一种脱胶架及脱胶机的制作方法

1.本实用新型涉及硅片脱胶技术领域，特别是涉及一种脱胶架及脱胶机。


背景技术：

2.目前，在硅片的生产制造过程中，其中一个工序便是将硅棒沿垂直于轴线方向切割形成若干个薄片状的硅片。在切片工艺中，首先需将粘胶板粘接在晶托上，然后将硅棒的一个侧面粘接在粘胶板上，以此通过晶托将硅棒固定在切片机机舱内，对硅棒进行切割。切割形成的硅片紧密排列在一起并保持与粘胶板的粘连状态。因此，需要使用脱胶架这种工装对硅片进行脱胶，以使粘胶板与硅片分离。
3.现有的脱胶架通过底部水平安装的底杆对硅片起到支撑作用，当脱胶架用于对不同尺寸大小的硅片进行脱胶时，需手动拆装调整底杆的安装高度，以适应不同尺寸大小的硅片。
4.因此，这种脱胶架无法自主适应不同尺寸大小的硅片，脱胶效率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种脱胶架及脱胶机，旨在解决脱胶架无法自主适应不同尺寸大小的硅片，脱胶效率较低的问题。
6.本实用新型实施例提供了一种脱胶架，用于分离硅片垛与粘胶板以及晶托形成的粘连体，所述脱胶架包括框架本体和承载组件；
7.所述框架本体包括容纳所述粘连体的容纳空间，所述容纳空间具有取放所述粘连体的开口；
8.所述承载组件与所述框架本体活动连接，所述承载组件具有承载所述粘连体的水平承载面；
9.在所述硅片垛与所述粘胶板分离前后，所述水平承载面与所述硅片垛保持接触状态。
10.可选地，在所述容纳空间未放置所述粘连体的情况下，所述承载组件位于第一位置；在所述容纳空间放置所述粘连体的情况下，所述承载组件位于第二位置；在所述硅片垛与所述粘胶板在所述容纳空间内分离的情况下，所述承载组件位于第三位置；
11.其中，沿垂直于所述水平承载面的方向，所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置依次远离所述开口。
12.可选地，所述脱胶架还包括支撑组件；
13.所述支撑组件包括固定件和运动件，所述固定件具有沿垂直于所述水平承载面的方向延伸的滑动槽，所述运动件嵌于所述滑动槽内；
14.所述固定件与所述框架本体固定连接，所述承载组件与所述运动件固定连接，所述运动件相对所述固定件沿垂直于所述水平承载面的方向运动；
15.所述支撑组件支撑所述承载组件分别位于所述第一位置、所述第二位置和所述第
三位置。
16.可选地，所述运动件为弹性件。
17.可选地，所述脱胶架还包括柱塞；
18.所述弹性件与所述柱塞抵接，且所述弹性件的形变方向与所述柱塞的轴线平行；
19.所述柱塞设置有与轴线垂直的安装孔，所述承载组件的两端设置有连接轴，所述连接轴嵌于所述安装孔内以将所述承载组件与所述柱塞连接。
20.可选地，所述固定件为第一磁性件，所述运动件为第二磁性件；
21.所述第一磁性件与所述第二磁性件的同性磁极相对。
22.可选地，所述承载组件的表面包覆有柔性缓冲介质。
23.可选地，所述框架本体包括第一端板、第二端板和连接组件；
24.所述第一端板和所述第二端板平行相对设置，所述连接组件的一端与所述第一端板固定连接，另一端与所述第二端板固定连接形成所述容纳空间。
25.可选地，所述第一端板和所述第二端板远离所述容纳空间开口的一端均开设有安装槽；
26.所述固定件开设有插接缝，所述插接缝的宽度与所述第一端板、所述第二端板的厚度相同；
27.每个所述安装槽嵌设有所述固定件，所述第一端板、所述第二端板分别与对应的所述插接缝卡接配合。
28.本实用新型实施例还提供了一种脱胶机，所述脱胶机包括前述的任一种脱胶架。
