硅片分片及吸片送片装置以及硅片分片吸片送片的方法与流程

本发明涉及一种传送装置，尤其是硅片分片及吸片送片装置以及硅片分片吸片送片的方法。

背景技术：

在光伏或半导体领域，将硅块加工成硅片大多是采用多线切割工艺，由于该工艺是采用钢线带动碳化硅磨料来进行切割，所以在切割完成后硅片上会附着很多砂浆，必须通过清洗才能将这些砂浆去除。在清洗之间，需要先将这些硅片经过简单的处理，比如脱胶、预清洗去除硅片表面的绞丝和砂浆等杂质，最后再将硅片插入硅片篮，采用酸液、碱液对硅片进行超声清洗。目前，大多生产硅片的企业都是采用手工方式分片，然后将硅片逐个插入硅片篮，由于硅片之间会残留一些砂浆，加上水的作用力，硅片之间会吸附的很紧，而手工方式分片由于用力不均，因此很容易将硅片弄碎，分片效率也较低。虽然现在有了自动插片机，但是未能解决分片问题，只能将分好的单片的硅片自动插到硅片篮中。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种结构简单、能自动将堆垛的硅片分离、并将分离后的硅片输送到插片机上、分片效率高、不易碎片、送片稳定、整体稳定运行时间长、运行可靠、维护少、自动化程度高、制造和使用成本低的硅片分片及吸片送片装置，具体技术方案为：

硅片分片及吸片送片装置，包括传送装置、分片装置、升片装置和送片装置；所述传送装置安装在分片装置一端，分片装置安装在水箱内，分片装置的另一端装有升片装置，升片装置的上方装有送片装置；所述分片装置的分片水刀将竖向放置的硅片分离，分离后的硅片由升片装置的升片皮带吸附并传送到送片装置的送片皮带上，送片皮带将竖向的硅片变成水平状。

优选的，所述传送装置包括硅片料盒、料盒导轨和直线模组；所述料盒导轨设置在水箱的底部，硅片料盒活动放置在料盒导轨上，直线模组与料盒导轨平行安装，直线模座的滑台上装有推板，推板与硅片料盒连接；硅片料盒的挡料板上装有喷水口，喷水口与电磁阀连接。

通过采用上述技术方案，直线模组运行稳定、移动精度高、能实现微小距离的输送硅片，避免硅片堆积无法分离。硅片料盒用于放置堆垛的硅片，且硅片是竖向放置，硅片接近竖直装置，便于后续水刀分离。

当硅片料盒内剩余最后几张硅片时，硅片的后方无法产生较大的推力，不能把硅片推向升片皮带，此时电磁阀打开，喷水口喷水，喷出的水把剩余的硅片推向升片皮带，完成所有硅片的分片和送片。

优选的，所述分片装置包括两个分片水刀和分片传感器；所述分片水刀位于升片装置的一端，且位于硅片料盒的两侧，分片水刀倾斜安装，两个分片水刀的水流相交于硅片的下方；分片水刀的一侧装有分片传感器。

通过采用上述技术方案，两个水刀通常左右对称设置，两个分片水刀的水流相交于硅片的下方，位于硅片下方的水对硅片也有了一定的推力，因此分离开的硅片可在装片盒里缓慢、均匀、且成竖直状态向前行走，然后被吸片皮带吸附。当最前面的一片硅片接近传感器支架上的传感器时，传感器给出伺服电机的启动。

优选的，所述升片装置包括升片皮带、升片带轮和吸片盒；所述升片皮带的正面为光滑的平面，背面设有带齿，所述升片带轮上设有与带齿相匹配的驱动齿，驱动齿与带齿啮合；所述升片带轮分别固定在升片主动轴和升片从动轴上，升片主动轴与电机连接；所述升片皮带上还设有多个吸片孔，吸片孔与吸片盒上的吸水孔相对应，吸片盒位于升片主动轴和升片从动轴之间，吸片盒与水泵连接。

通过采用上述技术方案，水泵吸走吸片盒内的水，使吸片盒产生吸力，当吸片孔转到吸水孔上时，吸片盒的吸力通过吸片孔吸附硅片，吸力将硅片吸附到升片皮带上，升片皮带带动硅片上升。

优选的，所述吸片盒包括吸水板和背板，所述吸水板的正面设有吸水孔，吸水孔为腰形孔，吸水板的背面设有吸水槽，吸水槽与吸水孔相通；所述背板安装在吸水板的背面，背板上装有吸水管，吸水管与吸水槽相通，吸水管还与水泵的吸水口连接。

通过采用上述技术方案，腰形的吸水孔能使吸片孔持续的产生吸力，不发生中断，使吸力稳定。

优选的，所述吸水板的正面设有限位台，限位台上设有吸水孔；所述升片皮带的背面设有限位槽，吸盘孔位于限位槽内，且吸片孔与限位槽相通，限位槽与限位台相匹配，限位台位于限位槽内。

