DE102009059937A1

DE102009059937A1 - Gripper for robot arm for contactless retaining silicon based wafer during manufacturing of solar cell of photovoltaic system, has suction point formed as central suction point and another suction point formed as auxiliary suction points

Info

Publication number: DE102009059937A1
Application number: DE102009059937A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. Ketterl (FH), 94315
Original assignee: Strama-Mps Maschinenbau & Co KG GmbH; Strama Mps Maschb & Co KG GmbH; Strama-Mps Maschinenbau & Co Kg 94315 GmbH
Current assignee: Strama-Mps Maschinenbau & Co KG GmbH; Strama Mps Maschb & Co KG GmbH; Strama-Mps Maschinenbau & Co Kg 94315 GmbH
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-06-30
Also published as: CN102136444A

Abstract

The gripper has suction points arranged on a carrier device (10) and applied with low pressure, where one of the suction points is formed as a central suction point and another suction point is formed as four auxiliary suction points. The auxiliary suction points are arranged equally spaced to the central suction point. The central suction point includes a suction head (20), and a suction head retainer (22) is formed in the carrier device. The suction head is rotatably held in the suction head retainer around a longitudinal axis (36). An independent claim is also included for a method for transporting a silicon based wafer by a gripper.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Greifer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6.The present invention relates to a gripper according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 6.

Bei der Herstellung von Solarzellen, insbesondere für Photovoltaikanlagen, werden hochempfindliche, siliziumbasierte Wafer benötigt, die während des Produktionsprozesses teilweise in Einzelbehältern und teilweise in Sammelbehältern (bis zu 100 Stück) untergebracht werden. Weil die Wafer aber in sich biegsam sind und eine sehr empfindliche Oberfläche besitzen, muss vor allem beim Umsetzen der Wafer von einem Behälter in einen anderen höchste Sorgfalt angewandt werden.The production of solar cells, in particular for photovoltaic systems, requires highly sensitive, silicon-based wafers, which are partly housed in individual containers during the production process and partly in collection containers (up to 100 units). However, because the wafers are inherently flexible and have a very delicate surface, the utmost care must be taken in converting the wafers from one container to another.

Es sind gattungsgemäße Greifer bekannt, die über drei Saugstellen verfügen und den Wafer dementsprechend an drei Punkten ansaugen und halten. Der Greifer selbst ist dabei an einem Roboterarm gehalten, der den eigentlichen Transportvorgang durchführt. Im Behälter ist für jeden Wafer eine Halterung vorgesehen, die den Wafer hält. Diese Halterung umfasst zwei Aufnahmetaschen mit Hinterschneidungen und eine Anlagefläche, die alle drei in einer Ebene angeordnet sind.There are generic grippers are known which have three suction points and suck the wafer accordingly at three points and hold. The gripper itself is held on a robot arm, which performs the actual transport process. In the container, a holder is provided for each wafer, which holds the wafer. This holder comprises two receiving pockets with undercuts and a contact surface, all of which are arranged in one plane.

Zum Einbringen des Wafers in das Behältnis wird dieser vom Roboterarm mit seinem Greifer durch Ansaugen des Wafers über die Saugstellen aufgenommen und zum Behältnis geführt. Dabei wird er Wafer in der Ebene der Halterung in das Behältnis eingeführt und mit einer abschließenden Drehbewegung in die beiden Aufnahmetaschen eingedreht, wobei der Wafer am Ende auch an der Anlagefläche anliegt. Dabei kann es vorkommen, dass der Wafer unbeabsichtigterweise irgendwo anstößt und beschädigt wird. Bereits schon kleine, fertigungsbedingte Toleranzen am Wafer oder am Greifer würden ausreichen, um diese unbeabsichtigten Stöße zu verursachen.To introduce the wafer into the container, it is picked up by the robot arm with its gripper by sucking the wafer over the suction points and guided to the container. In this case, the wafer is introduced into the container in the plane of the holder and screwed into the two receiving pockets with a final rotational movement, wherein the wafer also bears against the contact surface at the end. It may happen that the wafer accidentally abuts somewhere and is damaged. Even small, production-related tolerances on the wafer or on the gripper would be sufficient to cause these unintentional impacts.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Greifer der eingangs genannten Art zu schaffen, der eventuelle Stöße auf den Wafer abmildert, um Beschädigungen zu vermeiden oder abzuschwächen.Based on this, the present invention, the object of providing a gripper of the type mentioned, which mitigates any shocks on the wafer to avoid or mitigate damage.

Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Greifer der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruches 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 6 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Greifers und des Verfahrens sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.As a technical solution to this problem, a gripper of the type mentioned above with the features of claim 1 and a method with the features of claim 6 is proposed according to the invention. Advantageous developments of this gripper and the method can be found in the respective subclaims.

Ein nach dieser technischen Lehre ausgebildeter Greifer hat den Vorteil, dass es durch die Ausbildung einer Zentralsaugstelle und durch die Möglichkeit der Abschaltung der anderen (Neben-)Saugstellen möglich ist, den Wafer zumindest für eine kurze Zeit, ausschließlich über die Zentralsaugstelle zu halten. Dies ist insbesondere beim letzten Abschnitt des Transportvorganges vorteilhaft, wenn der Wafer in seine Drei-Punkt-Halterung eingesetzt wird. Hierbei wird der Wafer nämlich um einige wenige Winkelgrade durch eine entsprechende Bewegung des Roboterarms gedreht, um in die Halterung zu gelangen. Insbesondere aufgrund von fertigungsbedingten Toleranzen kann es hierbei passieren, dass der Wafer irgendwo anstößt und hierdurch einen Stoß erfährt. Wird der Wafer aber erfindungsgemäß nur über die Zentralsaugstelle gehalten, so kann der Stoß auf den Wafer durch ein entsprechendes Nachgeben des Wafers zumindest teilweise aufgefangen werden, ohne ernsthaft beschädigt zu werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Zentralsaugstelle im Schwerpunkt des Wafers anzuordnen, weil hierdurch ein besonders einfaches Schwenken des Wafers um seinen Schwerpunkt möglich ist.A trained according to this technical teaching gripper has the advantage that it is possible by the formation of a Zentralsaugstelle and the possibility of switching off the other (secondary) Saugstellen, the wafer at least for a short time to hold exclusively on the central vacuum. This is particularly advantageous in the last section of the transport process, when the wafer is inserted into its three-point mount. In this case, the wafer is namely rotated by a few degrees by a corresponding movement of the robot arm to get into the holder. In particular, due to production-related tolerances, it may happen that the wafer abuts somewhere and thereby experiences a shock. However, if the wafer is held according to the invention only via the central vacuum, the impact on the wafer can be at least partially absorbed by a corresponding yielding of the wafer without being seriously damaged. It has proved to be advantageous to arrange the central vacuum in the center of gravity of the wafer, because this is a particularly simple pivoting of the wafer about its center of gravity is possible.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Zentralsaugstelle mittig und die Nebensaugstellen außermittig anzuordnen, um den Wafer auf einer möglichst großen Fläche erfassen zu können. So wird ein Durchbiegen des Wafers während des Transportes vermieden.It has proved to be advantageous to arrange the central suction centrally and the secondary suction off-center in order to capture the wafer on the largest possible area. This avoids sagging of the wafer during transport.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, vier Nebensaugstellen anzuordnen, die äquidistant voneinander und äquidistant zur Zentralsaugstelle angeordnet sind. Die insgesamt fünf Saugstellen können den Wafer zuverlässig und ohne dass er sich durchbiegt transportieren.In a preferred embodiment, it has proven to be advantageous to arrange four secondary suction, which are arranged equidistant from each other and equidistant from the central vacuum. The total of five suction points can transport the wafer reliably and without bending.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zentralsaugstelle einen Saugkopf, der in einer Saugkopfaufnahme in der Drehervorrichtung um seine Längsachse drehbeweglich gehalten ist. Diese Drehbeweglichkeit des Saugkopfes hat den Vorteil, dass im Falle eines Stoßes auf den Wafer dieser ohne große Widerstände um seinen Schwerpunkt gedreht werden kann. Dabei kann die Saugstelle in unveränderter Weise ihre Saugkraft auf den Wafer ausüben und diesen zuverlässig halten, obwohl der Wafer im Ganzen um seinen Schwerpunkt verschwenkt wird.In a further preferred embodiment, the central suction point comprises a suction head which is rotatably held in a suction head receptacle in the leno device about its longitudinal axis. This rotational mobility of the suction head has the advantage that in the event of a shock on the wafer, it can be rotated about its center of gravity without great resistance. In this case, the suction point can exert its suction force on the wafer in an unchanged manner and hold it reliably, although the wafer as a whole is pivoted about its center of gravity.

