非接触式搬送设备.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103733323 A (43)申请公布日 2014.04.16 CN 103733323 A (21)申请号 201280038140.7 (22)申请日 2012.08.24 2011-182978 2011.08.24 JP H01L 21/677(2006.01) B65G 49/07(2006.01) (71)申请人 哈莫技术股份有限公司 地址 日本山梨县 (72)发明人 岩坂齐 德永英幸 舆石克洋 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 吕俊刚 刘久亮 (54) 发明名称 非接触式搬送设备 (57) 摘要 本发明抑制在以非。

2、接触的方式搬送板状构件 （W） 时该板状构件的转动。用于非接触地搬送板 状构件 （W） 的非接触式搬送设备 （1） 设置有 ： 板状 基板 ； 以及多个旋流形成体， 其设置在该基板上。 每个旋流形成体均设置有 ： 柱状主体 ； 圆筒室， 其 形成在该柱状主体内部， 在一侧留有开口 ； 平坦 的端面， 其形成在该圆筒室开口的该主体的表面 上 ； 喷射口， 其设置在圆筒室的内周表面上 ； 流体 引入口， 其设置在该主体的外表面上 ； 以及流体 通道， 其将所述喷射口与所述流体引入口连接。 每 个旋流形成体的流体通道被布置为使得沿着该端 面从该圆筒室流动的流体的方向变得与从被搬送 的板状构件 （W）。

3、 的重心朝向外周延伸的线基本平 行。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.01.29 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/071446 2012.08.24 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/027828 JA 2013.02.28 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 11 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图11页 (10)申请公布号 CN 103733323 A CN 103733323 A 1/1 页 2 1. 一种以非接触的方式搬送。

4、板状构件的非接触式搬送设备， 所述非接触式搬送设备包 括 ： 板状基体 ； 以及 多个旋流形成体， 所述多个旋流形成体设置在所述基体上， 其中所述多个旋流形成体 中的每一个旋流形成体均包括 ： 柱状主体 ； 圆筒室， 所述圆筒室形成在所述主体内部， 所述圆筒室在一端具有开口 ； 平坦的端面， 所述端面形成在所述主体的表面上， 所述圆筒室在该表面上开口 ； 喷射口， 所述喷射口设置在所述圆筒室的内周表面上 ； 流体引入口， 所述流体引入口设置在所述主体的外周表面上 ； 以及 流体通道， 所述流体通道将所述流体引入口连接到所述喷射口， 其中， 所述流体通道被 布置为使得沿着所述端面流出所述圆筒室的。

5、流体的方向与从被搬送的所述板状构件的重 心朝向该板状构件的外周延伸的线基本平行。 权 利 要 求 书 CN 103733323 A 2 1/6 页 3 非接触式搬送设备 技术领域 0001 本发明涉及非接触式搬送设备。 背景技术 0002 近年来， 已经开发了以非接触式的方式来搬送诸如半导体晶片或者玻璃基板的板 状构件的设备。例如， 在专利文献 1 中， 通过应用 Bernoulli 的理论提出了以非接触式的 方式来搬送板状构件的设备。在该设备中， 在圆筒室 （cylindrical chamber） 中生成旋流 （swirl flow） ， 并且在旋流的中心中生成的负压对板状构件施加吸力， 。

6、其中该圆筒室在该 设备的下侧开口。另一方面， 通过流出圆筒室的流体来保持该设备与板状构件之间的给定 距离。因此， 以非接触的方式来搬送板状构件。 0003 现有技术文献 0004 专利文献 0005 专利文献 1:JP2005-51260A1 发明内容 0006 本发明要解决的问题 0007 本发明的目的在于抑制在以非接触的方式搬送板状构件时导致的板状构件的旋 转。 0008 解决问题的手段 0009 本发明提供了一种以非接触的方式搬送板状构件的非接触式搬送设备， 所述非接 触式搬送设备包括 ： 板状基体 ； 以及多个旋流形成体， 所述多个旋流形成体设置在所述基 体上， 其中所述多个旋流形成体。

