DE102008024000A1

DE102008024000A1 - Verfahren zum Festhalten von flachem Transportgut an der Transportfläche eines Bandriemens eines Transportbandes

Info

Publication number: DE102008024000A1
Application number: DE200810024000
Authority: DE
Inventors: Michael Merscher; Claudio Uriarte
Original assignee: Jonas und Redmann Automationstechnik GmbH
Current assignee: Jonas und Redmann Automationstechnik GmbH
Priority date: 2008-05-18
Filing date: 2008-05-18
Publication date: 2009-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festhalten von flachem Transportgut (6), insbesondere von Substraten wie Siliziumwafer und Solarzellen an der Transportfläche eines Bandriemens (3) eines Transportbandes (2). Um die Haftung des Substrates (6) am Bandriemen (3) des Transportbandes (2) auf eine das Substrat (6) schonende Weise zu erhöhen und somit höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Bandriemens (3) zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß zumindest während der Transportbewegung des Substrates (6) durch Übertragen einer Hochspannung auf einen Bandriemen (3) mit mindestens teilweise elektrisch leitendem Querschnitt zwischen dem Bandriemen (3) und dem auf der Transportfläche (7) des Bandriemens (3) positionierten Substrat (6) ein elektrisches Feld mit einer derart zu steuernden elektrischen Potentialdifferenz aufgebaut, dass das Substrat (6) durch elektrostatischen Effekt mit seiner Auflagefläche an der Transportfläche (7) des Bandriemens (3) gleichmäßig angezogen und exakt positioniert festgehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festhalten von flachem Transportgut, insbesondere von Substraten wie Siliziumwafer und Solarzellen an der Transportfläche eines Bandriemens eines Transportbandes
Der Transport von Siliziumwafern für die Herstellung von Solarzellen wird für gewöhnlich mit Greifern oder auf einem Transportband durchgeführt, das aus mehreren Bandriemen bestehen kann. Aufgrund der Arbeitsweise der im Herstellungsprozeß eingesetzten Maschinen erfolgt der Transport der Siliziumwafer getaktet, was bedingt, dass die Transportbänder und die Greifer ständig beschleunigt und gebremst werden müssen. Die Siliziumwafer, die auf den Transportbändern liegen, können normalerweise nur aufgrund der Schwerkraft und Reibung beim Transport in ihrer Position verbleiben. Bei den Siliziumwafern, die mit einem Greifer transportiert werden, wird ihre Position nur mittels der Saugkraft und Reibung auf der Auflagefläche eingehalten. Wenn aber die Beschleunigung oder das Bremsen der Transportbänder zu schnell erfolgt, werden die Reibwerte der Bandriemen und der Auflagefläche des Greifers überschritten, was zur Folge hat, dass der Siliziumwafer rutscht und seine ursprüngliche Position in Relation zum Transportband oder Greifer verliert. Weiterhin kann es durch zu geringe Haftung zwischen Siliziumwafer und Transportband auch vorkommen, dass der Siliziumwafer vom Transportband herunterfällt.
Um die Haftung der Siliziumwafer am Transportband zu erhöhen, werden Transportbänder aus unterschiedlichen Werkstoffen mit unterschiedlichen Oberflächen verwendet. Um die Haftung von flachem Transportgut wie Siliziumwafer oder Solarzellen auf einem Transportband weiter zu erhöhen, sind bei einem aus der DE 10 2004 050 463 B3 bekannten Transportbandsystem Transportbänder mit zu deren Oberfläche hin geöffneten Durchbrüchen ausgebildet, die gleichmäßig über die Transportbandoberfläche verteilt und mit einer Vakuumsaugeinrichtung verbunden sind. Abgesehen davon, dass nicht jeder Bandriemen für eine derartige Anwendung geeignet ist, kann die Saugkraft, die allein im unmittelbaren Öffnungsbereich jedes Durchbruchs auf den jeweils über diesem auf der Oberfläche des Transportbandes befindlichen Siliziumwafer einwirkt, nur verhältnismäßig gering gewählt werden, da bei Anwendung zu hoher Saugkraft der Siliziumwafer quasi punktuell in die Öffnung des Durchbruchs gesaugt und beschädigt werden kann.
Weiterhin umfasst eine aus der DE 10 2006 033 296 A1 bekannte Anlage zur Strukturierung von Solarmodulen ein Transportsystem mit einem Luftkissensystem zum Transport eines Solarmoduls in einer Transportebene, wobei zumindest in einem Bearbeitungsbereich ein Druck-Vakuumtisch zur gleichzeitigen Erzeugung eines Vakuums und eines Überdrucks zwischen dem Solarmodul und einer Platte vorgesehen und das Solarmodul von einem erzeugten Luftkissen konstant beabstandet von der Platte zu halten ist.
Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem die Haftung von flachem Transportgut, insbesondere von Substraten wie Siliziumwafer und Solarzellen am Bandriemen eines Transportbandes auf eine die Substrate schonende Weise zu erhöhen ist, damit höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Transportbands zu ermöglichen sind, wobei die Aufrechterhaltung der exakten Positionierung des flachen Transportgutes auf der jeweiligen Transportfläche gewährleistet und der Transport der Substrate schwingungsfrei und auf ökonomischer Weise auszuführen sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest während der Transportbewegung des Substrates durch Übertragen einer Hochspannung auf einen Bandriemen mit mindestens teilweise leitendem Querschnitt zwischen dem Bandriemen und dem auf der Transportfläche des Bandriemens positionierten Substrat ein elektrisches Feld mit einer derart zu steuernden elektrischen Potentialdifferenz aufgebaut wird, dass das Substrat durch elektrostatischen Effekt mit seiner Auflagefläche an der Transportfläche des Bandriemens gleichmäßig angezogen und exakt positioniert festgehalten wird.
Vorzugsweise wird die elektrische Potentialdifferenz zwischen dem Bandriemen und dem auf der Transportfläche des Bandriemens positionierten Substrat zu dessen Transport taktmäßig gesteuert erzeugt. Bevorzugt wird die elektrische Potentialdifferenz zwischen dem Bandriemen und dem auf der Transportfläche des Bandriemens positionierten Substrat erzeugt, indem die Hochspannung von mit einem Hochspannungsgenerator über Hochspannungsleitungen verbundene Hochspannungsübertragungsmittel auf den Bandriemen übertragen wird, der über eine Tragkonstruktion geerdet ist, mit der ein Erdungskabel des Hochspannungsgenerator verbunden wird. Hierbei kann eine Wechsel- oder eine Gleichspannung verwendet werden. Vorzugsweise wird die Hochspannung im Bereich von 5 KV bis 25 KV gewählt Die Verwendung höherer Hochspannungen ist jedoch möglich.
Als Hochspannungsübertragungsmittel wird geeigneterweise ein elektrisch leitendes Kugellager oder eine elektrisch leitenden Rolle des Transportbandes verwendet, von dem bzw. der die Hochspannung unmittelbar auf den Bandriemen geleitet wird.
Um einen Verschleiß mechanischer Komponenten des Transportbandes weitgehend auszuschließen, kann als Hochspannungsübertragungsmittels ein elektrischer Übertragungskopf verwendet werden, der in einem Abstand von maximal 5 mm von dem Bandriemen positioniert wird und von dem die Hochspannung auf den Bandriemen berührungslos übertragen wird. Durch die Wirkung des elektrostatischen Effektes wird dann das Substrat mit seiner Auflagefläche an der Transportfläche des Bandriemens angezogen und exakt positioniert festgehalten.
Weiterhin kann zur Erzeugung eines deutlich stärkeren elektrostatischen Effektes ein Bandriemen mit einer elektrisch leitfähigen Innenkonstruktion in Form von Rovings verwendet werden, die im Abstand zueinander angeordnet sind und in Längsrichtung des Bandriemens verlaufen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich auch als vorteilhaft in Verbindung mit einem Transportsystem, bei dem zwei zueinander parallele Transportbänder mit gleicher Bewegungsrichtung vorgesehen sind, die sich einander an ihren entgegengesetzten Endabschnitten überlappen und mit Abstand zueinander angeordnet sind. Hier kann das auf der Transportfläche des Bandriemens des ersten Transportbandes befindliche Substrat auf die gegenüberliegende Transportfläche des Bandriemens des zweiten Transportbandes durch wechselseitige Erzeugung der erforderlichen Potentialdifferenz zwischen dem Substrat und dem jeweiligen Bandriemen überführt, an der gegenüberliegenden Transportfläche des Bandriemens des zweiten Transport bandes angezogen und exakt positioniert festgehalten werden. Die Transportbewegung des Substrats kann hierbei in einer horizontalen, vertikalen oder geneigten Ebene erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine hohe und schonende Haftung des flachen Transportgutes auf der Transportfläche des Bandriemens bei hohen Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Bremsvorgängen des Transportbandes. Die zu steuernde elektrische Anziehung des Substrates mit seiner gesamten Auflagefläche an der Transportfläche des Bandriemens infolge des zu erzeugenden erforderlichen elektrischen Potentialdifferenz zwischen dem Substrat und dem Bandriemen macht es möglich, dass bei der Transportbewegung des Bandriemens keine Mikroschwingungen des Substrats auftreten und zugleich die exakte Position des Substrats auf der jeweiligen Transportfläche aufrechterhalten wird. Auch kann das Substrat sozusagen „kopfüber” oder in allen möglichen Richtungen mit hohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen auf dem Bandriemen des Transportbandes transportiert werden. Zudem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine beträchtliche Einsparung an Produktionskosten und eine Verringerung von Verschleiß mechanischer Komponenten des Transportsystems.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der Figuren der Zeichnungen erläutert, aus denen zwei unterschiedliche Ausgestaltungen eines Transportbandsystems zur Durchführung des Verfahrens hervorgehen. In den Zeichnungen sind:
1 eine schematische Perspektivdarstellung des Transportbandsystems, gesehen seitlich von schräg oben,
2 eine Seitenansicht des Transportbandsystems nach 1,
3 eine Ansicht eines Schnitts in der Ebene A-A der 2,
4 eine vergrößerte Ansicht eines Details der Schnittansicht nach 3,
5 eine der 3 entsprechende Schnittansicht, jedoch bei entgegengesetzter Anordnung einander entsprechender Endabschnitte von zwei parallel im Abstand zueinander positionierten Transportbändern und
6 eine der 2 entsprechende Seitenansicht einer anderen Ausgestaltung des Transportbandsystems.
