硅棒的自动点胶固化系统及自动点胶固化方法与流程

本发明涉及一种单晶硅粘接机，尤其涉及一种用于在无人化车间内实现硅棒的自动点胶固化的硅棒的自动点胶固化系统及自动点胶固化方法。

背景技术

在生产制造硅片时，需要将用来固定硅棒的固定夹具、基板以及硅棒通过胶水按顺序粘接起来。目前，一般所述固定夹具、基板以及硅棒的粘接都是通过人工来完成的，使得硅片的生产效率低、人工成本比较高，不利于实现硅片的大规模生产。

同时，在所述硅片刚刚生产出来时，胶水尚未完全凝固，此时，粘接在基板上的硅片很容易因外力(例如操作员工的误碰、搬运过程与其他物体的轻轻碰撞)的作用而歪斜，降低硅片的合格率。

有鉴于此，有必要提供一种新的硅棒的自动点胶固化系统及自动点胶固化方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供用于在无人化车间内实现硅棒的自动点胶固化的硅棒的自动点胶固化系统及自动点胶固化方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种硅棒的自动点胶固化系统，包括提供硅棒本体的硅棒本体上料装置、提供基板的基板上料装置、提供固定夹具的固定夹具上料装置、用以将位于固定夹具内的基板与硅棒本体粘接在一起形成硅棒的点胶室、设于所述点胶室内的点胶装置、与所述点胶室的点胶出口相连接且用以对硅棒进行初步固化的初步固化装置、对经初步固化装置初步固化后的硅棒进行二次固化的二次固化装置以及控制单元，所述基板上料装置的基板出料端靠近所述固定夹具上料端，所述硅棒的自动点胶固化系统还包括用以将所述基板出料端的基板安装至所述固定夹具上料端的固定夹具上的第二机械手单元、以及设于所述初步固化装置的初步固化出口与所述固定夹具上料装置的固定夹具上料端之间的拆卸转送装置，所述第二机械手单元、拆卸转送装置均与所述控制单元通讯连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述拆卸转送装置包括将硅棒与固定夹具相拆卸且将所述硅棒输送至二次固化装置的第一机械手单元、将所述固定夹具输送至所述固定夹具上料端的第一输送单元，所述第一机械手单元、第一输送单元均与所述控制单元通讯连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一输送单元为连接所述初步固化出口与所述固定夹具上料端的辊筒线。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述硅棒本体上料装置包括用以检测所述硅棒本体的段数以及分段点的相关信息的检测装置，所述检测装置与所述控制单元通讯连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述检测装置为摄像装置或者红外传感装置。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述二次固化装置包括具有若干固化格的固化室、用以将所述第一机械手单元上的硅棒转送至所述固化室内的第三机械手单元，所述第三机械手单元与所述控制单元通讯连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述硅棒的自动点胶固化系统还包括用以判断硅棒二次固化是否完成的感测器以及用以将二次固化后的硅棒移出所述固化室的第四机械手单元；所述感测器以及所述第四机械手单元均与所述控制单元通讯连接。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种上述的硅棒的自动点胶固化系统的自动点胶固化方法，所述拆卸转送装置包括将硅棒与固定夹具相拆卸且将所述硅棒输送至二次固化装置的第一机械手单元、将所述固定夹具输送至所述固定夹具上料端的第一输送单元，所述自动点胶固化方法包括如下步骤：

将固定夹具、基板输送至点胶室内并给所述基板上喷胶，然后将所述硅棒本体输送至所述点胶室内与所述基板粘接形成硅棒；

将具有硅棒的固定夹具输送至初步固化装置进行初步固化；

初步固化完成后，将具有硅棒的固定夹具输送至第一输送单元上；

第一机械手单元将硅棒与所述固定夹具相拆卸后，所述第一机械手单元将所述硅棒输送至二次固化装置上，所述第一输送单元启动将所述固定夹具输送至固定夹具上料端。

作为本发明进一步改进的技术方案，在第一输送单元启动将所述固定夹具输送至固定夹具上料端后，所述自动点胶固化方法还包括如下步骤：

控制所述第二机械手单元抓取基板出料端的基板，并将该基板安装至固定夹具上料端的所述固定夹具内。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述硅棒本体上料装置包括用以检测所述硅棒本体的段数以及分段点的检测装置，所述检测装置与所述控制单元通讯连接；在将所述硅棒本体输送至所述点胶室内与所述基板粘接形成硅棒之前，所述自动点胶固化方法还包括如下步骤：

