DE102010052981A1 - Method and device for separating adhering disk-shaped elements - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von aneinander haftenden scheibenförmigen Elementen während des Transports. Die aneinander haftenden scheibenförmigen Elemente (30) werden transportiert, wobei zum Transportieren an einer Oberfläche wenigstens eines ersten der aneinander haftenden scheibenförmigen Elemente (9, 10) eine erste Haltekraft mittels einer Saugeinrichtung (7, 8) erzeugt wird. Die aneinander haftenden scheibenförmigen Elemente (9, 10) werden erkannt und eine zweite Haltekraft (32) auf wenigstens ein zweites, an dem ersten Element (9) haftendes, scheibenförmiges Element (10) mittels Unterdruck wird erzeugt. Eine Relativbewegung (33) der durch die erste und die zweite Haltekraft gehaltenen scheibenförmigen Elemente (9, 10) wird in Transportrichtung erzeugt und die scheibenförmigen Elemente (9, 10) werden in Transportrichtung abgefördert.The invention relates to a method and a device for separating adhering disk-shaped elements during transport. The mutually adhering disk-shaped elements (30) are transported, wherein a first holding force is generated by means of a suction device (7, 8) for transporting on a surface of at least a first of the mutually adhering disc-shaped elements (9, 10). The mutually adhering disk-shaped elements (9, 10) are recognized and a second holding force (32) on at least a second, on the first element (9) adhering disk-shaped element (10) by means of negative pressure is generated. A relative movement (33) of the disk-shaped elements (9, 10) held by the first and the second holding force is generated in the transport direction, and the disk-shaped elements (9, 10) are conveyed away in the transporting direction.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von zwei aneinander haftenden, scheibenförmigen Elementen sowie eine entsprechende Vorrichtung.The invention relates to a method for separating two adhering, disk-shaped elements and a corresponding device.
Bei der Vereinzelung von scheibenförmigen Elementen, wie beispielsweise Wafern aus einem Stapel, kann es vorkommen, dass der eigentliche Vereinzelungsprozess unvollkommen verläuft. Es haften dann zwei mehr oder weniger überlappende scheibenförmige Elemente aneinander. Um den weiterführenden Herstellungsprozess, z. B. bei der Herstellung von Photovoltaikanlagen, nicht zu stören, ist es daher erforderlich, eine Nachvereinzelung durchzuführen. Bislang mussten solche aneinander haftenden, scheibenförmigen Elemente aus dem Prozess ausgeschleust dann separat vereinzelt und anschließend wieder zugeführt werden. Eine solche Vorgehensweise führt jedoch zu einer erheblichen Störung des Ablaufs.When separating disc-shaped elements, such as wafers from a stack, it may happen that the actual singulation process is imperfect. It then adhere two more or less overlapping disk-shaped elements together. To the continuing manufacturing process, for. As in the production of photovoltaic systems, not to disturb, it is therefore necessary to perform a Nachunterzelung. So far, such adhering, disk-shaped elements had to be removed from the process then separated separately and then fed back. However, such a procedure leads to a significant disruption of the process.
Es ist daher die Aufgabe, eine möglichst einfache und effiziente Nachvereinzelung zum Trennen von aneinanderhaftenden scheibenförmigen Elementen zu schaffen, die in existierende Verfahren integrierbar ist. Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst.It is therefore an object to provide a simple and efficient Nachzerzelung for separating adherent disk-shaped elements that can be integrated into existing methods. The object is achieved by the method according to the invention and the device according to the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die aneinanderhaftenden scheibenförmigen Elemente transportiert. Der Transport erfolgt dabei unter Verwendung von einer ersten Haltekraft, die mittels einer Saugeinrichtung erzeugt wird. Das scheibenförmige Element, an dem das weitere scheibenförmige Element anhaftet, wird an einer Oberfläche mit Hilfe der Saugeinrichtung gehalten. Es wird während dieses Transportvorgangs das aneinander haften von mehreren scheibenförmigen Elementen erkannt. Nach dem Erkennen der aneinander haftenden, scheibenförmigen Elemente wird eine zweite Haltekraft auf dieses wenigstens eine zweite, an dem ersten Element haftende, scheibenförmigen Element erzeugt. Dadurch wird nun eine erste Haltekraft auf das erste scheibenförmige Element und eine zweite Haltekraft auf das zweite scheibenförmige Element ausgeübt. Durch Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem ersten scheibenförmigen Element und dem zweiten scheibenförmigen Element werden diese von einander abgezogen. Die Relativbewegung wird dabei in Transportrichtung erzeugt.In the method according to the invention, the adhering disc-shaped elements are first transported. The transport is carried out using a first holding force, which is generated by means of a suction device. The disc-shaped member to which the other disc-shaped member adheres is held on a surface by means of the suction means. It is recognized during this transport process adhering to each other of several disc-shaped elements. After recognizing the adhering disc-shaped elements, a second holding force is generated on this at least one second disc-shaped element adhering to the first element. As a result, a first holding force is now exerted on the first disk-shaped element and a second holding force on the second disk-shaped element. By generating a relative movement between the first disc-shaped element and the second disc-shaped element they are subtracted from each other. The relative movement is generated in the transport direction.
