一种用于自石英舟上取出硅片的顶片机构的制作方法

本实用新型涉及晶体硅太阳能电池领域，具体涉及一种用于自石英舟上取出硅片的顶片机构。

背景技术：

在晶体硅太阳能电池的生产工艺中，扩散是核心工序之一。晶体硅太阳能电池扩散工艺的原理是在高温密闭的管式扩散炉内，通过液态磷源(或硼源)的挥发，在硅片表面沉积磷原子(或硼原子)，然后向硅片体内扩散，形成 p-n 结。目前，晶体硅太阳能电池的扩散工艺过程是先将硅片放置在载具中，再送入一个扩散炉腔内进行扩散，以在硅片表面形成均匀的高质量的 p-n 结，提升电池效率。行业内通常采用石英舟作为硅片载具，硅片被插入到石英舟的舟槽内，再送入扩散炉内进行扩散。完成扩散后，采用真空吸盘机构将石英舟上的硅片吸出。

常见的石英舟舟槽间距有4.76mm和2.38mm两种，为提高产能行业内广泛采用的是舟槽间距为2.38的石英舟。而传统真空吸盘机构由于材料和加工工艺的技术限制，其上的吸盘间距均为4.76mm，未能高效吸取舟槽间距2.38mm的石英舟上的硅片，无法实现石英舟上硅片取出的自动化作业，生产效率低下。

技术实现要素：

鉴于以上现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种用于自石英舟上取出硅片的顶片机构，提升舟槽间距2.38mm的石英舟上硅片的取出效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种用于自石英舟上取出硅片的顶片机构，所述顶片机构包括基座和穿设在所述基座上的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠包括竖直设置的螺杆和套设在所述螺杆上的滚珠螺母，所述螺杆由伺服电机驱动转动；在所述滚珠螺母上连接有一滑块，当所述螺杆转动时，所述滑块可随所述滚珠螺母竖直上升或下降；在所述滑块上安装有支撑座，在所述支撑座上安装有顶片组件，所述顶片组件包括并排设置的多个托齿，每个托齿包括基板和固定设置在所述基板上的第一顶齿和第二顶齿，所述第一顶齿和第二顶齿之间限定出一个第一凹陷，相邻两个托齿的第二顶齿和第一顶齿之间限定出一个第二凹陷；并排设置的多个托齿形成多个顶齿、凹陷间隔排列的结构；所述顶片组件的相邻两个顶齿之间的距离设置为4.76mm，相邻两个凹陷之间的距离设置为4.76mm，相邻的顶齿和凹陷之间的距离设置为2.38mm。

作为对上述方案的改进，所述顶片机构还包括固定设置在所述基座上的导轨，所述导轨设置在所述滚珠丝杠的两侧，所述滑块可沿所述导轨上下滑动。

作为对上述方案的改进，所述伺服电机安装在所述基座上，所述伺服电机包括电机带轮；在所述螺杆的底端连接有丝杠带轮；传动皮带套设在所述电机带轮和所述丝杠带轮上，所述伺服电机通过所述传动皮带带动所述丝杠带轮转动，从而带动所述螺杆转动。

作为对上述方案的改进，在所述基板上开设有通孔，所述顶片组件上的多个托齿通过穿入所述通孔的螺栓可拆卸连接。

作为对上述方案的改进，在所述支撑座上对称安装有两组所述顶片组件。

本实用新型所提供的用于自石英舟上取出硅片的顶片机构，解决了传统真空吸盘机构无法高效吸取舟槽间距2.38mm的石英舟上的硅片的问题，使石英舟上硅片取出的自动化作业成为可能，提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例中用于自石英舟上取出硅片的顶片机构的结构示意图；

图2是应用图1中的顶片机构顶出石英舟上硅片时的状态示意图；

图3是本实用新型一较佳实施例中托齿的结构示意图；

图4是图1中A部的局部放大图。

附图中各部件的标记如下：1-顶片机构；10-基座；110-螺杆；111-滚珠螺母；112-丝杠带轮；12-伺服电机；120-电机带轮；121-传动皮带；13-滑块；14-支撑座；15-导轨；16-轴承座；20-顶片组件；21-托齿；210-基板；2101-通孔；211-第一顶齿；212-第二顶齿；213-第一凹陷；214-第二凹陷；2-石英舟；3-硅片；4-真空吸盘机构。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右” “竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 在本实用新型的描述中，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，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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实用新型提供了一种用于自石英舟上取出硅片的顶片机构，用于将完成扩散工艺后石英舟内的硅片按间距分批次顶出，再由真空吸盘机构分批次转移所述硅片，使石英舟上硅片取出的自动化作业成为可能，提高了生产效率。

请参阅图1，图1示出了本实用新型一实施例中用于自石英舟上取出硅片的顶片机构1的结构，所述顶片机构1包括基座10和穿设在所述基座10上的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠包括竖直设置的螺杆110和套设在所述螺杆110上的滚珠螺母111，用来将所述螺杆110旋转运动转化为所述滚珠螺母111的直线运动，当所述螺杆110沿不同方向旋转时，所述滚珠螺母111竖直上升或下降。

