一种自动圆形硅片插片机构的制作方法

本发明属于半导体硅片生产机械技术领域，尤其是涉及一种自动圆形硅片插片机构。

背景技术：

在现有的技术中单晶硅通过线切、脱胶清洗及碱腐工序后，需要手动作业将圆形硅片插入到硅片装载装置中，以便进行下道清洗作业，手动分片、插片会造成硅片污染，并且在作业中极易发生破片。半导体硅片对于表面的颗粒度有严格的要求，手动作业产生的次生污染已不能适应生产的需求，在工业发展迅速的大环境下，随着半导体行业的发展，以及人员费用的递增，急需一种自动圆形硅片插片机构取代目前半导体圆形硅片手动插片形式，以适应工业发展趋势。

技术实现要素：

本发明提供一种自动圆形硅片插片机构，目的是要解决现有技术中手动分片、插片对硅片造成污染、在作业中易碎片的问题，实现圆形硅片插片的自动化作业。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自动圆形硅片插片机构，包括依次设置的分片部、传输部和插片部，其中:

所述分片部用于分离叠在一起的硅片；

所述传输部用于将经所述分片部分离出的硅片传送给所述插片部；

所述插片部用于将传送而来的硅片插入硅片装载装置。

优选地，所述分片部包括水中供料槽体，所述水中供料槽体内依次设置定位及升降装置和出水分片装置，其中，

所述定位及升降装置，用于将叠在一起的硅片定位到指定位置；

所述出水分片装置，用于分离圆形硅片。

优选地，所述插片部包括升降装置，所述升降装置连接控制系统，所述升降装置用于将传输装置输送而来的硅片插入硅片装载装置。

优选地，所述出水分片装置包括摩擦吸着装置，所述摩擦吸着装置包括摩擦装置和吸着装置，利用摩擦力和吸着力吸附传送硅片。

优选地，所述分片部还包括传输装置，所述传输装置的一部分设置在所述供料槽体内部与所述摩擦吸着装置通过连接件连接，所述传输装置的另一部分设置在所述供料槽体外与所述传输部连接。

优选地，所述传输装置包括第一传输装置和第二传输装置，所述第一传输装置与所述吸着装置通过连接件连接。

优选地，所述连接件为依次设置的一段30°皮带和一段水平皮带，所述水平的皮带与所述第一传输装置连接，所述水平皮带上设置传感器。

优选地，所述定位及升降装置采用弹夹工装定位。

优选地，所述摩擦装置采用滚轮摩擦，所述吸着装置的底部设置吸附孔，所述摩擦装置设置在所述吸着装置的侧面。

优选地，所述第一传输装置设置为皮带传输，所述第二传输装置设置为可伸缩皮带传输，所述第一传输装置与所述第二传输装置均通过螺栓固定在硅片承载平台上。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.通过设置水中供料槽体和定位及升降装置，利用高压水流冲击叠放在一起圆形硅片的径向方向，高压水流减少片与片间的负压，处于最上面的圆形硅片在没有片间负压的条件下，利用水流的冲击力及水的浮力达到分离圆形硅片的目的。

2.通过出水分片装置和摩擦吸着装置的作用，被分离的圆形硅片利用吸着力和摩擦力传送至传输皮带，最终输送至硅片装载装置中，能够实现圆形硅片插片的自动化作业，解决现有技术中手动分片、插片对硅片造成污染、在作业中易碎片的问题，分片以及插片的过程中，稳定性高、节省人力，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明自动圆形硅片插片机的结构示意图；

