DE102012221452A1

DE102012221452A1 - Device for separating wafers

Info

Publication number: DE102012221452A1
Application number: DE102012221452.6A
Authority: DE
Inventors: André ULBRICHT; Axel Donath; Hartmut Schwabe
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Xenon Automatisierungstechnik GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Xenon Automatisierungstechnik GmbH
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-01-23
Also published as: DE112013003614A5; WO2014012879A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Separieren von Wafern zur Herstellung von Solarzellen aus einem Waferstapel aus stehenden und aneinander anliegenden Wafern, der sich in einem Flüssigkeitsbehälter auf einer Trägereinrichtung befindet, die mit einer Vorschubeinrichtung für den Waferstapel ausgestattet ist. Durch die Erfindung soll eine besonders einfach zu realisierende Vorrichtung geschaffen werden, bei der der Separiervorgang vollkommen berührungsfrei erfolgt. Erreicht wird das dadurch, dass die Trägereinrichtung (3) gegenüber dem Boden des Flüssigkeitsbehälters (4) schräg angestellt ist, wobei der auf der Trägereinrichtung (3) auf einer Auflagefläche (3‘) befindliche Waferstapel (1) durch die Vorschubeinrichtung (5) hinter dem Waferstapel (1) zum Erzeugen eines kontinuierlichen oder schrittweisen Vorschub des Waferstapels (1) unterstützt ist, dass vor dem Waferstapel (1) eine Abgleitkante (6) gefolgt von einer Gleitbahn (7) angeordnet ist und dass gerichtete Flüssigkeitsströmungen erzeugende Düsen (10) vorgesehen sind, die radial gegen den vordersten Wafer (8), sowie die Zwischenräume einiger der anschließend folgenden Wafer gerichtete Flüssigkeitsströmungen erzeugen.The invention relates to a device for separating wafers for the production of solar cells from a wafer stack of standing and adjacent wafers, which is located in a liquid container on a carrier device which is equipped with a feed device for the wafer stack. The invention is intended to create a device which is particularly easy to implement and in which the separating process takes place completely without contact. This is achieved in that the carrier device (3) is inclined relative to the bottom of the liquid container (4), with the wafer stack (1) located on the carrier device (3) on a support surface (3 ') behind by the feed device (5) the wafer stack (1) is supported for generating a continuous or step-by-step advance of the wafer stack (1), that a sliding edge (6) followed by a slide (7) is arranged in front of the wafer stack (1) and that nozzles (10) which generate directed liquid flows are provided which generate liquid flows directed radially against the foremost wafer (8) and the spaces between some of the subsequent wafers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Separieren von Wafern zur Herstellung von Solarzellen aus einem Waferstapel aus stehenden und aneinander anliegenden Wafern, der sich in einem Flüssigkeitsbehälter auf einer Trägereinrichtung befindet, die mit einer Vorschubeinrichtung für den Waferstapel ausgestattet ist. The invention relates to a device for separating wafers for the production of solar cells from a wafer stack of standing and abutting wafers, which is located in a liquid container on a carrier device which is equipped with a feed device for the wafer stack.

Derartige Wafer besitzen eine quadratische Gestalt. Diese Wafer werden im Herstellungsprozess aus einem Siliziumblock gefertigt. Dies geschieht meist in speziellen Multidrahtsägen unter Einsatz eines hochfesten, dünnen Stahldrahtes, der mit sehr hoher Geschwindigkeit durch den Siliziumblock geführt wird. Such wafers have a square shape. These wafers are manufactured in the manufacturing process from a silicon block. This is usually done in special multi-wire saws using a high-strength, thin steel wire, which is guided through the silicon block at very high speed.

Man unterscheidet dabei zwei Methoden. Beim traditionellen Verfahren mit losem Korn dient der Draht als Transportmedium für eine Schleifflüssigkeit („Slurry“). Meist eine Suspension, bestehend aus Glycol und SiC (Siliziumkarbid). There are two methods. In the traditional loose grain process, the wire serves as a transport medium for a slurry. Mostly a suspension consisting of glycol and SiC (silicon carbide).

Zunehmend werden auch Verfahren mit gebundenem Korn eingesetzt. Dabei werden Diamantkörner galvanisch oder durch Klebstoffe fest mit dem Draht verbunden. Der Schneideprozess wird durch geeignete Kühlschmiermittel unterstützt. Increasingly, bonded grain processes are also used. Diamond grains are firmly bonded to the wire by electroplating or adhesives. The cutting process is supported by suitable cooling lubricants.

