一种热熔胶带高效硅片自动撕膜机及撕膜方法

技术领域

本发明涉及硅片加工技术领域，具体为一种热熔胶带高效硅片自动撕膜机及撕膜方法。

背景技术

硅是由石英砂所精练出来的，硅片便是硅元素加以纯化，接着是将这些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，随着大规模集成电路的发展，硅片作为半导体等电子产品的主要衬底材料被广泛应用。硅片厚度、表面粗糙度等是影响电子产品性能的主要指标，为确保硅片质量，防止在硅片加工过程中出现硅片碎片、表面磨损等问题，需在硅片正面和/或背面贴附一层硅片膜，但在后续的硅片裁切分离、镀膜等加工工艺中，需要把硅片表面的膜撕开，硅片撕膜方式分为人工撕膜、半自动撕膜机、全自动撕膜机。

现有技术中，部分撕膜机通过胶带粘接硅片膜然后撕扯胶带以使硅片膜与硅片分离，由于硅片膜与物料的贴合比较紧密，撕扯胶带时，经常出现撕不掉的情况，导致撕膜失败，影响硅片的加工效率，有鉴于此，亟需一种热熔胶带高效硅片自动撕膜机。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明用以下技术结构解决此问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热熔胶带高效硅片自动撕膜机，包括：机架，所述机架上设置有供料装置、撕膜装置、码料装置以及转运装置；

所述撕膜装置包括撕膜工位、加热机构、热熔胶带机构以及拉胶机构；

所述转运装置用于将供料装置处覆膜硅片转运至撕膜工位上，并将撕膜工位上已撕膜硅片转运至码料装置处，所述拉胶机构用于将热熔胶带机构处热熔胶带布置于撕膜工位处的硅片膜上，并将撕膜工位处的热熔胶带撕去，所述加热机构用于加热撕膜工位处的热熔胶带，所述码料装置用于将已撕膜硅片码放在花篮内；

所述撕膜工位包括设置于机架上的第一滑轨、滑动设置于第一滑轨上的载板、用于驱动载板于第一滑轨上滑动的第一驱动组件以及两个平行设置于载板顶面的工位模组，所述工位模组包括多个呈直线分布硅片放置工位，所述硅片放置工位上均设置有用于吸附硅片的吸附口；

所述加热机构包括转动设置于载板顶面的加热箱、用于驱动加热箱转动的第二驱动组件以及多个加热板，两个所述工位模组分别置于加热箱两侧，多个所述加热板分别置于加热箱的两侧，并与加热箱两侧的多个硅片放置工位一一对应。

其进一步特征在于，

所述热熔胶带机构设置有两个，所述热熔胶带机构包括设置有多组热熔胶带的胶带卷、拉胶支架、设置于拉胶支架上的升降辊、用于驱动升降辊于拉胶支架上做升降运动的第三驱动组件、两个设置于拉胶支架上的引导辊、设置于拉胶支架上的气缸以及设置于气缸输出端用于下压热熔胶带的压板，所述胶带卷与拉胶支架均置于机架上，所述拉胶支架置于胶带卷下方，所述热熔胶带自胶带卷依次绕过升降辊以及两个引导辊，所述气缸用于驱动压板做升降运动。

所述拉胶机构设置有两个，所述拉胶机构包括设置于撕膜装置上方的第二滑轨、滑动设置于第二滑轨上的升降台、设置于升降台上的夹持框架、转动设置于夹持框架上方的夹持模组以及用于驱动升降台在第二滑轨上滑动的第四驱动组件，所述夹持模组包括多个呈直线分布的用于夹持热熔胶带的夹持头，所述升降台用于驱动夹持模组做升降运动。

所述撕膜装置还包括割胶机构，所述割胶机构包括第三滑轨、滑动设置于第三滑轨上的滑动座、转动设置于滑动座上的割刀以及用于驱动滑动座于第三滑轨上滑动，使割刀割断热熔胶带的第五驱动组件。

所述供料装置包括第一跑道模组以及取料机构，所述第一跑道模组包括用于将装有覆膜硅片的花篮输送至取料机构的第一输送跑道、用于排列覆膜硅片的排料跑道以及用于将空花篮输送至机架外的第四输送跑道，所述排料跑道包括第二输送跑道以及第三输送跑道，所述第一输送跑道、第二输送跑道以及第三输送跑道依次呈直线分布，所述第四输送跑道平行置于第一输送跑道下方；

所述取料机构包括设置于机架上的第一升降支架、滑动设置于第一升降支架上的第一花篮放置框架、用于驱动第一花篮放置框架做升降运动的第六驱动组件以及设置于第一升降支架上的取料跑道，所述取料跑道置于第一花篮放置框架内，所述取料跑道置于第一输送跑道和第二输送跑道之间。

