一种薄膜晶片分离装置的制作方法

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种薄膜晶片分离装置。

背景技术：

现有技术的薄膜晶片分离机构通过电机带动转轴上的真空吸盘旋转，从而使真空晶片叉吸附的晶片和真空吸盘上吸附的薄膜分离。因为薄膜和晶片的表面有残余的液体，当液体进入真空管路后，吸板对薄膜和晶片的实际吸力比理论值要小，同时薄膜和晶片之间有液体张力，如果液体张力大于分离时吸板对薄膜的翻转力，那么就会造成不能分开薄膜和晶片，也即分离失败。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题薄膜和晶片之间存在液体张力，现有的薄膜晶片分离装置对薄膜的翻转力不足以克服液体张力时，会导致分离失败的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种薄膜晶片分离装置，包括吸附旋转组件、顶升组件和锁紧组件，所述吸附旋转组件包括吸板、固定座和旋转驱动件，所述吸板的一端为连接端，一端为自由端，所述连接端与所述固定座转动连接，所述吸板的下表面用于吸附晶片上的薄膜；所述顶升组件位于所述自由端的下方，所述顶升组件带动所述吸板向上运动，使得所述薄膜与所述晶片部分分离；所述锁紧组件设置于所述固定座上，用于将所述吸板锁紧固定，所述旋转驱动件与所述固定座连接，以驱动所述固定座带动所述吸板转动。

其中，所述锁紧组件包括锁紧板和第一驱动件，所述锁紧板设置于所述吸板的外侧，平行于所述吸板的所述自由端至所述连接端连线方向，所述锁紧板具有锁紧所述吸板的锁紧状态和解锁所述吸板的解锁状态，所述第一驱动件固定在所述固定座上，且与所述锁紧板连接，以驱动所述锁紧板锁紧所述吸板或解锁所述吸板。

其中，所述锁紧板上设有锁紧槽，所述吸板上设有与所述锁紧槽相配合的凸起，所述第一驱动件驱动所述锁紧板前进或后退，使所述凸起嵌入或退出所述锁紧槽。

其中，所述锁紧槽为l型槽，包括横段槽与竖段槽，所述第一驱动件驱动所述锁紧板前进时，所述凸起进入所述横段槽中使所述锁紧板锁紧所述吸板，所述第一驱动件驱动所述锁紧板后退时，所述凸起退出所述横段槽进入所述竖段槽使所述吸板解锁，所述顶升组件顶起所述吸板时，所述凸起可沿所述竖段槽移动。

其中，所述固定座上设有翻转座和/或第一驱动件安装板，所述第一驱动件固定于所述翻转座和/或所述第一驱动件安装板上。

其中，所述锁紧组件还包括安装板，所述第一驱动件通过所述安装板与所述锁紧板连接，所述安装板上设有导向杆，所述固定座上设有滑套，所述导向杆沿轴向穿过所述滑套，并可沿所述滑套移动。

其中，所述锁紧板与所述吸板之间设有固定板，所述固定板固定于所述固定座上，所述固定板上设有与所述凸起位置配合的凹槽，所述凸起可沿所述凹槽中移动。

其中，所述旋转驱动件包括第二驱动件和转轴，所述第二驱动件与所述转轴连接并驱动所述转轴转动，所述固定座与所述转轴通过翻转座连接。

其中，所述转轴的端部设有检测所述转轴旋转角度的角度传感器。

其中，所述第一驱动件为气缸，所述第二驱动件为电机，所述电机通过联轴器与所述转轴连接。

其中，还包括晶片叉，所述晶片叉设置于所述吸板的下方，以承托所述晶片。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明薄膜晶片分离装置设置顶升组件，吸板吸附晶片上的薄膜，顶升组件将吸板的自由端向上顶起一定高度后，吸板和薄膜一同升起一个角度，吸板的连接端与固定座连接，在吸板的自由端翘起一定角度时，连接端可在固定座上转动，以此使吸板上吸附的薄膜离开晶片，从而使薄膜与晶片之间的液体张力破除，再通过锁紧组件将吸板的翘起位置固定，通过旋转驱动件驱动固定座转动，从而带动吸板转动将薄膜从晶片上完全分离，设置顶升组件来辅助分离，破解薄膜与晶片之间的液体张力，可以有效提高分离的成功率，减少分离失败引起的浪费，提高产能。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例薄膜晶片分离装置的结构示意图；