Heute eingesetzte Prozesse verwenden Drahtdurchmesser von typisch 120 µm, die Breite der Sägefuge beträgt dabei etwa 150 µm. Ziel ist die Herstellung von Wafern mit Dicken von typischerweise 180 µm und darunter. Today's processes use wire diameters of typically 120 μm, while the width of the sawing seam is about 150 μm. The goal is the production of wafers with thicknesses of typically 180 μm and below.

Nach Abschluss des Sägevorganges befinden sich Reste der Prozessflüssigkeit und Siliziumabrieb zwischen den Wafern, die in einem anschließenden ersten Reinigungsschritt teilweise entfernt werden. Die vorgereinigten, noch feuchten Wafer liegen anschließend in Form von Stapeln vor, die aus mehreren Hundert bis Tausend Stück bestehen und durch Adhäsion aneinander haften. After completion of the sawing process are residues of the process liquid and silicon abrasion between the wafers, which are partially removed in a subsequent first cleaning step. The pre-cleaned, still wet wafers are then in the form of stacks, which consist of several hundred to a thousand pieces and adhere to each other by adhesion.

Für die nachfolgende Endreinigung ist es notwendig, die Wafer einzeln und nacheinander vom Stapel zu lösen und abzutransportieren. Dies wird dadurch erheblich erschwert, dass wegen der geringen Festigkeit und hohen Sprödigkeit der zu vereinzelnden Wafer nur minimale Kräfte zur Überwindung der Adhäsion zum Einsatz kommen dürfen. For the subsequent final cleaning, it is necessary to detach the wafers individually and successively from the stack and transport away. This is made considerably more difficult by the fact that due to the low strength and high brittleness of the wafers to be separated, only minimal forces for overcoming the adhesion may be used.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zum Vereinzeln von Wafern aus einem Stapel bekannt geworden, bei denen jedoch zumeist die sehr empfindlichen Wafer durch ein Werkzeug berührt werden und somit besonders für dünne Wafer nur bedingt geeignet sind. Die Waferstapel werden in der Regel stehend oder liegend in einem Wasserbad in eine Vorrichtung eingebracht, in der einzelne Wafer durch ein mechanisches Bauteil, zumeist ein Greifer oder ein Schieber, vom Waferstapel abgezogen oder abgeschoben und auf ein sich anschließendes Fördersystem gebracht werden. Bei diesem Vorgang müssen die nötigen Kräfte für das Erfassen, Halten, Abziehen vom Stapel, das Transportieren und das Ablösen der Wafer vom Greifer auf den Wafer aufgebracht werden. Various devices for separating wafers from a stack have already become known, in which, however, most of the very sensitive wafers are touched by a tool and thus are only of limited suitability for thin wafers. The wafer stacks are usually placed standing or lying in a water bath in a device in which individual wafers are pulled or pushed off the wafer stack by a mechanical component, usually a gripper or a slider and placed on a subsequent conveyor system. In this process, the necessary forces for the detection, holding, peeling from the stack, the transporting and the detachment of the wafers from the gripper must be applied to the wafer.

Aus der DE 10 2007 061 410 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vereinzeln von Wafern von einem Waferstapel bekannt geworden. Der zu vereinzelnde Waferstapel befindet sich dazu in einem Wasserbad auf einer Hubvorrichtung. Über dem Waferstapel befindet sich ein umlaufendes Band mit einer Ansaugvorrichtung für einzelne Wafer, so dass das jeweils oberste Wafer auf dem Waferstapel angesaugt und seitlich auf ein Förderband weggeschoben werden kann. In Bewegungsrichtung vor dem Waferstapel befindet sich eine Bürste, die verhindert, dass eventuell mehrere Wafer gleichzeitig auf das Förderband geschoben werden. Es handelt sich hier um eine mechanisch recht aufwändige Vorrichtung. From the DE 10 2007 061 410 A1 For example, a method and apparatus for separating wafers from a wafer stack has become known. The wafer stack to be separated is located in a water bath on a lifting device. Above the wafer stack is a circulating belt with a suction device for individual wafers, so that the respective uppermost wafer can be sucked onto the wafer stack and laterally pushed onto a conveyor belt. In the direction of movement in front of the wafer stack is a brush, which prevents that possibly several wafers are pushed simultaneously on the conveyor belt. This is a mechanically quite complicated device.