29.在本实用新型实施例的脱胶架中，脱胶架包括框架本体和承载组件，框架本体的容纳空间用于容纳硅片垛与粘胶板形成的粘连体，容纳空间具有取放所述粘连体的开口。承载组件与框架本体活动连接，承载组件具有承载粘连体的水平承载面。在脱胶工艺中，粘连体未放入容纳空间内之前，承载组件不承受载荷，当粘连体放入到容纳空间内之后，硅片垛便压在水平承载面上与其接触，并且在脱胶过程中以及硅片垛与粘胶板分离后，水平承载面一直与硅片垛保持接触状态，直至将硅片垛从容纳空间内取出。因此，这种脱胶架使用时，无论硅片尺寸大小如何，粘连体下方的承载组件均可以与硅片垛始终保持接触状态，对硅片垛起到承接作用，无需根据硅片尺寸大小人为手动调节承载组件的位置，这种脱胶架具有良好的自适应性能，有助于提升脱胶效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1示出了本实用新型实施例中硅片垛与粘胶板形成的粘连体的示意图；
32.图2示出了本实用新型实施例中一种脱胶架的结构示意图；
33.图3示出了本实用新型实施例中图1的脱胶架的俯视图；
34.图4示出了图3沿a-a方向的剖面示意图；
35.图5示出了本实用新型实施例中脱胶架对小尺寸的硅片脱胶前的示意图；
36.图6示出了本实用新型实施例中脱胶架对小尺寸的硅片脱胶后的示意图；
37.图7示出了本实用新型实施例中脱胶架对大尺寸的硅片脱胶前的示意图；
38.图8示出了本实用新型实施例中脱胶架对大尺寸的硅片脱胶后的示意图；
39.图9示出了本实用新型实施例中脱胶架对一种尺寸的硅片脱胶前的俯视图；
40.图10示出了图9沿a-a方向的剖面示意图；
41.图11示出了本实用新型实施例中脱胶架对一种尺寸的硅片脱胶后的俯视图；
42.图12示出了图11沿a-a方向的剖面示意图；
43.图13示出了本实用新型实施例中支撑组件支撑承载组件位置变化过程的局部放大示意图之一；
44.图14示出了本实用新型实施例中支撑组件支撑承载组件位置变化过程的局部放大示意图之二；
45.图15示出了本实用新型实施例中支撑组件支撑承载组件位置变化过程的局部放大示意图之三；
46.图16示出了本实用新型实施例中一种支撑组件的结构示意图；
47.图17示出了本实用新型实施例中一种支撑组件与的第一端板的装配示意图。
48.附图编号说明：
49.粘连体-1，硅片垛-10，粘胶板-11，晶托-12，框架本体-20，承载组件-21，支撑组件-22，容纳空间-201，开口-202，第一端板-203，第二端板-204，连接组件-205，安装槽-206，固定件-221，运动件-222，柱塞-223，滑动槽-2211，插接缝-2212。
具体实施方式
50.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
51.参照图1至图8，示出了本实用新型提供的一种脱胶架的结构示意图，该脱胶架，用于分离硅片垛10与粘胶板11以及晶托12形成的粘连体1，所述脱胶架包括框架本体20和承载组件21；
52.所述框架本体20包括容纳所述粘连体1的容纳空间201，所述容纳空间201具有取放所述粘连体1的开口202；
53.所述承载组件21与所述框架本体20活动连接，所述承载组件21具有承载所述粘连体1的水平承载面m；
54.在所述硅片垛10与所述粘胶板11分离前后，所述水平承载面m与所述硅片垛10保持接触状态。
55.具体而言，如图1至图8的示意，本实用新型实施例提供了一种脱胶架，该脱胶架为用于硅片加工中脱胶工序的工装，用于承载并分离硅片垛10与粘胶板11以及晶托12形成的粘连体1，粘连体1中粘胶板11处于硅片垛 10与晶托12之间，晶托12压在粘胶板11上方，晶托12的长度略大于粘胶板11将粘胶板11完全遮挡住。如图1的示意，硅片垛10为方形硅棒切片后若干薄片状的硅片堆叠在一起形成的结构，硅片垛10中的每片硅片的一个侧面均与板
