CN102596522A - 用于堆叠或运输大量平整的基质的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于堆叠大量硅晶片的装置具有直立的用于容纳大量硅晶片的机械载体，其中，硅晶片在机械载体中设置在水平的位置中。该装置具有三个相同的用于在其中引入一些硅晶片的装载箱。机械载体也具有用于装载箱的容纳装置，其中，装载箱具有用于将硅晶片堆叠式地放于其上的下部的承载面，以及大致垂直于此伸延的背侧。装载箱这样构造，使得与背侧相对的侧面以及上侧是可自由接近的。

Description

用于堆叠或运输大量平整的基质的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于堆叠或用于运输大量平整的基质(Substrate)(尤其如用于太阳能电池制造的硅晶片)的装置。此外，本发明涉及一种用于将大量平整的基质的总量引入这种装置中的方法。
背景技术
通常，用于太阳能电池制造的硅晶片在从硅块中锯开(Zersaegen)后在与载体剥离(Abloesen)后被保持在带有水或工艺溶液的池中。然后其由手取出，例如以大约50至100块的分量(Untermenge)，并且被置入机械载体(Maschinencarrier)中。在此，其在水平的位置中被引入。机械载体然后被竖直向下地沉入水池中并且借助于自动的取出器件(Abnahmemittel)、例如带，单独的基质然后被从机械载体中取出并且被供给给另外的加工、尤其最终的净化。在此，还实现了基质彼此间的尽可能完全的分离。在此被认为有问题的是，晶片由手来抓取并且置入机械载体中。在此存在非常敏感的晶片的损伤的危险。
发明内容
本发明的目的在于提出开头提到的一种装置以及一种相应的方法，利用其可避免现有技术的缺点，并且尤其地，基质到机械载体中的适用的、节省材料的和可靠的引入是可能的。
该目的通过带有权利要求1的特征的一种装置以及带有权利要求13的特征的一种方法来实现。本发明的有利的以及优选的设计方案为另外的权利要求的内容并且接下来详细地来阐述。接下来提到的特征中的一些仅为本装置或者仅为本方法来列举。但是，其应独立于此能够不仅适用于本装置而且适用于本方法。通过明确的参考说明书的内容形成权利要求的说法。
设置成，该装置具有直立的机械载体用于容纳作为总量的大量平整的基质。其例如可为直至1000个这种基质。该基质在机械传送带中那么处于水平位置中。
根据本发明，该装置具有至少一个装载箱(Beladekassette)或有利地两个装载箱(尤其相似的或相同的)，基质的总量的分量可被引入到其中。其例如可为总量的大约四分之一或三分之一。机械载体具有用于装载箱的容纳装置，以便将其与在其中的基质一起紧固在机械载体中。装载箱这样来构造，使得其具有下部的承载装置，基质可平放或堆叠到其上。此外，它具有大致垂直于此伸延的背侧(Rueckseite)，其将基质在该方向上保持为竖直的堆的形式。装载箱这样构造，使得与背侧相对的侧面以及上侧是可自由接近的，即尤其不具有壁、支架等。
因此，利用根据本发明的装置可能将较小的数量的基质、例如提到的100块引入装载箱中，其中，例如三次100块可被放入装载箱中。对此，装载箱可能甚至能够被浸入池中，基质位于其中，使得对于它们的机械负载以及手操纵是特别有利的。在填充装载箱的相应的量之后，其被引入机械载体中，使得最终基质以精确地规定的取向或位置位于机械传送带中。其有利地可这样实现，即装载箱首先被从下向上引入。即不必要用手来操纵整个机械载体或者将其引入带有在其中的基质的池中。
在本发明的设计方案中，装载箱或承载装置的基面(基质可放置到其上)不比基质的面本身大很多。由此，机械载体也仅需要不显著地或者根本完全不比之前更大地来构造。这主要涉及宽度。因此，装载箱不仅可利用略微修改的、已经存在的机械传送带来使用，而且除容纳装置以外，其在机械载体处也不引起太过提高的费用。
机械载体例如可构造用于相叠地容纳两个或有利地三个装载箱，可能地也可四个至六个这种装载箱。这也取决于基质的总量或其总重量。划分应这样实现，使得带有为其设置的数量的基质的装载箱仍可良好地由操作人员用手来移动，用于置入机械载体中。