Eine andere Vorrichtung zum Vereinzeln von Substraten wird in der US 8 047 761 B2 beschrieben. Hier ist ein Substratstapel auf einer Walzenfördereinrichtung angeordnet, mit der jeweils das unterste Substrat seitlich weggeschoben wird. Um zu verhindern, dass eventuell mehrere Substrate gleichzeitig seitlich weggeschoben werden, befindet sich in Transportrichtung seitlich vor dem Substratstapel ein Riegel, der einen Spalt für einzelne Substrate frei lässt. Eine solche Vorrichtung ist nur zum Vereinzeln recht robuster Substrate geeignet. Another device for separating substrates is in the US 8 047 761 B2 described. Here, a substrate stack is arranged on a roll conveying device, with which in each case the lowermost substrate is pushed sideways. In order to prevent that possibly several substrates are pushed sideways at the same time, there is a bar in the transport direction laterally in front of the substrate stack, which leaves a gap free for individual substrates. Such a device is only suitable for separating quite robust substrates.

Weiterhin geht aus der WO 2010/058389 A1 eine Vorrichtung zum Vereinzeln von geschnittenen Wafern hervor. Der Waferstapel mit stehenden Wafern befindet sich leicht schräg gestellt in einem Wasserbad. Die Vereinzelung erfolgt hier mit einem Greifer, mit dem das jeweils vorderste Wafer angesaugt und anschließend nach oben aus dem Wasserbad entnommen wird. Furthermore, goes from the WO 2010/058389 A1 a device for separating cut wafers forth. The wafer stack with standing wafers is slightly inclined in a water bath. The separation takes place here with a gripper with which the respective foremost wafer is sucked in and then removed upwards out of the water bath.

In der WO 2011/0633988 A1 wird eine Vereinzelungsvorrichtung beschrieben, bei welcher sich der Waferstapel mit stehenden Wafern ebenfalls in einem Wasserbad befindet. Die Vereinzelung des jeweils vordersten Wafers erfolgt hier durch ein umlaufendes Band senkrecht nach oben durch eine Gurtfördervorrichtung. Um das Vereinzeln der Wafer zu erleichtern, ist eine Vorrichtung zur Erzeugung einer seitlichen Strömung in Richtung zur Stapelachse aus wenigstens zwei unterschiedlichen Richtungen vorgesehen. In the WO 2011/0633988 A1 a separating device is described in which the wafer stack with standing wafers is also located in a water bath. The separation of the respective foremost wafer takes place here by a circulating belt vertically upwards through a belt conveyor. In order to facilitate the separation of the wafers, a device for generating a lateral flow in the direction of the stack axis from at least two different directions is provided.

Schließlich geht aus der EP 1 935 599 A1 eine Vorrichtung zum Vereinzeln und Transportieren von Wafern hervor, bei der ein Stapel mit stehenden Wafern in einem Wasserbad angeordnet ist. Der Stapel ist leicht nach hinten geneigt. Vor dem Stapel befindet sich eine Entnahmeeinrichtung in Form eines Greifers, mit dem einzelne Wafer entnommen, nach oben aus dem Wasserbad transportiert und nach dem Schwenken um 90° auf einem Transportband abgelegt werden. Finally, leave the EP 1 935 599 A1 a device for separating and transporting of wafers in which a stack of standing wafers is placed in a water bath. The stack is tilted slightly backwards. Before the stack is a removal device in the form of a gripper, taken with the individual wafers, transported upwards from the water and stored after pivoting by 90 ° on a conveyor belt.

Im vorderen Bereich des Stapels sind Düsen angeordnet, die eine seitliche Strömung von oben und unten in Richtung zum jeweils vordersten Wafer erzeugen. Dadurch sollen die vorderen Wafer vom Stapel gelöst werden, so dass die Entnahme des vordersten Wafers vom Stapel erleichtert wird. Um zu verhindern, dass sich die vordersten Wafer infolge der Flüssigkeitsströmung selbständig von Stapel lösen, sind Andruckstifte zur Rückhaltung vorgesehen. Der Waferstapel wird nach der Entnahme jedes einzelnen Wafers in Richtung der Entnahmeposition durch eine Vorschubeinrichtung weiter transportiert. In the front region of the stack, nozzles are arranged which generate a lateral flow from above and below in the direction of the respective foremost wafer. This is intended to release the front wafers from the stack, thereby facilitating the removal of the foremost wafer from the stack. In order to prevent the frontmost wafers from detaching themselves from the stack due to the liquid flow, pressure pins are provided for retention. The wafer stack is further transported by removal of each wafer in the direction of the removal position by a feed device.

