CN110318583A - 一种片盒解锁钥匙及其解锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种片盒解锁钥匙及其解锁方法，属于半导体设备技术领域。该片盒解锁钥匙包括钥匙解锁部和钥匙调整部，所述钥匙调整部的一端与所述钥匙解锁部连接，另一端与驱动装置连接，所述钥匙调整部包括至少一个旋转机构，用于调整所述钥匙解锁部的空间姿态。该片盒解锁钥匙及其解锁方法可以实现片盒解锁钥匙能够自适应调整其空间姿态，避免了现有技术中必须采用专用工装调整片盒解锁钥匙的空间姿态才能使得片盒解锁钥匙插入片盒钥匙孔中的问题。

Description

一种片盒解锁钥匙及其解锁方法

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种片盒解锁钥匙及其解锁方法。

背景技术

硅片是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,可以制成各种半导体器件。用硅片制成的芯片有着惊人的运算能力，因此，半导体领域的硅片对航空航天、工业、农业和国防等科学技术领域具有不可替代的作用。

硅片通常使用片盒来存储与保护。片盒放置在片库上，需要设置在片库上的片盒解锁装置将片盒门解锁，并将片盒门解锁后，机械手才可以在片盒中取放硅片。

片盒门设计和片库的设计时，都需要符合SEMI标准。SEMI标准中规定，片盒门上钥匙孔和片库设备中片盒解锁钥匙的间隙较少(比如钥匙孔和片盒解锁钥匙的X向最大间隙为±0.2mm)。在目前使用的设备中，片盒门钥匙孔为刚性结构，片库上的片盒解锁钥匙也为刚性结构。为了实现片盒门的顺利解锁，一般情况下，片库集成时，从片库平面到片库解锁组件中定位、解锁之间需要专用工装保证合适的相对位置和空间姿态，集成调试难度很大。

并且，在实际使用中，即使采用专用工装保证了片盒解锁钥匙相对位置和相对姿态，由于同型号不同片盒的制造误差和不同型号片盒之间的设计尺寸不同，而片库的解锁装置为同一片盒解锁钥匙，因此当片盒解锁钥匙与片盒钥匙孔稍有偏差都会使得片库上片盒解锁钥匙无法顺利插入片盒门钥匙孔，使得开解锁失败，从而导致设备停机；而且经常发生钥匙孔和片盒解锁钥匙之间的刚性卡死，导致某一个片盒门报废。

针对上述问题，亟需设计一种片盒解锁钥匙及其解锁方法，能够解决现有技术中必须采用专用工装调整片盒解锁钥匙的姿态才能使得片盒解锁钥匙插入片盒钥匙孔中的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种片盒解锁钥匙及其解锁方法，可以实现片盒解锁钥匙自适应调整其相对姿态，从而使得片盒解锁钥匙能够顺利插入片盒钥匙孔中。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种片盒解锁钥匙，包括钥匙解锁部和钥匙调整部，所述钥匙调整部的一端与所述钥匙解锁部连接，另一端与驱动装置连接，所述钥匙调整部包括至少一个旋转机构，用于调整所述钥匙解锁部的空间姿态。

采用这种结构后，通过设置旋转机构与所述钥匙调整部连接，可以实现片盒解锁钥匙能够自适应调整其相对姿态，避免了现有技术中必须采用专用工装调整片盒解锁钥匙的姿态才能使得片盒解锁钥匙插入片盒钥匙孔中的问题。

作为上述片盒解锁钥匙的一种优选方案，所述钥匙调整部包括Ry旋转机构、Rx旋转机构和Rz旋转机构,所述Ry旋转机构绕所述钥匙调整部的轴线旋转，所述Rx旋转机构绕垂直于所述轴线的X轴旋转，所述Rz旋转机构绕垂直于所述轴线的Z轴旋转，且所述X轴和所述Z轴垂直；

