CN102554937A - 搬运机械手及搬运装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于搬运大面积基板的搬运机械手及搬运装置,所述搬运机械手包括:承载臂和位于所述承载臂表面的防热外壳,且所述防热外壳的厚度范围为:0.001mm~0.3mm。优选地,所述承载臂的表面上或者所述防热外壳与所述承载臂接触的表面上设置有1个或多个突出部。本发明还提供了一种包括上述搬运机械手的搬运装置。本发明采用了防热外壳,使得搬运机械手能在高温环境下仍然准确工作,且即使长时间位于高温环境中,也不会使搬运机械手变形;此外,采用厚度为0.001mm~0.3mm的防热外壳,还可以进一步降低搬运机械手的重量,减小搬运机械手的体积,且降低搬运的成本。

Description

搬运机械手及搬运装置
技术领域
本发明涉及一种机械搬运装置,特别涉及一种用于搬运大面积基板的搬运机械手及搬运装置。
背景技术
在薄膜太阳能电池的制备领域中,基板需要用搬运机械手进行传输,且基板的面积多在0.7平方米以上,基板的材质多为玻璃。图1示出了现有的一种薄膜太阳能电池的制造设备。如图1所示,所述薄膜太阳能电池的制造设备,包括:基板装载台1、基板卸载台2、处理腔室3、真空传输腔室4和搬运装置,其中:搬运装置设置在所述真空传输腔室4内,用于将基板从基板装载台1搬运到处理腔室3,再将处理后的基板从处理腔室3搬运到基板卸载台2。所述搬运装置包括:转台5、滑轨6和搬运机械手7,其中:所述滑轨6位于所述转台5上,所述搬运机械手7位于所述滑轨6上,所述搬运机械手7沿滑轨6进行滑动以执行所述搬运动作,所述转台5用于旋转所述搬运机械手7以配合所述搬运动作。
众所周知,经过处理腔室进行处理后的基板温度较高,若搬运这样较高温度的基板,则将导致搬运机械手被加热。当搬运机械手的温度长时间处于高温时,便会发生形变。如果搬运机械手发生较大形变,显然会影响到传输的精确性,尤其是在薄膜太阳能电池的制备领域中,一个搬运机械手包含若干机械臂以分别向各个处理腔同时传输待处理的或者处理完的基板,传输位置稍有误差,就有可能导致基板的碰撞破损等,从而搬运机械手无法完成搬运基板的任务。
为了保证搬运机械手在高温环境中正常工作,现有技术给出了设置热反射板的解决方案,如:在专利号为6298684的美国专利申请中,提出在搬运装置的搬运臂的外围设置有不锈钢板,以保证传输臂在高温的环境中能正常工作;而在专利号为5489192的美国专利申请中,提出在传输臂面向发热源的一侧设置热反射板,以防止热传输臂异常升温。
但是上述解决方案主要是用于解决半导体制造领域中面积和重量都比较小且对传输的精度要求也不是很高的晶片传输,若适用于薄膜太阳能电池制备领域中大面积基板的传输时,则存在以下问题:热反射板采用的材质多是不锈钢,因此防热效果不是很理想;热反射板的厚度比较厚,使得搬运机械手的重量大、体积大,搬运成本也明显提高。
发明内容
本发明解决的问题是:提供一种能有效防止其自身因受热变形的搬运机械手及搬运装置,同时减小搬运机械手的重量和体积,降低搬运的成本。
为解决上述问题,本发明提供了一种搬运机械手,用于搬运大面积基板,包括:承载臂和位于所述承载臂表面的防热外壳,且所述防热外壳的厚度范围为:0.001mm~0.3mm。
可选地,所述大面积基板是指面积为0.7平方米以上的基板。
可选地,所述防热外壳的厚度范围为:0.007mm~0.1mm。
可选地,所述防热外壳为铝箔。
可选地,所述防热外壳通过耐高温胶粘贴在所述承载臂的表面。
可选地,所述耐高温胶包括有机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶或聚酰亚胺胶中的一种或几种的组合。
可选地,所述防热外壳通过耐高温丝绑缚在所述承载臂的表面。
可选地,所述耐高温丝包括:铝丝、不锈钢丝或炉丝。
可选地,所述防热外壳与所述承载臂通过螺钉进行固定。
可选地,所述防热外壳包覆所述承载臂的各个表面。
可选地,所述承载臂的表面上或者所述防热外壳与所述承载臂接触的表面上设置有1个或多个突出部。
可选地,所述突出部均匀分布在所述承载臂的表面上或者所述防热外壳与所述承载臂接触的表面上。
