專利名稱：抓具、特別是伯努利吸盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抓具、特別是伯努利吸盤用于無接觸抓取平面的
構(gòu)件如硅基的晶片，包括 一個與一可控制的機(jī)械手臂連接的夾緊環(huán)； 一個經(jīng)由一喇叭形構(gòu)件與夾緊環(huán)連接的擋盤，該擋盤包括一抓取面， 該抓取面與 一 穿過喇叭形構(gòu)件和擋盤的流動系統(tǒng)連通，經(jīng)由該流動系 統(tǒng)在伯努利吸盤上施加一超壓以后，在擋盤的抓取面上產(chǎn)生負(fù)壓，用 于吸取待抓取的晶片；以及一個支承環(huán)的涂橡膠的支承面，所述支承 面內(nèi)置在抓取面中，通過該支承面提供在抓取面上被吸住的晶片的防 滑的移動；和一個傳感器，用以識別在抓取面上被吸住的晶片。
背景技術(shù)：
例如已知，在有斷裂危險的硅基的晶片或太陽能電池的自動化的 制造中，為了各種各樣的使用目的采用具有基于伯努利原理的抓具的 抓取系統(tǒng)，利用它通過在抓具的抓取面上的產(chǎn)生負(fù)壓，能夠在正好現(xiàn) 存的位置上單獨地?zé)o接觸地抓住晶片。但在這方面已證明相應(yīng)抓取的 晶 源。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，提供一種開頭所述型式的抓具，利用它 用于在無接觸地抓住平面的構(gòu)件如硅基的晶片時減小廢品，實現(xiàn)待抓 取的晶片在抓具的抓取面上特別防撞擊的貼靠。
按照本發(fā)明，通過一環(huán)繞地與抓具匹配的緩沖裝置達(dá)到該目的， 該緩沖裝置朝抓具的俯視圖看去的輪廓在外輪廓上環(huán)繞地突出于抓具 并且該緩沖裝置對于待抓取的晶片在其由吸取引起的向抓取面的接近時形成一這樣的緩沖阻力，使得晶片防撞擊地貼靠在支承環(huán)的涂橡膠 的支承面上。
優(yōu)選地，抓具的緩沖裝置由一具有彈性的刷毛的毛刷構(gòu)成，該刷 毛朝抓具的側(cè)視圖看去突出于抓具的全部其余的構(gòu)件一定的尺寸并且 對于待抓取的晶片在向抓取面的由吸取引起的接近時作為第一接觸形 成緩沖阻力。與自由伸出的刷毛端相反的刷毛端可以固定在一環(huán)繞的 毛刷邊緣中，毛刷邊緣可更換地固定在抓具的 一個環(huán)繞的夾緊槽中， 該夾緊槽由夾緊環(huán)和喇叭形構(gòu)件構(gòu)成。
還可設(shè)想，抓具的緩沖裝置構(gòu)成為一圓形的由塑料制成的薄膜坯 件的形式，其具有從后者的圓周徑向向內(nèi)延伸的、通過開口彼此分離 的彈性的薄片，它們保證在被抓住的平面構(gòu)件由吸取引起的接近時所 需要的緩沖，等價的實施形式同樣是可能的。
優(yōu)選，朝抓具的俯視圖看去，擋盤的抓取面的輪廓和毛刷的輪廓 是圓形的并且擋盤和毛刷同心于抓具的軸線設(shè)置。此外毛刷的彈性的
刷毛朝抓具的俯視圖看去可以構(gòu)成一開口的約340。的圓環(huán)，其中為一 用于識別被吸住的晶片的電容式傳感器在空間上配置毛刷的無刷毛的 環(huán)形部分。毛刷的刷毛也可以相對于擋盤的抓取面的平面成16.5°±1。 的角度向下傾斜地延伸，其中毛刷的彈性的刷毛朝抓具的側(cè)視圖看去 突出于抓具的全部其余的構(gòu)件的預(yù)定的尺寸在1.5mm至3.5mm的范 圍內(nèi)，優(yōu)選毛刷的彈性的刷毛由聚酰胺構(gòu)成。
幾乎可以說小心地以機(jī)械的方式被緩沖并接著防撞擊地貼靠在支承環(huán) 的涂橡膠的支承面上。在這種情況下，無論平面的構(gòu)件平行于或不平 行于支承面是無關(guān)緊要的，更確切地說在任何情況下減少有斷裂危險 的晶片在其操縱中損壞的危險并因此顯著地減少其廢品。涂橡膠的支 承面在待抓取的晶片與抓具的抓取面之間保證對于快速的側(cè)向移動所 需要的摩擦。
