CN102325709A - 基材反转系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于进行高速基材反转以促进任一基材表面的光电制造处理的方法和设备，包含两个堆迭的输送器，所述两个堆迭的输送器协力地旋转且经定位以同时啮合一基材的两个表面，以使得能够装载、反转及分配沿着一自动化生产系统的基材生产流程平面行进的基材，并可进一步用于持续移除因接触基材表面而聚集在输送带上的处理和环境残渣，并促进直接将处理和环境残渣清洁出基材表面。

Description

基材反转系统
【发明领域】
本发明的实施例大体而言是关于用于在制造工序期间快速反转及清洁光电(photovoltaic)基材(substrate)的系统。
【相关技术说明】
太阳能电池为将太阳光直接转换成电功率的光电(PV)装置。PV装置通常具有一或多个p-n结。每一结在半导体材料内包含两个不同区域，其中一侧为p型区域，且另一侧为n型区域。当PV电池的p-n结曝露于太阳光(由光子能组成)时，太阳光经由PV效应直接转换成电功率。PV太阳能电池产生特定量的电功率，且电池经铺装成特定尺寸的模块以传送所需量的系统功率。用特定框架及连接器将PV模块经接合成面板。太阳能电池通常形成于硅基材上，所述太阳能电池可为单晶或多晶硅基材的形式。典型的PV电池包括p型硅晶片、厚度通常小于约0.3毫米(mm)的基材或薄板，其中n型硅薄层形成于基材的p型区顶部。
过去十年来，光电市场的年成长率已逾30％。一些文章指出全世界的太阳能电池功率生产在不久的将来将超过10GWp。据估计，95％以上的光电模块基于硅晶片。快速的市场成长率，加上对大体上降低太阳能电力成本的需要，对便宜地形成高品质光电装置而言已带来诸多挑战。因此，制造可商业化太阳能电池的一项主要要素在于藉由提高装置产出率及增加基材产量来降低形成太阳能电池所需的制造成本。
为经济地制造太阳能电池，制造工序通常整合于高度自动化模块系统，系统被优化以快速搬运及处理大量基材。为制造太阳能电池，自动化系统必须处理基材两侧。为最小化自动化系统内的处理站复杂度，一次仅处理基材一侧，此举使得必需反转基材以额外处理相对侧。目前，基材反转涉及在枢轴转动基材时暂时将基材整个移出基材生产流程平面的机构。例如，自动化基材生产系统的基材输送器将基材置放于槽中且随后停止，随后反转机构绕着通常靠近基材前缘的轴垂直地枢轴转动槽连同基材。当槽接近垂直时，基材可向下滑入槽中最接近反转机构的枢轴点的止挡中。当反转机构枢轴转动超过垂直时，基材落至槽另一侧的支承表面上。机构持续枢轴转动，直至经反转的基材与基材生产传送方向同轴并停置在自动化基材生产系统的输送器上，该输送器随后将基材传送至下一处理站。在其他技术中，类似在反转操作期间，定位真空末端执行器以将基材固定于三点或四点。
太阳能电池基材通常是易碎的，且甚至轻微的机械震动与扭转负载即会导致太阳能电池基材破裂。因此，当前基材反转装置通常藉由以低于所需的速度运作，以最小化破坏的可能性，但这直接降低自动化基材生产系统的整体产量。另外，基材表面可能遭处理副产物或其他环境来源污染，这将危及反转步骤期间基材的抓取和持有、及降低装置产率。
基材反转机构需能确实、均匀地持有基材，从而允许机构极快速操作，同时减少破坏基材的可能性。期望最小化基材反转机构的尺寸，且需要基材反转机构具有以自动化基材生产系统的基材生产流程平面为中心的操作封套。若需额外处理目前的基材表面及/或分类和组织基材，则期望基材反转机构能无需反转地直接沿着基材生产流程平面传送基材。此外，期望具有能持续清洁接触基材的介面而且也促进清洁基材表面的反转机构。
【发明内容】
本发明的实施例通常提供进行高速基材反转以促进任一基材表面的光电制造处理的设备，该设备包含两个堆迭的输送器，输送器协力地(in tandem)旋转且经定位以啮合基材的一或两个主要表面，从而使得能够装载、反转及分配沿着自动化生产系统的基材生产流程平面行进的基材。
本发明的实施例可进一步提供用于反转基材的设备，该设备包含：第一输送器组件，具有第一支承表面和安置于该第一支承表面上的第一输送带(belt)；第二输送器组件，具有第二支承表面和安置于该第二支承表面上的第二输送带，其中该第一支承表面相邻定位于该第二支承表面上方以形成间隙；至少一个第一致动器，耦接至第一输送带，以使得第一输送带可相对于第一支承表面定位；及至少一个第二致动器，耦接至第二输送带，以使得第二输送带可相对于第二支承表面定位；及反转致动器，耦接至第一输送器组件和第二输送器组件且适于定向第一输送器组件和第二输送器组件，以使得第一支承表面可安置于第二支承表面上方、或第二支承表面可安置于第一支承表面上方。
本发明的实施例可进一步提供用于反转基材的方法，该方法包含：将具有表面的基材以面朝下方向置放于系统输送器上；将该基材从系统输送器传送到第一输送器组件中的多孔输送带的第一表面；藉由施加真空至多孔输送带的第二表面，限制基材表面抵向多孔输送带的第一表面；藉由旋转第一输送器组件，将基材表面重新定向成面朝上方向；及在重新定向基材之后，将基材置放于第二输送器组件中的多孔输送带的第一表面上。
