用于石墨舟上下片装置的制作方法

本实用新型涉及硅片加工设备领域，尤其是一种用于石墨舟上下片装置。

背景技术：

由于太阳光照射到太阳能电池的硅片上，其中一部分太阳光会被反射，即使对将硅表面设计成绒面，虽然入射光会产生多次反射可以增加光的吸收率，但是，还是会有一部分的太阳光会被反射，为了减少太阳光的反射损失，通常所采取的办法是在太阳能电池的硅片表面覆盖一层减反射膜，这层薄膜可以减少太阳光的反射率，增加光电转换效率，在晶体硅表面淀积减反射膜技术中，氮化硅膜具有高绝缘性、化学稳定性好、致密性好、硬度高等特点，同时具有良好的掩蔽金属和水离子沉积的能力，从而被广泛采用。

在晶体硅太阳能电池制造过程中，制备氮化硅膜通常采用等离子体增强化学气相沉积法，简称为PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)，PECVD是利用强电场使所需的气体源分子电离产生等离子体，等离子体中含有很多活性很高的化学基团，这些基团经过经一系列化学和等离子体反应，在硅片表面形成固态薄膜。

目前，在晶体硅太阳能电池制造过程中，用于制备氮化硅膜的装置主要包括设置有炉门的真空沉积室，真空沉积室内设有石墨舟，硅片放置于石墨舟上，真空沉积室上设有进气口与排气口，所述进气口上连接有用于通入制程气体的进气管，所述排气口上连接有排放管，排放管末端连接有真空泵，真空泵的进口与排放管的出口相连，真空泵的出口连接有尾排管，其中，在将硅片放置于石墨舟上或将硅片从石墨舟内取出时通过人工实现硅片的取放，这是一种单调、重复的体力劳动，效率非常低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工作效率较高且能够减少硅片受污染几率的用于石墨舟上下片装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于石墨舟上下片装置，包括支架，所述支架上设置有托架，所述托架用于放置石墨舟，所述托架上方设置有用于取放硅片的机械手，所述支架上设置有硅片上料盒与硅片下料盒，所述机械手将硅片上料盒内的硅片取出后放入石墨舟内或将石墨舟内放置的硅片取出放入硅片下料盒内；所述硅片下料盒通过可拆卸结构固定在支架上，所述硅片上料盒上连接有支撑架，所述支架上设置有用于使支撑架上下移动的升降装置，所述硅片上料盒的外侧设置有自动上片装置；

所述硅片上料盒包括底板，所述底板的上表面设置有第一挡板与第二挡板，所述第一挡板与第二挡板平行设置，所述第一挡板朝向第二挡板的一侧表面设置有多个第一卡槽，所述第二挡板朝向第一挡板的一侧表面设置有多个第二卡槽，多个第一卡槽与多个第二卡槽一一对应，硅片的一端卡入第一卡槽内，硅片的另一端卡入与第一卡槽对应的第二卡槽内，所述相邻的两个第一卡槽之间的间距与相邻的两个卡板之间的间距相同，所述第一卡槽的数量与卡板的数量相同，所述硅片下料盒与硅片上料盒的结构相同；

所述自动上片装置包括无头的第一输送带、无头的第二输送带、第一主动轮、第二主动轮、第一从动轮、第二从动轮，无头的第一输送带依次绕过第一主动轮和第一从动轮并且第一输送带被第一主动轮和第一从动轮绷紧，无头的第二输送带依次绕过第二主动轮和第二从动轮并且第二输送带被第二主动轮和第二从动轮绷紧，第一主动轮与第二主动轮分别与驱动电机相连，所述第一主动轮与第二主动轮的中心轴线互相重合，所述第一从动轮与第二从动轮的中心轴线互相重合，所述第一输送带与第二输送带互相平行且位于上层第一输送带与位于上层的第二输送带位于同一水平面，所述第一主动轮靠近硅片上料盒；所述第一主动轮、第二主动轮、第一从动轮、第二从动轮均通过轴承固定在支架上，所述第一输送带与第二输送带之间设置有支撑平台，所述支撑平台的上表面设置有接近开关，所述接近开关位于第一输送带与第二输送带之间且接近开关处于位于上层的第一输送带所在平面的下方，所述接近开关上连接有控制器，所述控制器与升降装置、驱动电机相连接；