Die aus 1 ersichtliche Ausführungsform des Transportbandsystems 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein umlaufendes Transportband 2 mit zwei zueinander im Abstand parallel geführten umlaufenden Bandriemen 3 mit jeweils mindestens teilweise elektrisch leitendem Querschnitt, eine Tragkonstruktion 4 für das Transportband 2 und ein Antriebsaggregat 5 auf. Ein Siliziumwafer 6 ist auf einander entsprechenden Abschnitten der jeweiligen Transportfläche 7 der beiden parallelen Bandriemen 3 positioniert gezeigt. Weiterhin ist ein Hochspannungsgenerator 8 vorgesehen, der eingangsseitig mit einer Stromzufuhr 9 und ausgangsseitig über zwei Hochspannungsleitungen 10 mit Hochspannungsübertragungsmitteln, die mit dem Bandriemen 3 des Transportbandes 2 in Kontakt stehen, sowie über ein Erdungskabel 11 mit der geerdeten Tragkonstruktion 4 des Transportbandes 2 verbunden ist.
Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, wird während der Transportbewegung des Siliziumwafers 6 zwischen jedem elektrisch leitenden Bandriemen 3 und dem auf der Transportfläche 7 jedes Bandriemens 3 positionierten Siliziumwafer 6 eine verhältnismäßig hohe Potentialdifferenz und damit ein elektrostatischer Effekt erzeugt, indem jeweils über ein Hochspannungsübertragungsmittel in Form einer elektrisch leitenden Umlenkrolle 15, die jeweils über eine der Hochspannungsleitungen 10 mit dem Hochspannungsgenerator 8 verbunden ist, eine Hochspannung vorzugsweise im Bereich von 5 KV bis 25 KV auf jeden der elektrisch leitenden Bandriemen 3 unmittelbar geleitet wird, die über die Tragkonstruktion 4 des Transportbandes 2 geerdet sind. Hierbei wird der Siliziumwafer 6 mit seiner Auflagefläche an der Transportfläche 7 jedes Bandriemens 3 gleichmäßig mit steuerbarer Anziehungskraft angezogen und exakt positioniert festgehalten.
Wie 4 verdeutlicht, die eine Ansicht eines vergrößerten Details der Schnittansicht der 3 zeigt, ist für die Erzeugung eines verstärkten elektrostatischen Effektes die Verwendung von Bandriemen 3 mit einer elektrisch leitfähigen Innenkonstruktion 12 von Vorteil, die durch im Ab stand zueinander angeordnete Rovings 13 gebildet wird, die in Längsrichtung der Bandriemen 3 verlaufen. Die durch den Pfeil in 4 symbolisierte und auf das Substrat 2 einwirkende Anziehungskraft 14 kann auf diese Weise geeignet verstärkt werden.
5 zeigt eine Ansicht eines Schnitts in der Ebene A-A ähnlich der 3, jedoch durch die Endabschnitte von zwei zueinander parallelen, im Abstand zueinander und übereinander angeordneten Transportbänder 2 mit jeweils zwei elektrisch leitenden Bandriemen 2 und gleicher Bewegungsrichtung. Bei dieser Anordnung wird der auf der jeweiligen Transportfläche 7 der Bandriemen 3 des unteren Transportbandes 2 positionierte Siliziumwafer 6 an die gegenüberliegende jeweilige Transportfläche 7 der beiden Bandriemen 3 des oberen Transportbandes 2 durch die Anziehungskraft 14 angezogen und exakt positioniert festgehalten, die durch wechselseitige gesteuerte Erzeugung der erforderlichen Potentialdifferenz zwischen dem Siliziumwafer 6 und dem jeweiligen Bandriemen 3 gebildet wird.