可选地,所述突出部与所述防热外壳或者与所述承载臂点接触。
可选地,所述突出部的材质与所述承载臂的材质或者与所述防热外壳的材质相同。
可选地,所述突出部的材质为绝热材料。
可选地,所述突出部的材质为耐高温陶瓷。
可选地,所述搬运机械手能够从处理室中搬运基板,每个所述处理腔室具有至少两个子处理室,所述承载臂具有至少两层,所述承载臂的层数与所述子处理室的个数相等。
为解决上述问题,本发明还提供了一种包括上述搬运机械手的搬运装置。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1)所述防热外壳的设置,使得搬运机械手能在高温环境下仍然准确工作,且即使长时间位于高温环境中,也不会使搬运机械手变形。
2)与现有技术相比,采用厚度范围为0.001mm~0.3mm的防热外壳,可以进一步降低搬运机械手的重量,减小搬运机械手的体积,且降低了搬运的成本。
3)所述防热外壳的材质为铝箔,与不锈钢相比,铝箔的密度和比热更小,从而质量更轻、防热效果更好。
4)所述防热外壳既可以通过耐高温胶粘贴在所述承载臂的表面,也可以通过螺钉固定在所述承载臂的表面,还可以通过耐高温丝绑缚在所述承载臂的表面,使所述防热外壳更加牢固地设置在各个承载臂的表面上。
5)所述防热外壳包覆所述承载臂的各个表面,以增强防热效果。
6)所述搬运机械手能够从处理室中搬运基板,每个所述处理腔室具有至少两个子处理室,所述承载臂具有至少两层,所述承载臂的层数与所述子处理室的个数相等,从而提高了搬运机械手的批量处理能力,提高搬运效率。
7)在所述承载臂的表面上或者在所述防热外壳与承载臂接触的表面上设置1个或多个突出部,从而使得承载臂的受热影响更小。
8)所述突出部与所述防热外壳或者所述承载臂点接触,以使得从防热外壳传到承载臂上的热更少。
9)所述突出部均匀分布在所述承载臂的表面上或者所述防热外壳与承载臂接触的表面上,以使得搬运机械手的防热效果均匀。
10)所述突出部的材质可以与所述承载臂的材质或者与所述防热外壳的材质相同,也可以与所述承载臂的材质或者与所述防热外壳的材质不同。优选地,所述突出部的材质为耐高温陶瓷等绝热材料,以使得从防热外壳传到承载臂上的热更少。
附图说明
图1是现有技术中薄膜太阳能电池的制造设备的结构示意图;
图2是本发明实施例1中薄膜太阳能电池的制备设备的结构示意图;
图3是沿图2中A-A方向的截面示意图;
图4是图2中搬运装置的右视图;
图5是本发明实施例2中一种搬运机械手的结构示意图;
图6是图5中承载臂的俯视图;
图7是本发明实施例2中另一种搬运机械手的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述,现有技术中搬运机械手的温度长时间处于高温时,便会发生形变。如果搬运机械手发生较大形变,显然会影响到传输的精确性,且可能导致基板的碰撞破损等,从而搬运机械手无法完成搬运基板的任务。
因此,在薄膜太阳能电池的制备中,为防止上述缺陷的产生,本发明提供了一种用于搬运大面积基板的搬运机械手,包括:承载臂和位于所述承载臂表面的防热外壳,且所述防热外壳的厚度范围为:0.001mm~0.3mm。
本发明中所述大面积基板是指面积为0.7平方米以上的基板。
为防止上述缺陷的产生,本发明还提供了一种包括上述搬运机械手的搬运装置。
本发明中所述防热外壳的设置,使得搬运机械手能在高温环境下仍然准确工作,且即使长时间位于高温环境中,也不会使搬运机械手变形;此外,所述防热外壳的厚度范围为0.001mm~0.3mm,还可以进一步降低搬运机械手的重量,减小搬运机械手的体积,且降低了搬运的成本。
下面结合附图分别进行详细说明。
实施例1
本实施例提供了一种搬运装置,如图2所示,所述薄膜太阳能电池的制造设备,包括:基板装载台11、基板卸载台12、处理腔室13、真空传输腔室14和搬运装置,其中:搬运装置设置在所述真空传输腔室14内,用于将基板从基板装载台11搬运到处理腔室13,再将处理后的基板从处理腔室13搬运到基板卸载台12。所述搬运装置包括:转台15、滑轨16和搬运机械手,其中所述滑轨16位于所述转台15上,所述搬运机械手位于所述滑轨16上,所述搬运机械手沿所述滑轨16进行滑动以执行所述搬运动作,所述转台5用于旋转所述搬运机械手7以配合所述搬运动作。具体地,在本发明的某些其他实施方式中,所述转台5可以通过旋转所述滑轨以旋转所述搬运机械手。
