CN114709165B - 一种晶圆环取料手 - Google Patents

一种晶圆环取料手

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Abstract

本发明提出了一种晶圆环取料手，包括：底板，底板上设有安装部，安装部中设有容纳口；安装座，安装座可转动地设置在容纳口中；驱动机构，驱动机构安装在底板上，且驱动机构用于驱动安装座转动；夹持机构，夹持机构安装在安装座的底部并用于对晶圆环进行夹持。本方案的技术效果在于：提出了一种对晶圆边侧的晶圆环进行夹持的技术方案，从而实现了对晶圆的取放，同时通过设置驱动机构来带动安装座转动，从而实现了对晶圆的位置调节。

Description

一种晶圆环取料手
技术领域
本发明涉及半导体转运设备技术领域，具体涉及一种晶圆环取料手。
背景技术
现有技术中的晶圆夹持设备都是采用托举或吸盘吸附的方式，这种方式的精度不高且容易发生脱落，现有技术中也提出了相关的专利文件，如申请号为202021499455.X，名称为一种晶圆自动夹取双手臂机械手的发明专利，包括升降电机、升降主动轮、升降滑轨、旋转组件、第一旋转电机、移动组件、移动电机、连接主动轮、连接皮带、连接从动轮、晶圆手臂、底板、第一挡板、升降丝杆、L型座、安装板、限位滑轨、顶板、安装台、支撑块、移动板、第二挡板、转动轴、转环、第二旋转电机和安装盒，所述底板的顶端一侧中心两端分别与第一挡板的底端固定连接，所述第一挡板的一侧与第二挡板的一侧中心两端固定连接，该方案利用安装的两个相互对应的晶圆手臂，对晶圆进行取放，其稳定性不高。鉴于此需要提出一种新的技术方案来解决以上技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种晶圆环取料手，提出了一种对晶圆边侧的晶圆环进行夹持的技术方案，从而实现了对晶圆的取放，同时通过设置驱动机构来带动安装座转动，从而实现了对晶圆的位置调节。
具体的，本发明提出了一种晶圆环取料手，包括：
底板，所述底板上设有安装部，所述安装部中设有容纳口；
安装座，所述安装座可转动地设置在所述容纳口中；
驱动机构，所述驱动机构安装在所述底板上，且所述驱动机构用于驱动所述安装座转动；
夹持机构，所述夹持机构安装在所述安装座的底部并用于对晶圆环进行夹持。
优选的，所述安装座为圆环状，且所述安装座绕其自身轴线方向转动。
优选的，所述驱动机构包括：
伺服电机，所述伺服电机安装在所述底板上，且所述伺服电机的输出轴上固定有驱动轮；
同步轮，所述同步轮和所述安装座之间同轴连接，所述驱动轮通过同步带与所述同步轮传动连接并用于带动所述安装座转动。
优选的，所述安装座的上表面和下表面之间贯通设置有安装槽，且所述安装座的下表面设有用于对晶圆环进行卡合的卡合槽，所述卡合槽和所述安装槽贯通，所述夹持机构包括夹持件，所述夹持件的一端可转动地设置在所述安装槽中，所述夹持件的另一端用于对所述晶圆环进行夹持。
优选的，所述夹持机构还包括推挤机构，所述推挤机构具有一个沿竖直方向运动的输出端，该输出端穿入至所述安装槽并用于驱动所述夹持件转动。
优选的，所述夹持件的数量为多个，多个所述夹持件围绕所述安装座的轴线进行均匀的圆周阵列分布，所述安装槽的数量和所述夹持件的数量相同，且所述夹持件和所述安装槽之间一一对应设置。
优选的，所述底板上设有用于对所述安装座进行刹车的刹车机构。
优选的，所述刹车机构包括：
伸缩缸，所述伸缩缸的缸体固定在所述底板上或所述所述伸缩缸的缸体通过安装组件设置在所述底板上；
刹车部件，所述刹车部件固定在所述伸缩缸的活塞杆上或所述刹车部件通过连接板固定在所述伸缩缸的活塞杆上，所述伸缩缸用于带动所述连接板和所述刹车部件直线运动，并使刹车部件可抵压在所述同步轮上进行止刹。
优选的，所述连接板包括：
第一纵向臂，所述第一纵向臂的一侧面与所述所述刹车部件固定，所述第一纵向臂的另一侧面与所述活塞杆固定；
第二纵向臂，所述第二纵向臂位于所述伸缩缸的远离所述第一纵向臂的一侧，第二纵向臂通过横向臂与所述第一纵向臂固定，所述第一纵向臂和所述第二纵向臂之间的距离大于所述伸缩缸的缸体长度且小于所述伸缩缸拉伸时的最大长度。
