DE112015001723T5

DE112015001723T5 - Transportsystem und -verfahren

Info

Publication number: DE112015001723T5
Application number: DE112015001723.2T
Authority: DE
Inventors: Helge Rafael; Michael Häsler; Bas ALBERS; Joel Illi (INDIA LIMA LIMA INDIA)
Original assignee: Meyer Burger AG
Current assignee: Meyer Burger AG
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2017-02-16
Also published as: CN106163752A; WO2015155729A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Transportieren von Werkstücken (3, 3'), wie Wafer oder Solarzellen. Das System besteht aus einem hauptsächlich vertikalen (10) und einem stromabwärtigen hauptsächlich horizontalen (12) Förderband und kann die Werkstücke (3, 3') von dem Ersteren zu dem Letzteren mit Hilfe von Fluidstrom-Generatormitteln transferieren, die das Werkstück dazu bringen, von dem vertikalen auf das horizontale Förderband umzufallen. Die Werkstücke (3, 3') werden so in einem großen Grad mit dem oberen Randabschnitt des vertikalen Förderbands (10) ausgerichtet, wodurch die Notwendigkeit teurer Orientierungseinstellmittel stromabwärts von dem horizontalen Förderband verringert wird.

Description

Die Erfindung betrifft Systeme und ein Verfahren zum Transportieren brüchiger Werkstücke, wie Wafer, die aus brüchigen Materialien, wie Silicium, Quarz, Saphir, Bor usw., hergestellt sind, Solarzellen oder eine beliebige Zwischenstufe eines Wafers, der zu einem Endprodukt davon, wie Solarzellen, verarbeitet wird, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 23.
Solche brüchigen Werkstücke sind z. B. Wafer (die Ausdrücke Werkstücke und Wafer werden in diesem Dokument austauschbar verwendet), die aus brüchigen Materialien, wie Silicium, Quarz, Saphir, Bor usw., hergestellt sind, Solarzellen oder eine beliebige Zwischenstufe eines Wafers, der zu einem Endprodukt davon, wie Solarzellen, verarbeitet wird. Diese Werkstücke sind typischerweise mindestens 30 μm dick, noch bevorzugter mehr als 60 μm dick, wie Silicium-Wafer für Solarzellen, die typischerweise 80 bis 120 μm dick sind, und Saphir-Schichten, die mindestens 0,2 mm dick sind. Auch wenn sich solche Werkstücke biegen, sind sie brüchig in dem Sinn, dass eine zu starke Biegung diese bricht und nicht nur verformt.
Wafer, z. B. Silicium-Wafer, die in Solarzellen verwendet werden, oder Saphir-Wafer, die zur LED-Herstellung verwendet werden, werden aus einem Block (auch als Ziegel oder Ingot bezeichnet) in einer Drahtschneidevorrichtung unter Verwendung eines Metalldrahts und von Schleifmitteln geschnitten. Üblicherweise werden Schleifmittel suspendiert in einer Aufschlämmung verwendet, die von einem Metalldraht transportiert werden. Heutzutage werden Wafer mehr und mehr unter Verwendung fixierter Schleifmittel geschnitten, die direkt an dem Metalldraht angebracht sind. Ein solcher Draht wird z. B. als Diamantdraht bezeichnet.
Der Ingot, der für Solarzellen zu schneiden ist, kann ein polykristallines oder monokristallines Halbleitermaterial, z. B. Silicium, sein. Andere Materialien, wie Saphir, können auch geschnitten werden. In dem letzteren Fall wird der Ingot allgemein als Kern bezeichnet. Der Ingot ist das Basismaterial, aus dem die Wafer geschnitten werden. In dem Fall eines polykristallinen Materials wird üblicherweise ein großer Ingot gegossen und aus diesem werden Ziegel geschnitten. In dem Fall eines monokristallinen Materials wird normalerweise ein runder Ingot beispielsweise unter Verwendung des Czochralski-Prozesses hergestellt und in die typische monokristalline Wafer-Form geschnitten. Kerne werden aus Saphir-Einkristallkörper gebohrt. Kerne werden hier auch als Ingots bezeichnet.
Nachdem (z. B. Silicium-, Quarz-, Bor- oder Saphir-) Wafer geschnitten wurden, bleiben sie zuerst normalerweise an einem Träger befestigt. Der Träger ist ein Materialstück, das den Ingot in einer Distanz von der Drahtsäge hält, so dass der Schneidedraht, der sich unter der Schneidewirkung biegt, in keine Maschinenteile schneidet. Nach dem Schneiden müssen die Wafer von dem Träger getrennt werden. Sobald dies erfolgt ist, bilden die Wafer einen Stapel und müssen getrennt werden, um einzeln behandelt zu werden.
Besonders dünne Wafer, so dünn wie 100 oder sogar 80 μm, müssen sehr vorsichtig behandelt werden. Geringe Stöße oder Biegekräfte können zu einem Schaden führen, der die Wafer wertlos macht.
Aus DE 10 2010 006 760 ist ein System zum Trennen von Wafern von einem Stapel bekannt. Der Stapel wird in einem Wafer-Träger positioniert und in ein Fluid eingetaucht. Ein erstes und zweites Transportmittel werden verwendet, um die aufeinanderfolgenden Wafer von dem Stapel zu entfernen und diese in einer nach oben verlaufenden Richtung zu transportieren. Dritte, drehbare Transportmittel werden verwendet, um den Wafer in eine horizontale Position zu bringen, so dass dieser von einem normalen Förderband weitertransportiert werden kann.
US5213451A offenbart eine Vorrichtung zum Trennen von Halbleiter-Wafern von einem Wafer-Stapel. Die Vorrichtung umfasst ein Trenndüsensystem, das ein flüssiges Medium freisetzt, um den obersten Wafer von dem Wafer-Stapel abzuheben, und ein Förderdüsensystem, das ein flüssiges Medium freisetzt, um den obersten Wafer in eine Richtung nach vorne zu schieben, um das Wafer-Magazin zu verlassen. Das Wafer-Magazin ist mit einer Zufuhreinheit ausgestattet, die es ermöglicht, den obersten Wafer in den Bereich eines Trenndüsensystems zu bringen. Die Zufuhreinheit bewegt den Wafer-Stapel nach oben, wobei die Zufuhrrichtung rechtwinklig zu der Wafer-Ebene jedes den Stapel bildenden Wafers ist. Die Wafer verlassen die Trennvorrichtung über einen Damm. Eine Vorrichtung zum Befördern der Wafer in einer horizontalen Ebene grenzt an den Damm an. Die Wafer werden von der Fördervorrichtung zu einer Ablagefüllvorrichtung transferiert. Die Wafer-Ebene der Wafer ändert sich während des Übergangs von der Zufuhreinheit zu der Fördervorrichtung nicht, und auch nicht während des Übergangs von der Fördervorrichtung zu der Ablagefüllvorrichtung.
Die in US5213451A geoffenbarte Vorrichtung ist nicht zum Trennen von Wafern von einem Stapel mit einer unterschiedlichen Form und/oder Orientierung geeignet, insbesondere wenn die Wafer-Ebene jedes den Stapel bildenden Wafers vertikal ausgerichtet ist. Ferner ist das Risiko, zwei oder mehrere Wafer (über den Damm) zu transferieren, die aneinander haften, sehr hoch.
WO2014012879A1 offenbart eine Vorrichtung zum Trennen von Wafern von einem Wafer-Stapel, der auf einer Trägervorrichtung in einem Flüssigkeitsbehälter angeordnet ist. Der Träger ist mit einer Vorschubvorrichtung zum kontinuierlichen oder inkrementierenden Vorschieben des Wafer-Stapels ausgestattet. Eine Lagerfläche für die Wafer in dem Wafer-Stapel endet an einem gleitenden Rand. Eine Gleitführung grenzt an den gleitenden Rand an, wobei die Gleitführung nach unten orientiert ist. Düsen, die einen gerichteten Flüssigkeitsstrom generieren, sind vorgesehen, um den obersten Wafer dazu zu bringen, den Wafer-Stapel in die Richtung der Gleitführung zu verlassen.
