DE3641727A1 - Vakuumvorrichtung, insbesondere fuer die handhabung von siliziumplaettchen - Google Patents

Description

Der Gegenstand der Erfindung gehört in den technischen Bereich der Mikroelektronik.

Bekannt ist die Verwendung von Vakuumvorrichtungen für die Handhabung von Siliziumplättchen. Im allgemeinen werden diese Vorrichtungen an eine Saugpumpe angeschlossen und sind an ihrem gegenüberliegenden Ende so eingerichtet, daß sie ein Greifer-Endstück aufnehmen können, das für das Ergreifen des Plättchens durch Ansaugen ausgebildet ist. Der Körper dieser Vorrichtungen weist außerdem ein Steuerorgan auf, mit dem das Endstück auf Wunsch von der Wirkung des Vakuums abhängig gemacht werden kann oder nicht. Aufgrund ihrer Bauweise besitzen diese Vorrichtungen bestimmte Nachteile.

Ein Nachteil besteht in der begrenzten Kapazität der Vorrichtungskörper, wodurch der Vakuumvorrat und somit die Stärke der Ansaugkraft verringert wird. Ebenso ist das Steuerorgan für das Einschalten der Vakuumwirkung nicht immer sehr rationell und nicht immer leicht zu betätigen. Daraus ergeben sich Handhabungen heiklen Charakters.

Erfindungsgemäß soll diesen Nachteilen auf einfache und wirksame Art abgeholfen und eine Vorrichtung gebaut werden, deren Ergonomie so ausgelegt ist, daß eine gute Handlichkeit gewährleistet wird, während das Steuerorgan ein rasches Einschalten der Vakuumwirkung ermöglicht.

Der Vorrichtungskörper ist außerdem so geformt, daß das schnelle Auswechseln der Endstücke erleichtert und gleichzeitig ihr Festhalten und ihre Dichtigkeit gewährleistet wird.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung vom Typ mit Hohlkörper, der an einem Ende zur Verbindung mit einer Pumpe und am anderen Ende zur Verbindung mit einem Greifer-Endstück eingerichtet ist, wobei der Körper gleichfalls mit einem Steuerorgan zur beliebigen Einschaltung der Vakuumwirkung ausgestattet ist, während das Ende, welches das Greifer-Endstück aufnimmt, eine innere Kammer bildet.

Gemäß einer ersten Kennzeichnung ist die innere Kammer von einem als Vakuumvorrat dienenden hinteren, hohlen Teil durch einen vollen Teil getrennt, der axial von einer Verbindungsöffnung durchbohrt ist; dieser volle Teil nimmt das Steuerorgan in Form eines digital zu betätigenden Stößels auf, der gelenkig an einer quer in der Stärke des vollen Teils des Körpers montierten Achse angebracht ist und sich begrenzt schiebend bewegen kann, um mittels einer besonderen Einrichtung die Verbindungsöffnung zu verschließen oder nicht,wobei diese Öffnung beliebig durch einen Kolben verschlossen kann, der einem elastischen Organ zugeordnet ist und unter der Wirkung der Drehung des Stößels um seine Achse betätigt werden kann.

Gemäß einer weiteren Kennzeichnung besitzt der Stößelknopf ein geeignetes Profil für das Zusammenwirken die ergänzenden Auflageformen eines Auflageorgans zur Bewirkung des automatischen Kippens dieses Stößels, was der Verschlußstellung entspricht.

Die Flügel des Stößelknopfes sind durch zwei winklige Profilarme verlängert, die mit den Einschnitten an den parallelen Seiten eines geneigten Auflagekopfes der Auflage zusammenwirken.

Diese Anordnung ermöglicht das automatische Abschalten des Vakuums, wenn sich die Vorrichung auf ihrer Halterung befindet.

