DE9309935U1 - Device for holding and transporting substrates - Google Patents

Device for holding and transporting substrates

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Description

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Leybold Aktiengesellschaft Wilhelm-Rohn-Straße 25Leybold Aktiengesellschaft Wilhelm-Rohn-Strasse 25

D-6450 Hanau 1D-6450 Hanau 1

Vorrichtung zum Halten und Transportieren vonDevice for holding and transporting SubstratenSubstrates

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Halten und Transportieren von Substraten mit einer im wesentlichen ebenen, glatten Substratoberfläche, wie beispielsweise CD's, in und außerhalb von Vakuumbehandlungsanlagen .The innovation relates to a device for holding and transporting substrates with a substantially flat, smooth substrate surface, such as CDs, in and outside of vacuum treatment systems.

Die industrielle Herstellung von Datenspeichern, wie beispielsweise Compact-Disc's oder Mini-Disc's, erlangt eine zunehmend größere wirtschaftliche Bedeutung. Die Beschichtung dieser Disc's geschieht meist vollautomatisch in speziellen Vakuumbehandlungsanlagen. Zum Be- und Entladen dieser Vakuumbehandlungsanlagen mit Disc's sind im Stand der Technik die vielfältigsten Vorrichtungen bekannt. So gibt es eine Vielzahl von mechanischen Greifeinrichtungen, sowie auch handelsüblicheThe industrial production of data storage devices, such as compact discs or mini discs, is becoming increasingly important economically. The coating of these discs is usually done fully automatically in special vacuum treatment systems. The most diverse devices are known in the state of the art for loading and unloading these vacuum treatment systems with discs. There are a variety of mechanical gripping devices, as well as commercially available

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Sauger zum Halten und Transportieren der zu beschichtenden Substrate.Suction cups for holding and transporting the substrates to be coated.

Da die Disc's gänzlich unterschiedliche Geometrien aufweisen, die es meist nicht erlauben, sie mit handelsüblichen Greifern, beziehungsweise Saugern zu halten, müssen für jeden Anwendungsfall ganz individuelle Lösungen verwendet werden. Für Disc's, die auf ihrer Oberfläche eine spezielle geometrische Ausformung aufweisen, sind meist aufgrund dieser geometrischen Verhältnisse nur solche handelsüblichen Sauger verwendbar, die kleine Saugflächen besitzen. Mit diesen kleinen Saugflächen sind somit auch zwangsläufig nur geringe Haltekräfte aufbringbar. Die Sauger sind meist mit einem Handlingsystem verbunden und werden senkrecht auf die Substratoberfläche aufgesetzt. Da die, von dem Handlingsystem zu überbrückenden Abstände aus der Ruheposition bis zur Oberfläche der Disc's unterschiedlich sind, werden die an den Saugern befindlichen Dichtlippen mit Nachteil stark verformt und unterliegen somit einem schnellen Verschleiß.Since the discs have completely different geometries, which usually do not allow them to be held with commercially available grippers or suction cups, completely individual solutions must be used for each application. For discs that have a special geometric shape on their surface, only commercially available suction cups with small suction surfaces can be used due to these geometric relationships. With these small suction surfaces, only low holding forces can be applied. The suction cups are usually connected to a handling system and are placed vertically on the substrate surface. Since the distances that the handling system has to bridge from the rest position to the surface of the discs are different, the sealing lips on the suction cups are deformed significantly and are therefore subject to rapid wear.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es nun, eine Vorrichtung zum Halten und Transportieren von Substraten anzugeben, die die Aufnahme von scheibenförmigen Substraten mit einer Mittelbohrung ermöglichen und wobei zum Halten lediglich eine ringförmige Fläche im radial inneren Bereich der Substrate zur Verfügung steht. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Neuerung eine Vorrichtung anzugeben, die das Halten von Substraten ermög-The aim of the present innovation is to provide a device for holding and transporting substrates that allows the holding of disc-shaped substrates with a central hole and where only an annular surface in the radially inner area of the substrates is available for holding. It is also the aim of the present innovation to provide a device that allows the holding of substrates.

