CN105575864B - 用于在涂覆系统中将基体串联在一起的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于在涂覆系统中将基体串联在一起的方法和装置，其用于在传输系统中、优选为在涂覆系统中将物体串联在一起，用于调整两个物体之间的距离，所述两个物体优选为基体或基体保持器，被布置成一个在另一个之后，其中，前方物体在所述传输系统中以处理速度vp移动，并且后方物体与所述前方物体相距一未限定的距离。所述方法包括以下步骤：(a)将后方基体加速至初始速度vx＞vp；(b)当后方基体相对于前方基体靠向移动时，检测驱动转矩的增加；(c)使所述后方基体延迟预定的值，以便与所述前方基体建立预定的距离ap；以及(d)将所述后方基体的速度调整至处理速度vp。

Description

用于在涂覆系统中将基体串联在一起的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及传输系统、特别是涂覆系统的领域，其中，物体、特别是例如半导体晶片、太阳能电池等的基体和/或基体载体应当被串联在一起。
背景技术
当涂覆例如基体之类的扁平物体时，一方面，物体有必要在涂覆系统中的特定位置静止地保持一定时间，例如用于加热它们。另一方面，有必要使物体以恒定的速度移动通过涂覆源。与通过涂覆源的移动有关，期望物体以它们之间尽可能小的间隙通过涂覆源，使得尽可能少的待施加材料没有到达物体并且进入涂覆室。
物体串联在一起，即物体一个在另一个之后地排成一列，通常受传感器控制，所述传感器被布置在相对应的位置处，并且应当起检测接近的物体的作用。在这方面，为了确定或影响在先物体和相继的物体之间的距离或间隙，另外还需要大概的速度和大概的时间。为了防止物体碰撞，必须维持一定的安全距离。然而，如上文提到的，特别是在涂覆系统中，期望保持此距离尽可能小。
当将载体用于所述物体时，例如通过使一个在另一个之后移动的载体之间的连接件（载体处的槽和舌），能够可靠地调整所述距离。然而，此原理仅在使用特定载体时起作用。因此，不可能将此原理应用于在没有载体的情况下移动通过这样的系统的物体。
考虑到现有技术，进一步参考DE 10 2009 050 328 A1和DE 10 2010 031 245A1。
到目前为止可获得的解决方案是不可靠的，并且仅允许物体之间的相对大的距离。
发明内容
作为本发明的基础的目的在于提供一种用于建立传输系统、特别是涂覆系统中的物体之间的可靠地限定的和尽可能小的距离的方法和装置。此外，本发明的目的在于避免对物体的损伤。因此，应当保证涂覆室的内壁的最少的不期望涂覆以及最大的材料利用率（yield）。
此目的通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求涉及本发明的另外的方面。
本发明提供了一种方法，其用于在传输系统中、优选为在涂覆系统中将物体串联在一起，用于调整两个物体之间的距离，所述两个物体优选为基体或基体保持器，布置成一个在另一个之后，其中，前方物体在传输系统中以处理速度（process speed）vp移动，并且后方物体与前方物体相距一未限定的距离，其中，所述方法包括以下步骤：将后方基体加速至初始速度vx > vp；当后方基体相对于前方基体靠向移动时，检测驱动转矩的增加；使后方基体延迟预定的值，以便与前方基体建立预定的距离ap；以及将后方基体的速度调整至所述处理速度vp。
根据本发明的一个方面，在加速至初始速度vx的步骤之后，并且在检测驱动转矩的增加的步骤之前，所述方法还附加地包括以下步骤：检测前方物体和后方物体之间的第一距离a1，以及将后方物体的初始速度vx减低至第二速度vx-m，其中，vx > vx-m > vp。
根据本发明的另一方面，借助于至少两个接连地布置的驱动单元，这些物体的速度能够被彼此独立地调整，所述至少两个接连地布置的驱动单元优选地包括电机、驱动放大器和编码器，并且各自驱动多个驱动元件，优选为辊（roll）。
前方的驱动单元能够调整前方物体的速度，并且后方的驱动单元能够调整后方物体的速度。
例如，借助于位置传感器能够检测第一距离a1。
根据本发明的另一方面，当后方物体相对于前方物体靠向移动时的驱动转矩的增加能够借助于具有驱动放大器和编码器的电机来确定。
距离ap应当比距离a1小。
根据另一方面，本发明提供了一种装置，其用于在传输系统中、优选为在涂覆系统中将物体串联在一起，用于调整两个物体之间的距离，所述两个物体优选为基体或基体保持器，布置成一个在另一个之后，其中，所述装置适于执行上述方法。
