CN110911319A - 一种晶圆用自动安装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆用自动安装设备,其结构包括晶圆搬运装置、晶圆集收安装盘、活动柱、操作台、底座、回转升降装置,本发明具有的效果:晶圆搬运装置和回转升降装置传动连接,晶圆搬运装置和回转升降装置之间相互配合,横杆内部设有从动轨道和限位轨道,主动轮与从动轨道和限位轨道相配合,活塞杆外壁上均匀分布有齿槽,齿轮和齿槽相啮合,能够使吸盘快速准确的在操作台上进行多轴运动,提高晶圆从扩晶环中取下的速度,同时能够自动准确高效的对晶圆进行搬运,从而提高晶圆的自动化安装效率,降低晶圆的生产成本。

Description

一种晶圆用自动安装设备
技术领域
本发明涉及晶圆安装领域,尤其是涉及到一种晶圆用自动安装设备。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,晶圆一般都是储存在扩晶环上,利用扩晶环的包围软基材质能够对晶圆起到保护作用,对晶圆搬运过程中,需要人工采用吸盘的方式将晶圆从扩晶环上取下,将晶圆叠放在相应的位置,通过人工采用吸盘的方式从扩晶环中取下晶圆的速度慢,并且还存在晶圆被划伤的风险,每次通过人工找准晶圆的对叠位置时,都会浪费大量的工作时间,大大降低晶圆的搬运安装效率,因此需要研制一种晶圆用自动安装设备,以此来解决通过人工采用吸盘的方式从扩晶环中取下晶圆的速度慢,并且还存在晶圆被划伤的风险,每次通过人工找准晶圆的对叠位置时,都会浪费大量的工作时间,大大降低晶圆的搬运安装效率的问题。
本发明内容
针对现有技术的不足,本发明是通过如下的技术方案来实现:一种晶圆用自动安装设备,其结构包括晶圆搬运装置、晶圆集收安装盘、活动柱、操作台、底座、回转升降装置,所述的操作台底部设有底座,所述的底座和操作台连接,所述的操作台顶部的中心位置设有晶圆搬运装置,所述的晶圆搬运装置下方设有回转升降装置,所述的回转升降装置和晶圆搬运装置传动连接,所述的晶圆搬运装置两侧设有活动柱,所述的活动柱垂直安装在操作台上,所述的活动柱顶部设有晶圆集收安装盘,所述的晶圆集收安装盘和活动柱连接。
作为本技术方案的进一步优化,所述的晶圆搬运装置由晶圆抓取机构、支座、气泵、支柱、支柱限位座、气管组成,所述的支柱限位座顶部中心位置设有支柱,所述的支柱和支柱限位座采用滑动配合,所述的支柱限位座上方设有支座,所述的支座和支柱顶端连接,所述的支座底部设有气泵,所述的支座前端设有气管,所述的气管和气泵连接,所述的支座顶部设有晶圆抓取机构。
作为本技术方案的进一步优化,所述的晶圆抓取机构由限位座、转轴、活动臂、伸缩管、接头、吸盘组成,所述的活动臂后端设有限位座,所述的限位座安装在支座顶面,所述的限位座中心位置设有转轴,所述的活动臂前端设有吸盘,所述的吸盘顶部的中心位置设有接头,所述的吸盘通过接头安装在活动臂上,所述的活动臂下方设有伸缩管,所述的接头通过伸缩管和气管连接。
作为本技术方案的进一步优化,所述的活动臂由限位后座、主动轮、从动轨道、限位滑轨、横杆、限位轨道组成,所述的横杆后端设有限位后座,所述的限位后座和横杆活动连接,所述的横杆内部由左至右设有从动轨道和限位轨道,所述的从动轨道和限位轨道与横杆采用过盈配合,所述的横杆中心位置设有主动轮,所述的主动轮设于限位座的中心位置并且与转轴连接,所述的主动轮与从动轨道和限位轨道相配合,所述的横杆顶部设有限位滑轨,所述的限位滑轨和横杆为一体化结构,所述的限位座和限位滑轨采用滑动配合。
作为本技术方案的进一步优化,所述的吸盘由盘体、吸嘴、胶环、貉绒环组成,所述的盘体底部设有吸嘴,所述的吸嘴内圈上设有胶环,所述的胶环和吸嘴采用过盈配合,所述的吸嘴外圈上设有貉绒环,所述的貉绒环和吸嘴采用过盈配合。
作为本技术方案的进一步优化,所述的回转升降装置由活塞杆、齿槽、齿轮、液压缸、活塞组成,所述的液压缸内部设有活塞,所述的活塞和液压缸采用滑动配合,所述的液压缸中心位置设有活塞杆,所述的活塞杆底端通过轴承座与活塞连接,所述的活塞杆外壁上均匀分布有齿槽,所述的活塞杆和支柱连接,所述的活塞杆两侧设有齿轮,所述的齿轮和齿槽相啮合。
有益效果
