CN111627851A - 一种上片机用晶圆自动上料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于晶圆上片技术领域，提供了一种上片机用晶圆自动上料装置，包括机架，还包括料架、第一定位机构、第二定位机构、翻片机构以及装盘机械臂；料架固定安装于机架上，第一定位机构安装于料架上，机架上还固定安装有一定位台，若干第二定位机构于定位台上排列设置；翻片机构位于料架和定位台之间，翻片机构包括驱动装置驱动的旋转气缸，旋转气缸的转盘固定安装有取片板，取片板的端部一侧开设有吸片孔；装盘机械臂固定安装于机架上，其执行端设有晶圆取放机构，机架上还开设有摄片孔及安装有与摄片孔对应设置的拍摄机构。本发明上料效率大大提高，且上料过程中不会对晶圆造成损伤，确保晶圆上料过程中晶圆质量及合格率不受影响。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆上片技术领域，尤其涉及一种上片机用晶圆自动上料装置。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆在生产加工过程中，依据加工工艺需求，需要进行晶圆的ICP刻蚀加工，ICP刻蚀工艺前，通常需要将晶圆排列放置到料盘内，此过程称为晶圆的上片，以便于在刻蚀加工时，将承载有晶圆的整个料盘放入等离子刻蚀机中进行刻蚀加工。
生产后的晶圆，具有正面跟背面之分，在晶圆加工过程中，应避免触碰晶圆正面，触碰晶面正面会造成晶圆污染或划伤，直接影响晶圆质量；目前，仍没有专门用于晶圆上片的设备，晶圆于料盘内的上料操作，通常由人工完成，上片工人需要将花篮内的晶圆单片取出，翻转后再扣合到料盘内，并依次排列放置，不但劳动强度大，上片效率低，且在取片放片过程中，由于上片人员操作不细心等各种主观原因，易划伤晶圆，导致晶圆直接报废或降级处理，直接影响晶圆的生产质量及产品合格率，且于料盘内放置时，需满足特定的放置角度的需求，否则无法将晶圆精确的放置到料盘的晶圆放置槽内，从而大大增加了工人的上片难度。因此，开发一种上片机用晶圆自动上料装置，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。
发明内容
为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。
具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种上片机用晶圆自动上料装置，以解决目前人工于料盘内放置晶圆劳动强度大，工作效率低，且易划伤晶圆、影响晶圆质量的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种上片机用晶圆自动上料装置，包括机架，还包括用以放置花篮的料架，用以实现晶圆定位的第一定位机构和第二定位机构，用以取放并翻转晶圆的翻片机构，以及用以实现晶圆装盘的装盘机械臂；
所述料架固定安装于所述机架上，且所述料架上设有若干花篮安装板，所述花篮安装板上均设有用以实现花篮放置定位的定位固定机构；
所述第一定位机构安装于所述料架上，且位于所述料架的中间位置，所述机架上还固定安装有一与所述料架对应设置的定位台，所述第二定位机构设有若干，若干所述第二定位机构于所述定位台上排列设置；
所述翻片机构位于所述料架和所述定位台之间，所述翻片机构包括由第一驱动装置驱动、且沿X轴方向滑动的第一安装板，所述第一安装板上沿Y轴方向滑动安装有第二驱动装置驱动的第二安装板，所述第二安装板上沿Z轴方向滑动安装有第三驱动装置驱动的第三安装板，所述第三安装板上固定安装有旋转气缸，所述旋转气缸的转盘固定安装有取片板，所述取片板的端部一侧开设有吸片孔，所述取片板内部开设有与所述吸片孔相连通的气道；
所述装盘机械臂固定安装于所述机架上，且靠近所述定位台设置，所述装盘机械臂的执行端设有晶圆取放机构，所述机架上于所述装盘机械臂和所述定位台之间还开设有摄片孔，所述机架上安装有与所述摄片孔对应设置的拍摄机构。
