CN219488894U - 一种硅片搬运机构及硅片测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种硅片搬运机构及硅片测试装置，属于硅片加工设备技术领域，在硅片搬运机构中，旋转气缸设在安装座且具有旋转连接端；吸盘具有相对设置的用于连接旋转连接端的连接面和用于抓取硅片的吸附面，吸盘设有用于检测吸附面有无硅片的感应传感器；平移驱动组件包括可驱动移动的平移连接端，平移连接端与安装座连接以驱使安装座沿垂直于吸盘的旋转轴向的方向移动。在硅片测试装置中，测试旋转台的旋转轨迹上依顺序设有上料工位、测试工位和下料工位，上料输送线与上料工位之间、下料工位与下料输送线之间均设有硅片搬运机构。通过旋转气缸带动吸盘快速旋转，高效完成硅片90°旋转上料或下料，简化结构，降低成本，方便维护，故障率低。

Description

一种硅片搬运机构及硅片测试装置

技术领域

本实用新型属于硅片加工设备技术领域，特别涉及一种硅片搬运机构及硅片测试装置。

背景技术

硅片在制造完成后需要进行测试，如发电效率测试，以便对硅片进行等级分类。在效率测试装置运行的过程中，利用搬运机构来完成硅片的上料或下料，具体的，搬运机构的旋转部件包括伺服电机、同步带组件(同步带主轮、同步带和同步带从轮)，通过伺服电机驱动同步带组件工作，令吸盘能随同步带从轮旋转，促使吸盘能带动硅片转动，以实现将硅片90°旋转并上料或下料。

可是，旋转部件结构较为复杂，不利于维护，电机成本高，能耗高，旋转部件的运行速度有限，导致效率测试整线的节拍提高受限；而且，同步带的张紧力在长时间使用后出现一定的削减，影响搬运机构的稳定性，故障率高，此外，同步带在长期使用中会积累粉尘，需频繁清洁，维护不方便。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种硅片搬运机构，通过旋转气缸带动吸盘快速旋转，从而高效地完成硅片90°旋转上料或下料，整体结构得到简化，制造成本和能耗得到降低，方便维护，故障率低。

此外，本实用新型还提供一种包括上述硅片搬运机构的硅片测试装置。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种硅片搬运机构，包括：

安装座；

旋转气缸，其设在所述安装座，所述旋转气缸具有旋转连接端；

吸盘，其具有相对设置的连接面和用于抓取硅片的吸附面，所述连接面与所述旋转连接端连接，所述吸盘设有用于检测所述吸附面有无硅片的感应传感器；

平移驱动组件，其包括可驱动移动的平移连接端，所述平移连接端与所述安装座连接，用于驱使所述安装座沿垂直于所述吸盘的旋转轴向的方向移动。

本实用新型提供的硅片搬运机构至少具有如下的有益效果：在平移驱动组件运行过程中，安装座会带动旋转气缸和吸盘一并直线运动，以便实现硅片在输送线和效率测试装置之间转移，而且，可以借助感应传感器检测吸盘是否已吸附硅片，避免在吸附面处无硅片的时候出现旋转气缸做无用功，有助控制旋转气缸直接驱动吸盘带着硅片快速进行90°旋转运动，从而高效率地完成硅片90°旋转上料或下料工作；采用旋转气缸替代现有伺服同步带结构，优化硅片搬运机构，方便维护，制造成本和能耗低，而且，旋转气缸响应快，动作迅速，有助于提高效率测试整线的节拍。

作为上述技术方案的进一步改进，所述平移驱动组件为直线模组，所述安装座设在所述平移驱动组件的滑台。如此设置，令平移驱动组件具有定位精度高、速度快和承载能力大、行程长等的优点，能高精度控制吸盘的位置，从而完成硅片的精确上下料工作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述硅片搬运机构还包括控制器；所述感应传感器为接近传感器；所述旋转气缸和所述接近传感器分别与所述控制器电连接。当吸盘吸附着硅片，便会触发接近传感器，让控制器控制旋转气缸工作，令旋转气缸直接带动吸盘连同硅片一并旋转，实现旋转气缸的自动控制；采用非接触式检测的方式，可避免硅片受损。