本发明一种晶圆用自动安装设备,设计合理,功能性强,具有以下有益效果:
本发明晶圆搬运装置和回转升降装置传动连接,晶圆搬运装置和回转升降装置之间相互配合,能够使吸盘快速准确的在操作台上进行多轴运动,提高晶圆从扩晶环中取下的速度,同时能够自动准确高效的对晶圆进行搬运,从而提高晶圆的自动化安装效率,降低晶圆的生产成本;
本发明横杆呈型结构并且通过限位座水平安装在支座上,横杆通过限位滑轨和限位座滑动连接,通过限位座工字型的结构,能够使横杆稳定的进行前后水平的移动,因为主动轮设于限位座中心位置并且与转轴连接,主动轮在转动中能够与从动轨道产生较大的摩擦力,主动轮在转动中利用限位轨道进行限位,提高主动轮转动中稳定性,所以转轴通过伺服电机产生的驱动转矩带动主动轮转动时,横杆会根据主动轮转动的方向带动吸盘进行向前或向后的直线运动;
本发明活塞杆和支柱连接,活塞杆通过轴承与设于液压缸内部的活塞连接,液压缸能够将液压能转变为活塞杆的机械能,使支柱做直线往复运动,带动吸盘进行向上或向下的直线运动,因为活塞杆外壁上设有呈纵向水平的齿槽,并且齿槽和活塞杆两侧设有的齿轮相啮合,齿轮在伺服电机的带动下进行回转运动,使活塞杆做回转运动,同步带动吸盘顺时针或逆时针旋转,因为齿轮的轮齿呈水平状态与纵向水平的齿槽接触,所以活塞杆在上升或下降时,齿槽能够始终与轮齿保持接触;
本发明吸嘴内圈上设有胶环,外圈上设有貉绒环,吸嘴通过气泵向外部抽气产生吸力,吸嘴与晶圆表面接触时,胶环能够提高吸嘴和晶圆的密闭性,提高晶圆固定在吸嘴上的程度,貉绒环能够避免吸嘴在与晶圆接触的一瞬间划伤晶圆表面,提高晶圆在输送搬运中的完整性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明一种晶圆用自动安装设备的前视结构示意图;
图2为本发明晶圆搬运装置的侧视结构示意图;
图3为本发明晶圆抓取机构的侧视结构示意图;
图4为本发明活动臂的俯视结构示意图;
图5为本发明吸盘的底部结构示意图;
图6为本发明回转升降装置的前视结构示意图。
图中:晶圆搬运装置-1、晶圆抓取机构-11、限位座-11a、转轴-11b、活动臂-11c、限位后座-11c1、主动轮-11c2、从动轨道-11c3、限位滑轨-11c4、横杆-11c5、限位轨道-11c6、伸缩管-11d、接头-11e、吸盘-11f、盘体-11f1、吸嘴-11f2、胶环-11f3、貉绒环-11f4、支座-12、气泵-13、支柱-14、支柱限位座-15、气管-16、晶圆集收安装盘-2、活动柱-3、操作台-4、底座-5、回转升降装置-6、活塞杆-61、齿槽-62、齿轮-63、液压缸-64、活塞-65。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式以及附图说明,进一步阐述本发明的优选实施方案。
实施例
请参阅图1-6,本发明提供一种晶圆用自动安装设备的具体实施方式:
请参阅图1,一种晶圆用自动安装设备,其结构包括晶圆搬运装置1、晶圆集收安装盘2、活动柱3、操作台4、底座5、回转升降装置6,所述的操作台4底部设有底座5,所述的底座5和操作台4连接,所述的操作台4顶部的中心位置设有晶圆搬运装置1,所述的晶圆搬运装置1下方设有回转升降装置6,所述的回转升降装置6和晶圆搬运装置1传动连接,所述的晶圆搬运装置1两侧设有活动柱3,所述的活动柱3垂直安装在操作台4上,所述的活动柱3顶部设有晶圆集收安装盘2,所述的晶圆集收安装盘2和活动柱3连接。
请参阅图2,所述的晶圆搬运装置1由晶圆抓取机构11、支座12、气泵13、支柱14、支柱限位座15、气管16组成,所述的支柱限位座15顶部中心位置设有支柱14,所述的支柱14和支柱限位座15采用滑动配合,所述的支柱限位座15上方设有支座12,所述的支座12和支柱14顶端连接,所述的支座12底部平行等距设有两个气泵13,所述的支座12前端设有气管16,所述的气管16和气泵13连接,所述的支座12顶部设有晶圆抓取机构11。