借助于本发明的装置，前方物体在传输系统中以处理速度vp移动，并且后方物体与前方物体相距一未限定的距离。此装置包括优选地包括电机、驱动放大器和编码器的至少两个接连地布置的驱动单元，其各自驱动多个驱动元件，优选为辊。前方的驱动单元被配置成用于调整前方物体的处理速度vp，并且后方的驱动单元被配置成用于调整后方物体的初始速度vx > vp，以及用于基于驱动转矩的增加来检测后方物体相对于前方物体的靠向移动。
所述装置还能包括多个位置传感器，其适于检测第一距离a1，并且后方的驱动单元还被配置成用于在检测距离a1之后调整第二速度vx-m，其中，vx > vx-m > vp。
后方的驱动单元能够被配置成用于在检测到驱动转矩的增加之后，将速度减小预定的值持续预定的时间，以便与前方物体建立预定的距离ap。
此外，后方的驱动单元能够被配置成用于在建立距离ap之后调整后方物体的处理速度vp。
因此，本发明提供了一种方法，借助于所述方法，能够使例如静止的物体或基体移动，使得它们赶上处于可能的涂覆源上游的已经移动的物体或基体，以便与它们相距最小的、限定的，小的距离，使得它们能够通过池中（in a pool）的涂覆源。
本发明从如下基本思想出发，即：将所述驱动单元配置成使得物体的重量连同辊上的摩擦及相关的传动比一起允许在伺服放大器中的平稳追赶（smooth catching up）期间检测小的转矩增加。基于转矩的增加，以位置上精确的方式来检测两个物体的强制锁定（positive locking）。因此，可以为进一步的移动调整非常小的恒定间隙。
因此，借助于本发明，能够防止当物体移动通过涂覆源时引起未限定或过大的距离。此外，能够防止物体或基体以过大的速度相对于彼此靠向移动，使得能够造成对基体的损伤。
附图说明
图1示意性地示出了本发明的解决方案的基本结构；
图2的（a）至（d）示出了本发明的解决方案的示例性实施例的流程图；
图3示出了图2中的M2和M3的速度和力矩的测量曲线。
具体实施方式
在下文中，将根据优选实施例和附图更详细地解释本发明。
图1中示意性地示出了本发明的优选实施例。图1示出了总计四个腔室60、70、80、90、物体30、位置传感器10（例如，终端开关）、驱动单元40以及驱动元件50。
腔室60、70、80、90彼此直接接触，但它们也能通过锁（例如，在真空系统中通过真空锁）彼此分离。图1示例性地示出了四个腔室。然而，显然腔室的数量能够超过四个，并且也能少于四个。
根据此实施例，腔室60、70、80、90中的每一个都包括驱动单元40。这些驱动单元中的每一个优选地包括具有编码器和放大器42的电机41。驱动单元40被用于驱动驱动元件50，以便能够单独地调整各腔室60、70、80、90中的速度。优选地，借助于运动控制器系统来实现不同驱动元件50的同步。如腔室60、70、80、90，驱动单元40也能以任何期望的数量存在。但是，必须有至少两个驱动单元40，以便能够调整至少两个不同的速度。当然，腔室60、70、80、90的数量能够与驱动单元40的数量不同。
图1中示意性示出的物体30通过驱动元件50沿移动方向驱动穿过不同的腔室60、70、80、90。在传输系统中，或在涂覆系统中，通常多个物体在不同的腔室60、70、80、90中被布置成一个在另一个之后，如下面将进一步描述的。
此外，图1示出了示例性驱动单元，其包括具有编码器和放大器42的电机41，其中，所述放大器适于测量驱动转矩的增加，并且将它输出为测量信号。根据本发明，驱动转矩的增加由后方物体相对于前方物体移动引起。
图1中指示的位置传感器10适于确定物体的位置。但是，这种位置检测仅适于确定物体在传输系统中的相对粗略的位置。准确度基本上取决于各位置传感器10的距离。
物体30能够具有不同的形状和尺寸。物体的一些示例能够是具有/没有载体的玻璃、具有/没有载体的任何材料制成的基体、插入载体中的玻璃、插入载体中的任何材料制成的基体、基体框架中的玻璃、基体框架中的任何材料制成的基体、封闭的盒、封闭盒中的玻璃、封闭盒中的任何材料制成的基体等。
图2的（a）至（d）示意性地示出了用于调整传输系统中的尽可能小的距离的本发明的优选实施例的流程图。所示实施例示出了四个力矩（moment）M1至M4，其表示驱动元件的力矩。M1至M4优选为伺服驱动器，其各自驱动n个辊。物体或基体（此处示例性地为五个基体）被标记为S1至S5，并且沿传输系统中的前向方向一个在另一个之后地移动。