沿图2中A-A方向得到的截面示意图如图3所示,图2中搬运装置的右视图如图4所示,结合图2、图3和图4,本实施例的搬运机械手包括:承载臂17c、固定臂17b和位于所述承载臂17c表面的防热外壳17a。所述承载臂17c用于承载基板,在本发明的具体实施方式中,所述承载臂17c包括至少两个臂设置在同一水平面上;所述固定臂17b用于固定所述承载臂17c。
每所述处理腔室具有至少两个堆叠设置的子处理室,所述承载臂17c具有至少两层,所述承载臂17c的层数与所述子处理室的个数相等,从而提高了搬运机械手的批量处理能力,提高搬运效率。
为了提高基板的处理效率,本实施例处理腔室13采用了堆叠状,即处理腔室13包括四个子处理室,每个子处理室处理一块基板,这样每个处理腔室13可同时处理四块基板,三个处理腔室可同时处理十二块基板。相应地,本实施例中的承载臂17c具体为四层,其在搬运基板时,可在每层分别放置一块基板,进而将承载臂17c中每层的基板放置在处理腔室13的对应子处理室中。此时,所述防热外壳17a通过耐高温胶粘贴在所述承载臂17c的每个表面上。
本实施例承载臂17c的材质为聚合材料,该材质随着温度的升高,其硬度变得越来越差。因此,本实施例在所述承载臂17c的表面设置了防热外壳17a,该防热外壳17a的材质为铝箔,铝箔能反射热能,从而阻止承载臂17c升温。在本发明的其他实施例中,还可以在所述固定臂17b的表面也设置防热外壳。
所述防热外壳17a的厚度的取值范围为0.001mm~0.3mm,优选地,所述防热外壳17a的厚度范围为:0.007mm~0.1mm。本实施例中防热外壳17a的厚度具体为0.001mm、0.005mm、0.007mm、0.008mm、0.009mm、0.1mm、0.015mm、0.02mm、0.025mm或0.3mm。与现有技术中的不锈钢防热板相比,本实施例中的防热外壳17a的厚度为0.001mm~0.3mm,搬运机械手的体积减小;铝箔的密度为2.702g/cm3,不锈钢的密度约为7.85g/cm3,从而搬运机械手的重量会大大降低;铝箔的比热约为0.088KJ/Kg·℃,不锈钢的比热约为0.45KJ/Kg·℃,从而铝箔的散热性更好,因此本实施例中防热外壳17a在保证承载臂17c受热不变形的同时,具有薄、轻、节省空间的优点。
本实施例中所述防热外壳17a通过耐高温胶粘贴在所述承载臂17c的表面上,且所述防热外壳17a包覆所述承载臂17c的各个表面,这样即使整个承载臂17c受热,也能很好的防止其变形。此外,由于所述防热外壳17a包覆所述承载臂17c的各个表面,因此本发明的所述承载臂17c的材质可以有更多的选择,优选地,可以选择碳纤维材料,从而使得所述承载臂17c除具较轻的特性外,还比较容易加工成形。所述耐高温胶可选用:有机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶或聚酰亚胺胶中的一种或几种的组合,但本发明并不限于此,由于在薄膜太阳能电池的制备领域中处理后的基板温度范围为100℃~200℃,因此只要是能在200℃的环境中正常工作,且能够将防热外壳17a牢固地粘贴在承载臂的表面上的任一耐高温胶都不脱离本发明的精神。
在本发明的另一个实施例中,所述防热外壳与所述承载臂通过螺钉进行固定。
本实施例通过耐高温胶将所述防热外壳17a粘贴在所述承载臂17c的各个表面上,由于承载臂17c的表面比较大,因此防热外壳17a与承载臂17c的接触面积比较大,这样就可以保证防热外壳17a稳固地固定在承载臂17c的表面上。
需要说明的是,在本发明的其他实施例中,所述每个处理腔室包括的子处理室的数量可以具体为三个或其它自然数个,相应地,承载臂的层数等于所述每个处理腔室包括的子处理室的数量,故在此不应限制承载臂的具体层数,其层数越多,基板的搬运能力和处理效率越高。
本发明的搬运装置并不限于上述的搬运装置,只要是包括本实施例中的搬运机械手的搬运装置,都在本发明的保护范围内。
实施例2
本实施例的搬运机械手包括:承载臂和位于所述承载臂表面的防热外壳。
