CN105624649A - 输送载片盘用抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于化学气相沉积设备的载片盘输送的抓取装置，主要包括底座、导杆、回转臂、机械手。本发明的输送载片盘用抓取装置，通过周向均匀吊装载片盘方式使载片盘周向受力更为均匀，保证载片盘及载片盘中的晶圆片的平稳输送，另外通过反向运用摆动导杆机构实现机械手抓取和放置动作，结构简单而可靠，较人工操作更为平稳和安全，提高生产效率。

Description

输送载片盘用抓取装置

技术领域

本发明涉及半导体材料制造装置领域，尤其是涉及一种用于化学气相沉积设备载片盘输送的抓取装置。

背景技术

化学气相沉积（CVD）技术集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的高端半导体材料、光电子器件制造专用设备。化学气相沉积设备作为化合物半导体材料外延生长的理想方法，具有质量高、稳定性好、重复性好、工艺灵活、能规模化量产等特点，已经成为业界生产半导体光电器件和微波器件的关键核心设备，具有广阔的应用前景和产业化价值。

在现有的CVD设备操作中，大多是由CVD工艺人员利用手套箱的手套进行载片盘的取放，操作有诸多不便，也不够平稳和安全，对人员操作熟练程度依赖性较大，效率低下；在一些厂家的设备如美国Veeco公司的多腔式金属有机物化学气相沉积（MOCVD）设备使用托盘式机械手进行载片盘转运输送，大大提高了生产效率，但托盘式机械手结构复杂且不能使载片盘周向均匀受力。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提出一种用于化学气相沉积设备中输送载片盘的抓取装置，以实现载片盘平稳输送、抓取及放置等目的。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于化学气相沉积设备输送载片盘的抓取装置，主要包括底座、导杆、回转臂、机械手，导杆固定安装在底座上，回转臂安装在导杆上，回转臂末端安装有实现载片盘抓取和放置的机械手，回转臂可以通过外力驱动沿导杆旋转和升降，以配合机械手将载片盘输送至设定位置，其特征在于所述机械手主要包括摆动盘、固定盘、中心轴、滑动槽、滑动销、摆杆、转动孔、抓取爪、驱动固定座、驱动臂，机械手通过中心轴吊装在回转臂上，中心轴和固定盘固定连接，摆动盘和固定盘叠加安装，摆动盘可以绕中心轴转动，在摆动盘上沿径向方向设置有滑动槽，滑动槽通过滑动销和摆杆一端连接，滑动销可以沿滑动槽滑动，摆杆可以随滑动销沿滑动槽滑动并可以绕滑动销转动，摆杆另一端与抓取爪固定连接，抓取爪穿过设置在固定盘上的转动孔，抓取爪可以绕转动孔转动，抓取爪底端设置有盘托用于支撑载片盘，固定盘上设置有驱动固定座，驱动固定座上安装的驱动臂可以伸缩，以驱动摆动盘实现摆动盘相对固定盘绕中心轴的来回摆动动作，所述机械手相应位置中至少在周向上均匀设置3组相同的由滑动槽、滑动销、摆杆、转动孔、抓取爪及盘托的结构。本发明机械手中摆动盘、固定盘和摆杆组成“摆动导杆机构”，并至少包含3组周向均匀设置的联动的“摆动导杆机构”，通过驱动臂驱动摆动盘相对固定盘绕中心轴摆动，摆动盘上设置的滑动槽通过滑动销带动摆杆绕转动孔转动，摆杆和抓取爪又是固定连接，从而使抓取爪实现来回摆动，根据抓取爪底部设置的盘托的摆动方向就可以实现载片盘的抓取，盘托摆动指向中心轴则处于机械手抓紧载片盘状态；盘托指向固定盘切线方向则处于机械手松开载片盘或闲置状态。

可选地，驱动臂可以由人工或气动或液压或电动方式驱动其伸缩动作。

可选地，机械手固定安装在回转臂上以吊篮的方式对载片盘进行抓取，机械手的结构可以设置为环型。

优选地，在抓取爪上贴合安装载片盘保护垫，载片盘保护垫由耐100摄氏度以上高温、硬度相对载片盘低的材料制成，可以在抓取载片盘时对载片盘起到一定保护和缓冲作用。

本发明的有益效果是：本发明的输送载片盘用抓取装置，通过周向均匀吊装载片盘方式使载片盘周向受力更为均匀，保证载片盘及载片盘中的晶圆片的平稳输送，另外通过反向运用“摆动导杆机构”实现机械手抓取和放置动作，结构简单而可靠，较人工操作更为平稳和安全，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明用于化学气相沉积设备输送载片盘的抓取装置工作结构示意图；

图2为本发明用于化学气相沉积设备输送载片盘的抓取装置的机械手抓紧载片盘状态示意图以及局部爆炸视图；

图3为本发明用于化学气相沉积设备输送载片盘的抓取装置的机械手俯视示意图；

图4为本发明用于化学气相沉积设备输送载片盘的抓取装置的机械手松开载片盘或闲置状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例，图1至图4是根据本发明的实施方式装置的工作示意性图示。应理解，本发明公开的图1至图4重点示意了根据本发明实施方式装置的元部件，也就是说，这些附图并不意在示意出本发明装置中的每一个单独的元部件。