机械载体中的装载箱应仅占据这样多的空间，使得用于基质堆的最上面的基质的分离或取出的取出器件可接合到或移入最上面的装载箱中。这样的取出器件有利地如通常的或如已知的那样来构造，尤其构造为用于通过抽吸取出基质的带。
在装载箱处的承载装置可这样构造，使得其在本发明的设计方案中形成面，尤其大致连续的(durchgaengig)面。该面可以是为了更好的稳定性而成型。替代地，承载装置具有两个在左侧和右侧处延伸的、带有在其之间连续的凹口的承载面。承载面相应地设置在侧向支架(Seitentraeger)处，其那么引起了承载装置或装载箱在该区域中的基本稳定性。所提到的凹口可具有装载箱的宽度的至少35％、优选地更多一些，例如50％至70％。此外，其可具有至少基质的深度的深度，有利地甚至更大一些。凹口具有该优点，即之后在从上面从机械载体中取出各个基质时，所提到的取出器件可固定地放置并且可以这样说接合到机械载体中，并且其被缓慢地向上移动，以便相应地将基质带到取出器件的下侧处。在此，取出器件然后可借助于凹口穿过机械载体中的装载箱，使得如果它是空的，那么其不必被取出。
为了提高所提到的侧向支架的稳定性，其可在其纵向上成型。对此，其可单次地或多次地弯曲为单次的或多次的U型面。所提到的承载面例如可形成在指向上的或处于上部的中间支脚(Zwischenschenkel)上，中间支脚在两个U形支脚之间伸延并且连接它们。如果在左边和右边为基质设置有两个这种略微扩展的承载面，从而使得在此之间可存在凹口，则在本发明的一种简单的设计方案中被认为是足够的。这种侧向支架可向外在装载箱的宽度上被引出成水平的支脚作为一种轨道。该支脚那么可在机械载体中驶入相应的、水平的切口状的容纳装置中，用于固定在其中的装载箱。
在本发明的另外的设计方案中，在装载箱处设置有侧向支座(Seitenstuetze)，其将其背侧与承载装置的外侧相连接。其例如可构造成侧壁，侧壁有利地具有背侧的整个高度，但是不是强制地被引导直至完全向前，即往回移一些。这样的侧向支撑可改善装载箱的稳定性或使在承载面与背侧之间的有角的布置稳定。此外，其可引起基质在装载箱中的侧向上精确的定位。朝向背侧，有利地同样设置有挡块，其例如可直接布置在背侧处，尤其靠近外侧。这种侧壁可以是连续的，而或者也可具有凹口。
在本发明另外的设计方案中，背侧以从承载装置或堆叠在其上的基质离开的方式弯曲或拱曲。该拱曲可相对强烈地来构造并且例如具有装载箱的宽度的四分之一至三分之一。通过向后的拱曲，一方面如之前所描述的那样，可实现向外取出基质可驶入装载箱中。此外，如果该向后的拱曲的区域向下开放，则可实现，破碎的基质可向下脱出并且与分离的基质隔开。
有利地可设置成，背侧具有至少一个开口、特别有利地多个水平的切口状的开口。它有利地可在它的基本的宽度上延伸，可能也可被分开一次。多个这种切口状的开口基本上可在背侧的整个高度上设置。该开口用于将断裂的基质或其单个部分向后从装载箱中并且因此从机械载体中移除。
为了更好的操作，装载箱在背侧处的至少一侧处、优选地靠近外侧左边和右边具有抓握装置(Griffvorrichtung)。其例如可构造成竖直伸延的抓握杆，这对于保持或操作重的装载箱是特别好的。
在本发明的改进方案中可设置有锁止装置，以便在置入机械载体中之后紧固或锁止装载箱。这种锁止装置有利地这样构造，使得其可利用手指不用消耗大力地来操纵，尤其用于锁止。对此，其例如可靠近之前所描述的抓握装置设置，例如对于竖直的抓握杆在其上部的区域中。那么在抓住抓握装置时可引起锁止。
在机械载体处的容纳装置可有利地可调节地或高度可移动地来构造。那么，机械载体可匹配不一样大的或高的装载箱。
在本发明的另外的设计方案中可设置成，在机械载体的侧面处(其与装载箱的引入侧面相对，即在打开的侧面处)设置有至少一个保持元件(Rueckhalteelement)。有利地，其竖直地伸延。保持元件用于在置入带有基质的装载箱时阻止向前的、即在置入方向上的脱出。
