DE102010006760A1 - Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem in einer Flüssigkeit angeordneten Stapel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen (3.1, 3.2) aus einem Stapel (3). Die Vereinzelungsvorrichtung (1) weist einen eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter (2) auf, in dem eine Aufnahmevorrichtung (5) angeordnet ist. Durch die Aufnahmevorrichtung (5) wird ein Stapel (3) scheibenförmiger Elemente (3.1, 3.2) getragen, so dass sich der Stapel (3) vollständig in Flüssigkeit befindet. Ferner weist die Vereinzelungsvorrichtung (1) eine Gurtfördervorrichtung (6) auf, die mit wenigstens einem Teil ihrer Förderlänge in den Behälter (2) ragt. Ein Ende der Gurtfördervorrichtung (6) liegt einer Stirnseite des Stapels (3) gegenüber. Es ist ferner eine Bewegungsvorrichtung (9) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Stapel (3) und der Gurtfördervorrichtung (6) vorgesehen. Die Gurtfördervorrichtung (6) ist so angeordnet, dass ihre Förderebene mit den durch die gestapelten Elemente (3.1, 3.2) definierten Ebenen einen von Null verschiedenen Winkel (α) einschließt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem in einer Flüssigkeit angeordneten Stapel.
- Eine Vorrichtung, bei der mit Hilfe von Fördergurten scheibenförmige Elemente aus einem Stapel vereinzelt werden, ist aus der
DE 10 2006 011 870 A1 bekannt. Die dort vorgeschlagene Vereinzelungsvorrichtung zeigt einen Stapel, dessen Stapelachse sich in horizontaler Richtung erstreckt. Senkrecht hierzu ist eine Mehrzahl von hintereinander stehenden plattenförmigen Gegenständen, beispielsweise Siliciumwafern, angeordnet. Der Stapel befindet sich in einer Flüssigkeit in einer Wanne, wobei diese in Richtung der Stapelachse mit Hilfe eines Antriebs bewegbar ist. Zum Abheben des jeweils vordersten Elements des Stapels ist ein Fördergurt parallel zur Oberfläche des ersten scheibenförmigen Elements angeordnet. - Mit Hilfe einer Unterdruckeinrichtung wird das jeweils erste, parallel zum Fördergurt stehende Element an den Fördergurt angesaugt und mittels des Unterdrucks dort gehalten. Ist ein Element mit Unterdruck gegen den Fördergurt gezogen, so wird dieser angetrieben und so das Element parallel zu den durch die weiteren Elemente des Stapels definierten Ebenen abtransportiert. Nachteil der hier beschriebenen Anlage ist, dass durch die parallele Anordnung ein relativ großer Zeitraum verstreicht, bevor der Wafer so weit abtransportiert ist, bis der nächste Wafer herangeführt werden kann. Dies vergrößert die Gefahr von Kollisionen und damit auch von Beschädigungen bzw. fehlerhafter Vereinzelung.
- Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem Flüssigkeitsbad zu schaffen, die eine hohe Taktfrequenz und eine sichere Vereinzelung erlaubt.
- Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Die erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen aus einem Stapel weist einen Behälter auf, der eine Flüssigkeit enthält, z. B. eine Reinigungsflüssigkeit. In dem Behälter ist eine Aufnahmevorrichtung so angeordnet, dass ein durch die Aufnahmevorrichtung getragener Stapel scheibenförmiger Elemente sich in der Flüssigkeit befindet. Ferner weist die Vereinzelungsvorrichtung eine Gurtfördervorrichtung auf. Wenigstens ein Teil der Förderlänge der Gurtfördervorrichtung ragt so in den Behälter, dass ein Ende der Förderlänge der Gurtfördervorrichtung einer Stirnseite des Stapels gegenüber liegt. Zudem ist eine Bewegungsvorrichtung vorgesehen, welche eine Relativbewegung zwischen dem Stapel und der Gurtfördervorrichtung erzeugen kann. Dabei ist es grundsätzlich möglich, dass der Stapel auf die Gurtfördervorrichtung zu oder aber die Gurtfördervorrichtung auf den feststehenden Stapel zubewegt wird.