Allen diesen Vereinzelungsvorrichtungen ist gemeinsam, dass auf den zu vereinzelnden Wafer in irgendeiner Weise mechanisch eingewirkt wird, entweder durch Greifer oder durch Mitnahmeeinrichtungen, wie Förderbänder oder angetriebene Rollen, bzw. Schieber. All these separating devices have in common that the wafers to be separated are in some way mechanically acted upon, either by grippers or by entrainment devices, such as conveyor belts or driven rollers or slides.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfach zu realisierende Vorrichtung zum Separieren von Wafern zur Herstellung von Solarzellen aus einem Waferstapel zu schaffen, bei der der Separiervorgang vollkommen berührungsfrei erfolgt. The invention is based on the object to provide a particularly easy to implement device for separating wafers for the production of solar cells from a wafer stack, in which the separating process is completely contact-free.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Trägereinrichtung gegenüber dem Boden des Flüssigkeitsbehälters schräg angestellt ist, wobei der auf der Trägereinrichtung auf einer Auflagefläche befindliche Waferstapel durch die in Vorschubrichtung hinter dem Waferstapel befindliche Vorschubeinrichtung zum kontinuierlichen oder schrittweisen Vorschub des Waferstapels unterstützt ist, dass vor dem Waferstapel eine Abgleitkante gefolgt von einer Gleitbahn angeordnet ist und dass gerichtete Flüssigkeitsströmungen erzeugende Düsen vorgesehen sind, die radial die vordersten Wafer sowie in die Zwischenräume einiger der anschließend folgenden Wafer gerichtete Flüssigkeitsströmungen erzeugen. The object underlying the invention is achieved in a device of the type mentioned above in that the carrier device is set obliquely relative to the bottom of the liquid container, wherein the wafer stack located on the support means on a support surface by the feed device located behind the wafer stack in the feed direction for continuous or stepwise advancement of the wafer stack is supported, in front of the wafer stack a Abgleitkante followed by a slideway is provided and that directed liquid flow generating nozzles are provided which generate radially the foremost wafers and in the interstices of some of the subsequent wafer-oriented liquid flows.

Mit einer solchen besonders einfachen Vorrichtung wird eine vollkommen berührungsfreie Separierung der Wafer erreicht. With such a particularly simple device, a completely contact-free separation of the wafers is achieved.

Die Wafer im Waferstapel sind bevorzugt in einen Winkel von α ≥ 90° zur Aufnahmefläche der Trägereinrichtung ausgerichtet, wobei ein Winkel von α > 90° den besonderen Vorteil hat, dass die von oben auf den Waferstapel gerichtete Flüssigkeitsströmung eine vergrößerte Angriffsfläche vorfindet, so dass der Separiervorgang, der ansonsten selbsttätig erfolgt, dadurch beschleunigt wird. The wafers in the wafer stack are preferably aligned at an angle of α ≥ 90 ° to the receiving surface of the carrier device, wherein an angle of α> 90 ° has the particular advantage that the liquid flow directed from above onto the wafer stack has an enlarged attack surface, so that the Separation process that otherwise takes place automatically, thereby accelerated.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Gleitbahn zumindest anfänglich in einem solchen Winkel zur Trägereinrichtung nach unten abgewinkelt ist, dass diese mit der räumlichen Ausrichtung des jeweils vordersten Wafers zumindest annähernd fluchtet, wodurch ein Aufschwimmen des abgleitenden Wafers verhindert wird. It is also advantageous if the slide is angled at least initially at such an angle to the support device down that it is at least approximately aligned with the spatial orientation of the respective foremost wafer, whereby a floating of the sliding wafer is prevented.

Um sicherzustellen, dass jeweils nur ein Wafer vom Waferstapel abgelöst wird, sind vor dem Waferstapel Sicherungsdüsen zur Erzeugung einer gegen den Waferstapel gerichteten Flüssigkeitsströmung angeordnet. In order to ensure that only one wafer is removed from the wafer stack at a time, securing nozzles for generating a liquid flow directed against the wafer stack are arranged in front of the wafer stack.

Die Sicherungsdüsen sind weiterhin derart ausgerichtet, dass diese eine gegen den Waferstapel und in Abgleitrichtung des jeweils vordersten Wafers gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugen. The backup nozzles are further aligned such that they generate a directed against the wafer stack and in the sliding direction of the respective foremost wafer liquid flow.

In einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich eine Vielzahl von Sicherungsdüsen in einer Platte, die in einem vorgegebenen Abstand vor dem vordersten Wafer des Waferstapels angeordnet ist. In one embodiment of the invention, a plurality of backup nozzles are in a plate which is arranged at a predetermined distance in front of the foremost wafer of the wafer stack.

