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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Nassätz-Spannvorrichtung und insbesondere auf eine Nassätz-Spannvorrichtung zum Ansaugen und Halten eines Plattenwerkstücks.
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Hintergrund
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Die Energiekosten für die Erzeugung von Solarenergie sind noch hoch, und es ist erforderlich, den Umwandlungswirkungsgrad zu verbessern, während die Materialkosten und die Herstellungskosten für Solarzellen herabgesetzt werden. Um dieser Forderung zu entsprechen, werden Scheiben (Wafer), die für einen hohen Anteil der Materialkosten verantwortlich sind, dünner ausgebildet. Die Scheibenverdünnung führt zu einer Herabsetzung in einer Lichtabsorptionsschicht und einer Zunahme der relativen Bedeutung einer Vorderfläche jeder Scheibe. Demgemäß werden, um Solarzellen mit einem hohen Umwandlungswirkungsgrad herzustellen, eine Lichtbeschränkungstechnik und eine Passivierungs-(Deaktivierungs-)Technik für die Vorder- und Rückfläche der Solarzellen wichtiger.
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Bei den meisten gegenwärtig verfügbaren Solarzellen aus kristallinem Silizium sind sehr kleine Unregelmäßigkeiten, die als Textur (nachfolgend ”Tex.”) bezeichnet werden, auf einer Lichtempfangsfläche von jeder der Solarzellen vorgesehen, um das Reflexionsvermögen der Vorderfläche herabzusetzen, Diffusionsschichten hoher Konzentration mit demselben Leitfähigkeitstyp wie dem einer zu verwendenden Scheibe sind auf der Rückfläche der Solarzelle vorgesehen, und die Rückfläche ist mit dem internen elektrischen Feld eines Übergangs dazwischen passiviert. Die Diffusionsschichten auf der Rückfläche werden bezeichnet als ”BSF(Rückflächenfeld)-Schichten”. Im Allgemeinen wird jede der BSF-Schichten gebildet durch Verwendung einer p-Scheibe und Drucken und Brennen einer Al-Paste auf die Rückfläche (nachfolgend wird diese BSF als ”Al-BSF” bezeichnet).
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Jedoch ist bekannt, dass die Scheibenverdünnung weniger kompatibel mit der Al-BSF ist, und die Al-BSF bewirkt eine Störung der Scheibenverdünnung. Genauer gesagt, wegen unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten zwischen Al und Si wird eine interne Beanspruchung auf die gebrannte Scheibe ausgeübt. Demgemäß ist eine Verwerfung von Zellen auffälliger, wenn die Scheibe dünner ist, wodurch spätere Modulherstellungsschritte nachteilig beeinflusst werden. Unter diesen Umständen wird daher eine Technik, die ermöglicht, die Rückfläche mit einem isolierenden Film zu passivieren, als eine Technik untersucht, die die Al-BSF-Technik ersetzt.
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Es ist bekannt, dass die Anwesenheit von Tex. auf der Rückfläche der Solarzelle eines derartigen Typs, der die Rückfläche hiervon mit einem isolierenden Film passiviert, eine Verschlechterung der Rückflächen-Passivierungseigenschaften bewirkt. Daher ist erwünscht, dass kein Tex. auf der Rückfläche vorhanden ist.
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Zur Bildung von Tex. wird häufig Nassätzen verwendet, da das Nassätzen für eine Massenherstellung geeignet ist. Beim Nassätzen ist es erforderlich, das Ätzen auf jeder Scheibe in einem Zustand des Maskierens einer der Oberflächen der Scheibe mit einer Schutzschicht oder dergleichen durchzuführen, um Tex. nur auf der Vorderfläche der Scheibe zu bilden und die Bildung von Tex. auf der Rückfläche hiervon zu verhindern. Jedoch erhöhen die Bildung und die Entfernung der Schutzschicht in nachteiliger Weise die Herstellungskosten.
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Um dieses Problem zu lösen, werden Techniken, die ermöglichen, nur eine Oberfläche eines Plattenwerkstücks zu ätzen, indem das Werkstück in eine chemische Lösung in einem Absorbierzustand des Werkstücks getaucht wird, beispielsweise in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbart.