Die Vorrichtung weist hierzu eine erste Fördervorrichtung auf, die mit einer Saugvorrichtung zum Erzeugen der ersten Haltekraft zusammenwirkt. Das scheibenförmige Element wird an einer Oberfläche somit gehalten. Ferner weist die Vorrichtung eine Kontrolleinrichtung zum Erkennen von aufeinander haftenden, scheibenförmigen Elementen auf. Zusätzlich ist eine Unterdruckeinrichtung zum Erzeugen einer zweiten Haltekraft vorgesehen, die mit einer Haltevorrichtung zusammen wirkt. Eine erste Haltekraft erzeugendes Element und/oder ein die zweite Haltekraft erzeugendes weiteres Element sind durch wenigstens ein Antriebsmittel so antreibbar, dass das Element und das weitere Element eine Relativgeschwindigkeit zueinander in Transportrichtung aufweisen.For this purpose, the device has a first conveying device, which cooperates with a suction device for generating the first holding force. The disk-shaped element is thus held on a surface. Furthermore, the device has a control device for detecting disc-shaped elements adhering to one another. In addition, a vacuum device for generating a second holding force is provided which cooperates with a holding device. A first holding force generating element and / or a further holding element generating the second holding force are drivable by at least one drive means so that the element and the further element have a relative speed to each other in the transport direction.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass während des Transportvorgangs gleichzeitig eine Nachvereinzelung durchgeführt werden kann, bei der aneinanderhaftende Elemente voneinander getrennt werden. Der Stapel oder die wenigstens zwei aneinanderhaftenden Elemente müssen nicht aus dem gesamten Prozess ausgeschleust und anschließend wieder zugeführt werden. Die Erkennung auf doppelte Wafer oder andere scheibenförmige Elemente ist auch zum Ausschleusen von solchen gestapelten Elementen erforderlich. In einfacher Weise können sie bei der vorliegenden Erfindung genutzt werden, um die scheibenförmigen Elemente voneinander abzuziehen. Das Abziehen in Transportrichtung durch Erzeugen einer Relativgeschwindigkeit der die beiden scheibenförmigen Elemente haltenden Elemente hat den Vorteil, dass ein Abheben der Elemente von der ersten Fördervorrichtung nicht erfolgt. Im Beispiel wird jeweils darauf eingegangen, dass es sich um genau zwei scheibenförmige Elemente handelt. Es ist jedoch erkennbar, dass auch bei einer Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen, beispielsweise drei oder vier, die erfindungsgemäße Vorgehensweise und die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden können. In diesem Fall ist in einem ersten Schritt allerdings keine vollständige Trennung aller scheibenförmigen Elemente zu erreichen.The invention has the advantage that during the transport process, a subsequent separation can be carried out at the same time, in which adherent elements are separated from each other. The stack or the at least two adhering elements need not be removed from the entire process and then fed back. The detection of double wafers or other disk-shaped elements is also required for discharging such stacked elements. In a simple way, they can be used in the present invention to peel off the disc-shaped elements from each other. The removal in the transport direction by generating a relative speed of the two disc-shaped elements holding elements has the advantage that a lifting of the elements from the first conveyor does not take place. In the example, it will be mentioned in each case that there are exactly two disk-shaped elements. However, it can be seen that even with a plurality of disc-shaped elements, for example three or four, the procedure according to the invention and the device according to the invention can be used. In this case, however, in a first step, no complete separation of all disc-shaped elements can be achieved.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The subclaims relate to advantageous developments of the method according to the invention and the device according to the invention.