- Die Gurtfördervorrichtung ist dabei so angeordnet, dass ihre Förderebene mit durch die gestapelten Elemente des Stapels definierten Ebenen einen von Null verschiedenen Winkel einschließt. Durch diesen von Null verschiedenen Winkel wird an einer Seite der Abstand zwischen dem ersten abzufördernden Element sowie dem nachfolgenden Element des Stapels vergrößert. Diese einseitige Vergrößerung führt zu einer Reduktion des Bruchrisikos, da der Kontakt des abzufördernden Elements zu den nachfolgenden Elementen reduziert wird. Zudem wird das Risiko von fehlerhafter Vereinzelung reduziert. Durch den nicht über die gesamte Fläche der Wafer gleich bleibenden Abstand wird das Risiko von sich ausbildender Adhäsion zwischen aufeinanderfolgenden scheibenförmigen Elementen reduziert. Insbesondere entfällt damit das häufige Nachvereinzeln von aneinander haftenden scheibenförmigen Elementen. Dies erhöht den Durchsatz der Vereinzelungsvorrichtung weiter.
- In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung ausgeführt.
- In einem Bereich der am nächsten zu dem Gurtförderer hin orientierten Elemente ist vorzugsweise auf derjenigen Seite des Stapels, die den größten Abstand zu der Gurtfördervorrichtung aufweist, wenigstens eine Düse angeordnet, deren Hauptstrahlrichtung mit der Förderebene einen Winkel von maximal 45° einschließt. Durch eine solche auf den Gurt der Gurtfördervorrichtung zugerichtete Hauptstrahlrichtung wird das Anlegen des vordersten scheibenförmigen Elements an den Gurt erleichtert. Dabei ist insbesondere auch vorteilhaft, dass durch den sich in einer Richtung öffnenden Spalt zwischen dem ersten und dem nachfolgenden scheibenförmigen Element mit Hilfe einer Strömung eine das scheibenförmige Element an den Gurt drückende Kraft erzeugt werden kann. Diese wirkt insbesondere auch noch nach Beginn des Förderns des scheibenförmigen Elements durch die Gurtfördervorrichtung nach.
- Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Bewegungsvorrichtung so eingerichtet, dass eine oszillierende Bewegung zwischen der Gurtfördervorrichtung und dem Stapel erzeugt wird. Dabei ist die Relativbewegung, welche den Abstand verringert stets etwas größer als die im Anschluss daran den Abstand wieder vergrößernde Bewegung. Auch durch diese Maßnahme wird das aneinander Haften von aufeinander folgenden scheibenförmigen Elementen verhindert oder zumindest eine entsprechende Wahrscheinlichkeit reduziert.
- Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der von Null verschiedene Winkel zwischen der Transportrichtung und die durch die gestapelten Elemente definierten Ebenen eingeschlossen wird. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Gurtfördervorrichtung im Wesentlichen in vertikaler Richtung fördert. Der Neigungswinkel gegenüber der durch die gestapelten Elemente definierten Ebenen ist vorzugsweise wenigstens 3° und höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 7,5°. In diesem Bereich hat sich die beschriebene Wirkung besonders stark gezeigt und die Vereinzelung verläuft besonders prozesssicher.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert. Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung. - In der
1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung dargestellt. Die Vereinzelungsvorrichtung1 umfasst eine Wanne2 . Die nach oben offene Wanne ist mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einer Reinigungsflüssigkeit, gefüllt. Vollständig innerhalb der Wanne2 und in der Flüssigkeit angeordnet befindet sich ein Stapel3 . Der Stapel3 besteht aus einer Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen3.1 ,3.2 , ..., vorzugsweise Wafern, die z. B. gerade aus einem Sägevorgang kommen und gereinigt werden müssen. Die einzelnen scheibenförmigen Elemente des Stapels3 sind vorzugsweise senkrecht zu einer horizontal verlaufenden Stapelachse4 angeordnet. Jeder der Wafer definiert eine Ebene, in der er steht und die senkrecht auf der Stapelachse4 steht. - Der Stapel