在图2的（a）中，基体S3至S1以距离ap并且以处理速度vp移动通过传输系统。新近待处理的基体S4以速度v = 0 m/s和未限定的距离a0按照初始状态被布置在具有力矩M1的驱动单元的位置处，其中a0 > ap。
根据图2的（b），基体S4被加速至初始速度vx，即限定的起始力矩是预定的，其中，速度vx高于处理速度vp，使得基体S4能够赶上基体S3。借助于位置传感器10（图1），能够检测基体S4和基体S3之间的第一粗略距离a1。距离a1优选地借助于位置传感器10和运动控制器来计算。
然后，基体S4的速度被减小至vx-m，以便避免基体S4相对于基体S3的太猛烈的接近移动。不过，为了允许所述基体进一步赶上基体S3，以下条件必须为真，即：vp < vx-m < vx。这样，就实现了基体S4相对于基体S3的平稳移动（图2的（c））。特别是在基体非常敏感的情况下，相对于基体的太快（猛烈）的接近移动能够损伤基体。因此，平稳的开始是优选的。但是，如果初始速度vx对于避免相对于基体的太猛烈的接近移动而言是足够慢的，或者如果使用非敏感的基体，则能够省略这个步骤以及通过位置传感器检测第一距离a1。因此，速度vx和/或vx-m取决于具体的应用，并且能够单独地调整，而不脱离本发明的基本思想。
因为基体S4相对于基体S3平稳地移动，所以存在能够通过放大器42来测量的驱动转矩的小幅增加。一旦放大器检测到驱动转矩的增加，基体S4的速度就被调适（延迟），使得它相对于基体S3减少了预定的距离ap。因为速度在预定的短时间段内被降低至低于vp的速度，所以基体S4被延迟。在建立基体S3和基体S4之间的距离ap之后，基体S4的速度被增加至vp。因此，基体S3和S4在最小距离ap的情况下同步地移动，进一步通过所述传输系统（图2的（d）），并且为后续的基体S5能够重复所述方法。
图3示出了几个时间相关的测量曲线。顶部处的两个测量曲线描述了驱动单元M2（上部测量曲线）和M3（下部测量曲线）的调整速度，其中，两个测量曲线中的下部测量曲线（M3的速度）对应于恒定处理速度vp。上部测量曲线（M2的速度）开始于v = 0 m/s处，并且从第一时间点t1增加至第一速度vx > 0 m/s上。在时间点t2处，M2的速度被降低至第二速度vx-m。时间点t2是位置传感器检测到上述第一距离a1的时间点。此外，在时间点t3处，M2的速度被延迟较短的时间，使得速度在较短的时间内降至低于处理速度vp。因为所选择的比例，这没有反映在图3中。在进一步的进程（course）中，M2的速度被调整至处理速度vp。
底部处的两个测量曲线描述了考虑到M2和M3的测量的力矩（其中，所述力矩被限定为转矩τ = Iα，其中，I是惯性矩，并且α是角加速度）的时间进程。在时间点T1处，测量考虑到M2的力矩的增加。因此，此力矩M2的增加与M2的速度增加相关联。因此，在时间点T2处，即在M2的速度减小的时间点处，检测到M2的力矩减小。最终，在时间点T3处，检测到M2的力矩增加或M3的力矩减小，其中，能够检测后方基体相对于前方基体的移动，并且随后，如上所述，能够调适速度，以便在两个基体之间建立期望的距离。
此外，如果M2的力矩增加在上文提及的优选实施例中被描述成用于确定后方基体相对于前方基体的移动，则图3示出了M3的力矩减小也能被用于确定相对于基体的移动。
本发明的装置和方法能够被用于不同传输系统中的不同过程。所述方法适于传输系统中的不同过程的不同条件，而不脱离本发明。例如，当在回火过程中使用本发明的方法时，所述装置经受特定的热负载。在溅射或汽相淀积系统中，所述装置经受涂覆材料的污染。此外，一些过程发生在真空中或甚至发生在气体环境中。为了保证物体在极端条件下也串联在一起，本发明的装置的部件必须进行相应地调适。在上述示例性实施例中，例如，位置传感器能够被调整以适应这些环境条件和/或具有伺服放大器和解码器的电机单元能够被布置在与这些不利环境条件隔离的位置处。根据本发明，辊驱动器应当被配置成使得它们保持可移动。
尽管已参考其优选实施例描述和示出了本发明，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够作出各种改变和修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明意在覆盖本发明的改变和修改，只要它们被所附权利要求和它们的等同物的保护范围覆盖。

Claims (17)

1.一种用于在传输系统中将物体串联在一起的方法，用于调整两个物体之间的距离，所述两个物体被布置成一个在另一个之后，其中，前方物体在所述传输系统中以处理速度vp移动，并且后方物体与所述前方物体相距未限定的距离，所述方法包括以下步骤：
