CN220456382U - 硅片治具、治具托板组件及硅片加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于硅片加工设备技术领域，具体涉及一种硅片治具、治具托板组件及硅片加工设备。该硅片治具的治具本体的上表面设置有若干用于吸附硅片的负压孔，且所述治具本体为陶瓷材质一体成型，使得治具本体的热膨胀率低，不会在激光加工硅片过程中受热膨胀影响硅片加工精度，且一体成型使得治具本体的上表面除负压孔外没有其他构造，表面不易残留加工碎屑，便于清扫。

Description

硅片治具、治具托板组件及硅片加工设备

技术领域

本实用新型属于硅片加工设备技术领域，具体涉及一种硅片治具、治具托板组件及硅片加工设备。

背景技术

硅片是光伏产业不可或缺的材料之一。近年来，光伏硅片产量和产能不断上升。

将硅片制成光伏电池片需要经历多道工艺。其中，在采用激光对硅片进行掺杂、退火等工艺过程中，一般是通过治具承载硅片，通过激光对硅片进行加热。为了防止因激光加热硅片产生高温导致承载硅片的治具变形量过大，现有技术一般采用在金属板上安装陶瓷层，以防止加工温度直接传导至金属层(参见图9)。该种方式一般是将陶瓷层与金属板胶合，然后在陶瓷层上表面设置沉孔，通过螺丝将陶瓷层与金属板把紧。

但是，该种方式随着加工时间的延长，陶瓷层依然或逐渐升温，如果陶瓷层若采用胶合方式与金属板结合，会因高温有脱胶风险，导致加工精度变差；此外，硅片加工过程中的残渣也会进入沉孔，不易清洁，残渣易划伤硅片表面。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种硅片治具、治具托板组件及硅片加工设备，以解决在激光加工硅片的工艺中，上述通过金属板上安装陶瓷层形成的治具会因高温影响硅片加工的技术问题。

本申请提供一种硅片治具。该硅片治具包括：治具本体，其上表面设置有若干用于吸附硅片的负压孔；以及所述治具本体为陶瓷材质一体成型。

在本申请的一实施例中，所述治具本体为氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钇、氧化钛、碳化硅、氮化铝陶瓷中的一种。

在本申请的一实施例中，所述治具本体的上表面为白色或趋于白色。

在本申请的一实施例中，所述治具本体上表面的平面度不大于15微米。

在本申请的一实施例中，所述治具本体包括若干横筋体和若干竖筋体；各筋体内设置有气道，分别与相应筋体上表面的负压孔连通；一横筋体和一竖筋体的交汇处设置有出气孔。

在本申请的一实施例中，最外侧的横筋体和最外侧的竖筋体的交汇处的底面设置有用于安装的固定孔；且所述横筋体和竖筋体外露于交汇处的筋体之间设置有用于加强交汇处的加强筋。

在本申请的一实施例中，所述固定孔内镶嵌有螺牙套。

相应地，本申请提供一种治具托板组件。该治具托板组件包括：如上所述的硅片治具，且治具本体的底面设置有若干固定孔；治具托板，其上设置有与固定孔一一对应的第一通孔；第一固定件，与所述第一通孔螺纹配合，自下而上穿过第一通孔后与治具本体上相应固定孔的外周相抵，且所述第一固定件内部设置有轴向设置的第二通孔；第二固定件，自下而上穿过第二通孔与固定孔配合，以将第一固定件与治具本体固定；以及锁紧螺母，设置在第一固定件外露于第一通孔下端的杆体上，用于将第一固定件与治具托板锁紧。

相应地，本申请提供一种硅片加工设备。该硅片加工设备包括：间隔设置的激光加工装置和上下料装置，以及位于激光加工装置和上下料装置之间的托板旋转机构；其中所述托板旋转机构的上端设置有如权利要求所述的治具托板组件；以及治具托板的中部安装在托板旋转机构的上端，且其两端分别对应激光加工位和上下料位处设置有若干硅片治具。

在本申请的一实施例中，所述治具托板位于激光加工位处的下方设置有吹风组件。

在本申请的一实施例中，所述上下料装置包括：转动机构；第一取料组件和第二取料组件，安装在转动机构上，且呈夹角设置；清扫组件，安装在转动机构上，且设置在第一取料组件和第二取料组件之间，用于对无硅片时的硅片治具表面进行清扫。