3 wird durch eine Aufnahmevorrichtung5 getragen. Die Aufnahmevorrichtung5 kann beispielsweise durch einen sog. Carrier gebildet werden. Um nun die einzelnen Wafer3.1 ,3.2 , ... von einer Seite des Stapels3 einzeln abzunehmen und stückweise dem weiteren Bearbeitungsprozess zur Verfügung zu stellen, ist eine Gurtfördervorrichtung6 vorgesehen. Die Gurtfördervorrichtung6 weist einen Gurt7 auf, der über eine erste Walze8.1 und eine zweite, angetriebene Walze8.2 läuft. Es ist zu beachten, dass anstelle eines einzelnen, relativ breiten Gurts7 auch z. B. zwei oder mehr parallel zueinander verlaufende Gurte vorgesehen sein können. Die Gurtfördervorrichtung6 ist so angeordnet, dass sie der Stirnseite des Stapels3 an einem Ende des Stapels3 gegenüberliegt. Eine Förderebene wird durch die zu der Stirnseite des Stapels3 hin orientierte Oberfläche des Gurts7 gebildet. Diese Förderebene steht mit den durch die gestapelten Elemente3.2 , ... definierten Ebenen in einem Winkel α. Dieser Winkel α ist vorzugsweise wenigstens 3° und maximal 10°, vorzugsweise max. 7,5°. Die Ermittlung des Winkels α erfolgt dabei in Bezug auf die noch nicht aus dem Stapel3 gelösten scheibenförmigen Elemente. - Wird der Gurt
7 durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung über die zweite Walze8.2 angetrieben, so werden die scheibenförmigen Elemente3.1 ,3.2 , ... einzeln und nacheinander in der durch den Pfeil angegebenen Transportrichtung abgefördert. Dabei wird das jeweils vorderste scheibenförmige Element3.1 nach Anlage an den Gurt7 durch Adhäsionskräfte an dem Gurt7 gehalten. Um die Anlage an das Band bzw. den Vorgang des Anlegens zu unterstützen, kann eine Strömungseinrichtung vorgesehen sein. Diese Strömungseinrichtung wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Pumpe16 gebildet, welche die Flüssigkeit in der Wanne2 in dem Behälter2 durch den Gurt7 bzw. bei mehreren Gurten durch den Zwischenraum fördert. - Um nach dem Abfördern des jeweils ersten scheibenförmigen Elements
3.1 das jeweils nächste scheibenförmige Element3.2 des Stapels3 wieder in Anlage an den Gurt7 zu bringen, ist eine Bewegungsvorrichtung9 vorgesehen. Die Bewegungsvorrichtung9 weist einen Antrieb10 sowie eine Basis11 auf. Mit Hilfe des Antriebs10 ist die Aufnahmevorrichtung5 in Richtung der Stapelachse4 auf der Basis11 bewegbar. Damit kann das jeweils vorderste scheibenförmige Element3.1 in Richtung auf die Gurtfördervorrichtung6 zu bewegt werden. Vorzugsweise erfolgt das Annähern des ersten scheibenförmigen Elements3.1 durch eine oszillierende Bewegung. D. h., dass zunächst die Aufnahmevorrichtung auf die Gurtfördervorrichtung6 zu bewegt wird und anschließend in einer gegenüber der vorangegangenen Bewegung verkürzten Rückwärtsbewegung wieder von der Gurtfördervorrichtung6 entfernt wird. Eine solche oszillierende Bewegung begünstigt das Auffächern des Stapels an seinem der Gurtfördervorrichtung6 zugewandten Ende. Dieses Auffächern wird zudem unterstützt durch eine Düseneinrichtung18 . Die Düseneinrichtung18 weist wenigstens eine Düse20 auf, deren Hauptstrahlrichtung auf den Gurt7 zu gerichtet ist. Der Winkel ist dabei näherungsweise 90° und vorzugsweise nicht größer als 45° in Bezug auf die Förderebene des Gurts7 . Eine solche Düseneinrichtung18 begünstigt das Kippen des ersten scheibenförmigen Elements3.1 , sobald an seinem in der1 unteren Ende das scheibenförmige Element3.1 in Kontakt mit der Gurtfördervorrichtung6 ist. Die Hauptstrahlrichtung der Düse20 ist insbesondere so gewählt, dass sie in dem sich vergrößernden Spalt zwischen dem kippenden ersten scheibenförmigen Element3.1 und dem noch aufrecht stehenden nächsten scheibenförmigen Element3.2 gerichtet ist. - Das durch die Gurtfördervorrichtung
6 geförderte scheibenförmige Element3.1 wird an eine zweite Gurtfördervorrichtung13 übergeben, welche sich in geradliniger Verlängerung der ersten Gurtfördervorrichtung6 befindet. Die scheibenförmigen Elemente3.1 ,3.2 , ... sind zum Zeitpunkt der Übergabe an die zweite Gurtfördervorrichtung13 bereits vereinzelt. Im Weiteren kann mit Hilfe einer klappbaren weiteren Gurtfördervorrichtung14 nach der Übernahme das scheibenförmige Element in eine horizontale Lage gebracht werden und weiteren Fördermitteln wieder dem schematisch noch dargestellten Gurtförderer15 übergeben werden. Der Gurt7 sowie der Gurt der zweiten Gurtfördervorrichtung13 bilden eine gemeinsame Förderebene aus. - Die Gurtfördervorrichtung