检测装置检测硅棒本体的段数以及分段点的相关信息并反馈给所述控制单元；

所述控制单元根据上述相关信息控制所述点胶装置点胶。

本发明的有益效果是：本发明的硅棒的自动点胶固化系统通过设置有对初步固化后的硅棒进行二次固化的二次固化装置以及将经初步固化后的硅棒转移至二次固化装置内的拆卸转送装置，使整个硅片的加工过程无需人工操作，以实现硅棒的自动点胶与固化，即硅片的全自动化生产，节约了人力成本且能够避免在生产过程中由于人为的操作而导致刚生产出来的硅片的损坏，造成损失；且所述固定夹具能够回收反复利用。

附图说明

图1是本发明中的自动点胶固化系统的示意图。

图2是图1中a处的放大结构示意图。

图3是载有硅棒的固定夹具的结构示意图。

图4是拆卸传送装置与第二机械手的单元的结构示意图。

图5是图4中的第一机械手单元的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述，请参照图1至图5所示，为本发明的较佳实施方式。

本发明提供一种硅棒的自动点胶固化系统100，用以实现硅片的全自动化生产，从而降低人力成本且避免在生产过程中由于人为的操作而导致刚生产出来的硅片的损坏，造成损失。

所述硅棒的自动点胶固化系统100包括提供硅棒本体11的硅棒本体上料装置1、提供基板21的基板上料装置2、提供固定夹具31的固定夹具上料装置3、用以将位于固定夹具31内的基板21与硅棒本体11粘接在一起形成硅棒的点胶室4、设于所述点胶室4内的点胶装置(未图示)、与所述点胶室4的点胶出口(未标号)相连接且用以对硅棒进行初步固化的初步固化装置5、对经初步固化装置5初步固化后的硅棒进行二次固化的二次固化装置6以及控制单元，所述硅棒本体上料装置1、基板上料装置2、固定夹具上料装置3、点胶装置、初步固化装置5、二次固化装置6均与所述控制单元通讯连接，以通过所述控制单元控制所述硅棒的自动点胶固化系统100的运行。

所述控制单元为可编程逻辑控制器plc，当然，所述控制单元也可以是可以实现控制所述硅棒的自动点胶固化系统100的运行的其他的控制器。

所述硅棒本体上料装置1包括用以检测所述硅棒本体11的段数以及分段点的相关信息的检测装置(未图示)，所述检测装置与所述控制单元通讯连接，所述控制单元根据所述检测装置反馈的段数以及分段点的相关信息控制所述点胶装置的点胶曲线，以使所述点胶装置涂覆于所述基板上的胶与所述硅棒本体11相匹配，即，使所述基板21上与所述分段点相对应的位置处处于无胶状态，节约成本。

进一步的，所述硅棒本体上料装置1还包括用以收容所述硅棒本体11的检测室，所述检测装置设于所述检测室内。

具体的，所述检测装置为摄像装置或者红外传感装置，通过摄像装置或者红外传感装置检测为现有技术，在此不再赘述。

本发明中所述硅棒的自动点胶固化系统100包括多个并排设置的点胶室4，以实现多个基板21的同步点胶，增加硅棒的生产效率。

进一步的，所述硅棒的自动点胶固化系统还包括连接所述检测室的出口与多个所述点胶室4的输送线，以将检测完的所述硅棒本体输送至相应的点胶室4。

当然，可以理解的，可以另外设置机械手将输送线上的硅棒本体11转移至相应的点胶室4内。

具有硅棒的固定夹具31自所述点胶室4输送出来后，在所述初步固化装置5上缓慢行进2h后到达初步固化出口，即完成初步固化。

所述固定夹具31包括底壁311、设于所述底壁311宽度方向的相对两端的侧壁312、自所述侧壁向上突伸的若干支撑杆313、与所述支撑杆313远离所述侧壁312的一端可拆卸连接的用以限位所述硅棒的限位框314、凸设于所述侧壁312内侧的用以限位所述基板21的限位块315，所述限位框314上具有供所述硅棒本体11穿过的开口。