作为上述技术方案的进一步改进，所述吸盘设有用于控制所述吸盘气路通断的电磁阀，所述电磁阀和所述直线模组的电机分别与所述控制器电连接。如此设置，在直线模组驱使吸盘移动到位后，让控制器给电磁阀发送控制指令，从而控制吸盘对硅片施以吸附作用或解除吸附作用，无需人工控制。

作为上述技术方案的进一步改进，所述吸盘为伯努利吸盘。如此设置，令吸盘能对硅片施以均匀的吸附作用，确保能安全转送硅片；伯努利吸盘能采用非接触方式来吸附硅片，能避免硅片发生变形损坏。

作为上述技术方案的进一步改进，所述旋转气缸的上表面与所述安装座通过螺栓连接，所述吸盘的连接面朝上设置，并与所述旋转气缸的旋转连接端通过螺栓连接。旋转气缸和吸盘均采用螺栓安装方式，连接稳固，而且，便于拆装维护。

第二方面，本实用新型提供一种硅片测试装置，包括测试旋转台、上料输送线、下料输送线以及上述任一技术方案的硅片搬运机构，所述测试旋转台的旋转轨迹上依顺序设有上料工位、测试工位和下料工位，所述上料输送线与所述上料工位之间设有所述硅片搬运机构，所述下料工位与所述下料输送线之间设有所述硅片搬运机构。

本实用新型提供的硅片测试装置至少具有如下的有益效果：在上料输送线和上料工位之间设置硅片搬运机构，借助硅片搬运机构完成硅片的90°旋转上料，以便进行硅片效率测试；在下料工位与下料输送线之间设置硅片搬运机构，利用硅片搬运机构在完成效率测试工序后将硅片进行90°旋转下料；硅片搬运机构采用旋转气缸直接驱动吸盘，简化硅片搬运机构的结构，便于维护，而且，能减少整体的制造成本和运行能耗。

作为上述技术方案的进一步改进，所述测试旋转台设有多块呈圆周排布的硅片支撑板，多块所述硅片支撑板分别对应于上料工位、测试工位和下料工位设置。如此设置，能够同时进行硅片上料、硅片效率测试和硅片下料，有利于提升硅片测试装置的工作效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述硅片支撑板设有四块，所述上料工位和所述下料工位以所述测试旋转台对称设置。如此设置，在测试旋转台带动各块硅片支撑板每转动90°后，便可同时进行硅片上料、测试和下料，而且，硅片支撑板的转动角度较小，令各块硅片支撑板能快速到位，可以促进工作效率提高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上料输送线和所述下料输送线为皮带输送机。采用皮带输送硅片的方式，能确保硅片在输送过程中保持完好无损。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明；

图1是本实用新型实施例所提供的硅片搬运机构的结构立体图；

图2是本实用新型实施例所提供的硅片搬运机构的左视图；

图3是本实用新型实施例所提供的旋转气缸的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所提供的硅片测试装置的结构立体图。

附图中标记如下：100、上料输送线；201、第一硅片搬运机构；202、第二硅片搬运机构；210、直线模组；211、电机；212、滑台；213、第一限位开关；214、第二限位开关；220、安装座；230、旋转气缸；240、吸盘；241、吸盘安装块；242、气管接口；243、调节螺杆；250、接近传感器；260、电磁阀；300、测试旋转台；310、硅片支撑板；400、下料输送线。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个及以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

需要说明的是，附图中X方向是由硅片测试装置的后侧指向前侧；Y方向是由硅片测试装置的左侧指向右侧；Z方向是由硅片测试装置的下侧指向上侧。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图4，下面对本实用新型的硅片搬运机构及硅片测试装置举出若干实施例。

如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例一提供了一种硅片搬运机构，硅片搬运机构主要应用于硅片测试装置中，以实现硅片的90°旋转上料或旋转下料。硅片搬运机构的结构包括有安装座220、旋转气缸230、吸盘240和平移驱动组件。

其中，旋转气缸230设置在安装座220上，旋转气缸230具有可活动的旋转台，旋转台为旋转气缸230的旋转连接端。

吸盘240具有连接面和吸附面，连接面和吸附面呈相对设置，吸附面能够用于吸附抓取硅片。吸盘240的连接面与旋转气缸230的旋转连接端连接固定，令旋转气缸230能驱动吸盘240绕其自身中轴线旋转。吸盘240设置有感应传感器，感应传感器能用于检测吸盘240的吸附面有无硅片。若吸盘240已吸附有硅片，则感应传感器会被触发并产生检测电信号；若吸盘240未吸附有硅片，则感应传感器不被触发。