作为一种改进的技术方案，所述花篮安装板上螺纹安装有若干水平调节螺栓，所述水平调节螺栓的螺纹端抵靠所述料架设置，且所述花篮安装板利用安装螺栓固定安装于所述料架上。
作为一种改进的技术方案，所述定位固定机构包括分别安装于所述花篮安装板两端的定位板，两所述定位板对应设置，且所述定位板上均开设有条形孔，所述定位板通过所述条形孔且利用定位螺栓固定安装于所述花篮安装板上。
作为一种改进的技术方案，所述花篮安装板上还开设有安装槽，所述安装槽内设有用以检测花篮的第一传感器。
作为一种改进的技术方案，所述第一定位机构包括固定安装于所述料架上的安装座，所述安装座上安装有第一夹爪气缸，所述第一夹爪气缸的卡爪固定安装有第一定位块，且处于定位状态时，所述第一定位块间形成与晶圆相适配的定位区。
作为一种改进的技术方案，所述第二定位机构包括固定安装于所述定位台上的第二夹爪气缸，所述第二夹爪气缸的卡爪固定安装有第二定位块，所述第二定位块上具有定位沿，且所述定位沿与晶圆外径相适配。
作为一种改进的技术方案，第一定位块和第二定位块的定位侧顶部均为倾斜面倒角结构。
作为一种改进的技术方案，所述第一驱动装置包括固定安装于所述机架上的第一电缸，所述机架上还固定安装有与所述第一电缸平行设置的导轨，所述导轨上滑动安装有滑块，所述第一安装板与所述滑块、所述第一电缸的滑板固定连接。
作为一种改进的技术方案，机架上还设有用以实现导轨平行调节的调节机构，调节机构包括固定块和导轨调节螺栓，固定块设有三个，且均固定安装于机架上，其中两个固定块分别位于导轨的一侧两端，另外一固定块位于导轨的另一侧中间位置，导轨调节螺栓分别螺纹配合安装于固定块上，且导轨调节螺栓的螺纹端抵靠导轨设置。
作为一种改进的技术方案，所述第二驱动装置包括固定安装于所述第一安装板上的第二电缸，所述第二安装板固定安装于所述第二电缸的滑板上。
作为一种改进的技术方案，所述第三驱动装置包括固定安装于所述第二安装板上的第三电缸，所述第三安装板固定安装于所述第三电缸的滑板上。
作为一种改进的技术方案，电缸的一侧两端部均固定安装有U型光电开关，电缸的滑板上固定安装有便于所述U型光电开关检测的到位检测片。
作为一种改进的技术方案，所述取片板端部一侧还开设有吸片槽，所述吸片槽与所述吸片孔相接，且所述吸片孔位于所述吸片槽的中间位置。
作为一种改进的技术方案，所述第三安装板上还固定安装有用以检测花篮中晶圆料况的第二传感器，所述第二传感器朝向所述料架设置。
作为一种改进的技术方案，所述晶圆取放机构包括固定安装于所述装盘机械臂转杆底端的固定座，所述固定座的一侧固定安装有第三传感器，所述固定座的另一侧固定安装有侧板，所述侧板上沿竖直方向滑动安装有吸盘安装板，所述吸盘安装板的底部固定安装有伯努利吸盘，且所述吸盘安装板与所述固定座间设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端分别与所述吸盘安装板、所述固定座相连。
作为一种改进的技术方案，所述拍摄机构包括相机，所述机架上固定安装有安装架，所述相机固定安装于所述安装架上，且与所述摄片孔对应设置。
作为一种改进的技术方案，所述安装架上还固定安装有光源，所述光源位于所述相机与所述摄片孔之间，且与所述摄片孔对应设置；
所述固定座上还固定安装有反光板，且所述反光板位于所述固定座上方。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
（1）该上片机用晶圆自动上料装置，盛装有晶圆的花篮放置到料架上，通过各电缸协调配合实现旋转电缸精确位移，通过取片板实现晶圆取放，并由第一定位机构精定位后，翻转并定位放置到第二定位机构处，最终由装盘机械臂通过晶圆取放机构吸取晶圆并经拍摄机构拍摄识别，进行相应角度旋转后准确放置到料盘内，实现晶圆的自动上料装盘；相较传统的人工进行晶圆上料的上料方式，不但实现了人工劳动力的有效替代，上料效率大大提高，且有效避免了在上料过程中意外划伤晶圆现象的发生，且晶圆翻转后，装盘机械臂吸取晶面背面，不会对晶圆造成损伤，确保晶圆上料过程中晶圆质量及合格率不受影响。