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licht, deren Oberflächen nicht absolut eben und glatt ausgeführt sind. Außerdem sollte die vorliegende Neuerung eine verschleißarme Vorrichtung mit großer Haltekraft ermöglichen, so daß die Substrate sicher innerhalb und außerhalb der Behandlungskammer gehalten und transportiert werden können. light whose surfaces are not absolutely flat and smooth. In addition, the present innovation should enable a low-wear device with high holding power so that the substrates can be held and transported safely inside and outside the treatment chamber.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zum Halten und Transportieren von Substraten von einer im wesentlichen ebenen, glatten Substratoberfläche, wie beispielsweise CD's, in und außerhalb von Vakuumbehandlungsanlagen angegeben wird, welche im wesentlichen besteht aus einem ringförmigen Grundkörper, der auf seiner, dem Substrat zugewandten Unterseite eine ringförmige Nut aufweist, welche mittels Dichtlippen an ihrem radial inneren und äußeren Rand als Saugkanal ausgebildet ist. Die Dichtlippen bilden nach dem Aufsetzen des Grundkörpers auf die Substratoberfläche eine mit dieser vakuumdichte Verbindung und es ist mindestens eine Saugleitung vorgesehen, welche den Saugkanal mit einer Pumpe verbindet, wobei zwischen dem Grundkörper und der Saugleitung jeweils ein flexibles, balgenartiges Zwischenstück vorgesehen ist.This object is achieved in accordance with the innovation by specifying a device for holding and transporting substrates from a substantially flat, smooth substrate surface, such as CDs, in and outside of vacuum treatment systems, which essentially consists of an annular base body which has an annular groove on its underside facing the substrate, which is designed as a suction channel by means of sealing lips on its radially inner and outer edge. After the base body has been placed on the substrate surface, the sealing lips form a vacuum-tight connection with the substrate surface and at least one suction line is provided which connects the suction channel to a pump, with a flexible, bellows-like intermediate piece being provided between the base body and the suction line.

Die hier beschriebene Vorrichtung weist mit Vorteil einen ringförmigen Saugkanal auf, der für eine große Saugfläche und somit auch große Haltekraft des Saugers an dem Substrat sorgt. Das balgenförmige Zwischenteil, das die Saugleitung mit dem ringförmigen Grundkörper verbindet, ermöglichtThe device described here advantageously has an annular suction channel, which ensures a large suction surface and thus a large holding force of the suction device on the substrate. The bellows-shaped intermediate part, which connects the suction line to the annular base body, enables

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vorteilhafter Weise dem Sauger einen relativ großen Federweg und gleicht somit Ungenauigkeiten in der Positionierung des Handlingsystems aus und verbessert mit Vorteil das Verschleißverhalten der Dichtlippenadvantageously gives the suction cup a relatively large spring travel and thus compensates for inaccuracies in the positioning of the handling system and advantageously improves the wear behavior of the sealing lips

Die Anordnung von drei oder mehr Balgen auf der Oberseite des Ringkörpers verhindert mit Vorteil ein Kippen der Vorrichtung um die Rotationsachse. Alternativ ist hier auch der Einsatz von Druckfedern denkbar, wobei beispielsweise zwei Saugkanäle und zwei Druckfedern auf der Oberseite des Ringkörpers angeordnet sein können. Bei einer Ausführung des Saugers aus Gummi oder einem gummiartigen Werkstoff ist eine Verformung des ringförmigen Grundkörpers durch den Einsatz eines um den Ringkörper herum gelegten Stahlringes mit Vorteil zu vermeiden.The arrangement of three or more bellows on the top of the ring body advantageously prevents the device from tipping around the axis of rotation. Alternatively, the use of compression springs is also conceivable, whereby, for example, two suction channels and two compression springs can be arranged on the top of the ring body. If the suction cup is made of rubber or a rubber-like material, deformation of the ring-shaped base body can advantageously be avoided by using a steel ring placed around the ring body.

Weitere Ausführungsmöglichkeiten und Merkmale sind in den Unteransprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet .Further possible embodiments and features are described and identified in more detail in the subclaims.

Die Neuerung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; einige davon sind in den anhängenden Zeichnungen näher dargestellt, und zwar zeigen:The innovation allows for a wide range of design options; some of these are shown in more detail in the attached drawings, namely:

Fig. 1 einen Sauger mit zwei Saugleitungen und
Druckfedern in der Seitenansicht mit
einem Substrat,Fig. 1 a vacuum cleaner with two suction lines and
Compression springs in side view with
a substrate,

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Fig. 2 einen Ringsauger gemäß Fig. 1 in
SchnittdarstellungFig. 2 a ring suction cup according to Fig. 1 in
Sectional view

Fig. 3 einen Ringsauger gemäß Fig. 2 in der
Draufsicht,Fig. 3 a ring suction cup according to Fig. 2 in the
Top view,

Fig. 4 einen Ringsauger, ähnlich Fig. 1, jedoch mit einem Substrat unterschiedlicher
Geometrie und in Schnittdarstellung,
sowieFig. 4 a ring suction cup, similar to Fig. 1, but with a substrate of different
Geometry and in section,
as well as

Fig. 5 ein Detail X aus Fig. 4 in vergrößerter
Darstellung.Fig. 5 a detail X from Fig. 4 in enlarged
Depiction.