请参阅图3,所述的晶圆抓取机构11由限位座11a、转轴11b、活动臂11c、伸缩管11d、接头11e、吸盘11f组成,所述的活动臂11c后端设有限位座11a,所述的限位座11a安装在支座12顶面,所述的限位座11a中心位置设有转轴11b,所述的转轴11b通过伺服电机产生驱动转矩,所述的活动臂11c前端设有吸盘11f,所述的吸盘11f顶部的中心位置设有接头11e,所述的吸盘11f通过接头11e安装在活动臂11c上,所述的活动臂11c下方设有伸缩管11d,所述的接头11e通过伸缩管11d和气管16连接。
请参阅图4,所述的活动臂11c由限位后座11c1、主动轮11c2、从动轨道11c3、限位滑轨11c4、横杆11c5、限位轨道11c6组成,所述的横杆11c5呈U型结构并且后端设有限位后座11c1,所述的限位后座11c1和横杆11c5活动连接,所述的横杆11c5内部由左至右设有从动轨道11c3和限位轨道11c6,所述的从动轨道11c3和限位轨道11c6与横杆11c5采用过盈配合,所述的横杆11c5中心位置设有主动轮11c2,所述的主动轮11c2设于限位座11a的中心位置并且与转轴11b连接,所述的主动轮11c2与从动轨道11c3和限位轨道11c6相配合,所述的横杆11c5顶部平行等距设有两条限位滑轨11c4,所述的限位滑轨11c4和横杆11c5为一体化结构,所述的限位座11a和限位滑轨11c4采用滑动配合。
请参阅图5,所述的吸盘11f由盘体11f1、吸嘴11f2、胶环11f3、貉绒环11f4组成,所述的盘体11f1底部均匀等距设有五个吸嘴11f2,所述的吸嘴11f2呈圆形结构并且内圈上设有胶环11f3,所述的胶环11f3和吸嘴11f2采用过盈配合,所述的吸嘴11f2外圈上设有貉绒环11f4,所述的貉绒环11f4和吸嘴11f2采用过盈配合。
请参阅图6,所述的回转升降装置6由活塞杆61、齿槽62、齿轮63、液压缸64、活塞65组成,所述的液压缸64内部设有活塞65,所述的活塞65和液压缸64采用滑动配合,所述的液压缸64中心位置设有活塞杆61,所述的活塞杆61底端通过轴承座与活塞65连接,所述的活塞杆61外壁上均匀分布有齿槽62,所述的活塞杆61和支柱14连接,所述的齿槽62呈纵向水平状与活塞杆61为一体化结构,所述的活塞杆61两侧设有齿轮63,所述的齿轮63和齿槽62相啮合,对向的两个齿轮63通过轴杆结合轴承座的方式安装在操作台4内,且两根轴杆之间利用链条连接,链条通过伺服电机产生的驱动转矩带动轴杆转动,齿轮63在轴杆的带动下进行转动。
其具体实现原理如下:
本发明所有电气设备均通过PLC控制系统进行自动化运作,横杆11c5呈U型结构并且通过限位座11a水平安装在支座12上,横杆11c5通过限位滑轨11c4和限位座11a滑动连接,通过限位座11a工字型的结构,能够使横杆11c5稳定的进行前后水平的移动,因为主动轮11c2设于限位座11a中心位置并且与转轴11b连接,主动轮11c2在转动中能够与从动轨道11c3产生较大的摩擦力,主动轮11c2在转动中利用限位轨道11c6进行限位,提高主动轮11c2转动中稳定性,所以转轴11b通过伺服电机产生的驱动转矩带动主动轮11c2转动时,横杆11c5会根据主动轮11c2转动的方向带动吸盘11f进行向前或向后的直线运动;活塞杆61和支柱14连接,活塞杆61通过轴承与设于液压缸64内部的活塞65连接,液压缸64能够将液压能转变为活塞杆61的机械能,使支柱14做直线往复运动,带动吸盘11f进行向上或向下的直线运动,因为活塞杆61外壁上设有呈纵向水平的齿槽62,并且齿槽62和活塞杆61两侧设有的齿轮63相啮合,齿轮63在伺服电机的带动下进行回转运动,使活塞杆61做回转运动,同步带动吸盘11f顺时针或逆时针旋转,因为齿轮63的轮齿呈水平状态与纵向水平的齿槽62接触,所以活塞杆61在上升或下降时,齿槽62能够始终与轮齿保持接触;吸嘴11f2内圈上设有胶环11f3,外圈上设有貉绒环11f4,吸嘴11f2通过气泵13向外部抽气产生吸力,吸嘴11f2与晶圆表面接触时,胶环11f3能够提高吸嘴11f2和晶圆的密闭性,提高晶圆固定在吸嘴11f2上的程度,貉绒环11f4能够避免吸嘴11f2在与晶圆接触的一瞬间划伤晶圆表面,提高晶圆在输送搬运中的完整性,以此来解决通过人工采用吸盘的方式从扩晶环中取下晶圆的速度慢,并且还存在晶圆被划伤的风险,每次通过人工找准晶圆的对叠位置时,都会浪费大量的工作时间,大大降低晶圆的搬运安装效率的问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神或基本特征的前提下,不仅能够以其他的具体形式实现本发明,还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围,因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定,而不是上述说明限定。