本发明的实施例进一步提供用于反转基材的方法，该方法包含：将具有第一基材表面的基材以面朝下方向置放于第一输送器组件与第二输送器组件之间形成的间隙中，其中当基材被置放于该间隙中时，第一基材表面接触第一输送器组件中含有的输送带的第一表面；重新定向第一输送器组件和基材，以使得第一基材表面呈面朝上方向；及在重新定向基材之后，将基材安置于第二输送器组件中的输送带的第一表面上。
【附图简单说明】
因此，可详细理解本发明的上述特征结构的方式，即上文简要概述的本发明的更特定描述可参照实施例进行，一些实施例图示于附图中。然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施例，且因此不应被视为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其他同等有效的实施例。
图1为根据本发明的实施例的沿着基材生产传送方向定位的基材反转器系统的等角视图。
图2为根据本发明的实施例的基材反转器系统的等角视图。
图3A-图3C为根据本发明的实施例的基材反转工序的等角示意图。
图4A及图4B图示根据本发明的实施例的串迭输送器运动顺序。
图5A及图5B图示根据本发明的实施例的串迭输送器运动顺序。
图6为根据本发明的另一实施例的基材反转器系统的等角视图。
图7A-图7C为根据本发明的实施例的基材反转工序的等角示意图。
图8A及图8B图示根据本发明的实施例的串迭输送器运动顺序。
图9A及图9B图示根据本发明的实施例的串迭输送器运动顺序。
图10图示根据本发明的实施例的串迭输送器的示意图。
图11图示根据本发明的实施例的基材反转器系统的分解等角示意图。
图12A-图12C图示根据本发明的实施例的输送带致动器运动顺序。
图13A及图13B图示根据本发明的实施例的清洁工序。
为促进理解，相同的附图标记在可能的情况下指示诸图中共用的相同元件。预期某一实施例的元件和特征结构可有利地并入其他实施例而无需进一步详述。
【具体实施方式】
本发明的实施例通常提供小覆盖区的设备，以用于进行高速基材反转，从而促进自动化生产系统内的基材的任一主要表面上的光电制造处理。在一实施例中，基材反转设备或基材反转器系统包含两个堆迭的输送器，输送器协力地旋转，以使得能够装载、反转及分配来自基材反转器系统的基材。在一实施例中，在自动化生产系统中的定向操作期间，堆迭的输送器经定位以同时啮合基材的两个表面。在另一实施例中，堆迭的输送器在上输送带与下输送带之间有一充足间隙，从而使得下输送带经由仅接触基材的一主要表面而啮合、抓取、传送、反转及分配基材。在另一实施例中，设备可进一步用以清洁输送带及移除基材表面的处理和环境残渣。
图1为等角视图，图示基材反转器系统100的一实施例。在此配置下，基材反转器系统100经定位以接收及传送来自自动化生产系统输送器102的基材，输送器102用以在较大基材处理系统(诸如可购自Baccini S.p.A.的SoftlineTM工具)中的各种处理级(未图示)之间传送基材。输送器组件110A及110B通常系定位于沿着基材传送方向A对准的传送平面上方和下方，以啮合及支承将在基材反转器系统100中进行反转的基材的至少一个表面。输送器组件110A及110B沿堆迭方向对准，在组件110A及110B之间形成间隙“G”，以接收、传送、反转及分配沿着基材传送方向A行进的基材。此基材反转器系统100的实施例可经由靠近或绕着基材中线106、108的任一条旋转而反转基材104B。经由绕着基材中线106或108旋转而反转最小化且平衡基材104B边缘上诱发的惯性力矩，从而促进高速反转。堆迭的串迭输送器组件110A及110B通常被配置为与基材传送方向A同轴，以使得当已反转的基材104C离开基材反转器系统100而抵达自动化生产系统输送器102时，能够将基材104A装载至基材反转器系统100中。为最小化传递到基材的应力和输送带磨耗，在交换期间，输送器组件110A及110B的输送带的速度匹配于自动化基材生产系统输送器102。此外，堆迭的输送器组件110A及110B促进无需进行基材反转步骤地传送基材通过基材反转器系统100的选择项。应注意，绕着基材中线106或108中之一者反转基材还可最小化自动化生产系统内所需的容积。小覆盖区的基材反转器系统100的同轴操作能使基材沿着基材传送方向A快速定向及输送。
图2图示基材反转器系统100的一实施例，该系统100具有串迭输送器组件110A及110B，该组件经定位为与基材传送方向A共平面。基材反转器系统控制器120利用装安装于各输送器组件110A及110B内的旋转致动器152(图11)启动输送带170，以促进沿着基材传送方向A装载及分配基材。若需反转基材，则当基材定位于输送带之间时，停止输送带170，从而使得可施加真空以进一步将基材固定于至少一个输送带170。基材反转器系统100藉由利用旋转致动器122(图11)一起旋转串迭输送器来反转基材，其中旋转致动器122安装于基材反转器系统控制器120内并耦接至输送器组件110A及110B的每一个内的支承结构元件。反转操作可绕着基材中线上或附近的任何旋转轴来进行。在此实施例中，反转旋转绕着基材中线106发生，中线106与基材传送方向A成90度。