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Zitatliste
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. H03-102728
- Patentdokument 2: japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. H09-246235
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Jedoch haben die offenbarten Techniken die folgenden Probleme. Es ist schwierig, den Erfordernissen der Massenherstellung von Solarzellen zu genügen, da Werkstücke, Vakuumpumpen, Rohre und dergleichen im Wesentlichen in einer Eins-zu-eins-Entsprechung vorgesehen sind. Wenn beispielsweise 100 oder mehr Werkstücke zusammen bearbeitet werden, ist es erforderlich, so viele Vakuumpumpen und dergleichen wie die Werkstücke vorzubereiten, was ziemlich unpraktisch ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nassätz-Spannvorrichtung vorzusehen, die den Anforderungen der Massenherstellung von Solarzellen genügen kann und die ihre Herstellungskosten senken kann.
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Lösung des Problems
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Um die vorgenannten Probleme zu lösen und ein Ziel zu erreichen, ist eine Nassätz-Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die ein Plattenwerkstück hält, wenn das Werkstück nassgeätzt wird, welche Nassätz-Spannvorrichtung enthält: eine Halteeinheit, die eine Saugeinheit enthält, in der eine Saugöffnung zum Absorbieren von Luft gebildet ist, und eine erste Einheit für engen Kontakt, die vorgesehen ist, die Saugeinheit zu umgeben, und die in engen Kontakt mit einer ersten Oberfläche des Werkstücks treten kann, um einen vorbestimmten Bereich der ersten Oberfläche zu umgeben; einen Auslasspfad, der mit der Saugöffnung kommuniziert; und ein Absperrventil, das in dem Auslasspfad vorgesehen ist, um eine Strömung der Luft in einer Richtung zu der Saugeinheit hin zu unterbrechen und eine Strömung der Luft von der Saugeinheit weg zuzulassen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die Nassätz-Einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Anforderungen der Massenherstellung von Solarzellen genügen und deren Herstellungskosten senken.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Vorderansicht des äußeren Aussehens einer Nassätz-Spannvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Nassätz-Spannvorrichtung.
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3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie A-A in einer Richtung von in 1 gezeigten Pfeilen genommen ist.
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4 zeigt einen Zustand, in welchem die Nassätz-Spannvorrichtung Scheiben hält.
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5 ist eine Querschnittsansicht der Nassätz-Spannvorrichtung, die die Scheiben hält.
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6 ist eine Vorderansicht der Nassätz-Spannvorrichtung, die die Scheiben hält.
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7 ist eine Draufsicht auf einen Zustand des Aufnehmens der Nassätz-Spannvorrichtungen in einer Kassette.
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8 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie B-B in einer Richtung von in 7 gezeigten Pfeilen genommen ist.
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9 ist eine Ansicht, die entlang einer Linie C-C in einer Richtung von in 7 gezeigten Pfeilen genommen ist.
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10 zeigt einen Zustand des Lösens der Scheiben von der Nassätz-Spannvorrichtung.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ausführungsbeispiele einer Nassätz-Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 ist eine Vorderansicht eines externen Aussehens einer Nassätz-Spannvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Seitenansicht der Nassätz-Spannvorrichtung nach 1. 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie A-A in einer Richtung von in 1 gezeigten Pfeilen genommen ist. Eine Nassätz-Spannvorrichtung enthält einen Hauptkörper 2, ein Absperrventil 12 und O-Ringe 15 und 16.
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Der Hauptkörper 2 ist ein im Wesentlichen rechteckiges Parallelepiped. Unter mehreren Oberflächen, die den Hauptkörper 2 bilden, wirken zwei Oberflächen in entgegengesetzten Richtungen als Halteflächen 4, die jeweils Werkstücke halten. Der erste O-Ring (erste Einheit für engen Kontakt) 15, der ringförmig ist, um im Wesentlichen die Gesamtheit von jeder der Halteflächen 4 zu umgeben, ist an jeder der Halteflächen 4 angebracht. Eine Form und eine Fläche eines Bereichs der Haltefläche 4, der durch den ersten O-Ring 15 umgeben ist, sind im Wesentlichen gleich denjenigen einer Oberfläche (eine erste Oberfläche 7a einer Scheibe 7, die später beschrieben wird, siehe auch 4) eines Werkstücks. Der erste O-Ring 15 kann hierdurch in engen Kontakt mit der einen Oberfläche gebracht werden, um im Wesentlichen die Gesamtheit (einen vorbestimmten Bereich) der Oberfläche des Werkstücks zu umgeben.
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Weiterhin ist der zweite O-Ring (zweite Einheit für engen Kontakt) 16, der ringförmig ist, um auf der inneren Seite des ersten O-Rings 15 angeordnet zu sein, an jeder der Halteflächen 4 angebracht. Die O-Ringe 15 und 16 bestehen beispielsweise aus einem elastischen Material wie Gummi.