Die in WO2014012879A1 geoffenbarte Trennvorrichtung ist für Wafer-Stapel nicht geeignet, in denen die Wafer-Ebenen vertikal ausgerichtet sind. Obwohl WO2014012879A1 eine gleitenden Rand vorschlägt, kann das Risiko nicht eliminiert werden, dass zwei oder mehrere haftende Wafer gemeinsam den Stapel verlassen. Zusätzlich birgt der Rand eine Gefahr für die Wafer, die für an ihren Rändern wirkende Kräfte besonders empfindlich sind. WO2014012879A1 bezieht sich nicht auf ein Transportsystem, in dem singularisierte Wafer von einem ersten Transportmittel einer nach dem anderen transportiert und dann zu einem zweiten Transportmittel transferiert werden.
US2008146003A1 offenbart ein Verfahren zum Trennen eines Silicium-Wafers von einem vertikalen Stapel von Silicium-Wafern. Das Verfahren umfasst das Anbringen einer bewegbaren Transportvorrichtung an einer Fläche eines Silicium-Wafers in dem Stapel. Dann wird der Wafer von der bewegbaren Transportvorrichtung zu einem Förderband transferiert.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Transportieren flacher brüchiger Werkstücke vorzusehen, das kosteneffizienter ist, und das die Wafer vorsichtig behandelt. Zusätzlich richtet das erfinderische System die Werkstücke aus, wodurch eine weitere Behandlung der Werkstücke weniger kompliziert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein System und ein Verfahren zum Transportieren von Werkstücken gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 23 erfüllt.
Gemäß der Erfindung wird ein System zum Transportieren flacher brüchiger Werkstücke vorgesehen, umfassend ein erstes Transportmittel zum Transportieren des Werkstücks in einer nach oben verlaufenden Transportrichtung, wobei diese nach oben verlaufende Transportrichtung vorzugsweise hauptsächlich vertikal ist, wobei das erste Transportmittel eine erste Transportebene definiert, und ein zweites Transportmittel zum Transportieren des Werkstücks in einer zweiten seitlichen Transportrichtung, wobei diese seitliche Transportrichtung vorzugsweise hauptsächlich horizontal ist, wobei ein stromaufwärtiger Abschnitt des zweiten Transportmittels stromabwärts von dem ersten Transportmittel angeordnet ist. Fluidstrom-Generatormittel sind vorgesehen, um einen Fluidstrom an dem ersten Transportmittel vorbei und zu dem zweiten Transportmittel zu generieren, vorzugsweise an einem stromabwärtigen Endabschnitt des ersten Transportmittels vorbei.
Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist, dass das System sehr kosteneffizient ist, während es dennoch die Wafer sehr vorsichtig behandelt. Zusätzlich kann das System an verschiedene Werkstückgrößen und -materialien angepasst werden. Außerdem kann der Durchsatz des Systems einfach erhöht werden, vorausgesetzt die Werkstück lassen dies zu, indem die Geschwindigkeit der Transportmittel und die Leistung der Fluidstrom-Generatormittel erhöht werden. Dies kann durch eine Anpassung der Software der Steuereinheit durchgeführt werden. Zusätzlich können der Ort und die Richtung der Fluidstrom-Generatormittel geändert werden, was weiterhin leicht durchgeführt werden kann.
Darüber hinaus generieren die Fluidstrom-Generatormittel einen Fluidstrom, der die erste Transportebene schneidet, und stromabwärts von dem ersten Transportmittel.
Der Fluidstrom von den Fluidstrom-Generatormitteln kann durch Abschirm- oder Flusssteuermittel gerichtet werden, welche die Flussrichtung beeinflussen. Auf diese Weise kann weniger Fluid entweichen und der Fluidstrom kann weniger stark sein, wodurch erforderliche Ressourcen (Druckluft, Mittel zum Generieren eines String-Flusses) weiter reduziert werden, während die Wafer vorsichtiger behandelt werden.
Es gibt einige Möglichkeiten, einen Fluidstrom an dem ersten Transportmittel vorbei und zu dem zweiten Transportmittel zu generieren: Ein Fluidstrom kann hinter dem Werkstück (d. h. an der Rückseite) generiert werden; das Fluidstrom-Generatormittel ist hinter dem Werkstück angeordnet und richtet einen Fluidstrom zu der flachen Oberfläche des Werkstücks (das Werkstück wird umgeworfen). Alternativ dazu kann das Fluidstrom-Generatormittel ein Mittel zum Generieren eines Unterdrucks sein: Das Fluidstrom-Generatormittel kann vor dem Werkstück angeordnet sein, und das Werkstück wird durch den Unterdruck angezogen. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Fluidstrom-Generatormittel lateral von dem Werkstück angeordnet sein (in einer Position, bevor es umfällt); der Fluidstrom kann – gemäß dem Bernoulli-Prinzip (oder gemäß dem Prinzip einer Venturi-Düse) – einen Unterdruck an der Vorderseite des Werkstücks erzeugen, wodurch bewirkt wird, dass das Werkstück umfällt.
In diesem Dokument zeigt stromaufwärts an, wo die Werkstücke herkommen, und stromabwärts, wohin sie transportiert werden.
Vorzugsweise ist der stromaufwärtige Abschnitt des zweiten Transportmittels benachbart, noch bevorzugter direkt benachbart, dem stromabwärtigen Endabschnitt des ersten Transportmittels angeordnet.
In einer Ausführungsform kann die Erfindung auch als System zum Transportieren singularisierter flacher Werkstücke eines nach dem anderen verstanden werden, wobei die Transportrichtung und (gleichzeitig) die Orientierung der Wafer mit Hilfe eines Fluidstrom-Generatormittels geändert wird, d. h. die erste und zweite Transportrichtung sind in Bezug aufeinander geneigt, und auch die erste und zweite Transportebene sind in Bezug aufeinander geneigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Fluidstrom-Generatormittel ein Kippmittel zum Kippen der Werkstücke (einzeln) von der ersten Transportebene in die zweite Transportebene. Wenn ein Werkstück das Ende des ersten Transportmittels erreicht, ist es weiterhin parallel zu der ersten Transportebene orientiert (die von dem ersten Transportmittel definiert wird). Die Kippeinrichtung – in Form eines Fluidstrom-Generatormittels – bewirkt, dass das Werkstück auf das zweite Transportmittel umfällt, d. h. die Werkstückebene (oder Werkstückoberfläche) wird gekippt. Nun ist das flache Werkstück parallel zu der zweiten Transportebene orientiert (die durch das zweite Transportmittel definiert wird). Das Kippmittel gemäß der Erfindung ist ein kontaktloses Kippmittel, da es das zu kippende Werkstück nicht direkt berührt; nur der Fluidstrom, der von dem Kippmittel generiert wird, gelangt mit dem Werkstück in Kontakt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Transportebene im Wesentlichen parallel zu der ersten Transportrichtung, und die zweite Transportebene ist im Wesentlichen parallel zu der zweiten Transportrichtung. Dies ermöglicht, einzelne, d. h. singularisierte, flache Werkstück eines nach dem anderen und in derselben Ebene zu transportieren, was eine platzsparende Konstruktion gestattet. Die Transportebene wird (nur) zwischen dem ersten und zweiten Transportmittel durch ein Kippen des Werkstücks mit dem Fluidstrom-Generatormittel geändert.