所述Ry旋转机构与所述Rx旋转机构或所述Rz旋转机构连接，所述钥匙解锁部与未连接所述Ry旋转机构的所述Rx旋转机构或所述Rz旋转机构连接。

采用这种结构后，通过设置Ry旋转机构、Rx旋转机构和Rz旋转机构,可以实现钥匙调整部多个自由度的调整，从而实现钥匙解锁部根据不同的姿态进行自适应调整。

作为上述片盒解锁钥匙的一种优选方案，所述Ry旋转机构与所述Rx旋转机构的一端铰接，所述Rx旋转机构的另一端与所述Rz旋转机构铰接，所述Rz旋转机构与所述钥匙解锁部刚性连接。

采用这种结构后,所述Ry旋转机构与所述Rx旋转机构之间，所述Rx旋转机构与所述Rz旋转机构之间分别通过铰接，可以使得钥匙调整部进行自适应调整时三个旋转机构之间可以不受干扰。

作为上述片盒解锁钥匙的一种优选方案，所述Ry旋转机构和所述Rz旋转机构对所述钥匙解锁部在所述X轴方向上的调节距离小于或等于片盒钥匙孔在所述X轴方向上的长度。

作为上述片盒解锁钥匙的一种优选方案，所述Rx旋转机构和所述Ry旋转机构对所述钥匙解锁部在所述Z轴方向上的调节距离小于或等于片盒钥匙孔在Z方向上的长度。

采用这种结构后，可以限制三个旋转机构的运动范围，避免钥匙解锁部在钥匙调整部的作用下进行不必要的旋转，反而使得钥匙解锁部的自适应调整时间过长的问题。

作为上述片盒解锁钥匙的一种优选方案，第一调整子件和第二调整子件构成所述Ry旋转机构，所述第二调整子件设置有Ry转轴，所述Ry转轴的轴线与所述钥匙调整部的轴线共线，且所述Ry转轴穿设于所述第一调整子件中，所述第一调整子件能相对于所述第二调整子件转动。

作为上述片盒解锁钥匙的一种优选方案，所述第一调整子件靠近所述第二调整子件的一端周向设置有两个机械挡块，所述第二调整子件靠近所述第一调整子件的一端周向设置有两个机械限位块，两个所述机械挡块位于两个所述机械限位块之间。

采用这种结构后，不仅可以避免Ry旋转机构不必要的旋转，而且还可以实现一个机械挡块与机械限位块接触，从而实现Ry旋转机构带动Rx旋转机构和Rz旋转机构转动，进而使得钥匙解锁部进行解锁。

作为上述片盒解锁钥匙的一种优选方案，所述钥匙调整部还包括连接柱，所述Ry旋转机构通过所述连接柱与所述驱动装置连接，所述连接柱与所述第一调整子件未设置所述机械挡块的一端刚性连接。

采用这种结构后，通过驱动装置可以实现对整个钥匙调整部向前推进，并且通过带动Ry旋转机构进行旋转进而使得整个钥匙解锁部在钥匙孔中进行旋转，实现片盒解锁钥匙的解锁。

一种解锁方法，使用上述的片盒解锁钥匙进行解锁，使所述钥匙解锁部与所述片盒钥匙孔的倒角接触；通过所述旋转机构调整所述钥匙解锁部的空间姿态，使所述钥匙解锁部插入所述片盒钥匙孔。

作为上述解锁方法的一种优选方案，所述驱动装置驱动所述钥匙调整部，带动所述钥匙解锁部旋转解锁。

采用这种结构后，可以实现片盒解锁钥匙自适应调整其空间姿态，从而使得片盒解锁钥匙能够顺利插入片盒钥匙孔中并实现解锁。

本发明的有益效果：

本发明中的片盒解锁钥匙通过旋转机构与钥匙调整部连接，可以实现片盒解锁钥匙能够自适应调整其空间姿态，避免了现有技术中必须采用专用工装调整片盒解锁钥匙的空间姿态才能使得片盒解锁钥匙插入片盒钥匙孔中的问题。

