一種真空機械手的制作方法

本實用新型涉及大尺寸的太陽能電池及平板顯示設備領域，特別涉及其中的一種真空機械手。

背景技術：

為追求工業產能，人們可以在真空設備反應腔內沿豎直方向堆疊多個子反應腔，以實現一次性處理多片基板的目的，采用這種疊層子反應腔結構的設備通常為團簇型，設備中央為一傳輸腔，所述傳輸腔內設置有一個旋轉的多層機械手來實現一次性的多片基板傳送。首先，該旋轉機械手將基板從進片腔傳送至反應腔中，成膜結束后，再將基板從反應腔傳送至出片腔，在此傳送過程中，反應腔只能處于等待狀態。假如反應腔成膜時間很短，例如薄膜/晶硅異質結太陽能電池的I層非晶硅的覆膜厚度一般小于10nm，其工藝時間只有10-60s，此時，反應腔的等待時間就顯得過長，成為制約產能的瓶頸。另外，旋轉機械手還有諸如占地面積大、需占用單獨傳輸腔，傳輸動作多，動力系統復雜，節拍慢等一系列不足。

另一種采用疊層子反應腔結構的設備，如直列式的設備，通常其腔體相對的兩端具有開合裝置，可以有效減少機械手搬運基板的次數，提高設備生產效率，然而，這種結構真空設備的基板通常采用一片一片的傳遞方式，這是因為對于大于1m²的大面積基板而言，基板過重，如果機械手一次多片傳遞會有較大下垂量，影響成膜質量，所以機械手后部會加設加強筋結構，這對于團簇式結構是沒有問題的，但是對于兩端開口的直列式設備而言，機械手后部的加強筋會阻擋基板傳送，使之無法實現。所以現有技術中還無法很好的利用疊層設備來降低成本和提高產出。

技術實現要素：

為解決上述問題，本實用新型提供了一種真空機械手，該真空機械手用于兩端開合的多腔疊層的真空設備中，采用支架的設計來固定住橫梁和真空機械臂，避免使用加強筋；將橫梁分層固定在支架上，使得外部大氣機械臂可在橫梁之間進出；在真空機械臂與橫梁之間增加墊塊，使得大氣機械臂可在真空機械臂的空隙處上下活動。從而實現真空機械手一次性傳輸多片基板的目的，有效提高設備產能。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種真空機械手，設置于真空設備的進片腔或者出片腔內，所述真空設備的反應腔內沿豎直方向堆疊多個子反應腔，所述進片腔或者出片腔相對的兩端具有開合裝置，所述真空機械手包括：一對支架、固定設置于所述支架之間的多層橫梁、固定設置于所述橫梁上的若干真空機械臂、以及位于所述真空機械臂和橫梁之間的墊塊，所述橫梁的層數與所述子反應腔的個數相對應，所述橫梁的位置與所述子反應腔的位置相對應，所述同一層橫梁上的任意相鄰的兩個真空機械臂之間的距離大于與之配合使用的大氣機械手的大氣機械臂的寬度。

可選的，所述真空機械臂為等間隔的設置在所述橫梁上。

可選的，所述設備為直列式設備。

可選的，所述設備為PECVD設備。

可選的，所述真空機械手用于傳送面積大于1m²基板。

可選的，所述真空機械手用于搬運薄膜晶硅異質結太陽能電池的基板。

相對于現有技術，本實用新型所披露的技術手段具有以下技術效果：

1，采用兩端具有開合裝置的多腔疊層真空設備，能夠有效減少真空機械手的搬運次數，極大的縮短反應腔等待時間，通過采用支架的設計來固定橫梁和真空機械臂，可以避免常規技術中使用加強筋而造成的基板傳輸阻礙，通過將真空機械臂分層設置在與子反應腔對應的橫梁上，并在真空機械臂與橫梁之間增加墊塊的方式來使外部大氣機械臂可以在橫梁之間進出，且使得大氣機械臂可在真空機械臂的空隙處上下活動，從而使真空機械手能一次性傳輸多片基板，有效提高了設備產能。

2，采用本申請的真空機械手，可以節省設備空間，去除多余的傳輸腔，提高設備集約程度，降低設備成本。

附圖說明：

圖1：本申請一實施例的真空設備的布局示意圖。

圖2：圖1所示真空設備中反應腔的內部結構示意圖。

圖3：本申請一實施例的真空機械手的結構立體圖。

圖4：本申請一實施例中大氣機械手與真空機械手交接基板示意圖。

具體實施方式：

為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方法來實施，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。