Mit anderen Worten: Die Werkstücke werden von dem ersten Transportmittel transportiert, wobei ihre Werkstückebenen im Wesentlichen parallel zu der ersten Transportrichtung sind (die Werkstückebene ist parallel zu der ersten Transportebene). Mit anderen Worten: Die Werkstücke werden lateral innerhalb der Transportebene transportiert. Vorzugsweise werden die Werkstücke von dem zweiten Transportmittel transportiert, wobei ihre Werkstückebenen im Wesentlichen parallel zu der zweiten Transportrichtung sind (die Werkstückebene ist parallel zu der zweiten Transportebene). Die Werkstückebene ist jene Ebene, in der sich das flache Werkstück erstreckt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist/sind das erste Transportmittel und vorzugsweise auch das zweite Transportmittel eingerichtet, die Werkstücke in einer singularisierten Weise eines nach dem anderen zu transportieren. D. h. der Transport der Werkstücke kann anschließend an die Werkstücksingularisierung vorgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das System eine Trennzone (vorzugsweise einen Fluidbehälter), in dem die Werkstücke von einem Stoß oder Stapel von Werkstücken singularisiert werden, und wobei sich das erste Transportmittel zwischen der Trennzone und dem zweiten Transportmittel erstreckt. Eine solche Anordnung ermöglicht es, verschieden geformte und/oder verschieden orientierte Stöße oder Stapel handzuhaben, insbesondere einen Stapel vertikal ausgerichteter flacher Werkstücke. Das erste Transportmittel ist eingerichtet, die Werkstücke in einer Richtung von der Trennzone weg und zu dem zweiten Transportmittel zu transportieren. Die Trennzone kann eine Trennstation, ein Behälter, ein Träger usw. sein. Es ist zu beachten, dass es diese Ausführungsform ermöglicht, den Transportweg der bereits singularisierten Werkstücke umzulenken (d. h. die Transportrichtung zu ändern).
Vorzugsweise ist mindestens ein wesentlicher Abschnitt des ersten Transportmittels, vorzugsweise der stromabwärtige Endabschnitt, vorzugsweise der gesamte Förderbandabschnitt des ersten Transportmittels, nicht in einer Flüssigkeit eingetaucht, d. h. einer gasförmigen (Luft-)Atmosphäre ausgesetzt.
Vorzugsweise sind der stromabwärtige Endabschnitt des ersten Transportmittels und der stromaufwärtige Abschnitt des zweiten Transportmittels beide nicht in einer Flüssigkeit eingetaucht, d. h. einer gasförmigen (Luft-)Atmosphäre ausgesetzt.
Vorzugsweise bilden die erste und zweite Transportebene einen Winkel von mehr als 70°, vorzugsweise mehr als 80°, noch bevorzugter hauptsächlich etwa 90°. Die zweite Transportebene erstreckt sich entweder in einer nach oben oder nach unten verlaufenden Richtung in den ersten beiden Fällen.
Das erste Transportmittel, das eine Werkstückhaltefläche aufweist, transportiert den Wafer in einer nach oben verlaufenden Richtung, vorzugsweise hauptsächlich vertikal. Diese Werkstückhaltefläche kann die Transportebene mindestens nahe ihrem stromabwärtigen Ende definieren. Wenn die Werkstücke das Ende dieses ersten Transportmittels erreichen, wobei der Abschnitt beispielsweise endet, da ein Förderband des ersten Transportmittels eine scharfe Kurve macht, lösen sich die Werkstücke von dem ersten Transportmittel. Der Fluidstrom, vorzugsweise ein Gasstrom, wie ein Luft-, Druckluft- oder Schutzgasstrom, stellt sicher, dass die Werkstücke auf das zweite Transportmittel umfallen, das vorzugsweise auch ein Förderband enthält, welches die Werkstücke weitertransportiert. Die Werkstücke werden auf seiner zweiten Werkstückhaltefläche transportiert. Diese zweite Werkstückhaltefläche kann die zweite Transportebene mindestens nahe seinem stromaufwärtigen Ende definieren.
Die Kräfte der Werkstücke sind sehr klein und diffus. Der große Flächenbereich des Werkstücks und das geringe Gewicht stellen sicher, dass ein kleiner Druckunterschied den gewünschten Effekt hat, dieses umzuwerfen. Wenn die Werkstücke umfallen, muss die Luft oder das Gas in ihrem Weg verdrängt werden, was eine effiziente Dämpfung des Falls vorsieht und eine sanfte Landung gewährleistet. Wenn dies nicht genug ist, können zusätzliche Mittel vorgesehen werden, um einen Fluidstrom gegen das Werkstück in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in die es fällt, zu generieren. Diese Mittel und Fluid können alle Merkmale und Eigenschaften aufweisen wie in Bezug auf die Mittel zum Generieren eines Fluidstroms beschrieben, um die Werkstücke umzuwerfen. Es können auch Barrieren für Luft verwendet werden, damit diese wegströmt. Um das Werkstück rascher umfallen zu lassen, kann die Fläche, auf die es fällt, beispielsweise das Transportmittel, porös sein, Löcher darin aufweisen, oder es können sogar Saugmittel vorgesehen werden.
Wie oben angegeben, kann das erste Transportmittel die Werkstücke in hauptsächlich vertikaler Richtung transportieren. Hauptsächlich vertikal bedeutet in einer Richtung, die einen Winkel mit der Vertikalen kleiner als 30°, vorzugsweise kleiner als 15°, noch bevorzugter kleiner als 5°, wie etwa 0°, bildet.
Das erste Transportmittel kann einen Abschnitt eines Förderbands enthalten, der das Werkstück in hauptsächlich vertikaler Richtung transportiert. Das Förderband erstreckt sich typischerweise über den gesamten Weg bis zu der Region, wo die Werkstücke umfallen. Der Abschnitt kann sich sogar über einen gekrümmten Abschnitt dieses Bands erstrecken, wo die Fläche, welche die Werkstücke hält, die Richtung ändert.
Das zweite Transportmittel transportiert die Werkstücke weiter in einer seitlichen Richtung, nachdem sie das erste Transportmittel verlassen haben. Seitlich bedeutet, dass die Werkstücke nicht länger in hauptsächlich vertikaler Richtung, sondern in einer hauptsächlich horizontalen Richtung transportiert werden. Diese zweite Richtung bildet typischerweise einen Winkel mit der Horizontalen kleiner als 30°, vorzugsweise kleiner als 15°, noch bevorzugter kleiner als 5°, wie etwa 0°.
Ein beliebiges von dem ersten, zweiten oder dritten Transportmittel kann einen Förderbandabschnitt oder ein Förderband umfassen. Hier definiert die Oberfläche des Bands die Transportebene.
Das erste Transportmittel und das zweite Transportmittel können tatsächlich ein Förderband umfassen, oder daraus gebildet sein, das beispielsweise eine Fläche zum Tragen von Wafern aufweist, die L-förmig ist, wobei sich Abschnitte davon vorzugsweise in die erste und zweite Transportrichtung erstrecken.
Der erste und zweite Förderbandabschnitt können beispielsweise ein Teil einzelner Förderbänder sein. Es wird besonders bevorzugt, dass der erste Förderbandabschnitt und das Transportmittel Teil eines einzelnen Förderbands sind. In diesem Fall kann das einzelne Förderband L-förmig sein.
Das erste, zweite und dritte Transportmittel oder eine beliebige Kombination davon kann auch ein beliebiges geeignetes Transportmittel sein, wie ein Förderband, eine Wasserspur (wie beispielsweise aus WO 04/0239 bekannt, Fluid transport system for transporting articles, Minnesota mining and manufacturing company), oder auch ein Roboterarm, und sie können sich voneinander unterscheiden.