Für den Fall, dass der Wafer ausschließlich an der Zentralsaugstelle anhaftet, kann ein Holhraum hinter dem Saugkopf mit einem Überdruck beaufschlagt werden, wodurch der Saugkopf in seiner Position fixiert wird. Dies hat den Vorteil, dass auch ein außermittig an der Zentralsaugstelle gehaltener Wafer in der gewünschten Position gehalten wird, ohne dass die dabei auftretenden Hebelkräfte den Wafer verdrehen.In the event that the wafer adheres exclusively to the central vacuum, a Holhraum be applied behind the suction head with an overpressure, whereby the suction head is fixed in position. This has the advantage that an off-center held at the Zentralsaugstelle wafer is held in the desired position without the lever forces occurring twisting the wafer.

Dieser Überdruck kann stufenlos reduziert und wieder aufgebaut werden, so dass hierdurch eine kontrollierte Bewegung des Wafers ermöglicht wird. This overpressure can be infinitely reduced and rebuilt, thereby allowing a controlled movement of the wafer.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Drehbeweglichkeit des Saugkopfes durch eine rotationssymmetrische Ausbildung des Saugkopfes, insbesondere eine zylindrische Ausbildung des Saugkopfes, zu erreichen. Diese rotationssymmetrische bzw. zylindrische Ausbildung des Saugkopfes lässt sich in kostengünstiger Weise realisieren.It has proved to be advantageous to achieve the rotational mobility of the suction head by a rotationally symmetrical design of the suction head, in particular a cylindrical design of the suction head. This rotationally symmetrical or cylindrical design of the suction head can be realized in a cost effective manner.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Greifers und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:Further advantages of the gripper according to the invention and the method according to the invention will become apparent from the accompanying drawings and the embodiments described below. Likewise, according to the invention, the above-mentioned features and those which are still further developed can be used individually or in any desired combinations with one another. The mentioned embodiments are not to be understood as an exhaustive list, but rather have exemplary character. Show it:

1 eine geschnitten dargestellte Teilansicht eines erfindungsgemäßen Greifers, geschnitten entlang Linie I-I in 3 in einer Normalposition; 1 a sectioned partial view of a gripper according to the invention, taken along line II in FIG 3 in a normal position;

2 eine geschnitten dargestellte Teilansicht eines erfindungsgemäßen Greifers, geschnitten entlang Linie I-I in 3 in einer Maximalposition; 2 a sectioned partial view of a gripper according to the invention, taken along line II in FIG 3 in a maximum position;

3 eine Unteransicht eines erfindungsgemäßen Greifers; 3 a bottom view of a gripper according to the invention;

4 einen erfindungsgemäßen Greifer gemäß 3 mit einem daran gehaltenen Wafer in einer ersten Position beim Einbringen des Wafers in einen Behälter; 4 a gripper according to the invention according to 3 with a wafer held thereon in a first position upon insertion of the wafer into a container;

5 einen erfindungsgemäßen Greifer gemäß 3 mit einem daran gehaltenen Wafer in einer zweiten Position beim Einbringen des Wafers in einen Behälter. 5 a gripper according to the invention according to 3 with a wafer held thereon in a second position upon insertion of the wafer into a container.

In den 1–3 ist beispielhaft eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Greifers dargestellt, der an einem Roboterarm oder an einem Linearhandlingsystem befestigt werden kann. Dieser Greifer umfasst eine Trägervorrichtung 10 mit fünf Saugstellen, wobei mittig eine Zentralsaugstelle 12 und darum herum im jeweils gleichen Abstand (äquidistant) vier Nebensaugstellen 14 angeordnet sind. Diese vier Nebensaugstellen 14 sind untereinander ebenfalls äquidistant angeordnet. Die Zentralsaugstelle 12 ist an einem ersten Saugkanal 16 angeschlossen, während die Nebensaugstellen 14 mit den Nebensaugkanälen 18 verbunden sind.In the 1 - 3 an embodiment of a gripper according to the invention is shown by way of example, which can be attached to a robot arm or to a linear handling system. This gripper comprises a carrier device 10 with five suction points, where centrally a Zentralsaugstelle 12 and around it in the same distance (equidistant) four secondary suction 14 are arranged. These four secondary suction 14 are also arranged equidistantly among themselves. The central vacuum 12 is on a first suction channel 16 connected while the secondary suction 14 with the secondary suction channels 18 are connected.