圖1所示為本實用新型一個具體實施例的真空設備的布局示意圖。所述真空設備1可以是進行化學氣相沉積反應的真空設備，如典型的為等離子體增強的化學氣相沉積（PECVD）真空設備，所述真空設備處理的基板為大于1m²的大尺寸基板，如1.1m*1.3m，所述基板可以是玻璃基板、石墨基板、金屬基板或者陶瓷基板等，該真空機械手可用于太陽能電池或平板顯示領域等，如用于搬運薄膜晶硅異質結太陽能電池的基板。圖1中的PECVD設備1包括依次呈直線排列的進片腔10、反應腔20和出片腔30，所述各腔體之間依靠門閥（圖中未示出）實現可隔離的連接。圖2為真空設備中反應腔20 的內部結構示意圖，所述反應腔20 的內部包含有數目不少于2 個的子反應腔201，所述各子反應腔201 在豎直方向上堆疊排列，以使多個子反應腔201 能夠并行處理工藝過程。具體地，所述子反應腔體的數目可以為2-10 個，本實施例中所述反應腔內包含有3 個子反應腔201。所述各子反應腔201 可以共用一個或者多個供氣系統或者真空系統。相應的，所述進片腔10與出片腔30 內設置有與各子反應腔201 位置相對應的真空機械手。

圖3為本申請一實施例的真空機械手的結構立體圖，該真空機械手100位于真空設備的進片腔10或者出片腔30內，進片腔10或者出片腔30的底部設置有滑軌105，真空機械手100的底部與滑軌105相連，可以在滑軌105上自由滑動。所述真空設備的進片腔或者出片腔相對應的兩端設置有開合裝置，用于基板的進出。真空機械手100包括：一對支架101、固定設置于支架101之間的多層橫梁102、固定設置于橫梁102上的若干真空機械臂103，和位于真空機械臂103和橫梁102之間的墊塊104。所述支架101用于支撐橫梁102和真空機械臂103，驅動多層真空機械臂的運動。所述橫梁102用于支撐真空機械臂103，在優選方案中，若干個真空機械臂103為等間隔的設置在所述橫梁102上。所述真空機械臂103用于支撐基板，其通過墊塊104加高固定于所述橫梁102上。橫梁102的層數與圖2中子反應腔201的個數相對應，橫梁102的位置也與子反應腔201的位置相對應，通常每個橫梁102位置可與子反應腔201的中心位置持平。

在本申請中，真空機械手100的功能是將基板從進片腔10傳輸至反應腔20中，而基板從大氣傳輸至進片腔10的工作則由大氣機械手完成。圖4所示為大氣機械手400與真空機械手100交接基板示意圖。由于真空機械手100為疊層結構，所以，與之相對應的外部大氣機械手400也為疊層結構，且同一層橫梁102上的任意相鄰的兩個真空機械臂103之間的距離應大于與之配合使用的大氣機械臂403的寬度。

結合圖1-圖4可知，在基板的傳輸過程中：

首先是進片腔10與大氣相連的開合裝置打開，進片腔10與反應腔20相連的開合裝置關閉，由于真空機械手100的相鄰兩個橫梁102之間間距約為一個子反應腔201的高度，這個間距明顯大于大氣機械臂403的厚度，所以當外部大氣機械手400承載基板并將基板送入進片腔10中時，能夠交錯停留在真空機械手100的真空機械臂103間隔的上方。由于相鄰的真空機械臂103之間的距離大于大氣機械臂403的寬度，且墊塊104增加了真空機械臂和橫梁之間的距離，所以使得大氣機械臂可以在真空機械臂103的空隙處上下活動。

然后，大氣機械臂403在真空機械臂103的空隙處下降，原來承載在大氣機械臂403上的基板由真空機械臂103接住，大氣機械臂103退出到進片腔10腔外，進片腔10與大氣相連的開合裝置關閉并開始抽真空。

最后，當進片腔10的真空度與反應腔20可比擬時，將進片腔10與反應腔20相連的開合裝置打開，真空機械臂103將基板傳送到各子反應腔201的腔室中，由子反應腔內的支撐柱接住后，真空機械臂103又退回到進片腔中等待下一次同樣的傳輸，此時進片腔10與反應腔20相連的開合裝置關閉。

上述基板傳輸過程是以進片腔內的真空機械手為例進行闡述，同理，出片腔內的真空機械手的基板傳輸與之類似，只是真空機械手將基板從子反應腔傳輸至出片腔，再由大氣機械手將基板傳輸至真空設備外，具體過程不再贅述。

需要指出的是，在本實施例中，所涉及的真空設備可以是直列式設備，也可以是U型設備等，只要進片腔和出片腔相對應的兩端開口，其傳輸基板的方向為一直線即可。

總的來說，本實用新型采用兩端具有開合裝置的多腔疊層真空設備，能夠有效減少真空機械手的搬運次數，極大的縮短反應腔等待時間，通過采用支架的設計來固定橫梁和真空機械臂，可以避免常規技術中使用加強筋而造成的基板傳輸阻礙，通過將真空機械臂分層設置在與子反應腔對應的橫梁上，并在真空機械臂與橫梁之間增加墊塊的方式來使外部大氣機械臂可以在橫梁之間進出，且使得大氣機械臂可在真空機械臂的空隙處上下活動，從而使真空機械手能一次性傳輸多片基板，有效提高了設備產能。另外，采用本申請的真空機械手，可以節省設備空間，去除多余的傳輸腔，提高設備集約程度，降低設備成本。

雖然本法明已以較佳的實施例披露如上，但本實用新型并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本法明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。