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In jeder Haltefläche 4 ist eine Nut 5 zwischen dem ersten O-Ring 15 und dem zweiten O-Ring 16 ausgebildet. Saugöffnungen 17 zum Absorbieren von Luft sind Seite an Seite am Boden 5a der Nut 5 ausgebildet. Während die Nut 5 als eine Saugeinheit wirkt, in der die Saugöffnungen 17 ausgebildet sind, ist die Saugeinheit nicht notwendigerweise eine Nut, sondern die Haltefläche 4 kann vollständig flach sein. Auch in diesem Fall wirkt ein Bereich zwischen dem ersten O-Ring 15 und dem O-Ring 16 als die Saugeinheit, in der die Saugöffnungen 17 ausgebildet sind. Weiterhin kann nur eine Saugöffnung 17 ausgebildet sein anstelle der Ausbildung mehrerer Saugöffnungen 17.
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Ein Auslasspfad 6, der mit den Saugöffnungen 17 kommuniziert, ist innerhalb des Hauptkörpers 2 ausgebildet. Eine Verbindungsöffnung 11, mit der eine Leitung (nicht gezeigt), die sich von einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) erstreckt, verbunden ist, ist in dem Hauptkörper 2 ausgebildet. Der Auslasspfad 6 hat ein Ende, das mit den Saugöffnungen 17 kommuniziert, und das andere Ende, das mit der Verbindungsöffnung 11 kommuniziert.
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Die Nassätz-Spannvorrichtung 1 wird normalerweise in einem Zustand verwendet, in welchem die Verbindungsöffnung 11 sich auf einer oberen Seite befindet. ”Obere” und ”untere” bedeuten nachfolgend obere und untere in dem Zustand, in welchem die Nassätz-Spannvorrichtung 1 normalerweise verwendet wird. Der Hauptkörper 2 ist in einer solchen Weise ausgebildet, dass ein Abstand zwischen den Halteflächen 4 an einer unteren Position kleiner wird. Wie in 2 gezeigt ist, hat der Hauptkörper 2 daher eine Form, die an einer unteren Position in der Seitenansicht des Hauptkörpers 2 schmaler wird.
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Überstandeinheiten 13 sind auf Seitenflächen des Hauptkörpers 2, die jeweils andere als die Halteflächen 4 sind, gebildet. Die Überstandeinheiten 13 wirken als Positionierungseinheiten zum Positionieren der Nassätz-Spannvorrichtung 1 in einer später beschriebenen Kassette.
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Das Absperrventil 12 ist in der Mitte entlang des Auslasspfades 6 vorgesehen. Das Absperrventil 12 ermöglicht eine Strömung der Luft (eine durch einen Pfeil P angezeigte Strömung) in einer Richtung von den Saugöffnungen 17 zu der Verbindungsöffnung 11 und unterbricht eine Strömung der Luft (eine durch einen Pfeil Q angezeigte Strömung) in einer Richtung von der Verbindungsöffnung 11 zu den Saugöffnungen 17.
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4 zeigt einen Zustand, in welchem die Nassätz-Spannvorrichtung 1 Scheiben hält. 5 ist ein Querschnittsansicht der Nassätz-Spannvorrichtung 1, die die Scheiben hält. 6 ist eine Vorderansicht der Nassätz-Spannvorrichtung, die die Scheiben hält.
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Wie in 4 gezeigt ist, hält die Nassätz-Spannvorrichtung 1 die Scheiben 7, die als Werkstücke dienen, durch Verwendung einer Scheibeneinstell-Spannvorrichtung 8, in der eine Befestigungsnut 8a zum Befestigen der Scheiben 7 ausgebildet ist. Die Befestigungsnut 8a der Scheibeneinstell-Spannvorrichtung 8 ist entlang Gradienten der Halteflächen 4 ausgebildet und wird enger an einer Position, die näher an einer Unterseite hiervon ist. Indem die Scheiben 7 an beiden Wänden der Befestigungsnut 8a anliegen und die Nassätz-Spannvorrichtung 1 in die Befestigungsnut 8a eingeführt wird, können die O-Ringe 15 und 16 in engen Kontakt mit den ersten Oberflächen 7a der Scheiben 7 gebracht werden. Da 4 einen Zustand zeigt, bevor die Nassätz-Spannvorrichtung 1 vollständig in die Befestigungsnut 8a eingeführt ist, sind die O-Ringe 15 und 16 noch nicht in engem Kontakt mit den Scheiben 7. Durch weiteres Einführen der Nassätz-Spannvorrichtung 1 aus dem in 4 gezeigten Zustand können die O-Ringe 15 und 16 in engen Kontakt mit den Scheiben 7 gebracht werden.
