CN216213346U - 吸盘及硅片搬运装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及吸盘技术领域，提供了一种吸盘及硅片搬运装置。一种吸盘，其包括吸盘主体，所述吸盘主体设置有第一吸盘芯体和第二吸盘芯体，所述第一吸盘芯体位于所述吸盘主体的中部，所述第一吸盘芯体的上端连接有第一伯努利接头；所述第二吸盘芯体包括多个微型吸盘芯体，多个所述微型吸盘芯体分别间隔布置于所述吸盘主体的边缘，所述第一吸盘芯体的尺寸大于所述微型吸盘芯体的尺寸，各个所述微型吸盘芯体的上端均连接有第二伯努利接头。本申请能够提高工件与吸盘之间的摩擦力，提高吸附效果，还能用于吸附破碎的碎片。

Description

吸盘及硅片搬运装置

技术领域

本实用新型涉及吸盘技术领域，尤其涉及一种吸盘及硅片搬运装置。

背景技术

随着经济的发展，社会的进步，光伏产业在国内如火如荼。因而生产硅片的设备需求量也在增加，同时对设备的日产能也提出更高的要求。近年来生产硅片设备相关企业越来越朝向节省成本、使用方便、提高产能等特点的方向发展。在硅片的制绒、刻蚀、PECVD和印刷等工艺环节中，对于硅片的吸附搬运是众多工序的基本需求。

伯努利吸盘是一种适用于搬运厚度薄且及其精密和脆弱工件(如硅片)的吸盘。通常的，伯努利吸盘是在吸盘上设置进气口，接入高压缩空气，向吸盘下表面吹气，吸盘工作面产生均匀且薄的强气流，此时工件上表面的气体流速大于其下部的气体流速，利用流体速度越快压强越小的原理，工件的上下两侧会产生压力差，从而在工件的底部能够形成向上的托举力，进而使得工件吸附在吸盘本体的底部，也即利用大气压力差将工件吸附起来。

传统的伯努利吸盘虽然可以快速吸起工件，但吸盘吸起工件后，工件受到的横向摩擦力和旋转摩擦力相对较小，在搬运过程中，正常的直线运动可以正常工作，但若旋转或高速运动，很容易导致工件与吸盘间产生位移、滑动，严重时导致工件容易被甩出去。此外，当工件碎裂时，现有的吸盘无法处理碎片。

因此，针对以上不足，需要提供一种改进的、吸附力较强的吸盘及硅片搬运装置。

实用新型内容

鉴于存在的上述问题，本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种吸盘及硅片搬运装置，可以提高工件与吸盘之间的摩擦力，提高吸附效果，还可以用于处理破碎的工件的碎片。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

根据本申请的一个方面，提供了一种吸盘，所述吸盘包括吸盘主体，所述吸盘主体设置有第一吸盘芯体和第二吸盘芯体，所述第一吸盘芯体位于所述吸盘主体的中部，所述第一吸盘芯体的上端连接有第一伯努利接头；

所述第二吸盘芯体包括多个微型吸盘芯体，多个所述微型吸盘芯体分别间隔布置于所述吸盘主体的边缘，所述第一吸盘芯体的尺寸大于所述微型吸盘芯体的尺寸，各个所述微型吸盘芯体的上端均连接有第二伯努利接头。

在其中的一些实施方式中，所述吸盘主体整体呈方形，所述第二吸盘芯体包括四个微型吸盘芯体，四个所述微型吸盘芯体分别布置在所述吸盘主体的四个拐角处。

在其中的一些实施方式中，所述第一吸盘芯体的上端还连接有破真空接头，所述破真空接头位于所述第一伯努利接头的一侧。

在其中的一些实施方式中，所述第一吸盘芯体内设有第一进气通道和第二进气通道，所述第一伯努利接头内设有第一进气孔，所述破真空接头内设有第二进气孔，所述第一进气孔连通所述第一进气通道，所述第二进气孔连通所述第二进气通道。

在其中的一些实施方式中，所述第一伯努利接头采用弯管接头；和/或

所述第二伯努利接头采用直管接头或弯管接头。

在其中的一些实施方式中，所述吸盘主体的底部包括中间区域和边缘区域，所述中间区域和所述边缘区域均设置有若干个垫片。

在其中的一些实施方式中，所述中间区域与所述边缘区域之间设有凹槽，设于所述中间区域的所述垫片呈圆形或半圆形，设于所述边缘区域的所述垫片呈多边形；和/或

所述垫片均由海绵制成。

在其中的一些实施方式中，所述第一吸盘芯体的直径为80mm-98mm；所述第二吸盘芯体的直径小于30mm。

在其中的一些实施方式中，所述第一吸盘芯体的上端连接有安装支架，所述安装支架与所述第一吸盘芯体通过调节螺栓连接。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种硅片搬运装置，其包括如前所述的吸盘。