在本申请的一实施例中，所述治具托板位于上下料位处的下方设置有倾斜设置的光源板；所述光源板的上端侧设置有风刀组件，用于吹扫光源板上的废渣。

本实用新型的有益效果是：

区别于现有技术，本申请提供一种硅片治具。该硅片治具的治具本体的上表面设置有若干用于吸附硅片的负压孔，且所述治具本体为陶瓷材质一体成型，使得治具本体的热膨胀率低，不会在激光加工硅片过程中受热膨胀影响硅片加工精度，且一体成型使得治具本体的上表面除负压孔外没有其他构造，表面不易残留加工碎屑，便于清扫。

区别于现有技术，本申请应用有陶瓷材质一体成型的硅片治具的治具托板组件可以更稳定得在加工过程中对硅片提供支撑，不会影响加工质量；治具托板组件的硅片治具和治具托板的连接方式方便对硅片治具进行调平。

区别于现有技术，本申请应用有陶瓷材质一体成型的硅片治具的硅片加工设备可以更稳定得在加工过程中对硅片提供支撑，不会影响加工质量；治具本体的上表面除负压孔外没有其他构造，表面不易残留加工碎屑，便于清扫。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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是本实用新型的一优选实施例的硅片治具的俯视立体图；

图2是本实用新型的一优选实施例的硅片治具的仰视立体图；

图3是本实用新型的一优选实施例的硅片治具的剖视图；

图4是本实用新型的一优选实施例的治具托板组件的立体图；

图5是图4中A处的放大图；

图6是本实用新型的一优选实施例的硅片治具与治具托板的安装示意图；

图7是本实用新型的一优选实施例的硅片加工设备的立体图；

图8是本实用新型的一优选实施例的硅片加工设备的侧视图；

图9是现有技术中硅片治具示意图。

图中：

硅片治具1、负压孔11、横筋体12、竖筋体13、气道14、出气孔15、固定孔16、加强筋17、螺牙套18、治具托板组件2、治具托板21、第一通孔211、第一固定件22、第二通孔221、第二固定件23、锁紧螺母24、激光加工装置3、上下料装置4、托板旋转机构5、吹风组件6、转动机构41、第一取料组件42、第二取料组件43、清扫组件44、光源板7、风刀组件8。

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，下面将结合附图对本实用新型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。

本申请提供一种硅片治具、治具托板组件及硅片加工设备，以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

为解决在激光加工硅片的工艺中，上述通过金属板上安装陶瓷层形成的治具会因高温影响硅片加工的技术问题，本申请的一实施例提供一种硅片治具、治具托板组件及硅片加工设备。该硅片治具的治具本体的上表面设置有若干用于吸附硅片的负压孔，且所述治具本体为陶瓷材质一体成型，使得治具本体的热膨胀率低，不会在激光加工硅片过程中受热膨胀影响硅片加工精度，且一体成型使得治具本体的上表面除负压孔外没有其他构造，表面不易残留加工碎屑，便于清扫。下文进行详细阐述。

请参阅图1、图2和图3，在一实施例中，硅片治具1的治具本体的上表面设置有若干用于吸附硅片的负压孔11，且所述治具本体为陶瓷材质一体成型。

在本实施例中，陶瓷材质的稳定性高，导热系数小，受热膨胀小，不会因激光加工产生的热量而变形过大影响硅片激光加工的精度；可选的，治具本体的材质可以但不限于是氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钇、氧化钛、碳化硅、氮化铝陶瓷中的一种。

此外，通过对治具本体一体成型，则治具本体的表面除了有负压孔11外，无需其他构造，减少了加工碎屑在清扫过程中残留的可能性，进一步提升了治具的功能性。

在本实施例中，优选的，所述治具本体的上表面为白色或趋于白色。

需要说明的是，治具本体的上表面为深颜色，会吸光造成定位不准，影响加工精度。因此，选用白色或者趋于白色的陶瓷材质可以减少对光的吸收。

在本实施例中，优选的，所述治具本体上表面的平面度不大于15微米；可以满足对硅片的承载要求。

在本实施例中，优选的，所述治具本体包括若干横筋体12和若干竖筋体13；各筋体内设置有气道14，分别与相应筋体上表面的负压孔11连通；一横筋体12和一竖筋体13的交汇处设置有出气孔15。