有利地，抓具的緩沖裝置環(huán)繞地與抓具匹配并且在外輪廓上環(huán)繞地突出于抓具，所述緩沖創(chuàng)造也可以是一本身封閉的、密封唇式的、 由適合的彈性的很軟的材料構(gòu)成的橡膠環(huán)，通過該橡膠環(huán)在晶片由吸 取引起地貼靠在支承環(huán)的涂橡膠的內(nèi)置于抓取面中的支承面上時在周 向上相對于由流動系統(tǒng)穿過的擋盤氣密地密封晶片。在該實施例中，
通過接通一在流動系統(tǒng)的空氣接頭上連接的真空泵轉(zhuǎn)為真空操作，而 同時斷開流動系統(tǒng)的一第二空氣接頭，其為了產(chǎn)生用于吸取晶片的壓 力差供給空氣。在伯努利吸取晶片時，密封唇式的橡膠環(huán)拉緊并且與 晶片一起形成一完整的密封圏。在密封圏內(nèi)可以建立真空，從而通過 大氣的外部壓力將晶片壓在涂橡膠的支承面上并防滑地固定。按這種 方式在支承環(huán)的涂橡膠的支承面上可靠地固定晶片時可以顯著地減少 空氣消耗量。


現(xiàn)在借助附圖描述按照本發(fā)明的抓具的優(yōu)選的實施形式。其中 圖1 示意示出的伯努利吸盤與一待抓取的晶片相配的剖開的 側(cè)視圖2從下面看去的伯努利吸盤的透視圖，無待抓取的晶片； 圖3從上面看去的伯努利吸盤的透視圖，無待抓取的晶片；以
及
圖4 相當(dāng)于圖2的伯努利吸盤的透視圖，但其中抓具的緩沖裝 置由一本身封閉的橡膠環(huán)構(gòu)成。
具體實施例方式
如由圖1至3可看出的，用于無接觸抓取平面的構(gòu)件如硅基的晶 片2的伯努利吸盤1基本上包括一夾緊環(huán)4，其連接于至少一個可控 制的機(jī)械手臂3; —擋盤6，其與夾緊環(huán)4經(jīng)由一喇叭形構(gòu)件5相連接 并且具有一抓取面7,在其中內(nèi)置一支承環(huán)10的一涂橡膠的支承面9; 一穿過喇叭形構(gòu)件5和擋板6的流動系統(tǒng)8，其與抓具1的抓取面7
6連通； 一在抓具l上環(huán)繞適應(yīng)的、以一具有彈性刷毛19的毛刷形式的 緩沖裝置12和一電容式傳感器，用以識別一由抓具1被吸住的晶片2。
在伯努利吸盤1上施加一超壓時，經(jīng)由流動系統(tǒng)8在擋盤6的抓 取面7上產(chǎn)生一負(fù)壓，以便由于形成壓力差吸取待抓取的晶片2。如 圖1最好說明的，由于同心于抓具1的縱軸線18設(shè)置擋盤6和構(gòu)成緩 沖裝置的毛刷12并且毛刷的圓形輪廓，朝抓具l的俯視圖看出，按外 輪廓環(huán)繞地突出于抓具并從而突出于擋盤6的圓形的抓取面7，待抓 取的晶片2在吸取引起的向抓取面7的接近時在任何情況下首先與毛 刷12的彈性刷毛13發(fā)生接觸，毛刷朝抓具1的側(cè)視圖看去，突出于 抓具1的夾緊環(huán)4、喇叭形構(gòu)件5和擋盤6 —個在1.5mm至3.5mm范 圍內(nèi)的尺寸。毛刷12的刷毛13按圖1可以相對于擋盤6的抓取面7 的平面成16.5°±1°向下傾斜地延伸，所述刷毛對于晶片2的吸取引起 的接近施加一這樣的緩沖阻力，使其防撞擊地貼靠在支承環(huán)10的涂橡 膠的支承面9上。因此以機(jī)械的和同時節(jié)省能量的方式顯著地減少晶 片2的斷裂危險。
如由圖1還可得出的，相反于自由伸出的刷毛端14的刷毛端15 固定于一環(huán)繞的毛刷邊緣16中，毛刷邊緣16可更換地保持在抓具1 的環(huán)繞的夾緊槽17中，其由夾緊環(huán)4和喇叭形構(gòu)件5構(gòu)成。因此能夠 按照待抓取的晶片2的面積尺寸在需要時以適當(dāng)?shù)姆绞礁鼡Q緩沖裝 置。