相对于基材传送方向A而言，绕着任何与基材中线106一致的轴反转基材将使反转前的基材前缘变成反转后的后缘。在自动化基材生产系统中，可能期望相对于基材传送方向A控制基材边缘定向以进行处理。此外，此方法允许沿着基材传送方向A行进的基材从串迭输送器组件110A及110B的任一侧装载、反转及卸载，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图3A图示图2中所图示的基材反转器系统所提供的反转方法，其中沿着对准基材传送方向A的路径B1将基材104B装载至基材反转器系统100内的输送器组件110A与110B之间的位置(图2)。基材反转器系统控制器120接着沿着绕着基材中线106的180度顺时针路径B2依序旋转输送器组件110A及110B。接着沿着路径B4分配经反转的基材104B，同时将另一基材装载至基材反转器系统中。基材反转器系统控制器120接着沿着180度逆时针路径B3依序旋转输送器组件110A及110B，以反转第二基材。接着沿着路径B4将第二经反转的基材分配到基材传送方向A上，同时将另一基材装载至基材反转器系统中。
图3B图示图2中所图示的基材反转器系统所提供的反转方法，其中沿着对准基材传送方向A的路径C1将基材104B装载至基材反转器系统100内的反转位置。基材反转器系统控制器120接着以180度顺时针增量沿着绕着基材中线106的路径C2及C3旋转输送器组件110A及110B，以依序反转位于输送器组件110A与110B之间的各基材。或者，基材反转器系统控制器120亦可以180度逆时针增量绕着基材中线106旋转输送器组件110A及110B。在一实施例中，接着沿着路径C4分配依序反转的基材104B中的每一个，同时将另一基材装载至基材反转器系统。
图3C图示图2中所图示的基材反转器系统所提供的直接基材传送方法，其中沿着对准基材传送方向A的路径F1装载基材104B、沿着路径F2将基材104B传送通过基材反转器，在此接着将基材沿着路径F3分配，同时将另一基材装载至基材反转器系统。
图4A图示藉由利用耦接至输送器组件110A及110B的旋转致动器122(图11)来旋转输送器组件110A及110B，以提供沿着图3A中所图示的路径B2的旋转。为清楚说明，输送器组件110A的左侧标示黑“点”。在一实例中，首先，输送器组件110A定位于输送器组件110B上方，且输送器组件110A及110B被定位及对准以接收沿着基材传送方向A行进的基材。在此状况下，以180度顺时针方向绕着基材中线106进行旋转，并重新定向成基材传送方向A，随后沿着基材传送方向A传送经反转的基材。此旋转导致输送器组件110B被定位于输送器组件110A上方。此方法允许下一基材装载至基材反转器系统中，同时将经反转的基材分配到基材传送方向A上。此外，此方法允许在基材传送方向A上行进的基材从串迭输送器组件110A及110B的任一侧装载、反转及分配，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图4B图示利用基材反转器系统100内含有的旋转致动器122(图11)来旋转串迭输送器组件110A及110B，以提供沿着图3A中所图示的路径B3的旋转。在一实例中，首先，输送器组件110B定位于输送器组件110A上方，且输送器组件110B及110A被定位及对准以接收沿着基材传送方向A传送的基材。在此状况下，以180度逆时针方向绕着基材中线106进行旋转，随后沿基材传送方向A分配经反转的基材。此旋转导致输送器组件110A被重新定位于输送器组件110B上方，与图4A一致，从而使得可重复进行处理工序。此方法允许下一基材装载至基材反转器系统100中，同时沿着基材传送方向A分配经反转的基材。此外，此方法允许在基材传送方向A上行进的基材从输送器组件110A及110B中的任一个装载、反转及分配，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图5A图示利用基材反转器系统100内含有的旋转致动器122(图11)来旋转输送器组件110A及110B，以提供沿着图3B中所图示的路径C2的旋转。为清楚说明，输送器组件110A的左侧标示黑“点”。在一实例中，首先，输送器组件110A定位于输送器组件110B上方，且串迭输送器组件110A及110B被定位及对准以接收沿着基材传送方向A行进的基材。在此状况下，以180度顺时针方向绕着基材中线106进行旋转以重新定向基材。此旋转导致输送器组件110B被定位于输送器组件110A上方。此方法允许下一基材装载至基材反转器系统100中，同时沿着基材传送方向A分配经反转的基材。此外，此方法允许基材从串迭输送器组件110A及110B中的任一个装载、反转及分配，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图5B图示利用基材反转器系统100内含有的旋转致动器122(图11)来旋转输送器组件110A及110B，以提供沿着图3B中所图示的路径C3的旋转。在一实例中，首先，输送器组件110B定位于输送器组件110A上方，且输送器组件110B及110A被定位及对准以接收沿着基材传送方向A行进的基材。