一种硅片四分之一裂片设备及工艺的制作方法

1.本发明涉及硅片加工设备技术领域，具体涉及一种硅片四分之一裂片设备及工艺。


背景技术：

2.太阳能发电是一种新兴的可再生清洁能源，利用光伏发电已越来越受到国家的重视，为提高电池效率，通常采用激光束对电池片均等份以一定深度划线裂开然后再串焊的方法，提高组件的发电功率。
3.现有技术中，一般采用先将完整硅片裂片为两个半裂片，然后再将半裂片裂片为四分之一裂片硅片的生产过程，目前，裂片过程中出现破片率高，下料不规整，两种裂片机构与激光划片机构直列安装一起，空间紧凑，无法在既定的节拍内完成整套1/4裂片及下料动作。


技术实现要素：

4.基于上述表述，本发明提供了一种硅片四分之一裂片设备，以解决现有技术中。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种硅片四分之一裂片设备，包括划片机、半裂片装置和四分之一裂片装置；
7.所述划片机包括机台、第一横梁、硅片滑台和划片激光发射器，所述第一横梁固定安装于所述机台上方，所述划片激光发射器可滑动的安装于所述第一横梁上，所述硅片滑台可滑动的安装于所述机台的上端且滑动轨迹垂直所述第一横梁的方向；
8.所述半裂片装置包括裂片吸爪机构，所述机台上方固定安装有与第一横梁平行设置的第二横梁，所述裂片吸爪机构可滑动的设置于所述第二横梁，以用于将吸取的硅片裂片成两个半裂片；
9.所述四分之一裂片装置包括裂片平台、送料机构、四分之一裂片机构和运料机构，所述送料机构包括沿所述裂片吸爪机构的滑动轨迹延伸设置的传送带，所述传送带上具有用于裂片吸爪机构释放两个半裂片的落料位，所述四分之一裂片机构安装于裂片平台上并位于所述传送带的一侧，所述运料机构用于将所述传送带输送的半裂片搬运至所述四分之一裂片机构。
10.与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：
11.本技术提供的硅片四分之一裂片设备，先采用划片机将完整硅片划成四份，然后裂片吸爪机构将划片后的完整硅片吸取裂片成两个半裂片，然后落料至传送带的落料位上，运料机构用于将半裂片搬运至四分之一裂片机构裂片，本技术裂片吸爪机构与传送带位于同一直线上，四分之一裂片机构位于所述传送带的一侧，使得半裂片和四分之一裂片两个工序独立进行，互不干扰，使得整个设备的结构布局合理，可以在既定的街拍内完成划片-半裂片-四分之一裂片的工作。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步的，所述划片机还包括硅片料盒和硅片吸盘，所述硅片吸盘和所述落料位对称设置于所述硅片滑台滑动轨迹的两侧，所述第二横梁上可滑动的安装有滑动安装座，所述滑动安装座上沿所述第二横梁间隔有两个安装位，所述裂片吸爪机构和硅片吸盘分别安装于两个安装位上，两个安装位之间的间距为所述硅片吸盘和所述落料位之间间距的一半。
14.进一步的，所述半裂片装置和所述四分之一裂片装置的个数均为两个，所述划片机具有两个硅片滑台，两个所述硅片滑台的滑动轨迹相对于所述硅片料盒对称设置，所述第二横梁上并列安装有两个滑动安装座，所述裂片吸爪机构均位于同一滑动安装座上所述硅片吸盘的外侧，两个所述四分之一裂片装置分别对称安装于所述划片机的两侧，两个所述硅片吸盘的间距与所述硅片料盒到所述硅片滑台的滑动轨迹的距离一致。
15.进一步的，所述裂片吸爪机构包括升降架、第一升降驱动件和第一裂片组件，所述升降架通过所述第一升降驱动件可升降的安装于所述滑动安装座上，所述升降架包括升降底板和竖直安装于所述升降底板两侧的连接板，所述第一裂片组件包括第一固定吸板、第一活动吸板和第一裂片驱动件，所述第一固定吸板和所述第一活动吸板并列安装于所述连接板的下端，所述第一固定吸板水平固定设置，所述第一活动吸板靠近所述第一固定吸板的一侧与所述连接板可转动的连接，所述第一裂片驱动件用于驱动所述第一活动吸板摆动。