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In einem Zustand, in welchem die Scheiben 7 in engem Kontakt mit den O-Ringen 15 und 16 sind, absorbiert die mit der Verbindungsöffnung 11 verbundene Vakuumpumpe die Luft aus den Saugöffnungen 17. Durch Verringerung des Drucks in einem Raum zwischen in der in jeder Haltefläche 4 gebildeten Nut 5 und jeder Scheibe 7 wird die Scheibe 7 auf die Haltefläche 4 absorbiert und durch die Nassätz-Spannvorrichtung 1 gehalten. Auf diese Weise stellen die Nut 5, in der die Saugöffnungen 17 gebildet sind, und die O-Ringe 15 und 16 eine Halteeinheit dar, die die Scheiben 7 hält.
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In diesem Fall strömt, da das Absperrventil 12 in der Mitte entlang des Auslasspfads 6 vorgesehen ist, die Luft nicht von der Verbindungsöffnung in die Nassätz-Spannvorrichtung 1, nachdem der Druck in dem Raum zwischen der Nut 5 und jeder Scheibe 7 verringert wurde. Selbst nachdem die Vakuumpumpe und die Verbindungsöffnung 11 getrennt wurden, kann die Nassätz-Spannvorrichtung 1 den Zustand des Haltens der Scheiben 7 aufrechterhalten. Daher ist es nicht erforderlich, Vakuumpumpen und Leitungen im Verhältnis zu der Anzahl von Nassätz-Spannvorrichtungen 1 vorzubereiten, und es ist möglich, den Anforderungen an die Bearbeitung einer großen Anzahl von Scheiben 7 zu genügen und zur Senkung der Herstellungskosten von Solarzellen beizutragen. Weiterhin kann, da es genügt, eine Nassätz-Spannvorrichtung 1 zu verwenden, um mehrere Scheiben 7 zu halten, die Bearbeitung einer großen Anzahl von Scheiben 7 leichter gehandhabt werden.
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Die Nassätz-Spannvorrichtung 1 in dem Zustand des Haltens der Scheiben 7 ist in einer Kassette aufgenommen. 7 ist eine Draufsicht auf einen Zustand der Aufnahme von Nassätz-Spannvorrichtungen in einer Kassette. 8 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie B-B in einer Richtung von in 7 gezeigten Pfeilen genommen ist. 9 ist eine Ansicht, die entlang einer Line C-C in einer Richtung von in 7 gezeigten Pfeilen genommen ist.
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Die Nassätz-Spannvorrichtungen 1 sind Seite an Seite in einer Kassette 9 aufgenommen, so dass die gehaltenen Scheiben 7 einander zugewandt sind. Zu dieser Zeit sind die Überstandeinheiten 13 jeder Nassätz-Spannvorrichtung 1 in eine Haltenut 9a, die in der Kassette 9 ausgebildet ist, eingepasst, wodurch die Nassätz-Spannvorrichtung 1 in der Kassette 9 positioniert ist. Weiterhin ist, da die Überstandeinheiten 13 in die Haltenut 9a eingepasst sind, jede Nassätz-Spannvorrichtung 1 in der Bewegung in der Kassette 9 beschränkt, wodurch verhindert wird, dass benachbarte Scheiben gegeneinanderstoßen und beschädigt werden.
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Die Kassette 9, in der die Nassätz-Spannvorrichtungen 1 aufgenommen sind, wird in eine chemische Lösung getaucht, wodurch die Scheiben 7 geätzt werden können. In diesem Fall gelangt, da nahezu der gesamte Bereich der ersten Oberfläche 7a der Scheibe 7 von dem ersten O-Ring 15 umgeben wird, die erste Oberfläche 7a jeder Scheibe 7 nicht in Kontakt mit der chemischen Lösung und wird nicht geätzt. Daher ist es möglich, ”Tex.” nur auf einer der ersten Oberfläche 7a entgegengesetzten Oberfläche durch Ätzen zu bilden. Die Form oder Größe des vorbestimmten Bereichs, der von dem ersten O-Ring 15 auf der ersten Oberfläche 7a der Scheibe 7 umgeben ist, kann geändert werden durch Ändern einer Form oder Größe des ersten O-Rings 15. Das heißt, durch Ändern der Form oder Größe des ersten O-Rings 15 kann der durch die chemische Lösung geätzte Bereich auf der ersten Oberfläche 7a der Scheibe 7 so eingestellt werden, dass er eine gewünschte Form oder Größe hat.
