂3、第二机械臂4、装载吸盘、补片吸盘68的工作状态，进而实现硅片镀膜工艺的自动化，具体地，该控制装置设置为PLC控制系统。

一些优选方案中，还包括有补片轨道8，补片花篮7与该补片轨道8滑动连接，且在补片驱动的带动下沿补片轨道8滑动，进而以便于装卸补片花篮7，提高工作效率。

一些实施例中，本自动化硅片输送装置还包括有上料变节距9和下料变节距10，其中，上料变节距9用于承载未镀膜的硅片，以将硅片调整为易于第一机械臂3抓取的排列状态，且第一机械臂3用于将上料变节距9中的硅片装载到背膜石墨舟1中；下料变节距10用于承载已镀膜的硅片，以将硅片调整为易于第二机械臂4抓取的排列状态，且第二机械臂4用于将正膜石墨舟2中的硅片装载到下料变节距10中，进而通过上料变节距9和下料变节距10的调整，便于硅片的输送进出。

进一步地，还包括有上料轨道11和下料轨道12，其中，上料轨道11上设置有上料花篮，且上料轨道11与上料变节距9传输连接，以使得上料轨道11能够将上料花篮中的硅片传输至上料变节距9中；下料轨道12上设置有下料花篮，且下料轨道12与下料变节距10传输连接，以使得下料轨道12能够将下料花篮中的硅片传输至下料变节距10中，如此方便硅片镀膜工序的装卸。

在使用时，操作员将已完成氧化工艺的硅片的上料花篮放置于三合一自动化上料轨道11，上料花篮中硅片被依次传出,并以节拍传输方式传输至上料变节距9中；背面氧化铝未镀膜上料时，第一机械臂3从上料变节距9中抓取硅片放置于背膜石墨舟1中，送入背面镀膜设备完成背膜工艺；背膜工艺完成后，第一机械臂3将已完成背面氧化铝工艺的硅片从背膜石墨舟1中取出并放置于中转变节距5，待第二机械臂4抓取；第二机械臂4从中转变节距5中抓取已完成背面氧化铝工艺硅片放置于待镀正面氮化硅的正膜石墨舟2中，送入正面镀膜设备完成正膜工艺；当正面氮化硅镀膜工艺完成后，第二机械臂4从正膜石墨舟2中取硅片放入下料变节距10。

若在已完成氧化铝镀膜硅片被第一机械臂3吸取出背膜石墨舟1过程中，位于第一机械臂3上的负压表检测到任一吸盘上有硅片缺失，或者传感器检测到承载位缺失硅片，则发出硅片缺失限号和该位置信号，进而补片机构6将从补片花篮7中拾取一片硅片至中转变节距5中。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”“第三”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种自动化硅片输送装置，其特征在于，包括有：

用于装载硅片并进行背面镀膜的背膜石墨舟(1)；

用于装载硅片并进行正面镀膜的正膜石墨舟(2)；

位于所述背膜石墨舟(1)和所述正膜石墨舟(2)之间的中转变节距(5)，所述中转变节距(5)上设置有多个用于承载硅片的承载位；

用于将所述背膜石墨舟(1)中的硅片装载到所述承载位的第一机械臂(3)和用于将所述承载位的硅片装载到所述正膜石墨舟(2)的第二机械臂(4)，所述第一机械臂(3)和所述第二机械臂(4)的活动端均设置有用于吸附硅片的装载吸盘。

2.如权利要求1所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，所述第一机械臂(3)和所述第二机械臂(4)上的装载吸盘均设置有多个、且分别与所述中转变节距(5)上的承载位相对应。

3.如权利要求2所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，还包括有用于检测所述承载位上硅片缺失状况的缺片检测机构、装载有背面镀膜硅片的补片花篮(7)、用于将补片花篮(7)中的硅片装载到所述承载位上的补片机构(6)。

4.如权利要求3所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，所述补片机构(6)包括有沿所述补片花篮(7)至所述中转变节距(5)的方向延伸的第一滑轨(61)、与所述第一滑轨(61)滑动连接的第一移动台(62)、带动所述第一移动台(62)沿所述第一滑轨(61)位移的第一驱动(63)、位于所述第一移动台(62)上沿竖直方向延伸的第二滑轨、与所述第二滑轨滑动连接的第二移动台(64)、带动所述第二移动台(64)位移的第二驱动(65)、位于所述第二移动台(64)上的第三滑轨、与所述第三滑轨滑动连接的第三移动台(66)、带动所述第三移动台(66)位移的第三驱动(67)，所述第三移动台(66)上设置有用于吸附硅片的补片吸盘(68)；所述第一滑轨(61)、所述第二滑轨和所述第三滑轨两两垂直设置。

5.如权利要求4所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，所述缺片检测机构包括有与所述装载吸盘连接并能够检测所述装载吸盘的负压值得负压表。

6.如权利要求4所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，所述缺片检测机构包括设置在所述承载位内用于感应硅片的传感器。

7.如权利要求5或6所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，还包括有控制装置，所述缺片检测机构、所述第一驱动(63)、所述第二驱动(65)和所述第三驱动(67)可通信地连接至所述控制装置，所述控制装置用于根据所述缺片检测机构的检测结果控制所述第一驱动(63)、所述第二驱动(65)和所述第三驱动(67)的驱动状态。

8.如权利要求3所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，还包括有补片轨道(8)，所述补片花篮(7)设置在所述补片轨道(8)上、并能够沿所述补片轨道(8)滑动。

9.如权利要求1所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，还包括有用于承载未镀膜硅片的上料变节距(9)和用于承载已镀膜硅片的下料变节距(10)，所述第一机械臂(3)用于将所述上料变节距(9)中的硅片装载到所述背膜石墨舟(1)中，所述第二机械臂(4)用于将所述正膜石墨舟(2)中的硅片装载到所述下料变节距(10)中。

10.如权利要求9所述的自动化硅片输送装置，其特征在于，还包括有上料轨道(11)和下料轨道(12)，所述上料轨道(11)与所述上料变节距(9)传输连接、并设置有上料花篮，所述下料轨道(12)与所述下料变节距(10)传输连接、并设置有下料花篮。

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