需要说明的是，为了便于对治具进行散热，治具本体可以做成若干横筋体12和若干竖筋体13相连的造型，其余部分可以去除；呈该造型的治具重量小且结构稳定。

参见图2，为了便于治具安装于托板上，优选的，最外侧的横筋体12和最外侧的竖筋体13的交汇处的底面设置有用于安装的固定孔16；且所述横筋体12和竖筋体13外露于交汇处的筋体之间设置有用于加强交汇处的加强筋17。

需要说明的是，固定孔16可以是交汇处偏向加强筋17处，可以避开气道14；加强筋17一方面可以为开设固定孔16提供位置，也可以避免因开设固定孔16导致的结构强度降低，特别是可以避免在固定孔16与固定件配合时造成的开裂。

参见图6所示，为了防止固定件在固定孔16中锁紧时崩裂陶瓷材质的治具，优选的，所述固定孔16内镶嵌有螺牙套18。

可选的，治具本体可以是将一整块陶瓷板通过切割成所需造型，即可以对整板进行开孔、切出边缘缺口，以呈现出如图1所示的若干横筋体12和若干竖筋体13相连的造型；气道14可以是沿各筋体轴向钻孔，使得气道14在各筋体的交汇处连通，然后对气道14端部进行封堵，上表面钻出负压孔11，下表面的一交汇处开出出气孔15用于和负压源连接；可选的，固定孔16可以是沉孔，内部镶嵌螺牙套18，用于和螺钉配合，螺牙套18可以是金属的。

参见图4、图5和图6所示，在一实施例中，治具托板组件2包括：如上所述的硅片治具1，且治具本体的底面设置有若干固定孔16；治具托板21，其上设置有与固定孔16一一对应的第一通孔211；第一固定件22，与所述第一通孔211螺纹配合，自下而上穿过第一通孔211后与治具本体上相应固定孔16的外周相抵，且所述第一固定件22内部设置有轴向设置的第二通孔221；第二固定件23，自下而上穿过第二通孔221与固定孔16配合，以将第一固定件22与治具本体固定；以及锁紧螺母24，设置在第一固定件22外露于第一通孔211下端的杆体上，用于将第一固定件22与治具托板21锁紧。

需要说明的是，硅片治具1的固定孔16的数量可以是4个，分别设置在靠近四角处；固定孔16可以是沉孔，第一固定件22的上端可以容纳于下沉处；固定孔16内部可以镶嵌螺牙套18，用于和第二固定件23配合。

在一种应用场景中，对硅片治具1进行调平时，可以先将所有第二固定件23松开；转动第一固定件22，通过第一固定件22上端带动硅片治具1上下调节；调好水平后，将锁紧螺母24锁紧；最后拧紧第二固定件23。

参见图7和图8所示，在一实施例中，硅片加工设备包括：间隔设置的激光加工装置3和上下料装置4，以及位于激光加工装置3和上下料装置4之间的托板旋转机构5；其中所述托板旋转机构5的上端设置有如上所述的治具托板组件2；以及治具托板21的中部安装在托板旋转机构5的上端，且其两端分别对应激光加工位和上下料位处设置有若干硅片治具1。

可选的，所述治具托板21位于激光加工位处的下方设置有吹风组件6。

具体的，吹风组件6可以是风扇，用于向硅片治具1吹风降温，可有效防止其温度过高；且激光加工装置3带有照射在加工位上的吸尘罩，吹风组件6可以便于空气对流。

在本实施例中，可选的，所述上下料装置4包括：转动机构41；第一取料组件42和第二取料组件43，安装在转动机构41上，且呈夹角设置；清扫组件44，安装在转动机构41上，且设置在第一取料组件42和第二取料组件43之间，用于对无硅片时的硅片治具1表面进行清扫。

可选的，第一取料组件42和第二取料组件43可以是呈90度夹角，也可以是80度、120度等等，可以根据产线进行布置。

在一种应用场景中，硅片治具1采用陶瓷材质一体成型，治具本体的上表面除负压孔外没有其他构造，表面不易残留加工碎屑，因此可以在上下料间隙对其表面进行清扫。

参见图7，具体的，第二取料组件43将硅片治具1上的硅片取走后，转动机构41驱动第一取料组件42、第二取料组件43、清扫组件44同时旋转的过程中，清扫组件44可以将硅片治具1表面的碎屑扫落，继续旋转后第一取料组件42位于硅片治具1上方后，第一取料组件42将待加工的硅片放置在清扫干净的硅片治具1上。