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Weiterhin ist der zweite O-Ring 16 auf der inneren Seite des ersten O-Rings 15 vorgesehen, und die Saugöffnungen 17 sind zwischen diesen O-Ringen 15 und 16 ausgebildet. Demgemäß ist es nur ein äußerer Umfangsbereich der ersten Oberfläche 7a jeder Scheibe 7, der praktisch auf die Haltefläche 4 absorbiert ist. Daher ist es im Vergleich mit einem Fall des Ansaugens der gesamten Scheibe 7 ohne Vorsehen des zweiten O-Rings 16 möglich, eine Verwerfung der Scheibe 7 zu unterdrücken, eine Beschädigung der Scheibe 7 zu verhindern und einen gleichförmigen Ätzvorgang zu realisieren.
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10 zeigt einen Zustand des Lösens der Scheiben 7 von der Nassätz-Spannvorrichtung 1. Wenn das Ätzen der Scheiben 7 beendet ist, werden die Nassätz-Spannvorrichtungen 1 aus der Kassette 9 herausgenommen, und die Scheiben 7 werden von den Nassätz-Spannvorrichtungen 1 gelöst. Beispielsweise ist eine Kommunikationsöffnung, die mit dem Auslasspfad 6 kommuniziert, getrennt von der Verbindungsöffnung 11 in dem Hauptkörper 2 ausgebildet 2, und ein auf der Kommunikationsöffnung vorgesehenes Ventil wird geöffnet, wodurch die Luft in den Auslasspfad 6 strömt und den Unterdruck in dem Raum zwischen jeder Scheibe 7 und der Nut 5 beendet.
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Wie vorstehend beschrieben ist, sind die Halteflächen 4 in einer solchen Weise ausgebildet, dass der Abstand zwischen den Halteflächen 4 in einer unteren Position kleiner wird, was bedeutet, dass die Scheiben 7 in einer solchen Weise gehalten werden, dass ein Abstand zwischen den Scheiben 7 demgemäß an einer unteren Position kleiner wird (siehe auch 5). Daher fallen die Scheiben 7 in einer Richtung, die durch Pfeile R angezeigt ist, wenn die Scheiben 7 von der Nassätz-Spannvorrichtung gelöst werden, und die Richtung, in der die Scheiben 7 fallen, wird im Wesentlichen eindeutig bestimmt. Da die Richtung, in der die Scheiben 7 fallen, eindeutig bestimmt ist, ist es schwierig für die gelösten Scheiben 7, einander zu berühren, was beispielsweise die glatte Durchführung eines Vorgangs zur Aufnahme der gelösten Scheiben 7 erleichtert. Weiterhin ist es möglich, da ein Verhalten jeder gelösten Scheibe 7 leicht erkannt werden kann, einen Abstand zwischen den Nassätz-Spannvorrichtungen 1 leicht zu erkennen, der es ermöglicht, eine Kollision der gelösten Scheiben 7 zu verhindern.
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Die Halteeinheit kann ohne Vorsehen des zweiten O-Rings 16 ausgebildet sein. Wenn eine Verwerfung der Scheiben 7 geringer ist, wenn beispielsweise eine Fläche jeder Scheibe 7 kleiner ist, tritt ein Problem der Verformung der Scheiben 7 mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf, selbst wenn die gesamten Scheiben ohne Vorsehen des zweiten O-Rings 16 absorbiert werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Nassätz-Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich für das Nassätzen von Scheiben und besonders geeignet für das Nassätzen von nur einer Oberfläche jeder Scheibe.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nassätz-Spannvorrichtung
- 2
- Hauptkörper
- 4
- Haltefläche
- 5
- Nut
- 5a
- Boden
- 6
- Auslasspfad
- 7
- Scheibe
- 7a
- erste Oberfläche
- 8
- Scheibeneinstell-Spannvorrichtung
- 8a
- Befestigungsnut
- 9
- Kassette
- 9a
- Haltenut
- 11
- Verbindungsöffnung
- 12
- Absperrventil
- 13
- Überstandeinheit
- 15
- erster O-Ring (erste Einheit für engen Kontakt)
- 16
- zweiter O-Ring (zweite Einheit für engen Kontakt)
- 17
- Saugöffnung
- P, Q, R
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 03-102728 [0008]
- JP 09-246235 [0008]
