CN112109095A - 一种新型机械臂 - Google Patents

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张庆钊
陈百捷
姚广军
王镇清
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
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Abstract

本发明公开了一种新型机械臂，包括基础部、第一叉指和第二叉指，所述第一叉指和第二叉指包括柄部和端部，所述柄部均呈长条状，在柄部的下端向外延伸形成钩状的端部，第一叉指和第二叉指平行并列布置，第一叉指和第二叉指的柄部上端与基础部转动连接，使得第一叉指和第二叉指均能够以柄部为轴转动。本发明能够实现稳定取放晶圆的同时不触碰晶圆表面，不造成晶圆损伤，翻转时晶圆不易脱落，且对加工精度要求低，成本低廉。

Description

一种新型机械臂
技术领域
本发明涉及晶圆取放机械手技术领域，特别是涉及一种新型机械臂。
背景技术
现有技术中取放晶圆的机械手均是托举式的一体式结构，比如与机械臂的连接端为一体的扁平片状，前端部是圆环形、双叉形，在前端部与连接端相对的边缘设置凸块，凸块可以贴合到晶圆的边缘，从而将晶圆固定在机械手上。但是，由于晶圆通常存储在晶圆盒中，晶圆之间的间隔只有4mm左右，而机械手在由晶圆之间伸入时不能触碰晶圆的任意一面，以避免损伤晶圆，因而，对于凸块部分的厚度要求严格，同时，凸块的精细结构要求较高，在生产制造时成品率较低，导致生产成本高昂，而且，具有凸块的机械手在获取晶圆后的翻转过程中，晶圆容易脱落。
由此可见，上述现有的机械手在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新型机械臂，实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型机械臂，使其稳定取放晶圆且不触碰晶圆表面，同时对加工精度要求低，成本低廉，从而克服现有的机械手的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种新型机械臂，包括基础部、第一叉指和第二叉指，所述第一叉指和第二叉指包括柄部和端部，所述柄部均呈长条状，在柄部的下端向外延伸形成钩状的端部，第一叉指和第二叉指平行并列布置，第一叉指和第二叉指的柄部上端与基础部转动连接，使得第一叉指和第二叉指均能够以柄部为轴转动。
作为本发明的一种改进，所述第一叉指和第二叉指的端部内缘呈内凹的圆弧状。
进一步地，所述第一叉指和第二叉指的端部在未转动状态下相背设置，在转动状态下第一叉指和第二叉指能够同步转动。
进一步地，所述第一叉指和第二叉指的柄部之间的距离为50mm～110mm。
进一步地，所述第一叉指和第二叉指的柄部呈圆柱状、方柱状或扁平条块状。
进一步地，所述第一叉指和第二叉指的端部在未转动状态下相背设置，在转动状态下第一叉指和第二叉指的旋转角度为3°～90°。
进一步地，所述第一叉指和第二叉指的端部在未转动状态下相背设置，在转动状态下第一叉指和第二叉指的旋转角度为10°～30°。
进一步地，所述第一叉指和第二叉指的材料为陶瓷、不锈钢、有机材料或铝合金。
进一步地，所述基础部的下端设有弧形的垫块，所述垫块的下表面弧度与晶圆外沿弧度相同，使得垫块的下表面能够与晶圆外沿紧密贴合。
进一步地，所述基础部上安装有驱动轴，用于驱动第一叉指和第二叉指转动。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、第一叉指和第二叉指的端部设置成倒钩状，并端部内缘的圆弧与晶圆外沿相切，使得晶圆的取放更加稳定，不易脱落。
2、第一叉指和第二叉指转动取放的方式，能够降低加工精度，成品率高，降低生产成本。
3、第一叉指和第二叉指的端部内缘呈弧形，垫块的下表面也呈弧形，双侧弧形能够保证晶圆抓取后，进行任意方向的翻转时晶圆都不易发生脱落。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明提供的一种新型机械臂的三维视图。
图2是本发明提供的一种新型机械臂的另一角度三维视图。
附图标记说明：1-基础部；2-垫块；3-第一叉指；4-第二叉指；5-柄部；6-端部；7-驱动轴。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本发明提供一种新型机械臂，包括基础部1、第一叉指3和第二叉指4，所述第一叉指3和第二叉指4又包括柄部5和端部6，在图1和图2中定义靠近基础部1的一端为上端，靠近第一叉指3和第二叉指4的端部的一端为下端，所述柄部5呈圆柱状、方柱状或扁平条块状，在柄部5的下端向外延伸出钩形的端部6，所述端部6的内缘呈圆弧状，圆弧的弧度能够与晶圆外沿相切。第一叉指3和第二叉指4的柄部5上端安装在基础部1上，并能够使第一叉指3和第二叉指4分别以各自的柄部5为轴转动。所述第一叉指3和第二叉指4的端部相背设置，在使用时，第一叉指3和第二叉指4同步转动。
所述基础部1上安装有驱动轴7，用于驱动第一叉指3和第二叉指4的转动。所述基础部1的下端设置有一垫块2，所述垫块2呈圆弧状，垫块2的下表面弧度与晶圆外沿弧度相同，在使用时，垫块2的下表面能够与晶圆外沿紧密贴合。
优选的，所述第一叉指3和第二叉指4之间的距离为50mm～110mm，第一叉指3和第二叉指4的转动角度为3°～90°，进一步地，最优选的是，所述第一叉指和第二叉指的旋转角度为10°～30°。
优选的，第一叉指3和第二叉指4的材料为陶瓷、不锈钢、有机材料(如PEEK)或铝合金。
本发明在工作过程中，首先机械臂移动至晶圆之间的间隙处，机械臂向下移动时第一叉指3和第二叉指4伸入晶圆间隙处，并使晶圆的上沿紧密贴合在垫块2的下表面；然后驱动轴7驱动第一叉指3和第二叉指4同步反向转动，使钩形的端部6从晶圆之间的间隙处转向晶圆的下沿，将晶圆夹持在垫块2和端部6之间完成抓取动作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型机械臂，其特征在于，包括基础部、第一叉指和第二叉指，所述第一叉指和第二叉指包括柄部和端部，所述柄部均呈长条状，在柄部的下端向外延伸形成钩状的端部，第一叉指和第二叉指平行并列布置，第一叉指和第二叉指的柄部上端与基础部转动连接，使得第一叉指和第二叉指均能够以柄部为轴转动。
2.根据权利要求1所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述第一叉指和第二叉指的端部内缘呈内凹的圆弧状。
3.根据权利要求1所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述第一叉指和第二叉指的端部在未转动状态下相背设置，在转动状态下第一叉指和第二叉指能够同步转动。
4.根据权利要求1所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述第一叉指和第二叉指的柄部之间的距离为50mm～110mm。
5.根据权利要求1所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述第一叉指和第二叉指的柄部呈圆柱状、方柱状或扁平条块状。
6.根据权利要求1所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述第一叉指和第二叉指的端部在未转动状态下相背设置，在转动状态下第一叉指和第二叉指的旋转角度为3°～90°。
7.根据权利要求6所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述第一叉指和第二叉指的端部在未转动状态下相背设置，在转动状态下第一叉指和第二叉指的旋转角度为10°～30°。
8.根据权利要求1所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述第一叉指和第二叉指的材料为陶瓷、不锈钢、有机材料或铝合金。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述基础部的下端设有弧形的垫块，所述垫块的下表面弧度与晶圆外沿弧度相同，使得垫块的下表面能够与晶圆外沿紧密贴合。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种新型机械臂，其特征在于，所述基础部上安装有驱动轴，用于驱动第一叉指和第二叉指转动。
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