Zur Festlegung des erfindungsgemäßen Gegenstandes, jedoch nicht auf beschränkende Weise, dienen die angehängten Abbildungen, die Folgendes darstellen:

- Fig. 1 ist eine Perspektivzeichnung der Vorrichtung,

- Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die Vorrichtung in Ruhestellung, wobei das Endstück nicht dargestellt ist,

- Fig. 3 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 3.3 aus Fig. 2,

- Fig. 4 ist eine Ansicht entsprechend Fig. 2 in Arbeitsstellung, mit montiertem Endstück,

- Fig. 5 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 5.5 aus Fig. 4,

- Fig. 6 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 6.6 aus Fig. 4,

- Fig. 7 ist eine Perspektivzeichnung der Vorrichtung gemäß einer weiteren Herstellungsmöglichkeit,

- Fig. 8 ist eine Perspektivzeichnung der Vorrichtungshalterung nach Fig. 7,

- Fig. 9 stellt die Vorrichtung in ihrer Halterung dar,

- Fig. 10 ist ein teilweiser Schnitt, der den Digitaldruck auf das Stößelorgan zur Unterbrechung der Vakuumwirkung darstellt,

- Fig. 11 ist eine Fig. 10 entsprechende Ansicht, wobei auf den Stößel keinerlei Wirkung ausgeübt wird, was dem Einsatzzustand der Vorrichtung entspricht,

- Fig. 12 ist ein teilweiser Querschnitt, der die Vorrichtung in Verschlußstellung auf ihrer Halterung darstellt,

- Fig. 13 ist ein Querschnitt in größerem Maßstab gemäß der Linie 13.13 aus Fig. 10.

Die Vorrichtung umfaßt einen Hohlkörper (1) mit : einem hinteren Teil (1 a), der als Vakuumbehälter dient, und einem gering bemessenen vorderen Teil (1 b), der so ausgestattet ist, daß er ein Greifer-Endstück (2) aufnehmen kann und gleichzeitig eine dichte innere Kammer bildet. Die beiden Teile (1 a) und (1 b) sind durch einen vollen Teil (1 c) getrennt und stehen über eine axiale Öffnung (1 c 1) miteinander in verbindung, die beliebig durch ein Steuerorgan (3) verschlossen werden kann, um ein Vakuum zu erzeugen oder nicht. Der hintere Teil (1 a) ist auf bekannte Weise so ausgebildet, daß er an eine Vakuumpumpe angekoppelt werden kann.

Die Bohrung des vorderen Teils (1 b) weist zwei Ringnuten (1 b 1) und (1 b 2) für die Positionierung von zwei O-Ringdichtungen (7) auf. Die beiden Dichtungen besitzen einen ausreichenden Abstand voneinander, so daß sie kombiniert einerseits den zerlegbaren Zusammenbau einer entsprechenden Auflagefläche (2 a) des Endstücks (2) und andererseits die Vakuumdichtheit gewährleisten (Fig. 4).

Die Endstücke (2) können somit leicht ausgewechselt und in einer horizontalen Ebene um 360 Grad von der Bedienungsperson beliebig gedreht werden, ohne daß eine Änderung der Montage- und Dichtheitseigenschaften auftritt. Zu unterstreichen ist, daß diese Art des dichten Zusammenbaus für alle Endstücktypen, metallische Endstücke wie Quarz-Endstücke mit genau festgelegten Enden geeignet ist.

Wie oben erwähnt steht diese vordere dichte Kammer (1 b) mit dem hinteren Behälter (1 a) über die durch das Organ (3) beliebig verschließbare axiale Öffnung in Verbindung.

Hierzu besitzt das Organ (3) die Form eines Stößels (3 a), der gelenkig an einer Achse (4) angeordnet ist. In der Ausführungsform gemäß der Fig 1 bis 6 ist die Achse (4) so montiert, daß die Möglichkeit zur Verschiebung in begrenztem Maße in einer Bohrung (1 c 2) besteht, die quer in der Stärke des vollen Teils (1 c) des Körpers angebracht ist und mit der Öffnung (1 c 1) in Verbindung steht. Diese Achse (4) besitzt eine zentrale Nut (4 a), die beliebig der Öffnung (1 c 1) gegenüber gebracht werden kann oder nicht, dies unter der Wirkung der Verschiebung dieser Achse, was je nachdem dem Verschluß oder dem offenen Zustand dieser Öffnung und demnach der Herstellung der Verbindung zwischen den beiden Kammern (1 a) und (1 b) entspricht.