附图说明

图1是本发明提供的一种片盒解锁钥匙结构示意图；

图2是图1中A-A剖面示意图；

图3是图1中B-B剖面示意图；

图4是图2中C处放大示意图；

图5是图2中D处放大示意图；

图6是本发明提供的一种片盒解锁钥匙进入片盒钥匙孔时的姿态偏差示意图。

图中：

1、钥匙解锁部；2、钥匙调整部；21、Rz旋转机构；211、第四调整子件；2111、Rz机械限位面；212、Rz转轴；213、Rz轴承；214、Rz螺母；

22、Rx旋转机构；2211、Rz机械挡面；2212、Rx机械挡面；221、第三调整子件；222、Rx转轴；223、Rx螺母；224、Rx轴承；

23、Ry旋转机构；231、第二调整子件；2311、Rx机械限位面；2312、Ry转轴；232、第一调整子件；233、Ry轴承；234、Ry垫圈；235、Ry螺母；236、连接柱；237、螺栓；

3、机械限位块；4、机械挡块；5、片盒钥匙孔；51、锁孔；52、导向孔；521、第一倒角；522、第二倒角。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

本实施例公开了一种片盒解锁钥匙，如图1所示，该片盒解锁钥匙包括钥匙解锁部1和钥匙调整部2，钥匙解锁部1用于插入片盒钥匙孔5中，钥匙调整部2包括Ry旋转机构23、Rx旋转机构22和Rz旋转机构21。Ry旋转机构23绕钥匙调整部2的轴线旋转，Rx旋转机构22绕垂直于轴线的X轴旋转，Rz旋转机构21绕垂直于轴线的Z轴旋转，且X轴和Z轴垂直；Ry旋转机构23与Rx旋转机构22或Rz旋转机构21连接，钥匙解锁部1与未连接Ry旋转机构23的Rx旋转机构22或Rz旋转机构21连接。于本实施例中，Ry旋转机构23与Rx旋转机构22的一端铰接连接，Rx旋转机构22的另一端与Rz旋转机构21铰接连接，Rz旋转机构21与钥匙解锁部1刚性连接，这样可以使得钥匙调整部2进行自适应调整时三个旋转机构之间可以不受干扰。

具体地，如图2-3所示，片盒解锁钥匙包括第一调整子件232、第二调整子件231、第三调整子件221和第四调整子件211。

第一调整子件232和第二调整子件231之间构成Ry旋转机构23。第一调整子件232设置有轴孔，第一调整子件232的轴孔内穿设有两个Ry轴承233，且两个Ry轴承233之间设置有Ry垫圈234，第二调整子件231设置有Ry转轴2312，Ry转轴2312的轴线与钥匙调整部2的轴线共线，Ry转轴2312从第一调整子件232的一端进入轴孔并依次穿过Ry轴承233、Ry垫圈234和Ry轴承233，并在第一调整子件232的另一端通过Ry螺母235固定。并且，第一调整子件232靠近第二调整子件231的一端周向设置有两个机械挡块4，第二调整子件231靠近第一调整子件232的一端周向设置有两个机械限位块3，两个机械挡块4位于两个机械限位块3之间，至多一个机械挡块4与机械限位块3接触。

第二调整子件231、第三调整子件221之间构成Rx旋转机构22。第二调整子件231和第三调整子件221之间通过Rx转轴222铰接。第二调整子件231的两个连接端形成第一U形槽，第三调整子件221的第一插入端插入第一U形槽内，通过Rx转轴222连接。Rx转轴222依次穿过第二调整子件231的一个连接端、第二调整子件231的第一插入端、以及第二调整子件231的另一个连接端。其中Rx转轴222与第三调整子件221的第一插入端过盈配合，Rx转轴222的两端均通过Rx轴承224与第二调整子件231的两个连接端转动连接，并且Rx转轴222的两末端分别与Rx螺母223固定连接。另外，第二调整子件231靠近第三调整子件221的一端设置有Rx机械限位面2311，第三调整子件221靠近第二调整子件231的一端设置有Rx机械挡面2212。