如图1、图2、图3和图4所示，一种用于化学气相沉积设备输送载片盘的抓取装置，主要包括底座1、导杆2、回转臂3、机械手4，导杆2固定安装在底座1上，回转臂3安装在导杆2上，回转臂3末端安装有实现载片盘5抓取和放置的机械手4，回转臂3可以通过外力驱动沿导杆2旋转和升降，以配合机械手4将载片盘5输送至设定位置，其特征在于所述机械手4主要包括摆动盘6、固定盘7、中心轴8、滑动槽9、滑动销10、摆杆11、转动孔12、抓取爪13、驱动固定座15、驱动臂16，机械手4通过中心轴8吊装在回转臂3上，中心轴8和固定盘7固定连接，摆动盘6和固定盘7叠加安装，摆动盘6可以绕中心轴8转动，在摆动盘6上沿径向方向设置有滑动槽9，滑动槽9通过滑动销10和摆杆11一端连接，滑动销10可以沿滑动槽9滑动，摆杆11可以随滑动销10沿滑动槽9滑动并可以绕滑动销10转动，摆杆11另一端与抓取爪13固定连接，抓取爪13穿过设置在固定盘7上的转动孔12，抓取爪13可以绕转动孔12转动，抓取爪13底端设置有盘托14用于支撑载片盘5，固定盘7上设置有驱动固定座15，驱动固定座15上安装的驱动臂16可以伸缩，以驱动摆动盘6实现摆动盘6相对固定盘7绕中心轴8的来回摆动动作，所述机械手4相应位置中至少在周向上均匀设置3组相同的由滑动槽9、滑动销10、摆杆11、转动孔12、抓取爪13及盘托14的结构，图示中显示的是设置成6组周向均匀设置的相同的由滑动槽9、滑动销10、摆杆11、转动孔12、抓取爪13及盘托14的结构。本发明机械手中摆动盘6、固定盘7和摆杆11组成“摆动导杆机构”，并至少包含3组周向均匀设置的联动的“摆动导杆机构”，通过驱动臂16驱动摆动盘6摆动，摆动盘6上设置的滑动槽9通过滑动销10带动摆杆11绕转动孔12转动，摆杆11和抓取爪13又是固定连接，从而使抓取爪13实现来回摆动，根据抓取爪13底部设置的盘托14的摆动方向就可以实现载片盘5的抓取。如图1和2所示，6组盘托14摆动均指向中心轴8方向，则处于机械手4抓紧载片盘5状态；如图4所示，6组盘托14均指向固定盘7切线方向，则处于机械手4松开载片盘5或闲置状态。

可选地，驱动臂15可以由人工或气动或液压或电动方式驱动其伸缩动作。

可选地，机械手（4）固定安装在回转臂（3）上以吊篮的方式对载片盘（5）进行抓取，机械手（4）的结构可以设置为环型型。

优选地，在抓取爪13上贴合安装载片盘保护垫17，载片盘保护垫17由耐100摄氏度以上高温、硬度相对载片盘低的材料制成，如载片盘5材料为石墨或碳化硅时，载片盘保护垫17的可以由聚四氟乙烯材料制成，这样可以在抓取载片盘5时对载片盘5起到一定保护和缓冲作用。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员的理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可根据上述揭示内容做出变更、修饰或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种输送载片盘用抓取装置，主要包括底座（1）、导杆（2）、回转臂（3）、机械手（4），导杆（2）固定安装在底座（1）上，回转臂（3）安装在导杆（2）上，回转臂（3）末端安装有实现载片盘（5）抓取和放置的机械手（4），回转臂（3）可以通过外力驱动沿导杆（2）旋转和升降，以配合机械手（4）将载片盘（5）输送至设定位置，其特征在于所述机械手（4）主要包括摆动盘（6）、固定盘（7）、中心轴（8）、滑动槽（9）、滑动销（10）、摆杆（11）、转动孔（12）、抓取爪（13）、驱动固定座（15）、驱动臂（16），机械手（4）通过中心轴（8）吊装在回转臂（3）上，中心轴（8）和固定盘（7）固定连接，摆动盘（6）和固定盘（7）叠加安装，摆动盘（6）可以绕中心轴（8）转动，在摆动盘（6）上沿径向方向设置有滑动槽（9），滑动槽（9）通过滑动销（10）和摆杆（11）一端连接，滑动销（10）可以沿滑动槽（9）滑动，摆杆（11）可以随滑动销（10）沿滑动槽（9）滑动并可以绕滑动销（10）转动，摆杆（11）另一端与抓取爪（13）固定连接，抓取爪（13）穿过设置在固定盘（7）上的转动孔（12），抓取爪（13）可以绕转动孔（12）转动，抓取爪（13）底端设置有盘托（14）用于支撑载片盘（5），固定盘（7）上设置有驱动固定座（15），驱动固定座（15）上安装的驱动臂（16）可以伸缩，以驱动摆动盘（6）实现摆动盘（6）相对固定盘（7）绕中心轴（8）的来回摆动动作，所述机械手（4）相应位置中至少在周向上均匀设置3组相同的由滑动槽（9）、滑动销（10）、摆杆（11）、转动孔（12）、抓取爪（13）及盘托（14）的结构。

2.根据权利要求1所述的输送载片盘用抓取装置，其特征在于所述驱动臂（15）可以由人工或气动或液压或电动方式驱动其伸缩动作。

3.根据权利要求1所述的输送载片盘用抓取装置，其特征在于所述机械手（4）固定安装在回转臂（3）上以吊篮的方式对载片盘（5）进行抓取。

4.根据权利要求1至3所述的输送载片盘用抓取装置，其特征在于所述的机械手（4）的结构可以设置为环型。

5.根据权利要求1至3所述的输送载片盘用抓取装置，其特征在于所述的机械手（4）中设计有转动的抓取爪（13）对载片盘（5）进行可靠的抓取。

6.根据权利要求1至3所述的输送载片盘用抓取装置，其特征在于在抓取爪（13）上贴合安装载片盘保护垫（17），载片盘保护垫（17）由耐100摄氏度以上高温、硬度相对载片盘（5）低的材料制成。