晶圆搬运装置及激光切割设备的制作方法

1.本发明涉及激光加工设备技术领域，尤其涉及一种晶圆搬运装置及激光切割设备。


背景技术：

2.晶圆为半导体的薄片，可用于制作半导体集成电路。应用在半导体集成电路的晶圆需要进行加工，如通过激光切割机对晶圆进行加工。
3.相关技术中，晶圆搬运装置包括平移机构，晶圆通过平移机构平移到加工设备的指定加工位进行加工。然而，仅通过平移机构进行晶圆的运输，不利于节省运输空间。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种晶圆搬运装置，旨在实现通过升降机构调整晶圆运输线的高度，有利于设备的集成化布局，节省运输空间。
5.为了实现上述目的，本发明提出的一种晶圆搬运装置，所述晶圆搬运装置包括支撑架和搬运组件，所述搬运组件包括平移机构、升降机构和取料组件，所述平移机构设于所述支撑架，所述升降机构连接于所述平移机构，以随所述平移机构进行平移，所述取料组件设于所述升降机构，以随所述升降机构的升降进行取料或放料。
6.可选地，所述平移机构包括平移驱动件和平移传动件，所述平移驱动件设于所述支撑架；所述平移传动件传动连接于所述平移驱动件的输出端，所述升降机构连接于所述平移传动件。
7.可选地，所述升降机构包括升降驱动件和升降传动件，所述升降驱动件连接于所述平移传动件；所述升降传动件传动连接于所述升降驱动件的输出端，所述取料组件连接于所述升降传动件，以随所述升降传动件进行升降。
8.可选地，所述支撑架包括第一支撑架和第二支撑架，所述第二支撑架设于所述第一支撑架的上方，所述平移机构设于所述第二支撑架。
9.可选地，所述第二支撑架设有多个支撑槽，多个所述支撑槽间隔设置，所述搬运组件的数量为多个，一所述搬运组件设于对应一所述支撑槽。
10.可选地，所述搬运组件的数量为两个，至少两个所述搬运组件相对设于所述支撑架的两侧。
11.可选地，所述第二支撑架包括防护板和支撑板，所述防护板设有所述支撑槽，所述防护板连接于所述第一支撑板；所述支撑板设于所述支撑槽内，所述平移机构设于支撑板。
12.可选地，所述取料组件包括连接板和吸附组件，所述连接板传动连接于所述升降机构，以随所述升降机构进行升降；所述吸附组件连接于所述连接板。
13.本发明还提出一种激光切割设备，该激光切割设备包括如上所述的晶圆搬运装置、加工台以及激光器，所述加工台对接所述取料组件以获取物料；所述激光器对所述加工台所获取的物料进行切割。
14.可选地，所述激光切割设备还包括入料机构，所述入料机构包括缓存机构和夹料机构，所述缓存机构和所述支撑架间隔设置，所述夹料机构设于所述支撑架，所述夹料机构用于夹取物料并将所述物料暂存到所述缓存机构，所述取料组件对所述缓存机构进行取料。
15.本发明的技术方案中，晶圆通过搬运组件的平移机构进行平移运输，通过升降机构调整平移运输的高度，并且在升降机构上设置有取料组件，取料组件随升降机构的升降进行取料或放料。
16.相比于仅通过平移机构进行晶圆的运输，其运输高度不能调整，本发明方案实现通过升降机构调整晶圆运输线的运输高度，有利于设备的集成化布局，节省运输空间。此外，通过平移机构和升降机构的配合，晶圆搬运装置可以实现到平面指定的工位上，通过升降的方式对应对该平面指定位置的晶圆进行取放。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本发明激光切割设备一实施例的结构示意图；图2为图1激光切割设备的爆炸示意图；图3为图2晶圆搬运装置的爆炸示意图。
19.附图标号说明：本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
20.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，都属于本发明保护的范围。
21.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
24.太阳能具有取之不竭、绿色环保、实用性高等特性，在原油价格不断升高 的当今，替代性能源需求加剧，无污染的太阳能更是替代性能源的首选。在太阳能利用中，负责吸收、撷取太阳光、并转换为电能输出的太阳能晶圆更成为不可或缺的角色；因此，太阳能晶圆的制造及相关测试、分类、包装、输送、及生产效率的提高都是业界努力追求的目标。晶圆的原始材料是硅，由于其形状一般为圆形，故称为晶圆。硅半导体集成电路需要使用到晶圆，而应用在硅半导体集成电路的晶圆前期是进行过预加工处理的。
