DE10163477B4

DE10163477B4 - Transportmodul

Info

Publication number: DE10163477B4
Application number: DE2001163477
Authority: DE
Inventors: Werner Klaus; Josef Pössinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: DE10163477A1

Abstract

Transportmodul zum Aufbau einer aus mehreren aneinander gekoppelten Transportmodulen bestehenden Modulstrasse mit zumindest partieller Reinraumumgebung bestehend aus einem auf einer Grundplatte (7) positionierten in einer Transportrichtung (12) langgestreckten Aufbau mit einem Innenraum (3) mit:
– zwei zur Transportrichtung (12) parallelen gegenüberliegenden Seitenwänden (4) mit jeweils mindestens einer Schleuse (5),
– einer die Oberseite des Aufbaues darstellenden Filtereinheit (6) zur Zuführung eines laminaren Gasstromes in den Innenraum (3),
– in der Grundplatte (7) integrierten Entlüftungselementen (10),
– auf der Grundplatte (7) aufgebrachten Führungsmitteln (9) für Transporteinheiten,
wobei
– zur Erzeugung eines abgeschlossenen Innenraumes (3) sowohl aneinander gekoppelte Transportmodule (1) gegenseitig, als auch der Innenraum (3) eines am Ende einer Modulstrasse befindlichen Transportmoduls (1) nach außen hin, dicht verschlossen sind,
– an einem Transportmodul (1) bezogen auf die Transportrichtung (12) am vorderen und hinteren Ende jeweils Mittel zur Zentrierung, Fixierung und Weiterführung von Führungs- und Versorgungsmitteln zwischen aneinander gekoppelten Transportmodulen (1) vorhanden sind,
– an einem Transportmodul (1) an den Außenseiten der Seitenwände (4) und an der Grundplatte (7) jeweils Mittel zur Zentrierung, Fixierung und Weiterführung von Führungs- und Versorgungsmitteln zwischen Transportmodulen (1) und daran angekoppelten Funktionsmodulen (2) vorhanden sind.

Description

Transportmodul
Die Erfindung betrifft ein mobiles Transportmodul, welches als Portal auf einer Grundplatte dargestellt ist. Die Form ist in einer Transportrichtung gesehen langgestreckt und weist einen Durchgang auf, der von Seitenwänden und Decke begrenzt ist.

Nach derzeitiger Meinung werden sich die Reinstraumflächen künftig alle 3 Jahre verdoppeln. Grund dafür sind

– die steigenden Qualitätsanforderungen der Kunden,
– die schnell fortschreitende Miniaturisierung der Produkte, sowie
– die anwachsende Vielzahl der Strukturen und Dimensionen im Mikrometerbereich.

Auch traditionelle Industriezweige wie die Autozulieferindustrie und die Feinmechanik entwickeln sich in diese Richtung. Aufgrund der hohen Kosten der Reinstraumflächen muss jedoch versucht werden, von ganzen Reinraum-Produktionshallen wegzukommen und diese durch "Mini-Environment" (kleine Fertigungsumgebung) zu ersetzen. Speziell bei der Montage von Produkten mit großen Arbeitsinhalten, entsprechend einer Vielzahl von Einzelteilen und Baugruppen, sind die Teile-Zuführung und der Materialfluss unter Reinstraumbedingungen bei den meist verketteten Montagestationen ein nicht zu unterschätzendes Problem.

Ein anderes Problem in Reinsträumen ist die Anwesenheit von Menschen und eine damit verbundene Belastung insbesondere durch Partikel. Daher ist bei Montagesystemen in Reinsträumen ein möglichst hoher Automatisierungsanteil sinnvoll.

In der DE 199 21 245 A1 wird beispielsweise eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wafern in einem Reinraum mit Fertigungs- und Messeinrichtungen beschrieben. Darin enthalten sind Transportsysteme zum Transport von Kassetten mit Wafern, mehrere in einer Fertigungszelle zusammengefasste Fertigungs- und Messeinheiten sowie Be- und Entladestationen. Im Bereich einer Fertigungszelle können Wafer den Fertigungs- oder Messeinheiten zugeführt werden.