优选的，所述连接板通过导轨组件安装在所述底板上，所述导轨组件的轨道方向和所述伸缩缸的伸缩方向相同。
优选的，所述横向臂上设有贯通口，所述贯通口用于外部的供气管与所述伸缩缸的缸体连接。
优选的，所述容纳口中还设有用于检测所述安装座转动角度的感应器。
本方案的有益效果：
1、本方案提出了一种对晶圆边侧的晶圆环进行夹持的技术方案，从而实现了对晶圆的取放，同时通过设置驱动机构来带动安装座转动，从而实现了对晶圆的位置调节。
2、推挤机构具有一个沿竖直方向运动的输出端，该输出端穿入至安装槽并用于推动夹持件转动。推挤机构可采用电缸和推杆的组合，可以采用气缸或液压缸和推杆的组合。其中推挤机构和取料手的其他机构之间是可以独立存在的，推挤机构非必须连接于取料手的其他机构上。从而减小了取料手的厚度和体积，更加便于对晶圆环取料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本实施例提出的一种晶圆环取料手的立体结构示意图；
图2是本实施例中晶圆环取料手的剖视结构示意图；
图3是本实施例中夹持机构的结构示意图；
图4是本实施例中刹车机构的立体结构示意图；
图5是本实施例中晶圆的立体结构示意图；
图6是本实施例中晶圆的俯视方向的结构示意图。
其中附图中所涉及的标号如下：
11-底板；12-安装部；13-容纳口；14-安装座；15-驱动机构；16-夹持机构；17-伺服电机；18-同步带；19-同步轮；20-安装槽；21-晶圆环；22-卡合槽；23-夹爪；24-轴销； 25-扭簧；26-支撑凸起；27-伸缩缸；28-连接板；29-刹车部件；30-导轨组件；31-感应器； 32-安装块；33-第一纵向臂；34-第二纵向臂；35-横向臂；36-贯通口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图6所示，本实施例提出了一种晶圆环取料手，包括：
底板11，底板11上设有安装部12，安装部12中设有容纳口13；
安装座14，安装座14可转动地设置在容纳口13中；
驱动机构15，驱动机构15安装在底板11上，且驱动机构15用于驱动安装座14转动；
夹持机构16，夹持机构16安装在安装座14的底部并用于对晶圆环21进行夹持。
本方案的技术效果在于：提出了一种对晶圆边侧的晶圆环21进行夹持的技术方案，从而实现了对晶圆的取放，同时通过设置驱动机构15来带动安装座14转动，从而实现了对晶圆的位置调节。
作为本实施例的一种实施方式，如图1和图2所示，安装座14为圆环状，且安装座14绕其自身轴线方向转动。本方案的技术效果在于，将安装座14设置成圆环状，便于安装座14在容纳口13中转动，且需要较小的活动空间。
作为本实施例的一种实施方式，如图1所示，驱动机构15包括：
伺服电机17，伺服电机17安装在底板11上，且伺服电机17的输出轴上固定有驱动轮；
同步轮19，同步轮19和安装座14之间同轴连接，驱动轮通过同步带18与同步轮19传动连接并用于带动安装座14转动。
本方案的工作原理：伺服电机17工作时，驱动轮通过同步带18带动同步轮19转动，进而可以带动安装座14转动，用于调节晶圆环21的角度。
作为本实施例的一种实施方式，如图1和图2所示，安装座14的上表面和下表面之间贯通设置有安装槽20，且安装座14的下表面设有用于对晶圆环21进行卡合的卡合槽22，卡合槽22和安装槽20贯通，夹持机构16包括夹持件，夹持件的一端可转动地设置在安装槽20中，夹持件的另一端用于对晶圆环21进行夹持。
作为本实施例的一种实施方式，如图2和图3所示，夹持机构16还包括推挤机构，推挤机构具有一个沿竖直方向运动的输出端，该输出端穿入至安装槽20并用于驱动夹持件转动。
工作原理，推挤机构的输出端穿过安装槽20并推挤夹持件转动一定的角度，从而使得夹持件对晶圆环进行夹持。
优选的，夹持件的数量为多个，多个夹持件围绕安装座14的轴线进行均匀的圆周阵列分布，安装槽20的数量和夹持件的数量相同，且夹持件和安装槽20之间一一对应设置。
