一种真空机械手的制作方法

本实用新型涉及大尺寸的太阳能电池及平板显示设备领域，特别涉及其中的一种真空机械手。

背景技术：

为追求工业产能，人们可以在真空设备反应腔内沿竖直方向堆叠多个子反应腔，以实现一次性处理多片基板的目的，采用这种叠层子反应腔结构的设备通常为团簇型，设备中央为一传输腔，所述传输腔内设置有一个旋转的多层机械手来实现一次性的多片基板传送。首先，该旋转机械手将基板从进片腔传送至反应腔中，成膜结束后，再将基板从反应腔传送至出片腔，在此传送过程中，反应腔只能处于等待状态。假如反应腔成膜时间很短，例如薄膜/晶硅异质结太阳能电池的I层非晶硅的覆膜厚度一般小于10nm，其工艺时间只有10-60s，此时，反应腔的等待时间就显得过长，成为制约产能的瓶颈。另外，旋转机械手还有诸如占地面积大、需占用单独传输腔，传输动作多，动力系统复杂，节拍慢等一系列不足。

另一种采用叠层子反应腔结构的设备，如直列式的设备，通常其腔体相对的两端具有开合装置，可以有效减少机械手搬运基板的次数，提高设备生产效率，然而，这种结构真空设备的基板通常采用一片一片的传递方式，这是因为对于大于1m²的大面积基板而言，基板过重，如果机械手一次多片传递会有较大下垂量，影响成膜质量，所以机械手后部会加设加强筋结构，这对于团簇式结构是没有问题的，但是对于两端开口的直列式设备而言，机械手后部的加强筋会阻挡基板传送，使之无法实现。所以现有技术中还无法很好的利用叠层设备来降低成本和提高产出。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种真空机械手，该真空机械手用于两端开合的多腔叠层的真空设备中，采用支架的设计来固定住横梁和真空机械臂，避免使用加强筋；将横梁分层固定在支架上，使得外部大气机械臂可在横梁之间进出；在真空机械臂与横梁之间增加垫块，使得大气机械臂可在真空机械臂的空隙处上下活动。从而实现真空机械手一次性传输多片基板的目的，有效提高设备产能。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种真空机械手，设置于真空设备的进片腔或者出片腔内，所述真空设备的反应腔内沿竖直方向堆叠多个子反应腔，所述进片腔或者出片腔相对的两端具有开合装置，所述真空机械手包括：一对支架、固定设置于所述支架之间的多层横梁、固定设置于所述横梁上的若干真空机械臂、以及位于所述真空机械臂和横梁之间的垫块，所述横梁的层数与所述子反应腔的个数相对应，所述横梁的位置与所述子反应腔的位置相对应，所述同一层横梁上的任意相邻的两个真空机械臂之间的距离大于与之配合使用的大气机械手的大气机械臂的宽度。

可选的，所述真空机械臂为等间隔的设置在所述横梁上。

可选的，所述设备为直列式设备。

可选的，所述设备为PECVD设备。

可选的，所述真空机械手用于传送面积大于1m²基板。

可选的，所述真空机械手用于搬运薄膜晶硅异质结太阳能电池的基板。

相对于现有技术，本实用新型所披露的技术手段具有以下技术效果：

1，采用两端具有开合装置的多腔叠层真空设备，能够有效减少真空机械手的搬运次数，极大的缩短反应腔等待时间，通过采用支架的设计来固定横梁和真空机械臂，可以避免常规技术中使用加强筋而造成的基板传输阻碍，通过将真空机械臂分层设置在与子反应腔对应的横梁上，并在真空机械臂与横梁之间增加垫块的方式来使外部大气机械臂可以在横梁之间进出，且使得大气机械臂可在真空机械臂的空隙处上下活动，从而使真空机械手能一次性传输多片基板，有效提高了设备产能。

2，采用本申请的真空机械手，可以节省设备空间，去除多余的传输腔，提高设备集约程度，降低设备成本。

附图说明：

图1：本申请一实施例的真空设备的布局示意图。

图2：图1所示真空设备中反应腔的内部结构示意图。

图3：本申请一实施例的真空机械手的结构立体图。

图4：本申请一实施例中大气机械手与真空机械手交接基板示意图。

具体实施方式：

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方法来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

