一种半导体单晶硅片制造磨外圆设备及磨外圆工艺的制作方法

1.本发明涉及硅片生产制造技术领域，具体为一种半导体单晶硅片制造磨外圆设备及磨外圆工艺。


背景技术：

2.单晶硅片在制造过程中，需要先使块状多晶硅融化以及长晶后形成硅棒，再使成型的硅棒进行磨外圆工序，最后用线切的方式切出硅片，而在硅棒形成后，需要通过图12中的推车进行输送，当推车移动到磨外圆设备后，通过人工搬运或机械臂搬运的方式把硅棒放置到磨外圆设备的工作板上，最后用磨外圆设备对硅棒表面进行加工处理。
3.在实现本技术过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：1.由于硅棒的质量较重，且数量较多，人工使硅棒搬运到工作板上或者从工作板上搬出时，会使手臂发生酸痛的现象，而用机械臂搬运虽然可以给工作人员带来便利，但是机械臂造价昂贵，这样增加了公司制造硅片的生产成本。
4.2.由于推车由推板和铁桶组成，通过铁桶可以保护硅棒运输过程中避免发生掉落，但在人工或机械臂搬运的过程中都需要先使硅棒先横移一端距离，再使硅棒竖直往上移动，所以这样增加了搬运动作。


技术实现要素：

5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体单晶硅片制造磨外圆设备，包括收纳箱，所述收纳箱的左侧外壁安装有底板，所述收纳箱的顶部中间位置处安装有输送硅棒的推车，所述收纳箱的顶部一端安装有取料机构，所述底板的顶部中间位置处安装有输送机构，所述输送机构的前表面和后表面均安装有外磨立架，两个所述外磨立架的顶部通过砂轮盘架连接，所述输送机构的顶部安装有工作板，所述工作板位于所述砂轮盘架的下方，所述工作板的下方安装有推料机构。
6.所述取料机构包括支撑板、取料钩、强力吸盘、一号弹簧架、立板、拉板、托盘、触发组件和电磁吸盘，所述收纳箱的顶部且位于所述推车的正下方开设有贯穿槽，所述贯穿槽的内部安装有托盘，所述托盘的底部与外部液压升降杆连接，所述收纳箱的顶部右侧安装有支撑板，所述支撑板的内部上方开设有三个沟槽，三个所述沟槽的内部均转动连接有取料钩，所述取料钩的一端安装有电磁吸盘，所述取料钩远离所述电磁吸盘的一端为斜面结构，所述收纳箱顶部且靠近所述推车前表面开设有条形槽，所述条形槽的内部滑动连接有拉板，所述拉板的底部安装有触发组件，所述拉板面向所述推车的一端安装有强力吸盘，所述收纳箱的前表面上方安装有立板，所述立板与所述强力吸盘之间通过一号弹簧架。
7.所述推料机构包括第一定位组件、第二定位组件、联动丝杆、联动座、联动板和二号滑轨，所述工作板的底部两端安装有联动座，两个所述联动座之间转动连接有联动丝杆，所述联动丝杆的一侧安装有联动板，且所述联动丝杆与所述联动板顶部相啮合，所述联动板的前表面和后表面安装有第一定位组件，所述联动板的上方安装有两个第二定位组件，
两个所述第二定位组件均通过二号滑轨与所述工作板滑动连接，所述工作板内部且与所述第二定位组件相对应的位置开设有固定槽，所述第二定位组件位于所述固定槽的内部。
8.优选的，所述触发组件包括横杆、一号斜块、二号斜块、连接轴、限位槽、限位架和限位杆，所述收纳箱内部下方安装有连接轴，所述连接轴的外侧壁转动连接有横杆，所述横杆面向所述托盘的一侧安装有二号斜块，所述二号斜块的一侧安装有一号斜块，所述一号斜块固定在所述托盘的表面，所述横杆的另一端安装有限位架，所述限位架与所述收纳箱内部上方连接，所述限位架的内部开设有限位槽，所述限位架远离所述横杆的一端安装有限位杆，所述限位杆与所述拉板固定连接，所述限位杆的凸出块位于所述限位槽开设的容腔内。
9.优选的，所述第一定位组件包括一号滑轨、承托板、承托槽、连接轮和纵板，所述工作板的底部安装有一号滑轨，所述一号滑轨的底部滑动连接有承托板，所述承托板远离所述联动丝杆的一端开设有承托槽，所述工作板的内部滑动连接有纵板，所述纵板延伸至所述工作板的顶部，所述纵板面向所述一号滑轨的一侧安装有连接轮，所述连接轮位于所述承托槽的内部。
10.优选的，所述第二定位组件包括定位框、定位轴、定位块和挡板，所述二号滑轨的内部滑动连接有定位框，所述定位框的内部上方通过定位轴转动连接有定位块，所述定位轴的外侧壁安装有扭簧，所述定位块的底部一端安装有挡板。