在此状况下，以180度顺时针方向绕着基材中线106进行旋转，随后沿基材传送方向A分配经反转的基材。此旋转导致输送器组件110A得以重新定位于输送器组件110B上方，与图5A一致，如此可重复进行处理程序。此方法允许下一基材装载至基材反转器系统100中，同时沿着基材传送方向A分配经反转的基材。此外，此方法允许沿着基材传送方向A行进的基材从串迭输送器组件110A及110B的任一个装载、反转及分配，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图6图示基材反转器系统600的另一实施例，该系统600具有输送器组件110A及110B，组件经定位为与沿着基材传送方向A对准的水平面共平面。基材反转器系统控制器120通常耦接至安装于输送器组件110A及110B的每一个内的一或多个旋转致动器152(图11)，旋转制动器152各自用以控制输送带170的移动，以促进沿着基材传送方向A装载及分配基材。若需反转基材，则当基材定位于输送器组件110A与110B之间时，停止输送带170，在此可经由至少一个输送带170施加真空于基材的主要表面，以在反转工序期间固定基材。基材反转器系统600接着藉由利用旋转致动器122(图11)一起旋转输送器组件110A及110B，进而反转基材，其中旋转致动器122安装于基材反转器系统控制器120内，并耦接至各输送器组件110A及110B内含有的结构部件(如图11中的附图标记151、159)。在一实施例中，安置于外壳180内且耦接至各输送器组件110A及110B中含有的结构部件的环齿轮(未图示)由基材反转器系统控制器120中的旋转致动器驱动，从而致使输送器组件110A及110B和基材反转。反转操作可绕着基材中线上或附近的任何转轴进行。在一实施例中，旋转是绕着平行于基材中线108的旋转轴发生，该旋转轴同样沿着基材传送方向A对准。绕着任何与基材中线108一致的轴反转基材将使反转前的基材前缘在反转之后仍为前缘。在自动化基材生产系统中，可能期望相对于基材传送方向A控制基材边缘定向以进行对准和处理。此外，此方法允许沿着基材传送方向A行进的基材从串迭输送器组件110A及110B的任一端装载、反转及分配，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。应注意，结合图1、图2、图10及图11所述的输送器组件110A及110B和其他支承部件类似于图6中所图示的部件，且因此在适当的情况下使用相同的附图标记。
图7A图示图6中所图示的基材反转器系统600所提供的反转方法，其中沿着路径D1将基材104B装载至基材反转器系统600内的反转位置。基材反转器系统控制器120通常可沿绕着基材中线108的顺时针路径D2和逆时针路径D3交替地旋转输送器组件110A及110B。在一实施例中，在处理期间，基材反转器系统控制器120接着沿着绕着基材中线108的180度顺时针路径D2依序旋转输送器组件110A及110B。接着沿着路径D4将经反转的基材104B分配到基材传送方向A上，同时将另一基材装载至基材反转器系统中。基材反转器系统控制器120接着沿着180度逆时针路径D3依序旋转输送器组件110A及110B，以反转第二个基材。接着沿着路径D4将第二个经反转的基材分配到基材传送方向A上，同时将另一基材装载至基材反转器系统中。
图7B图示图6中所图示的基材反转器系统600所提供的反转方法，其中沿着路径E1将基材104B装载至基材反转器系统600内的反转位置。基材反转器系统控制器120以180度顺时针增量沿着绕着基材中线108的路径E2及E3交替旋转输送器组件110A及110B，以依序反转位于输送器组件110A与110B之间的各基材。或者，基材反转器系统控制器120亦可以180度逆时针增量绕着基材中线108旋转输送器组件110A及110B。接着沿着路径E4将经反转的基材分配到基材传送方向A上，同时将另一基材装载至基材反转器系统600中。
图7C图示图6中所图示的基材反转器系统600所提供的直接基材传送方法，其中沿着路径F1装载基材104B、沿着路径F2将基材传送通过基材反转器系统600，在此接着将基材沿着路径F3分配，同时将另一基材装载至基材反转器系统中。
图8A图示利用图6中所图示的基材反转器系统600旋转输送器组件110A及110B，该图是从沿着基材传送方向A的位置观看的。为清楚说明，输送器组件110A的左角标示黑“点”。在一实例中，首先，输送器组件110A定位于输送器组件110B上方，且输送器组件110A及110B被定位及对准以接收沿着基材传送方向A行进的基材。在此状况下，以180度顺时针方向绕着基材中线108进行旋转以重新定向基材。在此状况下，基材中线108与基材传送方向A一致。此旋转导致输送器组件110B被定位于输送器组件110A上方。此方法允许下一基材装载至基材反转器系统600中，同时沿着基材传送方向A分配经反转的基材。此外，此方法允许沿着基材传送方向A行进的基材从串迭输送器组件110A及110B的任一方向装载、反转及分配，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图8B图示利用图6中所图示的基材反转器系统600旋转输送器组件110A及110B，该图是从沿着基材传送方向A的位置观看的。