本实施例中，所述螺杆110由伺服电机12驱动转动，所述伺服电机12和所述螺杆110之间采用皮带传递驱动，具体的，所述伺服电机12安装在所述基座10上，所述伺服电机12包括电机带轮120，所述电机带轮120可在所述伺服电机12的驱动下转动；在所述螺杆110的底端连接有丝杠带轮112，所述丝杠带轮112可带动所述螺杆110转动；传动皮带121套设在所述电机带轮120和所述丝杠带轮112上，所述伺服电机12驱动所述电机带轮120转动，所述电机带轮120通过所述传动皮带121带动所述丝杠带轮112转动，从而带动所述螺杆110旋转。

进一步的，在所述基座10上固定设置有轴承座16，所述螺杆110安装在所述轴承座16上，优选所述轴承座16安装为角接触式轴承。

在所述滚珠螺母111上连接有一滑块13，当所述螺杆110转动时，所述滑块13可随所述滚珠螺母111竖直上升或下降，其中，所述滑块13可以通过螺母座和所述滚珠螺母111连接。本实施例中，所述顶片机构1还包括固定设置在所述基座10上的导轨15，所述导轨15设置在所述滚珠丝杠的左右两侧，所述滑块13的左右两端连接在所述导轨15上，所述滑块13可沿所述导轨15上下滑动。

在所述滑块13上安装有支撑座14，在所述支撑座14上安装有顶片组件20，可以理解的，当所述滑块13沿所述导轨15上下滑动时，所述顶片组件20随之竖直上升或下降，请一并参阅图2，图2示出了应用本实施例中的顶片机构1顶出石英舟2上硅片3时的状态，当所述顶片组件20竖直上升时，将石英舟2内完成扩散的硅片3顶出，待所述真空吸盘机构4将顶出的硅片3取走后，所述顶片组件20竖直下降复位。其中，所述硅片3包括并排插入在所述石英舟内的多片硅片，所述硅片3与所述石英舟2的宽度方向平行，竖直插入在所述石英舟2内，相邻两片硅片之间的距离为2.38mm，优选的，所述硅片3包括至少150片硅片。

所述顶片组件20包括并排设置的多个托齿21，请一并参阅图3和图4，图3示出了单个所述托齿21的结构，图4示出了图1中A部的局部放大结构，每个所述托齿21包括基板210和固定设置在所述基板210上的第一顶齿211和第二顶齿212，所述两个顶齿211和212之间限定出一个第一凹陷213，相邻两个托齿21的第二顶齿212和第一顶齿211之间限定出一个第二凹陷214；并排设置的多个托齿21形成多个第一顶齿211、第一凹陷213、第二顶齿212顶齿、第二凹陷214依次顺序排列的结构。

其中，所述顶片组件20的相邻两个顶齿之间的距离设置为4.76mm，相邻两个凹陷之间的距离设置为4.76mm，相邻的顶齿和凹陷之间的距离设置为2.38mm。

进一步的，在所述基板210上开设有通孔2101，所述顶片组件20上的多个托齿21通过穿入所述通孔2101的螺栓进行连接，所述顶片组件20上的多个托齿21设置为可拆卸的螺栓连接，便于更换、清理和维修。

具体的，所述顶片机构1顶出舟槽间距为2.38mm的石英舟内硅片的原理为：所述伺服电机12驱动所述螺杆110旋转，带动所述丝杠螺母111竖直上升，带动所述滑块13沿所述导轨15上升，所述顶片组件20上升，所述顶片组件20上的距离为4.76mm的多个顶齿211、212将石英舟2内间距为4.76mm的硅片顶起，所述顶片组件20上的凹陷213、214则可避开位于被顶起的每相邻两硅片中间的硅片，该硅片未被顶起，未被顶起的硅片之间的距离也为4.76mm,传统的吸盘间距为4.76mm的真空吸盘机构将顶起的间距为4.76mm的硅片吸取移走。所述伺服电机12驱动所述螺杆110旋转，带动所述丝杠螺母111竖直下降，带动所述滑块13沿所述导轨15下降，所述顶片组件20下降复位，所述石英舟2前进2.38mm后，重复上述顶片组件20的顶片步骤，所述顶片组件20上距离为4.76mm的多个顶齿211、212将石英舟2内被所述凹陷213、214避开的间距为4.76mm的硅片顶起，传统的吸盘间距为4.76mm的真空吸盘机构将顶起的间距为4.76mm的硅片吸取移走。

本实施例中，在所述支撑座14上对称安装有左右两组所述顶片组件20，每组所述顶片组件20包括并排设置的至少50个所述托齿21, 两组所述顶片组件20从左右两侧同步将所述石英舟2内的硅片顶起,以确保硅片顶起的稳定。

综上所述，本实用新型所提供的用于自石英舟上取出硅片的顶片机构1，将完成扩散工艺后石英舟2内的硅片3按间距分批次顶出，再由真空吸盘机构4分批次转移所述硅片3，解决了传统吸盘间距为4.76mm的真空吸盘机构无法高效吸取舟槽间距2.38mm的石英舟上的硅片的问题，使石英舟上硅片取出的自动化作业成为可能。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。