图2是本发明实施例薄膜晶片分离装置的锁紧组件和吸附旋转组件的结构示意图；

图3是本发明实施例薄膜晶片分离装置的锁紧组件和吸板的结构示意图；

图4是本发明实施例薄膜晶片分离装置在使用过程中的s1的结构示意图；

图5是本发明实施例薄膜晶片分离装置在使用过程中的s2的结构示意图；

图6是本发明实施例薄膜晶片分离装置在使用过程中的s3的结构示意图；

图7是本发明实施例薄膜晶片分离装置在使用过程中的s4的结构示意图；

图8是本发明实施例薄膜晶片分离装置在使用过程中的s5的结构示意图。

图中：1：顶升组件；2：锁紧组件；3：吸附旋转组件；4：薄膜；5：晶片；6：翻转座；7：角度传感器；8：固定板；9：晶片叉；10：机架；21：锁紧板；22：第一驱动件；23：安装板；31：吸板；32：固定座；33：旋转驱动件；31a：自由端；31b：连接端；81：凹槽；211：锁紧槽；231：导向杆；311：凸起；321：第一驱动件安装板；322：滑套；331：第二驱动件；332：转轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明实施例提供的薄膜晶片分离装置，包括吸附旋转组件3、顶升组件1和锁紧组件2，吸附旋转组件3包括吸板31、固定座32和旋转驱动件33，吸板31的一端为连接端31b，一端为自由端31a，连接端31b与固定座32转动连接，吸板31的下表面用于吸附晶片5上的薄膜4；顶升组件1位于自由端31a的下方，顶升组件1带动吸板31向上运动，使得薄膜4与晶片5部分分离，锁紧组件2设置于固定座32上，用于将吸板31锁紧固定，旋转驱动件33与固定座32连接，以驱动固定座32带动吸板31转动。

本发明薄膜晶片分离装置设置顶升组件，吸板吸附晶片上的薄膜，顶升组件将吸板的自由端向上顶起一定高度后，吸板和薄膜一同升起一个角度，吸板的连接端与固定座连接，在吸板的自由端翘起一定角度时，连接端可在固定座上转动，以此使吸板上吸附的薄膜离开晶片，从而使薄膜与晶片之间的液体张力破除，再通过锁紧组件将吸板的翘起位置固定，通过旋转驱动件驱动固定座转动，从而带动吸板转动将薄膜从晶片上完全分离，设置顶升组件来辅助分离，破解薄膜与晶片之间的液体张力，可以有效提高分离的成功率，减少分离失败引起的浪费，提高产能。本实施例中，吸板的连接端可以与固定座铰接。

其中，锁紧组件2包括锁紧板21和第一驱动件22，锁紧板21沿吸板31所在的水平面设置于吸板31的外侧，平行于吸板31的自由端31a至连接端31b连线方向，锁紧板21具有锁紧吸板31的锁紧状态和解锁吸板31的解锁状态，第一驱动件22固定在固定座32上，且与锁紧板21连接，以驱动锁紧板21锁紧吸板31或解锁吸板31。

本实施例中，锁紧板21上设有锁紧槽211，吸板31上设有与锁紧槽211相配合的凸起311，第一驱动件22固定在固定座32上，且与锁紧板21连接，以驱动锁紧板21前进或后退，使凸起311嵌入或退出锁紧槽211。锁紧板在吸板侧向上设置，该侧向为与自由端至连接端连线方向相垂直的水平方向，且锁紧板上具有与吸板侧面设置的凸起配合的锁紧槽，在顶升组件顶起吸板的自由端一定高度后，通过第一驱动件驱动锁紧板前进，使凸起嵌入锁紧槽内，从而使锁紧板对吸板起到固定作用，使锁紧板与吸板成为一体，在旋转驱动件的驱动下可一同转动。通过第一驱动件驱动锁紧板后退，可使凸起退出锁紧槽，使吸板的锁紧解除，顶升组件可将吸板的自由端顶起。设置锁紧组件改变吸板的固定结构，根据需要单独控制吸板的卡紧固定和释放自由。

其中，锁紧槽211为l型槽，包括横段槽与竖段槽，第一驱动件22驱动锁紧板21前进时，凸起311进入横段槽中使锁紧板21锁紧吸板31，第一驱动件22驱动锁紧板21后退时，凸起311退出横段槽进入竖段槽使吸板31解锁，顶升组件1顶起吸板31时，凸起311可沿竖段槽移动。l型锁紧槽自锁紧板上表面向下延伸设置，凸起嵌入锁紧槽内，当凸起仍位于锁紧槽的横段槽的范围中，吸板不能通过顶升组件抬起或仅能抬起很小的角度，第一驱动件可直接驱动锁紧板前进，使凸起卡入横段槽中，锁紧板锁紧吸板；当凸起沿竖段槽移动脱离横段槽的范围，顶升组件可将吸板顶起，旋转驱动件可带动锁紧组件转动一定角度；当第一驱动组件再驱动锁紧板前进，使凸起卡入横段槽中，锁紧板锁紧吸板。

本实施例中凸起为销钉，吸板的两侧均设有锁紧板，吸板的两侧各设有2个销钉，第一驱动件采用气缸，当气缸伸出时，销钉被锁紧板限制，吸板被固定，可以在旋转驱动件的带动下旋转；当气缸缩回时，销钉吸板处于自由状态，吸板的自由端可以被顶升组件顶起。

