CN107932244A - 一种自动芯片磨削设备 - Google Patents

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肖梓健
王昌华
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Abstract

本发明提供一种自动芯片磨削设备，包括安全栅栏，以及设置在所述安全栅栏内的取料机械手、进料盒、磨削机床和出料盒；所述取料机械手和所述磨削机床均与所述控制装置通信连接并受控于控制装置；所述取料机械手的末端执行器包括两个夹爪，从而提高芯片加工作业的精度和安全性。

Description

一种自动芯片磨削设备
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种自动芯片磨削设备。
背景技术
随着科学技术的进步，自动化设备已经把人类从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化设备被广泛运用于工业生产中。在现今的生活上，机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度，也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累，机械手的应用也将会越来越广泛，如今较多使用的是单臂机械手，需要完成多个作业时，常采用多个机械手协作，或单机械手完成所有作业，作业效率较低。
半导体晶圆芯片的制造包括：从晶体上将半导体晶圆切割下来，接下来是许多连续的去除材料的加工步骤。这些加工步骤是为了获得尽可能光滑的表面、半导体晶圆的平行侧面以及提供具有倒圆棱边的半导体晶圆。通常考虑的去除材料的加工步骤包含：半导体晶圆的棱边倒圆、研磨或双面研磨、蚀刻及抛光。在半导体晶圆芯片的加工作业中，存在大量的重复性劳动，同时对于作业环境要求较高，将机械手应用于晶圆芯片的加工作业中是当今社会发展的趋势，同时还需要面对加工作业中的通用性问题和安全问题等。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种自动芯片磨削设备。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种自动芯片磨削设备，包括安全栅栏，以及设置在所述安全栅栏内的取料机械手、进料盒、磨削机床和出料盒；所述取料机械手和所述磨削机床均与所述控制装置通信连接并受控于控制装置。
所述取料机械手中均设置有机械手控制单元、位置检测单元、数据采集与处理单元和无线通信模块，所述机械手控制单元与所述控制装置通过无线通信模块进行通信连接，其中位置检测单元，用于获得取料机械手的机械臂与进料盒、磨削机床和出料盒之间的相对位置坐标，所述数据采集与处理单元用于接收所述相对位置坐标并向机械手控制单元和控制装置传送处理结果。
所述取料机械手包括基座、升降平台、大臂、前臂和末端执行器，所述升降平台设置在基座上，所述升降平台包括一升降轴，所述前臂通过第一减速电机与升降轴连接，所述前臂通过第二减速电机与大臂连接，所述末端执行器通过第三减速电机与前臂连接，所述末端执行器包括旋转台和设置在旋转台两侧的夹爪，所述旋转台底端连接在第三减速电机的输出轴上，所述夹爪用于抓取芯片。
进一步的，所述机械手控制单元为PLC控制器,即可编程逻辑控制器，广泛应用于目前的工业控制领域。在可编程逻辑控制器出现之前，一般要使用成百上千的继电器以及计数器才能组成具有相同功能的自动化系统，而现在，经过编程的简单的可编程逻辑控制器模块基本上已经代替了这些大型装置。可编程逻辑控制器的系统程序一般在出厂前已经初始化完毕，用户可以根据自己的需要自行编辑相应的用户程序来满足不同的自动化生产要求。
进一步的，在安全栅栏上设置有视觉检测装置，所述视觉检测装置与所述第二控制中心通信连接，所述视觉检测装置为多个摄像头，多个摄像头用于采集安全栅栏内的作业情况，并将采集的图像视频数据传送至所述第二控制中心。
进一步的，所述控制装置还包括人机交互屏。
进一步的，所述人机交互屏为电阻屏或电容屏。
电阻屏，即电阻触摸屏，其通常附着在显示器的表面与显示器相配合使用，如果能测量出触摸点在屏幕上的坐标位置，则可根据显示屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图。
电容屏，即电容式触摸屏，其构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层再在导体层外加上一块保护玻璃，通过双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸时由于人体电场手指与导体层间会形成一个耦合电容四边电极发出的电流会流向触点而电流强弱与手指到电极的距离成正比位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍电容式屏依然能准确算出触摸位置。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种自动芯片磨削设备，包括安全栅栏，以及设置在所述安全栅栏内的取料机械手、进料盒、磨削机床和出料盒；所述取料机械手和所述磨削机床均与所述控制装置通信连接并受控于控制装置；所述取料机械手的末端执行器包括两个夹爪，从而提高芯片加工作业的精度和安全性。