图2是本发明分片部的结构示意图；

图3是本发明自动圆形硅片插片机翻转机构示意图；

图4是本发明自动圆形硅片插片机抓取旋转机构示意图。

图中：

1、水中供料槽体，2、定位及升降装置，3、出水分片装置，

4、摩擦吸着装置，5、空载缓存机构，6、第一传输装置，

7、第二传输装置，8、升降装置，9、翻转机构，

10、抓取机构，11、抓取旋转机构，

41、摩擦装置，42、吸着装置，43、30°皮带，44、传感器，

45、水平皮带，91、x向夹紧装置，92、z向夹紧装置，

93、硅片装载装置，94、翻转驱动装置，111、抓取装置，

112、旋转驱动装置，113、z向移动装置，

114、y向移动装置，115、x向移动装置。

具体实施方式

如图1所示，本实例一种自动圆形硅片插片机构，包括依次设置的分片部、传输部和插片部，其中，分片部用于分离叠在一起的硅片；传输部用于将经分片部分离出的硅片传送给插片部；插片部用于将传送而来的硅片插入硅片装载装置，此自动圆形硅片插片机构用于自动圆形硅片插片机上，分片部包括水中供料槽体1，水中供料槽体1内依次设置定位及升降装置2和出水分片装置3，其中，定位及升降装置2，用于将叠在一起的硅片定位到指定位置；出水分片装置3，用于分离圆形硅片，插片部包括升降装置8，升降装置8连接控制系统，升降装置8用于将传输装置输送而来的硅片插入硅片装载装置，在实际生产过程中，优选地，硅片装载装置装满硅片。

自动圆形硅片插片机包括机架和依次设置在机架上的水中供料槽体1、传输装置、升降装置8和抓取机构10，水中供料槽体1内设定位及升降装置2、出水分片装置3和摩擦吸着装置4，其中，定位及升降装置2，用于将叠在一起的硅片定位到指定位置；出水分片装置3，用于分离圆形硅片；摩擦吸着装置4，包括摩擦装置41和吸着装置42，利用摩擦力和吸着力吸附传送硅片；传输装置与摩擦吸着装置4通过连接件连接；升降装置8，用于将传输装置输送而来的硅片装满硅片装载装置，硅片装载装置用来盛放硅片，可以选用硅片装载用花篮，或其它方便盛放硅片的具有装载功能的装置；抓取机构10，用于移送装有硅片的硅片装载装置。

如图2所示，定位及升降装置2采用弹夹工装定位，摩擦装置41采用滚轮摩擦，吸着装置42的底部设置吸附孔，摩擦装置41设置在吸着装置42的侧面，其中，弹夹工装定位及升降装置2，出水分片装置3，硅片摩擦吸着装置4通过螺栓衔接，并总体布局在水中供料槽体1之内，满足水中分片的需求，工作原理为，利用高压水流冲击叠放在一起圆形硅片的径向方向，高压水流减少片与片间的负压，处于最上面的圆形硅片在没有片间负压的条件下，利用水流的冲击力及水的浮力达到分离圆形硅片的目的。

还包括空载缓存机构5，空载缓存机构5与传输装置平行的设置在机架上，传输装置包括第一传输装置6和第二传输装置7，第一传输装置6与吸着装置4之间通过连接件连接，连接件为一段30°皮带和一段水平皮带，所述水平皮带与第一传输装置6连接，水平皮带上设置传感器。第一传输装置6设置为皮带传输，第二传输装置7设置为可伸缩皮带传输，传输装置6与传输装置7均通过螺栓固定在硅片承载平台上，可长距离输送圆形硅片，以满足预留空载缓存机构5上的硅片装载装置缓存个数的要求。

具体地，利用水流气流消除圆片片间负压，使上面的硅片分离开来，分片用摩擦滚轮机构41及吸着装置42将上面的圆形硅片彻底摆脱与下面硅片的负压，通过分片后30度皮带传输装置43将圆形硅片提升至脱离水面的高度。利用圆形硅片有无传感器44进行分片检知，延时固定秒数不经过硅片既报警警示作业员交换弹夹。被分片并脱离水面的圆形硅片通过圆形硅片水平传输皮带45传输至传输装置6和传输装置7直至传输到硅片装载装置中。

如图3所示，还包括翻转机构9，翻转机构9包括x向夹紧装置91、z向夹紧装置92和旋转驱动装置94；x向夹紧装置91和z向夹紧装置92，用于将装有或者装满硅片的硅片装载装置固定夹紧；旋转驱动装置用于将装有或者装满硅片装载装置进行90°。