Die Wafer sind normalerweise in einem, möglicherweise eingetauchten, Wafer-Träger angeordnet. Während sie nach oben transportiert werden, ist ihre Orientierung auf dem ersten Transportmittel eher undefiniert. Gemäß dem Stand der Technik wird diese Fehlausrichtung an das zweite Transportmittel weitergegeben. Da der Fehler ziemlich groß sein kann, muss die anschließende Ausrichtungseinheit in der Lage sein, dies zu bewältigen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Wafer ausgerichtet, während sie von dem ersten Transportmittel zu dem zweiten Transportmittel transferiert werden, wie als Nächstes erläutert wird.
Wenn die Werkstücke von dem ersten Transportmittel nach oben bewegt werden und beginnen, sich über den Endabschnitt davon hinaus zu erstrecken, sind die Wafer dabei zu fallen. Da das erste Transportmittel sie nicht länger halten kann, sind sie außerdem frei zu fallen. Bevor die Wafer fallen, werden jedoch die Mittel zum Generieren eines Fluidstroms in einer Kipprichtung verwendet (oder laufen bereits in einem kontinuierlichen Modus), um sie in die bevorzugte Richtung umzuwerten: zu dem zweite und auf das zweite Transportmittel. Der mäßige Fluidstrom in Kombination mit der Luft, die verdrängt werden muss, damit der Wafer umfällt, bewirkt, dass der Wafer sanft umfällt.
Wenn das erste Transportmittel einen Förderbandabschnitt aufweist, wird der untere Abschnitt der Werkstücke, während sie umfallen, zusammen mit einem gekrümmten Endabschnitt eines ersten Förderbands transportiert. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des ersten Transportmittels kann der Wafer momentan das erste Temperatur insgesamt verlassen und momentan zu dem zweiten Transportmittel „fliegen”. Wenn der Wafer temporär auf seinem unteren Rand steht (möglicherweise nachdem er durch die Luft gewandert ist), wird seine Orientierung mit der Wafer-Haltefläche des zweiten Transportmittels ausgerichtet, wobei seine Orientierung um die horizontale Achse definiert wird. Außerdem erstreckt sich der untere Rand des Wafers nun rechtwinklig zu der ersten Transportrichtung und in der Ebene der Wafer-Haltefläche des zweiten Transportmittels.
Nachdem es umgefallen ist, liegt das Werkstück auf der Haltefläche des zweiten Transportmittels und seine Position und Orientierung sind sehr gut festgelegt.
Um das Werkstück gegen Luftströme und dgl. zu schützen, kann eine Abschirmung vorgesehen werden, um sicherzustellen, dass Bedingungen immer gleich sind und nur die Mittel zum Generieren eines Fluidstroms bestimmen, wie das Werkstück fällt.
Es wurde gefunden, dass in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Werkstücke das Umfallen eine kleine Drehung um die zentrale Achse des Werkstücks (die sich rechtwinklig zur Oberfläche des Werkstücks erstreckt und nach dem Umfallen auf ein horizontales Förderband des zweiten Transportmittels vertikal nach oben zeigt) einbringen kann. Daher sind die Wafer nun nahezu perfekt orientiert, wodurch es weiterhin viel einfach wird, diese durch eine nächste Einheit geeignet auszurichten. Wie nachstehend beschrieben wird, kann einer kleinen Drehung um die zentrale Achse durch das Vorliegen von Sauglöchern in dem zweiten Transportmittel entgegengewirkt werden.
Nach der Herstellung werden Solarzellen üblicherweise in Stößen oder Stapeln versendet. Gemäß dem Stand der Technik werden Zellen normalerweise entstapelt, während sich der Stapel in einer vertikalen Richtung erstreckt. Die vorliegende Erfindung kann auch zum Entstapeln von Solarzellen verwendet werden. In diesem Fall würde der Stapel von Zellen platziert, um sich mindestens diagonal oder sogar mehr oder weniger horizontal zu erstrecken. Ein Saugband kann nun die Wafer von dem Stapel aufnehmen und diese wie oben beschrieben transportieren und ausrichten.
Trennfluiddüsen können vorgesehen sein, die einen Fluidstrom (z. B. Wasser oder Luft) von der Seite auf den Stapel richten. Außerdem in der Querrichtung der Werkstücke. Dies hilft, sie von dem Stapel zu entfernen.
Vorzugsweise umfasst das erste Transportmittel einen ersten Förderbandabschnitt und umfasst gegebenenfalls einen dritten Förderbandabschnitt, der stromaufwärts von dem ersten Förderbandabschnitt vorgesehen ist. Der dritte Förderbandabschnitt kann andere Eigenschaften aufweisen als der erste Förderbandabschnitt. Er kann beispielsweise zum Aufnehmen und Halten von Werkstücken unter Wasser geeignet sein. Werkstücke in einem mit Fluid gefüllten Behälter können so erfasst und zu dem ersten Förderbandabschnitt transportiert werden.
Vorzugsweise ist ein Fluidbehälter vorgesehen, wobei sich vorzugsweise der dritte Förderbandabschnitt mindestens teilweise mit seinem unteren Abschnitt in diesen erstreckt. Auf diese Weise können Wafer in dem System in Wasser eingetaucht werden, wodurch verhindert wird, dass sie austrocknen.
Wenn ein beliebiges der Transportmittel ein Förderband oder einen Förderbandabschnitt umfasst, kann das Transportmittel auf kosteneffiziente Weise ausgeführt werden.
Vorzugsweise umfasst ein beliebiges von dem ersten Transportmittel, dem zweiten Transportmittel, dem dritten Transportmittel oder eine beliebige Kombination davon mindestens teilweise ein Saugband, um die Werkstücke besser zu halten.
Außerdem kann nur ein Abschnitt der Förderbänder mit Mitteln zur Bildung eines Saugbands versehen sein. Beispielsweise kann das dritte Förderband ein Saugband sein, um die Werkstücke von dem Stapel aufzunehmen und sie zu halten, während sie durch das Fluid in die nach oben verlaufende Richtung bewegt werden. Wenn sich das dritte Förderband über dem Fluidpegel erstreckt, können Adhäsionskräfte in diesem Abschnitt über dem Fluidpegel das nasse Werkstück auf der Haltefläche ohne die Notwendigkeit eines Unterdrucks halten. Ferner kann das erste Förderband nahe bei seinem oberen oder stromaufwärtigen Ende kein Saugband, sondern ein normales Förderband sein. Das dritte Förderband kann ein Saugband sein, vorzugsweise im Wesentlichen über seine komplette Länge, um die Werkstücke besser von dem Stapel zu trennen.
Das zweite Transportmittel kann ein Förderband oder ein Förderbandabschnitt sein oder diese umfassen. Erforderlichenfalls kann es ein Saugband sein, beispielsweise mit Saugmitteln in einem stromabwärtigen Abschnitt, wo die Werkstücke auf das Transportmittel fallen, wodurch, wie vorstehend beschrieben wurde, ihre Orientierung festgelegt wird, nachdem sie umgefallen sind. Sobald die Orientierung festgelegt ist, und das Werkstück keine andere kinetische Energie hat als jene, die mit der Bewegung des Förderbands assoziiert ist, muss das Werkstück nicht gehalten werden und es ist kein Unterdruck mehr notwendig. Da das Werkstück dieses Band verlassen muss, ist es ferner wahrscheinlich vorteilhaft, dass es sich nicht über einen Teil des Förderbands erstreckt, der ein Saugband ist, so dass das Werkstück leichter von dem Band wegbewegt werden kann.
Der erste Förderbandabschnitt, der dritte Förderbandabschnitt, das zweite Transportmittel oder eine beliebige Kombination kann ein Teil eines Förderbands sein. Wenn sich die Werkstücke in die Richtung nach oben bewegen, kommen sie letztendlich an das Ende des ersten Förderbandabschnitts und fallen um. Um das Werkstück auf eine flache Fläche fallen zu lassen, können der erste Förderbandabschnitt und das zweite Transportmittel Teil eines einzelnen Förderbands sein.