16.进一步的，所述活动吸板的上端具有限位连板，所述限位连板倾斜设置有限位槽，所述限位槽从下至上向远离所述第一固定吸板的一侧延伸，所述第一裂片驱动件包括固定部和滑动部，所述固定部固定连接于所述升降底板的下端，所述滑动部可相对所述固定部水平滑动，所述滑动部的一端连接有限位杆，所述限位杆的端部活动插设于所述限位槽中。
17.进一步的，所述裂片平台上沿工序均匀间隔设置上料工位、裂片工位和下料工位，所述传送带设置于所述上料工位，所述四分之一裂片机构设置于所述裂片工位，所述下料工位设置有收料盒，所述运料机构用于将所述传送带输送的半裂片沿工序送至所述裂片工位裂片以及将裂片后的四分之一裂片送至所述下料工位下料收储。
18.进一步的，所述四分之一裂片机构包括裂片底板、固定架和第二裂片组件；所述裂片底板水平设置，所述固定架固定安装于裂片上端，所述第二裂片组件包括第二固定吸板、活动架、第二活动吸板和第二裂片驱动件，所述第二固定吸板水平安装于所述固定架的上端；所述活动架可活动的安装于所述固定架的一侧，所述活动架可向靠近或远离所述固定架的方向滑动，所述第二活动吸板安装于所述活动架的上端，所述第二活动吸板靠近所述固定架的一侧与所述活动架可转动的连接，所述第二裂片驱动件与所述第二活动吸板的另一侧连接，以驱动所述第二活动吸板转动，所述活动架的滑动方向与所述第二活动吸板的转动轴所在方向垂直设置，所述第二固定吸板和所述第二活动吸板的安装高度一致。
19.进一步的，所述运料机构包括第三横梁、滑动悬臂和两个吸盘组件，所述第三横梁固定设置于所述四分之一裂片机构的上方，所述第二活动吸板的转动轴与所述第三横梁平行设置，所述滑动悬臂可滑动的安装于所述第三横梁上，两个吸盘组件间隔安装于所述滑动悬臂的下方，且两个吸盘组件的间距与裂片平台上相邻两个工位的间距一致；所述滑动悬臂在其滑动行程上具有第一工作状态和第二工作状态，当其处于第一工作状态时，两个吸盘组件分别对应上料工位和裂片工位设置，当其处于第二工作状态时，两个吸盘组件分
别对应裂片工位和下料工位设置；所述送料机构还包括滑动座、升降支撑台、滑动驱动气缸、两个升降挡料件和粗定位件，所述粗定位件位于所述传送带的两侧且可在水平面上相对所述传送带垂直运动，所述两个升降挡料件沿所述传送带间隔设置，所述升降挡料件上升或下降以阻挡或释放传送带上的半裂片，两个所述升降挡料件的间距与所述第二裂片组件的间距一致，所述滑动座沿所述传送带的方向可滑动的安装于所述传送带的传送面的下端，所述升降支撑台可升降的安装于所述滑动座，所述滑动驱动气缸用于驱动所述滑动座滑动，所述滑动座的行程起点对应两个升降挡料件阻挡的两个半裂片，所述滑动座的行程终点对应所述四分之一裂片机构设置。
20.进一步的，每一所述吸盘组件包括升降座、第二升降驱动件和两个吸盘单元，所述升降座可升降的安装于所述滑动悬臂上，所述第二升降驱动件用于驱动所述升降座升降，两个所述第二裂片组件设置于两个所述吸盘单元的运动轨迹上。
21.本技术还提出了一种硅片四分之一裂片工艺，其采用如上述硅片四分之一裂片设备，其包括如下步骤：
22.s1、将完整硅片放置在硅片滑台上，硅片滑台滑动和划片激光发射器配合滑动在完成硅片上划片；
23.s2、裂片吸爪机构将划片后的完整硅片吸气裂片成两个半裂片，并将两个半裂片在于落料位上落料至传送带上；
24.s3、运料机构用于半裂片所述四分之一裂片机构裂片。
附图说明
25.图1为本发明实施例提供的一种硅片四分之一裂片设备的结构示意图；
26.图2为图1中划片机的结构示意图；
27.图3为机台上硅片滑台和硅片料盒的位置分布示意图；
28.图4为图2中裂片吸爪机构和硅片吸盘的安装结构示意图；