通过采用上述技术方案，限位台与限位槽配合能限位升片皮带的位置，防止升片皮带跑偏造成升片失败，同时限位台与限位槽提高了密封性，减少吸力的损失，使大部分水从吸片孔进入吸水孔，而不是从升片皮带与吸水板之间的空隙进入吸水孔。

优选的，还包括清洗块，所述清洗块上设有清洗孔，清洗孔与吸片孔相对，清洗块位于升片主动轴和升片从动轴之间，清洗块与水泵连接。

通过采用上述技术方案，由于升片皮带有部分位于水面上方，升片皮带进入水中时会把空气带入水中，空气在水中产生气泡，气泡吸附在升片皮带上，当气泡被吸水孔吸走时，气泡会将吸片孔上的杂物一起带入到吸水孔中，气泡和杂物对吸水孔的吸力产生影响，使水压不稳定，通过清洗孔喷水对升片皮带进行清洗，清洗孔喷出的水能去除吸片孔上的杂物和气泡，同时能用去除吸片孔周围的气泡和杂物。

优选的，还包括挡片板，所述挡片板固定在升片皮带两侧，且位于升片从动轴的上方，挡片板的端面高出升片皮带的正面，所述升片皮带上的吸片孔分组设置，吸片孔组不少于两组，相邻吸片孔组之间的距离不小于硅片的长度，吸片孔组的吸片孔不少于两个。

通过采用上述技术方案，挡片板包括上挡板和下挡板，上挡板对称固定在升片皮带的两侧，且位于升片从动轴的上方，升片主动轴位于升片从动轴的上方；所述下挡板对称固定在升片皮带的两侧，且位于升片从动轴的下方；所述上挡板和下挡板的端面均高出升片皮带的正面。

当升片皮带向上将硅片带走后，下一张硅片压到上挡板和下挡板上，上挡板和下挡板使硅片与升片皮带之间留有一定的间隙，使硅片不直接与转动的升片皮带接触，由于吸片孔是分组设置的，且吸片孔组时间的距离不小于硅片的长度，此时升片皮带上无吸片孔与硅片相对，升片皮带不吸附硅片，直到上一个硅片送走后，升片皮带上的另一组吸片孔才转到与硅片相对的位置，升片皮带通过吸片孔吸附硅片，从而避免产生吸附两张或两张以上的硅片。

上挡板和下挡板的端面略高出升片皮带的正面，在吸片孔产生吸力的时候，硅片产生轻微的变形，硅片被升片皮带吸附并跟随升片皮带上升。

优选的，所述送片装置包括送片皮带、送片托板、送片带轮、软压轮和喷嘴；所述送片带轮分别固定在送片主动轴和送片从动轴上，送片主动轴与电机连接；所述送片托板倾斜设置，送片托板位于送片主动轴和送片从动轴之间，且送片托板顶在送片皮带的背面，所述送片皮带的正面为光滑的平面；所述软压轮位于送片从动轴的下方，且与升片皮带相对应；所述喷嘴位于软压轮的上方，且位于中心位置。

通过采用上述技术方案，当硅片升出水面后，升片皮带对硅片就没有吸力了，软压轮将硅片压在升片皮带上，使硅片继续向上走，当硅片出了软压轮后，再通过喷嘴喷出高压空气把硅片压向送片皮带，此时硅片由接近竖直状态变成倾斜状态，翻转了较大的角度；由于硅片的表面有水，水将硅片吸附在送片皮带上，送片皮带是倾斜设置的，进一步带动硅片向水平装置翻转。

优选的，所述送片托板为弧形板，送片托板使送片皮带成弧形状，送片皮带将硅片从竖向翻转成水平状态。

通过采用上述技术方案，弧形状的送片皮带能较好的过渡升片皮带与送片皮带之间的角度差，以及送片皮带与插片机水平设置的输送带之间的角度差，使硅片能够圆滑的从接近竖直状态翻到水平状态，使硅片的翻转稳定，减少硅片损伤。

硅片分片吸片送片的方法，包括以下步骤：

s1、堆垛的硅片浸在水中由传送装置传送到分片装置中，经过分片装置的分片水刀分开后形成一片片独立的硅片；

s2、倾斜安装在硅片两侧的分片水刀的水流相交在硅片的下方，分片水刀喷出的水流推动硅片向升片装置的升片皮带移动；

s3、清洗块上的清洗孔清洗吸片孔；

s4、挡片板挡住硅片，当升片皮带上的吸片孔组转动到挡片板处时，吸片孔与吸片盒上的吸水孔相通，吸片孔处形成负压将硅片吸附在升片皮带的外表面上，吸片孔组之间的距离不小于硅片的长度，吸片孔组未进入到挡片板处时，升片皮带无吸力；

s5、升片皮带将硅片升到送片装置的软压轮处，然后通过喷嘴将硅片吹倒到送片皮带上。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的硅片分片及吸片送片装置结构简单、能自动将堆垛的硅片分离、并将分离后的硅片输送到插片机上、分片效率高、不易碎片、送片稳定、整体稳定运行时间长、运行可靠、维护少、自动化程度高、制造和使用成本低。