所述码料装置包括第二跑道模组以及码料机构，所述第二跑道模组包括用于将空花篮输送至码料机构的第五输送跑道、用于承接来自转运装置上的已撕膜硅片的接料跑道以及用于将装有已撕膜硅片输送至机架外第八输送跑道，所述接料跑道包括第六输送跑道以及第七输送跑道，所述第五输送跑道、第六输送跑道、第七输送跑道依次呈直线分布，所述第八输送跑道平行置于第五输送跑道下方；

所述码料机构包括设置于机架上的第二升降支架、滑动设置于第二升降支架上的第二花篮放置框架、用于驱动第二花篮放置框架做升降运动的第七驱动组件以及设置于第二升降支架上的码料跑道，所述码料跑道置于第二花篮放置框架内，所述码料跑道置于第五输送跑道和第六输送跑道之间。

所述第三输送跑道和第七输送跑道的两侧均滑动设置有用于顶起硅片的顶料板，所述顶料板的顶端设置有多个排料板，相邻两个排料板顶端之间均开设有排料槽；

所述第三输送跑道和第七输送跑道上均设置有用于分别驱动对应顶料板做升降运动的第八驱动组件。

所述转运装置包括第四滑轨、滑动设置于第四滑轨上的升降框架、用于驱动升降框架于第四滑轨上滑动的第八驱动组件以及两个分别转动设置于升降框架底端两侧的硅片吸附盘，所述第四滑轨自供料装置上方延伸至码料装置的上方；

所述硅片吸附盘上设置有多组吸附头。

一种热熔胶带高效硅片自动撕膜机的一种撕膜方法，步骤包括：

S1：所述转运装置将供料装置处覆膜硅片转运至其中一个空置的工位模组处；

S2：所述拉胶机构将热熔胶带机构处热熔胶带布置于撕膜工位处的未布置热熔胶带的覆膜硅片上，然后所述第二驱动组件驱动加热箱向布置有未加热热熔胶带的工位模组转动，对布置于覆膜硅片上的热熔胶带进行加热；

在所述加热机构加热热熔胶带时，所述转运装置将供料装置处覆膜硅片转运至另一个空置的工位模组处，然后所述拉胶机构将热熔胶带机构处热熔胶带布置于撕膜工位处未布置热熔胶带的覆膜硅片上；

S3：所述第二驱动组件驱动加热箱向另一个装有覆膜硅片的工位模组转动，对布置于覆膜硅片上的热熔胶带进行加热，同时所述拉胶机构将撕膜工位处的已加热的热熔胶带和粘贴在热熔胶带上的硅片膜一同撕去，然后所述转运装置将已撕膜硅片转运至码料装置处，同时将供料装置处覆膜硅片转运至空置的工位模组处；

S4：重复S2至S3，直至加工结束。

采用本发明上述结构可以达到如下有益效果：

1）通过转动设置的加热机构交替的对两个工位模组上的热熔胶带进行加热，使热熔胶带牢固的粘贴在硅片膜上，最后通过拉胶机构将覆膜硅片上的热熔胶带撕去，同时撕去硅片膜，通过加热热熔胶带，确保硅片膜与热熔胶带一起被撕去，减少了撕膜失败的情况发生，进一步提高了撕膜效率；

2）通过设置两个热熔胶带机构以及两个拉胶机构分别对两个工位模组进行热熔胶带的布置，配合转动设置的加热机构交替的对两个工位模组上的热熔胶带进行加热，降低了供料装置和码料装置的工序间隔时间，进一步提高了撕膜效率；

