CN103287847A - 基板传输机构和具有它的基板传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基板传输机构包括：一种基板传输机构，其特征在于，包括：直线运动单元、旋转运动单元和主臂，其中：所述直线运动单元，通过所述主臂与所述旋转运动单元连接，所述直线运动单元用于驱动所述旋转运动单元作直线运动；所述旋转运动单元，用于旋转抓取或者松开基板。根据本发明实施例的基板传输机构，结构简单、操作方便且效率高，可省略了传统的基片传输机构中的通用式机械手臂等设备，成本低。本发明还公开了一种具有上述基板传输机构的基板传输系统。

Description

基板传输机构和具有它的基板传输系统

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，特别是涉及一种基板传输机构和具有该基板传输机构的基板传输系统。

背景技术

在半导体，LED等行业中通常要使用能够自动装卸基板的自动化装卸装置。通过自动化装卸装置，可以把准备进行工艺处理的基板摆放到工位上，并在完成工艺处理后回收基板。传统上，使用高性能的机械手臂和配套的自动化装置来完成基板的装卸，机械手臂可以完成旋转、伸缩和升降动作。此外，为了定位装片和放片工位，自动化装卸片装置通常还需要具有能够和机械手臂配套的其他装置来完成旋转和升降的动作。例如，传统的基板传输系统由机械手臂，以及配套的片盒旋转和升降装置，和托盘旋转和升降装置构成。

传统基板传输系统中，由于机械手臂需要具有旋转、伸缩和升降等多轴运动功能，因此价格昂贵，控制复杂，维护成本较高，操作需要一定的技能。此外，需要片盒旋转和升降装置以及托盘旋转和升降装置配合机械手臂，因此系统的结构复杂，控制复杂，进一步增加了成本。另外，还存在传输效率不高的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基板传输机构，该基板传输机构结构简单，操作方便且成本低。

本发明的另一目的在于提出一种具有上述基板传输机构的基板传输系统，该基板传输系统结构简单，控制和操作简单，成本低，传输效率高。

根据本发明第一方面实施例的基板传输机构包括：直线运动单元、旋转运动单元和主臂，其中：所述直线运动单元，通过所述主臂与所述旋转运动单元连接，所述直线运动单元用于驱动所述旋转运动单元作直线运动；所述旋转运动单元，用于旋转抓取或者松开基板。

根据本发明实施例的基板传输机构，根据本发明实施例的基板传输机构，结构简单、操作方便且效率高，可省略了传统的基片传输机构中的通用式机械手臂等设备，成本低。

另外，根据本发明的基板传输机构还具有如下附加技术特征：

所述旋转运动单元，包括：副臂，所述副臂的一端可枢转地安装在所述主臂上；

末端执行器，所述末端执行器安装在所述副臂的另一端用于抓取基板；和第二驱动器，所述第二驱动器与所述副臂相连以驱动所述副臂相对于所述主臂枢转。

所述直线运动单元是第一驱动器，所述第一驱动器与所述主臂相连以驱动所述主臂直线平移。

所述末端执行器为非接触式吸盘，由此使得末端执行器可以在不伤害基板的表面的情况下对基板进行传输。

所述第一驱动器为气缸、液压缸或电缸。

所述副臂通过枢轴可枢转地安装在所述主臂上，所述第二驱动器包括：驱动电机，所述驱动电机安装在所述主臂上；第一带轮，所述第一带轮安装在所述驱动电机的电机轴上；第二带轮，所述第二带轮安装在所述枢轴上；和传输带，所述传输带与所述第一带轮和第二带轮相连。

根据本发明第二方面实施例的基板传输系统包括：用于放置基板的托盘；片盒，所述片盒用于容置基板；片盒升降机构，所述片盒升降机构与所述片盒相连用于升降所述片盒；和基板传输机构，所述基板传输机构为根据本发明第一方面所述的基板传输机构，其中所述基板传输机构通过所述直线运动单元的直线平移和所述旋转运动单元的旋转在所述托盘和所述片盒之间传输所述基板。

根据本发明实施例的基板传输系统，通过片盒升降机构来配合基板传输机构的基板的抓取和放置工作，结构简单、控制和操作简单，成本低且传输效率高。另外，通过驱动副臂相对于主臂可旋转，从而使得末端执行器可更好地适应不同的片盒位置，为片盒的摆放方式提供了更多的选择。

所述片盒升降机构为电缸。

可选地，所述电缸带有旋转编码器以精确地实现片盒的升降和定位。

所述基板传输系统还包括托盘旋转机构，所述托盘旋转机构与所述托盘相连以驱动所述托盘旋转。通过采用托盘旋转机构，可以实现托盘的旋转和托盘上基板的定位，从而提高传输速率，或者解决末端执行器在其工作区域内不能旋转抓取基板的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的基板传输系统的俯视图；和

图2是图1中所示的基板传输系统的主视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图2描述根据本发明第一方面实施例的基板传输机构100，基板传输机构100用于抓取片盒400内的基板300并放到托盘200上，以及用于抓取托盘200上的基板300并放到片盒400中。