6 taucht mit einem wesentlichen Teil ihrer Förderlänge LF in die Flüssigkeit der Wanne2 ein, so dass nur das antriebsseitige Ende heraussteht. Um dies zu verdeutlichen, ist in der1 die Flüssigkeitslinie12 angegeben. Wie es beispielhaft für die dritte Gurtfördervorrichtung14 angegeben ist, wird die Förderlänge LF durch die freie Länge des Gurts zwischen den beiden Walzen definiert, über die der Gurt läuft. - Um das Anhaften der vereinzelten scheibenförmigen Elemente an der zweiten Gurtfördervorrichtung
13 und der weiteren Gurtfördervorrichtung14 zu verbessern, kann eine Unterdruckeinrichtung17 vorgesehen sein. Die Unterdruckeinrichtung17 saugt durch Öffnungen in den Fördergurten die zu transportierenden scheibenförmigen Elemente3.1 ,3.2 an. Die Düseneinrichtung18 weist vorzugsweise mehrere Düsen auf, wobei ein Teil dieser Düsen senkrecht zur Stapelachse4 ihre Hauptstrahlrichtung aufweist und für eine Vorvereinzelung der scheibenförmigen Elemente3.1 ,3.2 , ... sorgt. Weitere Düsen zum Unterstützen der Vorvereinzelung können vorgesehen sein. - Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stapel mit seiner Stapelachse
4 in der Horizontalen angeordnet. Die Gurtfördervorrichtung6 schließt mit ihrer Förderebene einen Winkel α mit den durch die gestapelten Elemente definierten Ebenen des Stapels3 ein. Dieser Winkel α ist im dargestellten Ausführungsbeispiel gleich dem Zwischenwinkel aus der Förderrichtung (Pfeil) und den Ebenen der gestapelten Elemente. Es ist jedoch leicht erkennbar, dass ein Abfördern auch in horizontaler Richtung in dem Behälter2 erfolgen könnte. In diesem Fall kann die Transportrichtung auch senkrecht auf der Stapelachse4 stehen. Es ist daher nicht zwingend notwendig, dass die Achse der Walze8.1 parallel zur Stirnseite des Stapels3 angeordnet ist. - 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
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- DE 102006011870 A1 [0002]
Claims (7)
- Vereinzelungsvorrichtung zum stückweisen Bereitstellen von scheibenförmigen Elementen (
3.1 ,3.2 ) aus einem Stapel (3 ), aufweisend einen eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter (2 ), in dem eine Aufnahmevorrichtung (5 ) so angeordnet ist, dass ein durch die Aufnahmevorrichtung (5 ) getragener Stapel (3 ) scheibenförmiger Elemente (3.1 ,3.2 ) sich in der Flüssigkeit befindet, und eine Gurtfördervorrichtung (6 ), die mit wenigstens einem Teil Ihrer Förderlänge in den Behälter (2 ) ragt, so dass ein Ende der Gurtfördervorrichtung (6 ) einer Stirnseite des Stapels (3 ) gegenüber liegt, wobei eine Bewegungsvorrichtung (9 ) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Stapel (3 ) und der Gurtfördervorrichtung (6 ) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtfördervorrichtung (6 ) so angeordnet ist, dass ihre Förderebene mit den durch die gestapelten Elemente (3.1 ,3.2 ) definierten Ebenen einen von Null verschiedenen Winkel (α) einschließt. - Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich der am nächsten zu dem Gurtfördervorrichtung (
6 ) hin orientierten scheibenförmigen Elemente (3.1 ,3.2 ) auf derjenigen Seite des Stapels (3 ), die den größten Abstand zu der Gurtfördervorrichtung (6 ) aufweist, wenigstens eine Düse (20 ) angeordnet ist, deren Hauptstrahlrichtung mit der Förderebene einen Winkel von maximal 45° einschließt. - Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (
9 ) zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung eingerichtet ist. - Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von Null verschiedene Winkel (α) durch die Transportrichtung und die Ebenen der gestapelten Elemente (
3.1 ,3.2 ) eingeschlossen wird. - Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) wenigstens 3° beträgt.
- Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) höchstens 10° beträgt.
- Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) höchstens 7,5° beträgt.
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