7、中的每一个旋流形成体均包括 ： 柱状主体 ； 圆筒室， 所述圆 筒室形成在所述主体内部， 所述圆筒室在一端具有开口 ； 平坦的端面， 所述端面形成在所述 主体的表面上， 所述圆筒室在该表面上开口 ； 喷射口， 所述喷射口设置在所述圆筒室的内周 表面上 ； 流体引入口， 所述流体引入口设置在所述主体的外周表面上 ； 以及流体通道， 所述 流体通道将所述流体引入口连接到所述喷射口， 其中， 所述流体通道被布置为使得流体沿 着所述端面流出所述圆筒室的方向与从被搬送的所述板状构件的重心朝向该板状构件的 外周延伸的线基本平行。 0010 本发明的效果 0011 与流体通道被布置为使得流体沿着腔室的端面流。

8、出旋流形成体的圆筒室的方向 与从被搬送的板状构件的重心朝向该构件的外周延伸的线不基本平行的情况相比， 根据本 发明， 可以抑制在以非接触的方式搬送板状构件时导致的板状构件的旋转。 附图说明 0012 图 1 是示出根据本发明的第一实施方式的非接触式搬送设备 1 的构造的立体图。 0013 图 2 示出非接触式搬送设备 1 的顶视图和侧视图。 说 明 书 CN 103733323 A 3 2/6 页 4 0014 图 3 是例示设置在非接触式搬送设备 1 中的定心机构 （centering mechanism） 13 的图。 0015 图 4 是根据第一实施方式的旋流形成体 2 的构造的立体图。。

9、 0016 图 5 是沿着图 4 的线 A-A 的旋流形成体 2 的截面图。 0017 图 6 是沿着图 4 的线 B-B 的旋流形成体 2 的截面图。 0018 图 7 是示出流体流出旋流形成体 2 的方向的图。 0019 图 8 是图 7 所示的部分 E 的放大图。 0020 图 9 是示出流体流出旋流形成体 2 的方向的图。 0021 图 10 是图 9 所示的部分 F 的放大图。 0022 图11是示出根据本发明的第二实施方式的非接触式搬送设备3的构造的立体图。 0023 图 12 示出非接触式搬送设备 3 的顶视图、 侧视图和底视图。 0024 图 13 是例示设置在非接触式搬送设备。

10、 3 中的定心机构 32 的图。 0025 图 14 是根据第一实施方式的旋流形成体 2a 的构造的立体图。 0026 图 15 是沿着图 14 的线 H-H 的旋流形成体 2a 的截面图。 0027 图 16 是沿着图 14 的线 I-I 的旋流形成体 2a 的截面图。 0028 图 17 是示出流体流出旋流形成体 2a 的方向的图。 0029 图 18 是图 17 所示的部分 J 的放大图。 具体实施方式 0030 下面将参照附图来描述本发明的实施方式。 0031 （1） 第一实施方式 0032 图 1 是示出根据本发明的第一实施方式的非接触式搬送设备 1 的构造的立体图。 图 2（a） 。

11、是非接触式搬送设备 1 的顶视图， 并且图 2（b） 是非接触式搬送设备 1 的侧视图。 图 3 是例示设置在非接触式搬送设备 1 中的定心机构 13 的图。非接触式搬送设备 1 是以 非接触的方式来保持并且搬送诸如半导体晶片或玻璃基板的板状构件 W 的设备。 0033 非接触式搬送设备 1 包括 ： 板状基体 11 ； 六个旋流形成体 2， 所述旋流形成体 2 被 固定在基体11上并且具有柱状 ； 保持部12， 所述保持部12被保持以移动基体11 ； 以及定心 机构13， 所述定心机构13用于对板状构件W进行定位。 基体11包括矩形基部111和从基部 111 叉状延伸的两个臂部 112。在每。