机械载体有利地可如已知的那样来构造，即大体由下部的板和上部的板构成，板通过侧壁以及侧向的保持杆来连接。所提到的用于将装载箱引入机械载体的引入侧以及相对的侧面(基质在其处被取出)有利地为基本自由的。
为了减小重量，装载箱有利地可由纤维强化的塑料制成。这可能也使制造容易。多件式的装载箱壳可通过多个零件的粘合或拧紧来制造。
这些和另外的特征除了来自于权利要求之外也来自于说明书和附图，其中，各个特征相应可单独地或者多个以子组合的形式在本发明的实施形式中和在其它领域来实现，并且有利地以及可示出本身能够保护的实施方案，这里对其要求保护。该申请划分成各个段落以及中间标题不在其普遍性方面限制在其下所做出的陈述。
附图说明
本发明的实施例在附图中示意性地示出并且接下来详细地来阐述。在附图中：
图1显示了简化示出的装载箱的倾斜视图，
图2显示了多个装载箱置入机械载体中的侧视图，
图3显示了特别构造的装载箱从斜上方的视图，
图4显示了图3的装载箱从斜向后和上方的视图，
图5显示了根据本发明的带有机械载体(类似于图2，三个装载箱置入其中)的装置从斜后方的视图，
图6从斜前方显示了带有相应地放下到装载箱上的基质的图5的布置以及
图7显示了在装载装置中经少许修改的装载箱。
具体实施方式
在图1中以简单的形式示出了装载箱11，其大致有角度地来构建。它具有下部的承载面13，其如这里所示，在最简单的情况中简单地连续地来构造。其以待容纳的基质的形式相应地直角地或方形地来构造。装载箱11具有直角的并且伸延至此的背侧15，其构造成一种连续的壁。此外，设置有两个短的侧壁16a和16b，其附加地一方面引起承载面13与背侧15的更好的且更稳定的连接。此外，它用作用于放入装载箱11中的基质的侧向的挡块，其大致具有承载面13的面积或至少宽度。后部的挡块由背侧15本身形成。
侧壁16a和16b还可被进一步向上拉，可能直至承载面13的前侧。由此，一方面得到稳定化的效果的改善。此外，由此也改善了用于基质的侧向的挡块的效果。还可能倾斜地伸延地构造这样的侧壁。
在图2中示出了根据图1的装载箱11如何装载以大量平整的基质20。基质20实际上直接彼此相叠地放置并且有利地是用于制造太阳能电池的硅晶片，例如带有156mm x 156mm的尺寸。基质20的之前提到的分量引入装载箱11中，或基质20堆放在承载面13上。可辨识出的是，基质20的堆叠近似仅仅占据装载箱11的一半高度，或者直至能够引入两倍这么多的基质20。但是通常应，如开头已阐述的那样，还已经由于装载箱11和基质20的总重量的原因不发生这样的完全的填塞。
在图2中示出了机械载体22，如其本身原理上所已知的那样。下部的承载板24a和上部的承载板24b通过侧向件26a和26b来连接并且形成一种框架，其在图2中为向左和向右完全打开的。
两个装载箱11已经引入机械载体的下部的区域中并且被保持在其中。对此，例如可在侧向件26a和26b的内侧处设置有突出的鼻部、引导部、滑轨等。装载箱11插入这么多，使得其在左边利用侧壁16贴靠在侧向件26的后部的侧棱处。不仅承载面13而且主要基质20向右突出。
机械载体22可在装载有装载箱11并因此装载有基质20之后被移动向锁止装置(其单独取出基质20并且单独地继续运输用于另外的加工)。在简单的情况中，其可以是在竖直方向上向下下沉，有利地沉入水池中。这里示意性示出的取出器件那么可以以抽吸输送带28的形式来使用。其比两个侧向件26a与26b之间的间距更窄并且因此伸入机械载体22中。其可被向下下沉到基质20处，替代地，带有基质的机械载体22相应地可被移动到抽吸输送带28处。
如果装载箱11的所有的基质20被取出，则或者装载箱11必须被移除，由此承载面13使抽吸输送带28能够继续移动至下一个更深的基质20堆。替代地，机械载体22或者抽吸输送带28被相应地移动。再次根据另外的替代的设计方案，在承载面13中对应于图1设置有中间的凹口，其在根据图3和4的其它实施例中被示出和描述。
抽吸输送带28单独取出基质20并且然后将其平放到在此之下伸延的分离带29上。但是这原理上由现有技术已知并且因此不需要详细地来阐述。