Die Nebensaugkanäle 18 können unabhängig vom Saugkanal 16 mit Unterdruck beaufschlagt werden. Dies ermöglicht eine individuelle Ansteuerung der Nebensaugstellen 14 einerseits und der Zentralsaugstelle 12 andererseits, so dass die Zentralsaugstelle 12 mit Unterdruck versorgt werden kann, auch wenn die Nebensaugstellen 14 nicht mit Unterdruck beaufschlagt werden.The secondary suction channels 18 can be independent of the suction channel 16 be subjected to negative pressure. This allows individual control of the secondary suction 14 on the one hand and the central vacuum 12 on the other hand, so that the central vacuum 12 can be supplied with negative pressure, even if the secondary suction 14 should not be subjected to negative pressure.

In den 1 und 2 ist beispielhaft die Zentralsaugstelle 12 abgebildet. Es versteht sich, dass die Nebensaugstellen 14 genauso ausgebildet sind. In einer hier nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform können die Saugstellen auch derart ausgebildet sein, dass der Wafer nach dem Bernoulliprinzip angesaugt wird.In the 1 and 2 is an example of the central vacuum 12 displayed. It is understood that the secondary suction 14 are designed in the same way. In an alternative embodiment not shown here, the suction points can also be designed such that the wafer is sucked in according to the Bernoulli principle.

Die Zentralsaugstelle 12 umfasst einen zylindrisch ausgebildeten Saugkopf 20, der in einer entsprechenden, in der Trägervorrichtung 10 eingelassenen Saugkopfaufnahme 22 gehalten ist.The central vacuum 12 comprises a cylindrically shaped suction head 20 in a corresponding, in the vehicle device 10 taken in suction head intake 22 is held.

An einer Rückwand 24 der Transportvorrichtung 10 ist quasi als Teil der Saugkopfaufnahme 22 ein Hohlraum 26 ausgebildet, dessen Breite größer als der Durchmesser der Saugkopfaufnahme 22 ist. Dieser Hohlraum 26 ist mit einer Druckleitung 28 verbunden und kann bei Bedarf mit einem Überdruck beaufschlagt werden. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Hohlraum 26 ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet, kann jedoch in anderen Ausführungen auch andere Konturen annehmen.On a back wall 24 the transport device 10 is like a part of the suction head 22 a cavity 26 formed, whose width is greater than the diameter of the Saugkopfaufnahme 22 is. This cavity 26 is with a pressure line 28 connected and can be applied if necessary with an overpressure. In the embodiment illustrated here, the cavity is 26 also hollow cylindrical, but may assume other contours in other embodiments.

Der Saugkopf 20 besitzt an seiner Rückseite 30 einen radial abstehenden, umlaufenden Vorsprung 32, mit dem der Saugkopf 20 formschlüssig in der Trägervorrichtung 10 gehalten ist.The suction head 20 owns at its back 30 a radially projecting, circumferential projection 32 with which the suction head 20 positively in the carrier device 10 is held.

Der zylindrisch ausgebildete Saugkopf 20 ist so dimensioniert, dass er passgenau in die Saugkopfaufnahme 22 hineinpasst. Zwischen dem Saugkopf 20 und der Rückwand 24 der Trägervorrichtung 10 verbleibt dabei ein Freiraum im Hohlraum 26. Aufgrund dieses Freiraumes ist es dem Saugkopf 20 möglich, entlang einer Längsachse 36 axial verschoben zu werden. Hierdurch kann der Saugkopf 20 orthogonal zur Ebene der Trägervorrichtung 10 verschoben werden, wobei der Verschiebeweg einerseits durch den Vorsprung 32 und seine Anlage an der Trägervorrichtung 10 und andererseits durch die Rückwand 24 der Trägervorrichtung 10 begrenzt ist.The cylindrically shaped suction head 20 is dimensioned so that it fits exactly into the suction head 22 fits. Between the suction head 20 and the back wall 24 the carrier device 10 this leaves a free space in the cavity 26 , Because of this clearance, it is the suction head 20 possible, along a longitudinal axis 36 to be moved axially. This allows the suction head 20 orthogonal to the plane of the support device 10 be moved, the displacement on the one hand by the projection 32 and his attachment to the carrier device 10 and on the other hand through the back wall 24 the carrier device 10 is limited.

