CN105698743A - 一种压力检测装置、支撑机构及传送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压力检测装置、支撑机构及传送装置，该压力检测装置包括：压力感应单元、压力传递单元和压力检测单元，其中，所述压力传递单元将所述压力感应单元感应的压力传递到所述压力检测单元。本发明通过在支撑件上设置压力检测装置，在对样品传送的同时，检测样品对每个支撑机构的压力，从而可以根据每个支撑机构受到的压力大小来判断样品的平整度。

Description

一种压力检测装置、支撑机构及传送装置

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种压力检测装置、支撑机构及传送装置。

背景技术

在半导体生产线中，传送机构是在半导体生产工艺中的一个不可缺少的装置，主要用于对样品(如Glass、硅片等)进行传送。现有的传送机构一般包括多个支撑机构。如图1所示，每个支撑机构包括支撑部件102和设置在支撑部件102顶部的滚珠101。当样品和传送机构有相对运动时，每个支撑机构的滚珠101随着样品的移动而滚动，滚珠101在支撑样品的同时够减小支撑机构与样品之间的摩擦力，进而避免支撑机构对样品的损伤。

上述的支撑机构主要起到支撑和传送作用，但是，在半导体的加工过程中，需要对样品进行各种参数的检测，如样品平整度的检测。目前常用的检测方式是使用专用的设备在特定的检测台上进行平整度检测，这样传送和检测分别使用两种设备在不同的时间进行，会耗费大量的时间和人力，并且设备多，占用生产空间大，从而造成成本高、效率低的问题。另外，现有的传送机构并不能实时感测样品对支撑机构压力过载的情况，致使支撑机构压力过载时支撑机构损坏，进而影响样品的传送，难以做到实时监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何在支撑传送样品的同时对样品的平整度进行检测。

为达到上述目的，本发明提供了一种压力检测装置，其特征在于，包括：压力感应单元、压力传递单元和压力检测单元，其中，所述压力传递单元将所述压力感应单元感应的压力传递到所述压力检测单元。

其中，所述压力传递单元为杠杆机构，所述杠杆机构包括支撑杆，所述支撑杆的一端支撑所述压力感应单元，另一端与所述压力检测单元接触。

根据本发明的另一个方面，提供一种支撑机构，其特征在于，包括支撑件和上述的压力检测装置，其中所述压力感应单元为滚珠，所述压力传递单元设置在所述支撑件上，所述压力传递单元将所述滚珠的压力传递到所述压力检测单元。

其中，所述支撑件具有开口向上的凹槽，所述滚珠位于所述凹槽的上方，并且所述凹槽的直径大于所述滚珠的直径，所述凹槽的底部设置有过载检测装置。

其中，所述支撑件具有凹槽，所述压力检测单元设置在所述凹槽的底部。

其中，所述支撑机构还包括顶盖，所述顶盖包括顶板和侧壁，所述顶板上设置有通孔，所述滚珠穿过所述通孔，所述压力检测单元设置在所述顶板内侧，所述侧壁固定在所述支撑件上。

其中，所述顶盖的侧壁内侧设置有走线凹槽。

其中，所述支撑机构还包括隔离部件，所述隔离部件设置在所述压力检测单元与所述压力传递单元之间。

其中，所述支撑机构还包括设置在所述支撑件外部的支架，所述压力检测单元设置在所述支架上。

其中，所述压力检测单元与所述过载检测装置为压电传感器。

根据本发明的又一个方面，提供一种传送装置，其特征在于，包括按预设位置排列的多个上述的支撑机构。

本发明提供的一种压力检测装置、支撑机构及传送装置，通过在支撑件上设置压力检测装置，在对样品传送的同时，检测样品对每个支撑机构的压力，从而可以根据每个支撑机构受到的压力大小来判断样品的平整度。同时，本发明将压力检测装置设置成杠杆结构，可以通过调节杠杆支点的位置来调节压力感应单元与压力检测单元之间的受力比，从而可以调节压力检测装置的灵敏度。此外，本实施例的支撑机构整体结构简单，占用生产空间小，并且可以同时实现传送和检测的功能，节省了生产时间，从而提高了半导体的生产效率，降低了成本。

附图说明

图1示出了现有技术中支撑机构的结构示意图；

图2示出了本发明的压力检测装置的结构示意图；

图3示出了本发明的压电传感器受力示意图；

图4示出了本发明的压电传感器的测量示意图；

图5示出了本发明的实施例一的支撑机构的结构示意图；

图6示出了本发明的杠杆结构的受力示意图；

图7示出了本发明的实施例二的支撑机构的结构示意图；

图8示出了本发明的实施例三的支撑机构的结构示意图；

图9示出了本发明的实施例四的支撑机构的结构示意图；

图10示出了本发明的实施例五的支撑机构的结构示意图；

图11示出了本发明的传送装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图2示出了本发明的压力检测装置的结构示意图。