Ein Behälter und Träger für Halbleiter-Plättchen wird in der DE 197 31 174 A1 beschrieben. Der Waferbehälter dient zum Transport oder zum Halten bzw. Aufnehmen von Wafern in einer horizontal-axial ausgerichteten Anordnung und besitzt mindestens vier punktförmige Bereiche zur Waferunterstützung an deren Kante.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Transportsysteme modular aufzubauen und einen Materialfluss mit möglichst geringen Reinraumflächenanteilen zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit Hilfe der Merkmale eines Transportmoduls entsprechend Anspruch 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Aus mehreren aneinander gekoppelten Transportmodulen ist eine Modulstrasse mit zumindest partieller Rein- oder Reinstraumumgebung herstellbar. Das Transportmodul besteht aus einem auf einer Grundplatte positionierten in Transportrichtung langgestreckten Aufbau mit:

– zwei parallelen Seitenwänden mit jeweils mindestens einer Schleuse,
– einer die Oberseite des Aufbaues darstellenden Filtereinheit zur Zuführung eines laminaren Gasstromes in einen Innenraum,
– in der Grundplatte integrierten Entlüftungselementen,
– auf der Grundplatte aufgebrachten Führungsmitteln für Transporteinheiten,

Vorteile bestehen darin, dass:

– die begrenzte Erzeugung von Reinstraumumgebung durch Laminarflow mittels Filtereinheiten im Transportmodul, entsprechend einer kleinen Fertigungsumgebung (Mini-Environment) möglich ist,
– Adaptiermöglichkeiten in Bezug auf mechanische, elektrische und/oder pneumatische Kopplung wie Zentrierung und Fixierung, Versorgung mit Energie, Gas und Daten in einfacher Weise für die Transport- und die Funktionsmodule zur Verfügung stehen; in einer Modulstrasse ist ein übergreifendes Energie- und Datenaustauschsystem vorhanden,
– Schleusen zum Zugriff auf die angeschlossenen Module dienen und somit den Innenraum von Transportmodulen mit den Funktionen von Funktionsmodulen koppeln,
– Transportmodule Führungsbahnen mit Versorgungsschnittstellen, wie Schleifkontakten, sowie beispielsweise drahtlosen Datenverbindungen für das Materialflusssystem wie beispielsweise Roboter, FTS, Hängebahn, Transportband etc aufweisen,
– Verbindungsmöglichkeiten wie Fixieren und Abdichten zu weiteren Transportmodulen bestehen,
– Endmodule als Abschlussmöglichkeit vorhanden sind,
– eine aus derartigen Transportmodulen aufgebaute Modulstrasse eine Integrierte Sicherheitszelle bildet, da sie nach außen hin abgeschlossen ist und im Inneren Werkstücke gehandhabt und bearbeitet werden können.
– Die Module auch für Standardräume einsetzbar sind, so dass beispielsweise Montageinseln gebildet werden können.

Durch den modularen und flexiblen Aufbau können der Materialfluss/Transport sowie die Anzahl der angeschlossenen Module beliebig erweitert oder geändert werden! Das An- und Abkoppeln der jeweiligen Module kann unter Aufrechterhaltung der Reinraumklasse erfolgen, da in den Seitenwänden der Transportmodule Schleusen vorhanden sind die den Reinstraum des Innenraumes abschließen.

Mit Hilfe von Eck- oder Kreuzungseinheiten können auch beliebige Verzweigungen etc. aufgebaut werden. Ebenso sind durch die Art des Aufbaus beliebige Modullängen realisierbar. Dieses System ist also vergleichbar mit einem modularen flexiblen Transportsystem in Reinstraumumgebung, an das beliebige Module angedockt werden können.

Im Folgenden werden anhand von schematischen die Erfindung nicht einschränkenden Figuren Ausführungsbeispiele beschrieben.

1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Transportmoduls,
2 zeigt die Aufsicht auf eine Modulstrasse mit mehreren aneinander gekoppelten Transportmodulen.