11.优选的，所述输送机构包括斜板、延伸板和丝杆槽，所述底板的顶部安装有两个斜板，两个所述斜板的顶部均安装有延伸板，所述斜板面向所述延伸板的一端开设有丝杆槽，所述丝杆槽内部安装的电动丝杆与所述延伸板连接。
12.优选的，所述限位架面向所述横杆的一端安装有二号弹簧架。
13.优选的，所述托盘的顶部开设有弧形槽。
14.本发明还提供了一种半导体单晶硅片制造磨外圆工艺，其磨外圆工艺具体如下：步骤一、工作人员把推车推动到收纳箱的顶部，通过取料机构可以使硅棒往上移动到取料钩上方后滚动到工作板上。
15.步骤二、通过输送机构可以使工作板往下移动，当移动到合适位置时，先通过外部切割机使硅棒的两端切除，再通过外磨立架对硅棒进行夹持旋转，最后再使砂轮盘架内部旋转的砂轮盘对硅棒进行磨外圆工作。
16.步骤三、通过输送机构使工作板往下移动到与传输带高度相同的位置，通过推料机构可以使工作板上方的硅棒推送到传输带上。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
18.1、使推车推动到收纳箱的顶部，然后在取料机构的配合下可以使硅棒往上移动后滚动到工作板上，通过这样可以避免工作人员手动以及使用机械臂搬运硅棒移动到工作板上的步骤，这样增加了工作人员的效率，且由于取料机构易于生产，这样减小了生产成本。
19.2、在取料机构内部触发组件的配合下，可以使硅棒往上移动的同时，能够使推车一端的铁桶脱离硅棒，通过这样可以在搬运硅棒过程中能够减小横移硅棒的操作步骤，使工作人员更方便进行操作。
20.3、在工作板下方推料机构的配合下，可以方便工作人员使工作板上方的硅棒往右移动到外部输送带上，且通过第一定位组件和第二定位组件的限位，可以避免工作板往下
移动时，能够避免硅棒滚出。
附图说明
21.图1为本发明结构示意图；
22.图2为本发明图1中收纳箱与推车以及取料机构的连接结构示意图；
23.图3为本发明图2中收纳箱、推车以及取料机构的剖面结构示意图；
24.图4为本发明图1中收纳箱的仰视结构示意图；
25.图5为本发明图4中收纳箱的剖面结构示意图；
26.图6为本发明图4中收纳箱与触发组件的连接结构示意图；
27.图7为本发明图1中输送机构与底板以及工作板的连接结构示意图；
28.图8为本发明图7中工作板的左视立体结构示意图；
29.图9为本发明图7中工作板的右视立体结构示意图；
30.图10为本发明图8中第一定位组件的拆分结构示意图；
31.图11为本发明图8中第一定位组件的剖面结构示意图；
32.图12为本发明图2中推车的结构示意图；
33.图13为本发明提供的一种半导体单晶硅片制造磨外圆工艺的工艺流程图。
34.图中：1、收纳箱；2、底板；3、输送机构；4、取料机构；5、外磨立架；6、工作板；7、推料机构；8、砂轮盘架；9、推车；11、贯穿槽；12、条形槽；31、斜板；32、延伸板；33、丝杆槽；41、支撑板；411、沟槽；42、取料钩；43、强力吸盘；44、一号弹簧架；45、立板；46、拉板；47、托盘；48、触发组件；481、横杆；482、一号斜块；483、二号斜块；484、连接轴；485、限位槽；486、限位架；4861、二号弹簧架；487、限位杆；49、电磁吸盘；61、固定槽；71、第一定位组件；711、一号滑轨；712、承托板；713、承托槽；714、连接轮；715、纵板；72、第二定位组件；721、定位框；722、定位轴；723、定位块；724、挡板；73、联动丝杆；74、联动座；75、联动板；76、二号滑轨。
具体实施方式
35.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
36.如图1和图2所示，一种半导体单晶硅片制造磨外圆设备，包括收纳箱1，收纳箱1的左侧外壁安装有底板2，收纳箱1的顶部中间位置处安装有输送硅棒的推车9，收纳箱1的顶部一端安装有取料机构4，底板2的顶部中间位置处安装有输送机构3，输送机构3的前表面和后表面均安装有外磨立架5，两个外磨立架5的顶部通过砂轮盘架8连接，输送机构3的顶部安装有工作板6，工作板6位于砂轮盘架8的下方，工作板6的下方安装有推料机构7。