第三调整子件221和第四调整子件211之间构成Rz旋转机构21。第三调整子件221和第四调整子件211之间通过Rz转轴212铰接。第四调整子件211的两个连接端形成第二U形槽，第三调整子件221背离第一插入端的一侧设置有第二插入端，第三调整子件221的第二插入端插入第二U形槽内，通过Rz转轴212连接。Rz转轴212依次穿过第四调整子件211的一个连接端、第三调整子件221的第二插入端、以及第四调整子件211的另一个连接端。其中Rz转轴212与第三调整子件221的第二插入端过盈配合，Rz转轴212的两端均通过Rz轴承213与第四调整子件211的两个连接端转动连接，并且Rz转轴212的两末端分别与Rz螺母214固定连接。其中Rz转轴212垂直于Rx轴承224。另外，第四调整子件211靠近第三调整子件221的一端设置有Rz机械限位面2111，第三调整子件221靠近第四调整子件211的一端设置有Rz机械挡面2211。

另外，第四调整子件211背离其连接端的一侧与钥匙解锁部1刚性连接。第一调整子件232远离第二调整子件231的一侧还设置有连接柱236，连接柱236通过螺栓237与第一调整子件232刚性连接，并且连接柱236与驱动装置连接，从而实现片盒解锁钥匙在钥匙调整部2的作用下插入钥匙孔，并且旋转解锁。

并且，如图4-5所示，通过Rz机械限位面2111与Rz机械挡面2211、Rx机械挡面2212与Rx机械限位面2311、以及机械限位块3与机械挡块4的设置，使得经过Ry旋转机构23和Rz旋转机构21调整后的钥匙解锁部1在X轴方向上的投影长度小于或等于片盒钥匙孔5在X轴方向上的长度，以及经过Rx旋转机构22和Ry旋转机构23调整后的钥匙解锁部1在Z轴方向上的投影长度小于或等于片盒钥匙孔5在Z方向上的长度。采用这种结构后，可以限制三个旋转机构的运动范围，避免钥匙解锁部1在钥匙调整部2的作用下进行不必要的旋转，反而使得钥匙解锁部1的自适应调整时间过长的问题。

此外，本实施例还公开了一种解锁方法。

如图6所示，当片盒解锁钥匙的钥匙解锁部1与片盒钥匙孔5处于Ry、Rx和Rz空间姿态偏差时，通过Ry旋转机构23、Rx旋转机构22和Rz旋转机构21共同协调进行补偿。

片盒钥匙孔5包括横截面均为类似长方形的锁孔51和导向孔52，钥匙解锁部1进行解锁时先通过导向孔52后再进入锁孔51。导向孔52设置有倒角，倒角包括相互垂直第一倒角521和第二倒角522。钥匙解锁部1为长方体，当钥匙解锁部1沿钥匙调整部2的轴线朝片盒钥匙孔5方向移动时，长方体的钥匙解锁部1先与导向孔52的倒角边接触，并且受到第一倒角521的反作用力，从而使得连接钥匙解锁部1的Rz旋转机构21和Ry旋转机构23进行旋转，调整空间姿态。经过初步调整后的钥匙解锁部1的另一边与第二倒角522接触，然后钥匙解锁部1受到第二倒角522的反作用力，使得Rx旋转机构22和Ry旋转机构23进行旋转实现钥匙解锁部1的空间姿态调整，使得钥匙解锁部1能够进入导向孔52中。同理，钥匙解锁部1继续沿钥匙调整部2轴线继续移动与锁孔51的倒角接触，进行类似调整后，进入到锁孔51中。然后，旋转连接柱236，通过机械限位块3和机械挡块4接触，带动Ry旋转机构23、Rx旋转机构22和Rz旋转机构21转动，进而实现钥匙解锁部1在片盒钥匙孔5中带动锁孔51一起转动，实现片盒解锁。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种片盒解锁钥匙，包括钥匙解锁部(1)，其特征在于，还包括