Eine alternative Gestaltung des Transportbandsystems, mittels der die erforderliche elektrischen Potentialdifferenz zwischen den elektrisch leitenden Bandriemen 3 und dem auf der Transportfläche 7 jedes Bandriemens 3 positionierten Siliziumwafer 6 ohne Berührung der elektrisch leitenden Bandriemen 3 mit einem Hochspannungsübertragungsmittel in Form eines elektrischen Übertragungskopfes 16 zu erzeugen ist, geht aus 6 hervor. Hierbei ist jeweils ein elektrischer Übertragungskopf 16 in einem Abstand von maximal 5 mm unterhalb der nach unten weisenden Transportfläche 7 jedes der beiden umlaufenden Bandriemen 3 des Transportbandes 2 angeordnet. Jeder elektrische Übertragungskopf 16 ist über eine der beiden Hochspannungsleitungen 10 an den Hochspannungsgenerator 8 angeschlossen, der über das Erdungskabel 11 mit der geerdeten Tragkonstruktion 4 des Transportbandes 2 verbunden ist. An jeden elektrischen Übertragungskopf 16 wird zur Erzeugung des elektrostatischen Effektes zwischen den elektrisch leitenden Bandriemen 3 und dem auf der jeweiligen Transportfläche 7 der Bandriemen 3 positionierten Siliziumwafer 6 die Hochspannung bevorzugt im Bereich von 5 KV bis 25 KV angelegt, wodurch der Siliziumwafer 6 von der an seiner Auflagefläche angreifenden Anziehungskraft 14 auf der jeweiligen Transportfläche 7 der Bandriemen 3 exakt positioniert festgehalten wird.

1: Transportbandsystem
2: Transportband
3: Bandriemen
4: Tragkonstruktion des Transportbandes
5: Antriebsaggregat
6: flaches Transportgut, Substrat, Siliziumwafer
7: Transportfläche der Bandriemen
8: Hochspannungsgenerator
9: Stromzuführung
10: Hochspannungsleitungen
11: Erdungskabel
12: elektrisch leitende Innenkonstruktion der Bandriemen
13: Rovings
14: Anziehungskraft
15: elektrisch leitende Umlenkrolle
16: elektrischer Übertragungskopf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004050463 B3 [0003]
- DE 102006033296 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Festhalten von flachem Transportgut, insbesondere von Substraten wie Siliziumwafer und Solarzellen an der Transportfläche eines Bandriemens eines Transportbandes, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Transportbewegung des Substrates durch Übertragen einer Hochspannung auf einen Bandriemen mit mindestens teilweise elektrisch leitendem Querschnitt zwischen dem Bandriemen und dem auf der Transportfläche des Bandriemens positionierten Substrat ein elektrisches Feld mit einer derart zu steuernden elektrischen Potentialdifferenz aufgebaut wird, dass das Substrat durch elektrostatischen Effekt mit seiner Auflagefläche an der Transportfläche des Bandriemens gleichmäßig angezogen und exakt positioniert festgehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Potentialdifferenz zwischen dem Bandriemen und dem auf der Transportfläche des Bandriemens positionierten Substrat erzeugt wird, indem die Hochspannung über mit einem Hochspannungsgenerator verbundene Hochspannungsübertragungsmittel auf den Bandriemen übertragen wird, der über eine Tragkonstruktion geerdet ist, mit der der Hochspannungsgenerator über ein Erdungskabel verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Hochspannungsübertragungsmittel ein elektrisch leitendes Kugellager des Transportbandes oder eine elektrisch leitende Rolle des Transportbandes verwendet wird, von dem bzw. der die Hochspannung unmittelbar an den Bandriemen geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Hochspannungsübertragungsmittel ein elektrischer Übertragungskopf verwendet wird, der in einem Abstand von maximal 5 mm von dem Bandriemen positioniert wird und von dem die Hochspannung auf den Bandriemen berührungslos übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportbewegung des Substrats in einer horizontalen, vertikalen oder geneigten Ebene erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bandriemen mit einer elektrisch leitfähigen Innenkonstruktion in Form von Rovings verwendet wird, die im Abstand zueinander angeordnet sind und in Längsrichtung des Bandriemens verlaufen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechsel- oder Gleichspannung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochspannung im Bereich von 5 KV bis 25 KV verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Potentialdifferenz zwischen dem Bandriemen und dem auf der Transportfläche des Bandriemens positionierten Substrat taktmäßig gesteuert erzeugt wird.