專利名稱：用于幾乎無(wú)接觸地接納扁平構(gòu)件如硅基晶片的持取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的持取器。
背景技術(shù)：
在制造尤其是用于光電設(shè)備的太陽(yáng)能電池時(shí)需要高靈敏度的硅基晶片，所述硅基 晶片在生產(chǎn)過(guò)程期間有時(shí)放置在單用容器中，有時(shí)放置在收集容器中(可達(dá)100件)。但因 為晶片本身容易彎曲并且具有非常敏感的表面，所以在將晶片從一個(gè)容器調(diào)換到另一個(gè)容 器中時(shí)首先必須極其細(xì)心地操作。所述類型的持取器是已知的，所述持取器具有一個(gè)支承裝置和三個(gè)設(shè)置在該支承 裝置上的抽吸部位，據(jù)此在三個(gè)點(diǎn)上抽吸和保持構(gòu)件。在此可能出現(xiàn)在持取器接近構(gòu)件后 不是全部抽吸部位都直接貼靠在構(gòu)件上，其結(jié)果是，或者不是全部抽吸部位都進(jìn)行抓取或 者不是相對(duì)于持取器的支承裝置平行地保持構(gòu)件。后一種情況可能在放下構(gòu)件時(shí)、尤其是 在收集容器中放下構(gòu)件時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題。也可能發(fā)生本身不穩(wěn)定的構(gòu)件至少在輸送期間變形， 這可能引起永久性的損壞并且在放下構(gòu)件時(shí)還可能產(chǎn)生問(wèn)題。特別頻繁地出現(xiàn)的問(wèn)題是在抽吸晶片時(shí)，至少部分地帶有小沖擊地抽吸晶片，這 一點(diǎn)可能導(dǎo)致表面損壞。在此，本發(fā)明所基于的知識(shí)在于，構(gòu)件、尤其是晶片，但也包括抽吸部位，由于制造 而具有誤差(公差)，因此在持取器接近晶片之后一些抽吸部位直接貼靠在晶片上，而其它 抽吸部位仍具有一定距離。如果對(duì)抽吸部位加載負(fù)壓/低壓(Unterdruck)，則晶片被抽吸 到全部抽吸部位上，這對(duì)于仍具有一定距離的抽吸部位的情況導(dǎo)致晶片以一定程度的沖擊 貼靠到該抽吸部位上。另外，由此會(huì)使晶片本身變形，這可能導(dǎo)致永久性的損壞并且在放下 晶片時(shí)也可能導(dǎo)致歪斜。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種開頭所述類型的、補(bǔ)償構(gòu)件上和/或抽吸部 位上的制造引起的誤差的持取器。根據(jù)本發(fā)明，作為實(shí)現(xiàn)所述目的的技術(shù)方案，提出開頭所述類型的具有權(quán)利要求1 特征的持取器。所述持取器的有利擴(kuò)展構(gòu)型可由從屬權(quán)利要求獲知。按照所述技術(shù)教導(dǎo)構(gòu)造的持取器具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以能與支承裝置的平面垂直 地移動(dòng)的方式保持在抽吸頭接納部中的抽吸頭能夠補(bǔ)償晶片中和/或抽吸部位中的可能 的制造誤差。在此，在持取器接近晶片時(shí)，抽吸頭在無(wú)大阻力的情況下沿其縱向軸線程度或 多或少地移入支承裝置中，由此，最終全部抽吸頭都直接貼靠在扁平構(gòu)件上。其結(jié)果是，扁 平構(gòu)件在輸送期間本身不彎曲，該構(gòu)件相對(duì)于支承裝置平行地布置，全部抽吸部位都作用 在構(gòu)件上，以便實(shí)現(xiàn)可靠、小心的晶片輸送。在此證實(shí)有利的是，抽吸頭精確匹配地配合到抽吸頭接納部中，使得抽吸頭在不 歪斜的情況下沿其縱向軸線在抽吸頭接納部中延伸。
3