平移驱动组件包括可驱动移动的平移连接端，平移驱动组件的平移连接端与安装座220连接固定，因此，平移驱动组件能驱动安装座220做直线运动。由于平移驱动组件的平移连接端的运动方向与旋转吸盘240的旋转连接端的旋转轴向相垂直，因此，在平移驱动组件运行过程中，安装座220能带动旋转气缸230及吸盘240一并沿着垂直于吸盘240的旋转轴向的方向直线移动。

可以理解的是，若吸盘240能绕上下延伸的轴线旋转，则平移驱动组件能驱使安装座220沿前后方向或左右方向运动。

在本实施例提供的硅片搬运机构中，利用平移驱动组件驱使安装座220带动旋转气缸230和吸盘240一并直线运动，令吸盘240可以在输送线和效率测试装置之间来回运动，实现硅片的转送，完成对效率测试装置进行硅片上料或硅片下料。

而且，可以借助吸盘240上的感应传感器，检测吸盘240的吸附面是否已经吸附硅片，若感应传感器检测到吸盘240吸附有硅片，则可以控制旋转气缸230动作，让旋转气缸230直接驱动吸盘240带着硅片迅速且稳定地进行90°旋转运动；若感应传感器并未检测到吸盘240吸附有硅片，则旋转气缸230不动作，避免在吸盘240的吸附面处无硅片的时候出现旋转气缸230做无用功，有助降低能耗。

本实施例提供的硅片搬运机构采用旋转气缸230替代现有伺服同步带结构，令硅片搬运机构的结构得到优化，能够高效率地完成硅片90°旋转上料或旋转下料工作，而且，故障率低，方便工作人员对其进行维护，同时，可以降低硅片搬运机构的制造成本和运行能耗。

在本实施例中，平移驱动组件为直线模组210，具体的，可以为丝杆型直线模组210、同步带型直线模组210。直线模组210的滑台212为平移连接端，安装座220设置在直线模组210的滑台212上。安装座220主要用于连接平移驱动组件和旋转气缸230，其形状可根据实际情况设置，在此不作具体限定。安装座220可以设置在平移驱动组件的上方，并通过螺栓与直线模组210的滑台212连接固定。直线模组210的电机211为伺服电机，能精确控制安装座220的移动位置。

可以理解的是，直线模组210具有定位精度高、速度快和承载能力大、行程长等的优点，能高精度地控制吸盘240的运动位置，从而完成硅片的精确上下料工作。

当然，不排除平移驱动组件采用电动推杆、气缸、液压缸等。

在一些实施例中，硅片搬运机构还包括控制器。控制器分别与感应传感器和旋转气缸230电连接。

具体的，旋转气缸230具有两个气管接口242，两个气管接口242分别为进气口和出气口，进气口和出气口均连接有气体管道，气体管道上设置有控制阀。通过控制阀的启闭控制，实现旋转气缸230进气并发生旋转动作。感应传感器和旋转气缸230的控制阀通过电缆分别与控制器进行电性连接。控制器被配置成接收感应传感器的检测电信号，产生并发送相应的控制信号至旋转气缸230的控制阀，从而促使旋转气缸230直接带动吸盘240连同硅片一起旋转，实现自动控制旋转气缸230的动作。

可以理解的是，控制器可以为单片机、PLC控制器等，能实现简单的逻辑控制功能。

感应传感器为接近传感器250，接近传感器250通过支架安装在吸盘240上，采用这种非接触式检测的方式，能避免硅片因与感应传感器直接接触而受损。当然，不排除感应传感器采用接触式传感器如微动开关。

在一些实施例中，吸盘240的气管设置有电磁阀260，电磁阀260能用于控制吸盘240的气路通断。通过电磁阀260的控制，能实现吸盘240对硅片施以吸附作用或解除吸附作用。电磁阀260设置在安装座220上。