12、个臂部 112 的末端处， 固定有柱状定心引导件 （guide） 113。 0034 图 4 是旋流形成体 2 的构造的立体图。图 5 是沿着图 4 的线 A-A 的旋流形成体 2 的截面图。图 6 是沿着图 4 的线 B-B 的旋流形成体 2 的截面图。在旋流形成体 2 内部， 形 成圆筒室 21， 该圆筒室 21 包括柱状空间并且在一端具有开口。在圆筒室 21 开口的旋流形 成体 2 的表面处， 形成平坦的端面 22。在圆筒室 21 的内周表面处， 形成两个喷射口 23， 并 且在旋流形成体 2 的外周表面处， 形成两个流体引入口 24。喷射口 23 和流体引入口 24 经 由流体通道 2。

13、5 连接。两个流体通道 25 被布置为使得所述两个流体通道 25 彼此平行。在 圆筒室 21 的开口边缘处， 形成斜面 26。 0035 旋流形成体 2 的与端面 22 相反的面被固定在基部 111 或者臂部 112 上。从基部 111 或者臂部 112 到每个旋流形成体 2 的端面 22 的高度是相同的。 说 明 书 CN 103733323 A 4 3/6 页 5 0036 在保持部 12 的侧表面处， 设置流体供给口 121。在基体 11 内部， 形成将流体供给 口 121 连接到每个旋流形成体 2 的流体引入口 24 的流体通道 （没有示出） 。 0037 定心机构 13 设置在基体 。

14、11 下面， 该定心机构 13 对以非接触的方式保持的板状构 件 W 进行定位， 并且防止板状构件 W 从非接触式搬送设备 1 脱落。如图 3 所示， 定心机构 13 包括汽缸 （cylinder） 131 和环形板 133。汽缸 131 设置在保持部 12 内部。环形板 133 的一端与汽缸 131 连接 （couple） 。在环形板 133 的另一端处， 固定有两个柱状定心引导件 132。当通过使用由流体供给装置 （没有示出） 提供的流体对汽缸 131 施加压力时， 定心引导 件 132 沿着图 3 所示的箭头 C 的方向移动。当对汽缸 131 进行减压时， 定心引导件 132 沿 着图 。

15、3 所示的箭头 D 的方向移动。 0038 在前面描述的非接触式搬送设备1中， 当经由流体供给口121从流体供给装置 （没 有示出） 供给流体 （例如， 空气） 时， 通过形成在基体 11 内部的流体通道 （没有示出） 将所述 流体送到每个旋流形成体 2 的流体引入口 24。被送到流体引入口 24 的流体经过流体通道 25， 并且经由喷射口 23 被排放到圆筒室 21 中。被排放到圆筒室 21 中的流体形成旋流并且 在圆筒室 21 中被整流 （straightened） ， 并且之后从圆筒室 21 的开口流出。 0039 在这种情况下， 如果板状构件 W 被定位为与端面 22 相对， 则流到圆。

16、筒室 21 的外部 空气的流动受到限制。另外， 由于旋流的离心力发展， 并且生成了夹带， 因此在旋流的中心 的每单位体积流体分子的密度变小， 即， 生成了负压。结果， 板状构件 W 被周围的空气推向 端面 22。另一方面， 随着板状构件 W 接近端面 22， 流出圆筒室 21 的空气的量减少， 并且通 过喷射口 23 被排放到圆筒室 21 中的流体的速度减小， 使得旋流的中心的压力增加。因此， 板状构件 W 不与端面 22 接触， 并且在板状构件 W 与端面 22 之间保持给定距离。 0040 在由非接触式搬送设备 1 保持板状构件 W 的情况下， 如果对定心机构 13 的汽缸 131 施加压。

17、力， 则定心引导件 132 沿着图 3 所示的箭头 C 的方向移动。因此， 由定心引导件 132 沿着图 3 所示的箭头 C 的方向移动板状构件 W， 使得该板状构件 W 的外周由定心引导件 113 和定心引导件 132 来调整 （即， 对板状构件 W 进行定位） 。另一方面， 如果对汽缸 131 进 行减压， 则定心引导件 132 沿着图 3 所示的箭头 D 的方向移动， 使板状构件 W 的调整终止。 0041 图 7 是示出流体流出非接触式搬送设备 1 的每个旋流形成体 2 的方向的图。具体 地说， 图 7 是示出流体从每个旋流形成体 2 的圆筒室 21 的开口流出的方向的图。图 8 是图。