圖2和3示出，在抓具1的所示的實施形式中，毛刷12的彈性刷 毛13朝抓具1的俯視圖看去構(gòu)成一開口的約340。的圓環(huán)，其中毛刷 12的無刷毛的環(huán)部分19在空間上與電容式傳感器11相配，用以識別 被吸住的晶片2。
按照圖4，抓具1的緩沖裝置12環(huán)繞地與抓具匹配并且在外輪廓 上環(huán)繞地突出于抓具l，所述緩沖裝置由一本身封閉的、密封唇式的、 由適合的彈性的很軟的材料構(gòu)成的橡膠環(huán)，借助于該橡膠環(huán)在晶片由 吸取引起地貼靠在支承環(huán)10的涂橡膠的支承面9上時在周向上相對于 由流動系統(tǒng)8穿過的擋盤氣密地密封晶片2。伯努利吸盤1的操作緊接在晶片2的吸取引起的貼緊支承環(huán)10的涂橡膠的支承面9之后立即通過接通一在流動系統(tǒng)8的空氣接頭上連接的真空泵轉(zhuǎn)為真空操作，而同時斷開流動系統(tǒng)8的一第二空氣接頭，其為了產(chǎn)生用于吸取晶片2的壓力差供給空氣。在伯努利吸盤1吸取晶片2時，密封唇式的橡膠環(huán)12拉緊并且與晶片2—起形成一完整的密封圓。在密封圓內(nèi)可以建立真空，從而通過大氣壓力將晶片2壓在涂橡膠的支承面9上并防滑地保持。按這種方式在支承環(huán)10的支承面9上可靠地固定晶片2時顯著地減少空氣消耗量。
附圖標(biāo)記清單
1抓具，伯努利吸盤
2平面的構(gòu)件，硅基的晶片
3機(jī)械手臂
4夾緊環(huán)
5喇叭形構(gòu)件
6擋盤
7抓取面
8流動系統(tǒng)
9涂橡膠的支承面
10支承環(huán)
11傳感器
12緩沖裝置，毛刷，橡膠環(huán)
13刷毛
14自由伸出的刷毛端
15固定的刷毛端16 毛刷邊緣
17 夾緊槽
18 抓具的縱軸線
19 毛刷的無刷毛的環(huán)部分 d —定的尺寸
權(quán)利要求
1.抓具、特別是伯努利吸盤(1)，用于無接觸抓取平面的構(gòu)件如硅基的晶片(2)，包括一個與一可控制的機(jī)械手臂(3)連接的夾緊環(huán)(4)；一個經(jīng)由一喇叭形構(gòu)件(5)與夾緊環(huán)(4)連接的擋盤(6)，該擋盤包括一抓取面(7)，該抓取面與一穿過喇叭形構(gòu)件(5)和擋盤(6)的流動系統(tǒng)(8)連通，經(jīng)由所述流動系統(tǒng)在伯努利吸盤(1)上施加一超壓以后在擋盤(6)的抓取面(7)上產(chǎn)生負(fù)壓，用于吸取待抓取的晶片(2)；一個支承環(huán)(10)的涂橡膠的支承面(9)，該支承面內(nèi)置在抓取面(7)中，由該支承面提供在抓取面(7)上被吸住的晶片(2)的防滑的移動；和一個傳感器(11)，用以識別在抓取面(7)上被吸住的晶片(2)；其特征在于，設(shè)有一環(huán)繞地與抓具(1)匹配的緩沖裝置(12)，該緩沖裝置朝抓具(2)的俯視圖看去的輪廓在外輪廓上環(huán)繞地突出于抓具并且其對于待抓取的晶片(2)在其由吸取引起的向抓取面(7)的接近時形成一個這樣的緩沖阻力，使得晶片(2)防撞擊地貼靠在支承環(huán)(10)的涂橡膠的支承面(9)上。
2. 按照權(quán)利要求1所述的抓具，其特征在于，抓具(1)的緩沖 裝置由一具有彈性刷毛(13 )的毛刷(12 )構(gòu)成，所述刷毛朝抓具(1) 的側(cè)視圖看去突出于抓具的全部其余的構(gòu)件(4, 5， 6)—定的尺寸(d) 并且對于待抓取的晶片在由吸取引起的向抓取面(7 )的接近時作為第 一接觸形成緩沖阻力。