在一实例中，首先，输送器组件110B定位于输送器组件110A上方，且输送器组件110B及110A经定位及对准以接收沿着基材传送方向A的基材。在此状况下，以逆时针方向绕着基材中线108进行旋转，随后沿着基材传送方向A传送经反转的基材。在此状况下，基材中线108与基材传送方向A一致。此旋转导致输送器组件110A被重新定位于输送器组件110B上方，与图8A一致，如此可重复进行处理程序。此方法允许下一基材装载至基材反转器系统600中，同时沿着基材传送方向A分配经反转的基材。此外，此方法允许在基材传送方向A上行进的基材从串迭输送器组件110A及110B的任一方向装载、反转及分配，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图9A图示利用图6中所图示的基材反转器系统600旋转串迭输送器组件110A及110B，该图是从沿着基材传送方向A的位置观看的。为清楚说明，输送器组件110A的左侧标示黑“点”。首先，输送器组件110A定位于输送器组件110B上方，且输送器组件110A及110B被定位及对准以接收沿着基材传送方向A行进的基材。在此状况下，以顺时针方向绕着基材中线108进行旋转，接着沿着基材传送方向A传送经反转的基材。此旋转导致输送器组件110B被定位于输送器组件110A上方。此方法允许下一基材装载至基材反转器系统600中，同时沿着基材传送方向A传送经反转的基材。此外，此方法允许沿着基材传送方向A行进的基材从串迭输送器组件110A及110B的任一方向装载、反转及分配，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图9B图示利用图6中所图示的基材反转器系统600旋转串迭输送器组件110A及110B，该图是从沿着基材传送方向A的位置观看的。在一实例中，首先，输送器组件110B定位于输送器组件110A上方，且输送器组件110A及110B经定位及对准以接收沿着基材传送方向A的基材。在此状况下，以顺时针方向绕着基材中线108进行旋转，随后沿着基材传送方向A传送经反转的基材。此旋转导致输送器组件110A得以重新定位于输送器组件110B上方，与图9A一致，如此可重复进行处理程序。此方法允许下一基材装载至基材反转器系统600中，同时将经反转的基材分配到基材传送方向A上。此外，此方法允许沿着基材传送方向A行进的基材从串迭输送器组件110A及110B的任一端装载、反转及卸载，从而免除重设反转器以收集另一基材所需的时间。
图10图示输送器组件110A及110B的一实施例的示意截面图。在一实施例中，输送带170耦接至输送器组件110A中含有的传动轴200及202，且第二输送带170耦接至输送器组件110B中含有的传动轴204及206。在一实施例中，旋转致动器152(图11)(旋转致动器152受控于基材反转器系统控制器120)耦接至输送器组件110A的传动轴200及202中的一个，且第二旋转致动器152(图11)(第二旋转致动器152亦受控于基材反转器系统控制器120)耦接至输送器组件110B的传动轴204及206。在一实施例中，经由利用基材反转器系统控制器120发送给各旋转致动器152的命令，独立地操作各输送器组件110A及110B中的输送带170。在一实施例中，调整输送带170的弹性和两个输送器组件110A与110B之间的间距，以适应基材厚度、基材翘曲和输送器平面性的差异。
此外，各输送带170可为多孔的，以允许流体从输送带170一侧传送至另一侧。在一实施例中，输送带170由柔软、顺应且多孔的材料形成，诸如聚胺酯发泡体或其他类似材料。在一实施例中，隔离阀153、154(隔离阀153、154受控于基材反转器系统控制器120)可用以选择性控制气体在气源194与气室190之间的流动。在一实例中，归因于施加真空至反面(反面与流体源194流体连通)，可在输送带170的表面上产生次大气压(例如，真空)。在一个方面中，藉由在孔(port)193内提供真空压力，基材被抓取并保持在安置于支承表面192上的多孔输送带170上。在一配置下，流体源194为真空泵或真空抽气器，所述流体源194适于从气室190中形成的一或多个孔193提供真空至输送带170的表面。
或者，归因于施加正向气压至输送带170的反面(气压输送带170与流体源194流体连通)，而可将气体传输至输送带170及/或基材的表面。在一实施例中，输送器组件110A及110B中的每一个皆具有气室190，该气室190用以分散及引导流体流过支承表面192中形成的一或多个孔193而至输送带内表面上、经过输送带并且抵达输送带反面。在一实施例中，气源194适于从气室190中形成的一或多个孔193传输惰性气体(诸如氮气)至输送带170。
在一实施例中，输送器组件110A及110B中的每一个皆具有至少一个输送带清洁站部件160、162及164，部件经定位于各输送器组件110A及110B内，以在传送或维修动作期间，选择性清洁输送带170。在一实施例中，输送带清洁站部件160、162及164，该清洁站部件分别经配置以移除任何从基材表面传输到输送带170的积聚残渣。在一个实施例中，清洁站部件160、162及164采用擦拭工序、静电微粒吸引工序、气刀或化学清洁工序来清洁输送带170的表面。在一些状况下，手动地或经由利用负压排放管线(未图示)来移开清洁站部件160、162及164收集的材料残渣。