实施本实用新型的技术方案，至少具有以下有益效果：

本申请提供的吸盘中的吸盘主体包括第一吸盘芯体和第二吸盘芯体，第一吸盘芯体位于吸盘主体的中部，第二吸盘芯体包括多个微型吸盘芯体，多个微型吸盘芯体分别间隔布置于所述的边缘，相对而言，第一吸盘芯体为尺寸较大的大吸盘芯体或称主吸盘芯体，而第二吸盘芯体为尺寸较小的小吸盘芯体，并在第一吸盘芯体的上端连接第一伯努利接头，在各个微型吸盘芯体的上端均连接有第二伯努利接头。如此，通过第一吸盘芯体的设置可以起到主吸附作用，通过第二吸盘芯体的设置可以增加吸附面积，在第一吸盘芯体和第二吸盘芯体的配合下，可以提高工件与吸盘之间的摩擦力，提高吸盘的吸力，进而可以防止吸盘将工件吸附后由于摩擦力较小或吸附力不够导致工件被甩出去。同时，通过第二吸盘芯体的设置还可以用于处理破碎的工件的碎片，利用多个微型吸盘芯体可以将边缘处或拐角处的碎片吸走，从而可以提高激光刻蚀硅片的精度。并且，当吸盘用于吸附较大尺寸工件时，可以利用边缘的微型吸盘芯体将塌边的四角吸附起来，防止工件被吸附后由于周边没有吸力，工件在重力的作用下向下坠，从而可以减少或避免工件在搬运过程中被撞碎的风险。

本申请提供的硅片搬运装置包括前述的吸盘，因而至少具有所述的吸盘的所有特点和优点，在此不再赘述。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型一些实施例提供的吸盘的第一视角结构示意图；

图2是本实用新型一些实施例提供的吸盘的第二视角结构示意图；

图3是本实用新型一些实施例提供的吸盘的主视示意图；

图4是本实用新型一些实施例提供的吸盘的俯视示意图。

图中：

1-吸盘主体；

11-第一吸盘芯体；12-第二吸盘芯体；13-第一伯努利接头；14-第二伯努利接头；15-破真空接头；

101-中间区域；102-边缘区域；103-凹槽；

2-垫片；

3-安装支架；

4-调节螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本文中使用的术语“和/或”或者“/”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”的定义与通常的内、外定义一致，如“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

本领域技术人员理解，如背景技术所言，现有的吸盘结构或多或少的还存在一定的缺陷。例如现有的吸盘快速将硅片吸起后，硅片受到的横向摩擦力及旋转摩擦力相对比较小，正常的直线运动搬运可以正常工作，但是如果旋转或高速运动，由于所受到的摩擦力小，导致硅片很容易被甩出去。或者，当硅片碎裂时，现有的吸盘无法吸附碎片或者吹掉碎片。因此，有必要对吸盘结构进行改进，以达到提高吸盘的吸力，增强吸附效果，减少或避免所吸附的工件受损的目的。具体技术方案的描述参见下文。

请参照附图1至图4所示，在本申请的一些实施例中，提供了一种吸盘，所述吸盘包括吸盘主体1，所述吸盘主体1设置有第一吸盘芯体11和第二吸盘芯体12，所述第一吸盘芯体11位于所述吸盘主体1的中部，所述第一吸盘芯体11的上端连接有第一伯努利接头13；

所述第二吸盘芯体12包括多个微型吸盘芯体，多个所述微型吸盘芯体分别间隔布置于所述吸盘主体1的边缘，所述第一吸盘芯体11的尺寸大于所述微型吸盘芯体的尺寸，各个所述微型吸盘芯体的上端均连接有第二伯努利接头14。

本申请实施例的吸盘可以用于吸附硅片，也即该吸盘可应用在硅片的制备相关领域中。此外，在其他的实施方式中，其他与硅片类似的工件或对吸附力、吸附结构等有改进需求的工件吸附也可以应用本申请提供的吸盘，也即本申请实施例的吸盘包括但不限于用于吸附硅片。

