1 Jan. 2018
2 minuten
Bij de productie van fotocellen speelt de automatisering van het productieproces een centrale rol. Maar ook de handling van materialen in de toe- en afvoer naar en vanaf de productiemachines speelt een essentiële rol.
Verschillende processtappen, zoals de be- en ontlading van de wafers en cellen lopen daarbij naadloos in elkaar over. De keuze voor een bepaalde handlingstechniek wordt terdege bepaald door zijn invloed op de stabiliteit van het 24-uurs productieproces en beperking van storingen en schades. Want het zijn deze keuzes die bepalend zijn voor de werkingscapaciteit en -graad van de gereed gemonteerde fotocel-modulen. Het bewerken met de hand en mechanische grijpsystemen hebben hier een aantoonbaar en daardoor een doorslaggevend nadeel.
Extreme omstandigheden
Niet iedere vacuümgrijper is per definitie geschikt voor alle bewerkingen als grijpen, (snel) verplaatsen, meten, positioneren, stapelen of afleggen. Ten eerste zijn de wafers van siliciumkristal extreem dun (typisch is 200 – 120 µm), en daardoor uiterst breekbaar. Ten tweede vindt de productie vaak plaats onder cleanroom omstandigheden, en daardoor worden er bijzondere eisen gesteld aan de productiemiddelen in verband met de optredende vervuilingen. Ten derde wordt men door de sterke concurrentie altijd gedwongen te zoeken naar een hogere productie-efficiëntie. Derhalve worden in alle delen van de fotocelproductie bij voorkeur vacuümgrijpers gebruikt, het liefst gekoppeld aan snelle robots of andere handlingssystemen.
Wafer-gripper
Volgens de laatste stand der techniek worden momenteel conventionele zuignappen en ook zweef-zuigers ingezet die functioneren volgens het Bernouille-principe. Beide grijpervarianten hebben toch behoorlijke nadelen. Conventionele nappen zijn goed inzetbaar bij hoge versnellingen en korte cyclustijden, maar de contactoppervlaktes worden dan behoorlijk blootgesteld aan zware belastingen en chemische verontreinigingen. Bij de zwevende bernouillezuiger is hier veel minder sprake van, maar hier hebben we te maken met het nadeel van het niet precies positioneren, lage handelingssnelheid door de geringe vasthoudkracht en een verontreinigende persluchtafblaas in de procesruimte.
‘Schmalz heeft met de ontwikkeling van haar nieuwe SWG grijper voordelen samengevoegd en de besproken nadelen geëlimineerd. Bouwend op een nieuw werkingsconcept bij deze handlingstechniek wordt een nieuwe fase bereikt in proceszeker en veilig handlen. Daarbij wordt nu de magische grens van een cyclustijd van één seconde bereikt!’, aldus een woordvoerder van de Hengelose firma. ‘De SWG grijper neemt de wafer met het volle oppervlak afdrukvrij op, daarbij de hoogste eisen gesteld aan transportsnelheid en -versnelling in acht nemend. Deze wijze van handling staat zelfs nauwkeurige positionering toe bij deelbelading van de modulen. Door het compleet afvoeren van de persluchtaflblaas met haar kleinste deeltjesverontreinigingen, is dan ook productie onder cleanroomomstandigheden mogelijk.’ Middels specifieke robotflensaansluitingen, en uitsparingen in de grijper voor diverse meetsensoren kan de SWG grijper onder diverse geautomatiseerde omstandigheden ideaal ingezet worden, zo meldt Schmalz.