本实施例的承载臂为单层,每次可搬运一块基板。
本实施例承载臂的材质为聚合材料,该材质随着温度的升高,其硬度变得越来越差。因此,本实施例在所述承载臂的表面设置了防热外壳,该防热外壳的材质为铝箔,铝箔能反射热能,从而阻止承载臂升温。
所述防热外壳的厚度的取值范围为0.001mm~0.3mm,优选地,所述防热外壳的厚度范围为:0.007mm~0.1mm。本实施例中防热外壳的厚度具体为0.001mm、0.004mm、0.007mm、0.0085mm、0.0095mm、0.1mm、0.018mm、0.022mm、0.026mm或0.3mm。与现有技术中的不锈钢防热板相比,本实施例中的防热外壳的厚度为0.001mm~0.3mm,搬运机械手的体积减小;铝箔的密度为2.702g/cm3,不锈钢的密度约为7.85g/cm3,从而搬运机械手的重量会大大降低;铝箔的比热约为0.088KJ/Kg·℃,不锈钢的比热约为0.45KJ/Kg·℃,从而铝箔的散热性更好,因此本实施例中防热外壳在保证承载臂受热不变形的同时,具有薄、轻、节省空间的优点。
本实施例与实施例1的最大不同在于,本实施例中所述防热外壳通过耐高温丝绑缚在所述承载臂的表面,所述耐高温丝包括:铝丝、不锈钢丝或炉丝等。需要说明的是,本发明并不限于此,只要是能在200℃的环境中正常工作,且能够将防热外壳牢固地绑缚在承载臂的表面上的任一耐高温丝都不脱离本发明的精神。
为了减小承载臂的受热影响,且为了增加绑缚的稳固性,本实施例还在承载臂的表面上设置了20个突出部,参见图5和图6,其中:承载臂21的上表面和下表面分别设置6个突出部22,前表面、后表面、左表面和右表面分别设置2个突出部22,且突出部22尽可能均匀地分布在承载臂21的每个表面上,防热外壳23与突出部22接触。本实施例中突出部22全部为同一尺寸的半球体,这样突出部22与防热外壳23就会实现点接触,当防热外壳23温度升高时,由于防热外壳23与承载臂21的接触面积很小,因而对承载臂21的影响会很小。为了实现突出部22与防热外壳23的点接触,本实施例中突出部22的形状还可以选用锥形等。需要说明的是,在本发明中,突出部的数量、形状和分布是不受限制的。在本发明其他的实施例中,如:突出部可以仅在承载臂的部分表面设置突出部;突出部也可以在承载臂的表面上非均匀排布;突出部的形状可以为半球体、锥形、柱形、针形等等;突出部的数量可以为1个或多个;突出部的数量为多个时,分布在每个承载臂表面上的突出部的形状可以相同,也可以不同,甚至同一表面上的突出部的形状也可以不同。优选地,所述突出部与所述防热外壳点接触,以减小承载臂与防热外壳的接触面积,最终使得从防热外壳传到承载臂上的热更少。优选地,所述突出部在所述承载臂上均匀分布,以使得搬运机械手的防热效果均匀。
本实施例中所述突出部22的材质与所述承载臂21的材质相同,所述突出部22与所述承载臂21为一体,或者所述突出部22通过粘贴方式或者机械方式固定在所述承载臂21的表面上。
在本发明的另一个实施例中,所述突出部并不是设置在所述承载臂的表面上,而是设置在所述防热外壳与所述承载臂接触的表面上,参见图7,其中:突出部22也为半球体,突出部22全部设置在所述防热外壳23上,承载臂21与突出部22点接触。此时,突出部22的材质与所述防热外壳23的材质相同。所述突出部22与所述防热外壳23为一体,或者所述突出部22通过粘贴方式或者机械方式固定在所述防热外壳23与所述承载臂21接触的表面上。
需要说明的是,突出部设置在承载臂的表面与突出部设置在防热外壳上的效果相同,都是为了减小防热外壳与承载臂的接触面积,从而使得承载臂的受热影响更小。
本实施例还提供了一种包括上述搬运机械手的搬运装置。
实施例3
本实施例的搬运机械手包括:承载臂和位于所述承载臂表面的防热外壳。
本实施例中的承载臂呈叉状排列,具体为十层,其在搬运基板时,可在每层分别放置一块基板,从而提高了搬运的效率。