（2）设有的花篮安装板，旋拧各水平调节螺栓进行花篮安装板的水平调节，确保花篮安装板安装水平不倾斜，且调节操作简单方便，调节完毕后旋紧安装螺栓即可实现调节后固定，花篮安装板水平能够确保放置后的花篮保持水平，进而为晶圆的精准取片操作提供了可靠保障。
（3）设有的该定位固定机构，两定位板形成与花篮底部相适配的花篮放置位，便于花篮于花篮安装板上的精确放置及放置后的定位、限位，且定位板上开设有的条形孔，松开定位螺栓可实现两定位板间距的微调，调节后重新锁紧定位螺栓即可，能够适配不同规格的花篮放置，通用性强。
（4）花篮安装板上安装有的第一传感器，能够检测花篮有无，提醒工作人员进行相应位置的花篮放置。
（5）设有的该取片板，开设有的吸片孔及吸片槽，能够实现对晶圆背面的牢固吸附，确保晶圆取放及翻转过程中不会发生位置偏移甚至掉落。
（6）第三安装板上朝向料架一侧安装有的第二传感器，在取花篮内晶圆时，能够对花篮料况进行检测，若检测到花篮内无晶圆后，通过相应的报警装置提醒工作人员进行花篮更换。
（7）设有的该第一定位机构，通过第一夹爪气缸驱动的各第一定位块实现晶圆的精定位，确保取片板对晶圆吸合位置准确，吸合牢固性好，满足晶圆翻转需求，同时保证了晶圆于第二定位机构位置处的精准放置。
（8）设有的该第二定位机构，通过第二夹爪气缸驱动的第二定位块实现对放置晶圆的再次精定位，确保装盘机械臂通过晶圆取放机构对晶圆的准确吸取，进而实现晶圆于料盘内的精准放置，此外，第二定位块上具有的定位沿，晶圆于第二定位机构定位放置时，仅晶圆的正面边缘位置与第二定位块接触，接触面积小，且是边缘接触，避免了因晶圆正面接触可能导致的污染或损伤，确保晶圆质量不受影响。
（9）第一定位块和第二定位块定位侧顶部具有的倒角结构，起到晶圆放置时的导向作用，使得晶圆放置更加容易。
（10）通过各电缸实现对旋转气缸的位移驱动，精度高，且更环保、干净，在保证刚性的同时，有效减少了气缸润滑油脂对无尘环境的污染。
（11）设有的该调节机构，通过旋拧导轨调节螺栓可实现对导轨的微调，使得导轨与第一电缸间的平行调节操作简单方便。
（12）安装有的U型光电开关及到位检测片，U型光电开关通过对到位检测片的检测实现对电缸滑板的检测，确保滑动到位的准确性，避免电缸滑板滑动超出行程。
（13）设有的该晶圆取放机构，伯努利吸盘耗气量低且吸附力大，与晶圆存在微小间隙时也能够将晶圆吸起，能够最大限度的减少与晶圆的接触，且对晶圆抓取柔和，吸盘安装板与固定座间设有的缓冲弹簧，起到取晶圆时的缓冲作用，有效避免了抓取晶圆时对晶圆的损伤。
（14）固定座上安装有的第三传感器，能够检测是否吸到晶圆，避免因未吸取到晶圆而导致的放片缺失现象的发生。
（15）设有的该拍摄机构，装盘机械臂通过晶圆取放机构取到晶圆后，将晶圆移动到摄片孔位置处，通过相机拍摄所取晶圆信息，与模板晶圆相对比，并通过装盘机械臂进行相应的角度旋转，从而确保能够精确的放置到料盘内，满足晶圆所需特定角度排列放置的需求。
（16）设有的光源及反光板，确保相机有更合适的曝光度，使得相机对所取晶圆的拍摄画面更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明料架和翻片机构部分的结构示意图；
图3为本发明装盘机械臂和定位台部分的结构示意图；
图4为本发明花篮安装板的结构示意图；
图5为本发明第一定位机构的结构示意图；
图6为本发明翻片机构的结构示意图；
图7为图6中I部位的放大结构示意图；
图8为本发明取片板的安装结构示意图；
图9为本发明第二定位机构的结构示意图；
图10为本发明晶圆取放机构的结构示意图；