图1所示为本实用新型一个具体实施例的真空设备的布局示意图。所述真空设备1可以是进行化学气相沉积反应的真空设备，如典型的为等离子体增强的化学气相沉积（PECVD）真空设备，所述真空设备处理的基板为大于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、金属基板或者陶瓷基板等，该真空机械手可用于太阳能电池或平板显示领域等，如用于搬运薄膜晶硅异质结太阳能电池的基板。图1中的PECVD设备1包括依次呈直线排列的进片腔10、反应腔20和出片腔30，所述各腔体之间依靠门阀（图中未示出）实现可隔离的连接。图2为真空设备中反应腔20 的内部结构示意图，所述反应腔20 的内部包含有数目不少于2 个的子反应腔201，所述各子反应腔201 在竖直方向上堆叠排列，以使多个子反应腔201 能够并行处理工艺过程。具体地，所述子反应腔体的数目可以为2-10 个，本实施例中所述反应腔内包含有3 个子反应腔201。所述各子反应腔201 可以共用一个或者多个供气系统或者真空系统。相应的，所述进片腔10与出片腔30 内设置有与各子反应腔201 位置相对应的真空机械手。

图3为本申请一实施例的真空机械手的结构立体图，该真空机械手100位于真空设备的进片腔10或者出片腔30内，进片腔10或者出片腔30的底部设置有滑轨105，真空机械手100的底部与滑轨105相连，可以在滑轨105上自由滑动。所述真空设备的进片腔或者出片腔相对应的两端设置有开合装置，用于基板的进出。真空机械手100包括：一对支架101、固定设置于支架101之间的多层横梁102、固定设置于横梁102上的若干真空机械臂103，和位于真空机械臂103和横梁102之间的垫块104。所述支架101用于支撑横梁102和真空机械臂103，驱动多层真空机械臂的运动。所述横梁102用于支撑真空机械臂103，在优选方案中，若干个真空机械臂103为等间隔的设置在所述横梁102上。所述真空机械臂103用于支撑基板，其通过垫块104加高固定于所述横梁102上。横梁102的层数与图2中子反应腔201的个数相对应，横梁102的位置也与子反应腔201的位置相对应，通常每个横梁102位置可与子反应腔201的中心位置持平。

在本申请中，真空机械手100的功能是将基板从进片腔10传输至反应腔20中，而基板从大气传输至进片腔10的工作则由大气机械手完成。图4所示为大气机械手400与真空机械手100交接基板示意图。由于真空机械手100为叠层结构，所以，与之相对应的外部大气机械手400也为叠层结构，且同一层横梁102上的任意相邻的两个真空机械臂103之间的距离应大于与之配合使用的大气机械臂403的宽度。

结合图1-图4可知，在基板的传输过程中：

首先是进片腔10与大气相连的开合装置打开，进片腔10与反应腔20相连的开合装置关闭，由于真空机械手100的相邻两个横梁102之间间距约为一个子反应腔201的高度，这个间距明显大于大气机械臂403的厚度，所以当外部大气机械手400承载基板并将基板送入进片腔10中时，能够交错停留在真空机械手100的真空机械臂103间隔的上方。由于相邻的真空机械臂103之间的距离大于大气机械臂403的宽度，且垫块104增加了真空机械臂和横梁之间的距离，所以使得大气机械臂可以在真空机械臂103的空隙处上下活动。

然后，大气机械臂403在真空机械臂103的空隙处下降，原来承载在大气机械臂403上的基板由真空机械臂103接住，大气机械臂103退出到进片腔10腔外，进片腔10与大气相连的开合装置关闭并开始抽真空。

最后，当进片腔10的真空度与反应腔20可比拟时，将进片腔10与反应腔20相连的开合装置打开，真空机械臂103将基板传送到各子反应腔201的腔室中，由子反应腔内的支撑柱接住后，真空机械臂103又退回到进片腔中等待下一次同样的传输，此时进片腔10与反应腔20相连的开合装置关闭。

上述基板传输过程是以进片腔内的真空机械手为例进行阐述，同理，出片腔内的真空机械手的基板传输与之类似，只是真空机械手将基板从子反应腔传输至出片腔，再由大气机械手将基板传输至真空设备外，具体过程不再赘述。

需要指出的是，在本实施例中，所涉及的真空设备可以是直列式设备，也可以是U型设备等，只要进片腔和出片腔相对应的两端开口，其传输基板的方向为一直线即可。

总的来说，本实用新型采用两端具有开合装置的多腔叠层真空设备，能够有效减少真空机械手的搬运次数，极大的缩短反应腔等待时间，通过采用支架的设计来固定横梁和真空机械臂，可以避免常规技术中使用加强筋而造成的基板传输阻碍，通过将真空机械臂分层设置在与子反应腔对应的横梁上，并在真空机械臂与横梁之间增加垫块的方式来使外部大气机械臂可以在横梁之间进出，且使得大气机械臂可在真空机械臂的空隙处上下活动，从而使真空机械手能一次性传输多片基板，有效提高了设备产能。另外，采用本申请的真空机械手，可以节省设备空间，去除多余的传输腔，提高设备集约程度，降低设备成本。

虽然本法明已以较佳的实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本法明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。