在图3中示出经修改的装载箱11，如其可示例性地具体实施的那样。承载面当前以在其之间广阔延展的中间的凹口114划分成两个分开的承载面113a和113b。承载面113a和113b可以说为仅还宽的条带，但是足够用于基质的足够可靠的装放，对应于图2。
特别是，承载面113设置在侧向支架117a和117b处，其成型或在纵向上多次起皱。由此可显著地改善它的稳定性。侧向上在侧向支架117外面，它构造成纵向轨118a和118b，其在唯一的水平的平面中伸延并且在侧向上明显地突出于侧壁116a和116b。纵向轨118用于将装载箱111置入相应的槽中或置于之前所描述的在机械载体中的导向轨等上，其接下来还被进一步阐述。
侧向支架117a和117b向后在凹口114的后端后面汇合，并且向上拉伸或过渡到背侧115中。背侧115(尤其如从图4变得明显的那样)不是平整地来构造并且如图1所示封闭，而是强烈地向后拱曲。这引起其始终在凹口14后面伸延并且因此对应于图2可穿越抽吸输送带。此外，由此还可进一步改善其稳定性。背侧115恰恰无过渡地并且倒圆角地向下过渡到侧向支架117或凹口114的后边缘中。
特别是还可从图4看出，在背侧115处设置有切口状的开口119。其在中间被分开或不在背侧115的整个宽度上伸延，以便提高稳定性。尽管如此，开口119在背侧115中占据了边缘面积的大约一半。替代地，其为连续的。
从图3中可看出，在背侧115与侧壁116a和116b之间的过渡中伸延有竖直伸延的挡块条带131。其用作对放入的基质在向背侧115的方向上的挡块。类似于承载面113a和113b，其可由不同于装载箱111本身的材料来制成或覆层或覆盖，例如利用更耐磨损的或更软的材料，以便保护基质。
在背侧115的外侧处设置有两个把手。借助于其，尤其当装载箱11装载有基质时，它可被抓住并且移动。
在背侧115的上侧(其被向前并且向内拉伸少许，以及还与侧壁116的上棱边连接)处设置有锁止装置135a和135b。这样的构造原理上是已知的，并且锁止装置135用于在置入机械载体之后在其中保护装载箱11。如果锁止装置135被向下挤压，那么装载箱111也可再次被取出。可辨识出的是，通过锁止装置135靠近把手133的布置，能够利用拇指容易地操纵，即在同时可靠地保持装载箱111的情况下。
开口119用于此，即破碎的基质或其单个部分能够向后、即可以说在近似水平的方向上脱落并且不干扰。连续的开口对于该功能虽然仍是更好的，但是装载箱111的稳定性被太强烈地损害。带有向后拉伸很远的直至就伸到背侧115之前的区域的凹口114具有类似的功能。这里，这样的碎片(Bruchstueck)可直接向下落并且因此同样可被从装载箱111中移除。
在图5和6中示出了，根据图3和4的三个装载箱111如何引入机械载体122中。在开头提到的容纳装置处，机械载体122在侧向件126a和126b的内侧处具有简单的水平的、切口状的槽137，其在侧向件126的整个宽度上延伸。这样的槽137可设置在一定的部位处，这然后使装载箱11精确地在该位置中的置入成为可能。也还可设置得比三个所示出的槽137多得多，这那么原理上使在不同的高度的置入成为可能。
此外，至少在最下面的并且在第二下面的装载箱111上设置有锁止装置139。其在侧向上在外面紧固在侧向件126a和126b处并且以该走向(其对应于在装载箱111中的背侧115的走向)在其宽度上延伸。装载箱111的锁止装置135可接合或锁止在其处或其下侧处。为了清晰起见，放弃了在最上面的装载箱111上方的这种锁止夹的图示。这种锁止夹139也可设置在不同的高度上的对应的孔等处。
此外示出了滑动层127a和127b如何设置在侧向件126a和126b的内侧处。其例如由薄的陶瓷的衬垫构成，衬垫粘附在侧向件126的内侧处并阻止放入的基质的可能尖锐的侧棱边持续损坏材料。