所述防热外壳的厚度的取值范围为0.001mm~0.3mm,优选地,所述防热外壳的厚度范围为:0.007mm~0.1mm。本实施例中防热外壳的厚度具体为0.001mm、0.0025mm、0.007mm、0.008mm、0.009mm、0.1mm、0.016mm、0.020mm、0.026mm或0.3mm。与现有技术中的不锈钢防热板相比,本实施例中的防热外壳的厚度很薄,搬运机械手的体积减小;铝箔的密度为2.702g/cm3,不锈钢的密度约为7.85g/cm3,从而搬运机械手的重量会大大降低;铝箔的比热约为0.088KJ/Kg·℃,不锈钢的比热约为0.45KJ/Kg·℃,从而铝箔的散热性更好,因此本实施例中防热外壳在保证承载臂受热不变形的同时,具有薄、轻、节省空间的优点。
本实施例中所述防热外壳也是通过耐高温丝绑缚在所述承载臂的表面,进而本实施例中也是在所述承载臂的每个表面上均匀地设置了多个突出部,且所述突出部与所述防热外壳点接触。与实施例2不同的是,本实施例中所述突出部的材质与所述承载臂的材质不同,所述突出部的材质为绝热材料,如:耐高温陶瓷等。此时,突出部就不能与承载臂一体制造,所述突出部只能是通过粘贴方式或者机械方式固定在所述承载臂的表面上。由于突出部的绝热效果,此时防热外壳受到的热,更不容易传到承载臂上,增强了搬运机械手的耐热性能。
在本发明的另一个实施例中,所述防热外壳通过耐高温丝绑缚在所述承载臂的表面,此时在所述防热外壳与所述承载臂接触的表面上均匀地设置了多个突出部,所述突出部与所述承载臂点接触,突出部的材质与与所述防热外壳的材质不同,且所述突出部是通过粘贴方式或者机械方式固定在所述防热外壳与所述承载臂接触的表面上。
本实施例还提供了一种包括上述搬运机械手的搬运装置。
虽然本发明己以较佳实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (18)

1.一种搬运机械手,用于搬运大面积基板,包括:承载臂,其特征在于,还包括:位于所述承载臂表面的防热外壳,且所述防热外壳的厚度范围为:0.001mm~0.3mm。
2.根据权利要求1所述的搬运机械手,其特征在于,所述大面积基板是指面积为0.7平方米以上的基板。
3.根据权利要求1所述的搬运机械手,其特征在于,所述防热外壳的厚度范围为:0.007mm~0.1mm。
4.根据权利要求1或3所述的搬运机械手,其特征在于,所述防热外壳为铝箔。
5.根据权利要求1所述的搬运机械手,其特征在于,所述防热外壳通过耐高温胶粘贴在所述承载臂的表面。
6.根据权利要求5所述的搬运机械手,其特征在于,所述耐高温胶包括有机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶或聚酰亚胺胶中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的搬运机械手,其特征在于,所述防热外壳通过螺钉固定在所述承载臂上。
8.根据权利要求1所述的搬运机械手,其特征在于,所述防热外壳通过耐高温丝绑缚在所述承载臂的表面。
9.根据权利要求8所述的搬运机械手,其特征在于,所述耐高温丝包括:铝丝、不锈钢丝或炉丝。
10.根据权利要求5或7或8所述的搬运机械手,其特征在于,所述防热外壳包覆所述承载臂的各个表面。
11.根据权利要求1所述的搬运机械手,其特征在于,所述承载臂的表面上或者所述防热外壳与所述承载臂接触的表面上设置有1个或多个突出部。
12.根据权利要求11所述的搬运机械手,其特征在于,所述突出部均匀分布在所述承载臂的表面上或者所述防热外壳与所述承载臂接触的表面上。
13.根据权利要求11所述的搬运机械手,其特征在于,所述突出部与所述防热外壳或者与所述承载臂点接触。
14.根据权利要求11所述的搬运机械手,其特征在于,所述突出部的材质与所述承载臂的材质或者与所述防热外壳的材质相同。
15.根据权利要求11所述的搬运机械手,其特征在于,所述突出部的材质为绝热材料。
16.根据权利要求15所述的搬运机械手,其特征在于,所述突出部的材质为耐高温陶瓷。
17.根据权利要求1所述的搬运机械手,其特征在于,所述搬运机械手能够从处理室中搬运基板,每个所述处理腔室具有至少两个子处理室,所述承载臂具有至少两层,所述承载臂的层数与所述子处理室的个数相等。
18.一种包括权利要求1至17中任一项所述的搬运机械手的搬运装置。
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