Ein kreisscheibenförmiges und im wesentlichen ebenes Substrat 1 (Fig. 1) mit einer zentrischen Bohrung (2) ist auf seiner Oberseite mit einer, zur Bohrung (2) konzentrischen, Ausnehmung (3) sowie einer stufenförmigen Vertiefung (4) versehen. In die Ausnehmung (3) ist der ringförmige Grundkörper (5) eingesetzt. Auf der Oberseite des Ringkörpers (5) sind zwei rohrförmige Saugstutzen (6, 6') angeordnet. Am unteren Ende der Saugstutzen (6, 6') ist je ein Faltenbalg (7,7') vorgesehen.A circular disk-shaped and essentially flat substrate 1 (Fig. 1) with a central bore (2) is provided on its upper side with a recess (3) concentric with the bore (2) and a stepped depression (4). The ring-shaped base body (5) is inserted into the recess (3). Two tubular suction nozzles (6, 6') are arranged on the upper side of the ring body (5). A bellows (7, 7') is provided at the lower end of each suction nozzle (6, 6').

Die Saugstutzen (6, 6') sind so angeordnet, daß ihre Rotationsachsen (8,8') auf der Oberseite der Ausnehmung (3) auftreffen. Zu den Stutzen (6, 6') um jeweils 90° versetzt sind zwei Druckfedern (9,9') vorgesehen, welche durch Noppen (10,10') geführt werdenThe suction nozzles (6, 6') are arranged so that their rotation axes (8,8') hit the top of the recess (3). Two compression springs (9,9') are provided, each offset by 90° to the nozzles (6, 6'), which are guided by knobs (10,10').

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In der Schnittdarstellung in Fig. 2 erkennt man wieder den Ringkörper (5) mit den Saugstutzen (6,6') und den Balgen (7,7'), wobei diese Teile im wesentlichen den Vakuumsauger (11) bilden. In dem Stutzen (6) ist eine Bohrung (12) eingebracht, an die eine, der Einfachheit halber nicht dargestellte Saugpumpe angeschlossen wird. Diese Bohrung (12) setzt sich unterhalb des Faltenbalgs (7) in Achsrichtung (8) in einer Bohrung (13) fort, welche in eine ringförmige Nut (14) auf der Unterseite des Ringkörpers (5) mündet. Diese Nut (14) ist von einer radial innen liegenden DichtlippeIn the sectional view in Fig. 2, the ring body (5) with the suction nozzles (6,6') and the bellows (7,7') can be seen again, whereby these parts essentially form the vacuum suction device (11). A bore (12) is made in the nozzle (6), to which a suction pump (not shown for the sake of simplicity) is connected. This bore (12) continues below the bellows (7) in the axial direction (8) in a bore (13), which opens into an annular groove (14) on the underside of the ring body (5). This groove (14) is surrounded by a radially inner sealing lip

(15) und einer radial außen liegenden Dichtlippe(15) and a radially outer sealing lip

(16) umgeben und bildet so den Saugkanal (17). Der ringförmige Grundkörper (5) ist zur Stabilisierung radial außen mit einem Ring (18), beispielsweise einem Stahlring versehen.(16) and thus forms the suction channel (17). The ring-shaped base body (5) is provided with a ring (18), for example a steel ring, on the outside for stabilization.

In der Draufsicht (Fig. 3) erkennt man die versetzte Anordnung der Saugstutzen (6,6') zu den Noppen (10,10'), sowie die zentrale Bohrung (19) in dem Grundkörper (5).In the top view (Fig. 3) you can see the offset arrangement of the suction nozzles (6,6') to the nubs (10,10'), as well as the central bore (19) in the base body (5).