所述机械手包括移动平台、两个互相平行设置的第一滑轨，两个第一滑轨固定在支架上，所述移动平台的下表面设置有两个互相平行的第一滑槽，两个第一滑轨分别卡入两个第一滑槽内，所述移动平台上连接有用于使移动平台来回移动的第一驱动装置，所述移动平台的上表面设置有第二滑槽，所述第二滑槽与第一滑槽互相垂直，所述第二滑槽内设置有第一滑块，所述第一滑块沿第二滑槽来回滑动，所述第二滑槽内设置有用于使第一滑块来回移动的第二驱动装置，所述第一滑块上固定有第一支撑板，所述第一支撑板水平设置，所述第一支撑板的下表面固定有第一U形支撑架，所述第一支撑板与第一U形支撑架围成第一通孔，所述移动平台穿过第一通孔，所述第一U形支撑架的底部固定有第二支撑板，所述第二支撑板竖直设置，所述第二支撑板的一侧设置有第一支撑杆，所述第二支撑板上设置有用于使第一支撑杆上下移动的第三驱动装置，所述第一支撑杆上固定有第一支撑架，所述第一支撑架上设置有第一转动轴，所述第一转动轴通过轴承固定在第一支撑架上，所述第一支撑架上设置有用于使第一转动轴转动的第四驱动装置，所述第一转动轴的末端连接有硅片吸取装置；

所述硅片吸取装置包括底座，所述底座的一侧表面固定在第一转动轴的末端，底座的另一侧表面固定有多个卡板，多个卡板依次平行设置，相邻的两个卡板之间的间距与石墨舟的两个相邻的石墨板的间距相同，且卡板的数量与石墨舟的石墨板数量相同，每个卡板上设置有多个通孔，每个通孔的边缘设置有多个固定孔，每个固定孔内设置有一个固定板，所述固定板的厚度小于卡板的厚度，每个通孔中心设置有吸盘，吸盘上连接有多个弹簧，多个弹簧与多个固定孔一一对应，弹簧的一端固定在吸盘上，另一端固定在固定板上，所述卡板的一侧表面设置有多个导线槽，导线槽的数量与通孔的数量相同，每个导线槽与一个通孔连通，导线槽内设置有压缩空气管，压缩空气管的一端与空气压缩机相连，另一端与吸盘相连，所述吸盘、多个弹簧、每个固定孔内的固定板、每个导线槽内的压缩空气管均位于卡板的两个表面组成的间隙空间内。

进一步的是，所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置均为电动推杆。

进一步的是，所述第四驱动装置为旋转电机。

进一步的是，每个卡板上通孔的数量为三个，且三个通孔的中心组成一个等腰三角形。

进一步的是，所述第一挡板的上端与第二挡板的上端通过U形连接板相连。

进一步的是，所述可拆卸结构为卡扣。

进一步的是，所述升降装置为步进电机。

进一步的是，所述支架上设置有限位挡块，所述限位挡块与位于硅片上料盒的内侧，所述限位挡块的上表面与位于上层的第一输送带所在平面之间的间距等于第一卡槽的槽宽。

进一步的是，所述第一输送带的外侧设置有推板，推板上连接有电动气缸，所述电动气缸与控制器相连接，所述第二输送带的外侧设置有挡板，所述挡板与推板相对设置且二者互相平行，所述接近开关位于推板与挡板之间。

本实用新型的有益效果是：该用于石墨舟上下片装置在工作时，只需将石墨舟放置在托架的指定位置，接着利用自动上片装置将上一个工序的加工完成的硅片直接送入硅片上料盒内，然后利用机械手将硅片上料盒内的硅片取出后放入石墨舟内或将石墨舟内放置的硅片取出放入硅片下料盒内，可以实现生产的机械化和自动化，取缔人工单调、繁复的体力劳动，大大降低了工人的劳动强度，节约了人力成本，而且每次取出和放入的硅片数量较多，大大提高了工作效率，同时，整个过程中，减少了硅片与人的接触，降低了硅片被污染的几率。