在本实施例中，为了便于对从硅片治具1上扫落的碎屑进行收集，所述治具托板21位于上下料位处的下方设置有倾斜设置的光源板7；所述光源板7的上端侧设置有风刀组件8，用于吹扫光源板7上的废渣；光源板7为硅片定位模块提供光源，且其表面呈倾斜设置，便于风刀将表面掉落的碎屑吹落。

综上所述，本申请的硅片治具1的治具本体的上表面设置有若干用于吸附硅片的负压孔，且所述治具本体为陶瓷材质一体成型，使得治具本体的热膨胀率低，不会在激光加工硅片过程中受热膨胀影响硅片加工精度，且一体成型使得治具本体的上表面除负压孔外没有其他构造，表面不易残留加工碎屑，便于清扫。

本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (12)

1.一种硅片治具，其特征在于，包括：

治具本体，其上表面设置有若干用于吸附硅片的负压孔（11）；以及

所述治具本体为陶瓷材质一体成型。

2.根据权利要求1所述的硅片治具，其特征在于，

所述治具本体为氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钇、氧化钛、碳化硅、氮化铝陶瓷中的一种。

3.根据权利要求1所述的硅片治具，其特征在于，

所述治具本体的上表面为白色或趋于白色。

4.根据权利要求1所述的硅片治具，其特征在于，

所述治具本体上表面的平面度不大于15微米。

5.根据权利要求1所述的硅片治具，其特征在于，

所述治具本体包括若干横筋体（12）和若干竖筋体（13）；

各筋体内设置有气道（14），分别与相应筋体上表面的负压孔（11）连通；

一横筋体（12）和一竖筋体（13）的交汇处设置有出气孔（15）。

6.根据权利要求5所述的硅片治具，其特征在于，

最外侧的横筋体（12）和最外侧的竖筋体（13）的交汇处的底面设置有用于安装的固定孔（16）；

且所述横筋体（12）和竖筋体（13）外露于交汇处的筋体之间设置有用于加强交汇处的加强筋（17）。

7.根据权利要求6所述的硅片治具，其特征在于，

所述固定孔（16）内镶嵌有螺牙套（18）。

8.一种治具托板组件，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任一项所述的硅片治具（1），且治具本体的底面设置有若干固定孔（16）；

治具托板（21），其上设置有与固定孔（16）一一对应的第一通孔（211）；

第一固定件（22），与所述第一通孔（211）螺纹配合，自下而上穿过第一通孔（211）后与治具本体上相应固定孔（16）的外周相抵，且所述第一固定件（22）内部设置有轴向设置的第二通孔（221）；

第二固定件（23），自下而上穿过第二通孔（221）与固定孔（16）配合，以将第一固定件（22）与治具本体固定；以及

锁紧螺母（24），设置在第一固定件（22）外露于第一通孔（211）下端的杆体上，用于将第一固定件（22）与治具托板（21）锁紧。

9.一种硅片加工设备，其特征在于，包括：

间隔设置的激光加工装置（3）和上下料装置（4），以及位于激光加工装置（3）和上下料装置（4）之间的托板旋转机构（5）；其中

所述托板旋转机构（5）的上端设置有如权利要求8所述的治具托板组件（2）；以及

治具托板（21）的中部安装在托板旋转机构（5）的上端，且其两端分别对应激光加工位和上下料位处设置有若干硅片治具（1）。

10.根据权利要求9所述的硅片加工设备，其特征在于，

所述治具托板（21）位于激光加工位处的下方设置有吹风组件（6）。

11.根据权利要求9所述的硅片加工设备，其特征在于，

所述上下料装置（4）包括：

转动机构（41）；

第一取料组件（42）和第二取料组件（43），安装在转动机构（41）上，且呈夹角设置；

清扫组件（44），安装在转动机构（41）上，且设置在第一取料组件（42）和第二取料组件（43）之间，用于对无硅片时的硅片治具（1）表面进行清扫。

12.根据权利要求11所述的硅片加工设备，其特征在于，

所述治具托板（21）位于上下料位处的下方设置有倾斜设置的光源板（7）；

所述光源板（7）的上端侧设置有风刀组件（8），用于吹扫光源板（7）上的废渣。