37.如图2和图3所示，取料机构4包括支撑板41、取料钩42、强力吸盘43、一号弹簧架44、立板45、拉板46、托盘47、触发组件48和电磁吸盘49，收纳箱1的顶部且位于推车9的正下方开设有贯穿槽11，贯穿槽11的内部安装有托盘47，托盘47的底部与外部液压升降杆连接，收纳箱1的顶部右侧安装有支撑板41，支撑板41的内部上方开设有三个沟槽411，三个沟槽411的内部均转动连接有取料钩42，取料钩42的一端安装有电磁吸盘49，取料钩42远离电磁
吸盘49的一端为斜面结构，收纳箱1顶部且靠近推车9前表面开设有条形槽12，条形槽12的内部滑动连接有拉板46，拉板46的底部安装有触发组件48，拉板46面向推车9的一端安装有强力吸盘43，收纳箱1的前表面上方安装有立板45，立板45与强力吸盘43之间通过一号弹簧架44。
38.具体工作时，使收纳箱1和底板2埋在地面开挖的基坑内，并使收纳箱1顶部与地面相持平，当需要对硅棒进行打磨时，先使工作板6在输送机构3的配合下上升到与取料钩42相持平的高度，再把成型的硅棒通过推车9推送到收纳箱1顶部，然后使强力吸盘43与推车9的铁桶接触，通过液压升降杆使托盘47托动推车9上的硅棒往上移动，在托盘47推动硅棒往上移动的一瞬间，会在触发组件48的配合下使弹簧架拉动推车9内部的铁桶脱离硅棒，当硅棒往上移动过程中经过取料钩42时，硅棒会推动取料钩42往一侧旋转，当硅棒移动到取料钩42的上方时，在重力作用下旋转的取料钩42会复位到竖直位置，接通电磁吸盘49电源，通过电磁吸盘49可以使取料钩42避免移动，然后使液压升降杆带动托盘47往下，由于取料钩42的阻挡，托盘47往下移动的过程中会使硅棒留在取料钩42上方，当托盘47与硅棒分离的一瞬间，取料钩42上方的硅棒会沿斜面滚动到工作板6上，通过输送机构3再使工作板6往下移动，当移动到合适位置时，先通过外部切割机使硅棒的两端切除，再通过外磨立架5对硅棒进行夹持旋转，最后再使砂轮盘架8内部旋转的砂轮盘对硅棒进行磨外圆工作，在打磨完成后，使工作板6往下移动到与传输带高度相同的位置，通过推料机构7使工作板6上方的硅棒推送到传输带上，通过这样可以完成硅棒的打磨工作。
39.如图2、图4、图5和图6所示，触发组件48包括横杆481、一号斜块482、二号斜块483、连接轴484、限位槽485、限位架486和限位杆487，收纳箱1内部下方安装有连接轴484，连接轴484的外侧壁转动连接有横杆481，横杆481面向托盘47的一侧安装有二号斜块483，二号斜块483的一侧安装有一号斜块482，一号斜块482固定在托盘47的表面，横杆481的另一端安装有限位架486，限位架486与收纳箱1内部上方连接，限位架486的内部开设有限位槽485，限位架486远离横杆481的一端安装有限位杆487，限位杆487与拉板46固定连接，限位杆487的凸出块位于限位槽485开设的容腔内，具体工作时，在托盘47往上移动的过程中，会使一号斜块482沿二号斜块483进行滑动，且在滑动的过程中二号斜块483会推动横杆481以连接轴484进行旋转，在横杆481旋转的过程中会使横杆481端头插进限位槽485内，然后使限位杆487的凸出块脱离限位槽485，且在凸出块脱离限位槽485的一瞬间，会使拉伸的一号弹簧架44进行收缩，通过收缩的一号弹簧架44，可以使立板45连接的强力吸盘43带动收纳箱1前表面的铁桶脱离硅棒，通过这样可以避免硅棒带动铁桶往上移动，且需要使推车9推出时，可以拉动推车9往外侧移动，在推车9移动的过程中会使铁桶带动一号弹簧架44以及拉板46同步移动，通过拉板46的移动可以使限位杆487一端的凸出块嵌入到限位槽485内，通过这样可以避免拉板46继续移动，然后再使强力吸盘43与推车9分离即可。
40.如图2所示，托盘47的顶部开设有弧形槽，在托盘47托盘47硅棒往上移动时，会使硅棒嵌入到弧形槽内，通过这样可以使托盘47带动硅棒往上移动的过程中，避免硅棒从托盘47顶部滑出。
41.如图6所示，限位架486面向横杆481的一端安装有二号弹簧架4861，通过二号弹簧架4861可以使横杆481往限位架486旋转，通过这样可以使横杆481另一端的二号斜块483能够同时往远离一号斜块482处移动，通过这样可以在托盘47带动一号斜块482往下移动时，
避免二号斜块483对一号斜块482进行阻挡。