Für ein sicheres Abgleiten der Wafer ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Gleitbahn in Richtung zu ihrem tiefsten Punkt kontinuierlich in einen horizontalen, oder annähernd horizontalen Abschnitt ausläuft. For a safe slipping of the wafer, it is also advantageous if the slideway runs continuously towards its lowest point in a horizontal, or approximately horizontal portion.

Um ein Aufschwimmen der Wafer sicher zu verhindern, sind in einem Abstand oberhalb der Gleitbahn weitere Sicherungsdüsen angeordnet, die in Abgleitrichtung der Wafer auf die Gleitbahn und somit auf die auf dieser abgleitenden Wafer gerichtet sind. In order to reliably prevent floating of the wafers, further securing nozzles are arranged at a distance above the slide track and are directed in the direction of sliding of the wafers onto the slide track and thus onto the wafers which slide therefrom.

Alternativ sind weitere Sicherungsdüsen auf beiden Seiten seitlich der Gleitbahn in Abständen zueinander angeordnet, die in Abgleitrichtung der Wafer auf die Gleitbahn und somit auf die auf dieser abgleitenden Wafer gerichtet sind. Alternatively, further securing nozzles are arranged on both sides of the slide path at intervals to each other, which are directed in the sliding direction of the wafer on the slide and thus on the slide on this wafer.

Um das Ablösen der Wafer weiter zu erleichtern, kann zusätzlich zumindest die den Düsen zugeführte Flüssigkeit, z.B. Wasser, mit geeigneten chemischen Zusätzen zur Verringerung der Adhäsion, wie z.B. Tensiden versehen werden. In order to further facilitate the detachment of the wafers, in addition at least the liquid supplied to the nozzles, e.g. Water, with suitable chemical additives to reduce adhesion, e.g. Surfactants are provided.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Trägereinrichtung gegenüber dem Boden des Flüssigkeitsbehälters in einem Winkel β zwischen 15 bis 75 Grad schräg angestellt. Der auf der Aufnahmefläche der Trägereinrichtung stehende Waferstapel ist somit um den gleichen Winkel gegenüber dem Boden des Flüssigkeitsbehälters angekippt. In a further embodiment of the invention, the support means against the bottom of the liquid container at an angle β between 15 to 75 degrees obliquely employed. The standing on the receiving surface of the carrier device Waferstapel is thus tilted by the same angle to the bottom of the liquid container.

Bevorzugt ist die Trägereinrichtung in einem Winkel β von 45 Grad schräg angestellt. Preferably, the support means is inclined at an angle β of 45 degrees.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: The invention will be described below with reference to an embodiment. In the accompanying drawings show:

1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Separieren von Wafern zur Herstellung von Solarzellen aus einem Waferstapel mit einer Gleitbahn; 1 a schematic representation of the inventive device for separating wafers for the production of solar cells from a wafer stack with a slideway;

2: eine Variante der Vorrichtung nach 1; und 2 a variant of the device according to 1 ; and

3: eine schematische Darstellung der Anordnung von Sicherungsdüsen seitlich der Gleitbahn. 3 : A schematic representation of the arrangement of safety nozzles laterally of the slide.

Gemäß 1 befindet sich auf einem schematisch angedeuteten Gestell 2 eine Trägereinrichtung 3 mit einer Aufnahmefläche 3‘ zur Aufnahme eines Waferstapels 1, wobei die einzelnen Wafer 8 parallel nebeneinander stehen. Die auf dem Gestell 2 befindliche Trägereinrichtung 3 und der auf dieser befindliche Waferstapel 1 sind in einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Flüssigkeitsbehälter 4 angeordnet und vollkommen in die Flüssigkeit eingetaucht Die Trägereinrichtung 3 ist weiterhin mit einer Vorschubeinrichtung 5 für zum schrittweisen oder kontinuierlichen Vorschub des Waferstapels 1 ausgestattet, die sich ebenfalls in der Flüssigkeit befindet. According to 1 is located on a schematically indicated frame 2 a carrier device 3 with a receiving surface 3 ' for picking up a wafer stack 1 where the individual wafers 8th parallel next to each other. The on the rack 2 located carrier device 3 and the wafer stack located thereon 1 are in a liquid container filled with a liquid 4 arranged and completely immersed in the liquid The support means 3 is still with a feed device 5 for incrementally or continuously advancing the wafer stack 1 equipped, which is also in the liquid.