在将基板21安装至所述固定夹具31内后，所述限位块315限制所述基板21移动，防止所述基板21自所述固定夹具31内脱落，且能够提升点胶装置的准确性。

在安装有基板21的固定夹具31转移至所述点胶室4内且在所述基板21上涂胶后，将所述硅棒本体11转移至点胶室4内并自所述开口将所述硅棒本体11放入至所述固定夹具31内与所述基板21相粘接。

所述基板21的长度方向上的两侧凹设有多个第一凹槽211，在所述基板21放置入所述固定夹具31内后，所述第一凹槽211朝向所述固定夹具31的外侧开放，以能够通过所述第一凹槽211抓取所述硅棒，使所述硅棒与所述固定夹具31相分离。

进一步的，所述硅棒的自动点胶固化系统100还包括设于所述初步固化装置的初步固化出口与所述固定夹具上料装置3的固定夹具上料端之间的拆卸转送装置7，所述拆卸转送装置7与所述控制单元通讯连接。

所述拆卸转送装置7包括将硅棒与固定夹具31相拆卸且将所述硅棒输送至二次固化装置6的第一机械手单元71、将拆卸后的所述固定夹具31输送至所述固定夹具上料端的第一输送单元(未图示)，所述第一机械手单元71、第一输送单元(未图示)均与所述控制单元通讯连接。

所述第一输送单元(未图示)为连接所述初步固化出口与所述固定夹具上料端的辊筒线，在载有硅棒的固定夹具31初步固化完成后，所述控制单元控制所述第一输送单元启动，并在初步固化后的载有硅棒的固定夹具31转移至所述第一输送单元上后控制所述第一输送单元停机，使所述载有硅棒的固定夹具31停留于所述第一输送单元上，便于所述第一机械手单元71将所述硅棒与所述固定夹具31相拆卸分离。

所述第一机械手单元71包括第一支架711、设于所述第一支架711上的第一驱动组件712、固定于所述第一驱动组件712上且位于所述第一输送单元(未图示)上方的抓取单元73。

所述第一驱动组件712包括固定于所述第一支架711上且自所述第一输送单元向二次固化装置延伸的第一齿条7121、与所述第一支架711滑动连接的第一导向板7122、固定于所述第一导向板7122上与所述第一齿条7121相配合的第一驱动件7123、固定于所述第一导向板7122上用以驱动所述抓取单元73上下移动的第二驱动件7124，所述抓取单元73与所述第二驱动件7124相连接。

具体地，所述第一支架711上设有凸条，所述第一导向板7122上设有与所述凸条相配合的长槽，从而，在所述第一驱动件7123启动带动所述第一导向板7122沿所述第一齿条7121移动时，所诉凸条与所述长槽相配合以限位所述第一导向板7122，使所述第一导向板7122沿所述第一齿条7121移动，带动所述抓取单元在所述二次固化装置6与所述第一输送单元(未图示)之间切换。

所述第二驱动件7124带动所述抓取单元73上下移动，以抓取所述硅棒，使所述硅棒与所述固定夹具31相分离。

具体地，所述第一驱动件7123与所述第二驱动件7124均为电机。

所述抓取单元73包括固定于所述第二驱动件7124上且与所述固定夹具31的形状相匹配的第一固定板731、设于所述第一固定板731下方的若干第一卡爪组732、设于所述第一固定板731沿宽度方向的相对两侧的用以固定所述限位框314的第一固定件733。