Im Zentrum der Rückseite 30 des Saugkopfes 20 ist ein gegenüber seiner Umgebung erhöhter Anschlag 38 ausgebildet, der eine zur Rückwand 30 der Trägervorrichtung 10 parallele Oberfläche aufweist. Der Anschlag 38 ist deutlich kleiner ausgebildet, als die Rückseite 30 des Saugkopfes 20. Hierdurch ist es möglich, dass bei einer Druckbeaufschlagung der Druckleitung 28 und dementsprechend des Hohlraumes 26 dieser Überdruck den Saugkopf 20 in seine Normalposition gemäß 1 drückt. Gleichzeitig hält dieser Überdruck den Saugkopf 20 in dieser Normalposition und verhindert ein unbeabsichtigtes Verschieben des Saugkopfes 20.In the center of the back 30 of the suction head 20 is a higher than its surroundings stop 38 formed, one to the rear wall 30 the carrier device 10 has parallel surface. The stop 38 is much smaller than the back 30 of the suction head 20 , This makes it possible that at a pressurization of the pressure line 28 and accordingly the cavity 26 this overpressure the suction head 20 according to its normal position 1 suppressed. At the same time this overpressure keeps the suction head 20 in this normal position and prevents unintentional displacement of the suction head 20 ,

An einer Vorderseite 40 des Saugkopfes 20 ist eine ringförmig umlaufende, plan ausgeführte Anlagefläche 42 ausgebildet, an der der Wafer 44 zur Anlage kommt. Im Inneren dieser ringförmigen Anlagefläche 42 ist im Saugkopf 20 ein Saugraum 46 ausgebildet, der über zwei im Saugkopf 20 ausgebildete Verbindungskanäle 48 mit dem Saugkanal 16, (bei den Nebensaugstellen 14 mit dem Nebensaugkanal 18) in der Trägervorrichtung 10 wirkverbunden ist. Dabei weist der Verbindungskanal 48 an seinem Übergang zum Saugkanal 16 ein Erweiterungsstück 52 mit vergrößertem Durchmesser auf, um sicherzustellen, dass der Saugkopf 20 sowohl in seiner Normalposition gemäß 1, als auch in seiner Maximalposition gemäß 2 stets vollen Kontakt mit dem Saugkanal 16 hat.At a front 40 of the suction head 20 is an annular circumferential, plan running contact surface 42 formed at the the wafer 44 comes to the plant. Inside this annular contact surface 42 is in the suction head 20 a suction room 46 formed over two in the suction head 20 trained connection channels 48 with the suction channel 16 , (at the secondary suction 14 with the secondary suction channel 18 ) in the carrier device 10 is actively connected. In this case, the connection channel 48 at its transition to the suction channel 16 an extension piece 52 with enlarged diameter on to make sure the suction head 20 both in its normal position according to 1 , as well as in its maximum position according to 2 always full contact with the suction channel 16 Has.

In einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform ist außen um die Anlagefläche herum eine Dichtung, insbesondere eine O-Ring-Dichtung oder eine V-Ring-Dichtung, vorgesehen, die den Saugkopf gegen den Wafer abdichten hilft, um einen verbesserten Unterdruck aufzubauen.In another embodiment, not shown here, a seal, in particular an O-ring seal or a V-ring seal, is provided around the contact surface, which helps to seal the suction head against the wafer in order to build up an improved negative pressure.

In Richtung der Längsachse 36 gesehen, ist sowohl vor dem Erweiterungsstück 52 als auch hinter dem Erweiterungsstück 52 je ein O-Ring 54 vorgesehen, über den der Saugkanal 16 abgedichtet wird. Insbesondere der hinter dem Verbindungskanal 48 angeordnete O-Ring 54 dichtet darüber hinaus ebenfalls den Hohlraum 26 ab.In the direction of the longitudinal axis 36 seen, is both in front of the extension piece 52 as well as behind the extension piece 52 one O-ring each 54 provided, via which the suction channel 16 is sealed. In particular, behind the connection channel 48 arranged O-ring 54 also seals the cavity beyond 26 from.