Der obere Teil des ersten Transportmittels und die Werkstückhaltefläche des zweiten Transportmittels bilden vorzugsweise eine flache Ebene, auf der die Werkstücke landen. Sie kann unterbrochen sein oder nicht. Ersteres ist beispielsweise der Fall, wenn der erste Förderbandabschitt und das zweite Transportmittel zwei getrennte Förderbänder sind, Letzteres, wenn die beiden Teil eines Förderbands sind.
Vorzugsweise erstreckt sich das erste Transportmittel hauptsächlich unter der zweiten Transportebene, wobei das erste Transportmittel vorzugsweise hauptsächlich bis zu dieser zweiten Transportebene reicht, so dass die Werkstücke sanfter fallen.
Vorzugsweise liegt der Sprühwinkel der Fluidstrom-Generatormittel im Bereich von 30° bis 60°, vorzugsweise von 40° bis 50°.
Vorzugsweise bilden die erste Transportrichtung (F) und die zweite Transportrichtung (S) einen Winkel zwischen 70° und 120°, vorzugsweise zwischen 80° und 100°, noch bevorzugter zwischen 85° und 95°, wie etwa 90°. Auf diese Weise können die Werkstücke eine merkbare Drehung vornehmen.
Vorzugsweise ist eine zentrale Fluidachse der Fluidstrom-Generatormittel in einer Distanz von 5 bis 30 mm, vorzugsweise etwa 10 bis 20 mm, über dem stromabwärtigen Endabschnitt des ersten Transportmittels angeordnet, gemessen in der ersten Transportrichtung und in der ersten Transportebene.
Die zentrale Fluidstromachse ist die Achse, die am besten die Richtung des Fluidstroms repräsentiert, der nahe bei ihrem Zentrum angeordnet ist. Vorzugsweise erstreckt sich die zentrale Fluidstromachse hauptsächlich in einer vertikalen Ebene, so dass keine asymmetrischen Kräfte auf die Werkstücke wirken, um zu bewirken, dass sie sich in eine andere Richtung als die Kipprichtung drehen.
Auf diese Weise ist das Drehmoment oder Moment der Kraft, das auf die Werkstücke wirkt, groß genug, um zu bewirken, dass sie sicher in die richtige Richtung fallen. Andererseits würde ein Erfassen des Wafers weiter von seinem unteren Rand entfernt den Wafer mehr als notwendig biegen, wodurch die Gefahr eine Beschädigung des Werkstücks zunimmt.
Vorzugsweise bildet die zentrale Fluidachse der Fluidstrom-Generatormittel einen Winkel von etwa 50° bis 90°, vorzugsweise etwa 70° bis 85°, mit der ersten Transportebene, wobei die zentrale Fluidachse in die Richtung nach oben zeigt. Außerdem fließt das Fluid in die Richtung nach oben. Es wurde gefunden, das ein Richten des Fluidstroms nach oben sicherstellt, dass die Wafer leichter umfallen. Wenn mehrere Strom-Generatormittel verwendet werden, ist die zentrale Achse die zentrale Achse des generierten Flussfelds. Der Winkel ist der kleinste Winkel zwischen der zentralen Fluidstromachse und einer Ebene, welche die Werkstückhaltefläche hält.
Vorzugsweise sind die Fluidstrom-Generatormittel in einer Distanz von weniger als 60 mm, vorzugsweise weniger als 50 mm, von der ersten Transportebene des ersten Transportmittels angeordnet, gemessen in der zweiten Transportrichtung. Auf diese Weise deckt der Fluidstrom einen größeren Bereich des Wafers ab, wodurch lokalisierte große Kräfte und Belastungen verhindert werden.
Vorzugsweise enthalten die Fluidstrom-Generatormittel Mittel, die aus der Gruppe bestehend aus einer Düse, vorzugsweise für Druckluft, einem Propeller, einem Gebläse, einer Unterdruckleitung oder einer beliebigen Kombination davon ausgewählt sind, wobei vorzugsweise jeweils mehrere Einheiten dieser Mittel vorgesehen sind (jedes Element dieser Gruppe kann vorliegen oder nicht und kann einmal oder mehrmals vorgesehen sein). Wenn mehrere Mittel zum Generieren eines Fluidstroms vorliegen, können sie einzeln gesteuert werden, beispielsweise durch eine Steuereinheit, oder sie können beispielsweise voreingestellt werden, um verschiedene Fluidströme an das Werkstück abzugeben. Beispielsweise kann eine Düse, die einen Strom höher oben an dem Werkstück generiert, einen schnelleren oder kräftigeren Strom generieren als ein Strom, der auf einen unteren Abschnitt des Werkstücks auftrifft. Die Mittel zum Generieren eines Fluidstroms können somit einen mehr oder weniger gleichmäßigen Druck über größere Regionen des Werkstücks vorsehen, wodurch die lokale Spannung in dem Werkstück minimiert wird. Außerdem werden die Anzahl und der Typ der Mittel zum Generieren eines Fluidstroms gewählt und gesteuert, um den Einfluss auf die Werkstücke während des Umkippens und während des „Landens” zu minimieren.
Vorzugsweise ist eine Steuereinheit zum Steuern eines beliebigen Elements vorgesehen, das aus der Gruppe bestehend aus dem ersten Transportmittel, dem zweiten Transportmittel, dem dritten Transportmittel, den Fluidstrom-Generatormitteln oder einer beliebigen Kombination davon ausgewählt ist. Auf diese Weise können die Mittel zum Generieren eines Fluidstroms zu geeigneten Zeiten ein- und ausgeschaltet werden, beispielsweise wenn ein Wafer ankommt. Auch die Transportmittel können eingeschaltet werden, knapp bevor die Werkstücke ankommen, oder ihre Geschwindigkeiten können (dynamisch) an die Werkstücke angepasst werden. Sensoren können zur Detektion des Vorliegens und Typs der Werkstücke verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des von den Fluidstrom-Generatormitteln generierten Fluidstroms eine Funktion der Geschwindigkeit des ersten Transportmittels, wobei die Geschwindigkeit des Fluidstroms vorzugsweise größer ist als die Geschwindigkeit des ersten Transportmittels. Für Werkstücke wie Wafer liegt die Geschwindigkeit des ersten Transportmittels zwischen 0,1 und 1 m/s, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 m/s.
Auf diese Weise fallen Werkstücke richtig um und landen auf dem zweiten Transportmittel in einer sanften Weise. Das Fluid kann eine mittlere Geschwindigkeit zwischen 0,1 und 300 m/s, vorzugsweise zwischen 1 und 200 m/s und noch bevorzugter zwischen 10 und 150 m/s, aufweisen.
Die Geschwindigkeit des Fluidstroms ist als die Geschwindigkeit des Fluids definiert, wenn es das Mittel zum Generieren eines Fluidstroms verlässt.
Um zu bewirken, dass die Werkstücke umfallen, muss sich die Kraft, die auf diese als Folge des Fluidstroms wirkt, an ihrem oberen Rand mehr beschleunigen als der untere beschleunigt wird als Ergebnis der Geschwindigkeit des ersten Transportmittel. Es ist zu beachten, dass, auch wenn das erste Transportmittel eine konstante Geschwindigkeit aufweisen kann, der untere Rand weiterhin beschleunigt wird: der untere Rand des Werkstücks hat zuerst keine horizontale Geschwindigkeit und hat letztendlich eine signifikant höhere Geschwindigkeit in dieser Richtung (unter der Annahme, dass sich das erste Transportmittel vertikal erstreckt und sich das zweite Transportmittel horizontal erstreckt). Daher wird der untere Rand beschleunigt. Der Fluidstrom muss dem oberen Rand (der anfänglich keine horizontale Geschwindigkeit aufweist) eine Beschleunigung erteilen, die größer ist als jene des unteren Rands, um das Werkstück dazu zu bringen, richtig umzufallen. Um die Kraft zur Beschleunigung des oberen Rands in einem ausreichend hohen Grad auszubilden, muss der Fluidstrom schnell genug sein.