图11图示通常设于图1及图2所示的基材反转器系统100中的功能元件的一实施例的分解等角视图。在一实施例中，基材反转器系统控制器120并入气源194、动作定序(motion sequencing)模块123、中空轴旋转致动器122和电气介面耦合槽121。在一实施例中，气源194包含真空控制模块125，所述真空控制模块125有助于控制及传输真空、排气及/或洁净干空气至输送器组件110A及110B中的气室190。在一配置下，利用定位于气室190与流体源194之间的常规旋转流体管接头179和管道(未图示)，将真空、排气和洁净干空气传输到气室190。在一配置下，藉由利用定位于气源194与气室190之间的一或多个隔离阀153及154，选择性控制真空、排气和洁净干空气。在一配置下，隔离阀153、154(例如，电动阀)是安装于输送器组件110A及110B中的每一个中的结构支承板151上，且用以选择性提供真空至气室190及/或输送器清洁站160。在一实施例中，气室190、传动轴(例如，附图标记200及202)、旋转致动器152和输送器清洁站160等部件皆支承及安装于结构支承板151及159上，以使得输送器组件110A及110B中的每一个中的部件皆可维持成所需的固定配置。
基材反转器系统控制器120通常还用来促进控制及自动化基材反转器系统100、600和其他耦接至基材反转器系统100、600的部件。基材反转器系统控制器120还可包括中央处理单元(CPU)(未图示)、存储器(未图示)和辅助电路(或I/O)(未图示)。CPU可为任一形式的计算机处理器，所述CPU用于控制各种腔室工序和硬件(例如，输送器、检测器、马达、流体输送硬件等)的工业设定，并监测系统和腔室工序(例如，基材位置、工序时间、检测器讯号等)。存储器连接至CPU，且可为一或多种可容易获得的存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软碟、硬碟、或其他形式的本地或远端的数字储存器。软件指令与数据可加以编码并储存于存储器内，用以指示CPU。辅助电路也连接至CPU，以藉由常规方式支援处理器。辅助电路可包括高速缓冲、电源、时钟电路、输入/输出电路、子系统等。基材反转器系统控制器120可读取的程序(或计算机指令)决定可施行于基材上的任务。优选地，程序为基材反转器系统控制器120可读取的软件，所述程序包括代码，用于产生及储存至少基材位置信息、各种受控硬件部件的移动顺序、和所述代码，用于产生及储存至少基材位置信息、各种受控硬件部件的移动顺序之任何组合。
动作定序模块123与基材反转器系统控制器120电气连接，且用以基于编码及储存于存储器内的软件指令与数据，和所接收的任务状态与诊断信息，控制基材反转器系统100、600的操作模式和行为。动作定序模块123与中空轴旋转致动器122介面连接，致动器122用以绕着中线轴109旋转定位输送器组件110A及110B。在一实施例中，中线轴109对准基材中线106(图1)。中空轴旋转致动器122可为伺服马达、步进马达或气动旋转致动器装置，该气动旋转致动器装置具有旋转位置编码器及/或限制开关124供位置反馈，用于定义输送器组件110A及110B的实际旋转位置。在一实施例中，动作定序模块123还与旋转致动器152介面连接，旋转致动器152耦接至传动轴200、202、204及/或206中的一个且定位于输送器组件110A及110B中的支承板151上。旋转致动器152可为伺服马达或步进马达，每一旋转致动器152各自适于藉由利用基材反转器系统控制器120发送出的命令而驱动及控制输送带170的旋转位置。在一配置下，旋转致动器152直接耦接至输送器组件110A及110B中的每一个中的主要输送器传动轴，诸如输送器组件110A中的输送器传动轴200和输送器组件110B中的输送器传动轴206。传动带205可用以正向地将主要输送带传动轴200、206的旋转耦接至各个输送器组件110A及110B中的次要输送带传动轴202、204。在一配置下，归因于输送带170与传动轴200及202或传动轴204及206之间产生的预施张力，旋转致动器152经由输送带170与主要输送器传动轴200、204之间产生的摩擦力而各自旋转耦接至每个旋转致动器152各自的输送带170。
在一实施例中，可经由弹性电缆线束(未图示)提供动作定序模块123与输送器组件110A及110B的各种电气部件之间的电气连接。经由使用安置穿过位于基材反转器系统控制器120上的电气介面耦合槽121的弹性电缆线束、或经由使用旋转电气介面132(诸如滑环型(slip ring type)连接或水银型旋转通孔(mercury type rotation feed-through))，可维持电气连接。
