DE19950068B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Vereinzeln und Ablösen von Substratscheiben - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Vereinzeln und Ablösen von dünnen bruchempfindlichen, scheibenförmigen Substraten mit unterschiedlichem Format, bei dem das Ablösen durch Beaufschlagen mit pulsierender mechanischer Kraft sichergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ablösen der Substratscheiben (7) von der Klebestelle (5) eine Rüttelbewegung bogenförmig um einen Drehpunkt (13) im Fußpunkt der Substratscheibe (7) und der Klebestelle (5) durchgeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vereinzeln und Ablösen von dünnen bruchempfindlichen scheibenförmigen Substraten mit unterschiedlichem Format nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem des Anspruchs 3.
  • Bei der Herstellung von Substraten, wie sie bspw. für Solarzellen eingesetzt werden, verwendet man Siliziumblöcke oder -säulen, die in dünne Scheiben zersägt werden. Dazu wird der Block oder die Säule auf eine Basisplatte aufgeklebt. Nach dem Sägen haftet die Scheibe an einer Seiten nur noch über die Klebestelle auf der Basisplatte. Nach dem der Block vollständig in Scheiben zerteilt ist, entsteht ein kammartiges Gebilde, bei dem die sehr bruchempfindlichen Scheiben an der Klebestelle von Hand abgebrochen werden. Da die Scheiben nur ca. 0,5 mm dick sind und der Sägespalt auch nicht größer ist, werden bei diesem Ablösevorgang viele Scheiben beschädigt oder zerbrochen.
  • Bei der automatischen Vereinzelung hingegen besteht das Problem, dass die gesägten Scheiben aus prozeßtechnischen Gründen in feuchtem Zustand gehalten werden müssen und dadurch untereinander haften. Es können auch gebrochene Scheiben unterschiedlicher Form und Größe noch an der Klebestelle haften, die aber trotzdem entfernt oder überwunden werden müssen. Befinden sich schon abgelöste Scheiben noch im gesägten Block, müssen auch diese sicher entfernt werden. Außerdem ist es erforderlich, Scheiben mit unterschiedlichem Format zu verarbeiten.
  • Aus der DE 33 38 897 A1 ist eine Blechhubeinrichtung zum Schichten von Eisenkernen aus Einzelblechen für Transformatoren, Drosselspulen, Meßwandler oder dgl. bekannt, bei der bei der Schichtung von Einzelblechen mit hohen Adhäsions- und/oder Reibungskräften sichergestellt sein soll, dass mit jedem Hub jeweils ein einzelnes Blech erfasst und vereinzelt werden kann. Hierzu wird den abhebenden Greifelementen ein Schlagelement, das eine bestimmte Taktfrequenz besitzt, zugeordnet. Dieses Vereinzeln und Ablösen von Transformatorblechen mittels pulsierender mechanischer Kraft eines Schlagelementes ist bei den vorgenannten bruchempfindlichen Substratscheiben nicht einsetzbar.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der dünne bruchempfindliche scheibenförmige Substrate automatisch und beschädigungsfrei einzeln aus einem Sägeblock von der Klebestelle abgelöst werden können, auch wenn die Scheiben in feuchtem Zustand aneinanderhaften, z.T. schon abgebrochen sind oder in unterschiedlichen Formatgrößen vorliegen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und bei einer Vorrichtung der genannten Art die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale vorgesehen.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, die dünnen bruchempfindlichen scheibenförmigen Substrate über einen wesentlichen Flächenbereich abschnittsweise zu erfassen und von der Klebenaht loszurütteln und dadurch gefahrlos abzunehmen. Es erfolgt eine oszillierende Schwenkbewegung um die Klebenaht bzw. Klebelinie, was zu einem Ermüdungsbruch dieser Klebenaht führt. Außerdem ergibt sich dadurch eine auf eine Minimum begrenzte Kraftausübung auf das scheibenförmige Substrat selbst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen insbesondere im Hinblick auf das Behandeln von Substratscheiben unterschiedlichen Formats ergeben sich aus den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 2 bzw. 4 bis 7.
    •
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, welches in den 1...4 beschrieben wird.