本申请实施例的吸盘为伯努利吸盘，其扩大了伯努利区域，不仅在中部设置了主吸盘芯体，还在边缘设置了多个微型吸盘芯体，增强了吸附力，还可以用于当硅片碎裂时吸附边缘的碎片，增强了吸盘的使用功能及工作稳定性。本申请的一些优选实施方式中的吸盘，在吸盘主体1的底部设置多个垫片2，即在吸盘底部尽量布满了垫片2，增加了分布海绵区域面积，可以提高工件与吸盘之间的横向摩擦力和旋转摩擦力。

因此，该吸盘通过第一吸盘芯体11的设置可以起到主吸附作用，通过第二吸盘芯体12的设置可以增加吸附面积，在第一吸盘芯体11和第二吸盘芯体12的配合下，可以提高工件与吸盘之间的摩擦力，提高吸盘的吸力，进而可以防止吸盘将工件吸附后由于摩擦力较小或吸附力不够导致工件被甩出去。同时，通过第二吸盘芯体12的设置还可以用于处理破碎的工件的碎片，利用多个微型吸盘芯体可以将边缘处或拐角处的碎片吸走，从而可以提高激光刻蚀硅片的精度。并且，当吸盘用于吸附较大尺寸工件时，可以利用边缘的微型吸盘芯体将塌边的四角吸附起来，防止工件被吸附后由于周边没有吸力，工件在重力的作用下向下坠，从而可以减少或避免工件在搬运过程中被撞碎的风险。

该吸盘中，第一吸盘芯体11的尺寸大于微型吸盘芯体的尺寸，即相对而言，第一吸盘芯体11为尺寸较大的大吸盘芯体或称主吸盘芯体，而第二吸盘芯体12为尺寸较小的小吸盘芯体。第一吸盘芯体11和微型吸盘芯体均可以为圆形或类似圆形的结构，因而，第一吸盘芯体11的尺寸大于微型吸盘芯体的尺寸可以指的是，第一吸盘芯体11的直径大于微型吸盘芯体的直径，例如第一吸盘芯体11的直径可以为微型吸盘芯体的2倍以上或3倍以上或4倍以上等。本实施例对于第一吸盘芯体11及微型吸盘芯体的具体尺寸或直径不作限定，只要满足第一吸盘芯体11的尺寸大于(优选远大于)微型吸盘芯体的尺寸即可。此外，本实施例中，每个微型吸盘芯体可以采用相同或类似的结构及尺寸。

在一些实施例中，所述吸盘主体1整体呈方形，例如吸盘主体1大体上可以呈长方形或正方形，在吸盘主体1上设置的第一吸盘芯体11和微型吸盘芯体均可以为圆形或类似圆形的结构，所述第二吸盘芯体12包括四个微型吸盘芯体，四个所述微型吸盘芯体分别布置在所述吸盘主体1的四个拐角处。

通过使吸盘主体大体上呈方形，可以增大吸附面积，有利于提高吸附效果，进而提高运输过程中的稳定性。呈方形结构的吸盘主体1具有四个拐角，在这四个拐角处分别设置一个微型吸盘芯体，吸力均匀，吸附效果好，而且还可以用于当硅片碎裂时吸附边缘的碎片，以及用于当吸附大尺寸硅片时将塌边的四角吸附起来，从而可以减少或避免工件在搬运过程中被撞碎的风险。

在一些实施例中，所述第一吸盘芯体11的上端连接有安装支架3，所述安装支架3与所述第一吸盘芯体11通过调节螺栓4连接。进一步，在第一吸盘芯体11的上端可以设有四个螺纹安装孔，安装支架3通过四个调节螺栓4与对应的四个螺纹安装孔固定连接；在每个调节螺栓4上还可以连接有几个锁紧螺纹，以使第一壳体与安装支架3更可靠的连接在一起。该安装支架3可用于与机械手进行连接，在使用时，可以根据吸盘所安装在机械手的位置以及高度调节螺栓4旋入的深度进行调整，再将整个吸盘主体与安装支架3安装在机械手上。

在一些实施例中，所述第一吸盘芯体11的上端还连接有破真空接头15，所述破真空接头15位于所述第一伯努利接头13的一侧，例如第一伯努利接头13可以位于第一吸盘芯体11的中部，破真空接头15可以位于左侧边缘或右侧边缘。