Ein ebenes, kreisscheibenförmiges Substrat (20) (Fig. 4) ist mit einer zentralen Bohrung (21) versehen. Auf der Oberseite des Substrats (20) ist ein einstückig ausgeführter Vakuumsauger (22) aufgesetzt, der im wesentlichen aus den gleichen Bauteilen, wie der in Fig. 2 gezeigte Sauger (11) besteht. Dies sind der Ringkörper (23), welcher die Bohrung (21) des Substrats (20) frei läßt, und die Saugstutzen (24,24') sowie die Faltenbälge (25,25') .A flat, circular disk-shaped substrate (20) (Fig. 4) is provided with a central bore (21). A one-piece vacuum suction device (22) is placed on the top of the substrate (20), which essentially consists of the same components as the suction device (11) shown in Fig. 2. These are the ring body (23), which leaves the bore (21) of the substrate (20) free, and the suction nozzles (24, 24') and the bellows (25, 25').

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In Fig. 5 ist das Detail X aus Fig. 4 in vergrößerter Darstellung und ausschnittweise gezeigt. Hierbei erkennt man den Ringkörper (23) mit dem Saugkanal (26), welcher von den beiden Dichtlippen (27,28) begrenzt wird. Auf der Oberfläche des Substrats (20) ist eine ringförmige und zur Bohrung (21) konzentrische Nut (29) eingestochen, wobei die Dichtlippen (27,28) die Nut (29) umgeben.In Fig. 5, detail X from Fig. 4 is shown in an enlarged view and in detail. Here you can see the ring body (23) with the suction channel (26), which is delimited by the two sealing lips (27,28). An annular groove (29) concentric with the bore (21) is cut into the surface of the substrate (20), with the sealing lips (27,28) surrounding the groove (29).

13 9 3 5 413 9 3 5 4

BezugszeichenlisteList of reference symbols

SubstratSubstrat

Bohrungdrilling

AusnehmungRecess

Vertiefungdeepening

Grundkörper, RingkörperBase body, ring body

6, 6'6, 6' SaugstutzenSuction nozzle 7,7'7.7' Balgen, FaIBellows, FaI 8,8'8.8' Achseaxis 9, 9'9, 9' Druck-FederPressure spring 10,10'10,10' Noppenub 1111 VakuumsaugeVacuum suction 1212 Bohrungdrilling 1313 Bohrungdrilling

NutGroove

DichtlippeSealing lip

14 9 3 5 414 9 3 5 4

16 Dichtlippe16 Sealing lip

17 Saugkanal17 Suction channel

18 Stahl-Ring18 steel ring

19 Bohrung19 Bore

20 Substrat20 Substrat

21 Bohrung21 Bore

22 Vakuumsauger, Vorrichtung22 Vacuum suction device

23 Grundkörper, Ringkörper 24,24' Saugstutzen, Saugleitung 25,25' Balgen, Faltenbalg23 Base body, ring body 24,24' Suction nozzle, suction line 25,25' Bellows, bellows

2 6 Saugkanal2 6 Suction channel

27 Dichtlippe27 Sealing lip

28 Dichtlippe28 Sealing lip

29 Nut29 Groove

X DetailX Detail

R RotationsachseR rotation axis

Claims (17)