29.图5为图4中裂片吸爪机构的结构示意图；
30.图6为图1中四分之一裂片装置的结构示意图；
31.图7为裂片平台上工位分布示意图；
32.图8为图6中运料机构的结构示意图；
33.图9为图6中四分之一裂片机构的结构示意图；
34.图10为图6中送料机构的结构示意图。
具体实施方式
35.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
36.如图1所示，本技术实施例提供了一种硅片四分之一裂片设备，包括划片机100、半裂片装置200和四分之一裂片装置300。
37.结合图2所示，所述划片机100包括机台11、第一横梁12、硅片滑台13和划片激光发射器14。
38.其中，所述第一横梁12通过一个立柱固定安装于所述机台11上方，所述划片激光发射器14可滑动的安装于所述第一横梁12上，所述硅片滑台13可滑动的安装于所述机台11的上端且滑动轨迹垂直所述第一横梁12的方向，优选的，机台11上设置有垂直于第一横梁12的滑轨15，硅片滑台13滑动设置于滑轨15上，故滑轨15即为硅片滑台13的滑动轨迹。
39.当完整的硅片被放置在硅片滑台13上后，随着硅片滑台13在滑轨上的往复运动以及划片激光发射器14在第一横梁12的步进滑动，划片激光发射器14在完整硅片上均匀间隔划出裂开线，在本技术中，设定划片激光发射器14每一次步进运动的距离为完整硅片长度的1/4，步进三次，即可将完整硅片分成四份。
40.所述半裂片装置200包括裂片吸爪机构21，所述机台11上方固定安装有与第一横梁12平行设置的第二横梁16，在本实施例中，第二横梁16位于第一横梁12的下方，所述裂片吸爪机构21可滑动的设置于所述第二横梁16，以用于将吸取的硅片裂片成两个半裂片。
41.如图6所示，所述四分之一裂片装置300包括裂片平台31、送料机构32、四分之一裂片机构33和运料机构34，所述送料机构32包括沿所述裂片吸爪机构21的滑动轨迹延伸设置的传送带321，所述传送带321上具有用于裂片吸爪机构21释放两个半裂片的落料位l，所述四分之一裂片机构33安装于裂片平台31上并位于所述传送带321的一侧，所述运料机构34用于将所述传送带321输送的半裂片搬运至所述四分之一裂片机构33。
42.其中，在本实施例中，结合图3所示，所述划片机100还包括硅片料盒18和硅片吸盘17，所述硅片吸盘17和所述落料位l对称设置于滑轨15的两侧，所述第二横梁16上可滑动的安装有滑动安装座161，所述滑动安装座161上沿所述第二横梁16间隔有两个安装位，所述裂片吸爪机构21和硅片吸盘17分别安装于两个安装位上，两个安装位之间的间距为所述硅片吸盘17和所述落料位l之间间距的一半。
43.即硅片吸盘17随滑动安装座161从硅片料盒18位置运动至滑轨15的正上方，可以将完整的硅片从硅片料盒18吸取放置到硅片滑台13上，同时裂片吸爪机构21将硅片滑台13上划线好的硅片抓取裂片后，运动至落料位l的正上方，保证半裂片的上料、裂片和下料在同一个节拍内完成，有效节省加工时间，提升加工效率。
44.在本实施例中，结合图4和图5所示，所述裂片吸爪机构21包括升降架211、第一升降驱动件212和第一裂片组件213，所述升降架211通过所述第一升降驱动件212可升降的安装于所述滑动安装座161上，所述升降架211包括升降底板2111和竖直安装于所述升降底板2111两侧的连接板2112，所述第一裂片组件213包括第一固定吸板2131、第一活动吸板2132和第一裂片驱动件，所述第一固定吸板2131和所述第一活动吸板2132并列安装于所述连接板2112的下端，所述第一固定吸板2131水平固定设置，所述第一活动吸板2132靠近所述第一固定吸板2131的一侧与所述连接板2112可转动的连接，所述第一裂片驱动件用于驱动所述第一活动吸板2132摆动。