Die auf dem Gestell 2 befindliche Trägereinrichtung 3 ist gegenüber dem Boden des Flüssigkeitsbehälters 4 schräg angestellt, so dass die Aufnahmefläche 3‘ der Trägereinrichtung 3 gegenüber dem Boden des Flüssigkeitsbehälters 4 einen Winkel zwischen 15 bis 75 Grad einnimmt. Bevorzugt wird ein Winkel β von etwa 45 Grad. Der auf der Aufnahmefläche 3‘ befindliche Waferstapel 1 mit stehenden Wafern 1 ist somit um den gleichen Winkel angekippt. The on the rack 2 located carrier device 3 is opposite the bottom of the liquid container 4 tilted so that the receiving surface 3 ' the carrier device 3 opposite the bottom of the liquid container 4 an angle between 15 to 75 degrees occupies. An angle β of about 45 degrees is preferred. The on the receiving surface 3 ' located wafer stack 1 with standing wafers 1 is thus tilted by the same angle.

Der auf der Trägereinrichtung 3 befindliche Waferstapel 1 wird durch die Vorschubeinrichtung 5 unterstützt. Mit der Vorschubeinrichtung 5 ist es möglich, den auf der Trägereinrichtung 3 befindlichen Waferstapel 1 kontinuierlich oder in Schritten auf der Trägereinrichtung 3 nach oben vorzuschieben. The on the carrier device 3 located wafer stack 1 is by the feed device 5 supported. With the feed device 5 Is it possible to use the carrier device 3 located wafer stack 1 continuously or in steps on the carrier device 3 to advance upwards.

Die Aufnahmefläche 3‘ der Trägereinrichtung 3 schließt am obersten Ende mit einer Abgleitkante 6 ab, an die sich eine abwärts gerichtete Gleitbahn 7 anschließt, auf der die vereinzelten Wafer 8 abgleiten können. Die Gleitbahn 7 ist zumindest anfänglich in einem solchen Winkel zur Trägereinrichtung 3 nach unten abgewinkelt, dass diese mit der räumlichen Ausrichtung des jeweils vordersten Wafers 8 des Waferstapels 1 zumindest annähernd fluchtet. Damit wird erreicht, dass sich der Wafer 8 nach Überwinden der Abgleitkante parallel längs der Gleitbahn 7 bewegt, wodurch ein Aufschwimmen des abgleitenden Wafers 8 möglichst verhindert wird. The reception area 3 ' the carrier device 3 closes at the top end with a sliding edge 6 starting at which a downwardly slideway 7 connects, on which the isolated wafers 8th can slide off. The slideway 7 is at least initially at such an angle to the support means 3 Angled downwards, that this with the spatial orientation of the respective foremost wafer 8th of the wafer stack 1 at least approximately aligned. This ensures that the wafer 8th After overcoming the sliding edge parallel along the slide 7 moves, causing a floating of the sliding wafer 8th as possible prevented.

Die Gleitbahn 7 läuft in Richtung zu ihrem tiefsten Punkt kontinuierlich in einen horizontalen, oder annähernd horizontalen Abschnitt 9 aus. An dieser Stelle können die vereinzelten Wafer 8 mit geeigneten Vorrichtungen entnommen oder in einen nicht dargestellten Kanal, o.dgl. aus dem Flüssigkeitsbehälter 4 herausgeführt werden. The slideway 7 Runs towards its lowest point continuously in a horizontal, or approximately horizontal section 9 out. At this point, the scattered wafers 8th taken with suitable devices or in a channel, not shown, or the like. from the liquid container 4 be led out.

Durch die Adhäsionskräfte ist es möglich, den gesamten Waferstapel 1 in Richtung Abgleitkante 6 und darüber hinaus zu transportieren, eine definierte, selbständige Ablösung des vordersten Wafers ist dabei allerdings nicht garantiert. Um das zu erreichen, sind Düsen 10 vorgesehen, die radial von oben und von den Seiten gegen die Kanten und/ oder Ecken der vordersten Wafer 8 gerichtete Flüssigkeitsströmungen erzeugen. Auf diese Weise lässt sich eine vollkommen berührungsfreie Separierung der Wafer 8 noch innerhalb des Waferstapels 1 erreichen. Due to the adhesion forces, it is possible to use the entire wafer stack 1 in the direction of the sliding edge 6 and to transport beyond, a defined, independent replacement of the foremost wafer is not guaranteed. To achieve that, there are nozzles 10 provided radially from above and from the sides against the edges and / or corners of the foremost wafers 8th generate directed liquid flows. In this way, a completely non-contact separation of the wafer can be 8th still within the wafer stack 1 to reach.