附图标记：1-机架；101-摄片孔；2-料架；3-花篮安装板；301-安装槽；4-水平调节螺栓；5-定位板；501-条形孔；6-第一传感器；7-安装座；8-第一夹爪气缸；9-第一定位块；10-定位台；11-第二夹爪气缸；12-第二定位块；1201-定位沿；13-第一电缸；14-导轨；15-滑块；16-固定块；17-导轨调节螺栓；18-第一安装板；19-第二电缸；20-第二安装板；21-第三电缸；22-第三安装板；23-旋转气缸；24-取片板；2401-吸片孔；2402-吸片槽；25-第二传感器；26-U型光电开关；27-到位检测片；28-装盘机械臂；29-固定座；30-第三传感器；31-侧板；32-吸盘安装板；33-伯努利吸盘；34-缓冲弹簧；35-安装架；36-相机；37-光源；38-反光板。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
如图1至图3所示，本实施例提供了一种上片机用晶圆自动上料装置，包括机架1，还包括用以放置花篮的料架2，用以实现晶圆定位的第一定位机构和第二定位机构，用以取放并翻转晶圆的翻片机构，以及用以实现晶圆装盘的装盘机械臂28。
料架2固定安装于机架1上，且料架2上设有若干花篮安装板3，花篮安装板3上均设有用以实现花篮放置定位的定位固定机构。
如图4所示，花篮安装板3上螺纹安装有若干水平调节螺栓4，水平调节螺栓4的螺纹端抵靠料架2设置，且花篮安装板3利用安装螺栓固定安装于料架2上；本实施例中，花篮安装板3上开设有多个沉孔，用以实现安装螺栓的安装，当然，也可在水平调节螺栓4上沿其轴向开设安装通孔，用以实现安装螺栓的安装，即安装螺栓插装于水平调节螺栓4内，并且螺纹端与料架2螺纹连接。设有的花篮安装板3，旋拧各水平调节螺栓4进行花篮安装板3的水平调节，确保花篮安装板3安装水平不倾斜，且调节操作简单方便，调节完毕后旋紧安装螺栓即可实现调节后固定，花篮安装板3水平能够确保放置后的花篮保持水平，进而为晶圆的精准取片操作提供了可靠保障。
定位固定机构包括分别安装于花篮安装板3两端的定位板5，两个定位板5对应设置，且定位板5上均开设有条形孔501，定位板5通过条形孔501且利用定位螺栓固定安装于花篮安装板3上，本实施例中，定位螺栓未在附图中示出；设有的该定位固定机构，两个定位板5形成与花篮底部相适配的花篮放置位，便于花篮于花篮安装板3上的精确放置及放置后的定位、限位，且定位板5上开设有的条形孔501，松开定位螺栓可实现两定位板5间距的微调，调节后重新锁紧定位螺栓即可，能够适配不同规格的花篮放置，通用性强。
花篮安装板3上还开设有安装槽301，安装槽301内设有用以检测花篮的第一传感器6，本实施例中，第一传感器6选用接触式传感器；安装有的第一传感器6，能够检测花篮有无，提醒工作人员进行相应位置的花篮放置。
如图2、图3和图5共同所示，第一定位机构安装于料架2上，且位于料架2的中间位置，机架1上还固定安装有一与料架2对应设置的定位台10，第二定位机构设有若干，若干第二定位机构于定位台10上排列设置。
如图5所示，第一定位机构包括固定安装于料架2上的安装座7，安装座7上安装有第一夹爪气缸8，第一夹爪气缸8的卡爪固定安装有第一定位块9，且处于定位状态时，第一定位块9间形成与晶圆相适配的定位区；设有的该第一定位机构，通过第一夹爪气缸8驱动的各第一定位块9实现晶圆的精定位，确保取片板24对晶圆吸合位置准确，吸合牢固性好，满足晶圆翻转需求，同时保证了晶圆于第二定位机构位置处的精准放置。
如图2和图9所示，第二定位机构包括固定安装于定位台10上的第二夹爪气缸11，第二夹爪气缸11的卡爪固定安装有第二定位块12，第二定位块12上具有定位沿1201，且定位沿1201与晶圆外径相适配；设有的该第二定位机构，通过第二夹爪气缸11驱动的第二定位块12实现对放置晶圆的再次精定位，确保装盘机械臂28通过晶圆取放机构对晶圆的准确吸取，进而实现晶圆于料盘内的精准放置，此外，第二定位块12上具有的定位沿1201，晶圆于第二定位机构定位放置时，仅晶圆的正面边缘位置与第二定位块12接触，接触面积小，且是边缘接触，避免了因晶圆正面接触可能导致的污染或损伤，确保晶圆质量不受影响。
本实施例中，第一夹爪气缸8和第二夹爪气缸11均可采用市售的气动夹爪，在此不作赘述。
本实施例中，第一定位块9和第二定位块12的定位侧顶部均为倾斜面倒角结构，起到晶圆放置时的导向作用，使得晶圆放置更加容易。