42.如图7、图8和图9所示，推料机构7包括第一定位组件71、第二定位组件72、联动丝杆73、联动座74、联动板75和二号滑轨76，工作板6的底部两端安装有联动座74，两个联动座74之间转动连接有联动丝杆73，联动丝杆73的一侧安装有联动板75，且联动丝杆73与联动板75顶部相啮合，联动板75的前表面和后表面安装有第一定位组件71，联动板75的上方安装有两个第二定位组件72，两个第二定位组件72均通过二号滑轨76与工作板6滑动连接，工作板6内部且与第二定位组件72相对应的位置开设有固定槽61，第二定位组件72位于固定槽61的内部，具体工作时，当取料钩42顶部的硅棒滚动到工作板6上后，通过第一定位组件71和第二定位组件72的阻挡，可以避免硅棒从工作板6顶部滚出，当需要使工作板6上方的硅棒推动到传输带上时，可以通过电动机可以使联动丝杆73带动联动板75往左位移，通过联动板75可以在二号滑轨76的配合下，使第二定位组件72沿固定槽61移动的过程中推动硅棒进行移动，且在第二定位组件72向左移动的同时，会使第一定位组件71往下移动，通过这样可以使硅棒移动到外部传输带上。
43.如图10所示，第一定位组件71包括一号滑轨711、承托板712、承托槽713、连接轮714和纵板715，工作板6的底部安装有一号滑轨711，一号滑轨711的底部滑动连接有承托板712，承托板712远离联动丝杆73的一端开设有承托槽713，工作板6的内部滑动连接有纵板715，纵板715延伸至工作板6的顶部，纵板715面向一号滑轨711的一侧安装有连接轮714，连接轮714位于承托槽713的内部，具体工作时，使纵板715一端的连接轮714嵌入到承托板712开设的承托槽713内，由于连接轮714位于承托槽713的斜槽最高点，这样可以使纵板715高与工作板6的顶部，然后通过纵板715的阻挡可以避免硅棒从工作板6左侧滚出，当硅棒打磨完成需要从工作板6上推出时，可以通过联动板75使承托板712进行滑动，在承托板712滑动的过程中会使连接轮714沿承托槽713的斜槽往水平槽处移动，且在移动的过程中会带动纵板715往下移动，通过这样使第二定位组件72能够带动硅棒从工作板6左侧推出，且需要使纵板715复位时，再使联动板75带动承托板712往右移动即可。
44.如图9和图11所示，第二定位组件72包括定位框721、定位轴722、定位块723和挡板724，二号滑轨76的内部滑动连接有定位框721，定位框721的内部上方通过定位轴722转动连接有定位块723，定位轴722的外侧壁安装有扭簧，定位块723的底部一端安装有挡板724，具体工作时，当硅棒滚动过程中经过第二定位组件72时，硅棒会对定位块723进行挤压，然后使定位块723以定位轴722为轴心旋转到固定槽61内的同时会使扭簧发生形变，当硅棒远离定位块723时，通过定位轴722外侧壁形变的扭簧可以使定位块723往上移动复位，当硅棒在工作板6上往右滚动时，通过挡板724的阻挡，可以避免定位板往右旋转，进而避免硅棒从工作板6右侧滑出。
45.如图7所示，输送机构3包括斜板31、延伸板32和丝杆槽33，底板2的顶部安装有两个斜板31，两个斜板31的顶部均安装有延伸板32，斜板31面向延伸板32的一端开设有丝杆槽33，丝杆槽33内部安装的电动丝杆与延伸板32连接，具体工作时，当需要使输送机构3工作时，可以通过丝杆槽33内部的电动丝杆，可以使延伸板32沿斜板31顶部的斜面移动。通过移动的延伸板32可以带动工作板6进行升降工作。
46.此外，本发明还提供了一种半导体单晶硅片制造磨外圆工艺，其磨外圆工艺具体如下：第一步，通过输送机构3可以使工作板6移动到与取料钩42相持平位置，然后工作人员
把推车9推动到收纳箱1的顶部，通过取料机构4可以使硅棒往上移动到取料钩42上方后滚动到工作板6上，在落到工作板6上时，通过推料机构7内部的第一定位组件71和第二定位组件72进行限位。
47.第二步，通过输送机构3可以使工作板6往下移动，当移动到合适位置时，先通过外部切割机使硅棒的两端切除，再通过外磨立架5对硅棒进行夹持旋转，最后再使砂轮盘架8内部旋转的砂轮盘对硅棒进行磨外圆工作。
48.第三步，通过输送机构3使工作板6往下移动到与传输带高度相同的位置，通过推料机构7可以使工作板6上方的硅棒推送到传输带上。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。