图12A至图12C图示一操作顺序的一实施例，其中在此操作顺序中，输送器组件110A及110B用以沿着基材传送方向A装载、反转及传送基材。图12A图示装载操作的一实例，此实例始于输送器组件110A定位于输送器组件110B上方。在装载操作期间，输送带传动轴200、202、204及206以大体相同的速度操作，并沿与自动化生产系统输送器102(图1)一致的方向“H”操作。此速度匹配用于最小化传递到基材的应力，及最小化装载操作期间因输送带表面与基材“S”表面摩擦而产生微粒。
如图12B所示，在反转工序期间，输送器传动轴200、202、204及206暂停不动，基材“S”则位于输送器组件110A与110B之间。可施加真空，以进一步将基材“S”固定于输送器组件110A及110B中至少一个中的输送带170和各自输送带170的支承表面192。将基材固定于至少一个支承表面192可进一步促进高速反转基材。接着藉由利用中空轴旋转致动器122(图11，致动器122用以旋转输送器组件110A及110B和固定的基材)来反转基材“S”。在一配置下，在重新定向基材之后，接着释放施加至基材“S”的真空，以允许基材“S”和输送带170在后续分配操作步骤期间自由移动。在一实例中，将基材“S”从输送器组件110B内含有的支承表面192释放开，以使得基材“S”的另一主要表面目前主要地接触或落于输送器组件110A中的输送带170表面上。
图12C图示反转的基材“S”的后继分配操作，其中输送带传动轴200、202、204及206以大体相同的速度操作，以使得基材“S”可以按与自动化生产系统输送器102(图1)一致的速度沿方向“H”移动。输送带170与自动化生产系统输送器102的速度匹配用于最小化在基材交换工序期间作用于基材的应力和输送带170表面的损坏(摩擦造成)。在分配操作期间，可同时地从基材传送方向A装载另一基材。
图13A及图13B图示基材反转器系统的一实施例，其中基材“S”的至少一个表面已清洁。在一状况下，输送器组件110B中的输送带170保持固定不动，且将真空施加至气室190，以将基材“S”固定于输送器组件110B中的支承表面192，而输送器组件110A中的输送带170则沿一方向或沿交替方向移动越过基材“S”的表面。在另一状况下，输送器组件110A中的输送带170保持固定不动，且将真空施加至气室190，以将基材“S”固定于输送器组件110A中的支承表面192，而输送器组件110B中的输送带170则沿一方向或沿交替方向移动越过基材“S”的表面。
在一实施例中，可经由清洁源组件162提供的刷式擦拭、静电或化学手段的组合，和/或经由来自流体源194供应的压力的，施加于输送带170各处的正差压(该正差压可引导洁净干空气经由输送带170的背侧而逐开微粒)来执行输送带170的清洁。任何收集的材料可手动地或经由利用负压排放管线(未图示)带离清洁站。在一实施例中，清洁源组件162耦接至流体源，该流体源适于引导流体(诸如气体)至输送器组件110A及110B其中一个中的输送带170表面。
参照图1，在一实施例中，输送器组件110A及110B沿堆迭方向对准，在两者之间形成间隙“G”，以接收、传送、反转及分配沿着基材传送方向A行进的基材。在一实施例中，输送器组件110A与110B之间形成的间隙“G”经预先设定以使得基材将仅接触输送器组件110A、110B和输送器组件110A、110B的输送带170，接触的输送带170係被定位为面朝上方向的输送带170。例如，当基材反转器系统100如图1所示定向时，基材104B将接触输送器组件110B中的输送带170(例如，面朝上方向)。如图1所示，输送器组件110A为面朝下配置。在一实例中，间隙“G”经设定为恰好足够大以使得具有标准厚度和翘曲的基材在定位于支承输送器组件(例如图1中的输送器组件110B)上时，不接触对面输送器组件中的输送带170(例如图1中的输送器组件110A)。此配置可有利于防止当基材装载于输送器组件110A与110B之间时，归因于基材的非支承表面的摩擦而产生微粒，且在反转工序期间，亦最小化归因于基材从一输送器组件传送到另一输送器组件时因重力而导致基材必须位移的距离而产生微粒。
在另一实施例中，输送器组件110A与110B之间的间隙“G”经预先设定以使得基材104B在反转工序期间将接触输送器组件110A及110B两者中的输送带170。例如，间隙“G”经设定成等于或恰小于可能最薄基材的标称距离，以确保输送带170和基材104B之间始终保持接触。在此配置下，通常期望使用由顺应材料(诸如聚胺酯发泡体)形成的输送带170。此输送器组件配置可藉由防止基材在反转工序期间偏移基材在输送器组件110A与110B之间的位置，而有利于最小化微粒产生及/或破坏易碎基材的可能性。
在又一实施例中，在反转工序的一或多个时期(诸如装载、反转、卸载)期间，藉由允许至少一个输送器组件110A、110B相对于另一输送器组件110B、110A移动，可调整输送器组件110A与110B之间形成的间隙“G”。在一实施例中，间隙调整致动器178(例如线性马达、气缸)耦接至输送器组件110A及110B中至少一个中的支承部件(例如支承板151及159)，且因此致动器178被配置成提供输送器组件110A与110B之间的相对移动，以调整两者之间形成的间隙“G”。此配置可藉由使输送器组件于反转工序的一或多个时期期间确实接触基材，而有利于最小化微粒产生及/或破坏易碎基材的可能性。在另一实施例中，可调整间隙配置有利于促进上文结合图13A及图13B论述的清洁工序的一或多个部分。