Anders ausgedrückt: der Fluidstrom von den Fluidstrom-Generatormitteln muss ein größeres Drehmoment auf dem Wafer ausüben als die Luft, die Letzterer verdrängen muss, um umzufallen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Transportieren von Wafern mit einem wie vorstehend beschriebenem System vorgesehen.
Vorzugsweise werden die Werkstücke von dem ersten Transportmittel in einer singularisierten Weise eines nach dem anderen transportiert, d. h. die Werkstücke sind bereits singularisiert, wenn sie von dem ersten Transportmittel transportiert werden. Die Erfindung sieht daher ein System zum Transportieren singularisierter Werkstücke und Ändern ihrer Transportrichtung vor (mit Hilfe eines Fluidstrom-Generatormittels).
Vorzugsweise werden die Werkstücke von dem ersten Transportmittel transportiert, wobei ihre Werkstückebenen im Wesentlichen parallel zu der ersten Transportrichtung sind. Diese Ausführungsform ermöglicht eine platzsparende Ausbildung und einen sicheren Transport.
Wie in diesem Dokument verwendet, bezieht sich „Mittel” immer sowohl auf Singular- als auch Pluralfälle dieser Mittel.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren und in den abhängigen Ansprüchen gezeigt. Die Liste von Bezugszeichen bildet einen Teil dieser Offenbarung. Die Erfindung wird nun durch die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen:
zeigen 1 bis 4, wie ein Wafer von einem Stapel von Wafern entnommen und auf ein Fördermittel platziert wird;
zeigen 5a bis 5d, wie ein Wafer umfällt, während er von dem ersten vertikalen Förderband zu dem horizontalen Transportmittel transferiert wird;
zeigt 6 eine alternative Ausführungsform; und
zeigt 7 eine weitere alternative Ausführungsform.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Transportsystems 1 gemäß der Erfindung. Gezeigt ist ein Stoß oder Stapel 2 von Werkstücken, hier Wafern 3, die von einem Haltemittel 6 in einem Fluidbehälter 5 gehalten werden. Der Stapel 2 von Wafern ist in einem Fluid 7 mit einem Fluidpegel 8 über diesem eingetaucht. Die Wafer 3 wurden gerade beispielsweise aus einem Ingot, Ziegel oder Kern geschnitten, beispielsweise unter Verwendung einer Säge mit mehreren Drähten (nicht gezeigt). Danach wurde der Träger, der die einzelnen Werkstücke hält, entfernt, die Werkstücke sind weiterhin in dem Träger und müssen nun getrennt werden, um einzeln behandelt zu werden. Die Wafer 3 können beispielsweise Schnitte aus Silicium, Bor, Quarz oder Saphir sein. All diese Materialien können geschnitten und in mehr oder weniger gleicher Weise verarbeitet werden.
Ein erstes Transportmittel 10 besteht aus einem ersten Förderband mit einer ersten Werkstückhaltefläche 18. Saugmittel 27 machen das Förderband 10 nahe seinem unteren Ende zu einem Saugband. Ein zweites Transportmittel 12 ist auch ein Förderband und umfasst einen Förderbandabschnitt 12' und hat einen stromaufwärtigen Abschnitt 19 benachbart dem ersten Transportmittel 10. Es transportiert Werkstücke in einer Transportebene 25.
Wie in 1 gezeigt, ist der vorderste Wafer 4 des Stapels 2 von Wafern zu weit entfernt von dem dritten Förderband 11, hier ein Saugband, um abtransportiert zu werden. Die Haltemittel 6 bewegen (Bewegungsmittel nicht gezeigt) den Stapel 2 von Wafern zu dem dritten Förderband 11, so dass der Fluidstrom 30 von den Trennfluiddüsen 13 den vordersten Wafer 4 von dem Stapel 2 trennt. Die Wafer 3 müssen nur über eine sehr kleine Distanz getrennt werden, so dass Fluid 30 zwischen den Wafern 3 fließen kann, wenn der vorderste Wafer 4 erfasst und von dem dritten Förderband 11 abtransportiert wird. Dies ist in 2 gezeigt.
Mit Bezugnahme auf 1 sind Saugmittel 26 und 27 gezeigt, die einen Abschnitt des jeweiligen dritten Förderbands 11 und ersten Förderbands 10 zu einem Saugband machen. Die Saugmittel 26 saugen Fluid 7 durch Löcher (nicht gezeigt) in dem dritten Förderband 11 ein, wodurch der vorderste Wafer 4 erfasst wird.
Der erste 10' und dritte 11' Förderbandabschnitt des jeweiligen ersten Förderbands 10 und dritten Förderbands 11 werden verwendet, um die Wafer 3 in der ersten, hier vertikalen, Transportrichtung F zu transportieren. Das zweite Transportmittel 12, hier auch ein Förderband, transportiert die Wafer 3 auf einer zweiten Werkstückhaltefläche 37 in der zweiten, hier horizontalen, Transportrichtung S.
Der Wafer 3 wird in der ersten Transportrichtung F auf der ersten Haltefläche 18 des ersten Förderbandabschnitts 10' transportiert, wobei sich diese erste Fläche 18 in einer ersten Transportebene 24 erstreckt. Der Fluidstrom 15 wird so generiert, dass er diese erste Transportebene 24 stromabwärts von dem ersten Förderbandabschnitt 10' vorzugsweise unter einem Winkel α kleiner als 90° schneidet. Wenn die Wafer 3 in dem stromabwärtigen Endabschnitt 22 des ersten Förderbandabschnitts 10' gehalten werden, der sich über diesem Endabschnitt erstreckt, übt der Fluidstrom 15 eine Kraft auf diese aus.
Wie aus 1 ersichtlich ist, bilden die erste Transportrichtung F und die zweite Transportrichtung S einen Winkel von ungefähr 90°. Dieser Winkel kann beispielsweise auch kleiner sein, in welchem Fall das zweite Transportmittel in einer nach unten verlaufenden Richtung laufen würde.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist die erste Transportebene 24 im Wesentlichen parallel zu der ersten Transportrichtung F, und die zweite Transportebene 25 ist im Wesentlichen parallel zu der zweiten Transportrichtung S. Die Werkstücke 3 werden von dem ersten Transportmittel 10 transportiert, wobei ihre Werkstückebenen im Wesentlichen parallel zu der ersten Transportrichtung F sind. Das gleiche gilt für das zweite Transportmittel 12 und die zweite Transportrichtung S.
Das erste Transportmittel 10 und das zweite Transportmittel 12 sind eingerichtet, die Werkstücke 3 in einer singularisierten Weise eines nach dem anderen zu transportieren. Das System 1 umfasst eine Trennzone, in der Werkstücke 3 von einem Stoß oder Stapel 2 von Werkstücken 3 singularisiert werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Trennzone ein Fluidbehälter 5. Das erste Transportmittel 10 erstreckt sich zwischen dem Fluidbehälter 5 und dem zweiten Transportmittel 12.
Der stromaufwärtige Abschnitt 19 des zweiten Transportmittels 12 ist benachbart dem stromabwärtigen Endabschnitt 22 des ersten Transportmittels 10 angeordnet.
In 1 ist gezeigt, dass die erste 24 und zweite 25 Transportebene einen Winkel β von etwa 90° bilden.
In 2 wird ein Wafer 3 von dem dritten Förderband 11 erfasst, das ihn in die erste Transportrichtung F transportiert.