进一步地，所述硅棒的自动点胶固化系统100还包括用以定位所述固定夹具31的定位件(未图示)，在载有所述硅棒的固定夹具31位于所述第一输送单元(未图示)上后，控制所述定位件定位所述固定夹具31，从而，使所述抓取单元73能够同步抓取所述硅棒以及所述限位框31。

具体地，每一所述第一卡爪组732包括固定于所述第一固定板731下方且沿所述基板21的宽度方向延伸的第一导向肋、滑动连接于所述第一导向肋上的两个第一卡爪，所述第一卡爪与所述基板21上的第一凹槽211相配合，以抓取所述硅棒。

进一步地，所述第一机械手单元71还包括用以驱动每一所述第一卡爪组上的两个所述第一卡爪沿所述第一导向肋731移动并定位所述第一卡爪的第一驱动电机，在抓取所述硅棒的过程中，首先控制两个所述第一卡爪反向移动使两个所述第一卡爪之间的距离大于所述硅棒的宽度防止所述第一卡爪抓取的过程中与所述硅棒产生干涉，碰坏硅棒本体或者导致无法抓取；然后控制所述第二驱动件8124驱动所述第一固定板731带动所述第一卡爪组732向下移动，在所述第一卡爪的下端移动至所述第一凹槽211所在的位置处后，控制两个所述第一卡爪相向移动以使所述第一卡爪的下端突伸入所述第一凹槽211内，最后控制所述第二驱动件8124驱动所述第一固定板731带动所述第一卡爪组732向上移动即可使硅棒与所述固定夹具31相脱离。

同时，在控制两个所述第一卡爪相向移动以使所述第一卡爪的下端突伸入所述第一凹槽211内后，所述控制单元控制所述第一固定件733固定所述限位框314，从而在控制所述第二驱动件8124驱动所述第一固定板731向上移动时，使所述限位框314与所述支撑杆313同步分离，以防所述限位框314阻挡所述硅棒与所述固定夹具31的脱离。

在所述抓取单元73抓取所述硅棒与所述限位框314后，所述控制单元控制所述第一驱动件7123启动，带动所述抓取单元73移动至所述二次固化装置6所在的位置处，然后控制两个第一卡爪反向移动以将硅棒放置于所述二次固化装置6所在的位置处进行二次固化；最后，控制所述第一驱动件7123启动，带动所述抓取单元73返回至所述第一输送单元(未图示)所在的位置处后，再控制所述第二驱动件7124启动带动所述抓取单元73向下移动，在将所述限位框314重新安装于所述支撑杆313上后控制所述第一固定件733松开所述限位框314。

在所述第一固定件733松开所述限位框314后，所述控制单元控制所述定位件停止并控制所述第一输送单元(未图示)启动，将所述固定夹具31输送至所述固定夹具上料端，实现所述固定夹具31的重复使用。

具体地，所述第一卡爪组732的数量为两个，以提高所述抓取单元73抓取所述硅棒的稳定性。

进一步地，所述第一固定件733包括固定于所述第一固定板731上且向下延伸的第一安装板7331、固定于所述第一安装板7331上的第二驱动电机7332、与所述第二驱动电机7332相连接的用以与所述限位框314相配合的第一卡接块7333，所述第二驱动电机7332与所述控制单元通讯连接，以驱动所述第一卡接块7333靠近所述限位框314以固定所述限位框或者远离所述限位框314以松开所述限位框314。

具体地，所述第一卡接块7333朝向所述限位框314的一侧设有与所述限位框314相配合的台阶部，以增强所述第一固定件733固定所述限位框314的稳定性。

进一步地，所述基板上料装置2的基板出料端靠近所述固定夹具上料端，所述硅棒的自动点胶固化系统100还包括用以将所述基板出料端的基板21安装至所述固定夹具上料端的固定夹具31上的第二机械手单元8，所述第二机械手单元8与所述控制单元通讯连接。