虽然上文是针对本发明的诸实施例，但是在不脱离本发明的基本范畴的情况下，可设计本发明的其他及另外实施例，且本发明的范围由以下权利要求决定。

Claims (15)

1.一种用于反转基材的设备，包括：
第一输送器组件，具有第一支承表面和安置于该第一支承表面上的第一输送带；
第二输送器组件，具有第二支承表面和安置于该第二支承表面上的第二输送带，其中所述第一支承表面相邻定位于所述第二支承表面上方以形成间隙；
至少一个第一致动器，耦接至所述第一输送带，以使得所述第一输送带可相对于所述第一支承表面定位；
至少一个第二致动器，耦接至所述第二输送带，以使得所述第二输送带可相对于所述第二支承表面定位；及
反转致动器，耦接至所述第一输送器组件和所述第二输送器组件，且适于以面朝上或面朝下方向来定向所述第一输送器组件中的所述第一支承表面和所述第二输送器组件中的所述第二支承表面。
2.如权利要求1所述的设备，进一步包括：
流体源；及
所述第一支承表面和所述第二支承表面各自进一步包括：形成于表面中的多个孔，其中所述流体源经由所述多个孔与所述第一输送带或所述第二输送带流体连通。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述第一输送带或所述第二输送带包括多孔材料，该多孔材料允许气体从所述第一输送带或所述第二输送带的一侧流至一相对侧。
4.如权利要求1所述的设备，进一步包括：整合式输送带清洁系统，该系统包括：
流体源；
清洁装置，具有一或多个孔，该一或多个孔被定位为引导流体从所述流体源输送到所述第一输送带或所述第二输送带的表面。
5.一种用于反转基材的方法，包括以下步骤：
将具有表面的基材以面朝下方向定位于系统输送器上；
将所述基材从所述系统输送器传送到第一输送器组件中的多孔输送带的第一表面；
藉由施加真空至所述多孔输送带的第二表面，限制所述基材的所述表面抵向所述多孔输送带的第一表面；
藉由旋转第一输送器组件，将所述基材的所述表面重新定向成面朝上方向；及
在重新定向所述基材之后，将该基材安置于第二输送器组件中的多孔输送带的第一表面上。
6.如权利要求5所述的方法，其中传送所述基材的步骤进一步包括以下步骤：当所述基材最先接触所述多孔输送带的所述第一表面时，将所述多孔输送带的速度调整成匹配所述基材的速度。
7.如权利要求5所述的方法，进一步包括以下步骤：调整形成于第一输送器组件中的所述多孔输送带与第二输送器组件中的所述多孔输送带之间的间隙。
8.一种用于反转基材的方法，包括以下步骤：
将具有第一基材表面的基材以面朝下方向定位于第一输送器组件与第二输送器组件之间形成的间隙中，其中当所述基材定位于所述间隙中时，所述第一基材表面接触所述第一输送器组件中含有的输送带的第一表面；
重新定向所述第一输送器组件和所述基材，以使得所述第一基材表面呈面朝上方向；及
在重新定向所述基材之后，将所述基材安置于所述第二输送器组件中的输送带的第一表面上。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤：在重新定向所述第一输送器组件之前，藉由施加真空至所述输送带的第二表面，限制所述基材的所述表面抵向所述第一输送器组件中的所述输送带的所述第一表面。
10.如权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤：在将所述基材定位于所述间隙中之后，调整形成于所述第一输送器组件与所述第二输送器组件之间的所述间隙。
11.如权利要求8所述的方法，其中当所述基材定位于所述间隙中时，所述第一基材表面接触所述第一输送器组件中含有的所述输送带的第一表面，且第二基材表面接触所述第二输送器组件中含有的所述输送带的所述第一表面。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：
藉由施加真空至所述输送带的第二表面，限制所述基材的所述表面抵向所述第一输送器组件中的所述输送带的所述第一表面；及
藉由相对于所述第一输送器组件中含有的所述输送带移动所述第二输送器组件中的所述输送带，清洁所述基材的表面。
13.如权利要求8所述的方法，进一步包含以下步骤：藉由以大体相同的相对速度，移动所述第一输送器组件中含有的所述输送带和所述第二输送器组件中含有的所述输送带，自所述第一输送器组件与所述第二输送器组件之间的一位置传送所述基材。
14.如权利要求8所述的方法，其中当所述基材定位于所述间隙内时所述基材沿着移动的路径是平行于第一传送方向的，且当所述基材被重新定向时所述基材绕着旋转的旋转轴也平行于所述第一传送方向。
15.如权利要求8所述的方法，其中当所述基材定位于所述间隙内时所述基材沿着移动的路径是平行于第一传送方向的，且当所述基材被重新定向时所述基材绕着旋转的旋转轴大体上与所述基材的中线一致且垂直于所述第一传送方向。
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