在抽吸頭的朝向晶片的前側(cè)上構(gòu)造有環(huán)繞的貼靠面，晶片在其被輸送期間貼靠在 所述貼靠面上。其優(yōu)點(diǎn)是由此提供一確定的貼靠面，該貼靠面與支承裝置平行地、平面地 接納晶片。在貼靠面內(nèi)構(gòu)造有抽吸空間，所述抽吸空間連接到一抽吸通道。由此可在抽吸空 間中建立負(fù)壓，所述負(fù)壓吸引晶片，其中，晶片同時(shí)貼靠在抽吸頭的貼靠面上。在此狀態(tài)下， 抽吸空間在所有側(cè)都被封閉，而在抽吸空間中建立的負(fù)壓保持晶片。在一種有利的擴(kuò)展構(gòu)型中，抽吸頭借助一密封裝置、優(yōu)選0圈抵靠抽吸頭接納部 形成密封。由此，處于支承裝置上的抽吸通道被密封，由此能在投入不大的情況下在抽吸通 道中以及在抽吸空間中達(dá)到期望的負(fù)壓。在一種優(yōu)選實(shí)施形式中，在抽吸頭的后側(cè)上構(gòu)造有止擋，一旦抽吸頭發(fā)生最大移 動(dòng)，所述止擋便貼靠在支承裝置的后壁上。通過(guò)所述止擋限制抽吸頭的可移動(dòng)性，其中，該 止擋也有助于防止抽吸頭歪斜。在抽吸頭的后側(cè)上構(gòu)造有沿徑向伸出的突出部，所述突出部有利地構(gòu)造成環(huán)繞 的。一旦抽吸頭處于其初始位置中，所述突出部便貼靠在支承裝置上。一方面，其優(yōu)點(diǎn)是抽 吸頭由此形狀鎖合地(formschlilssig)保持在支承裝置上，不會(huì)從抽吸頭接納部中掉出。另一方面，由此產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)通過(guò)所述突出部來(lái)限制抽吸頭的運(yùn)動(dòng)自由。這一點(diǎn)之所 以是有利的，尤其是因?yàn)橛纱丝蓪⒊槲^定尺寸并布置成，使得抽吸頭的貼靠面至少基本 上處于一個(gè)虛擬平面中。通過(guò)抽吸頭的可移動(dòng)性則對(duì)晶片上和/或抽吸部位上的制造誤差 進(jìn)行補(bǔ)償。其結(jié)果是，在一種優(yōu)選實(shí)施形式中，抽吸頭的可移動(dòng)性僅為幾個(gè)十分之一毫米， 但這完全足以補(bǔ)償在此出現(xiàn)的誤差。在抽吸頭的后側(cè)上構(gòu)造有能被加載過(guò)壓(tberdruck)的空腔。利用所述過(guò)壓 能使抽吸頭再次返回其初始位置。另一優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)所述過(guò)壓還能在抽吸頭的徑向伸出 的突出部與支承裝置之間實(shí)現(xiàn)力鎖合(Kraftschluss)，利用所述力鎖合防止抽吸頭在抽吸 頭接納部中轉(zhuǎn)動(dòng)。后一種作用尤其是當(dāng)晶片附著并偏心接納在僅一個(gè)抽吸部位、例如中央 抽吸部位上時(shí)是有利的，由此所產(chǎn)生的杠桿力被所述力鎖合完全補(bǔ)償。在此證實(shí)有利的是，在抽吸頭后側(cè)上的止擋僅在抽吸頭后側(cè)的一部分上延伸，由 此，抽吸頭后側(cè)的其余部分保持與支承裝置的后壁間隔開。其優(yōu)點(diǎn)是由此在抽吸頭的后側(cè) 上提供用于過(guò)壓的作用面，由此，即使當(dāng)抽吸頭處于最大位置中時(shí)也能使之返回常規(guī)位置。另外，能在抽吸頭的后側(cè)上建立過(guò)壓的優(yōu)點(diǎn)是必要時(shí)能在此建立阻力，該阻力使 抽吸頭難以離開常規(guī)位置。由此，如果應(yīng)用情況需要，便可將抽吸頭固定在其常規(guī)位置中。在另一種優(yōu)選實(shí)施形式中證實(shí)有利的是，抽吸頭構(gòu)造成柱狀。由此避免了抽吸頭 在抽吸頭接納部中無(wú)意歪斜。