在图6中示出基质120如何放置在装载箱111的承载面113中的每个上。该基质120在此以其后棱边贴靠在挡块条带131处。也可从该图示中看见，这样的基质的碎片能够在水平的方向上向后通过在背侧115中的开口119来移除或者冲洗出来(因为机械载体122那么连同基质120位于水池中)。替代地，其可通过在承载面113a与113b之间的凹口114的向后拉伸很远的后部的区域向下掉落。在此，碎片确实从最上方的装载箱111落到处于其之下的装载箱中。在实践中，但是它同样容易地掉落穿过其，这那么恰恰是无问题的。
在图中未示出的是之前提到的保持元件。它例如可在图6的图示中设置在机械载体122的在从图纸平面出来的打开侧之前，例如作为在上面和在下面紧固在承载板124a和124b处的纵向的杆。其例如可对应于挡块条带131的走向伸延，这里这种保持元件也可能仅在一侧处。有利地，其可在装载箱111成功地置入机械载体122中之后然后被移除，即完全被移除或者例如被朝向侧面摆动。这使利用之前所描述的抽吸输送带取出单独的基质120成为可能。
图7显示了略微不同地构造的装载箱211。从图3和4中所示出的装载箱出发，其就此而言不同的是，侧壁216a和216b从背侧215出来在整个高度上被拉伸直至带有承载面213a的侧向支架217a的最前面的端部。由此，可改善之前提到的待放入的基质的侧向的引导。同样，在侧向支架217之间设置有凹口214。在背侧215处设置有把手233a和233b，并且在其上还设置有锁止装置235a和235b。
作为另一变型，背侧215具有两个大的开口219，为了更好的稳定性其再次通过隔片分开。因为当前在外面侧壁216联接到侧向支架217处，所以这里纵向轨218a和218b为了简化起见作为延长的侧壁设置在它的上部的区域处，即通过侧壁向外上弯。在该情况中，在机械载体中的容纳装置或槽根据图5设置在对应的其它部位处。
作为另一特点，在图7中示出了，装载箱211置入装载装置240中。如可辨识出的那样，装载箱240这样构造，使得装载箱211可被从倾上方置入轨道式的或U形的容纳部241中。由此，其此外从上面良好可接近，并且放入的基质通过其自己的重量来滑动直至这里未示出的挡块条带处，其同样如在图3中所设置的那样。那么装载箱211以基质装载的过程可被显著简化，不仅对于操作人员、而且对于基质。为了取出装满的装载箱211，其可在侧向支架217的方向上而或者简单地竖直向上地被拉出或抬出。
尤其当其根据图7很远地向前拉伸、即例如与承载面或侧向支架刚好一样长时，侧壁216的另一优点在于，在该区域中基质的可以说本身封闭的容纳同样是可能的。该基质的碎片那么可以以还更微小的可能性到达装载箱与机械载体或机械载体的侧向件之间，在此处其可损害该功能。
在机械载体中设置至少一个装载箱的目的是减小对基质或晶片的机械应力，并且也降低破碎风险。这也可能由此实现，即彼此相叠地堆叠的基质的总量被减小，或者堆叠高度被减小。对此每个装载箱根据隔板的类型可能能够设置有甚至多个承载装置。当基质可利用尽可能少的手动步骤被重新装填并且特别是不必再被压在一起时，根据本发明可能的装载也与更小的破碎风险相联系。

Claims (16)

1.一种用于堆叠或输送大量平整的基质、如用于太阳能电池制造的硅晶片的装置，其中所述装置具有用于容纳大量所述平整的基质作为总量的直立的机械载体，其中，所述基质在所述机械载体中设置在水平的位置中，其特征在于，所述装置具有至少一个装载箱用于将所述基质的总量的分量引入到其中，并且其中，所述机械载体具有用于所述装载箱的容纳装置，其中，装载箱具有下部的承载装置用于将所述基质堆叠式地放于其上以及大致垂直于此伸延的背侧，其中，所述装载箱这样构造，使得与所述背侧相对的侧面以及上侧是可自由接近的。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装载箱或所述承载装置的基面不比待引入到其中的基质的面大很多，尤其仅仅不显著地更宽。