Nachfolgend wird der Vorgang des Ansaugens des Wafers 44 wie folgt beschrieben:
Der Greifer wird über einen hier nicht dargestellten Roboterarm mit seiner Trägervorrichtung 10 an den Wafer 44 herangeführt. Dabei wird angestrebt, dass die Trägervorrichtung 10 mit ihrer Zentralsaugstelle 12 und mit ihren vier Nebensaugstellen 14 so parallel wie möglich an den Wafer 44 herangeführt wird und dass die Zentralsaugstelle 12 im Schwerpunkt des Wafers 44 an diesem zur Anlage kommt. In dieser Phase sind die Hohlräume 26 mit Überdruck beaufschlagt, so dass die Saugköpfe 20 in ihrer Normalposition gemäß 1 verharren.The following is the process of sucking the wafer 44 described as follows:
The gripper is connected via a robot arm, not shown here, with its carrier device 10 to the wafer 44 introduced. It is desirable that the carrier device 10 with its central vacuum 12 and with her four secondary suction pads 14 as parallel as possible to the wafer 44 is introduced and that the central vacuum 12 in the center of gravity of the wafer 44 at this comes to the plant. At this stage are the cavities 26 subjected to overpressure, so that the suction cups 20 in their normal position according to 1 remain.

Aufgrund von fertigungsbedingten Toleranzen kann es beim Annähern der Saugköpfe 20 an den Wafer 44 vorkommen, dass nicht alle Saugköpfe 20 den Wafer 44 gleichzeitig erreichen. Selbst wenn hier nur Toleranzen von einigen Zehntelmillimetern vorhanden sind, so kann dieser Abstand beim Ansaugen des Wafers 44 bereits Beschädigungen an diesem hervorrufen.Due to production-related tolerances, it can when approaching the suction cups 20 to the wafer 44 Occur that not all suction cups 20 the wafer 44 reach at the same time. Even if only tolerances of a few tenths of a millimeter are present here, this distance may be the suction of the wafer 44 already cause damage to this.

Unmittelbar bevor der erste Saugkopf 20 den Wafer 44 erreicht, wird ein hier nicht dargestelltes Ventil geöffnet und der Überdruck im Hohlraum 26 aufgelöst. Gleichzeitig werden die Nebensaugkanäle 18 und mit Unterdruck beaufschlagt. Falls auch die Zentralsaugstelle 12 aktiviert werden soll, so wird auch der Saugkanal 16 mit Unterdruck beaufschlagt.Immediately before the first suction head 20 the wafer 44 reached, a not shown here valve is opened and the pressure in the cavity 26 dissolved. At the same time, the secondary suction channels 18 and subjected to negative pressure. If so, the central vacuum 12 should be activated, so is the suction channel 16 subjected to negative pressure.

Gelangt ein Saugkopf 20 etwas eher an den Wafer 44 als ein anderer Saugkopf 20, so wird dieser Saugkopf 20 axial entlang der Längsachse 36 verschoben, bis sämtliche Saugköpfe 20 am Wafer 44 anliegen.If a suction head 20 a little bit closer to the wafer 44 as another suction head 20 , so this suction head 20 axially along the longitudinal axis 36 moved until all suction cups 20 on the wafer 44 issue.

Die Zentralsaugstelle 12 kann dabei parallel mit den Nebensaugstellen 14 in analoger Weise betrieben werden. Alternativ kann die Zentralsaugstelle 12 aber auch erst aktiviert, d. h. mit Unterdruck beaufschlagt werden, wenn die Nebensaugstellen 14 den Wafer 24 ergriffen haben. In diesem Fall weist der Hohlraum 26 der Zentralsaugstelle 12 während dieses gesamten Vorganges kein Überdruck auf.The central vacuum 12 can be parallel with the secondary suction 14 be operated in an analogous manner. Alternatively, the central vacuum 12 but also activated only, ie be subjected to negative pressure when the Nebensaugstellen 14 the wafer 24 have seized. In this case, the cavity points 26 the central vacuum 12 no overpressure during this entire process.