附图说明
图1是本实施例提供的一种自动芯片磨削设备整体示意图；
图2是本实施例提供的取料机械手的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
一种自动芯片磨削设备，如图1-2所示，包括安全栅栏，以及设置在所述安全栅栏内的取料机械手1、进料盒、磨削机床2和出料盒；所述取料机械手和所述磨削机床均与所述控制装置3通信连接并受控于控制装置。
所述取料机械手中均设置有机械手控制单元11、位置检测单元12、数据采集与处理单元13和无线通信模块14，所述机械手控制单元11与所述控制装置3通过无线通信模块14进行通信连接，其中位置检测单元12，用于获得取料机械手的机械臂与进料盒、磨削机床和出料盒之间的相对位置坐标，所述数据采集与处理单元13用于接收所述相对位置坐标并向机械手控制单元和控制装置传送处理结果，以使得机械臂的位置坐标不在预定范围内时，所述机械手控制单元暂停取料机械手作业。
所述取料机械手包括基座101、升降平台102、大臂103、前臂104和末端执行器，所述升降平台102设置在基座101上，所述升降平台102包括一升降轴105，所述大臂103通过第一减速电机与升降轴105连接，所述前臂104通过第二减速电机与大臂103连接，所述末端执行器通过第三减速电机与前臂连接，所述末端执行器包括旋转台106和设置在旋转台两侧的夹爪107，所述旋转台底端连接在第三减速电机的输出轴上，所述夹爪用于抓取芯片。
进一步的，所述机械手控制单元为PLC控制器,即可编程逻辑控制器，广泛应用于目前的工业控制领域。在可编程逻辑控制器出现之前，一般要使用成百上千的继电器以及计数器才能组成具有相同功能的自动化系统，而现在，经过编程的简单的可编程逻辑控制器模块基本上已经代替了这些大型装置。可编程逻辑控制器的系统程序一般在出厂前已经初始化完毕，用户可以根据自己的需要自行编辑相应的用户程序来满足不同的自动化生产要求。
进一步的，在安全栅栏上设置有视觉检测装置，所述视觉检测装置与所述第二控制中心通信连接，所述视觉检测装置为多个摄像头，多个摄像头用于采集安全栅栏内的作业情况，并将采集的图像视频数据传送至所述第二控制中心。
进一步的，所述控制装置还包括人机交互屏。
进一步的，所述人机交互屏为电阻屏或电容屏。
电阻屏，即电阻触摸屏，其通常附着在显示器的表面与显示器相配合使用，如果能测量出触摸点在屏幕上的坐标位置，则可根据显示屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图。
电容屏，即电容式触摸屏，其构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层再在导体层外加上一块保护玻璃，通过双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸时由于人体电场手指与导体层间会形成一个耦合电容四边电极发出的电流会流向触点而电流强弱与手指到电极的距离成正比位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍电容式屏依然能准确算出触摸位置。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种自动芯片磨削设备，其特征在于：包括安全栅栏，以及设置在所述安全栅栏内的取料机械手、进料盒、磨削机床和出料盒；所述取料机械手和所述磨削机床均与所述控制装置通信连接并受控于控制装置；
所述取料机械手中均设置有机械手控制单元、位置检测单元、数据采集与处理单元和无线通信模块，所述机械手控制单元与所述控制装置通过无线通信模块进行通信连接，其中位置检测单元，用于获得取料机械手的机械臂与进料盒、磨削机床和出料盒之间的相对位置坐标，所述数据采集与处理单元用于接收所述相对位置坐标并向机械手控制单元和控制装置传送处理结果。
2.根据权利要求1所述的一种自动芯片磨削设备，其特征在于：
所述取料机械手包括基座、升降平台、大臂、前臂和末端执行器，所述升降平台设置在基座上，所述升降平台包括一升降轴，所述前臂通过第一减速电机与升降轴连接，所述前臂通过第二减速电机与大臂连接，所述末端执行器通过第三减速电机与前臂连接，所述末端执行器包括旋转台和设置在旋转台两侧的夹爪，所述旋转台底端连接在第三减速电机的输出轴上，所述夹爪用于抓取芯片。
3.根据权利要求1所述的一种自动芯片磨削设备，其特征在于：
所述机械手控制单元为PLC控制器。
4.根据权利要求1所述的一种自动芯片磨削设备，其特征在于：
在安全栅栏上设置有视觉检测装置，所述视觉检测装置与所述第二控制中心通信连接，所述视觉检测装置为多个摄像头，多个摄像头用于采集安全栅栏内的作业情况，并将采集的图像视频数据传送至所述第二控制中心。
5.根据权利要求1所述的一种自动芯片磨削设备，其特征在于：所述控制装置还包括人机交互屏。
6.根据权利要求5所述的一种自动芯片磨削设备，其特征在于：所述人机交互屏为电阻屏或电容屏。
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