Die im Waferstapel 1 nebeneinander stehenden und aneinander anliegenden Wafer 8 sind bevorzugt in einen Winkel von α ≥ 90° zur Aufnahmefläche 3‘ der Trägereinrichtung 3 ausgerichtet. Wenn ein Winkel von α > 90° gewählt wird, d.h. der Waferstapel 1 wird etwas schräg in Vorschubrichtung nach vorn angestellt (2), hat das den besonderen Vorteil, dass die von der Düse 10 von oben auf die vordersten Wafer des Waferstapels 1 gerichtete Flüssigkeitsströmung eine vergrößerte Angriffsfläche vorfindet, so dass der Separiervorgang, der ansonsten selbsttätig erfolgt, weiter unterstützt und dadurch beschleunigt wird. The in the wafer stack 1 adjacent and abutting wafers 8th are preferably in an angle of α ≥ 90 ° to the receiving surface 3 ' the carrier device 3 aligned. If an angle of α> 90 ° is selected, ie the wafer stack 1 is set slightly forward in the feed direction ( 2 ), this has the particular advantage of being that of the nozzle 10 from above onto the foremost wafers of the wafer stack 1 directed liquid flow finds an enlarged attack surface, so that the Separiervorgang, which otherwise occurs automatically, further supported and thereby accelerated.

Um zu sichern, dass jeweils nur der vorderste Wafer 8 vom Waferstapel 1 abgelöst wird, befinden sich vor dem Waferstapel 1 Sicherungsdüsen 11, die eine gegen den Waferstapel 1 gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugen. To ensure that only the foremost wafer 8th from the wafer stack 1 is detached, are in front of the wafer stack 1 securing nozzles 11 that one against the wafer stack 1 generate directed liquid flow.

Die Sicherungsdüsen 11 sind weiterhin derart ausgerichtet, dass eine gegen den Waferstapel 1 und in Abgleitrichtung des jeweils vordersten Wafers 8 gerichtete Flüssigkeitsströmung entsteht. Dadurch wird der Abgleitvorgang unterstützt. The safety nozzles 11 are further aligned such that one against the wafer stack 1 and in the sliding direction of the respective foremost wafer 8th directed liquid flow is formed. This supports the sliding process.

Die Sicherungsdüsen 11 können auch in einer nicht dargestellten Platte angeordnet sein, die in einem vorgegebenen Abstand vor dem vordersten Wafer 8 des Waferstapels 1 angeordnet ist. The safety nozzles 11 may also be arranged in a plate, not shown, which at a predetermined distance in front of the foremost wafer 8th of the wafer stack 1 is arranged.

Um ein Aufschwimmen der Wafer 8 sicher zu verhindern und zu sichern, dass diese auf der Gleitbahn 7 enlang abgleiten, sind in einem Abstand oberhalb der Gleitbahn 7 Führungsdüsen 12 angeordnet. Diese Führungsdüsen 12 erzeugen eine in Abgleitrichtung der Wafer 8 auf die Gleitbahn 6 und somit auf die auf dieser abgleitenden Wafer 8 gerichtete Flüssigkeitsströmung (2, 3). To a floating up of the wafer 8th to safely prevent and secure these on the slideway 7 Slipping enlang are at a distance above the slide 7 guide nozzles 12 arranged. These guide nozzles 12 generate one in the sliding direction of the wafer 8th on the slide 6 and thus on the wafers that slide off 8th directed liquid flow ( 2 . 3 ).

Alternativ können die Führungsdüsen 12 auch auf beiden Seiten seitlich der Gleitbahn 7 in Abständen zueinander angeordnet sein (3). Die Führungsdüsen 12 sind ebenfalls in Abgleitrichtung der Wafer 8 auf die Gleitbahn 7 und somit auf die auf dieser abgleitenden Wafer 8 gerichtet. Alternatively, the guide nozzles 12 also on both sides of the slideway 7 be arranged at intervals to each other ( 3 ). The guide nozzles 12 are also in the sliding direction of the wafer 8th on the slide 7 and thus on the wafers that slide off 8th directed.

Die Gleitbahn 7 kann zusätzlich seitlich auch mit längs verlaufenden Führungselementen (nicht dargestellt) versehen sein, die verhindern, dass die abgleitenden Wafer 8 die Gleitbahn 7 seitlich verlassen, oder sich während des Abgleitens verdrehen. The slideway 7 can additionally be laterally provided with longitudinal guide elements (not shown), which prevent the sliding wafer 8th the slideway 7 leave laterally, or twist during slipping.