Der Stößel (3 a) kann außerdem bei seiner Drehung um seine Achse (4) einen vertikalen Kolben (5) steuern, der einem elastischen Organ (6) zugeordnet ist. Dieser Kolben ist frei gleitend in einem Sackloch (1 c 3) gelagert, das senkrecht zur Öffnung (1 c 1) angebracht ist, so daß der Kolben der Öffnung (1 c 1) gegenüber positioniert wird oder nicht, je nachdem, ob auf den Stößel eingewirkt wird oder nicht. In Ruhestellung, wo nicht auf den Stößel (3 a) eingewirkt wird, befindet sich der Kolben über der Verbindungsöffnung (1 c 1).

Arbeitsweise der Vorrichtung:

Nach Einfügen des Endstücks (2) in die dichte Kammer (1 b) in Verbindung mit den O-Ringdichtungen (7) wird die Achse (4) quer verschoben, um die Verbindung der Nut (4 a) mit der Öffnung (1 c 1) herzustellen, so daß das Vakuum auf das Endstück (2) einwirkt, was der Arbeitsstellung, beispielsweise dem Ergreifen eines Plättchens, entspricht. In dieser Position besteht keine Druckbeanspruchung des Stößels (3 a), so daß der Kolben (5) die Öffnung (1 c 1) nicht verschließt.

Wird ein digitaler Druck auf den Stößel (3 a) ausgeübt, so wird der Kolben (5) nach innen gedrückt, um die Öffnung (1 c 1) zu verschließen und somit die Wirkung des Vakuums gegenüber dem Endstück (2) zu unterbrechen. Auf diese Weise wird ein rasches Einschalten des Vakuums erzielt, wobei die Vorrichtung während des Vorgans mit einer Hand ergriffen werden kann.

Auf günstige Weise ist der innere Querschnitt des als Vakuumbehälter dienenden hinteren Teils (1 a), wie in Fig. 6 dargestellt, völlig kreisförmit ausgebildet, wodurch seine Kapazität erhöht wird. Halbflache, parallele Zonen (1 a 1) sind gleichmäßig um den äußeren Umfang des Umkreises den Mantellinien entsprechend verteilt, um das Greifen der Vorrichtung mit der Hand zu erleichtern. So besitzt beispielsweise der äußere Querschnitt des Vorrichtungskörpers im Bereich, wo er ergriffen wird, einen achteckigen Querschnitt.

In der Herstellungsform nach den Fig. 7 bis 13 ist der Stößel (3) in Verbindung mit einem Auflageorgan (8) ausgebildet, um das Einschalten und Unterbrechen des Vakuums automatisch zu gewährleisten. In dieser Herstellungsform ist die Achse nicht mehr seitlich beweglich.

Die Flügel (3 b) des Stößels (3), die den Querschnitt des Vorrichttungskörpers (1) umschließen, sind nach unten durch winklige Profilarme (3 c) verlängert, die mit ergänzenden Auflage- und Zentrierformen des zur Aufnahme der Vorrichtung bestimmten Halteorgans (8) zusammenwirken können. Hierzu weist das Halteorgan (8) einen geneigten Auglagekopf (8 a) auf, der zwei vertikale, parallele Flügel (8 a 1) bildet, zwischen denen der Vorrichtungskörper (1) eingefügt wird.

Jeder Flügel (8 a 1) bildet ausgehend von einem Ende einen Einschnitt (8 a 2) zum Einfügen der winkligen Profilarme (3 c) des Stößels. Im Verlauf des Einfügens der Arme (3 c) in die Einschnitte bewirken die Arme aufgrund ihres Profils das winklige Kippen des Stößels (3) um seine Achse (4), wodurch der Kolben (5) in Verschlußstellung gebracht wird (Fig. 12).

Anzumerken ist, daß der Auflagekopf (8 a) auf geeignete Weise geneigt ist und die Einschnitte auf geeignete Weise in Verbindung mit den Profilen der winkligen Arme (3 c) und der Eichung der Feder (6) ausgebildet sind, so daß die Vorrichtung sich durch Schwerkraft automatisch positioniert, sobald die Arme eingefügt werden (Fig. 9). Die Einschnitte (8 a 2) erstrecken sich parallel zur geneigten Auflagefläche (8 c) des Kopfes (8 a).