3）每个工位模组均包括多个硅片放置工位，使可以同时对多个硅片进行操作，进一步提高了撕膜效率；

4）第一跑道模组和第二跑道模组均与第一滑轨平行，使本装置整体呈门型，结构紧凑，占地面积较小。

附图说明

图1为本实施例的立体结构示意图；

图2为本实施例中机架内部的结构示意图；

图3为本实施例中部分撕膜装置的结构示意图；

图4为本实施例中撕膜工位和加热机构的结构示意图；

图5为本实施例中部分热熔胶带机构的结构示意图；

图6为本实施例中拉胶机构的结构示意图；

图7为本实施例中部分拉胶机构的结构示意图；

图8为本实施例中割胶机构的结构示意图；

图9为本实施例中部分供料装置的结构示意图；

图10为本实施例中另一部分供料装置处的结构示意图；

图11为本实施例中部分码料装置的结构示意图；

图12为本实施例中另一部分码料装置处的结构示意图；

图13为本实施例中转运装置的结构示意图。

图中：1、撕膜工位；11、第一滑轨；12、载板；13、硅片放置工位；14、吸附口；2、加热机构；21、加热箱；22、加热板；3、热熔胶带机构；31、胶带卷；32、拉胶支架；33、升降辊；34、引导辊；35、气缸；36、压板；4、拉胶机构；41、第二滑轨；42、升降台；43、夹持框架；44、夹持模组；5、割胶机构；51、第三滑轨；52、滑动座；53、割刀；6、供料装置；61、第一输送跑道；62、第二输送跑道；63、第三输送跑道；64、第一升降支架；65、第一花篮放置框架；66、取料跑道；67、第四输送跑道；7、码料装置；71、第五输送跑道；72、第六输送跑道；73、第七输送跑道；74、第二升降支架；75、第二花篮放置框架；76、码料跑道；77、第八输送跑道；8、转运装置；81、第四滑轨；82、升降框架；83、硅片吸附盘；9、顶料板；91、排料板；92、排料槽。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下结合附图1-13和对本申请作进一步详细说明。

如图1和3所示，一种热熔胶带高效硅片自动撕膜机，包括：机架，机架上设置有供料装置6、撕膜装置、码料装置7以及转运装置8；

撕膜装置包括撕膜工位1、加热机构2、热熔胶带机构3以及拉胶机构4；

基于上述结构，通过转运装置8用于将供料装置6处覆膜硅片转运至撕膜工位1上，并将撕膜工位1上已撕膜硅片转运至码料装置7处，拉胶机构4用于将热熔胶带机构3处热熔胶带布置于撕膜工位1处的硅片膜上，并将撕膜工位1处的热熔胶带撕去，加热机构2用于加热撕膜工位1处的热熔胶带，码料装置7用于将已撕膜硅片码放在花篮内，通过拉胶机构4撕热熔胶带，避免硅片膜与物料的贴合比较紧密，出现胶带撕不掉的情况，影响硅片的加工效率。

其中，如图3和4所示，撕膜工位1包括设置于机架上的第一滑轨11、滑动设置于第一滑轨11上的载板12、用于驱动载板12于第一滑轨11上滑动的第一驱动组件以及两个平行设置于载板12顶面的工位模组，工位模组包括多个呈直线分布硅片放置工位13（硅片放置工位13的分布方向与第一滑轨11延伸方向垂直），硅片放置工位13上均设置有用于吸附硅片的吸附口14，采用真空吸附的方式，在撕膜过程中，固定硅片。

在实际使用过程中，通过设置两个工位模组，并通过第一驱动组件驱动载板12滑动于第一滑轨11上，一个工位模组进行撕膜工序，另一个工位模组进行下料上料，交替进行，提高了撕膜效率，并且一个工位模组包含多个硅片放置工位13，进一步提高撕膜效率。

其中，如图3和4所示，加热机构2包括转动设置于载板12顶面的加热箱21、用于驱动加热箱21转动的第二驱动组件以及多个加热板22，两个工位模组分别置于加热箱21两侧，多个加热板22分别置于加热箱21的两侧，并与加热箱21两侧的多个硅片放置工位13一一对应（加热箱21内设置有加热管，通过加热板22将热量传导至热熔胶带）。

在实际使用过程中，通过第二驱动组件驱动加热箱21转动，交替为两侧的工位模组上的热熔胶带进行加热。

其中，如图3和5所示，热熔胶带机构3设置有两个（两个热熔胶带机构3依次设置在第一滑轨11的一侧），热熔胶带机构3包括设置有多组热熔胶带的胶带卷31、拉胶支架32、设置于拉胶支架32上的升降辊33、用于驱动升降辊33于拉胶支架32上做升降运动的第三驱动组件、两个设置于拉胶支架32上的引导辊34、设置于拉胶支架32上的气缸35以及设置于气缸35输出端用于下压热熔胶带的压板36，胶带卷31与拉胶支架32均置于机架上，拉胶支架32置于胶带卷31下方，热熔胶带自胶带卷31依次绕过升降辊33以及两个引导辊34，气缸35用于驱动压板36做升降运动。