条状的粘胶板11粘连在一起，粘胶板11上方与晶托12粘接，从而形成粘连体1。因此，需要消除硅片垛10与粘胶板11之间的粘接力，使硅片垛10与粘胶板11分离，以便于对单个的硅片进行后续环节的加工处理。需要说明的是，在对方形硅棒切片时，所使用的粘胶板11的面积可以大于方形硅棒的侧面面积，从而粘胶板11粘接在方形硅棒的侧面后可以完全覆盖其侧面且略微超出其侧面边缘。
56.如图2的示意，本实用新型实施例的脱胶架包括框架本体20和承载组件21。框架本体20包括容纳粘连体1的容纳空间201，容纳空间201具有取放粘连体1的开口202。操作人员可以手动或者通过操作机械手将粘连体 1从开口202放入到容纳空间201内，在硅片垛10与粘胶板11分离之后，可将粘胶板11和硅片以及晶托12从开口202取出。可以理解的是，为了确保脱胶过程中，粘连体1可以与脱胶的液体充分接触，容纳空间201具有镂空的间隙，同时，镂空的间隙也可以使得脱胶过程中的杂质和碎片脱落沉淀。
57.结合图3和图4的示意，容纳空间201的开口202位于其顶部，在与顶部相对的底部位置连接有承载组件21，承载组件21与框架本体20活动连接，承载组件21具有承载粘连体1的水平承载面m，承载组件21可以为镂空的板条结构也可以为条杆结构。当粘连体1放入到容纳空间201中之后，晶托 12长度方向的两端被框架本体20支撑，粘连体1的底部与水平承载面m接触，水平承载面m向上托住粘连体1，粘连体1的重量由框架本体20和承载组件21共同承担。由于承载组件21与框架本体20活动连接，因此，沿着垂直于水平承载面m的方向，即沿着图示的z方向，承载组件21相对于框架本体20可以上下运动。
58.在脱胶开始时，当在容纳空间201刚放入粘连体1时，粘连体1开始与水平承载面m接触，随着脱胶过程的进行直至脱胶完成，硅片垛10与粘胶板11分离，水平承载面m一直与硅片垛10保持接触状态。
59.如图5和图6的示意，示出了该脱胶架对小尺寸硅片进行脱胶的示意图，图5为脱胶前容纳空间201刚放入粘连体1的示意，粘连体1与水平承载面 m接触在一起。图6为脱胶后硅片垛10与粘胶板11分离的示意，硅片垛 10的底部仍与水平承载面m接触在一起。
60.如图7和图8的示意，示出了该脱胶架对大尺寸硅片进行脱胶的示意图，图7为脱胶前容纳空间201刚放入粘连体1的示意，粘连体1与水平承载面 m接触在一起。图8为脱胶后硅片垛10与粘胶板11分离的示意，硅片垛 10的底部仍与水平承载面m接触在一起。
61.因此，可见，这种脱胶架使用时，无论硅片尺寸大小如何，粘连体下方的承载组件均可以与硅片垛始终保持接触状态，对硅片垛起到承接作用，无需根据硅片尺寸大小人为手动调节承载组件的位置，这种脱胶架具有良好的自适应性能，有助于提升脱胶效率。
62.可选地，参照图4以及图9至图15，在所述容纳空间201未放置所述粘连体1的情况下，所述承载组件21位于第一位置h1；在所述容纳空间201 放置所述粘连体1的情况下，所述承载组件21位于第二位置h2；在所述硅片垛10与所述粘胶板11在所述容纳空间201内分离的情况下，所述承载组件21位于第三位置h3；
63.其中，沿垂直于所述水平承载面m的方向，所述第一位置h1、所述第二位置h2和所述第三位置h3依次远离所述开口202。
64.具体而言，以某一种规格尺寸的硅片脱胶过程为例，如图4所示，示出了容纳空间201内未放置粘连体1的空闲状态的示意图，此时，承载组件21 未承受载荷，承载组件21未被压下，处于靠近开口202的第一位置h1处。