附图说明

图1本实用新型所述用于石墨舟上下片装置的主视图；

图2本实用新型所述用于石墨舟上下片装置的俯视图；

图3本实用新型所述用于石墨舟上下片装置的部分结构三维示意图；

图4本实用新型所述机械手的部分结构示意图；

图5是本实用新型所述硅片吸取装置的结构示意图；

图6是本实用新型所述卡板的结构示意图；

图7是本实用新型所述硅片上料盒的结构示意图；

图中标记说明：支架1、托架2、机械手3、移动平台301、第一滑轨302、第一滑槽303、第一驱动装置304、第二滑槽305、第一滑块306、第二驱动装置307、第一支撑板308、第一U形支撑架309、第一通孔310、第二支撑板311、第一支撑杆312、第三驱动装置313、第一支撑架314、第一转动轴315、第四驱动装置316、硅片吸取装置317、底座31701、卡板31702、固定孔31703、固定板31704、吸盘31705、弹簧31706、导线槽31707、压缩空气管31708、硅片上料盒4、底板401、第一挡板402、第二挡板403、第一卡槽404、第二卡槽405、U形连接板406、硅片下料盒5、自动上片装置6、第一输送带601、第二输送带602、第一主动轮603、第一从动轮604、驱动电机605、支撑平台606、接近开关607、控制器608、推板609、电动气缸610、挡板611、支撑架7、升降装置8、限位挡块9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1至7所示，该用于石墨舟上下片装置，包括支架1，所述支架1上设置有托架2，所述托架2用于放置石墨舟，所述托架2上方设置有用于取放硅片的机械手3，所述支架1上设置有硅片上料盒4与硅片下料盒5，所述机械手3将硅片上料盒4内的硅片取出后放入石墨舟内或将石墨舟内放置的硅片取出放入硅片下料盒5内；所述硅片下料盒5通过可拆卸结构固定在支架1上，所述硅片上料盒4上连接有支撑架7，所述支架1上设置有用于使支撑架7上下移动的升降装置8，所述硅片上料盒4的外侧设置有自动上片装置6；所述硅片上料盒4包括底板401，所述底板401的上表面设置有第一挡板402与第二挡板403，所述第一挡板402与第二挡板403平行设置，所述第一挡板402朝向第二挡板403的一侧表面设置有多个第一卡槽404，所述第二挡板403朝向第一挡板402的一侧表面设置有多个第二卡槽405，多个第一卡槽404与多个第二卡槽405一一对应，硅片的一端卡入第一卡槽404内，硅片的另一端卡入与第一卡槽404对应的第二卡槽405内，所述相邻的两个第一卡槽404之间的间距与相邻的两个卡板31702之间的间距相同，所述第一卡槽404的数量与卡板31702的数量相同，所述硅片下料盒5与硅片上料盒4的结构相同；所述自动上片装置6包括无头的第一输送带601、无头的第二输送带602、第一主动轮603、第二主动轮、第一从动轮604、第二从动轮，无头的第一输送带601依次绕过第一主动轮603和第一从动轮604并且第一输送带601被第一主动轮603和第一从动轮604绷紧，无头的第二输送带602依次绕过第二主动轮和第二从动轮并且第二输送带602被第二主动轮和第二从动轮绷紧，第一主动轮603与第二主动轮分别与驱动电机605相连，所述第一主动轮603与第二主动轮的中心轴线互相重合，所述第一从动轮604与第二从动轮的中心轴线互相重合，所述第一输送带601与第二输送带602互相平行且位于上层第一输送带601与位于上层的第二输送带602位于同一水平面，所述第一主动轮603靠近硅片上料盒4；所述第一主动轮603、第二主动轮、第一从动轮604、第二从动轮均通过轴承固定在支架1上，所述第一输送带601与第二输送带602之间设置有支撑平台606，所述支撑平台606的上表面设置有接近开关607，所述接近开关607位于第一输送带601与第二输送带602之间且接近开关607处于位于上层的第一输送带601所在平面的下方，所述接近开关607上连接有控制器608，所述控制器608与升降装置、驱动电机605相连接；所述机械手3包括移动平台301、两个互相平行设置的第一滑轨302，两个第一滑轨302固定在支架1上，所述移动平台301的下表面设置有两个互相平行的第一滑槽303，两个第一滑轨302分别卡入两个第一滑槽303内，所述移动平台301上连接有用于使移动平台301来回移动的第一驱动装置304，所述移动平台301的上表面设置有第二滑槽305，所述第二滑槽305与第一滑槽303互相垂直，所述第二滑槽305内设置有第一滑块306，所述第一滑块306沿第二滑槽305来回滑动，所述第二滑槽305内设置有用于使第一滑块306来回移动的第二驱动装置307，所述第一滑块306上固定有第一支撑板308，所述第一支撑板308水平设置，所述第一支撑板308的下表面固定有第一U形支撑架309，所述第一支撑板308与第一U形支撑架309围成第一通孔310，所述移动平台301穿过第一通孔310，所述第一U形支撑架309的底部固定有第二支撑板311，所述第二支撑板311竖直设置，所述第二支撑板311的一侧设置有第一支撑杆312312，所述第二支撑板311上设置有用于使第一支撑杆312