由附圖和下面說(shuō)明的實(shí)施形式得到根據(jù)本發(fā)明的持取器的其它優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā) 明，上述的以及下面進(jìn)一步描述的特征也可分別單獨(dú)地應(yīng)用或彼此任意組合地應(yīng)用。所述 的實(shí)施形式不應(yīng)理解為總結(jié)性列舉，而是更具有示例性特點(diǎn)。附圖表示圖1示出根據(jù)本發(fā)明的持取器沿圖3中的線I-I的局部剖視圖，其中所述持取器 處在常規(guī)位置中；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的持取器沿圖3中的線I-I的局部剖視圖，其中所述持取器 處在最大位置中；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的持取器的底視圖；圖4示出根據(jù)圖3的本發(fā)明持取器，在將晶片放入到容器中時(shí)在該持取器上將晶 片保持在第一位置中；圖5示出根據(jù)圖3的本發(fā)明持取器，在將晶片放入到容器中時(shí)在該持取器上將晶 片保持在第二位置中。附圖標(biāo)記列表10支承裝置
12中央抽吸部位
14旁抽吸部位
16抽吸通道
18旁抽吸通道
20抽吸頭
22抽吸頭接納部
24后壁
26空腔
28壓力管路
30后側(cè)
32突出部
36縱向軸線
38止擋
40前側(cè)
42貼靠面
44曰t±" 日日/T
46抽吸空間
48連接通道
52擴(kuò)展段
540圈
56接納部
58接觸面
具體實(shí)施例方式圖1至圖3中示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的持取器的實(shí)施形式，該持取器可固定 在機(jī)器人臂上或直線操作系統(tǒng)上。該持取器包括具有五個(gè)抽吸部位的支承裝置10，其中，在 中央設(shè)有一個(gè)中央抽吸部位12，圍繞該中央抽吸部位分別均勻間隔開(等距離)地設(shè)有四 個(gè)旁抽吸部位14。這四個(gè)旁抽吸部位14彼此間同樣等距離地設(shè)置。中央抽吸部位12連接 到第一抽吸通道16，而旁抽吸部位14與旁抽吸通道18連接?？梢耘c抽吸通道16無(wú)關(guān)地對(duì)旁抽吸通道18加載負(fù)壓。這樣便能夠獨(dú)立地控制旁抽吸部位14和控制中央抽吸部位12，由此，即使在不對(duì)旁抽吸部位14加載負(fù)壓的情況下也 可給中央抽吸部位12提供負(fù)壓。圖1和圖2中示例性地示出中央抽吸部位12。不言而喻，旁抽吸部位14也完全一 樣地構(gòu)造。在這里未示出的作為替代方案的實(shí)施形式中，抽吸部位也可構(gòu)造成按照伯努利 原理(Bernoulliprinzip)抽吸晶片。中央抽吸部位12包括構(gòu)造成柱狀的抽吸頭20，該抽吸頭保持在一相應(yīng)的通入支 承裝置10中的抽吸頭接納部22中。在輸送裝置10的后壁24上構(gòu)造有一空腔26大致作為抽吸頭接納部22的一部分， 該空腔的寬度比抽吸頭接納部22的直徑大。該空腔26與壓力管路28連接并且在需要時(shí) 可被加載過(guò)壓。在這里所示的實(shí)施形式中，空腔26也可構(gòu)造成空心柱狀，但在其它實(shí)施形 式中也可采用其它輪廓。抽吸頭20在其后側(cè)30上具有沿徑向伸出的環(huán)繞的突出部32，抽吸頭20通過(guò)該突 出部形狀鎖合地保持在支承裝置10中。構(gòu)造成柱狀的抽吸頭20的尺寸確定成，使得該抽吸頭精確匹配地配合到抽吸頭 接納部22中。在抽吸頭20與支承裝置10的后壁24之間、在空腔26中保留一自由空間。 基于該自由空間使抽吸頭20能沿著縱向軸線36軸向移動(dòng)。由此，抽吸頭20能相對(duì)于支承 裝置10的平面垂直地移動(dòng)，其中，移動(dòng)位移一方面通過(guò)突出部32及其在支承裝置10上的 接觸部界定、另一方面通過(guò)支承裝置10的后壁24界定。