3. 按照權(quán)利要求1和2所述的抓具，其特征在于，與自由伸出的 刷毛端(14)相反的刷毛端(15)固定在一環(huán)繞的毛刷邊緣(16)中， 該毛刷邊緣可更換地固定在抓具(1)的環(huán)繞的夾緊槽(17)中，該夾 緊槽由夾緊環(huán)(4)和喇叭形構(gòu)件(5)構(gòu)成。
4. 按照上述權(quán)利要求之一項所述的抓具，其特征在于，朝抓具(1) 的俯視圖看去，擋盤(6)的抓取面(7)的輪廓和毛刷(12)的輪廓 是圓形的，并且擋盤(6)和毛刷(12)同心于抓具(1)的縱軸線(18) 設(shè)置。
5. 按照上述權(quán)利要求之一項所述的抓具，其特征在于，毛刷(12) 的彈性的刷毛朝抓具(1)的俯視圖看去構(gòu)成一開口的約340。的圓環(huán)， 其中為一用于識別被吸住的晶片(2)的電容式傳感器(11)在空間上 配置毛刷(12)的無刷毛的環(huán)部分(19)。
6. 按照上述權(quán)利要求之一項所述的抓具，其特征在于，毛刷(12) 的刷毛(13)相對于擋盤(6)的抓取面(7)的平面成16.5?！?°的角 度向下傾斜地延伸。
7. 按照上述權(quán)利要求之一項所述的抓具，其特征在于，毛刷(12) 的彈性的刷毛(13)朝抓具(1)的側(cè)視圖看去突出于抓具的全部其余 的(1)的構(gòu)件(4、 5、 6)的預(yù)定的尺寸在1.5mm至3.5mm的范圍 內(nèi)。
8. 按照上述權(quán)利要求之一項所述的抓具，其特征在于，毛刷(12) 的彈性的刷毛(13)由聚酰胺構(gòu)成。
9. 按照權(quán)利要求l所述的抓具，其特征在于，環(huán)繞地與抓具(l) 匹配的并且在外輪廓上環(huán)繞地突出于抓具的緩沖裝置(12)由一本身 封閉的、密封唇式的、由很軟的材料制成的橡膠環(huán)構(gòu)成，通過該橡膠 環(huán)在晶片由吸取引起地貼靠在支承環(huán)(10)的涂橡膠的內(nèi)置在抓取面(7)中的支承面(9)上時在周向上相對于由流動系統(tǒng)(8)穿過的擋 盤(6)氣密地密封晶片(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抓具、特別是伯努利吸盤(1)，用于抓取平面的構(gòu)件如硅基的晶片(2)，包括一個與一可控制的機(jī)械手臂(3)連接的夾緊環(huán)(4)；一個經(jīng)由一喇叭形構(gòu)件(5)與夾緊環(huán)(4)連接的擋盤(6)，該擋盤包括一抓取面(7)，其與一穿過喇叭形構(gòu)件(5)和擋盤(6)的流動系統(tǒng)(8)連通，經(jīng)由該流動系統(tǒng)在伯努利吸盤(1)上施加一超壓以后在擋盤(6)的抓取面(7)上產(chǎn)生一負(fù)壓，用于吸取待抓取的晶片(2)；一個支承環(huán)(10)的涂橡膠的支承面(9)，該支承面內(nèi)置在抓取面(7)中，通過該支承面提供在抓取面(7)上被吸住的晶片(2)的防滑的移動；和一個傳感器(11)，用以識別在抓取面(7)上被吸住的晶片(2)。為了實現(xiàn)待抓取的晶片特別防撞擊地貼靠在抓具的抓取面上，按本發(fā)明設(shè)有一環(huán)繞地與抓具(1)匹配的緩沖裝置(12)，該緩沖裝置朝抓具(2)的俯視圖看去的輪廓在外輪廓上環(huán)繞地突出于抓具并且其對于待抓取的晶片(2)在其由吸取引起的向抓取面(7)的接近時形成一個這樣的緩沖阻力，使得晶片(2)防撞擊地貼靠在支承環(huán)(10)的涂橡膠的支承面(9)上。
文檔編號H01L21/687GK101687322SQ200880018071
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者L·雷德曼, S·約納斯 申請人:約納斯雷德曼自動化技術(shù)有限公司