Nachdem also sämtliche Saugstellen am Wafer 44 anliegen und diesen halten, wird der Hohlraum 26 sämtlicher Saugstellen 12, 14 mit Überdruck beaufschlagt, um die Saugköpfe 20 wieder in ihrer Normalposition zu bringen. Während des Transportvorganges bleibt der Überdruck im Hohlraum 26 erhalten, um ein unkontrolliertes Verschieben der Saugköpfe 20 während des Transportvorganges zu verhindern.So after all the suction points on the wafer 44 abut and hold this, the cavity becomes 26 all suckling points 12 . 14 pressurized to the suction cups 20 to return to its normal position. During the transport process, the overpressure remains in the cavity 26 get to an uncontrolled moving the suction cups 20 to prevent during the transport process.

Nachdem der Wafer mit dem hier beschriebenen Greifer zu dem gewünschten Behältnis gebracht wurde, wird der Wafer in der Ebene einer Halterung des Behältnisses in dieses eingeführt. Diese Halterung umfasst zwei Hinterschneidungen aufweisende Aufnahmetaschen 56 und eine Anlagefläche 58.After the wafer has been brought to the desired container with the gripper described here, the wafer is inserted in the plane of a holder of the container in this. This holder comprises two undercut receiving pockets 56 and a contact surface 58 ,

Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, wird der Wafer vom Roboterarm schräg in diese Halterung eingeführt und im letzten Moment so gedreht, dass der Wafer in die Aufnahmetaschen 56 eingreift und an der Anlagefläche 58 zur Anlage kommt. Während dieses Drehvorganges werden alle Nebensaugstellen 14 druckentlastet, so dass diese wirkungslos werden und den Wafer 44 nicht länger erhalten. Während dieser Zeit wird der Wafer ausschließlich durch die Zentralsaugstelle 12 gehalten. Sollte der Wafer während dieses Drehvorganges unbeabsichtigterweise an irgendeiner Stelle einen Stoß erfahren, so kann der Wafer 44 ausweichen, ohne durch den Stoß eine signifikante Beschädigung zu erfahren, denn durch die Anordnung der Zentralsaugstelle 12 im Schwerpunkt des Wafers 44 und durch die drehbewegliche Lagerung des Saugkopfes 20 in der Saugkopfaufnahme 22, nicht zuletzt durch die zylindrische Ausbildung des Saugkopfes 20, wird dem Stoß auf dem Wafer 44 kein nennenswerter Widerstand entgegengebracht, der eine Beschädigung des Wafers 44 verursachen könnte.As in the 4 and 5 is shown, the wafer is introduced by the robot arm obliquely into this holder and rotated at the last moment so that the wafer into the receiving pockets 56 engages and on the contact surface 58 comes to the plant. During this turning process, all secondary suction 14 Relieves pressure, so that these are ineffective and the wafer 44 no longer received. During this time, the wafer is exclusively through the central vacuum 12 held. If the wafer accidentally experiences a shock at any point during this turning operation, the wafer may 44 Dodge without experiencing a significant damage by the impact, because by the arrangement of Zentralsaugstelle 12 in the center of gravity of the wafer 44 and by the rotatable mounting of the suction head 20 in the suction head receptacle 22 , not least by the cylindrical design of the suction head 20 , gets the bump on the wafer 44 There is no significant resistance to damage to the wafer 44 could cause.

Nachdem der Wafer 44 in den Aufnahmetaschen 56 und an der Anlagefläche 58 anliegt, wird auch die Zentralsaugstelle 12 entlastet, womit der Wafer 44 freigegeben wird. Nun kann der Greifer aus dem Behältnis herausgezogen werden und den nächsten Wafer transportieren.After the wafer 44 in the receiving pockets 56 and at the contact surface 58 is also the central vacuum 12 relieved, bringing the wafer 44 is released. Now, the gripper can be pulled out of the container and transport the next wafer.

Beim Herausholen des Wafers 44 aus dem Behältnis mit den Aufnahmetaschen 56 und der Anlagefläche 58 wird, wie oben beschrieben verfahren. Das heißt, dass beim Herausholen des Wafers 44 zumindest alle vier Nebensaugstellen 14 aktiviert sind, bevor der hier nicht dargestellte Roboterarm seine Drehbewegung zur Entnahme des Wafers durchführt. Gegebenenfalls kann auch die Zentralsaugstelle 12 aktiviert sein.When retrieving the wafer 44 from the container with the receiving pockets 56 and the contact surface 58 will proceed as described above. That is, when retrieving the wafer 44 at least all four secondary suction 14 are activated before the robot arm, not shown here performs its rotational movement for removal of the wafer. Optionally, the central vacuum 12 be activated.