Der geneigte Auflagekopf (8 a) der Halterung ist am Ende eines vertikalen Ständers (8 b) ausgebildet, der so eingerichtet ist, daß er auf seine Arbeitsfläche gestellt und dabei eventuell durch Schrauben beispielsweise befestigt werden kann.

Claims (9)

1. -1- Vakuumvorrichtung, insbesondere für die Handhabung von Siliziumplättchen, wobei die Vorrichtung einen Hohlkörper umfaßt, der an einem Ende so ausgebildet ist, daß er an eine Pumpe angeschlossen werden kann, und an seinem anderen Ende so, daß er mit einem Greifer-Endstück verbunden werden kann, wobei der Körper außerdem mit einem Steuerorgan (3) zur Gewährleistung der beliebigen Einschaltung des Vakuums ausgerüstet ist, wobei das das Greifer-Endstück aufnehmende Ende des Körpers (1) eine innere Kammer (1 b) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kammer (1 b) von einem hinteren hohlen, als Vakuumbehälter dienenden Teil (1 a) durch einen vollen Teil (1 c) getrennt ist, der axial durch eine Verbindungsöffnung (1 c 1) unterbrochen ist und das Steuerorgan (3) aufnimmt.
2. -2- Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (3) ein digital zu betätigender Stößel (3 a) ist, der gelenkig an einer quer in der Stärke des vollen Teils (1 c) des Körpers (1) montierten Achse (4) gelagert ist, wobei die Möglichkeit zur begrenzten Verschiebung zum Verschließen oder Offenlassen der Verbindungsöffnung (1 c 1) mittels einer besonderen Einrichtung besteht, wobei die Öffnung beliebig durch einen Kolben (5) verschlossen werden kann, der einem elastischen Organ (6) zugeordnet und unter Wirkung der Drehung des Stößels (3 a) um seine Achse (4) steuerbar ist.
3. -3- Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (4) eine zentrale Nut (4 a) aufweist, die beliebig der Verbindungsöffnung (1 c 1) gegenüber gebracht werden kann oder nicht, wobei der Kolben (5) frei gleitend in einem Sackloch (1 c 3) gelagert ist, das senkrecht zur Öffnung (1 c 1) befindlich ist, so daß er sich der Öffnung gegenüber befinden kann oder nicht, je nachdem, ob auf den Stößel eingewirkt wird oder nicht, wobei sich der Kolben bei Nicht- Einwirkung auf die Feder über der Öffnung (1 c 1) befindet.
4. -4- Vakuumvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (3) ein geeignetes Profil für das Zusammenwirken mit ergänzenden Auflage- und Zentrierformen eines Halteorgans (8) besitzt, so daß ein automatischer Kippvorgang dieses Steuerorgans (3) bewirkt wird, was der Verschlußposition entspricht.
5. -5- Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (3) zwei den Querschnitt des Vorrichtungskörpers (1) umschließende Flügel (3 b) aufweist, die nach unten durch winklige Profilarme (3 c) verlängert sind, die mit den ergänzenden Auflage- und Zentrierformen der Halterung (8) zusammenwirken können.
6. -6- Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die ergänzenden Auflage- und Zentrierformen der Halterung (8) Einschnitte (8 a 2) sind, die ausgehend von einem Ende der beiden vertikalen, parallelen Flügel (8 a 1) eines den Vorrichtungskörper aufnahmenden geneigten Auflagekopfes (8 a) gebildet sind.
7. -7- Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (8 a 2) sich parallel zur geneigten Auflagefläche des Kopfes erstrecken.
8. -8- Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der geneigte Auflagekopf (8 a) am Ende eines vertikalen Ständers (8 b) ausgebildet ist, der so eingerichtet ist, daß er auf eine Arbeitsfläche gestellt und/oder auf ihr befestigt werden kann.
9. -9- Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der innere Querschnitt des als Vakuumbehälter dienenden hinteren Teils (1 a) vollkommen kreisförmig ist, während der äußere Umfang dieses Teils an der Gesamtheit oder an einem Teil seiner Länge gleichmäßig über den Umkreis verteilte halbflache Zonen (1 a 1) zur Gewährleistung einer guten Griffigkeit aufweist.