65.如图9和图10所示，示出了容纳空间201内刚放置粘连体1时脱胶开始状态的示意图，此时，粘连体1通过晶托12悬置于框架本体20上，被框架本体20支撑，硅片垛10与水平承载面m接触下压承载组件21使其向远离开口202的方向移动至第二位置h2，因此，脱胶一开始，硅片垛10与水平承载面m之间便是无缝接触，消除了二者之间的间隙，可以避免硅片垛 10与粘胶板11分离后硅片自由坠落引起的撞击。由于承载组件21从第一位置h1移动到第二位置h2，分别对应于容纳空间201的空载状态和承载状态。因此，可以理解的是，为了确保该脱胶架适用于最小规格硅片时也能使承载组件21从第一位置h1移动到第二位置h2，当脱胶架内盛放有最小规格硅片所形成的粘接体1时，该第一位置h1可略高于粘接体1的最低点。
66.如图11和图12所示，示出了硅片垛10与粘胶板11在容纳空间201内处于分离状态的示意图，此时，晶托12与粘胶板11仍粘连在一起悬置于框架本体20上，被框架本体20支撑，硅片垛10与粘胶板11分开不再粘连，硅片垛10中所有的硅片全部压在水平承载面m上，相较于图9和图10示意的状态，承载组件21的载荷更大，因此，承载组件21继续向远离开口202 的方向移动至第三位置h3。图13至图15还示出了承载组件21位置变化过程的局部放大示意图。
67.从上述的脱胶过程可见，这种脱胶架除了无需人为手动调节，而且，整个脱胶过程中，硅片垛与粘胶板分离过程中，可以消除硅片与底部的承载组件之间的撞击现象，有助于保证脱胶过程中硅片的质量完好无损。
68.可选地，参照图13至图16，所述脱胶架还包括支撑组件22；
69.所述支撑组件22包括固定件221和运动件222，所述固定件221具有沿垂直于所述水平承载面m的方向延伸的滑动槽2211，所述运动件222嵌于所述滑动槽2211内；
70.所述固定件221与所述框架本体20固定连接，所述承载组件21与所述运动件222固定连接，所述运动件222相对所述固定件221沿垂直于所述水平承载面m的方向运动；
71.所述支撑组件22支撑所述承载组件21分别位于所述第一位置h1、所述第二位置h2和所述第三位置h3。
72.具体而言，一种实施方式中，可直接在框架本体20上加工出承载组件 21活动的空间，将承载组件21通过弹性连接或磁性连接的方式与框架本体 20活动连接，以减少零部件数量。也可以采取如图13至图16所示的结构，通过使用支撑组件22，将承载组件21与框架本体20活动连接。如图13至图16所示，支撑组件22包括固定件221和运动件222，固定件221具有沿垂直于水平承载面m的方向延伸的滑动槽2211，固定件221可以为运动件 222提供充足的安装空间，运动件222嵌于滑动槽2211，运动件222可以在滑动槽2211内沿着滑动槽2211的延伸方向滑动或者伸缩运动。
73.将上述的固定件221与框架本体20可以通过焊接、粘接或者螺钉紧固等方式固定连接，使二者连为整体。将承载组件21与运动件222可以通过焊接、粘接或者螺钉紧固等固定连接，使二者可以同步运动，可以理解的是，采用螺钉紧固的方式连接时，便于对承载组件21拆卸以进行维护和更换。结合前述实施例的说明，容易理解的是，当承载组件21承受的载荷发生变化之后，可以相对框架本体20运动，此时，承载组件21带动运动件222相对固定件221沿垂直于水平承载面m的方向运动。因此，支撑组件22实现承载组件21运动的同时还支撑承载组件21分别位于第一位置h1、第二位置h2和第三位置h3。图示的支撑组件22可以单独制成一模组，与框架本体20可拆卸地连接，相较于将承载组件21直接与框架本体20活