25.激光切割是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。激光切割由于其加工的高精度性，适用于对晶圆进行加工。
26.晶圆切割技术通常采用激光切割设备进行，相关技术中，激光切割设备包括有入料机构70、夹料机构73、搬运装置、激光加工器系统以及出料机构，入料机构70用于实现晶圆的入料，夹料机构73用于将晶圆由入料机构70夹取到搬运装置的起始位，搬运装置对起始位的晶圆进行获取，并将其搬运到激光加工器系统的加工平台上进行加工，激光加工器的加工头可呈多轴自由移动，从而实现在晶圆上加工多多维度的结构形状，以满足硅半导体集成电路的需求。接着，在激光加工器的加工头完成对晶圆的加工后，出料机构获取激光加工器所加工的晶圆，并将经加工过的晶圆移动到后续的生产线，以满足进一步的工艺需求。然而，目前市场上的激光切割设备自动化程度低，加工精度低。
27.相关技术中，晶圆搬运装置包括平移机构，晶圆通过平移机构平移到加工设备的指定加工位进行加工。然而，仅通过平移机构进行晶圆的运输，不利于节省运输空间。
28.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种晶圆搬运装置10，旨在实现通过升降
机构33调整晶圆运输线的高度，有利于设备的集成化布局，节省运输空间。
29.在本发明的一个实施例中，所述晶圆搬运装置10包括支撑架1和搬运组件3，所述搬运组件3包括平移机构31、升降机构33和取料组件35，所述平移机构31设于所述支撑架1，所述升降机构33连接于所述平移机构31，以随所述平移机构31进行平移，所述取料组件35设于所述升降机构33，以随所述升降机构33的升降进行取料或放料。
30.其中，支撑架1为用于支撑搬运组件3的架体。例如，支撑架1选用为开发式的门架结构。
31.平移机构31为具有平移性能的机构，平移机构31的活动端平移设置，可驱动相关的连接件进行平移运动。例如，平移机构31为滚珠丝杠机构。此处不限定平移机构31的平移维度，平移机构31可设置为横向和纵向平移，以满足到对应的平面位置去搬运晶圆。升降机构33为具有升降性能的机构，升降机构33的活动端升降设置，可驱动相关的连接件进行升降运动。取料组件35为用于取用晶圆的组件，例如，取料组件35选用为吸盘组件，吸盘组件连接于升降机构33，并随升降机构33的升降进行吸料。
32.本发明的技术方案中，晶圆通过搬运组件3的平移机构31进行平移运输，通过升降机构33调整平移运输的高度，并且在升降机构33上设置有取料组件35，取料组件35随升降机构33的升降进行取料或放料。
33.相比于仅通过平移机构31进行晶圆的运输，其运输高度不能调整，本发明方案实现通过升降机构33调整晶圆运输线的运输高度，有利于设备的集成化布局，节省运输空间。此外，通过平移机构31和升降机构33的配合，晶圆搬运装置10可以实现到平面指定的工位上，通过升降的方式对应对该平面指定位置的晶圆进行取放。
34.参照图1至图3，在本发明的一个实施例中，所述平移机构31包括平移驱动件311和平移传动件313，所述平移驱动件311设于所述支撑架1；所述平移传动件313传动连接于所述平移驱动件311的输出端，所述升降机构33连接于所述平移传动件313。
35.其中，平移驱动件311为提供平移驱动力的部件。例如，平移驱动件311选用为平移电机，平移电机的输出端驱动连接相关的连接机构进行平移。平移传动件313为用于传递平移驱动件311输出动力的动力传输组件。例如，平移传动件313选用为滚珠丝杠和平移滑块配合的结构，滚珠丝杠转动连接于平移电机的输出端，以随平移电机的输出端进行转动，平移滑块沿丝杠的长度方向滑动连接于丝杠以进行平移。
36.本实施例中，在支撑架1设有平移驱动件311，平移传动件313连接有升降机构33，通过平移驱动件311驱动连接平移传动件313，从而带动升降机构33的平移，间接实现取料组件35的平移取料。
37.参照图1至图3，在本发明的一个实施例中，所述升降机构33包括升降驱动件331和升降传动件333，所述升降驱动件331连接于所述平移传动件313；所述升降传动件333传动连接于所述升降驱动件331的输出端，所述取料组件35连接于所述升降传动件333，以随所述升降传动件333进行升降。
38.其中，升降驱动件331为提供升降驱动力的部件。例如，升降驱动件331选用为升降电机，升降电机的输出端驱动连接相关的连接机构进行升降。升降传动件333为用于传递升降驱动件331输出动力的动力传输组件。例如，升降传动件333选用为滚珠丝杠和升降滑块配合的结构，滚珠丝杠转动连接于升降电机的输出端，以随升降电机的输出端进行转动，升