Wenn der Wafer 3 weitertransportiert wird, übernimmt ihn das erste Förderband 10 und transportiert ihn noch weiter. Um den Wafer 3 von dem dritten Förderband 11 zu ziehen, hat das erste Förderband 10 Saugmittel 27, um den Wafer 3 fest zu erfassen.
Sobald der Wafer 3 aus dem Fluid 7 transportiert wurde, haftet der Wafer 3 an dem ersten Förderband 10 nur durch Adhäsionskräfte, wie in 3 gezeigt ist. Daher sind die Saugmittel 27 nur nahe bei dem unteren oder stromabwärtigen Abschnitt 32 des ersten Förderbands 10 vorgesehen.
In 4 erreicht der Wafer 3 die Oberseite 33 des ersten Förderbandabschnitts 10' und gelangt unter den Einfluss der Fluidstrom-Generatormittel 14, die einen Fluidstrom 15 generieren. Während der Wafer 3 weitertransportiert wird, bewirkt der Fluidstrom 15, dass er auf den Förderbandabschnitt 12' des zweiten Transportmittels 12 fällt.
5a bis 5d zeigen das Umkippen des Wafers 3 im Detail. Während der Wafer 3 von dem ersten Förderband 10 nach oben transportiert wird, wird er nur von den Adhäsionskräften des Fluids 7 (nicht gezeigt) zwischen dem Wafer 3 und dem ersten Förderband 10 gehalten. Wenn er nach oben wandert, gelangt er unter den Einfluss des Fluidstroms 15 und fällt um.
Wie in 5b ersichtlich ist, bleibt zuerst der untere Wafer-Rand 16 auf dem ersten Förderbandabschnitt 10'. Wenn der untere Wafer-Rand 16 einen Winkel relativ zu der Fläche des ersten Förderbandabschnitts 10' bildet, bewegt sich der Wafer 3, so dass sein unterer Rand mit der Fläche des ersten Förderbandabschnitts 10' ausgerichtet wird. Dies wird durch den unteren Wafer-Rand 16 veranschaulicht, der in 5a und in einem etwa geringfügigeren Ausmaß in 5b ersichtlich ist, während er in 5c und 5d nicht ersichtlich ist.
Der Fluidstrom 15, vorzugsweise Druckluft, die aus Düsen (nicht gezeigt) kommt, stellt sicher, dass der Wafer 3 in die richtige Richtung fällt. Solang der Wafer 3 mit einem Teil des ersten Förderbandabschnitts 10' überlappt, ist er mehr oder weniger daran angebracht. Sobald nur eine kleine oder keine Überlappung zurückbleibt, kann der Wafer 3 umfallen, in Abhängigkeit von Parametern wie der Kraft, die von dem Fluidstrom 15 auf den Wafer 3 ausgeübt wird, der Geschwindigkeit, die der Wafer 3 hat, seiner Masse und dem verwendeten Fluid 7.
Wenn der untere Rand 16 des Wafers in der Zeichnung nach rechts bewegt wird, wird sich der Wafer 3 normalerweise im Gegenuhrzeigersinn drehen und in die falsche Richtung fallen, da ein Drehmoment auf den Wafer 3 wirkt, und ihn veranlasst, sich so zu drehen. Gemäß der Erfindung bewirkt der Fluidstrom 15, dass sich der oberen Rand 17 schneller nach rechts bewegt als ein unterer Rand 16, wodurch er zu dem horizontalen Förderbandabschnitt 12' umkippt (in den 5 nicht gezeigt).
Wenn der Wafer 3 umfällt, muss er die Umgebungsluft 31 aus seinem Weg verdrängen. Dies dämpft den Fall und sichert eine sanfte Landung.
Wie insbesondere aus 5a bis 5d ersichtlich ist, ist das Fluidstrom-Generatormittel ein Kippmittel zum Kippen der Werkstücke 3 aus der ersten Transportebene 24 in die (geneigte) zweite Transportebene 25.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform, in der ein erster Förderbandabschnitt 10' (mit einer ersten Werkstückhaltefläche 18) und ein zweites Transportmittel 12 in einem L-förmigen Förderband 21 integriert sind. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der Tatsache, dass es keinen Spalt 9 (wie in 1 gezeigt) zwischen dem ersten Förderbandabschnitt 10' und dem zweiten Transportmittel 12 gibt. Ein Spalt 9 ermöglicht, dass Umgebungsluft (5a bis 5d) leichter verdrängt wird, wodurch der Dämpfungseffekt reduziert wird. Zusätzlich ist in dieser Ausführungsform die Fläche, auf welcher der Wafer 3 landet, gleichmäßiger. Ein viertes Transportmittel 34, hier ein Förderband, ist gezeigt, um den Wafer weiterzutransportieren.
In der Ausführungsform von 6 sind Saugmittel 28 gezeigt, die den Wafer 3 direkt halten, nachdem er umgekippt ist, und so eine bessere Ausrichtung gewährleisten.
In 6 ist auch ein Flusssteuermittel 38 gezeigt, das helfen kann, den Fluidstrom 15 zu dem Wafer 3'' zu richten, nachdem er umgekippt ist. Solche Flusssteuermittel 38 können verhindern, dass Fluid entweicht, und der Fluidstrom kann weniger stark sein, wodurch erforderliche Ressourcen weiter verringert werden (Druckluft, Mittel zur Generierung eines String-Flusses), während die Wafer sanfter behandelt werden.
7 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform. Hier ist das zweite Transportmittel 12 auf der anderen Seite des ersten Transportmittels 10 angeordnet, verglichen mit den vorherigen Ausführungsformen. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen erstreckt sich der Fluidstrom 15 über den ersten Förderband-Flächenabschnitt 10' und zu dem zweiten Transportmittel 12, wobei ein Winkel α mit der ersten Transportebene 24 oder einer Ebene 24' parallel zu dieser gebildet wird.
Wie in 1 ersichtlich ist, können das Fluid-Generatormittel 14, das erste, zweite und dritte Transportmittel und Saugmittel 26, 27 mit einer Steuereinheit 35 durch elektrische Leiter 36 verbunden sein. Dies gilt mutatis mutandis für alle gezeigten Ausführungsformen sowie für das in den Ansprüchen beschriebene System.
Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Andere Varianten sind für Fachleute klar und sollen im Umfang der Erfindung liegen, wie in den folgenden Ansprüchen formuliert.