18、 7 所示的部分 E 的放大图。在所述图中， 箭头示出了流体从旋流形成体 2 的圆筒室 21 的开 口流出的方向。点划线示出了流体通道 25。双点划线 L 示出了沿着径向方向从板状构件 W 的重心 G 延伸、 并且与旋流形成体 2 的中心轴线 （或者形成在圆筒室 21 中的旋流的中心轴 线） 交叉的线。如图所示， 在根据本实施方式的非接触式搬送设备 1 中， 流体通道 25 被布置 为使得流体沿着与双点划线 L 平行的方向流出。 0042 应当指出的是， 流体流出圆筒室 21 的方向取决于该圆筒室 21 的直径和深度以及 流体的速度。本文中的流体的流动方向例如是流体的合成矢量。 0043 与图。

19、7相比， 图9是示出流体沿着与双点划线L不平行的方向流出的情况的图。 如 图所示， 在该情况下， 流体流出旋流形成体2的方向与双点划线L不平行 ； 相反， 该方向与双 点划线 L 的角度大约是 45 度。 0044 图 10 是图 9 所示的部分 F 的放大图。在所述图中， 将示出流体流出圆筒室 21 的 方向的箭头表示为矢量 Va1。将另一箭头表示为矢量 Va2。如果矢量 Va1 被分解成沿着板 说 明 书 CN 103733323 A 5 4/6 页 6 状构件 W 的径向方向的矢量和沿着板状构件 W 的切线方向的矢量， 则该矢量 Va1 被分解成 矢量 Vb1 和矢量 Vc1。如果矢量 。

20、Va2 被分解成沿着板状构件 W 的径向方向的矢量和沿着板 状构件 W 的切线方向的矢量， 则该矢量 Va2 被分解成矢量 Vb2 和矢量 Vc2。基于上述内容， 可以理解的是在图 9 所示的情况下， 流出圆筒室 21 的流体将导致板状构件 W 沿着切线方向 旋转的力施加至板状构件 W。 0045 由于矢量Vc1和矢量Vc2彼此相反， 因此看起来它们彼此抵消了， 使得导致板状构 件 W 旋转的力没有被施加至板状构件 W。在理论上可能是这样的， 但是在实践中， 这两个力 可能不彼此平衡， 从而导致板状构件W沿着任一方向旋转。 然而， 在图7所示的以上情况下， 由于流体沿着与沿着径向方向从板状构件。

21、 W 的重心延伸的线平行的方向流出圆筒室 21， 因 此没有将导致板状构件W沿着切线方向旋转的力施加至板状构件W。 因此， 由流体流出导致 的板状构件 W 的旋转被抑制。 0046 （2） 第二实施方式 0047 图11是示出根据本发明的第二实施方式的非接触式搬送设备3的构造的立体图。 图 12（a） 是非接触式搬送设备 3 的顶视图， 图 12（b） 是非接触式搬送设备 3 的侧视图， 并 且图 12（c） 是非接触式搬送设备 3 的底视图。图 13 是例示设置在非接触式搬送设备 3 中 的定心机构 32 的图。 0048 在下面的描述中， 与第一实施方式共享的部件将由相同的标记来表示， 并。

22、且所述 部件的说明将被省略。 0049 非接触式搬送设备 3 包括 ： 板状基部 31 ； 六个旋流形成体 2a， 所述旋流形成体 2a 被固定在基部31上并且具有柱状 ； 以及定心机构32， 所述定心机构32用于对板状构件W进 行定心。在基部 31 的外表面处， 设置流体供给口 311， 该流体供给口 311 经由形成在基部 31 内部的流体通道 （没有示出） 连接到每个旋流形成体 2a 的流体引入口 24a（参见图 15） 。 0050 图 14 是旋流形成体 2a 的构造的立体图。图 15 是沿着图 14 的线 H-H 的旋流形成 体 2a 的截面图。图 16 是沿着图 14 的线 I-。