如图1、图2、图6至图8共同所示，翻片机构位于料架2和定位台10之间，翻片机构包括由第一驱动装置驱动、且沿X轴方向滑动的第一安装板18，第一安装板18上沿Y轴方向滑动安装有第二驱动装置驱动的第二安装板20，第二安装板20上沿Z轴方向滑动安装有第三驱动装置驱动的第三安装板22，第三安装板22上固定安装有旋转气缸23，旋转气缸23的转盘固定安装有取片板24，取片板24的端部一侧开设有吸片孔2401及吸片槽2402，吸片槽2402与吸片孔2401相接，且吸片孔2401位于吸片槽2402的中间位置，取片板24内部开设有与吸片孔2401相连通的气道，通过气道的接气口，与供气装置的气管连接；设有的该取片板24，开设有的吸片孔2401及吸片槽2402，能够实现对晶圆背面的牢固吸附，确保晶圆取放及翻转过程中不会发生位置偏移甚至掉落。
第三安装板22上还固定安装有用以检测花篮中晶圆料况的第二传感器25，第二传感器25朝向料架2设置，本实施例中，第二传感器25选用数字式传感器；安装有的第二传感器25，在取花篮内晶圆时，能够对花篮料况进行检测，若检测到花篮内无晶圆后，通过相应的报警装置提醒工作人员进行花篮更换。
第一驱动装置包括固定安装于机架1上的第一电缸13，机架1上还固定安装有与第一电缸13平行设置的导轨14，导轨14上滑动安装有滑块15，第一安装板18与滑块15、第一电缸13的滑板固定连接。
机架1上还设有用以实现导轨14平行调节的调节机构，调节机构包括固定块16和导轨调节螺栓17，固定块16设有三个，且均固定安装于机架1上，其中两个固定块16分别位于导轨14的一侧两端，另外一固定块16位于导轨14的另一侧中间位置，导轨调节螺栓17分别螺纹配合安装于固定块16上，且导轨调节螺栓17的螺纹端抵靠导轨14设置；设有的该调节机构，通过旋拧导轨调节螺栓17可实现对导轨14的微调，使得导轨14与第一电缸13间的平行调节操作简单方便。
第二驱动装置包括固定安装于第一安装板18上的第二电缸19，第二安装板20固定安装于第二电缸19的滑板上。
第三驱动装置包括固定安装于第二安装板20上的第三电缸21，第三安装板22固定安装于第三电缸21的滑板上。
通过各电缸实现对旋转气缸23的位移驱动，精度高，且更环保、干净，在保证刚性的同时，有效减少了气缸润滑油脂对无尘环境的污染。
本实施例中，电缸的一侧两端部均固定安装有U型光电开关26，电缸的滑板上固定安装有便于U型光电开关26检测的到位检测片27；安装有的U型光电开关26及到位检测片27，U型光电开关26通过对到位检测片27的检测实现对电缸滑板的检测，确保滑动到位的准确性，避免电缸滑板滑动超出行程。
如图1、图3和图10共同所示，装盘机械臂28固定安装于机架1上，且靠近定位台10设置，装盘机械臂28的执行端设有晶圆取放机构，机架1上于装盘机械臂28和定位台10之间还开设有摄片孔101，机架1上安装有与摄片孔101对应设置的拍摄机构。
晶圆取放机构包括固定安装于装盘机械臂28转杆底端的固定座29，固定座29的一侧固定安装有第三传感器30，第三传感器30选用光电传感器，固定座29的另一侧固定安装有侧板31，侧板31上沿竖直方向滑动安装有吸盘安装板32，吸盘安装板32的底部固定安装有伯努利吸盘33，且吸盘安装板32与固定座29间设有缓冲弹簧34，缓冲弹簧34的两端分别与吸盘安装板32、固定座29相连；设有的该晶圆取放机构，伯努利吸盘33耗气量低且吸附力大，与晶圆存在微小间隙时也能够将晶圆吸起，能够最大限度的减少与晶圆的接触，且对晶圆抓取柔和，吸盘安装板32与固定座29间设有的缓冲弹簧34，起到取晶圆时的缓冲作用，有效避免了抓取晶圆时对晶圆的损伤，固定座29上安装有的第三传感器30，能够检测是否吸到晶圆，避免因未吸取到晶圆而导致的放片缺失现象的发生。
拍摄机构包括相机36，机架1上固定安装有安装架35，相机36固定安装于安装架35上，且与摄片孔101对应设置；设有的该拍摄机构，装盘机械臂28通过晶圆取放机构取到晶圆后，将晶圆移动到摄片孔101位置处，通过相机36拍摄所取晶圆信息，与模板晶圆相对比，并通过装盘机械臂28进行相应的角度旋转，从而确保能够精确的放置到料盘内，满足晶圆所需特定角度排列放置的需求。