夹持机构还包括安装块32，安装块32用于安装夹持件，本方案采用安装块32与夹持件先组装成型，然后将组装后的夹持机构安装到安装槽20中，具有安装省力、效率高的优点。
进一步的，安装块32的横截面为U形。
夹持件包括夹爪23、轴销24和扭簧25，夹爪23远离卡合槽的一端通过轴销24可转动地设置在安装块32上，夹爪23和安装块32之间设有扭簧25；
推挤机构，推挤机构具有一个沿竖直方向运动的输出端，该输出端穿入至安装槽20并用于推动夹持件转动。
推挤机构可采用电缸和推杆的组合，可以采用气缸或液压缸和推杆的组合。其中推挤机构和取料手的其他机构之间是可以独立存在的，推挤机构非必须连接于取料手的其他机构上。
作为本实施例的一种实施方式，如图3所示，夹爪23靠近卡合槽22的一端的底部设有支撑凸起26。本方案的技术效果在于，支撑凸起26用于对晶圆环21的底部进行支撑，用于防止晶圆环21的脱落。
作为本实施例的一种实施方式，如图1所示，底板11上设有用于对安装座14进行刹车的刹车机构。本方案的技术效果在于：用于对安装座14进行刹车，从而能够有效地控制安装座14的转动角度。
其中，刹车机构可以设置在底板11的容纳口13中或容纳口13外，当刹车机构设置在底板11的容纳口13外时，刹车机构对安装座14进行倾斜抵刹。
作为本实施例的一种实施方式，如图4所示，刹车机构包括：
伸缩缸27，伸缩缸27的缸体固定在底板11上或伸缩缸27的缸体通过安装组件设置在底板11上；
刹车部件29，刹车部件29固定在伸缩缸27的活塞杆上或刹车部件29通过连接板28固定在伸缩缸27的活塞杆上，所述伸缩缸27用于带动所述连接板28和所述刹车部件29 直线运动，并使刹车部件29可抵压在所述同步轮19上进行止刹。
本方案的技术效果在于：通过伸缩缸27的伸缩来带动刹车部件29运动，能够有效地对安装座14进行刹紧，具有刹车效率高的优点。
进一步的，连接板28包括：
第一纵向臂33，第一纵向臂33的一侧面与刹车部件29固定，第一纵向臂33的另一侧面与活塞杆固定；
第二纵向臂34，第二纵向臂34位于伸缩缸27的远离第一纵向臂33的一侧，第二纵向臂34通过横向臂35与第一纵向臂33固定，第一纵向臂33和第二纵向臂34之间的距离大于伸缩缸27的缸体长度且小于伸缩缸27拉伸时的最大长度。
本方案的技术效果在于：第一纵向臂33和第二纵向臂34之间的间距用于限制伸缩缸 27的最大拉伸长度，从而用于防止伸缩缸27拉伸长度过长，能够有效避免刹车部件29和安装座14之间的挤压力度过大。
横向臂35上设有贯通口36，贯通口36用于外部的供气管与伸缩缸27的缸体连接。作为本实施例的一种实施方式，如图4所示，连接板28通过导轨组件30安装在底板11上，导轨组件30的轨道方向和伸缩缸27的伸缩方向相同。
其中，导轨组件30的数量为两个且分别设置在伸缩缸27的缸体的两侧。
本方案的技术效果在于：在于为刹车部件29的移动提供导引，用于使刹车部件29的运动轨迹顺直，能够有效地提高刹车部件29的使用寿命。
作为本实施例的一种实施方式，容纳口13中还设有用于检测安装座14转动角度的感应器31。
工作时，在外部驱动装置的作用下，底板11上的安装座14位于晶圆环21上方的一定高度，外部驱动装置带动该取料手继续下降至晶圆环21上方适宜高度，使得晶圆环21落入卡合槽22中；并且在下降过程中，推挤机构动作，其输出端下压推动多个夹爪23，使得多个夹爪23均背向卡合槽22偏转运动；随后，推挤机构向上复位，多个夹爪23在扭簧25 的作用下，随之弹性复位，即均朝向卡合槽22运动，将晶圆环21夹持固定于卡合槽22中。其中，外部驱动装置可采用机器人或XYZ三轴驱动模组等。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种晶圆环取料手，其特征在于，包括：
底板(11)，所述底板(11)上设有安装部(12)，所述安装部(12)中设有容纳口(13)；
安装座(14)，所述安装座(14)可转动地设置在所述容纳口(13)中；
驱动机构(15)，所述驱动机构(15)安装在所述底板(11)上，且所述驱动机构(15)用于驱动所述安装座(14)转动；