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述机械载体构造用于相叠地容纳两个、有利地三个装载箱并且对此具有容纳装置，其中，优选地所述装载箱彼此间仅具有微小的间距，并且在最上面的所述装载箱上方存在足够空间用于接合用于分离或取出在所述装载箱中的基质堆的最上部的基质的分离装置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述承载装置具有两个在左侧和右侧处延伸的承载面，其带有在此之间连续的凹口，其中，优选地所述承载面相应地设置在侧向支架处，并且其中，尤其地，在此之间的所述凹口具有所述装载箱的宽度的至少35％，优选地大约50％至70％。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述凹口具有至少基质的深度，优选地至少更深20％。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，侧向支架在纵向上成型，优选地单次地或多次地弯曲为至少单次的U型，其中所述承载面优选地在在两个U形支脚之间的指向上的中间支脚上形成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，侧向支座以从所述装载箱的背侧向所述承载装置的外侧的方向设置在所述装载箱处，尤其作为大致连续的侧壁。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述背侧以从所述承载装置离开的方式弯曲或拱曲，其中，其优选地具有一个或多个在它的宽度的大部分上延伸的水平的开口，所述开口尤其在所述背侧的整个高度上设置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装载箱在至少一侧处、优选地在两侧处具有抓握装置，尤其在所述背侧处外面，优选地带有大致竖直伸延的抓握杆。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，锁止装置设置用于将装载箱在其置入后紧固或锁止在所述机械载体中，其优选地构造成能够利用手指操纵的锁止装置，其尤其设置在根据权利要求9所述的抓握装置处或非常靠近其处。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，用于所述装载箱的容纳装置构造成能够在所述机械载体处调节或高度可移动。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述机械载体在所述机械载体的该侧处具有至少一个大致竖直伸延的保持元件，所述侧与在所述机械载体中的所述装载箱的导入侧相对而置用于在引入所述装载箱时拉住所述基质。
13.一种用于将大量平整的基质的总量引入根据前述权利要求中任一项所述的装置的方法，其特征在于，所述基质的分量被引入或放入所述装载箱中，并且然后所述装载箱被引入所述机械载体中且优选地被紧固在其中，其中，至少两个这种装载箱装载有基质并且被引入所述机械载体中。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，连续地实现将多个装载箱引入所述机械载体中，其中优选地所述装载箱被从下向上依次引入。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法，其特征在于，所述机械载体布置在水池上方并且能够大致在竖直的方向上移动，其中，在将装载箱引入所述机械载体之后，其尽可能大程度地向下移动到所述水池中，以便润湿所引入的所述装载箱或位于其中的所述基质，其中，下一个更高的所述装载箱的置入基本上在所述水池之外实现。
16.根据前述权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，基本固定的取出器件、尤其抽吸输送带为了将所述基质从在最上面的所述装载箱之上的堆分离而驶入所述机械载体中并且从上向下取出各个基质，其中，优选地，所述取出器件在所述机械载体在竖直方向上运动时通过根据权利要求4所述的凹口移动到所述承载装置中。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120718