  • 1: Frontansicht der Vereinzelungsvorrichtung
  • 2: Draufsicht der Vereinzelungsvorrichtung
  • 3: Saugermatrix
  • 4: Matrixschaltung für Sauggreifer
  • Für das Vereinzeln und Ablösen der jeweils vorderen Scheibe (7) wird der gesägte Block (1) mit der Basisplatte (3) mit Hilfe des Sensors (9) mit einem geeigneten Antrieb an den Sauggreifer (4) positioniert und angedockt. Nach der Rückmeldung über die Wandler (10), daß ein ausreichendes Vakuum erreicht ist, fängt der Sauggreifer (4), geführt von dem bogenförmigen Schieber (11) und angetrieben von dem motorisch betriebenen Exzenter (12) um den Drehpunkt (13), der auch dem Fußpunkt der Scheibe (7), sowie der Klebestelle (5) entspricht, an zu oszillieren und rüttelt damit die Scheibe (7) von der Klebestelle (5) ab. Zeitgleich sprüht die Schlitzdüse (6) in den verbliebenen Sägespalt (8) am Fuß der Scheibe, um eine anhaftende, nachfolgende Scheibe abzulösen und dadurch zu vereinzeln. Die nach kurzer Zeit abgelöste, vorderste Scheibe (7) wird dann mit der Greiferhalterung (14) senkrecht nach oben abgeführt, gleichzeitig wird die Oszillation des Greifers (4) eingestellt. Sollte eine Scheibe (7) noch nicht vollständig abgelöst sein, so bewirkt der Widerstand eine Relativbewegung zwischen der Platte (15), an der der Sauggreifer (4) befestigt ist und der Greiferhalterung (14) gegen die Kraft der Feder (16), wobei die Platte (15) durch Stößel (17) der Greiferhalterung (14) geführt und gehalten wird. Diese Relativbewegung löst ein Signal am Sensor (18) aus, was zu einer Wiederholung der Rüttelbewegung führt, bis tatsächlich die Scheibe (7) vollständig abgelöst ist.
  • Um unterschiedliche Scheibenformate (19' bis 19'''') und in begrenztem Umfang auch Bruchstücke ablösen zu können, sind die Sauger (20) in Form einer Matrix angeordnet, die wiederum in mehrere formatabhängigen Kreisen (21' und 21'') verschaltet werden können.
  • 4 zeigt beispielhaft einen Schaltkreis, bei dem n Sauger (20) auch n Vakuumerzeuger – im Beispiel Ejektordüsen – und n Wandler (10) zur Abfrage des erforderlichen Vakuums zugeordnet sind.
  • Mit diesen Schaltkreisen kann zum einen formatabhängig eine bestimmte Anzahl von Saugern beaufschlagt werden, zum anderen lassen sich Bruchstücke entfernen und detektieren und somit eine Gut-/Schlecht-Sortierung durchführen.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Vereinzeln und Ablösen von dünnen bruchempfindlichen, scheibenförmigen Substraten mit unterschiedlichem Format, bei dem das Ablösen durch Beaufschlagen mit pulsierender mechanischer Kraft sichergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ablösen der Substratscheiben (7) von der Klebestelle (5) eine Rüttelbewegung bogenförmig um einen Drehpunkt (13) im Fußpunkt der Substratscheibe (7) und der Klebestelle (5) durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratscheiben (7) mit Saugern (20) in einer formatabhängigen Matrix gehalten werden.
  3. Vorrichtung zum Vereinzeln und Ablösen von dünnen bruchempfindlichen, scheibenförmigen Substraten mit unterschiedlichem Format, bei dem das Ablösen durch Beaufschlagen mit pulsierender mechanischer Kraft sichergestellt ist, gekennzeichnet durch einen Greifer (4) zum Ablösen der Substratscheiben (7) von der Klebestelle (5) durch eine Rüttelbewegung bogenförmig um einen Drehpunkt (13), der im Fußpunkt der Substratscheibe (7) und der Klebestelle (5) liegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratscheiben (7) mit Saugern (20) gehalten sind, die in einer formatabhängigen Matrix angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix in mehrere Schaltkreise aufgeteilt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Sauger (20) ein Vakuumerzeuger und ein Wandler zur Erfassung des anliegenden Vakuums zugeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Substratscheibe (7) eine senkrecht angeordnete Schlitzdüse (6) angeordnet ist.
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