附图说明

图1是本发明的轴测结构示意图；

图2是本发明的正视图；

图3是送片装置和升片装置的结构示意图；

图4是升片装置的结构示意图；

图5是吸片盒的正面轴测爆炸结构示意图；

图6是吸片盒的背面轴测爆炸结构示意图；

图7是升片皮带的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，硅片分片及吸片送片装置，包括传送装置、分片装置、升片装置和送片装置；传送装置安装在分片装置一端，分片装置安装在水箱内，分片装置的另一端装有升片装置，升片装置的上方装有送片装置；分片装置的分片水刀21将竖向放置的硅片8分离，分离后的硅片8由升片装置的升片皮带31吸附并传送到送片装置的送片皮带61上，送片皮带61将竖向的硅片8变成水平状。

如图1和图2所示，传送装置包括硅片料盒13、料盒导轨12和直线模组；料盒导轨12设置在水箱的底部，硅片料盒13活动放置在料盒导轨12上，直线模组与料盒导轨12平行安装，直线模座的滑台上装有推板11，推板11与料盒连接；料盒的挡料板14上装有喷水口15，喷水口15与电磁阀连接，电磁阀与水泵的出水口连接。

如图1和图2所示，分片装置包括两个分片水刀21和分片传感器22；分片水刀21位于升片装置的一端，且位于硅片料盒13的两侧，分片水刀21倾斜安装，两个分片水刀21的水流相交于硅片8的下方；分片水刀21的一侧装有分片传感器22，分片传感器22位于远离升片装置的一侧。

如图3和图4所示，升片装置包括升片皮带31、升片带轮33和吸片盒32；升片皮带31的正面为光滑的平面，背面设有带齿313，升片带轮33上设有与带齿313相匹配的驱动齿，驱动齿与带齿313啮合；升片带轮33分别固定在升片主动轴37和升片从动轴36上，升片主动轴37上装有链轮72；升片皮带31上还设有多个吸片孔311，吸片孔311与吸片盒32上的吸水孔321相对应，吸片盒32位于升片主动轴37和升片从动轴36之间，吸片盒32与水泵连接。吸片盒32与升片从动轴36之间装有启动传感器39，启动传感器39还位于两个升片皮带31的中间。

如图5和图6所示，吸片盒32包括吸水板325和背板324，吸水板325的正面设有吸水孔321，吸水孔321为腰形孔，吸水板325的背面设有吸水槽323，吸水槽323与吸水孔321相通；背板324安装在吸水板325的背面，背板324上装有吸水管326，吸水管326与吸水槽323相通，吸水管326还与水泵的吸水口连接。

如图5至图7所示，吸水板325的正面设有限位台322，限位台322上设有吸水孔321；升片皮带31的背面设有限位槽312，吸盘孔位于限位槽312内，且吸片孔311与限位槽312相通，限位槽312和吸片孔311均位于升片皮带31的中心。限位槽312与限位台322相匹配，限位台322位于限位槽312内。

如图5和图6所示，还包括清洗块38，清洗块38上设有清洗孔381，清洗孔381与吸片孔311相对，清洗块38位于升片主动轴37和升片从动轴36之间，清洗块38与水泵连接。

如图3和图4所示，还包括上挡板34和下挡板35，上挡板34对称固定在升片皮带31的两侧，且位于升片从动轴36的上方，升片主动轴37位于升片从动轴36的上方；下挡板35对称固定在升片皮带31的两侧，且位于升片从动轴36的下方；上挡板34和下挡板35的端面均高出升片皮带31的正面；升片皮带31上的吸片孔311分组设置，吸片孔组不少于两组，相邻吸片孔组之间的距离不小于硅片8的长度，吸片孔组的吸片孔311不少于两个。

如图1至图3所示，送片装置包括送片皮带61、送片托板62、送片带轮65、软压轮4和喷嘴5；送片带轮65分别固定在送片主动轴64和送片从动轴63上，送片主动轴64上装有链轮72；送片托板62倾斜设置，送片托板62位于送片主动轴64和送片从动轴63之间，且送片托板62顶在送片皮带61的背面，送片皮带61的正面为光滑的平面；软压轮4位于送片从动轴63的下方，且与升片皮带31相对应；喷嘴5位于软压轮4的上方，且位于中心位置。