控制器通过电缆分别与电磁阀260和直线模组210的电机211进行电连接。当直线模组210驱使吸盘240移动到位后，让控制器产生发送相应的控制信号，并发送至电磁阀260，进而控制吸盘240对硅片施以吸附作用或解除吸附作用，无需人工控制，能提升硅片搬运机构的自动化程度。

直线模组210设置有第一限位开关213和第二限位开关214，第一限位开关213和第二限位开关214沿着直线模组210的滑台212的运动方向间隔设置。第一限位开关213和直线模组210的电机211分别与控制器进行电性连接，第二限位开关214和直线模组210的电机211分别与控制器进行电性连接。第一限位开关213和第二限位开关214可以为光电开关或行程开关。

直线模组210的滑台212对应设置有感应片，感应片能分别与第一限位开关213、第二限位开关214配合，用于检测直线模组210的滑台212移动到位。比如，直线模组210的滑台212沿前后方向移动，第一限位开关213位于第二限位开关214的后侧。当直线模组210的滑台212向前运动到位，则感应片会触发第二限位开关214，让控制器能对直线模组210的电机211发送停止运行的控制指令；当直线模组210的滑台212向后运动到位，则感应片会触发第一限位开关213，使得控制器可以给直线模组210的电机211发送停止运行的控制指令。

为了确保硅片在上下料过程中保持完好无损，吸盘240选用伯努利吸盘，不仅使得吸盘240能对硅片施以均匀的吸附作用，而且，能通过这种非接触吸附的方式，可以避免硅片发生变形损坏，从而实现硅片的安全转送硅片。

旋转气缸230与安装座220之间采用螺栓连接方式，旋转气缸230和吸盘240之间也是采用螺栓连接方式，不仅使得它们能够连接稳固，而且，便于对旋转气缸230和吸盘240进行拆装、维护。在本实施例中，旋转气缸230的上表面与安装座220进行螺栓连接。吸盘240位于旋转气缸230的下方，吸盘240的吸附面朝下设置，那么，吸盘240的连接面朝上设置，旋转气缸230的旋转台设有吸盘安装块241，吸盘安装块241与吸盘240的连接面进行螺栓连接。

旋转气缸230具有两个调节螺杆243，以便工作人员通过对调节螺杆243转动来调整旋转气缸230带动吸盘240旋转的角度。

此外，如图1至图4所示，本实用新型实施例还提供一种硅片测试装置，硅片测试装置的结构包括有上料输送线100、测试旋转台300、下料输送线400以及硅片搬运机构。

其中，测试旋转台300具有上料工位、测试工位和下料工位，测试工位处设置有效率测试机(图中未示出)，以便对硅片进行发电效率测试。可以理解的是，通过测试旋转台300的旋转动作，令硅片从上料工位移动至测试工位，完成测试工序后移动至下料工位。测试旋转台300可以由电机驱动并实现绕上下延伸的轴线旋转。效率测试机为现有技术，而本实施例并未对其提出改进，因此，本领域技术人员应当理解其结构及工作原理，在此不展开说明。

上料工位、测试工位和下料工位沿着测试旋转台300的旋转轨迹依顺序设置。那么，测试旋转台300可以沿着同一个方向(顺时针或逆时针)进行旋转，无需切换转动方向。

硅片搬运机构的数量为两个，分别为第一硅片搬运机构201和第二硅片搬运机构202。上料输送线100与测试旋转台300的上料工位之间设置有第一硅片搬运机构201，利用第一硅片搬运机构201完成硅片的90°旋转上料，以便进行硅片效率测试。测试旋转台300的下料工位与下料输送线400之间设置有第二硅片搬运机构202，利用第二硅片搬运机构202在完成发电效率测试工序后将硅片进行90°旋转下料。

硅片搬运机构采用旋转气缸230直接驱动吸盘240，简化硅片搬运机构的结构，便于维护，而且，能减少整体的制造成本和运行能耗。

在本实施例中，上料输送线100位于测试旋转台300的后方，下料输送线400位于测试旋转台300的前方，上料输送线100和下料输送线400的输送方向均是由后往前。硅片搬运机构的吸盘240能带动硅片沿前后方向运动，而且，在旋转气缸230的作用下，吸盘240能带动硅片绕上下延伸的轴线转动90°。