根据本申请实施例，通过第一伯努利接头13及第二伯努利接头14的设置，可以将第一伯努利接头13及第二伯努利接头14分别与外界气源相连接，使吸盘具有吸附工件的能力。当需要破真空时，破真空接头15与外界正压气源连接，正压气体通过破真空接头15进入第一吸盘芯体11将吸附在吸盘主体底部的工件吹掉，达到破真空的目的，这样可以更高效、便捷的解除吸附。因此，所提供的吸盘不仅具有吸附工件的能力，还具有破真空的能力，可方便地中断对工件的吸附作用。

需要说明的是，本申请实施例对于第一吸盘芯体11或第二吸盘芯体12的具体结构或连接方式不作限定。如对于第一吸盘芯体11的气体的进气结构、出气结构等的设置，或者第一吸盘芯体11与吸盘主体的连接方式等，均可以参照现有技术，可以采用本领域技术人员所熟知的结构及连接方式。例如，吸盘主体1的中部设有安装孔，安装孔内通过固定螺栓固定安装第一吸盘芯体11。

示例性的，在一些实施例中，所述第一吸盘芯体11内设有第一进气通道和第二进气通道，所述第一伯努利接头13内设有第一进气孔，所述破真空接头15内设有第二进气孔，所述第一进气孔连通所述第一进气通道，所述第二进气孔连通所述第二进气通道。进一步，在一些实施例中，第一吸盘芯体11的侧壁沿着圆周方向可以均匀对称设有出气孔，吸盘主体1还可以设有出气通道，出气孔的一端与第一进气通道和第二进气通道连通，出气孔的另一端与出气通道连通。

在一些实施例中，所述第一伯努利接头13采用弯管接头；所述第二伯努利接头14采用直管接头或弯管接头。进一步，在一些实施例中，所述第二伯努利接头14采用直管接头。如此，结构简单，方便连接和制造。

通过上述方案，将第一伯努利接头13与外界的压缩空气连通，当压缩空气通过第一伯努利接头13的第一进气孔导入第一进气通道后，能够通过气流均匀地从出气孔射出，并通过出气通道向外流出，同样的，将第二伯努利接头14与外界的压缩空气连通，也能使压缩空气依次通过进气孔、进气通道、出气孔和出气通道向外流出；此时经过工件上表面的气流速度大于其下部的气流速度。根据伯努利原理可知，气体流速越大，压强越小，此时工件的下方会产生托举力，并将工件吸附在吸盘本体的底部。当需要破真空时，破真空接头15与外界正压气源连接，正压气体通过破真空接头15的第二进气孔导入第二进气通道后，能够向外流出并将吸附在吸盘主体1底部的工件吹掉，达到破真空的目的，可以更方便的解除吸附作用。

在一些实施例中，所述吸盘主体1的底部包括中间区域101和边缘区域102，所述中间区域101和所述边缘区域102均设置有若干个垫片2。例如在中间区域101设置一个或两个垫片2，在边缘区域102设置多个垫片2，这样在吸盘主体1的底部尽量布满垫片2，增加了分布垫片2的区域，利于提高硅片与吸盘之间的摩擦力。

在一些实施例中，所述中间区域101与所述边缘区域102之间设有凹槽103，通过凹槽103使中间区域101与边缘区域102分隔；设于所述中间区域101的所述垫片2呈圆形或半圆形，例如两个半圆形的垫片或一个圆形垫片构成中间区域101的垫片；设于所述边缘区域102的所述垫片2呈多边形，该多边形例如可以为四边形、五边形或六边形等，或者可以为类似四边形、五边形或六边形，如具有缺口的四边形或五边形等。

所述垫片2均由海绵制成，即垫片2可以为海绵垫片，进一步，可以由EVA海绵材料制成。本申请实施例对于垫片2的具体数量不作限定，只要使吸盘主体1的底部尽可能的布满垫片即可。由于普通的吸盘底部采用硅胶垫片，这种垫片受热容易发生变形，变形后会使得吸盘底部与工件接触不均匀，进而导致工件容易发生掉落、位移等现象，而采用海绵材料例如EVA海绵材料则具有较好的耐热耐磨性，不易变形，从而能够使吸盘主体1更有效的抓取工件。

在一些实施例中，所述第一吸盘芯体11的直径为80mm-98mm；所述第二吸盘芯体12的直径小于30mm。在一些实施例中，所述第一吸盘芯体11的直径为82mm-88mm；所述第二吸盘芯体12的直径小于26mm。在一些实施例中，所述第一吸盘芯体11的直径为86mm-88mm；所述第二吸盘芯体12的直径小于20mm。在一些实施例中，所述第一吸盘芯体11的直径例如可以为80mm、82mm、84mm、86mm、88mm、90mm、92mm、94mm、96mm、98mm等，所述第二吸盘芯体12的直径远小于第一吸盘芯体11的直径。较佳的，该第一吸盘芯体11的直径为88mm。