具体地，本实例的硅片装载装置采用硅片装载片篮，翻转通过升降装置8将可伸缩皮带传输装置7运送过来的圆形硅片按照设定节距装满片篮。装满硅片的硅片装载装置93会通过固定在设备框架的抓取机构10把立放的硅片装满装置移送至翻转机构9，翻转机构利用x向夹紧装置91和z向夹紧装置92将装满圆形硅片的硅片装载装置93固定加紧，利用翻转驱动装置94对立放状态的满片篮进行翻转90度翻转，使立放的片篮变更为水平放置的片篮。最后通过抓取旋转机构11将水平方向旋转了90度的满片篮抓取至与自动圆形硅片插片机衔接的清洗机缓存装置上。

如图4所示，还包括抓取旋转机构11，抓取旋转机构11的顶部与机架顶部连接，抓取旋转机构11包括抓取装置111和驱动装置112，驱动装置112设置在抓取装置111顶部，抓取装置用来抓取装满硅片的硅片装载装置，抓取旋转机构11还包括x向移动装置115、y向移动装置114和z向移动装置113，z向移动装置113与抓取装置111移动连接，x向移动装置115在机架顶部x向滑动，y向移动装置114在机架顶部y向滑动，z向移动装置113与机架竖直方向滑动连接。

具体地，通过z向移动装置113，y向移动装置114，x向移动装置115将抓取装置111移动到硅片翻转装置处，将水平放置的硅片装载装置抓牢固定，旋转驱动装置112驱动抓紧的水平方向旋转90度，并再次通过z向移动装置113，y向移动装置114，x向移动装置115将转向好的硅片装载装置放置在与自动圆形硅片插片机衔接的清洗机缓存装置上。

本实例的工作过程：首先，操作人员将装有圆形硅片的弹夹来料放在弹夹工装定位及升降装置2上，硅片会通过出水分片装置3将叠放在一起的圆形硅片分离开来，再利用硅片摩擦吸着装置4将硅片输送至皮带传输装置6上，通过可伸缩皮带传输装置7将单片圆形硅片按照设定节距装满片篮。装满的片篮会通过固定在设备框架的抓取机构10把立放的满片篮移送至翻转机构9，并通过翻转机构9对满片篮进行90度翻转，使立放的硅片装载装置变更为水平放置的硅片装载装置。最后通过满篮抓取旋转机构11将水平方向旋转了90度的满篮抓取至与自动圆形硅片插片机衔接的清洗机缓存装置上。

本发明的有益效果是：

1.通过设置水中供料槽体和定位及升降装置，利用高压水流冲击叠放在一起圆形硅片的径向方向，高压水流减少片与片间的负压，处于最上面的圆形硅片在没有片间负压的条件下，利用水流的冲击力及水的浮力达到分离圆形硅片的目的。

2.通过出水分片装置和摩擦吸着装置的作用，被分离的圆形硅片利用吸着力和摩擦力传送至传输皮带，最终输送至硅片装载装置中，分片的过程中，除人工作业失误造成的破片率高的损失，稳定性高、节省人力，亦可避免手动作业造成的硅片污染，具有很高的实用价值。

3.将装有圆形硅片的硅片装载装置通过电动翻转机构，将立方的硅片装载装置翻转至水平方向。由旋转装置将水平方向的硅片装载装置在同一平面内旋转90度方向，并由末端抓取装置将旋转好的硅片装载装置放置在与自动圆形硅片插片机衔接的清洗机缓存装置上，利用设备自动化减少人工作业量及作业强度，作业员可同时兼顾其他设备进行作业，降低了人员数量及人员成本。

4.通过水中供料槽体、定位及升降装置、出水分片装置、摩擦吸着装置、传输装置及升降装置、翻转装置和抓取旋转机构的配合，利用设备自动化减少人工作业量及作业强度，作业员可同时兼顾其他设备进行作业，降低了人员数量及人员成本。消除人工作业失误造成的破片率高的损失，亦可避免手动作业造成的硅片污染，具有产能高，生产成本低的优点。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。