23、I 的旋流形成体 2a 的截面图。除了在根据第一 实施方式的旋流形成体 2 中， 流体引入口 24 设置在旋流形成体 2 的外周表面处， 并且流体 通道25是直的 ； 而在根据本实施方式的旋流形成体2a中， 流体引入口24a设置在旋流形成 体 2a 的与端面 22 相反的面上， 并且流体通道 25a 是弯曲的之外， 根据本实施方式的旋流形 成体 2a 的构造与根据第一实施方式的旋流形成体 2 的构造类似。 0051 旋流形成体 2a 的与端面 22 相反的面被固定在基部 31 上。从基部 31 到每个旋流 形成体 2a 的端面 22 的高度是相同的。 0052 定心机构 32 设置在基部 31。

24、 的外表面处， 该定心机构 32 对以非接触的方式保持的 板状构件W进行定位， 并且防止板状构件W从非接触式搬送设备3脱落。 定心机构32包括 ： 六个汽缸321， 所述六个汽缸321在一端彼此连通 ； 杆状链接臂322， 所述杆状链接臂322中 的每一个都被连接到汽缸 321 ； 以及杆状定心引导件 323， 所述杆状定心引导件 323 中的每 一个都被连接到链接臂 322 的没有与汽缸 321 连接的一端。定心引导件 323 连接到链接臂 322， 使得该定心引导件 323 沿着与链接臂 322 垂直的方向延伸。 0053 由于六个汽缸 321 在一端彼此连通， 因此可以使用流体的一个通道。

25、对所有的汽缸 321进行加压或减压。 当由从流体供给装置 （没有示出） 供给的流体对汽缸321进行减压时， 六个链接臂 322 朝向中心移动， 并且同时， 定心引导件 323 朝向中心移动。当对汽缸 321 施 说 明 书 CN 103733323 A 6 5/6 页 7 加压力时， 六个链接臂 322 从中心移开， 并且同时， 定心引导件 323 从中心移开。 0054 在前面描述的非接触式搬送设备3中， 当经由流体供给口311从流体供给装置 （没 有示出） 供给流体 （例如， 空气） 时， 通过基体 31 内部的流体通道 （没有示出） 将所述流体送 到每个旋流形成体2a的流体引入口24a。。

26、 被送到流体引入口24a的流体经过流体通道25a， 并且经由喷射口 23 被排放到圆筒室 21 中。被排放到圆筒室 21 中的流体形成旋流并且在 圆筒室 21 中变直， 并且之后从圆筒室 21 的开口流出。 0055 在这种情况下， 如果板状构件 W 被定位为与端面 22 相对， 则流入圆筒室 21 的外部 空气受到限制。另外， 由于旋流的离心力发展， 并且生成了夹带， 因此在旋流的中心中的每 单位体积流体分子的密度变小， 即， 生成了负压。结果， 板状构件 W 被周围的空气推向端面 22。 另一方面， 随着板状构件W接近端面22， 流出圆筒室21的空气的量减少， 并且通过喷射 口 23 被排。

27、放到圆筒室 21 的流体的速度减小， 从而使得旋流的中心的压力增加。因此， 板状 构件 W 不与端面 22 接触， 并且在板状构件 W 与端面 22 之间保持给定距离。 0056 在由非接触式搬送设备3保持板状构件W的情况下， 如果对定心机构32的汽缸32 进行减压， 则六个链接臂 322 朝向中心移动， 并且同时， 定心引导件 323 朝向中心移动。因 此， 该板状构件 W 的外周由定心引导件 323 调整 （即， 对板状构件 W 进行定位） 。另一方面， 如果对汽缸 321 施加压力， 则六个链接臂 322 从中心移开， 并且同时， 定心引导件 323 从中 心移开。因此， 使板状构件 W。