（a）将所述后方物体加速至初始速度vx > vp；
（b）当所述后方物体相对于所述前方物体靠向移动时，检测驱动转矩的增加；
（c）使所述后方物体延迟预定的值，以便与所述前方物体建立预定的距离ap；以及
（d）将所述后方物体的速度调整至所述处理速度vp。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输系统为涂覆系统。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个物体为基体或基体保持器。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在加速至初始速度vx的步骤（a）之后，并且在检测所述驱动转矩的增加的步骤（b）之前，附加地执行以下步骤：
（a1）检测所述前方物体和所述后方物体之间的第一距离a1；以及
（a2）将所述后方物体的初始速度vx降低至第二速度vx-m，其中，vx > vx-m > vp。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，借助于至少两个接连地布置的驱动单元，所述物体的速度被彼此独立地调整，所述至少两个接连地布置的驱动单元包括电机、驱动放大器和编码器，并且各自驱动多个驱动元件。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述驱动元件为辊。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，前方的驱动单元调整所述前方物体的速度，并且后方的驱动单元调整所述后方物体的速度。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一距离a1借助于位置传感器来检测。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述后方物体相对于所述前方物体靠向移动时的所述驱动转矩的增加借助于具有驱动放大器和编码器的电机来确定。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述距离ap比所述第一距离a1小。
11.一种在传输系统中将物体串联在一起的装置，用于调整两个物体之间的距离，所述两个物体被布置成一个在另一个之后，其中，前方物体在所述传输系统中以处理速度vp移动，并且后方物体与所述前方物体相距未限定的距离，所述装置包括：
布置成一个在另一个之后的至少两个驱动单元，其包括电机、驱动放大器和编码器，所述至少两个驱动单元各自驱动多个驱动元件，其中，前方的驱动单元被配置成用于调整所述前方物体的处理速度vp，并且后方的驱动单元被配置成用于调整所述后方物体的初始速度vx > vp，以及用于基于驱动转矩的增加来检测所述后方物体相对于所述前方物体的靠向移动。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述传输系统为涂覆系统。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述两个物体为基体或基体保持器。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述驱动元件为辊。
15. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括多个位置传感器，所述多个位置传感器适于检测第一距离a1，并且所述后方的驱动单元还被配置成用于在检测所述第一距离a1之后调整第二速度vx-m，其中，vx > vx-m > vp。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的装置，其特征在于，所述后方的驱动单元还被配置成用于在检测到所述驱动转矩的增加之后，将所述速度降低预定的值持续预定的时间，以便与所述前方物体建立预定的距离ap。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述后方的驱动单元还被配置成用于在建立所述距离ap之后调整所述后方物体的所述处理速度vp。
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