所述第二机械手单元8与所述第一机械手单元71的结构相同，具体地，所述第二机械手单元8包括第二支架81、设于所述第二支架81上的第二驱动组件82、固定于所述第二驱动组件82上且与所述固定夹具31的形状相匹配的第二固定板、设于所述第二固定板下方的与所述第一凹槽211相配合的若干第二卡爪组、设于所述第二固定板沿宽度方向的相对两侧的用以固定所述限位框314的第二固定件。

所述第二驱动组件82包括固定于所述第二支架81上且自所述固定夹具上料端向基板出料端延伸的第二齿条、与所述第二支架滑动连接的第二导向板、固定于所述第二导向板上与所述第二齿条相配合的第三驱动件、固定于所述第二导向板上用以驱动所述第二固定板上下移动的第四驱动件，所述第二固定板与所述第四驱动件相连接。

所述第三驱动件带动所述第二固定板移动以在所述基板出料端与所述固定夹具上料端之间切换。

具体地，每一所述第二卡爪组包括固定于所述第二固定板下方且沿所述基板的宽度方向延伸的第二导向肋、滑动连接于所述第二导向肋上的两个第二卡爪，所述第二卡爪与所述基板21上的第一凹槽相配合，以抓取所述基板21，将所述基板21放入所述固定夹具31内。

进一步地，所述第二机械手单元8还包括用以驱动每一所述第二卡爪组上的两个所述第二卡爪沿所述第二导向肋移动并定位所述第二卡爪的第三驱动电机，在抓取所述基板21的过程中，首先控制两个所述第二卡爪反向移动使两个所述第二卡爪之间的距离大于所述基板21的宽度防止所述第二卡爪抓取的过程中与所述基板21产生干涉，导致无法抓取；然后控制所述第四驱动件驱动所述第二固定板带动所述第二卡爪组向下移动，在所述第二卡爪的下端移动至所述第一凹槽所在的位置处后，控制两个所述第二卡爪相向移动以使所述第二卡爪的下端突伸入所述第一凹槽211内，最后控制所述第四驱动件驱动所述第二固定板带动所述第二卡爪组向上移动并控制所述第三驱动件带动所述第二卡爪组移动至所述固定夹具上料端，以便于将所述基板21安装于所述固定夹具31内。

同时，在控制所述第三驱动件带动第二卡爪组移动至所述基板下料端前，控制所述第四驱动件带动所述第二固定件向下移动，并控制所述第二固定件固定所述限位框314，然后控制所述第四驱动件带动所述第二固定件向上移动，以使所述限位框314与所述支撑杆313相分离，然后再控制所述第三驱动件带动第二卡爪组移动至所述基板下料端抓取基板21，从而在将所述基板21安装于所述固定夹具31内时，所述基板21不会与所述限位框314相干涉，便于所述基板21的安装。

可以理解的，在所述第二卡爪组抓取完所述基板21并切换至所述固定夹具上料端后，在控制所述第四驱动件带动所述第二固定件向下移动时，同时实现了所述基板21的安装以及所述限位框314与所述支撑杆313的组装。

具体地，在所述固定夹具31位于所述固定夹具上料端后，也设有用以定位所述固定夹具31的定位件，以能够通过所述第二机械手单元8实现所述支撑杆313与所述限位框314之间的分离。

具体地，所述第二固定件包括固定于所述第二固定板上且向下延伸的第二安装板、固定于所述第二安装板上的第四驱动电机、与所述第四驱动电机相连接的用以与所述限位框相配合的第二卡接块，所述第四驱动电机用以驱动所述第二卡接块靠近或远离所述限位框314。

上述的第二固定件固定与松开所述限位框314的工作过程与所述第一固定件733相同，于此不再赘述。

进一步地，所述二次固化装置6包括具有若干固化格61的固化室、用以将所述第一机械手单元72上的硅棒转送至所述固化室内的第三机械手单元62，所述第三机械手单元62与所述控制单元通讯连接。

具体地，每一所述固化格61包括相对设置的两个支撑架611、设于两个所述支撑架611的相对的两侧的支撑条组612，每一所述支撑条组612包括两个相对设置的支撑条6121，且两个所述支撑条之间具有间隙，以通过所述支撑条组612实现所述硅棒的支撑，从而对所述硅棒进行二次固化。