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种晶圆用自动安装设备,其结构包括晶圆搬运装置(1)、晶圆集收安装盘(2)、活动柱(3)、操作台(4)、底座(5)、回转升降装置(6),其特征在于:
所述的操作台(4)底部设有底座(5),所述的操作台(4)顶部设有晶圆搬运装置(1),所述的晶圆搬运装置(1)下方设有回转升降装置(6),所述的晶圆搬运装置(1)两侧设有活动柱(3),所述的活动柱(3)顶部设有晶圆集收安装盘(2)。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆用自动安装设备,其特征在于:所述的晶圆搬运装置(1)由晶圆抓取机构(11)、支座(12)、气泵(13)、支柱(14)、支柱限位座(15)、气管(16)组成,所述的支柱限位座(15)顶部设有支柱(14),所述的支柱限位座(15)上方设有支座(12),所述的支座(12)底部设有气泵(13),所述的支座(12)前端设有气管(16),所述的支座(12)顶部设有晶圆抓取机构(11)。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆用自动安装设备,其特征在于:所述的晶圆抓取机构(11)由限位座(11a)、转轴(11b)、活动臂(11c)、伸缩管(11d)、接头(11e)、吸盘(11f)组成,所述的活动臂(11c)后端设有限位座(11a),所述的限位座(11a)中心位置设有转轴(11b),所述的活动臂(11c)前端设有吸盘(11f),所述的吸盘(11f)顶部设有接头(11e),所述的活动臂(11c)下方设有伸缩管(11d)。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆用自动安装设备,其特征在于:所述的活动臂(11c)由限位后座(11c1)、主动轮(11c2)、从动轨道(11c3)、限位滑轨(11c4)、横杆(11c5)、限位轨道(11c6)组成,所述的横杆(11c5)后端设有限位后座(11c1),所述的横杆(11c5)内部设有从动轨道(11c3)和限位轨道(11c6),所述的横杆(11c5)中心位置设有主动轮(11c2),所述的横杆(11c5)顶部设有限位滑轨(11c4)。
5.根据权利要求3所述的一种晶圆用自动安装设备,其特征在于:所述的吸盘(11f)由盘体(11f1)、吸嘴(11f2)、胶环(11f3)、貉绒环(11f4)组成,所述的盘体(11f1)底部设有吸嘴(11f2),所述的吸嘴(11f2)内圈上设有胶环(11f3),所述的吸嘴(11f2)外圈上设有貉绒环(11f4)。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆用自动安装设备,其特征在于:所述的回转升降装置(6)由活塞杆(61)、齿槽(62)、齿轮(63)、液压缸(64)、活塞(65)组成,所述的液压缸(64)内部设有活塞(65),所述的液压缸(64)中心位置设有活塞杆(61),所述的活塞杆(61)外壁上设有齿槽(62),所述的活塞杆(61)两侧设有齿轮(63)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113003185A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 胡慧红 一种晶圆光刻显影用的平贴设备

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