在实际使用过程中，通过第三驱动组件驱动升降辊33在拉胶支架32上做升降运动，使胶带卷31上的多组热熔胶带被拉出，通过两个引导辊34进行方向的引导。

其中，如图6-8所示，拉胶机构4设置有两个（两个拉胶机构4依次设置于第一滑轨11远离热熔胶带机构3的一侧，与两个热熔胶带机构3一一对应），拉胶机构4包括设置于撕膜装置上方的第二滑轨41、滑动设置于第二滑轨41上的升降台42、设置于升降台42上的夹持框架43、转动设置于夹持框架43上方的夹持模组44以及用于驱动升降台42在第二滑轨41上滑动的第四驱动组件，夹持模组44包括多个呈直线分布的用于夹持热熔胶带的夹持头，升降台42用于驱动夹持模组44做升降运动；撕膜装置还包括割胶机构5，割胶机构5包括第三滑轨51（第三滑轨51与第一滑轨11平行）、滑动设置于第三滑轨51上的滑动座52、转动设置于滑动座52上的割刀53以及用于驱动滑动座52于第三滑轨51上滑动，使割刀53割断热熔胶带的第五驱动组件。

在实际使用过程中，通过第四驱动组件驱动升降台42于第二滑轨41上滑动，当夹持模组44运动至对应热熔胶带机构3处时，夹持模组44转动，使多个夹持头正对拉胶支架32，使分别夹持多组热熔胶带端部，然后第四驱动组件驱动升降台42远离热熔胶带机构3，使热熔胶带布置于对应工位模组处的覆膜硅片上，然后通过气缸35驱动压板36向下活动，使热熔胶带与对应工位模组处的覆膜硅片贴合，通过第五驱动组件驱动滑动座52滑动，使转动的割刀53将热熔胶带割断，当加热机构2对热熔胶带加热后，第四驱动组件驱动升降台42向热熔胶带机构3处移动，且升降台42使夹持模组44向上运动，使撕去热熔胶带以及粘贴在热熔胶带上的硅片膜，完成撕膜。

其中，如图6-8所示，供料装置6包括第一跑道模组（与第一滑轨11平行设置）以及取料机构，第一跑道模组包括用于将装有覆膜硅片的花篮输送至取料机构的第一输送跑道61、用于排列覆膜硅片的排料跑道以及用于将空花篮输送至机架外的第四输送跑道67，排料跑道包括第二输送跑道62以及第三输送跑道63，第一输送跑道61、第二输送跑道62以及第三输送跑道63依次呈直线分布，第四输送跑道67平行置于第一输送跑道61下方；取料机构包括设置于机架上的第一升降支架64、滑动设置于第一升降支架64上的第一花篮放置框架65、用于驱动第一花篮放置框架65做升降运动的第六驱动组件以及设置于第一升降支架64上的取料跑道66，取料跑道66置于第一花篮放置框架65内，取料跑道66置于第一输送跑道61和第二输送跑道62之间。

在实际使用过程中，将装有硅片的花篮竖直放置在第一输送跑道61上，输送至第一花篮放置框架65内（此时最底部的硅片位于取料跑道66上方），通过第六驱动组件驱动第一花篮放置框架65在第一升降支架64向下运动，当花篮内硅片置于取料跑道66上方时，取料跑道66运动，将硅片输送至第二输送跑道62上，再通过第二输送跑道62输送至第三输送跑道63上，取料跑道66按一定时间间隔将覆膜硅片输送至第二输送跑道62，使第三输送跑道63上的硅片间隔一致，当第一花篮放置框架65内花篮的硅片取完时，空花篮从第四输送跑道67输送至机架外。

其中，如图11和12所示，码料装置7包括第二跑道模组（与第一滑轨11平行设置）以及码料机构，第二跑道模组包括用于将空花篮输送至码料机构的第五输送跑道71、用于承接来自转运装置8上的已撕膜硅片的接料跑道以及用于将装有已撕膜硅片输送至机架外第八输送跑道77，接料跑道包括第六输送跑道72以及第七输送跑道73，第五输送跑道71、第六输送跑道72、第七输送跑道73依次呈直线分布，第八输送跑道77平行置于第五输送跑道71下方；码料机构包括设置于机架上的第二升降支架74、滑动设置于第二升降支架74上的第二花篮放置框架75、用于驱动第二花篮放置框架75做升降运动的第七驱动组件以及设置于第二升降支架74上的码料跑道76，码料跑道76置于第二花篮放置框架75内，码料跑道76置于第五输送跑道71和第六输送跑道72之间。

在实际使用过程中，将空花篮置于第八输送跑道77上，通过第八输送跑道77输送至第二花篮放置框架75内（此时码料跑道76置于空花篮内部），转运装置8将已撕膜硅片转运至第七输送跑道73处，已撕膜硅片经过第七输送跑道73以及第六输送跑道72，然后依次输送至码料跑道76上，当一个已撕膜硅片被码料跑道76输送并插在花篮内的硅片槽中时，第七驱动组件驱动第二花篮放置框架75向上运动一个硅片槽的距离，使已撕膜硅片被依次插入花篮中，当花篮内装满硅片，所述花篮从第五输送跑道71输送至机架外。