本发明提供一种压力检测装置，如图2所示，具体结构包括：压力感应单元10、压力传递单元和压力检测单元30，其中，压力传递单元将压力感应单元10感应的压力传递到压力检测单元30。

本实施例的压力检测装置的压力传递单元可以为杠杆结构，杠杆结构包括支撑杆201，所述支撑杆201包括第一端203与第二端204，所述第一端203与第二端204之间设置有支点202。支撑杆201的第一端203支撑压力感应单元10，第二端204与压力检测单元接触30，并且杠杆结构的支点202在支撑杆202上的位置可以根据具体的检测需要进行调节。当然可以理解，本发明不仅能限于此，其他能传递压力的装置仍然可以实现本发明，再次不再一一列举。

本实施例中，压力检测单元30可以使用压电传感器。压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器，压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。如图3所示，当压电传感器受到向下F’压力时，传感器上下两侧分别形成正电荷聚集层和负电荷聚集层，形成正负极，当去掉外力F’后，压电传感器恢复不带电状态。压电传感器属于力敏元件，可以测量最终变换为力的物理量(如：力、压力、加速度和机械冲击等)。使用压电传感器测量的一般流程如图4所示，压电传感器在受到外界压力时，产生压电信号，通过对压电信号进行处理，能够得到压电传感器受到外界压力的大小。由于压电传感器具有相应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、质量轻等优点，目前已经有广泛应用，因此，本发明的实施例中使用压电传感器作为压力检测单元，其成本比较低，并且准确度高。当然可以理解，本发明不仅能限于此，其他能感测压力的装置仍然可以实现本发明，再次不再一一列举。

如图5所示，本发明还提供一种支撑机构，该支撑机构包括上述的压力检测装置和固定该压力检测装置的支撑件，支撑机构在支撑样品的同时通过压力检测装置检测样品对支撑机构的压力。下面通过具体实施例详细描述本发明的支撑机构。以下实施例中，主要针对压力传递单元为杠杆结构的支撑机构进行具体的描述，但是对于其他结构的压力传递单元，只要能够实现压力传递的作用，均在本发明的保护范围之内。

实施例一

参照图5，本发明的实施例提供的支撑机构，用于支撑样品200，该支撑机构包括支撑件40和上述的压力检测装置，该压力检测装置固定在支撑件40上。具体地，压力传递单元20设置在支撑件40上。为了保证支撑机构在支撑样品200的同时够减小支撑机构与样品200之间的摩擦力，优选将压力感应单元10设置成滚珠101。滚珠101在支撑样品200的同时通过将受到的压力通过压力传递单元20传递到压力检测单元30。本实施例中，通过将压力感应单元10设置成滚珠101，在传送样品200时，滚珠101随着样品200的移动而滚动，可以实现在支撑样品200的同时，能够减小样品200在移动过程中与支撑机构产生的摩擦力，从而避免对样品200的磨损。此外，滚珠101将感应到的压力通过压力传递单元20传递到压力检测单元30，使得在进行样品200移动的同时检测样品200对支撑机构的压力，从而可以检测到样品200的平整度。

另外，在本发明的另一种实施方案中，压力传递单元20可以设置为多个，并且每个压力传递单元20的第一端203均与滚珠101接触并支撑滚珠101，每个压力传递单元20的第二端204与压力检测单元30接触。进一步地，压力检测单元30可以设置多个，每个压力传递单元20的另一端与一个压力检测单元30接触。另外，压力检测单元30也可以设置为一个，所有的压力传递单元20都与该压力检测单元30接触。因此，本实施例的压力检测单元30的数量和大小根据具体的使用情况进行具体的设定，在此不做具体限定。

本实施例中，进一步地，压力传递单元20优选是杠杆结构，杠杆结构包括支撑杆201，所述支撑杆201包括第一端203与第二端204，所述第一端203与第二端204之间设置有支点202。支撑杆201的第一端203支撑压力感应单元10，第二端204与压力检测单元30接触，并且杠杆结构的支点202在支撑杆201上的位置可以根据具体的检测需要进行调节。另外，根据支点203在支撑杆201上的位置，可以计算滚珠101受力与压力检测单元30受力的比例，从而能够根据压力检测单元30检测的力得到滚珠101受到的压力，即得到样品200对支撑机构的压力。

图6示出了本发明的杠杆结构的受力示意图。

如图6所示，滚珠101受到作用力F时，滚珠101均匀传递给N个杠杆结构的支撑杆201的第一端203的内侧，每个支撑杆201受力为F₁＝F/N，F₁可分解为摩擦力F₂和支持力F₃，使支撑杆201围绕支点202转动的力F₃为：F₃＝F₁×cosθ，支点202与支撑杆201的第一端203的受力点和第二端204的受力点的间距分别为L₁和L₂，根据杠杆定理：F₃×L₁＝F₄×L₂，支撑杆201与压力检测单元30之间的作用力F₄的计算公式为：F₄＝F₃×L₁/L₂，压力检测单元30所受到N个杠杆的总压力F₅按式(1)计算：