Sollte es nicht möglich sein, den Wafer 44 mit seiner Zentralsaugstelle 12 in seinem Schwerpunkt zu erfassen, so kann die Zentralsaugstelle 12 auch an einer beliebigen anderen Stelle am Wafer 44 angreifen. In diesem Falle wird der Hohlraum 26 vor dem Abschalten der Nebensaugstellen 14 mit einem Überdruck beaufschlagt. Dieser Überdruck drückt den Saugkopf 20 mit seinem Vorsprung 32 gegen die Trägervorrichtung 10 und bewirkt mit dem dabei auftretenden Kraftschluss, dass der Saugkopf 20 in seiner Position fixiert wird. Hierdurch ist es möglich, den Wafer 44 auch bei einer außermittigen Aufnahme durch die Zentralsaugstelle 12 und nach dem Abschalten der Nebensaugstellen 14 in der gewünschten Position zu halten, denn die durch die außermittige Aufnahme am Wafer 44 auftretenden Hebelkräfte werden vom Überdruck mehr als kompensiert.Should not be possible, the wafer 44 with its central vacuum 12 in its center of gravity, so can the central vacuum 12 also at any other place on the wafer 44 attack. In this case, the cavity becomes 26 before switching off the secondary suction 14 subjected to an overpressure. This overpressure presses the suction head 20 with his lead 32 against the carrier device 10 and causes with the occurring adhesion that the suction head 20 is fixed in its position. This makes it possible for the wafer 44 even with an off-center recording by the central vacuum 12 and after switching off the secondary suction 14 in the desired position, because of the off-center recording on the wafer 44 occurring lever forces are more than compensated by the overpressure.

Auch ist es möglich, den Überdruck im Hohlraum 26 mittels eines hier nicht dargestellten Reglers stufenlos zu dosieren, so dass hierdurch eine kontrollierte Drehbewegung des Wafers 44 gegenüber dem Greifer ermöglicht wird.It is also possible to control the overpressure in the cavity 26 continuously metered by means of a regulator, not shown here, so that thereby a controlled rotational movement of the wafer 44 opposite the gripper is made possible.

Claims

Gripper for almost non-contact mounting of flat components such as silicon-based wafers ( 44 ), with a carrier device ( 10 ), at which at least two suction points ( 12 . 14 ), characterized in that a suction point as Zentralsaugstelle ( 12 ) is formed, that at least one other suction point as Nebensaugstelle ( 14 ) is formed and that the at least one secondary absorbent ( 14 ) can be switched off.

Gripper according to claim 1, characterized in that the central suction point ( 12 ) is arranged centrally, while the at least one secondary absorbent ( 14 ) is arranged off-center.

Gripper according to at least one of the preceding claims, characterized in that four secondary suction points ( 14 ) equidistant from the central suction point ( 12 ) are arranged.

Gripper according to claim 3, characterized in that the four secondary suction points ( 14 ) are arranged equidistant from each other.

Gripper according to at least one of the preceding claims, characterized in that the central suction point ( 12 ) a suction head ( 20 ) that in the carrier device ( 10 ) a suction head receptacle ( 22 ) is formed and that the suction head ( 20 ) about its longitudinal axis ( 36 ) rotatably in the Saugkopfaufnahme ( 22 ) is held.

Gripper according to claim 5, characterized in that the suction head ( 20 ) is rotationally symmetrical, in particular cylindrical, is formed.

Method for transporting planar components such as silicon-based wafers by means of a gripper attached to a robot arm, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the gripper removes the wafer ( 44 ) is detected in such a way that the central suction point ( 12 ) in the center of gravity of the wafer ( 44 ) comes to the plant.

A method according to claim 6, characterized in that when screwing the wafer ( 44 ) the secondary suction points ( 14 ) are all turned off and the wafer ( 44 ) exclusively via the central vacuum ( 12 ) is held.

Method for transporting planar components such as silicon-based wafers by means of a gripper attached to a robot arm, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that a gripper in a central vacuum ( 12 ) or in a secondary absorbent ( 14 ) held suction head ( 20 ) is fixed by means of overpressure against twisting or axial displacement.

A method according to claim 9, characterized in that the pressure is variable under load.