9 3 5 4 Schutzansprüche9 3 5 4 Protection claims 1. Vorrichtung zum Halten und Transportieren von Substraten (1,20) mit einer im wesentlichen ebenen, glatten Substratoberfläche, beispielsweise CD's, inner- und außerhalb von Vakuumbehandlungsanlagen im wesentlichen bestehend aus einem ringförmigen Grundkörper (5,23), der auf seiner, dem Substrat (1,20) zugewandten Unterseite eine ringförmige Nut (14) aufweist, welche mittels Dichtlippen (15,16,27,28) an ihrem radial inneren und äußeren Rand als Saugkanal (17,26) ausgebildet ist, wobei die Dichtlippen (15,16,27,28) nach dem Aufsetzen des Grundkörpers (5,23) auf die Substratoberfläche eine mit dieser vakuumdichte Verbindung bilden und mit mindestens einer Saugleitung (6,6',24,24 '), welche den Saugkanal (17,2 6) mit einer Pumpe verbindet, wobei zwischen Grundkörper (5,23) und Saugleitung (6,6',24,24') jeweils ein flexibles, balgenartiges Zwischenstück (7,7',25,25') vorgesehen ist.1. Device for holding and transporting substrates (1,20) with a substantially flat, smooth substrate surface, for example CDs, inside and outside of vacuum treatment systems, essentially consisting of an annular base body (5,23) which has an annular groove (14) on its underside facing the substrate (1,20), which is designed as a suction channel (17,26) by means of sealing lips (15,16,27,28) on its radially inner and outer edge, wherein the sealing lips (15,16,27,28) form a vacuum-tight connection with the substrate surface after the base body (5,23) has been placed on the latter, and with at least one suction line (6,6',24,24') which connects the suction channel (17,26) to a pump, wherein between the base body (5,23) and the suction line (6,6',24,24') there is a flexible, bellows-like intermediate piece (7,7',25,25') is provided. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (14) konzentrisch zur Ringform des Grundkörpers (5,23) verläuft. 2. Device according to claim 1, characterized in that the groove (14) runs concentrically to the ring shape of the base body (5,23). 9 3 5 49 3 5 4 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der mittlere Durchmesser der Nut (14) dem mittleren Durchmesser des Grundkörpers (5,23) entspricht.3. Device according to claim 2, characterized in that the average diameter of the groove (14) corresponds to the average diameter of the base body (5,23). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (5,23) rotationssymmetrisch ausgeführt ist.4. Device according to one of claims 1, 2 or 3 , characterized in that the base body (5, 23) is rotationally symmetrical. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkanal (17,26) in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse (R) des Grundkörpers (5,23) angeordnet ist.5. Device according to one or more of the above claims, characterized in that the suction channel (17,26) is arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation (R) of the base body (5,23). 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (6,6',24,24') auf der Oberseite des Grundkörpers (5,23) angeordnet ist.6. Device according to one or more of the above claims, characterized in that the suction line (6,6',24,24') is arranged on the upper side of the base body (5,23). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (6,6',24,24') parallel zur Rotationsachse (R) des Grundkörpers (5,23) angeordnet ist.7. Device according to claim 6, characterized in that the suction line (6,6',24,24') is arranged parallel to the axis of rotation (R) of the base body (5,23). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg des Balgen (7,7',25,25') in Richtung der Rotationsachse (R) größer ist als der Federweg der Dichtlippen (15,16,27,28).8. Device according to claim 7, characterized in that the spring travel of the bellows (7,7',25,25') in the direction of the axis of rotation (R) is greater than the spring travel of the sealing lips (15,16,27,28). 10 9 3 5 410 9 3 5 4 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile aus einem gummiartigen Werkstoff hergestellt sind.9. Device according to one or more of the above claims, characterized in that all parts are made of a rubber-like material. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (11,22) einstückig ausgeführt ist.10. Device according to claim 9, characterized in that the device (11,22) is designed in one piece. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (5,23) radial außen mit einem Metall-Ring (18)aus C-Stahl, Edelstahl oder Aluminium versehen ist.11. Device according to claim 9, characterized in that the base body (5,23) is provided radially on the outside with a metal ring (18) made of carbon steel, stainless steel or aluminum. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Befestigung der Vorrichtung (11,22) an einem Handlingsystem vorgesehen sind.12. Device according to one or more of the above claims, characterized in that means are provided for fastening the device (11, 22) to a handling system. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel an der Saugleitung (6,6',24,24') oberhalb des flexiblen, balgenartigen Zwischenstücks (7,7',25,25') angreifen.13. Device according to claim 12, characterized in that the fastening means engage the suction line (6,6',24,24') above the flexible, bellows-like intermediate piece (7,7',25,25'). 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Sicherung der Vorrichtung (11,22) gegen Kippen der Rotationsachse (R) gegenüber den Achsen (8,8') vorgesehen sind.14. Device according to claim 12, characterized in that means are provided for securing the device (11,22) against tilting of the axis of rotation (R) relative to the axes (8,8'). 11 9 3 5 411 9 3 5 4 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Saugleitungen (6,6',24,24') vorgesehen sind.15. Device according to claim 14, characterized in that two or more suction lines (6,6',24,24') are provided. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Druckfedern (9,9') parallel zur Saugleitung (6,6',24,24 ' ) vorgesehen sind.16. Device according to claim 14, characterized in that compression springs (9,9') are provided parallel to the suction line (6,6',24,24'). 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern (9,9') zwischen der Oberseite des ringförmigen Grundkörpers (5,23) und einem Gegenlager des Handlingsystems angeordnet sind.17. Device according to claim 16, characterized in that the compression springs (9,9') are arranged between the upper side of the annular base body (5,23) and a counter bearing of the handling system.
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