送片托板62为弧形板，送片托板62使送片皮带61成弧形状，送片皮带61将硅片8从竖向翻转成水平状态。

送片主动轴64与电机71连接，送片主动轴64上的链轮72与升片主动轴37上的链轮72通过链条73连接，电机71带动送片主动轴64转动，链条带动升片主动轴37转动，实现升片皮带31与送片皮带61的线速度一致，防止速度不一致导致硅片8输送不稳定，同时简化了结构，减少了电机71的数量，降低了生产成本。

工作时，将堆垛的硅片8放置到硅片料盒13中，硅片8成竖向状态；然后将放置好硅片8的硅片料盒13放置到料盒导轨12上，并将硅片料盒13与推板11连接；直线模组带动推板11移动，推板11带动硅片料盒13移动；当硅片料盒13内最前方的硅片8遇到分片传感器22时，直线模组开始减速缓慢推动硅片料盒13移动；当硅片8遇到分片水刀21时，分片水刀21吹出的水流将堆垛的硅片8吹散，此时分片水刀21、硅片料盒13均位于水箱内的水面下方；

两个分片水刀21的水流相交于硅片8的下方，位于硅片8下方的水对硅片8也有了一定的推力，因此分离开的硅片8可在装片盒里缓慢、均匀、且成竖直状态向前行走；

当最前面的一片硅片8接近启动传感器39时，启动传感器39给出信号，电机71启动，电机71通过升片主动轴37带动升片带轮33转动，升片带轮33带动升片皮带31转动；

由于水泵吸走吸片盒32内的水，使吸片盒32产生吸力，当吸片孔311转到吸水孔321上时，吸片盒32的吸力通过吸片孔311吸附硅片8，吸力将硅片8吸附到升片皮带31上，升片皮带31带动硅片8上升；

当升片皮带31向上将硅片8带走后，下一张硅片8压到上挡板34和下挡板35上，上挡板34和下挡板35使硅片8与升片皮带31之间留有一定的间隙，使硅片8不直接与转动的升片皮带31接触，由于吸片孔311是分组设置的，且吸片孔组时间的距离不小于硅片8的长度，此时升片皮带31上无吸片孔311与硅片8相对，升片皮带31不吸附硅片8，直到上一个硅片8送走后，升片皮带31上的另一组吸片孔311才转到与硅片8相对的位置，升片皮带31通过吸片孔311吸附硅片8，从而避免产生吸附两张或两张以上的硅片8。

上挡板34和下挡板35略高出升片皮带31的正面，在吸片孔311产生吸力的时候，硅片8产生轻微的变形，硅片8被升片皮带31吸附并跟随升片皮带31上升。

由于升片皮带31有部分位于水面上方，升片皮带31进入水中时会把空气带入水中，空气在水中产生气泡，气泡吸附在升片皮带31上，当气泡被吸水孔321吸走时，气泡会将吸片孔311上的杂物一起带入到吸水孔321中，气泡和杂物对吸水孔321的吸力产生影响，使水压不稳定，通过清洗孔381喷水对升片皮带31进行清洗，清洗孔381喷出的水能去除吸片孔311上的杂物和气泡，同时能用去除吸片孔311周围的气泡和杂物。

当硅片8升出水面后，升片皮带31对硅片8就没有吸力了，软压轮4将硅片8压在升片皮带31上，使硅片8继续向上走，当硅片8出了软压轮4后，再通过喷嘴5喷出高压空气把硅片8压向送片皮带61，此时硅片8由接近竖直状态变成倾斜状态，翻转了较大的角度；由于硅片8的表面有水，水将硅片8吸附在送片皮带61上。

弧形状的送片皮带61能较好的过渡升片皮带31与送片皮带61之间的角度差，以及送片皮带61与插片机水平设置的输送带之间的角度差，使硅片8能够圆滑的从接近竖直状态翻到水平状态，使硅片8的翻转稳定，减少硅片8损伤。

硅片分片吸片送片的方法，包括以下步骤：

s1、堆垛的硅片浸在水中由传送装置传送到分片装置中，经过分片装置的分片水刀21分开后形成一片片独立的硅片8；

s2、倾斜安装在硅片8两侧的分片水刀21的水流相交在硅片8的下方，分片水刀21喷出的水流推动硅片8向升片装置的升片皮带31移动；

s3、清洗块38上的清洗孔381清洗吸片孔311；

s4、挡片板挡住硅片8，当升片皮带31上的吸片孔组转动到挡片板处时，吸片孔311与吸片盒32上的吸水孔321相通，吸片孔311处形成负压将硅片8吸附在升片皮带31的外表面上，吸片孔组之间的距离不小于硅片8的长度，吸片孔组未进入到挡片板处时，升片皮带31无吸力；

s5、升片皮带31将硅片8升到送片装置的软压轮4处，然后通过喷嘴5将硅片8吹倒到送片皮带61上。