其中，如图10和12所示，第三输送跑道63和第七输送跑道73的两侧均滑动设置有用于顶起硅片的顶料板9，顶料板9的顶端设置有多个排料板91，相邻两个排料板91顶端之间均开设有排料槽92；第三输送跑道63和第七输送跑道73上均设置有用于分别驱动对应顶料板9做升降运动的第八驱动组件。

在实际使用过程中，当第三输送跑道63上的硅片数与工位模组的硅片放置工位13数量一致时，第三输送跑道63上的第六驱动组件驱动第三输送跑道63两侧的顶料板9向上运动，使第三输送跑道63上的硅片分别置于相邻两个排料板91之间，完成对覆膜硅片的定位，保持相邻两个覆膜硅片之间的间隔一致且满足工艺需求；

当转运装置8将已撕膜硅片转运至第七输送跑道73前，第七输送跑道73上的第八驱动组件驱动第三输送跑道63两侧的顶料板9向上运动，使已撕膜硅片先置于两个顶料板9上，再通过第七输送跑道73上的第八驱动组件驱动两侧顶料板9向下移动，使已撕膜硅片置于第三输送跑道63上，进一步保护已撕膜硅片。

其中，如图13所示，转运装置8包括第四滑轨81、滑动设置于第四滑轨81上的升降框架82、用于驱动升降框架82于第四滑轨81上滑动的第八驱动组件以及两个分别转动设置于升降框架82底端两侧的硅片吸附盘83，第四滑轨81自供料装置6上方延伸至码料装置7的上方；硅片吸附盘83上设置有多组吸附头（每组吸附头包括至少四个吸附头）。

在实际使用过程中，通过硅片吸附盘83上的多组吸附头同时吸附多个硅片，经过第八驱动组件驱动升降框架82往复运动于第四滑轨81上，且通过升降框架82驱动两个硅片吸附盘83做升降运动，当一个硅片吸附盘83吸附供料装置6处的覆膜硅片时，另一个硅片吸附盘83吸附工位模组上的已撕膜硅片，当一个硅片吸附盘83将覆膜硅片置于工位模组上时，另一个硅片吸附盘83将已撕膜硅片置于码料装置7处，同步进行，完成对硅片的转运过程，进一步提高硅片的撕膜效率。

实施例二，基于实施例一的一种热熔胶带高效硅片自动撕膜机的一种撕膜方法，步骤包括：

S1：转运装置8将供料装置6处覆膜硅片转运至其中一个空置的工位模组处；

S2：拉胶机构4将热熔胶带机构3处热熔胶带布置于撕膜工位1处的未布置热熔胶带的覆膜硅片上，然后第二驱动组件驱动加热箱21向布置有未加热热熔胶带的工位模组转动，对布置于覆膜硅片上的热熔胶带进行加热；

在加热机构2加热热熔胶带时，转运装置8将供料装置6处覆膜硅片转运至另一个空置的工位模组处，然后拉胶机构4将热熔胶带机构3处热熔胶带布置于撕膜工位1处未布置热熔胶带的覆膜硅片上；

S3：第二驱动组件驱动加热箱21向另一个装有覆膜硅片的工位模组转动，对布置于覆膜硅片上的热熔胶带进行加热，同时拉胶机构4将撕膜工位1处的已加热的热熔胶带和粘贴在热熔胶带上的硅片膜一同撕去，然后转运装置8将已撕膜硅片转运至码料装置7处，同时将供料装置6处覆膜硅片转运至空置的工位模组处；

S4：重复S2至S3，直至加工结束。

综上，通过转动设置的加热机构2交替的对两个工位模组上的热熔胶带进行加热，使热熔胶带牢固的粘贴在硅片膜上，最后通过拉胶机构4将覆膜硅片上的热熔胶带撕去，同时撕去硅片膜，通过加热热熔胶带，确保硅片膜与热熔胶带一起被撕去，减少了撕膜失败的情况发生，进一步提高了撕膜效率；

通过设置两个热熔胶带机构3以及两个拉胶机构4分别对两个工位模组进行热熔胶带的布置，配合转动设置的加热机构2交替的对两个工位模组上的热熔胶带进行加热，降低了供料装置6和码料装置7的工序间隔时间，进一步提高了撕膜效率；

每个工位模组均包括多个硅片放置工位13，使可以同时对多个硅片进行操作，进一步提高了撕膜效率；

第一跑道模组和第二跑道模组均与第一滑轨11平行，使本装置整体呈门型，结构紧凑，占地面积较小。

以上的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。