根据本发明实施例的基板传输机构100，包括直线运动单元、旋转运动单元和主臂1，其中所述直线运动单元，通过主臂1与所述旋转运动单元连接，所述直线运动单元用于驱动所述旋转运动单元作直线运动；所述旋转运动单元，用于旋转抓取或者松开基板。

根据本发明实施例的基板传输机构，结构简单、操作方便且效率高，可省略了传统的基片传输机构中的通用式机械手臂等设备，控制简单，成本低。

在本发明的一个具体实施例中，所述直线运动单元是第一驱动器2，第一驱动器2与主臂1相连以驱动主臂1直线平移。所述旋转运动单元包括：副臂3，末端执行器4和第二驱动器5，副臂3的一端可枢转地安装在主臂1上。末端执行器5安装在副臂3的另一端用于抓取基板。第二驱动器5与副臂3相连以驱动副臂3相对于主臂1枢转。。

如图2所示，第一驱动器2与主臂1相连以驱动主臂1直线平移，副臂3的一端可枢转地安装在主臂1上，末端执行器4安装在副臂3的另一端用于抓取基板300。第二驱动器5与副臂3相连以驱动副臂3相对于主臂1枢转，如图2所示，优选地，第二驱动器5与副臂3的一端相连。

由此，当需要将基板300从片盒400内放到托盘200上时，第一驱动器2驱动主臂1直线平移，第二驱动器5驱动副臂3相对于主臂1枢转以将末端执行器4移到片盒400中的基板300所在位置，从而进行抓取。抓取基板300后再通过第一驱动器2驱动主臂1直线平移以及通过第二驱动器5驱动副臂3相对于主臂1的枢转而将基板300移动到托盘200上的相应位置，末端执行器4将基板300放置到托盘上的相应位置，重复上述操作直到基板300放满托盘200。

当需要将托盘200上的基板300放到片盒400内时，第一驱动器2驱动主臂1直线平移，第二驱动器5驱动副臂3相对于主臂1枢转以将末端执行器4移到托盘200上的基板300所在位置，从而进行抓取。抓取基板300后再通过第一驱动器2驱动主臂1直线平移以及通过第二驱动器5驱动副臂3相对于主臂1的枢转而将基板300放入片盒400内，重复上述操作直到托盘200上的基板300全部放入片盒400内。

根据本发明实施例的基板传输机构100，通过采用第一驱动器2和第二驱动器5，可使副臂3上的末端执行器4灵活地完成基板抓取和放置的动作，由于第一驱动器2和第二驱动器5分别驱动，因此在设备空间允许的情况下可以实现同时驱动，这会大大提高传输效率，提高设备产能。另外，根据本发明实施例的基板传输机构，结构简单、操作方便且效率高，可省略了传统的基片传输机构中的通用式机械手臂等设备，控制简单，成本低。

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例，末端执行器4为非接触式吸盘，由此使得末端执行器4可以在不伤害基板300的表面的情况下对基板300进行传输。

在本发明的一个示例中，第一驱动器2为气缸、液压缸或电缸，优选为采用电缸。当然，本发明并不限于此，第一驱动器2还可以包括丝杆、同步带、同步轮和伺服电机等主要部件构成(图未示出)，上述构件可以被集成在一个壳体里以便于完成主臂1的伸缩运动。

如图2所示，副臂3通过枢轴6可枢转地安装在主臂1上，第二驱动器5包括驱动电机51、第一带轮52、第二带轮53和传输带54，其中驱动电机51安装在主臂1上，第一带轮52安装在驱动电机51的电机轴上，第二带轮53安装在枢轴上，传输带54与第一带轮52和第二带轮53相连。由此，驱动电机51启动时可驱动第一带轮52旋转，通过传输带54带动第二带轮53旋转，然后第二带轮53可通过枢轴6带动副臂3相对于主臂1旋转，使得位于副臂3的所述另一端(即图2中的右端)的末端执行器4可相对于主臂1旋转到基板300所在位置。上述形式的第二驱动器5为优选方式，本本发明并不限于此，本领域的技术人员可以采用其它合适的驱动器作为第二驱动器5。

下面参考图1和图2描述根据本发明第二方面实施例的基板传输系统。

根据本发明实施例的基板传输系统，包括：用于放置基板300的托盘200、片盒400、片盒升降机构500和基板传输机构，其中基板传输机构可以为根据本发明上述实施例描述的基板传输机构100。

如图1和图2所示，片盒400用于容置基板300，片盒升降机构500与片盒400相连用于升降片盒400，其中基板传输机构100的末端执行器4通过主臂1的直线平移和副臂3的旋转在托盘200和片盒400之间传输基板300。

例如，利用根据本发明实施例的基板传输系统从片盒400内抓取基板300并放置到托盘200上的过程为：

利用片盒升降机构500，把片盒400升降到适当高度，从而片盒400内的要被抓取的相应基板300位于基板抓取位置，启动第一驱动器2驱动主臂1平移到相应基板300所在的水平位置，通过第二驱动器5驱动副臂3旋转到片盒400内所述相应基板300的所在的基板抓取位置。利用末端执行器4抓取相应的基板300后，再通过第二驱动器5驱动副臂3回转并且通过第一驱动器2驱动主臂1直线平移到托盘200上的放置所述相应基板300的基板放置位置，末端执行器4将基板300放置到托盘200上的基板放置位置上。重复上述操作，可以将基板300放满托盘200。