现有的吸盘芯体的大多为圆形结构，其直径一般在51mm，而本申请的第一吸盘芯体11的直径可以为88mm。相比于现有的吸盘，极大地增加了伯努利面积，增强了吸附力，提高了吸附效果。

综合以上可知，本申请实施例提供的吸盘，增加了中部的第一吸盘芯体11的直径，从现有的51mm左右的吸盘芯体增加到88mm左右，极大增加了吸盘芯体的面积，增大了伯努利的区域，增加了分布垫片2的区域，可以在吸盘底部尽量布满垫片2，从而可以提高工件与吸盘之间的横向摩擦力和旋转摩擦力，即提高吸盘的吸力，增强吸附效果，防止吸盘将工件如硅片吸附后，在高速直线运动或者高速旋转时，将硅片甩出去，增强吸盘工作的稳定性。同时，在吸盘主体1的四个拐角处分别设置一个微型吸盘芯体；这样，当吸附硅片后硅片的四角周边向下弯曲时，可以利用四个拐角处的微型吸盘芯体将硅片塌边的四角吸附起来，防止硅片被吸附后由于周边没有吸力，硅片在重力的作用下向下坠，从而可以减少或避免硅片在搬运过程中被撞碎的风险。此外，当台面上拐角处有碎片时，还可以利用这四个拐角处的微型吸盘芯体处理工作台面上的碎片，将台面上的碎片吸走，防止台面上的碎片影响下一个硅片的刻蚀精度，可以提高激光刻蚀硅片的精度。

在一些实施例中，还提供了一种硅片搬运装置，其包括如前所述的吸盘。本申请实施例的硅片搬运装置可以用于硅片的搬用工作，当然，本申请实施例的技术方案并不排除硅片搬运装置同时具有上料和/或下料的功能，在此不做限定。

所述硅片搬运装置的核心在于包括了本申请实施例提供的吸盘，除此之外，还可以驱动机构如电机、气源机构等其他机构，这些其他机构的具体结构及连接均可以参考现有技术，属于本领域技术人员公知技术，本实用新型对此不作限定，在此不再详细描述。

本实用新型未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种吸盘，其特征在于，包括吸盘主体，所述吸盘主体设置有第一吸盘芯体和第二吸盘芯体，所述第一吸盘芯体位于所述吸盘主体的中部，所述第一吸盘芯体的上端连接有第一伯努利接头；

所述第二吸盘芯体包括多个微型吸盘芯体，多个所述微型吸盘芯体分别间隔布置于所述吸盘主体的边缘，所述第一吸盘芯体的尺寸大于所述微型吸盘芯体的尺寸，各个所述微型吸盘芯体的上端均连接有第二伯努利接头。

2.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述吸盘主体整体呈方形，所述第二吸盘芯体包括四个微型吸盘芯体，四个所述微型吸盘芯体分别布置在所述吸盘主体的四个拐角处。

3.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述第一吸盘芯体的上端还连接有破真空接头，所述破真空接头位于所述第一伯努利接头的一侧。

4.根据权利要求3所述的吸盘，其特征在于，所述第一吸盘芯体内设有第一进气通道和第二进气通道，所述第一伯努利接头内设有第一进气孔，所述破真空接头内设有第二进气孔，所述第一进气孔连通所述第一进气通道，所述第二进气孔连通所述第二进气通道。

5.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述第一伯努利接头采用弯管接头；和/或

所述第二伯努利接头采用直管接头或弯管接头。

6.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述吸盘主体的底部包括中间区域和边缘区域，所述中间区域和所述边缘区域均设置有若干个垫片。

7.根据权利要求6所述的吸盘，其特征在于，所述中间区域与所述边缘区域之间设有凹槽，设于所述中间区域的所述垫片呈圆形或半圆形，设于所述边缘区域的所述垫片呈多边形；和/或

所述垫片均由海绵制成。

8.根据权利要求1-7任一项所述的吸盘，其特征在于，所述第一吸盘芯体的直径为80mm-98mm；所述第二吸盘芯体的直径小于30mm。

9.根据权利要求1-7任一项所述的吸盘，其特征在于，所述第一吸盘芯体的上端连接有安装支架，所述安装支架与所述第一吸盘芯体通过调节螺栓连接。

10.一种硅片搬运装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的吸盘。

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