312上下移动的第三驱动装置313，所述第一支撑杆312312上固定有第一支撑架314，所述第一支撑架314上设置有第一转动轴315，所述第一转动轴315通过轴承固定在第一支撑架314上，所述第一支撑架314上设置有用于使第一转动轴315转动的第四驱动装置316，所述第一转动轴315的末端连接有硅片吸取装置317；所述硅片吸取装置317包括底座31701，所述底座31701的一侧表面固定在第一转动轴315的末端，底座31701的另一侧表面固定有多个卡板31702，多个卡板31702依次平行设置，相邻的两个卡板31702之间的间距与石墨舟的两个相邻的石墨板的间距相同，且卡板31702的数量与石墨舟的石墨板数量相同，每个卡板31702上设置有多个通孔，每个通孔的边缘设置有多个固定孔31703，每个固定孔31703内设置有一个固定板31704，所述固定板31704的厚度小于卡板31702的厚度，每个通孔中心设置有吸盘31705，吸盘31705上连接有多个弹簧31706，多个弹簧31706与多个固定孔31703一一对应，弹簧31706的一端固定在吸盘31705上，另一端固定在固定板31704上，所述卡板31702的一侧表面设置有多个导线槽31707，导线槽31707的数量与通孔的数量相同，每个导线槽31707与一个通孔连通，导线槽31707内设置有压缩空气管31708，压缩空气管31708的一端与空气压缩机相连，另一端与吸盘31705相连，所述吸盘31705、多个弹簧31706、每个固定孔31703内的固定板31704、每个导线槽31707内的压缩空气管31708均位于卡板31702的两个表面组成的间隙空间内。该用于石墨舟上下片装置的工作原理如下所述：在需要将硅片放入石墨舟时，首先将石墨舟放置在托架2的指定位置，并利用自动上片装置6将上一个工序的加工完成的硅片直接送入硅片上料盒4内，直至装满硅片上料盒4，由于相邻的两个第一卡槽404之间的间距与相邻的两个卡板31702之间的间距相同，因此可以控制第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313、第四驱动装置316使每个卡板31702均插入硅片上料盒4内相邻的两个硅片之间，且由于第一卡槽404的数量与卡板31702的数量相同，每个硅片都会对应一个卡板31702，此时空气压缩机工作，每个吸盘31705将与之对应的硅片吸住，由于相邻的两个卡板31702之间的间距与石墨舟的两个相邻的石墨板的间距相同，因此控制第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313、第四驱动装置316可以使卡板31702从硅片上料盒4内取出并插入石墨舟内相邻的石墨板之间，同时利用自动上片装置6将上一个工序的加工完成的硅片直接送入硅片上料盒4内，直至装满硅片上料盒4，此时空气压缩机停止工作，每个吸盘31705将与之对应的硅片松开，硅片落入石墨舟内，由于卡板31702的数量与石墨舟的石墨板数量相同，每次可以放置一排硅片，然后控制第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313、第四驱动装置316使卡板31702从石墨舟内取出并插入硅片上料盒4内相邻的两个硅片之间，进行下一次硅片放置，重复上述过程便可以将硅片依次放入石墨舟内，而且通过第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313可以控制卡板31702的上下左右前后三个方向的位移，通过第四驱动装置316控制卡板31702的转动，从而实现卡板31702的精确定位，在需要将硅片从石墨舟取出时，首先控制第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313、第四驱动装置316使每个卡板31702均插入石墨舟内相邻的石墨板之间，此时空气压缩机工作，每个吸盘31705将与之对应的硅片吸住，由于卡板31702的数量与石墨舟的石墨板数量相同，每次可以取出一排硅片，然后再控制第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313、第四驱动装置316使卡板31702从石墨舟内取出并插入硅片下料盒5内，并且使每个硅片的两端都插入一个第一卡槽404和第二卡槽405内，此时空气压缩机停止工作，每个吸盘31705将与之对应的硅片松开，硅片落入硅片上料盒4内，同时将满的硅片下料盒5取下换上空的硅片下料盒5，再控制第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313、第四驱动装置316使卡板31702从硅片下料盒5内取出并插入石墨舟内具有硅片的石墨板之间，进行下一次硅片取出，重复上述过程便可以将硅片依次取出石墨舟并放入硅片下料盒5内，整个过程可以自动进行，可以实现生产的机械化和自动化，取缔人工单调、繁复的体力劳动，大大降低了工人的劳动强度，而且每次取出和放入的硅片数量较多，大大提高了工作效率，同时，整个过程中，减少了硅片与人的接触，降低了硅片被污染的几率。