动连接，更便于维护。
74.可选地，所述运动件222为弹性件。
75.具体而言，一种实施方式中，上述的运动件222可以为弹簧、弹性橡胶等弹性件。可以理解的是，可在承载组件21的端部加工相应的连接结构，实现与弹性件的连接，此处不做赘述。当弹性件未被压缩处于自由伸长状态时，承载组件21位于第一位置h1，当弹性件压缩量较小时，承载组件21 位于第二位置h2，当弹性件压缩量较大时，承载组件21位于第三位置h3。因此，使用弹性件作为运动件222可以实现承载组件21的位置随脱胶状态而自适应变化。
76.可选地，参照图13至图16，所述支撑组件22还包括柱塞223；
77.所述弹性件与所述柱塞223抵接，且所述弹性件的形变方向与所述柱塞223的轴线平行；
78.所述柱塞223设置有与轴线垂直的安装孔，所述承载组件21的两端设置有连接轴，所述连接轴嵌于所述安装孔内以将所述承载组件21与所述柱塞223连接。
79.具体而言，一种实施方式中，如图13至图16所示，当运动件222为弹性件时，为便于连接承载组件21与运动件222，可提供一柱塞223用于连接。柱塞223可以为类似阶梯轴状的零件，较粗的一端可以与弹性件连接，可通过弹性件自身形变提供的弹力使柱塞223与弹性件抵压接触在一起，也可在此基础上将二者固定。为避免弹性件的偏移，还可以在柱塞223较粗的一端加工出凹槽，凹槽的形状尺寸与弹性件的形状尺寸相同，用于嵌设弹性件。柱塞223较细的一端可以加工出与轴线垂直的安装孔，承载组件21的两端设置有连接轴，连接轴嵌于安装孔内，承载组件21即可与柱塞223连为一体。当承载组件21运动时，柱塞223随之运动，相应地，弹性件向柱塞223 以及承载组件21提供弹性力可以支撑承载组件21。
80.可选地，所述固定件221为第一磁性件，所述运动件222为第二磁性件；
81.所述第一磁性件与所述第二磁性件的同性磁极相对。
82.具体而言，除了使用弹性力支撑承载组件21，还可以利用磁性件之间的斥力支撑承载组件21。具体地，固定件221可以为第一磁性件，运动件222 可以为第二磁性件。第一磁性件与第二磁性件的同性磁极相对。从而，第一磁性件与第二磁性件互斥，通过磁悬浮作用将承载组件21支撑起来。
83.可选地，所述承载组件21的表面包覆有柔性缓冲介质。
84.具体而言，为进一步减弱粘接体1放入容纳空间201内时与承载组件21 之间的碰撞，还可以在承载组件21的表面包覆硅胶、泡棉等柔性缓冲介质。同时，还有助于减弱脱胶架在搬运时内部粘接体1与承载组件21的碰撞。
85.可选地，参照图2，所述框架本体20包括第一端板203、第二端板204 和连接组件205；
86.所述第一端板203和所述第二端板204平行相对设置，所述连接组件205 的一端与所述第一端板203固定连接，另一端与所述第二端板204固定连接形成所述容纳空间201。
87.具体而言，如图2所示，本实用新型实施例的框架本体20可以包括第一端板203、第二端板204和连接组件205。第一端板203和第二端板204 为结构相同的两块平板构件，两个端板的边缘部位还可以连接加强板、加强杆以提升端板的刚度。第一端板203和第二端板204平行相对设置，连接组件205的一端与第一端板203固定连接，另一端与第二端板204固
定连接，从而围成具有容纳空间201的框架结构。一种实施方式中，上述的连接组件 205可以包括两根连接横梁和两根连接纵梁，两根连接纵梁平行布置，每根连接纵梁的一端与第一端板203固定连接，另一端与第二端板204固定连接。两根连接横梁平行布置，且固定连接于两根连接纵梁之间，连接横梁设置有用于放置晶托12的搭接部，搭接部上还设置有对晶托12进行限位的挡块，确保晶托12被卡接固定在两根连接横梁之间。