降滑块沿丝杠的长度方向滑动连接于丝杠以进行升降。
39.本实施例中，升降驱动件331设于平移传动件313，当平移传动件313运动到指定位置是，升降驱动件331开始进行驱动工作，升降传动件333收到升降驱动件331的升降驱动进行升降，取料组件35连接于升降传动件333，以随升降传动件333进行升降，从而实现晶圆的取放。
40.参照图1至图3，在本发明的一个实施例中，所述支撑架1包括第一支撑架11和第二支撑架13，所述第二支撑架13设于所述第一支撑架11的上方，所述平移机构31设于所述第二支撑架13。
41.其中，第一支撑架11为用于实现搬运装置支撑的架体，可沿地面设置支撑。例如，第一支撑架11选用为方通支撑架。第二支撑架13为用于设置搬运组件3的架体。
42.本实施例中，第二支撑架13设于第一支撑架11的上方，平移机构31设于第二支撑架13，从而实现将搬运组件3设置在一定高度上，搬运组件3与其它架体上的物料线进行运料配合，有利于实现搬运组件3的升降运料。
43.参照图1至图3，在本发明的一个实施例中，所述第二支撑架13设有多个支撑槽1311，多个所述支撑槽1311间隔设置，所述搬运组件3的数量为多个，一所述搬运组件3设于对应一所述支撑槽1311。
44.本实施例中，在第二支撑架13设有多个支撑槽1311，多个支撑槽1311间隔设置，一搬运组件3设于一所述支撑槽1311，并可以沿该支撑槽1311的长度方向进行平移。相比于单纯设置一个搬运组件3进行搬料，本方案设置有多个搬运组件3，多个搬运组件3可以沿不同高度进行交替运料，并且可以在激光切割设备100的加工位高度上进行暂存，从而减少激光切割设备100由于等待搬运组件3搬料而导致的等待时间。
45.参照图1至图3，在本发明的一个实施例中，所述搬运组件3的数量为两个，至少两个所述搬运组件3相对设于所述第二支撑架13的两侧。
46.本实施例中，所述搬运组件3的数量为两个，至少两个所述搬运组件3相对设于所述第二支撑架13的两侧。相比于单个搬运组件3的并排排列，本方案将至少两个搬运组件3沿第二支撑架13的两侧相对设置，可以进一步实现多个搬运组件3的集中运料。
47.参照图1至图3，在本发明的一个实施例中，所述第二支撑架13包括防护板131和支撑板133，所述防护板131设有所述支撑槽1311，所述防护板131连接于所述第一支撑板133；所述支撑板133设于所述支撑槽1311内，所述平移机构31设于支撑板133。
48.本实施例中，支撑板133设于支撑槽1311内，平移机构31设于支撑板133，防护板131设于支撑板133的周侧，从而对支撑槽1311内的搬运组件3起到平移防护的作用，放置搬运组件3与其他部件发生碰撞。
49.可选地，支撑板133上还设凸设有拖链收纳板，拖链收纳于拖链收纳板内，管线随着拖链进行运动，有利于进一步控制管线的运动轨迹以避免管线由于过度伸展而造成损坏。
50.参照图1至图3，在本发明的一个实施例中，所述取料组件35包括连接板351和吸附组件353，所述连接板351传动连接于所述升降机构33，以随所述升降机构33进行升降；所述吸附组件353连接于所述连接板351。
51.其中，吸附组件353为用于对晶圆实现吸附功能的组件。例如，吸附组件353包括有
吸盘和气管，气管用于对吸盘进行吸真空，吸盘可选用为真空吸附瓷盘。连接板351连接有吸附组件353，连接板351可呈弯折设置，以使不同搬运组件3的吸附组件353可以沿同一物料线上进行晶圆的吸附。
52.本实施例中，通过设置吸附组件353对晶圆进行吸附，相比于一般的抓夹机构进行抓取，有利于更好地取放以及运输晶圆。
53.本发明还提出一种激光切割设备100，该激光切割设备100包括如上所述的晶圆搬运装置10、加工台50以及激光器，所述加工台50对接所述取料组件35以获取物料；所述激光器对所述加工台50所获取的物料进行切割。该晶圆搬运装置10的具体结构参照上述实施例，由于本晶圆搬运装置10采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
54.其中，激光器为用于实现对晶圆进行切割，例如激光器选用为半导体激光器。加工台50用于对接运料，以供激光器进行加工。加工台50可呈平移和纵移运动，以更好地对接运料以及配合激光器的切割加工。加工台50上一般还设置有定位机构，定位机构用于实现将获取的晶圆进行夹紧，以保证加工台50支撑晶圆时，晶圆不会发生移位，从而降低加工精度。