Die erste Haltekraft und die zweite Haltekraft werden bevorzugt durch zwei aufeinanderfolgende Fördervorrichtungen erzeugt. Diese beiden die erste und die zweite Haltekraft erzeugenden Elemente sind dabei insbesondere so angeordnet, dass sie eine gemeinsame Förderebene aufweisen. Wafer, bei denen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren hauptsächlich zum Einsatz kommen, sind ausgesprochen dünne scheibenförmige Elemente. Überlappen zwei Wafer nun lediglich teilweise, so ist es möglich, den nicht überlappenden Teil durch zwei aufeinanderfolgende Elemente zu halten. Während durch das erste Fördermittel, beispielsweise ein Gurt eines Gurtförderers ein erster von zwei aneinander haftenden Wafern gehalten wird, wird der in Transportrichtung hintere Wafer gleichzeitig von einem nachfolgenden Element, z. B. einem weiteren Gurt eines nachfolgenden Gurtförderers gehalten. Durch Erzeugen einer Relativgeschwindigkeit der beiden Gurte zueinander werden dann die beiden Wafer voneinander abgezogen.The first holding force and the second holding force are preferably generated by two successive conveying devices. These two the first and the second holding force generating elements are in particular arranged so that they have a common conveying plane. Wafers in which the device according to the invention and the method are mainly used are extremely thin disc-shaped elements. If two wafers overlap only partially, it is possible to hold the non-overlapping part by two consecutive elements. While a first of two adhering wafers is held by the first conveyor, such as a belt of a belt conveyor, the rear in the transport direction of the wafer is simultaneously from a subsequent element, for. B. another belt held a subsequent belt conveyor. By generating a relative speed of the two belts to each other then the two wafers are subtracted from each other.
Alternativ hierzu kann beispielsweise die erste Haltekraft durch eine erste Fördervorrichtung und die zweite Haltekraft durch eine statisch hierzu angeordnete Saugvorrichtung ausgebildet sein. Durch das weiterlaufende Förderband wird dann während das der zweite Wafer an der Saugvorrichtung anhaftet ein Wafer abgezogen und anschließend durch die Saugvorrichtung der zweite Wafer wieder auf der ersten Fördervorrichtung abgelegt. An Stelle der Saugvorrichtung kann auf eine weitere Fördervorrichtung vorgesehen werden, die der ersten Fördervorrichtung gegenüberliegt. Sowohl bei der Saugvorrichtung als auch bei der zweiten Fördervorrichtung, die der ersten Fördervorrichtung gegenüberliegt, werden die aneinander haftenden Wafer an von einander abgewandten Oberflächen gehalten.Alternatively, for example, the first holding force may be formed by a first conveying device and the second holding force by a suction device arranged statically thereto. As a result of the continuing conveyor belt, a wafer is then drawn off while the second wafer is adhering to the suction device, and then the second wafer is deposited again on the first conveying device by the suction device. Instead of the suction device can be provided on a further conveying device, which is opposite to the first conveying device. Both in the suction device and in the second conveying device, which is opposite to the first conveying device, the adhering wafers are held on surfaces facing away from each other.
Dabei kann insbesondere die weitere Fördervorrichtung, die der ersten Fördervorrichtung gegenüber liegt, an ihrem in Förderrichtung hinteren Ende einen variablen Abstand von der ersten Fördervorrichtung aufweisen. Dieses Ende ist vorzugsweise mit einer Feder belastet, so dass einerseits sicher gestellt ist, dass der Abstand sich in Förderrichtung zwischen der ersten Fördervorrichtung und der weiteren Fördervorrichtung verringert und andererseits aber ein Nachgeben und damit eine Erhöhung des Abstands möglich sind. Die Beschädigungswahrscheinlichkeit von Wafern wird hiermit erheblich reduziert, wobei gleichzeitig sichergestellt wird, dass der Abstand so gering ist, dass bei lediglich zwei aneinander haftenden Wafern auch sicher das Erzeugen der zweiten Haltekraft möglich ist.In this case, in particular the further conveying device, which lies opposite the first conveying device, may have a variable distance from the first conveying device at its rear end in the conveying direction. This end is preferably loaded with a spring, so that on the one hand ensures that the distance is reduced in the conveying direction between the first conveyor and the other conveyor and on the other hand, a yielding and thus increasing the distance are possible. The probability of damage of wafers is hereby considerably reduced, at the same time ensuring that the distance is so small that with only two adhering wafers it is also possible to generate the second holding force.