测试旋转台300设置有硅片支撑板310，硅片支撑板310能随测试旋转台300的转动而转动。硅片支撑板310的上表面设置有供硅片放置的支撑面，第一硅片搬运机构201能将硅片放置在硅片支撑板310上，第二硅片搬运机构202可以将硅片从硅片支撑板310上取走。

在一些实施例中，硅片支撑板310设置有一块，那么，上料工作、测试工作和下料工作逐步完成，第一硅片搬运机构201需等待硅片支撑板310回至上料工位才进行硅片上料。

在另一些实施例中，硅片支撑板310的数量为多块，多块硅片支撑板310绕测试旋转台300的旋转轴线呈圆周排布，每块硅片支撑板310设置在测试旋转台300的外周边沿。

对应于测试旋转台300的上料工位、测试工位和下料工位分别设有三块硅片支撑板310，那么，当测试旋转台300进行120°旋转时，上料工位、测试工位和下料工位处均存在硅片支撑板310，能够令硅片上料工作、硅片测试工作和硅片下料工作同步进行，有助提升硅片测试装置的工作效率。

在本实施例中，硅片支撑板310的数量为四块，上料工位和下料工位以测试旋转台300对称设置。在测试旋转台300带动各块硅片支撑板310每转动90°后，便可同时进行硅片上料、效率测试和下料，而且，硅片支撑板310的转动角度较小，令各块硅片支撑板310能快速到位，可以促进工作效率提高。

上料输送线100和下料输送线400的输送方向可以为一致，也可以是呈相垂直。上料输送线100靠近上料工位的一端设置有取料位，下料输送线400靠近下料工位的一端设置有卸料位。

当然，不排除硅片支撑板310设置有两块、五块等。

上料输送线100和下料输送线400均为皮带输送机。在本实施例中，皮带输送机具有两条皮带，两条皮带相隔设置，在皮带输送机的驱动电机运行时，两条皮带能完成硅片的输送。采用皮带输送硅片的方式，能确保硅片在输送过程中保持完好无损。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种硅片搬运机构，其特征在于，包括：

安装座；

旋转气缸，其设在所述安装座，所述旋转气缸具有旋转连接端；

吸盘，其具有相对设置的连接面和用于抓取硅片的吸附面，所述连接面与所述旋转连接端连接，所述吸盘设有用于检测所述吸附面有无硅片的感应传感器；

平移驱动组件，其包括可驱动移动的平移连接端，所述平移连接端与所述安装座连接，用于驱使所述安装座沿垂直于所述吸盘的旋转轴向的方向移动。

2.根据权利要求1所述的硅片搬运机构，其特征在于，所述平移驱动组件为直线模组，所述安装座设在所述平移驱动组件的滑台。

3.根据权利要求2所述的硅片搬运机构，其特征在于，还包括控制器；所述感应传感器为接近传感器；所述旋转气缸和所述接近传感器分别与所述控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的硅片搬运机构，其特征在于，所述吸盘设有用于控制所述吸盘气路通断的电磁阀，所述电磁阀和所述直线模组的电机分别与所述控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的硅片搬运机构，其特征在于，所述吸盘为伯努利吸盘。

6.根据权利要求1所述的硅片搬运机构，其特征在于，所述旋转气缸的上表面与所述安装座通过螺栓连接，所述吸盘的连接面朝上设置，并与所述旋转气缸的旋转连接端通过螺栓连接。

7.一种硅片测试装置，其特征在于，包括测试旋转台、上料输送线、下料输送线以及如权利要求1至6任一所述的硅片搬运机构，所述测试旋转台的旋转轨迹上依顺序设有上料工位、测试工位和下料工位，所述上料输送线与所述上料工位之间设有所述硅片搬运机构，所述下料工位与所述下料输送线之间设有所述硅片搬运机构。

8.根据权利要求7所述的硅片测试装置，其特征在于，所述测试旋转台设有多块呈圆周排布的硅片支撑板，多块所述硅片支撑板分别对应于上料工位、测试工位和下料工位设置。

9.根据权利要求8所述的硅片测试装置，其特征在于，所述硅片支撑板设有四块，所述上料工位和所述下料工位以所述测试旋转台对称设置。

10.根据权利要求7所述的硅片测试装置，其特征在于，所述上料输送线和所述下料输送线为皮带输送机。