45.优选的，所述活动吸板2132的上端具有限位连板2133，所述限位连板2133倾斜设置有限位槽，所述限位槽从下至上向远离所述第一固定吸板2131的一侧延伸，所述第一裂片驱动件包括固定部2134和滑动部2135，所述固定部2134固定连接于所述升降底板2111的下端，所述滑动部2135可相对所述固定部2134水平滑动，所述滑动部2135的一端连接有限位杆2136，所述限位杆2136的端部活动插设于所述限位槽中。
46.进行半裂片工艺时，第一固定吸板2131和第一活动吸板2132分别吸附完整硅片的
一半区域，然后滑动部2135在固定部2134滑动，限位杆2136随之运动，限位杆2136的端部与限位槽配合，推动第一活动吸板2132转动，实现半裂片，半裂片完成后，裂片吸爪机构21将两个半裂片落料至落料位l。
47.其中，如图7所示，所述裂片平台31上沿工序均匀间隔设置上料工位a、裂片工位b和下料工位c，所述传送带321设置于所述上料工位a，所述四分之一裂片机构33设置于所述裂片工位b，所述下料工位c设置有收料盒35，所述运料机构34用于将所述传送带321输送的半裂片沿工序送至所述裂片工位b裂片以及将裂片后的四分之一裂片送至所述下料工位c下料收储。
48.结合图9所示，所述四分之一裂片机构33包括裂片底板331、固定架332和第二裂片组件333；所述裂片底板331水平设置，所述固定架332固定安装于裂片底板331上端，所述第二裂片组件333包括第二固定吸板3331、活动架3332、第二活动吸板3333和第二裂片驱动件3334，所述第二固定吸板3331水平安装于所述固定架332的上端；所述活动架3332可活动的安装于所述固定架332的一侧，所述活动架3332可向靠近或远离所述固定架332的方向滑动，所述第二活动吸板3333安装于所述活动架3332的上端，所述第二活动吸板3333靠近所述固定架332的一侧与所述活动架3332可转动的连接，所述第二裂片驱动件3334与所述第二活动吸板3333的另一侧连接，以驱动所述第二活动吸板3333转动，所述活动架3332的滑动方向与所述第二活动吸板3333的转动轴所在方向垂直设置，所述第二固定吸板3331和所述第二活动吸板3333的安装高度一致。
49.进行四分之一裂片工作时，通过第二固定吸板3331和第二活动吸板3333分别吸住一个半裂片的一半，然后通过第二裂片驱动件3334驱动所述第二活动吸板3333转动实现裂片工序，在裂片过程中，活动架3332向远离固定架332的一侧运动，使断裂的两个四分之一裂片迅速分离，避免干涉，有效保证了裂片的完整，杜绝因裂片干涉导致破片的现象。
50.在本实施例中，所述第二裂片组件333的数目为两个，两个第二裂片组件333对应的所述第二固定吸板3331分别安装于所述固定架221上端的两侧，两个所述活动架3332对称设置于所述固定架332的两侧。
51.通过两个对称设置的第二裂片组件333，可以同时对两个半裂片实施裂片操作，大大增加了裂片的效率，缩短工艺周期。
52.结合图8所示，所述运料机构34包括第三横梁341、滑动悬臂342和两个吸盘组件343，所述第三横梁341固定设置于所述四分之一裂片机构33的上方，所述第二活动吸板3333的转动轴与所述第三横梁341平行设置，所述滑动悬臂342可滑动的安装于所述第三横梁341上，两个吸盘组件343间隔安装于所述滑动悬臂342的下方，且两个吸盘组件343的间距与裂片平台31上相邻两个工位的间距一致；所述滑动悬臂在其滑动行程上具有第一工作状态和第二工作状态。
53.当其处于第一工作状态时，两个吸盘组件343分别对应上料工位a和裂片工位b设置，当其处于第二工作状态时，两个吸盘组件343分别对应裂片工位b和下料工位c设置。