在抽吸頭20的后側(cè)30的中央構(gòu)造有一相對(duì)于周圍抬高的止擋38，該止擋具有相 對(duì)于支承裝置10的后壁24平行的表面。止擋38構(gòu)造成明顯小于抽吸頭20的后側(cè)30。由 此，在對(duì)壓力管路28加載壓力、因而對(duì)空腔26加載壓力時(shí)，該過(guò)壓將抽吸頭20壓到其根據(jù) 圖1的常規(guī)位置中。同時(shí)，該過(guò)壓將抽吸頭20保持在該常規(guī)位置中并防止抽吸頭20無(wú)意 地移動(dòng)。在抽吸頭20的前側(cè)40上構(gòu)造有環(huán)狀環(huán)繞的平面構(gòu)造的貼靠面42，晶片44貼靠在 該貼靠面上。在該環(huán)狀貼靠面42的內(nèi)側(cè)在抽吸頭20中構(gòu)造有抽吸空間46，該抽吸空間通 過(guò)兩個(gè)在抽吸頭20中形成的連接通道48與支承裝置10中的抽吸通道16作用連接(對(duì)于 旁抽吸部位14的情況是與旁抽吸通道18作用連接)。在此，連接通道48在其向抽吸通道 16過(guò)渡的過(guò)渡部處具有直徑增大的擴(kuò)展段52，以便保證抽吸頭20在根據(jù)圖1的常規(guī)位置 中和在根據(jù)圖2的最大位置中都始終與抽吸通道16完全接觸。在這里未示出的另一實(shí)施形式中，在外部圍繞貼靠面設(shè)置有密封裝置，尤其是0 圈密封裝置或V圈密封裝置，所述密封裝置幫助抽吸頭抵靠晶片密封以便建立改善的負(fù) 壓。在縱向軸線36的方向上觀察，在擴(kuò)展段52前、后各設(shè)有一密封裝置，例如0圈密 封裝置54、V圈密封裝置或其它橡膠密封裝置，抽吸通道16通過(guò)所述密封裝置密封。此外， 尤其是設(shè)置在連接通道48后的0圈54還使空腔26密封。下面，對(duì)抽吸晶片44的過(guò)程描述如下持取器通過(guò)在此未示出的機(jī)器人臂使其支承裝置10接近晶片44。在此力圖使支 承裝置10以其中央抽吸部位12以及其四個(gè)旁抽吸部位14盡可能并行地接近晶片44并且 使中央抽吸部位12在晶片44的重心處貼靠在該晶片上。在該階段中，對(duì)空腔26加載過(guò)壓，以使抽吸頭20停滯在根據(jù)圖1的常規(guī)位置中。由于制造引起的誤差，在抽吸頭20接近晶片44時(shí)可能出現(xiàn)不是全部抽吸頭20 同時(shí)到達(dá)晶片44。即使在此僅存在幾個(gè)十分之一毫米的誤差，該距離便已可能在抽吸晶片 44時(shí)對(duì)其造成損壞。在第一抽吸頭20到達(dá)晶片44前不久，打開一閥(在此未示出)并釋放空腔26中 的過(guò)壓。同時(shí)對(duì)旁抽吸通道18加載負(fù)壓。如果還要激活中央抽吸部位12，則還對(duì)抽吸通道 16加載負(fù)壓。如果一個(gè)抽吸頭20比另一抽吸頭20稍早到達(dá)晶片44，則使所述一個(gè)抽吸頭20沿 著縱向軸線36軸向移動(dòng)，直到全部抽吸頭20都貼靠在晶片44上。中央抽吸部位12在此可與旁抽吸部位14并行地以類似方式工作。但作為替代方 案，中央抽吸部位12也可僅當(dāng)旁抽吸部位14已持住晶片44時(shí)才被激活，即被加載負(fù)壓。在 此情況下，中央抽吸部位12的空腔26在該整個(gè)過(guò)程期間不具有過(guò)壓。因此，在全部抽吸部位都貼靠在晶片44上并且保持住該晶片之后，對(duì)全部抽吸部 位12、14的空腔26加載過(guò)壓，以便使抽吸頭20再次到達(dá)其常規(guī)位置。在輸送過(guò)程期間，空 腔26中的過(guò)壓保持不變，以便防止抽吸頭20在輸送過(guò)程期間不受控制地移動(dòng)。在利用這里描述的持取器將晶片送到期望的貯存器之后，在貯存器的保持結(jié)構(gòu)的 平面中將晶片放入該貯存器中。