Durch den modularen und flexiblen Aufbau kann der Materialfluss/Transport sowie die Anzahl der angeschlossenen Module beliebig erweitert oder geändert werden. Das An- und Abkoppeln der jeweiligen Module erfolgt unter Aufrechterhaltung der Reinraumklasse (durch die Schleuse hindurch).
Mit Hilfe von Eck- oder Kreuzungseinheiten können mit diesem System auch beliebige Verzweigungen etc. aufgebaut werden. Ebenso sind durch die Art des Aufbaus beliebige Modullängen realisierbar. Dieses System ist also vergleichbar mit einem modularen flexiblen Transportsystem mit miniaturisierter Reinstraumumgebung, an das beliebige Module unter gleichen Bedingungen angedockt werden können
Durch Endmodule, beispielsweise mit einer Abschlussplatte kann das System abgeschlossen werden.
1 zeigt ein Transportmodul (1) mit Seitenwänden 4, die auf einer Grundplatte 7 mit seitlicher Verlängerung 8 zur Aufnahme von Funktionsmodulen ausgelegt ist. Die nach 2 angekoppelten Funktionsmodule 2 können mit im Innenraum 3 befindlichen und von dort über einen Roboter 11 handhabbaren Werkstücken wie beispielsweise Wafern bestückt werden. Dazu sind in den Seitenwänden 4 Schleusen 5 vorgesehen, durch die Werkstücke von der Reinstraumatmosphäre des Innenraumes 3 in ein je nach Funktion des Moduls ebenfalls mit Reinstraumatmosphäre ausgestattetes Funktionsmodul 2 hin und her transportierbar sind.
Das Aneinander-Koppeln mehrerer Transportmodule 1 ist verbunden mit einer gegenseitigen Zentrierung und Fixierung, die durch entsprechende Mittel wie Zentrierstifte oder optische oder elektronische Marken und mechanische Arretierungen dargestellt sind. Zur Übertragung von Daten und beispielsweise elektrischer und pneumatischer Energie sind sogenannte Modulbusse – Funktionsmodulbusse oder Transportmodulbusse – vorhanden, die zur entsprechenden Ankopplung zwischen Transportmodul 1 und Funktionsmodul 2 oder zwischen mehreren Transportmodulen 1 dienen.
In 1 sind die Filtereinheit 6 an der Decke des Innenraumes 3, sowie die Entlüftungselemente 10 in der Grundplatte 7 bzw. in deren Verlängerung 8 gekennzeichnet. In den einzelnen Funktionsmodulen 2 ist je nach Bedarf eine zugehörige Anlage zur Reinstraumerzeugung vorhanden.
2 zeigt vier zusammengekoppelte Transportmodule 2 und ein zur Ankopplung vorgesehenes. Weiterhin ist ein Roboter 11 im Innenraum 3 vorhanden, der auf Führungsmitteln 9, z.B. Schienen, bewegbar ist. Damit können die sieben angekoppelten in 2 sichtbaren Funktionsmodule 2 mit Werkstücken bedient werden. Die Funktionsmodule sind meist Montage- oder Prozessierungsmodule, wobei ein Zellenrechnermodul das gesamte System der Modulstrasse steuern kann und mit Prozess- oder Funktionsdaten versorgt wird.

Claims

Transportmodul zum Aufbau einer aus mehreren aneinander gekoppelten Transportmodulen bestehenden Modulstrasse mit zumindest partieller Reinraumumgebung bestehend aus einem auf einer Grundplatte (7) positionierten in einer Transportrichtung (12) langgestreckten Aufbau mit einem Innenraum (3) mit: – zwei zur Transportrichtung (12) parallelen gegenüberliegenden Seitenwänden (4) mit jeweils mindestens einer Schleuse (5), – einer die Oberseite des Aufbaues darstellenden Filtereinheit (6) zur Zuführung eines laminaren Gasstromes in den Innenraum (3), – in der Grundplatte (7) integrierten Entlüftungselementen (10), – auf der Grundplatte (7) aufgebrachten Führungsmitteln (9) für Transporteinheiten, wobei – zur Erzeugung eines abgeschlossenen Innenraumes (3) sowohl aneinander gekoppelte Transportmodule (1) gegenseitig, als auch der Innenraum (3) eines am Ende einer Modulstrasse befindlichen Transportmoduls (1) nach außen hin, dicht verschlossen sind, – an einem Transportmodul (1) bezogen auf die Transportrichtung (12) am vorderen und hinteren Ende jeweils Mittel zur Zentrierung, Fixierung und Weiterführung von Führungs- und Versorgungsmitteln zwischen aneinander gekoppelten Transportmodulen (1) vorhanden sind, – an einem Transportmodul (1) an den Außenseiten der Seitenwände (4) und an der Grundplatte (7) jeweils Mittel zur Zentrierung, Fixierung und Weiterführung von Führungs- und Versorgungsmitteln zwischen Transportmodulen (1) und daran angekoppelten Funktionsmodulen (2) vorhanden sind.
Transportmodul nach Anspruch 1, bei dem der Gasstrom aus Schutzgas besteht.
Transportmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Grundplatte (7) seitlich über die Seitenwände (4) nach außen hinausragende Verlängerungen (8) aufweist.
Transportmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Funktionsmodule (2) mit eigenen Filtereinheiten Rein- oder Reinstraumbedingungen erfüllen.
Transportmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Funktionsmodule (2) entsprechend der darin vorhandenen Funktionen Magazin-, Montage-, Prüf- oder Prozessmodule, sowie Steuereinheiten sind.
Transportmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Transportmodule (1) als Eck- und/oder Kreuzungseinheit ausgebildet sind um Abzweigungen in Modulstrassen darzustellen.
Transportmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches zum Einsatz als Endmodul am Ende einer Modulstrasse einseitig abgeschlossen ist.
Transportmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Transporteinheit durch einen Roboter (11), ein Transportband oder eine Hängebahn dargestellt ist.
Transportmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Handhabung von in den Innenraum (3) eingebrachten Werkstücken zwischen Innenraum (3) und einem Funktionsmodul (2) durch eine Transporteinheit gegeben ist.