Bei nicht vollständiger Vereinzelung wird vorzugsweise ein Weitertransport in Förderrichtung um eine bestimmte Wegstrecke durchgeführt, woraufhin ein weiterer Trennvorgang durchgeführt wird. Dies ist insbesondere in Kombination mit der Trennung durch aufeinander folgende Fördervorrichtungen vorteilhaft. Es wird so sicher gestellt, dass ausreichende Flächen zum Erzeugen der ersten Haltekraft bzw. der zweiten Haltekraft durch die erste Fördervorrichtung bzw. die zweite Fördervorrichtung verwendet werden. Da unterschiedlich starke Überlappungen auftreten können, gibt es jedoch keinen idealen Zeitpunkt, um die unterschiedlichen scheibenförmigen Elemente an der ersten oder der zweiten Fördervorrichtung zu halten. Durch das schrittweise Weiterfördern kann dann dennoch sicher die Trennung erfolgen.In the case of incomplete separation, further transport in the conveying direction is preferably carried out by a certain distance, whereupon a further separation process is carried out. This is particularly advantageous in combination with the separation by successive conveying devices. It is thus ensured that sufficient surfaces for generating the first holding force and the second holding force by the first conveyor device and the second conveyor are used. However, since varying degrees of overlap may occur, there is no ideal time to hold the various disc-shaped elements on the first or second conveyor. By stepwise forwarding can then safely be separated.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist im Falle einer die zweite Haltekraft erzeugenden Saugvorrichtung ein Antriebsmittel vorgesehen, mit dem der Abstand der Saugvorrichtung von der Förderebene der ersten Fördervorrichtung einstellbar ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auch bei unterschiedlichen Anzahlen von aneinanderhaftenden Wafern, beispielsweise 2 oder 3, sicher gestellt ist, dass die von der ersten Fördervorrichtung abgewandte Oberfläche der Wafer mit der Saugvorrichtung in Berührung kommt und dort der anliegende Wafer festgehalten werden kann.According to another preferred embodiment, in the case of a suction device generating the second holding force, a drive means is provided with which the distance of the suction device from the conveying plane of the first conveyor device can be adjusted. In this way it can be ensured that even with different numbers of adhering wafers, for example 2 or 3, it is ensured that the surface of the wafer remote from the first conveying device comes into contact with the suction device and the adjacent wafer can be held there.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments are illustrated in the figures and will be explained in more detail in the following description. Show it:
Die
Die Vorrichtung zum Trennen aneinander haftender scheibenförmiger Elemente umfasst eine erste Fördervorrichtung
Der Gurt
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist bereits gezeigt, dass aus einem beliebigen vorangegangenen Prozess zugeführte scheibenförmige Elemente, die nachfolgend zur Vereinfachung lediglich als Wafer bezeichnet werden, aneinander anhaften. Zwei solche Wafer
Die beiden scheibenförmigen Elemente
Im vorliegenden Fall wird nach der Erkennung von zwei aneinander haftenden Elementen (es können auch mehr als zwei Elemente aneinander haften) mittels einer Unterdruckeinrichtung eine zweite Haltekraft erzeugt. Diese zweite Haltekraft wird durch einen Sauger
Wie es im Bild vereinfacht dargestellt ist, kann der Sauger
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sauger
Wie es durch den gestrichelten Pfeil gezeigt ist, kann eine Relativbewegung auch durch ein entsprechendes mehrdimensionales Antriebsmittel des Saugers
Wird durch die Relativbewegung der erste Wafer
Alternativ zu den oben bereits angegebenen Sensortechniken ist es auch möglich, eine Positionserkennung durch Sensoren
Wird durch den zweiten Sensor
Der Einfachheit halber wird nachfolgend lediglich jeweils nur auf eine Trennstufe eingegangen.For the sake of simplicity, only one separation stage will be discussed below.
Durch die elektronische Steuereinheit
Die
Das Erzeugen einer relativen Geschwindigkeitskomponente zwischen den die erste Haltekraft erzeugenden und die zweite Haltekraft erzeugenden Elementen, hier also den Gurten
Bevorzugt wird die Geschwindigkeit der ersten Fördervorrichtung
Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Lassen sich auch in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen die Wafer nicht voneinander trennen, so wird schließlich doch das Ausschleusen des nicht zu vereinzelnen Pärchens oder Stapels aus dem Prozess durchgeführt.If the wafers can not be separated from one another in several successive stages, finally the ejection of the not too isolated pair or stack from the process is carried out.
Eine weitere Alternative zur Nachvereinzelung ist in der
Die
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere ist es möglich, einzelne Elemente der dargestellten Ausführungsbeispiele miteinander zu kombinieren. So können die verschiedenen aufeinander folgenden Trennstufen auch unterschiedlich ausgebildet sein. Zudem ist es nicht erforderlich, dass zum Erzeugen des Unterdrucks bzw. der Strömung des Mediums jeweils einzelne Pumpen verwendet werden. Es kann auch mittels einer einzelnen Pumpe und einem entsprechenden Kanal oder Leitungssystem der Unterdruck erzeugt werden, insbesondere, wenn die Haltekräfte durch Ansaugen desselben Mediums erzeugt werden.The invention is not limited to the illustrated embodiment. In particular, it is possible to combine individual elements of the illustrated embodiments with each other. Thus, the different successive separation stages can also be designed differently. In addition, it is not necessary that individual pumps are used to generate the negative pressure or the flow of the medium. It can also be generated by means of a single pump and a corresponding channel or conduit system, the negative pressure, in particular when the holding forces are generated by suction of the same medium.
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