該保持結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)具有沉割部的接納槽56和一個(gè)接觸 面58。如圖4和圖5所示，由機(jī)器人臂將晶片傾斜地放入到該保持結(jié)構(gòu)中并且在最后時(shí) 刻這樣轉(zhuǎn)動(dòng)，使得晶片接合到接納槽56中并且貼靠在接觸面58上。在該轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程期間，全 部旁抽吸部位14都釋放壓力從而不起作用并且不再保持晶片44。在這段時(shí)間中，晶片僅 由中央抽吸部位12保持。如果晶片在該轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程期間無(wú)意地在任一部位上經(jīng)受碰撞，則晶 片44能夠避讓，而不會(huì)由于碰撞而受到顯著的損壞，這是因?yàn)橛捎谥醒氤槲课?2布置 在晶片44的重心上以及由于抽吸頭20可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在抽吸頭接納部22中，特別是由于抽 吸頭20的柱狀構(gòu)型，而不會(huì)在晶片44上產(chǎn)生明顯的可能會(huì)對(duì)晶片44造成損壞的阻力來(lái)對(duì) 抗所述碰撞。在晶片44貼靠在接納槽56中以及接觸面58上之后，中央抽吸部位12也卸載以 釋放晶片44。這時(shí)，可從貯存器中抽出持取器以輸送下一個(gè)晶片。在從具有接納槽56和接觸面58的貯存器中取出晶片44時(shí)，如上所述地實(shí)施。這 就是說(shuō)，在取出晶片44時(shí)，在這里未示出的機(jī)器人臂執(zhí)行其樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以取出晶片之前，至 少激活全部四個(gè)旁抽吸部位14。在可能情況下也可以激活中央抽吸部位12。如果不能利用中央抽吸部位12在其重心上抓住晶片44，則中央抽吸部位12也可 以在其它任意部位處作用在晶片44上。在此情況下，在關(guān)斷旁抽吸部位14之前對(duì)空腔26 加載過(guò)壓。該過(guò)壓使抽吸頭20以其突出部32壓在支承裝置10上并且利用在此產(chǎn)生的力 鎖合進(jìn)行作用以使抽吸頭20位置固定。由此，晶片44即使在由中央抽吸部位12偏心接納 的情況下也能在關(guān)斷旁抽吸部位14之后保持在期望位置中，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)偏心接納而在 晶片44上產(chǎn)生的杠桿力完全被過(guò)壓所補(bǔ)償。另外，也可以借助在此未示出的調(diào)節(jié)器在負(fù)載下無(wú)級(jí)地計(jì)量空腔26中的過(guò)壓，從 而允許晶片44相對(duì)于持取器受控地轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種持取器，該持取器用于幾乎無(wú)接觸地接納扁平構(gòu)件如硅基晶片(44)，所述持 取器具有支承裝置(10)，在所述支承裝置中設(shè)有至少一個(gè)能被加載負(fù)壓的抽吸部位(12， 14)，其特征在于所述抽吸部位(12，14)包括抽吸頭00)；在所述支承裝置(10)中構(gòu)造有 抽吸頭接納部02)；所述抽吸頭OO)以能與所述支承裝置(10)的平面垂直地移動(dòng)的方式 保持在所述抽吸頭接納部02)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的持取器，其特征在于所述抽吸頭OO)精確匹配地在所述抽吸頭 