28、 的调整终止。 0057 图 17 是示出流体流出非接触式搬送设备 1 的每个旋流形成体 2a 的方向的图。具 体地说， 图 17 是示出流体从每个旋流形成体 2a 的圆筒室 21 的开口流出的方向的图。图 18 是图 17 所示的部分 J 的放大图。在所述图中， 箭头示出了流体从旋流形成体 2a 的圆筒室 21 的开口流出的方向。点划线示出了流体通道 25a。双点划线 L 示出了沿着径向方向从板 状构件 W 的重心 G 延伸、 并且与旋流形成体 2a 的中心轴线 （或者形成在圆筒室 21 中的旋流 的中心轴线） 交叉的线。如图所示， 在根据本实施方式的非接触式搬送设备 3 中， 流体通道 2。

29、5a被布置为使得流体沿着与双点划线L平行的方向流出。 因此， 没有将导致板状构件W沿 着切线方向旋转的力施加至板状构件 W， 使得流体流出所导致的板状构件 W 的旋转被抑制。 0058 （3） 变型例 0059 可以如下所述修改以上实施方式。下面的变型例可以彼此组合。 0060 （3-1） 变型例 1 0061 在上面的实施方式中， 在非接触式搬送设备上设置了六个旋流形成体， 然而， 旋流 形成体的数量可以是六个之外的其它数量， 只要所述数量等于或大于两个即可。在设置两 个旋流形成体的情况下， 可以将这两个旋流形成体布置为使得它们隔着 （across） 板状构件 W 的重心彼此相对。旋流形成体。

30、可以具有矩形形状而不是柱状。 0062 （3-2） 变型例 2 0063 在上面的实施方式中， 在非接触式搬送设备上设置了定心机构， 但是可以不设置 定心机构。此外， 在第一实施方式中， 定心引导件 113 可以被省略。 0064 （3-3） 变型例 3 0065 在上面的实施方式中， 在非接触式搬送设备上设置了两个喷射口和两个流体通 道 ； 然而， 喷射口和流体通道的数量可以是一个或者两个以上。 0066 （3-4） 变型例 4 说 明 书 CN 103733323 A 7 6/6 页 8 0067 在上面的实施方式中， 假设板状构件 W 具有圆形形状， 但是在本实施方式中， 板状 构件 W。

31、 的形状可以是多边形。在这种情况下， 每个旋流形成体的流体通道被布置为使得 流体沿着与从板状构件 W 的重心朝向该构件的外周延伸的线平行的方向流出定心引导件 113。 0068 （3-5） 变型例 5 0069 在上面的实施方式中， 假设流体通道被布置为使得流体流出每个旋流形成体的圆 筒室的方向与沿着径向方向从板状构件 W 的重心延伸的线完全平行 ； 然而， 该方向可能与 该线不完全平行。 即使在该方向与该线不完全平行的情况下， 如果该方向与该线几乎平行， 则会使得导致板状构件 W 沿着切线方向旋转的力减少， 从而实现抑制板状构件 W 的旋转的 本发明的目的。 0070 （3-6） 变型例 6。

32、 0071 在上面的第一实施方式中， 非接触式搬送设备 1 的基体 11 和旋流形成体 2 可以一 体形成。类似地， 在上面的第二实施方式中， 非接触式搬送设备 3 的基部 31 和旋流形成体 2a 可以一体形成。 0072 附图标记的描述 0073 1、 3非接触式搬送设备， 2、 2a旋流形成体， 11基体， 12保持部， 13、 32定 心机构， 21圆筒室， 22端面， 23喷射口， 24、 24a流体引入口， 25、 25a流体通道， 26斜面， 31基部， 111基部， 112臂部， 113、 132、 323定心引导件， 121、 311流体供 给口， 131、 321汽缸， 1。

33、33链接板， 322链接臂， W板状构件。 说 明 书 CN 103733323 A 8 1/11 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 9 2/11 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 10 3/11 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 11 4/11 页 12 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 12 5/11 页 13 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 13 6/11 页 14 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 14 7/11 页 15 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 15 8/11 页 16 图 12 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 16 9/11 页 17 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 17 10/11 页 18 图 15 图 16 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 18 11/11 页 19 图 17 图 18 说 明 书 附 图 CN 103733323 A 19 。