55.参照图1至图3，在本发明的一个实施例中，所述激光切割设备100还包括入料机构70，所述入料机构70包括缓存机构71和夹料机构73，所述缓存机构71和所述支撑架1间隔设置，所述夹料机构73设于所述支撑架1，所述夹料机构73用于夹取物料并将所述物料暂存到所述缓存机构71，所述取料组件35对所述缓存机构71进行取料。
56.入料机构70为用于实现入料的机构。夹料机构73用于夹取物料并将所述物料暂存到所述缓存机构71，缓存机构71用于实现晶圆的缓存，以配合取料组件35的取料。取料机构可包括移动件和抓夹，移动件带动抓夹的运动，从而实现抓夹的取料。缓存机构71可包括有支撑导轨，支撑导轨传动连接有支撑电机，支撑导轨的上表面用于支撑晶圆，在支撑电机的转动下带动当前晶圆在导轨的平移运动，为下一片晶圆的暂存挪出空间，从而配合搬运组件的取料组件进行取料。
57.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种晶圆搬运装置，其特征在于，所述晶圆搬运装置包括：支撑架；和搬运组件，所述搬运组件包括平移机构、升降机构和取料组件，所述平移机构设于所述支撑架，所述升降机构连接于所述平移机构，以随所述平移机构进行平移，所述取料组件设于所述升降机构，以随所述升降机构的升降进行取料或放料。2.如权利要求1所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述平移机构包括：平移驱动件，所述平移驱动件设于所述支撑架；和平移传动件，所述平移传动件传动连接于所述平移驱动件的输出端，所述升降机构连接于所述平移传动件。3.如权利要求2所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述升降机构包括：升降驱动件，所述升降驱动件连接于所述平移传动件；和升降传动件，所述升降传动件传动连接于所述升降驱动件的输出端，所述取料组件连接于所述升降传动件，以随所述升降传动件进行升降。4.如权利要求1至3任一所述晶圆搬运装置，其特征在于，所述支撑架包括：第一支撑架；和第二支撑架，所述第二支撑架设于所述第一支撑架的上方，所述平移机构设于所述第二支撑架。5.如权利要求4所述晶圆搬运装置，其特征在于，所述第二支撑架设有多个所述支撑槽，多个所述支撑槽间隔设置，所述搬运组件的数量为多个，一所述搬运组件设于对应一所述支撑槽。6.如权利要求5所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述搬运组件的数量为两个，至少两个所述搬运组件相对设于所述支撑架的两侧。7.如权利要求4所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述第二支撑架包括：防护板，所述防护板设有所述支撑槽，所述防护板连接于所述第一支撑架；和支撑板，所述支撑板设于所述支撑槽内，所述平移机构设于支撑板。8.如权利要求1所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述取料组件包括：连接板，所述连接板传动连接于所述升降机构，以随所述升降机构进行升降；和吸附组件，所述吸附组件连接于所述连接板。9.一种激光切割设备，其特征在于，所述激光切割设备包括：如权利要求1至8任一所述的晶圆搬运装置；加工台，所述加工台对接所述取料组件以获取物料；以及激光器，所述激光器对所述加工台所获取的物料进行切割。10.如权利要求9所述的激光切割设备，其特征在于，所述激光切割设备还包括入料机构，所述入料机构包括缓存机构和夹料机构，所述缓存机构和所述支撑架间隔设置，所述夹料机构设于所述支撑架，所述夹料机构用于夹取物料并将所述物料暂存到所述缓存机构，所述取料组件对所述缓存机构进行取料。

技术总结
本发明公开一种晶圆搬运装置及激光切割设备，所述晶圆搬运装置包括支撑架和搬运组件，所述搬运组件包括平移机构、升降机构和取料组件，所述平移机构设于所述支撑架，所述升降机构连接于所述平移机构，以随所述平移机构进行平移，所述取料组件设于所述升降机构，以随所述升降机构的升降进行取料或放料。本发明方案实现通过升降机构调整晶圆运输线的高度，有利于设备的集成化布局，节省空间。节省空间。节省空间。


技术研发人员：李志强 李文强 杨建新 朱霆 盛辉 杨勇 张凯
受保护的技术使用者：深圳泰德激光技术股份有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/23