54.当其从第一工作状态向第二工作状态运动时，一个吸盘组件343将上料工位a上的半裂片吸取搬运至四分之一裂片机构33上裂片，同时另一个吸盘组件343将四分之一裂片机构33上裂片的四分之一裂片吸取搬运至收料盒35。
55.每一所述吸盘组件343包括升降座3431、第二升降驱动件3432和两个吸盘单元
3433，所述升降座3431可升降的安装于所述滑动悬臂342上，所述第二升降驱动件3432用于驱动所述升降座3431升降，两个所述第二裂片组件设置于两个所述吸盘单元3433的运动轨迹上。
56.为了保证每一个四分之一裂片都能被顺利吸取，每一吸盘单元3433包括两个间隔设置的吸嘴组，同一吸盘单元3433的两个吸嘴组用于对应吸取一个二分之一裂片上的两个四分之一裂片。
57.结合图10所示，所述送料机构32还包括滑动座324、升降支撑台325、滑动驱动气缸326、两个升降挡料件327和粗定位件328，所述传送带321为两个平行间隔设置的皮带，所述粗定位件328位于所述传送带的两侧且可在水平面上相对所述传送带321垂直运动，以将传送带321上的半裂片居中定位，所述两个升降挡料件327沿所述传送带321间隔设置，所述升降挡料件327上升或下降以阻挡或释放传送带321上的半裂片，两个所述升降挡料件327的间距与所述第二裂片组件333的间距一致，所述滑动座324沿所述传送带321的方向可滑动的安装于所述皮带的中间，所述升降支撑台325可升降的安装于所述滑动座324的上端，所述滑动驱动气缸326用于驱动所述滑动座324滑动，所述滑动座324的行程起点对应两个升降挡料件327阻挡的两个半裂片，所述滑动座324的行程终点对应所述四分之一裂片机构33设置。
58.本技术还提供了一种四分之一裂片工艺：
59.其采用上述四分之一裂片设备，并包括如下步骤：
60.s1、将完整硅片放置在硅片滑台13上，硅片滑台13滑动和划片激光发射器14配合滑动在完成硅片上划片。
61.具体的，硅片吸盘17将完整的硅片从硅片料盒18吸取放置到硅片滑台13上，当完整的硅片被放置在硅片滑台13上后，随着硅片滑台13在滑轨上的往复运动以及划片激光发射器14在第一横梁12的步进滑动，划片激光发射器14在完整硅片上均匀间隔划出裂开线，在本技术中，设定划片激光发射器14每一次步进运动的距离为完整硅片长度的1/4，步进三次，即可将完整硅片分成四份。
62.s2、裂片吸爪机构21将划片后的完整硅片吸气裂片成两个半裂片，并将两个半裂片在于落料位上落料至传送带321上；
63.具体的，裂片吸爪机构21的第一固定吸板2131和第一活动吸板2132分别吸附完整硅片的一半区域，然后滑动部2135在固定部2134滑动，限位杆2136随之运动，限位杆2136的端部与限位槽配合，推动第一活动吸板2132转动，实现半裂片，半裂片完成后，裂片吸爪机构21将两个半裂片落料至落料位l。
64.s3、运料机构34用于将半裂片搬运至所述四分之一裂片机构33裂片。
65.具体的，第二固定吸板3331和第二活动吸板3333分别吸住一个半裂片的一半，然后通过第二裂片驱动件3334驱动所述第二活动吸板3333转动实现裂片工序，在裂片过程中，活动架3332向远离固定架332的一侧运动，使断裂的两个四分之一裂片迅速分离，避免干涉，有效保证了裂片的完整，杜绝因裂片干涉导致破片的现象。
66.本技术设备及其工艺使得半裂片和四分之一裂片两个工序独立进行，互不干扰，整个设备的结构布局合理，可以在既定的节拍内完成划片-半裂片-四分之一裂片的工作。
67.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和
原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。