在上述实施方式中，所述第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313均为电动推杆，所述第四驱动装置316为旋转电机。这样便可以通过PLC控制程序对第一驱动装置304、第二驱动装置307、第三驱动装置313、第四驱动装置316进行参数的自由设置，可以实现精确控制，且省时又省力。

为了使硅片吸取装置317在移动过程中避免发生硅片掉落，每个卡板31702上通孔的数量为三个，且三个通孔的中心组成一个等腰三角形，这样每个硅片用三个吸盘31705将其吸住，且吸盘31705组成一个等腰三角形，其吸力均匀可以牢牢将硅片吸住，避免发生硅片掉落。

为了保证硅片上料盒4与硅片下料盒5的结构稳定性，所述第一挡板402的上端与第二挡板403的上端通过U形连接板406相连。

为了方便将硅片下料盒5安装在支架1上，同是也便于将其拆卸下来，所述可拆卸结构优选为卡扣。

在利用自动上片装置6将上一个工序的加工完成的硅片直接送入硅片上料盒4内时，只需在开始时通过升降机构调整硅片上料盒4的位置，使硅片上料盒4的最下面一个第一卡槽的下侧面与位于上层的第一输送带601所在的平面重合，这样第一输送带601上的硅片便可以直接送入第一卡槽404内，由于设置了接近开关607，当硅片从接近开关607上方通过时，接近开关607发出一个信号给控制器608，控制器608接收到该信号后延迟一到两秒后控制升降装置8使硅片上料盒4下降一段距离，所述硅片上料盒4下降的距离与第一卡槽404的槽宽相同，这样可以保证下一个相邻的卡槽的下侧面与位于上层的第一输送带601所在的平面重合，重复上述步骤便可以装满硅片上料盒4，为了精确控制每次升降的距离，所述升降装置8优选为步进电机。

为了避免硅片在送入硅片上料盒4后从另一侧掉落，所述支架1上设置有限位挡块9，所述限位挡块9与位于硅片上料盒4的内侧，所述限位挡块9的上表面与位于上层的第一输送带601所在平面之间的间距等于第一卡槽404的槽宽。

另外，为了保证输送带上的硅片能够精准的送入硅片上料盒4内，所述第一输送带601的外侧设置有推板609，推板609上连接有电动气缸610，所述电动气缸610与控制器608相连接，所述第二输送带602的外侧设置有挡板611，所述挡板611与推板609相对设置且二者互相平行，所述接近开关607位于推板609与挡板611之间。当硅片达到推板609与挡板611之间时，接近开关607发出一个信号给控制器608，控制器608给驱动电机605发出控制信号使其暂停运行，然后控制电动气缸610工作，电动气缸610将推板609朝向挡板611推出，进而将硅片扶正，接车电动气缸610缩回，控制器608再给驱动电机605发出控制信息使其继续运行，进而将扶正的硅片精准的送入硅片上料盒4内。