安装架35上还固定安装有光源37，光源37位于相机36与摄片孔101之间，且与摄片孔101对应设置，固定座29上还固定安装有反光板38，且反光板38位于固定座29上方；设有的光源37及反光板38，确保相机36有更合适的曝光度，使得相机36对所取晶圆的拍摄画面更加清楚。
基于上述结构的该上片机用晶圆自动上料装置，通过分别与第一传感器6、第一夹爪气缸8、第一电缸13、第二电缸19、第三电缸21、旋转气缸23、第二传感器25、第二夹爪气缸11、相机36以及装盘机械臂28相连的控制器实现装置各部分的协调控制，控制器可选用市售的PLC控制器，在此不作赘述。工作时，第一电缸13、第二电缸19和第三电缸21配合动作，实现旋转气缸23精确位移，通过取片板24将花篮内晶圆取出，放置到第一定位机构，进行晶圆精定位后，再位移至定位台10，并在由第一定位机构向第二定位机构转移过程中，旋转气缸23动作，完成晶圆翻转，将晶圆由正面朝向翻转至背面朝向，翻转完成后，放置到各第二定位机构实现定位放置，完成一片晶圆的取片、翻转、定位放置，之后旋转气缸23驱动取片板24复位，各电缸工作进行下一片晶圆的取片，如此，将晶圆从花篮内依次取放至第二定位机构定位放置，经第二定位机构精定位后，由装盘机械臂28通过晶圆取放机构吸取晶圆，至摄片孔101位置拍摄识别后，与模板晶圆相对比，通过装盘机械臂28进行相应的角度旋转后，精确的放置到料盘内，实现晶圆的自动上料装盘。
通过该上片机用晶圆自动上料装置进行晶圆自动上料，盛装有晶圆的花篮放置到料架2上，通过各电缸协调配合实现旋转电缸精确位移，通过取片板24实现晶圆取放，并由第一定位机构精定位后，翻转并定位放置到第二定位机构处，最终由装盘机械臂28通过晶圆取放机构吸取晶圆并经拍摄机构拍摄识别，进行相应角度旋转后准确放置到料盘内，实现晶圆的自动上料装盘；相较传统的人工进行晶圆上料的上料方式，不但实现了人工劳动力的有效替代，上料效率大大提高，且有效避免了在上料过程中意外划伤晶圆现象的发生，且晶圆翻转后，装盘机械臂28吸取晶面背面，不会对晶圆造成损伤，确保晶圆上片过程中晶圆质量及合格率不受影响。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种上片机用晶圆自动上料装置，包括机架，其特征在于：还包括
用以放置花篮的料架，所述料架固定安装于所述机架上，且所述料架上设有若干花篮安装板，所述花篮安装板上均设有用以实现花篮放置定位的定位固定机构；
用以实现晶圆定位的第一定位机构和第二定位机构，所述第一定位机构安装于所述料架上，且位于所述料架的中间位置，所述机架上还固定安装有一与所述料架对应设置的定位台，所述第二定位机构设有若干，若干所述第二定位机构于所述定位台上排列设置；
用以取放并翻转晶圆的翻片机构，所述翻片机构位于所述料架和所述定位台之间，所述翻片机构包括由第一驱动装置驱动、且沿X轴方向滑动的第一安装板，所述第一安装板上沿Y轴方向滑动安装有第二驱动装置驱动的第二安装板，所述第二安装板上沿Z轴方向滑动安装有第三驱动装置驱动的第三安装板，所述第三安装板上固定安装有旋转气缸，所述旋转气缸的转盘固定安装有取片板，所述取片板的端部一侧开设有吸片孔，所述取片板内部开设有与所述吸片孔相连通的气道；
以及用以实现晶圆装盘的装盘机械臂，所述装盘机械臂固定安装于所述机架上，且靠近所述定位台设置，所述装盘机械臂的执行端设有晶圆取放机构，所述机架上于所述装盘机械臂和所述定位台之间还开设有摄片孔，所述机架上安装有与所述摄片孔对应设置的拍摄机构。
2.如权利要求1所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述花篮安装板上螺纹安装有若干水平调节螺栓，所述水平调节螺栓的螺纹端抵靠所述料架设置，且所述花篮安装板利用安装螺栓固定安装于所述料架上；