其中，固定座32上设有翻转座6和第一驱动件安装板321，第一驱动件22固定于第一驱动件安装板321上。本实施例中，固定座上设置翻转座和第一驱动件安装板，第一驱动件通过第一驱动件安装板安装在固定座上，将固定座、锁紧组件和吸板形成一体，在旋转驱动件的驱动下，吸板、锁紧组件一同转动。

其中，锁紧组件2还包括安装板23，第一驱动件22通过安装板23与锁紧板21连接，安装板23上设有导向杆231，固定座32上设有滑套322，导向杆231沿轴向穿过滑套322，并可沿滑套322移动。锁紧板通过安装板与第一驱动件连接，本实施例中为第一驱动件连接安装板中部，安装板另一面连接两个锁紧板。安装板上设有导向杆，可在固定座上的滑套内移动，在第一驱动件驱动安装板运动时，为安装板、锁紧板起到导向支撑作用，减少移动偏移和误差。

其中，锁紧板21与吸板31之间设有固定板8，固定板8固定于固定座32上，固定板8上设有与凸起311位置配合的凹槽81，凸起311可沿凹槽81中移动。固定板上有凹槽，吸板侧面上的凸起经过凹槽延伸到锁紧板的锁紧槽内，凹槽仅由固定板的上表面向下的竖直方向设置，对凸起起到运动导向限位的作用。

其中，旋转驱动件33包括第二驱动件331和转轴332，第二驱动件331与转轴332连接并驱动转轴332转动，固定座32与转轴332通过翻转座6连接。本实施例中第二驱动件为电机，通过联轴器与转轴连接，翻转座一端连接固定座，另一端连接转轴，电机驱动转轴转动，从而带动翻转座与固定座转动。电机驱动一个翻转座，也可以用一个电机驱动多个翻转座，实现同时分离多片薄膜和晶片，提高产能。

其中，转轴332的端部设有检测转轴332旋转角度的角度传感器7。角度传感器可以检测转轴的转动角度，也就是吸板在第二驱动件驱动下的旋转角度，便于监控第二驱动件的驱动状况，根据角度传感器的检测结果控制第二驱动件的驱动旋转角度。

其中，本发明薄膜晶片分离装置还包括晶片叉9，晶片叉9设置于吸板31的下方，以承托晶片5。刻蚀后的晶片通过取片机构或者该分离装置从湿法栏具内取出后，放在吸板和晶片叉之间，当真空气路打开后，吸板与薄膜之间形成真空吸附，晶片叉与晶片之间形成真空吸附。

使用时，本实施例的机架10是固定的，也可以将机架10用直线模组取代，实现分离装置从湿法栏具内自动取片。顶升组件采用顶升气缸，根据不同的晶片及时调整顶升气缸的顶升高度和速度，达到更好的薄膜分离效果。

s1，如图4所示，从湿法栏具里取出晶片后，吸板和晶片叉将薄膜和晶片夹紧，吸板水平状态，被锁紧组件锁紧，不能翻转。

s2，如图5所示，锁紧气缸缩回，带动安装板和锁紧板缩回，吸板上的凸起被取消限制，吸板的连接端可以在与固定座的连接处旋转。

s3，如图6所示，顶升气缸伸出一定长度，驱动吸板和薄膜一起绕着转轴旋转一定角度，此时薄膜与晶片间的张力被破解，两者分离。

s4，如图7所示，电机驱动旋转，带动锁紧板旋转角度与吸板旋转角度相同，锁紧气缸伸出，带动安装板和锁紧板伸出，使吸板上的凸起处于锁紧板的锁紧槽内，再次限制住吸板的转动。

s5，如图8所示，然后电机旋转，带动吸板旋转，顶升气缸缩回原位，最终实现薄膜与晶片的晶片分开，方便进行下面的工序。

本申请的薄膜可以为晶片上生长的薄膜，吸板直接吸附晶片上生长的薄膜，将其由晶片上剥离，还可以为晶片上生长的薄膜与晶片剥离的过程中使用到的转移衬底膜，如pet膜，pet膜位于晶片上生长的薄膜的远离晶片的一侧，pet膜的面积比晶片的面积大，当顶升组件顶起吸板自由端和自由端上的pet膜，旋转驱动件带动吸板翻转，从而使pet膜带着外延生长薄膜由晶片上剥离。

综上所述，本发明薄膜晶片分离装置设置顶升组件，吸板吸附晶片上的薄膜，顶升组件将吸板的自由端向上顶起一定高度后，吸板和薄膜一同升起一个角度，吸板的连接端与固定座连接，在吸板的自由端翘起一定角度时，连接端可在固定座上转动，以此使吸板上吸附的薄膜离开晶片，从而使薄膜与晶片之间的液体张力破除，再通过锁紧组件将吸板的翘起位置固定，通过旋转驱动件驱动固定座转动，从而带动吸板转动将薄膜从晶片上完全分离，设置顶升组件来辅助分离，破解薄膜与晶片之间的液体张力，可以有效提高分离的成功率，减少分离失败引起的浪费，提高产能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。