夹持机构(16)，所述夹持机构(16)安装在所述安装座(14)的底部并用于对晶圆环(21)进行夹持；
所述安装座(14)的上表面和下表面之间贯通设置有安装槽(20)，且所述安装座(14)的下表面设有用于对晶圆环(21)进行卡合的卡合槽(22)，所述卡合槽(22)和所述安装槽(20)贯通，所述夹持机构(16)包括夹持件，所述夹持件的一端可转动地设置在所述安装槽(20)中，所述夹持件的另一端用于对所述晶圆环(21)进行夹持；
所述夹持件的数量为多个，多个所述夹持件围绕所述安装座(14)的轴线进行均匀的圆周阵列分布，所述安装槽(20)的数量和所述夹持件的数量相同，且所述夹持件和所述安装槽(20)之间一一对应设置；
所述夹持机构(16)还包括安装块（32），所述安装块（32）用于安装所述夹持件；
所述夹持件包括夹爪（23）、轴销（24）和扭簧（25），所述夹爪（23）远离卡合槽的一端通过所述轴销（24）可转动地设置在所述安装块（32）上，所述夹爪（23）和所述安装块（32）之间设有扭簧（25）；
工作时，在外部驱动装置的作用下，所述底板(11)上的安装座(14)位于晶圆环（21）上方的一定高度，外部驱动装置带动该取料手继续下降至所述晶圆环(21)上方适宜高度，使得所述晶圆环(21)落入卡合槽（22）中；并且在下降过程中，推挤机构动作，其输出端下压推动多个夹爪（23），使得多个所述夹爪（23）均背向卡合槽（22）偏转运动；随后，推挤机构向上复位，多个所述夹爪（23）在所述扭簧（25）的作用下，随之弹性复位，即均朝向所述卡合槽（22）运动，将所述晶圆环（21）夹持固定于所述卡合槽（22）中。
2.根据权利要求1所述的晶圆环取料手，其特征在于，所述安装座(14)为圆环状，且所述安装座(14)绕其自身轴线方向转动。
3.根据权利要求2所述的晶圆环取料手，其特征在于，所述驱动机构(15)包括：
伺服电机(17)，所述伺服电机(17)安装在所述底板(11)上，且所述伺服电机(17)的输出轴上固定有驱动轮；
同步轮(19)，所述同步轮(19)和所述安装座(14)之间同轴连接，所述驱动轮通过同步带(18)与所述同步轮(19)传动连接并用于带动所述安装座(14)转动。
4.根据权利要求1所述的晶圆环取料手，其特征在于，所述夹持机构(16)还包括推挤机构，所述推挤机构具有一个沿竖直方向运动的输出端，该输出端穿入至所述安装槽(20)并用于驱动所述夹持件转动。
5.根据权利要求3所述的晶圆环取料手，其特征在于，所述底板(11)上设有用于对所述安装座(14)进行刹车的刹车机构。
6.根据权利要求5所述的晶圆环取料手，其特征在于，所述刹车机构包括：
伸缩缸(27)，所述伸缩缸(27)的缸体固定在所述底板(11)上或所述所述伸缩缸(27)的缸体通过安装组件设置在所述底板(11)上；
刹车部件(29)，所述刹车部件(29)固定在所述伸缩缸(27)的活塞杆上或所述刹车部件(29)通过连接板(28)固定在所述伸缩缸(27)的活塞杆上，所述伸缩缸(27)用于带动所述连接板(28)和所述刹车部件(29)直线运动，并使刹车部件(29)可抵压在所述同步轮(19)上进行止刹。
7.根据权利要求6所述的晶圆环取料手，其特征在于，所述连接板(28)包括：
第一纵向臂(33)，所述第一纵向臂(33)的一侧面与所述所述刹车部件(29)固定，所述第一纵向臂(33)的另一侧面与所述活塞杆固定；
第二纵向臂(34)，所述第二纵向臂(34)位于所述伸缩缸(27)的远离所述第一纵向臂(33)的一侧，第二纵向臂(34)通过横向臂(35)与所述第一纵向臂(33)固定，所述第一纵向臂(33)和所述第二纵向臂(34)之间的距离大于所述伸缩缸(27)的缸体长度且小于所述伸缩缸(27)拉伸时的最大长度。
8.根据权利要求6所述的晶圆环取料手，其特征在于，所述连接板(28)通过导轨组件(30)安装在所述底板(11)上，所述导轨组件(30)的轨道方向和所述伸缩缸(27)的伸缩方向相同。
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