Um ein leichtes Ablösen der Wafer 8 vom Waferstapel 1 und ein leichtes Abgleiten der Wafer 8 auf der Gleitbahn 7 zu erreichen, kann zumindest die den Düsen 10 zugeführte Flüssigkeit, wie Wasser, mit Zusätzen zur Verringerung der Adhäsion, wie einem Tensid, versehen werden. To easily detach the wafer 8th from the wafer stack 1 and a slight slipping of the wafers 8th on the slide 7 At least the nozzles can reach 10 supplied liquid, such as water, with additives to reduce the adhesion, such as a surfactant, are provided.

Für die Funktion der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist es grundsätzlich bedeutungslos, ob die Wafer eine quadratische, rechteckige oder andere Form aufweisen. For the function of the device described above, it is basically irrelevant whether the wafers have a square, rectangular or other shape.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Waferstapel wafer stack
2 2: Gestell frame
3 3: Trägereinrichtung support means
3‘ 3 ': Aufnahmefläche receiving surface
4 4: Flüssigkeitsbehälter liquid container
5 5: Vorschubeinrichtung feeder
6 6: Abgleitkante Abgleitkante
7 7: Gleitbahn slipway
8 8th: Wafer wafer
9 9: horizontaler Abschnitt horizontal section
10 10: Düse jet
11 11: Sicherungsdüse Sicherungsdüse
12 12: Führungsdüse guide nozzle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007061410 A1 [0009]
US 8047761 B2 [0010]
WO 2010/058389 A1 [0011]
WO 2011/0633988 A1 [0012]
EP 1935599 A1 [0013]

Claims

Device for separating wafers for producing solar cells from a wafer stack of standing and abutting wafers, which is located in a liquid container on a carrier device which is equipped with a feed device for the wafer stack, characterized in that the carrier device ( 3 ) opposite the bottom of the liquid container ( 4 ) is inclined, wherein the on the support means ( 3 ) on a support surface ( 3 ' ) located wafer stack ( 1 ) by the feed device ( 5 ) behind the wafer stack ( 1 ) for producing a continuous or stepwise advance of the wafer stack ( 1 ) is supported, that in front of the wafer stack ( 1 ) a sliding edge ( 6 ) followed by a slideway ( 7 ) and that directed liquid flows generating nozzles ( 10 ) are provided which radially against the foremost wafer ( 8th ), as well as create the interstices of some of the subsequent wafer-directed liquid flows.

Device according to claim 1, characterized in that the wafers ( 8th ) in the wafer stack ( 1 ) at an angle of α ≥ 90 ° to the receiving surface ( 3 ' ) of the carrier device ( 3 ) are aligned.

Device according to claim 1 and 2, characterized in that the slideway ( 7 ) at least initially at such an angle to the support means ( 3 ) is angled downward, that this with the spatial orientation of the respective foremost wafer ( 8th ) is at least approximately aligned.

Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that in front of the wafer stack ( 1 ) Safety nozzles ( 11 ) for generating an against the wafer stack ( 1 ) directed liquid flow are arranged.

Device according to claim 4, characterized in that the safety nozzles ( 11 ) are aligned such that they against the wafer stack ( 1 ) and in the sliding direction of the respective foremost wafer ( 8th ) generate directed liquid flows.

Apparatus according to claim 4 and 5, characterized in that a plurality of backup nozzles ( 11 ) is located in a plate which, at a predetermined distance in front of the foremost wafer ( 8th ) of the wafer stack ( 1 ) is arranged.

Device according to claim 1, characterized in that the slideway ( 7 ) continuously expands towards its lowest point into a horizontal, or nearly horizontal, section.

Device according to claims 1 to 7, characterized in that at a distance above the slideway ( 7 ) Guide nozzles ( 12 ) are arranged in the direction of sliding of the wafer ( 8th ) on the slideway ( 7 ) and thus on the wafers ( 8th ) are directed.

Device according to claims 1 to 7, characterized in that guide nozzles ( 12 ) on both sides of the slide track ( 7 ) are arranged at intervals to each other in the direction of sliding of the wafer ( 8th ) on the slideway ( 7 ) and thus on the wafers ( 8th ) are directed.

Device according to claims 1 to 9, characterized in that the at least the nozzles ( 10 ) supplied with additives to reduce the adhesion, such as a lubricant, is provided.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the liquid is water.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the carrier device ( 3 ) opposite the bottom of the liquid container ( 4 ) is inclined at an angle between 15 to 75 degrees.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the support means is inclined at an angle of 45 degrees.