接納部02)中延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的持取器，其特征在于在所述抽吸頭OO)的朝向所述晶片 (44)的前側(cè)上構(gòu)造有環(huán)繞的貼靠面(42)，所述晶片04)在其被輸送期間貼靠在所述貼 靠面上；在所述貼靠面G2)內(nèi)構(gòu)造有一抽吸空間(46)，所述抽吸空間連接到一抽吸通道 (16)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的持取器，其特征在于所述抽吸頭OO)借助至少一 個(gè)密封裝置——尤其是0圈(54)——抵靠所述抽吸頭接納部02)形成密封。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的持取器，其特征在于在所述抽吸頭OO)的后側(cè)(30)上 構(gòu)造有止擋(38)，一旦所述抽吸頭OO)發(fā)生最大移動(dòng)，所述止擋便貼靠在所述支承裝置 (10)的后壁(24)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的持取器，其特征在于所述止擋(38)僅在所述抽吸頭OO)的后 側(cè)(30)的一部分上延伸，由此，所述抽吸頭OO)的后側(cè)(30)的其余部分保持與所述支承 裝置(10)的后壁(24)間隔開。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的持取器，其特征在于在所述抽吸頭OO)的后側(cè)(30)上 構(gòu)造有——尤其是環(huán)繞形成的——突出部(32)，一旦所述抽吸頭OO)處于其初始位置中， 所述突出部便貼靠在所述支承裝置(10)上。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的持取器，其特征在于在所述抽吸頭OO)的后側(cè)(30)上 構(gòu)造有能被加載過(guò)壓的空腔06)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的持取器，其特征在于所述抽吸頭OO)構(gòu)造成柱狀。
10.一種用于借助安裝在機(jī)器人臂或直線操作系統(tǒng)上的、尤其是根據(jù)上述權(quán)利要求中 至少一項(xiàng)的持取器來(lái)輸送扁平構(gòu)件如硅基晶片的方法，其特征在于借助過(guò)壓使保持在中 央抽吸部位(12)或旁抽吸部位(14)中的抽吸頭OO)以抗轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向移動(dòng)的方式固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于能在負(fù)載下改變所述過(guò)壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種持取器，該持取器用于幾乎無(wú)接觸地接納扁平構(gòu)件如硅基晶片(44)，所述持取器具有支承裝置(10)，在所述支承裝置中設(shè)有至少一個(gè)能被加載負(fù)壓的抽吸部位(12，14)。這種持取器通過(guò)以下特征實(shí)現(xiàn)了對(duì)構(gòu)件上和/或抽吸部位上的制造誤差的補(bǔ)償所述抽吸部位(12，14)包括抽吸頭(20)；在所述支承裝置(10)中構(gòu)造有抽吸頭接納部(22)；所述抽吸頭(20)以能與所述支承裝置(10)的平面垂直地移動(dòng)的方式保持在所述抽吸頭接納部(22)中。
文檔編號(hào)H01L21/687GK102136443SQ20101062034
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者G·凱特爾 申請(qǐng)人:斯特拉瑪-Mps機(jī)械制造有限及兩合公司