$\begin{array}{c}{F}_5=N\×F_4=N\×\frac{F_3\×L_1}{L_2}\\ =N\×F\×\cos \mathrm{\θ}\×\frac{L_1}{L_2\×N}\\ =F\×\cos \mathrm{\θ}\×\frac{L_1}{L_2}\end{array}---\left(1\right)$

其中，θ为支撑杆201与滚珠101接触面之间的夹角，F为滚珠101受到的压力，F₁为每个支撑杆201受到的压力，F₂为滚珠101与支撑杆201之间的摩擦力，F₃为支撑杆201的支持力，N为支撑杆的个数，L₁为支撑杆201的第一端203的受力点与支点202之间的间距，L₂为支撑杆201的第二端204的受力点与支点202之间的间距。

实施例二

图7示出了本发明的实施例二的支撑机构的结构示意图。

如图7所示，本实施例的支撑机构具有实施例一的支撑机构的所有结构之外，支撑件40还具有向下的凹槽401，滚珠101位于凹槽401的上方，并且凹槽401的直径大于滚珠101的直径，在凹槽401的底部设置有过载检测装置50。

本实施中，通过在支撑件的凹槽底部设置过载检测装置50，当滚珠承受的压力大于预设的阈值时，支撑杆201上预设的折断点会因为压力过大而折断，使得滚珠掉落到凹槽401的底部，触发过载检测装置50。

在本实施例的折断点可以是预先在支撑杆201上的一个位置设置的缺口，也可以是在支撑杆201的一个位置上使用易折材料形成，从而在支撑杆201受到的压力大于预设的阈值时，其缺口处或使用易折材料的位置发生断裂，使得滚珠101掉落到凹槽401的底部。

进一步的，本实施例中，通过设置过载检测装置，当样品200对支撑机构的压力过大时，可以及时地检测到，以便于操作人员及时地对传送设备采取应急措施，以避免对支撑机构造成进一步的损坏。

本实施例的支撑机构，一方面，可以设定最大承受压力，当支撑机构的支撑力超过设定的最大承受力时，可以通过预设的报警装置发出报警信号；另一方面，当承受力继续增加并超过最大承受力时，杠杆结构的支撑杆201上的预设折断点发生折断，使得滚珠滚落到支撑件40的凹槽401底部的过载检测装置50上，通过过载检测装置50发出的信号，可以判断支撑机构的硬件已经损坏，产生报警信号，从而可以提醒操作人员对支撑机构进行紧急制动处理，以避免支撑机构造成进一步的损坏。

实施例三

图8示出了本发明的实施例三的支撑机构的结构示意图。

如图8所示，本实施例中的支撑机构与实施例一基本相同，其区别主要在于本实施例提供的支撑机构可以在实施例一的支撑机构的基础上设置顶盖，顶盖包括顶板601和侧壁602，顶板601上设置有通孔，滚珠101穿过该通孔。压力检测单元30设置在顶板601的内侧，侧壁602固定在支撑件40上。具体地，滚珠101穿过顶板601的通孔对样品200进行支撑，并且滚珠101可以在通孔中滚动。

此外，还可以在侧壁602内侧设置走线凹槽603，用于放置压力检测单元30的电源线以及信号线等线路。

另外，在进一步的实施例中，该支撑机构还包括隔离部件(未示出)，隔离部件设置在支撑杆201与压力检测单元30之间，从而可以避免支撑杆201与压力检测单元30之间的摩擦或位移对压力检测单元30造成损伤。

本实施例的支撑机构，压力检测单元30是设置在顶板601上的一个整体的压电传感器，压力检测单元30接收到每个压力传递单元20传递的力后，产生压电信号并计算即可得到压力检测单元受到的力的大小，从而可以计算出每个支撑机构的受力的大小。

进一步地，本实施例的滚珠101的表面和支撑杆201的两端内侧表面均设置成光滑面，使得在样品200发生滑动时，样品200与滚珠101产生摩擦力，滚珠可随样品200滚动，但不会影响滚珠101和支撑杆201之间的受力情况。

此外，上述的实施例中，压力检测单元30使用压电传感器，由于压电传感器自身厚度很薄，在受力时体积变形量也很小，因此，本实施例中设置压力检测单元不会影响支撑机构的支撑和传送功能。