88.可选地，参照图17，所述第一端板203和所述第二端板204远离所述容纳空间201的开口202的一端均开设有安装槽206；
89.所述固定件221开设有插接缝2212，所述插接缝2212的宽度与所述第一端板203、所述第二端板204的厚度相同；
90.每个所述安装槽206嵌设有所述固定件221，所述第一端板203、所述第二端板204分别与对应的所述插接缝2212卡接配合。
91.具体而言，如图17所示，在第一端板203和第二端板204任意一个端板上远离容纳空间201的开口202的一端均开设有安装槽206，图17中以第一端板203为例，第二端板204结构与之相同。安装槽206与端板的边缘贯通形成缺口，该缺口即位于端板远离开口202的底部。固定件221开设有插接缝2212，该插接缝2212的宽度与任一端板的厚度相同。可将固定件221 从缺口位置插入安装到安装槽206中，使插接缝2212夹着端板，通过过盈配合实现固定件221与任一端板的装配连接，并且插接的方式简单方便且可靠。
92.一种实施方式中，如图1所示，在第一端板203和第二端板204每个端板上开设有两条安装槽206，承载组件21可以是两条平行布置的底杆。每根底杆的两端各自插入到对应端板的安装槽206内，可由安装槽206内的弹性件支撑。
93.当硅片垛10与粘胶板11在容纳空间201内分离，承载组件21位于第三位置h3时，存在如下的平衡关系：
[0094][0095]
其中：k为弹性件的弹性系数，x为脱胶后弹性件的形变量，mi为硅片垛10中单个硅片的质量，n为硅片垛10中的硅片数量，m1为单个底杆的质量，m2为单个柱塞的质量，g为重力加速度。
[0096]
因此，当脱胶完成后，所有硅片的全部重量完全加载在两根底杆上。此时，每个弹性件的变形量δx为：
[0097][0098]
对于小尺寸硅片和大尺寸硅片，假设单片硅片的质量分别为m
1i
和m
2i
， m
1i
＜m
2i
，可根据上述公式得到小尺寸硅片脱胶时每个弹性件的形变量δx1和大尺寸硅片脱胶时每个弹性件的形变量δx2。
[0099][0100]
[0101]
因此，容易得到δx1＜δx2，脱胶架用于大尺寸硅片脱胶时，相比脱胶架用于小尺寸硅片脱胶时，每个弹性件具有更大的变形量，对应的底杆具有更大的向下的位移。基于该对比结果，容易理解的是，当脱胶架内盛放有最小规格硅片所形成的粘接体1时，第一位置h1可略高于粘接体1的最低点。从而，无论脱胶架内放置小尺寸硅片还是大尺寸硅片，均能与承载组件21 保持接触将其下压。第一位置h1可以通过选择合适尺寸以及弹性性能的弹性件来保证，类似地，第一位置h1还可以通过选择合适尺寸以及磁性性能的第一磁性件和第二磁性件来保证。
[0102]
本实用新型实施例还提供了一种脱胶机，所述脱胶机包括前述的任一种脱胶架。
[0103]
具体而言，上述的脱胶架作为脱胶过程中使用的工装，可以配合脱胶机使用，脱胶机具有不同的工艺槽，例如，使用蒸馏水对前述的粘接体1进行清洗以去除硅泥和切割液的清洗槽，以及盛放有脱胶液的脱胶槽。上述的脱胶架被运送至脱胶机的上料工位，机械手抓取脱胶架，连同脱胶架的容纳空间内装载的粘接体1依次放入脱胶机的各个槽体中。将上述的脱胶架配合脱胶机进行使用，有助于提升脱胶工序的脱胶效率。
[0104]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0105]
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。