钥匙调整部(2)，所述钥匙调整部(2)的一端与所述钥匙解锁部(1)连接，另一端与驱动装置连接，所述钥匙调整部(2)包括至少一个旋转机构，用于调整所述钥匙解锁部(1)的空间姿态。

2.根据权利要求1所述的一种片盒解锁钥匙，其特征在于，所述钥匙调整部(2)包括Ry旋转机构(23)、Rx旋转机构(22)和Rz旋转机构(21),所述Ry旋转机构(23)绕所述钥匙调整部(2)的轴线旋转，所述Rx旋转机构(22)绕垂直于所述轴线的X轴旋转，所述Rz旋转机构(21)绕垂直于所述轴线的Z轴旋转，且所述X轴和所述Z轴垂直；

所述Ry旋转机构(23)与所述Rx旋转机构(22)或所述Rz旋转机构(21)连接，所述钥匙解锁部(1)与未连接所述Ry旋转机构(23)的所述Rx旋转机构(22)或所述Rz旋转机构(21)连接。

3.根据权利要求2所述的一种片盒解锁钥匙，其特征在于，所述Ry旋转机构(23)与所述Rx旋转机构(22)的一端铰接，所述Rx旋转机构(22)的另一端与所述Rz旋转机构(21)铰接，所述Rz旋转机构(21)与所述钥匙解锁部(1)刚性连接。

4.根据权利要求2所述的一种片盒解锁钥匙，其特征在于，所述Ry旋转机构(23)和所述Rz旋转机构(21)对所述钥匙解锁部(1)在所述X轴方向上的调节距离小于或等于片盒钥匙孔(5)在所述X轴方向上的长度。

5.根据权利要求2所述的一种片盒解锁钥匙，其特征在于，所述Rx旋转机构(22)和所述Ry旋转机构(23)对所述钥匙解锁部(1)在所述Z轴方向上的调节距离小于或等于片盒钥匙孔(5)在所述Z轴方向上的长度。

6.根据权利要求2所述的一种片盒解锁钥匙，其特征在于，第一调整子件(232)和第二调整子件(231)构成所述Ry旋转机构(23)，所述第二调整子件(231)设置有Ry转轴(2312)，所述Ry转轴(2312)的轴线与所述钥匙调整部(2)的轴线共线，且所述Ry转轴(2312)穿设于所述第一调整子件(232)中，所述第一调整子件(232)能相对于所述第二调整子件(231)转动。

7.根据权利要求6所述的一种片盒解锁钥匙，其特征在于，所述第一调整子件(232)靠近所述第二调整子件(231)的一端周向设置有两个机械挡块(4)，所述第二调整子件(231)靠近所述第一调整子件(232)的一端周向设置有两个机械限位块(3)，两个所述机械挡块(4)位于两个所述机械限位块(3)之间。

8.根据权利要求7所述的一种片盒解锁钥匙，其特征在于，所述钥匙调整部(2)还包括连接柱(236)，所述Ry旋转机构(23)通过所述连接柱(236)与所述驱动装置连接，所述连接柱(236)与所述第一调整子件(232)未设置所述机械挡块(4)的一端刚性连接。

9.一种使用权利要求1-8任意一项所述的片盒解锁钥匙解锁片盒的方法，其特征在于，使所述钥匙解锁部(1)与片盒钥匙孔(5)的倒角接触；通过所述旋转机构调整所述钥匙解锁部(1)的空间姿态，使所述钥匙解锁部(1)插入所述片盒钥匙孔(5)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述驱动装置驱动所述钥匙调整部(2)，带动所述钥匙解锁部(1)旋转解锁。