进一步地，过载检测装置50可以使用压电传感器，也可以使用其他检测装置，只要能够检测到滚珠掉落的情况的设备，均可使用在本实施的过载检测装置中。

实施例四

图9示出了本发明的实施例三的支撑机构的结构示意图。

如图9所示，本实施例与实施例一的区别在于，在支撑件40的外部设置支架70，并且将压力检测单元30设置在支架70上。

具体地，在支撑件40外部设置竖直的支架70，将压力检测单元30竖直地设置在支架70上，并且在支撑件40的凹槽401中设置过载检测装置50，从而在检测样品200对支撑机构的压力时，能够实现过载检测。

本实施例中，支架70可以根据压力检测单元30的个数单个设置，即在每个压力检测单元30处设置一个支架70，也可以设置一个一体的围绕整个支撑件40的支架70，将每个压力检测单元30分别设置在支架70的预设位置上。另外，压力检测单元30也可以设置成一体结构固定在支架70上，在此不做具体的限定。

此外，支架70与支撑件40固定，在压力检测单元30受力时，支架70不会发生变形或位移，从而使得压力检测单元30能够准确的检测压力。

实施例五

图10示出了本发明的实施例五的支撑机构的结构示意图。

如图10所示，本实施例的支撑机构与实施例一的区别在于，在支撑件40上设置凹槽401，然后将压力检测单元30设置在凹槽401的底部，压力传递单元20的一端支撑滚珠101，另一端与压力检测单元30接触。

本实施例中，通过将压力检测单元30设置在支撑件40的凹槽401的底部，整个支撑机构的体积比较小，并且在进行压力检测的同时也不影响支撑机构对样品200的支撑和传送作用。

实施例六

在本发明的又一个实施例中，提供一种传送装置，该传送装置包括按预设位置排列的多个上述的支撑机构。

如图11所示，本实施例的传送装置，将多个支撑机构100按照预设的位置排列。在传送装置进行样品200的传送时，通过检测样品200对每个支撑机构100的压力，可以得到样品200与支撑机构100的接触情况，从而可以判断样品200的平整度，实现在传送样品200的同时检测样品200的平整度的目的。

此外，由于本实施例的传送装置中的每个支撑机构100都具有杠杆结构，可以将每个支撑机构100的受力放大或者缩小，然后传递到压力检测单元30进行压力检测。因此，通过对压力检测单元30的受力比例的放大或缩小，可以实现调高或者降低压力检测装置的灵敏度的目的。同时，每个支撑机构都具有过载检测功能，可以对整个传送装置进行过载保护。

本发明提供的一种压力检测装置、支撑机构及传送装置，通过在支撑件上设置压力检测装置，在对样品传送的同时，检测样品对每个支撑机构的压力，从而可以根据每个支撑机构受到的压力大小来判断样品的平整度。同时，本发明将压力检测装置设置成杠杆结构，从而可以通过调节杠杆支点的位置来调节压力检测装置的灵敏度。此外，本实施例的支撑机构整体结构简单，从而减少了制造成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种压力检测装置，其特征在于，包括：压力感应单元、压力传递单元和压力检测单元，其中，所述压力传递单元将所述压力感应单元感应的压力传递到所述压力检测单元。

2.根据权利要求1所述的压力检测装置，其特征在于，所述压力传递单元为杠杆机构，所述杠杆机构包括支撑杆，所述支撑杆的一端支撑所述压力感应单元，另一端与所述压力检测单元接触。

3.一种支撑机构，其特征在于，包括支撑件和权利要求1或2所述的压力检测装置，其中所述压力感应单元为滚珠，所述压力传递单元设置在所述支撑件上，所述压力传递单元将所述滚珠的压力传递到所述压力检测单元。

4.根据权利要求3所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑件具有开口向上的凹槽，所述滚珠位于所述凹槽的上方，并且所述凹槽的直径大于所述滚珠的直径，所述凹槽的底部设置有过载检测装置。

5.根据权利要求3所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑件具有凹槽，所述压力检测单元设置在所述凹槽的底部。

6.根据权利要求3所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑机构还包括顶盖，所述顶盖包括顶板和侧壁，所述顶板上设置有通孔，所述滚珠穿过所述通孔，所述压力检测单元设置在所述顶板内侧，所述侧壁固定在所述支撑件上。

7.根据权利要求6所述的支撑机构，其特征在于，所述顶盖的侧壁内侧设置有走线凹槽。

8.根据权利要求6所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑机构还包括隔离部件，所述隔离部件设置在所述压力检测单元与所述压力传递单元之间。

9.根据权利要求3所述的支撑机构，其特征在于，所述支撑机构还包括设置在所述支撑件外部的支架，所述压力检测单元设置在所述支架上。

10.根据权利要求3所述的支撑机构，其特征在于，所述压力检测单元与所述过载检测装置为压电传感器。

11.一种传送装置，其特征在于，包括按预设位置排列的多个权利要求3-10任一项所述的支撑机构。