所述花篮安装板上还开设有安装槽，所述安装槽内设有用以检测花篮的第一传感器。
3.如权利要求2所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述定位固定机构包括分别安装于所述花篮安装板两端的定位板，两所述定位板对应设置，且所述定位板上均开设有条形孔，所述定位板通过所述条形孔且利用定位螺栓固定安装于所述花篮安装板上。
4.如权利要求3所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述第一定位机构包括固定安装于所述料架上的安装座，所述安装座上安装有第一夹爪气缸，所述第一夹爪气缸的卡爪固定安装有第一定位块，且处于定位状态时，所述第一定位块间形成与晶圆相适配的定位区。
5.如权利要求4所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述第二定位机构包括固定安装于所述定位台上的第二夹爪气缸，所述第二夹爪气缸的卡爪固定安装有第二定位块，所述第二定位块上具有定位沿，且所述定位沿与晶圆外径相适配。
6.如权利要求5所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述第一驱动装置包括固定安装于所述机架上的第一电缸，所述机架上还固定安装有与所述第一电缸平行设置的导轨，所述导轨上滑动安装有滑块，所述第一安装板与所述滑块、所述第一电缸的滑板固定连接；
所述第二驱动装置包括固定安装于所述第一安装板上的第二电缸，所述第二安装板固定安装于所述第二电缸的滑板上；
所述第三驱动装置包括固定安装于所述第二安装板上的第三电缸，所述第三安装板固定安装于所述第三电缸的滑板上。
7.如权利要求6所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述取片板端部一侧还开设有吸片槽，所述吸片槽与所述吸片孔相接，且所述吸片孔位于所述吸片槽的中间位置。
8.如权利要求7所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述第三安装板上还固定安装有用以检测花篮中晶圆料况的第二传感器，所述第二传感器朝向所述料架设置。
9.如权利要求1-8任一项所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述晶圆取放机构包括固定安装于所述装盘机械臂转杆底端的固定座，所述固定座的一侧固定安装有第三传感器，所述固定座的另一侧固定安装有侧板，所述侧板上沿竖直方向滑动安装有吸盘安装板，所述吸盘安装板的底部固定安装有伯努利吸盘，且所述吸盘安装板与所述固定座间设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端分别与所述吸盘安装板、所述固定座相连。
10.如权利要求9所述的上片机用晶圆自动上料装置，其特征在于：所述拍摄机构包括相机，所述机架上固定安装有安装架，所述相机固定安装于所述安装架上，且与所述摄片孔对应设置；
所述安装架上还固定安装有光源，所述光源位于所述相机与所述摄片孔之间，且与所述摄片孔对应设置；
所述固定座上还固定安装有反光板，且所述反光板位于所述固定座上方。
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Denomination of invention: A wafer automatic feeding device for loading machines Granted publication date: 20201016 Pledgee: Weifang Jinma road sub branch of Bank of Weifang Co.,Ltd. Pledgor: Yuanxu Semiconductor Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980007536 |