Bezugszeichenliste

1: System zum Transportieren von Werkstücken
2: Stoß oder Stapel von Wafern
3: Wafer
4: Vorderster Wafer
5: Fluidbehälter
6: Haltemittel
7: Fluid
8: Fluidpegel
9: Spalt
10: Erstes Transportmittel
10': Erster Förderbandabschnitt
11: Drittes Transportmittel
11': Dritter Förderbandabschnitt
11'': Unterer Abschnitt des dritten Förderbandabschnitts
12: Zweites Transportmittel
12': Förderbandabschnitt des zweiten Transportmittels
13: Trennfluiddüsen
14: Fluidstrom-Generatormittel
15: Fluidstrom
16: Unterer Wafer-Rand
17: Oberer Wafer-Rand
18: Erste Werkstückhaltefläche
19: Stromaufwärtiger Abschnitt
20: Stromabwärts
21: L-förmiges Förderband
22: Stromabwärtiger Endabschnitt
23: Zentrale Fluidachse
24: Erste Transportebene
24': Ebene parallel zur Ebene 24
25: Zweite Transportebene
26: Saugmittel
27: Saugmittel
28: Saugmittel
29: Stromaufwärts
30: Fluidstrom
31: Umgebungsluft
32: Unterer oder stromabwärtiger Abschnitt
33: Oberseite des ersten Saugbandabschnitts 10'
34: Viertes Transportmittel
35: Steuereinheit
36: Elektrische Leiter
37: Zweite Werkstückhaltefläche
38: Flusssteuermittel
α: Winkel zwischen Wafer und zentraler Achse
F: Erste Transportrichtung
S: Zweite Transportrichtung
d: Flussrichtung
D: Distanz zwischen Zentrum des Fluidstroms und erstem vertikalen
Förderband

Claims

System (1) zum Transportieren flacher brüchiger Werkstücke (3), umfassend ein erstes Transportmittel (10) zum Transportieren des Werkstücks (3) in einer ersten nach oben verlaufenden Transportrichtung (F), wobei diese nach oben verlaufende Transportrichtung (F) vorzugsweise hauptsächlich vertikal ist, wobei das erste Transportmittel (10) eine erste Transportebene (24) definiert, und ein zweites Transportmittel (12) zum Transportieren des Werkstücks (3) in einer zweiten seitlichen Transportrichtung (S), wobei diese seitliche Transportrichtung (S) vorzugsweise hauptsächlich horizontal ist, wobei das zweite Transportmittel (12) eine zweite Transportebene (25) definiert, wobei ein stromaufwärtiger Abschnitt (19) des zweiten Transportmittels (12) stromabwärts (20) von dem ersten Transportmittel (10) angeordnet ist, wobei das erste Transportmittel (10) einen ersten Förderbandabschnitt (10') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Fluidstrom-Generatormittel (14) vorgesehen sind, um einen Fluidstrom (15) an dem ersten Transportmittel (10) vorbei und zu dem zweiten Transportmittel (12) zu generieren, vorzugsweise an einem stromabwärtigen Endabschnitt (22) des ersten Transportmittels (10) vorbei, wobei der Fluidstrom (15) sicherstellt, dass die Werkstücke (3) auf das zweite Transportmittel (12) umfallen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidstrom-Generatormittel (14) einen Fluidstrom (15), der die erste Transportebene (24) schneidet, und stromabwärts (20) von dem ersten Transportmittel (10) generieren.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fluidstrom-Generatormittel (14) ein Kippmittel zum Kippen der Werkstücke (3) aus der ersten Transportebene (24) in die zweite Transportebene (25) ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Transportebene (24) im Wesentlichen parallel zu der ersten Transportrichtung (F) ist, und die zweite Transportebene (25) im Wesentlichen parallel zu der zweiten Transportrichtung (S) ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Transportmittel (10) und vorzugsweise auch das zweite Transportmittel (12) eingerichtet ist/sind, die Werkstücke (3) in einer singularisierten Weise eines nach dem anderen zu transportieren.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) eine Trennzone umfasst, vorzugsweise einen Fluidbehälter (5), in dem Werkstücke (3) von einem Stoß oder Stapel (2) von Werkstücken (3) singularisiert werden, und wobei sich das erste Transportmittel (10) zwischen der Trennzone und dem zweiten Transportmittel (12) erstreckt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrom (15) ein Gasstrom, wie ein Luft-, Druckluft- oder Schutzgasstrom, ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Transportmittel (10) einen dritten Förderbandabschnitt (11') aufweist, der stromaufwärts (29) von dem ersten Förderbandabschnitt (10') vorgesehen ist.
System nach Anspruch 8, wobei ein Fluidbehälter (5) vorgesehen ist, und wobei sich der dritte Förderbandabschnitt (11') mindestens teilweise in den Fluidbehälter (5) mit seinem unteren Abschnitt erstreckt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein beliebiges von dem ersten Transportmittel (10), dem zweiten Transportmittel (12), einem optionalen dritten Transportmittel (11) oder eine beliebige Kombination davon mindestens teilweise ein Saugband zum besseren Halten der Werkstücke (3) umfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein beliebiger oder ein beliebiges von dem ersten Förderbandabschnitt (10'), dem dritten Förderbandabschnitt (11'), dem zweiten Transportmittel (12) oder eine beliebige Kombination davon Teil eines Förderbands (10, 11, 12) ist, wobei vorzugsweise der erste Förderbandabschnitt (10') und das zweite Transportmittel (12) Teil eines einzelnen Förderbands (21) sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Transportmittel (10) hauptsächlich unter der zweiten Transportebene (25) erstreckt, wobei vorzugsweise das erste Transportmittel (10) hauptsächlich bis zu dieser zweiten Transportebene (25) reicht, so dass Werkstücke (3) sanfter umfallen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Fluidachse (23) der Fluidstrom-Generatormittel (14) in einer Distanz (D) von 5 bis 30 mm, vorzugsweise etwa 10 bis 20 mm, über dem stromabwärtigen Endabschnitt (22) des ersten Transportmittels (10) angeordnet ist, gemessen in der ersten Transportrichtung (F) und in der ersten Transportebene (24).
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Fluidachse (23) der der Fluidstrom-Generatormittel (14) einen Winkel (α) von etwa 50° bis 90°, vorzugsweise etwa 70° bis 85°, mit der ersten Transportebene (24, 24') bildet, wobei die zentrale Fluidachse (23) in eine nach oben verlaufende Richtung zeigt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidstrom-Generatormittel (14) in einer Distanz (E) von weniger als 60 mm, vorzugsweise weniger als 50 mm, entfernt von der ersten Transportebene (24) des ersten Transportmittels (10) angeordnet sind, gemessen in der zweiten Transportrichtung (S).
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidstrom-Generatormittel (14) Mittel enthält, die aus der Gruppe bestehend aus einer Düse, vorzugsweise für Druckluft, einem Propeller, einem Gebläse, einer Unterdruckleitung oder einer beliebigen Kombination davon ausgewählt sind, wobei vorzugsweise jeweils mehrere Einheiten dieser Mittel vorgesehen sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (35) zum Steuern eines beliebigen Elements vorgesehen ist, das aus der Gruppe bestehend aus dem ersten Transportmittel (10), dem zweiten Transportmittel (12), dem dritten Transportmittel (11), den Fluidstrom-Generatormitteln (14) oder einer beliebigen Kombination davon ausgewählt ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Fluidstroms (15), der von den Fluidstrom-Generatormitteln (14) generiert wird, eine Funktion der Geschwindigkeit des ersten Transportmittels (10) ist, wobei die Geschwindigkeit des Fluidstroms (15) vorzugsweise größer ist als die Geschwindigkeit des ersten Transportmittels (10).
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des ersten Transportmittels (10) zwischen 0,1 und 300 m/s, vorzugsweise zwischen 1 und 200 m/s und noch bevorzugter zwischen 10 und 150 m/s liegt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Transportrichtung (F) und die zweite Transportrichtung (S) in Bezug aufeinander geneigt sind, und wobei die erste Transportebene (24) und die zweite Transportebene (25) in Bezug aufeinander geneigt sind, so dass die Transportrichtung und die Orientierung der Werkstücke (3) geändert werden, wenn sie auf das zweite Transportmittel (12) umfallen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite Transportebene (24, 25) einen Winkel von mehr als 70°, vorzugsweise mehr als 80° und noch bevorzugter hauptsächlich etwa 90° bilden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Transportrichtung (F) und die zweite Transportrichtung (S) einen Winkel zwischen 70° und 120°, vorzugsweise zwischen 80° und 100°, noch bevorzugter zwischen 85° und 95°, wie etwa 90°, bilden.
Verfahren zum Transportieren von Werkstücken (3) mit einem System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Werkstücke (3) von dem ersten Transportmittel (10) in einer singularisierten Weise eines nach dem anderen transportiert werden.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Werkstücke (3) von dem ersten Transportmittel (10) mit ihren Werkstückebenen im Wesentlichen parallel zu der ersten Transportrichtung (F) transportiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei die Werkstücke (3) auf das zweite Transportmittel (12) in einer gasförmigen, vorzugsweise Luft-, Atmosphäre umfallen.