所述第三机械手单元62包括第三驱动组件621、与所述第三驱动组件621相连接的支撑板622以及凸设于所述支撑板622上用以支撑所述硅棒的支撑件623，所述支撑件623呈长条状，且所述支撑件623的宽度不大于相对的两个所述支撑条6121之间的间隙。

所述第三驱动组件621包括驱动所述硅棒沿所述固化格61的深度方向移动的第一驱动单元、与所述第一驱动单元连接以驱动所述硅棒沿所述固化室的高度方向移动的第二驱动单元、与所述第二驱动单元连接以驱动所述硅棒沿所述固化室的长度方向移动的第三驱动单元，所述支撑板622与所述第一驱动单元相连接。

在所述第一机械手单元71将所述硅棒转移至靠近所述二次固化装置6的一端后，所述控制单元控制所述第三驱动组件621启动将所述支撑板622移动至所述硅棒所在的位置处，然后，所述控制单元控制两个第一卡爪反向移动以将硅棒放置于所述支撑件623上；然后再控制所述第三驱动组件621将所述支撑板622移动至空置的固化格61所在的位置处后，控制所述第一驱动单元驱动所述支撑板622向所述固化格61的深度方向移动，在所述支撑件623穿过相对的两个支撑条6121之间的间隙后，控制所述第二驱动单元驱动所述支撑板622向下移动，从而将所述硅棒放置于所述支撑条6121上。

进一步地，所述硅棒的自动点胶固化系统100还包括用以判断硅棒二次固化是否完成的感测器(未图示)以及用以将二次固化后的硅棒移出所述固化室的第四机械手单元，所述感测器以及所述第四机械手单元均与所述控制单元通讯连接，在所述感测器感测到硅棒二次固化完成并反馈给所述控制单元后，所述控制单元控制所述第四机械手单元将该硅棒移出所述固化室，从而实现所述硅棒的自动点胶、固化、转移，节约人工成本，且提高硅片的合格率。

进一步地，本发明还提供一种硅棒的自动点胶固化系统的自动点胶固化方法，所述自动点胶固化方法包括如下步骤：

将固定夹具31、基板21输送至点胶室内并给所述基板21上喷胶，然后将所述硅棒本体11输送至所述点胶室内与所述基板21粘接形成硅棒；

将具有硅棒的固定夹具输送至初步固化装置5上进行初步固化；

初步固化完成后，将具有硅棒的固定夹具31输送至第一输送单元上；

第一机械手单元71将硅棒与所述固定夹具相拆卸后，所述第一机械手单元将所述硅棒输送至二次固化装置6上，所述第一输送单元启动将所述固定夹具31输送至固定夹具上料端。

从而，能够实现所述固定夹具31的重复利用。

进一步地，在第一输送单元启动将所述固定夹具输送至固定夹具上料端后，所述自动点胶固化方法还包括如下步骤：

控制所述第二机械手单元8抓取基板出料端的基板21，并将该基板安装至固定夹具上料端的所述固定夹具31内。

从而，实现所述基板21与所述固定夹具31直接的预组装，便于后续进入点胶室4内进行点胶操作。

进一步地，在将所述硅棒本体输送至所述点胶室内与所述基板粘接形成硅棒之前，所述自动点胶固化方法还包括如下步骤：

检测装置检测硅棒本体的段数以及分段点的相关信息并反馈给所述控制单元；

所述控制单元根据上述相关信息控制所述点胶装置使所述点胶装置在所述基板上的形成的胶与该硅棒本体相匹配。

综上所述，本发明的硅棒的自动点胶固化系统100通过设置有对初步固化后的硅棒进行二次固化的二次固化装置6以及将经初步固化后的硅棒转移至二次固化装置内的拆卸转送装置7，使整个硅片的加工过程无需人工操作，以实现硅棒的自动点胶与固化，即硅片的全自动化生产，节约了人力成本且能够避免在生产过程中由于人为的操作而导致刚生产出来的硅片的损坏，造成损失。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。