相应地，从托盘200上抓取基板300并放置到片盒400内的过程与上述的从片盒400内抓取基板300并放置到托盘200上的过程相反，在此不再详细描述。

根据本发明实施例的基板传输系统，通过片盒升降机构500来配合基板传输机构100的基板300抓取和放置工作，结构简单、控制和操作简单，成本低且传输效率高。另外，通过驱动副臂3相对于主臂1可旋转，从而使得末端执行器4可更好地适应不同的片盒位置，为片盒400的摆放方式提供了更多的选择。当然，片盒400的摆放方式并不仅限于图1和图2中示出的位置和数量。此外，根据本发明实施例的基板传输系统，片盒400可以无需旋转仅需升降，从而无需设置片盒旋转机构，由此可以减少元件数量，进一步降低成本。

在本发明的一个实施例中，片盒升降机构500优选为电缸。可选地，电缸带有旋转编码器，从而可以更加精确地实现片盒400的升降和定位。

在本发明的进一步的实施例中，可选地，基板传输系统还包括托盘旋转机构700，托盘旋转机构700与托盘200相连以驱动托盘200旋转。托盘旋转机构700可以包括伺服电机、同步带和同步轮等构成(图未示出)，这对于本领域的技术人员都是已知的，这里不再详细描述。通过采用托盘旋转机构700，可以实现托盘200的旋转和托盘200上基板300的定位，从而提高基板300的传输速率，或者解决末端执行器4在工艺腔区域内不能旋转抓取基板300的问题。

根据本发明实施例的基板传输机构和基板传输系统的有益效果在于：

1、第一驱动器和末端执行器的旋转机构分别由不同的电机驱动，在设备空间允许的情况下可以实现同时驱动，大大提高传输效率，提高设备产能；

2、相对于现有技术中需要机械手臂和与之配套的旋转装置的协同完成基片传输，会涉及到不同厂家的产品之间的通信和互动的难题，本发明把上述功能集成到一个系统中，易于实现；

3、可以省去片盒的旋转机构和托盘的旋转机构(也可以选择安装)。节约设备成本；

4、由于不需要使用通用型机械手臂，不但可以节约成本，还可以降低设备的维护成本和对维护人员的能力需求；

5、由于在末端执行器部分增加了由电机和同步带驱动的旋转机构，根据本发明实施例的自动化传输系统更具灵活性和高效性。相对于现有技术可以提高传输效率，提高产能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基板传输机构，其特征在于，包括：直线运动单元、旋转运动单元和主臂，其中：

所述直线运动单元，通过所述主臂与所述旋转运动单元连接，所述直线运动单元用于驱动所述旋转运动单元作直线运动；

所述旋转运动单元，用于旋转抓取或者松开基板。

2.根据权利要求1所述的基板传输机构，其特征在于，所述旋转运动单元，包括：

副臂，所述副臂的一端可枢转地安装在所述主臂上；

末端执行器，所述末端执行器安装在所述副臂的另一端用于抓取基板；和

第二驱动器，所述第二驱动器与所述副臂相连以驱动所述副臂相对于所述主臂枢转。

3.根据权利要求2所述的基板传输机构，其特征在于，所述直线运动单元是第一驱动器，所述第一驱动器与所述主臂相连以驱动所述主臂直线平移。

4.根据权利要求1所述的基板传输机构，其特征在于，所述末端执行器为非接触式吸盘。

5.根据权利要求1所述的基板传输机构，其特征在于，所述第一驱动器为气缸、液压缸或电缸。

6.根据权利要求2所述的基板传输机构，其特征在于，所述副臂通过枢轴可枢转地安装在所述主臂上，所述第二驱动器包括：

驱动电机，所述驱动电机安装在所述主臂上；

第一带轮，所述第一带轮安装在所述驱动电机的电机轴上；

第二带轮，所述第二带轮安装在所述枢轴上；和

传输带，所述传输带与所述第一带轮和第二带轮相连。

7.一种基板传输系统，其特征在于，包括：

用于放置基板的托盘；

片盒，所述片盒用于容置基板；

片盒升降机构，所述片盒升降机构与所述片盒相连用于升降所述片盒；和

基板传输机构，所述基板传输机构为根据权利要求1-6中任一项所述的基板传输机构，其中所述基板传输机构通过所述直线运动单元的直线平移和所述旋转运动单元的旋转在所述托盘和所述片盒之间传输所述基板。

8.根据权利要求7所述的基板传输系统，其特征在于，所述片盒升降机构为电缸。

9.根据权利要求8所述的基板传输系统，其特征在于，所述电缸带有旋转编码器。

10.根据权利要求7所述的基板传输系统，其特征在于，还包括托盘旋转机构，所述托盘旋转机构与所述托盘相连以驱动所述托盘旋转。

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