CN112420577A - 一种晶圆自动下片装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于晶圆下片技术领域，提供了一种晶圆自动下片装置，包括机架，机架上设有倍速链输送线、载具定位机构、载具举升机构、取放机械臂、盖板放置台和晶圆放置台，载具定位机构和载具举升机构沿倍速链输送线的输送方向依次设置，倍速链输送线上设有阻挡气缸，取放机械臂和盖板放置台均位于倍速链输送线的一侧，且取放机械臂的工作轴端部设有取放料机构，晶圆放置台位于倍速链输送线的一端，且倍速链输送线的端部还设有与载具举升机构对应设置的载具拨送机构。本发明能够实现晶圆的流水线自动下片，相较人工下片方式，不但下片效率大大提高，且有效避免了在下片过程中意外划伤晶圆现象的发生，确保晶圆下片过程中晶圆的质量及合格率不受影响。

Description

一种晶圆自动下片装置
技术领域
本发明涉及晶圆下片技术领域，尤其涉及一种晶圆自动下片装置。
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，依据加工工艺的需求，需要将晶圆排列放置于晶圆料盘内，然后将承载有晶圆的整个料盘放入等离子刻蚀机中进行ICP刻蚀加工，ICP刻蚀工艺后，再将晶圆从晶圆料盘内依次取出，以便进行后续的AFM测试等，将晶圆从晶圆料盘内取出的这一过程称为晶圆的下片。
目前，晶圆于料盘内的下片操作，通常由人工完成，下片时，先将盖板从载片板上取下，然后将晶圆从载片板上一片一片的取出，晶圆从载片板上取出后，再重新将盖板盖合到载片板上，不但劳动强度大，费时费力，下片效率低，且在取片放片过程中，因下片操作人员操作不细心等各种主观原因，易划伤晶圆，对晶圆造成损伤，会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，但目前仍没有专门用于晶圆下片的自动取片、载具输送的一体流水线设备。因此，开发一种晶圆自动下片装置，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：提供一种晶圆自动下片装置，以解决目前人工下片费时费力，下片效率低，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：
一种晶圆自动下片装置，包括机架，所述机架上设有倍速链输送线、载具定位机构、载具举升机构、取放机械臂、盖板放置台和晶圆放置台，所述载具定位机构和所述载具举升机构沿所述倍速链输送线的输送方向依次设置，所述倍速链输送线上设有阻挡气缸，所述阻挡气缸设有两个，且分别于所述载具定位机构的前后端设置，所述取放机械臂和所述盖板放置台均位于所述倍速链输送线的一侧，且所述取放机械臂的工作轴端部设有用以实现盖板和晶圆取放的取放料机构，所述晶圆放置台位于所述倍速链输送线的一端，且所述倍速链输送线的端部还设有与所述载具举升机构对应设置的载具拨送机构。
作为一种改进的技术方案，所述倍速链输送线包括固定安装于所述机架上的输送架体，所述输送架体的一端转动安装有驱动电机驱动的传动轴，所述传动轴的两端分别键连接有主动齿轮，所述输送架体的另一端转动安装有分别与所述主动齿轮对应设置的从动齿轮，对应设置的所述主动齿轮和所述从动齿轮之间架绕有倍速链，且所述主动齿轮和所述从动齿轮通过所述倍速链传动相连。
作为一种改进的技术方案，所述输送架体的一端固定安装有电机减速器，所述驱动电机通过所述电机减速器与所述传动轴的一端传动相连。
作为一种改进的技术方案，所述输送架体的端部还均固定安装有倍速链回程导轨，所述倍速链回程导轨具有圆弧形导向面，所述输送架体的顶部内侧均固定安装有耐磨条，沿所述输送架体长度方向对应设置的所述耐磨条间形成与晶圆载具宽度相适配的导向滑道。
作为一种改进的技术方案，所述载具定位机构包括夹持气缸驱动的升降托板和固定安装于所述机架上的托盘限位块、载片板限位板，所述升降托板的顶面设有用以实现晶圆载具定位的定位销，所述托盘限位块和所述载片板限位板均于所述倍速链输送线的两侧，且对应设置，处于定位状态时，晶圆载具定位夹持于所述升降托板和所述托盘限位块、所述载片板限位板之间，且所述托盘限位块延伸至晶圆载具的托盘设置，所述载片板限位板延伸至晶圆载具的载片板设置。
作为一种改进的技术方案，所述定位销包括圆柱形定位销和菱形定位销，所述圆柱形定位销和所述菱形定位销分别于所述升降托板的两端设置。
作为一种改进的技术方案，所述机架上固定安装有气缸安装板，所述夹持气缸固定安装于所述气缸安装板上，且所述夹持气缸的活塞轴顶部与所述升降托板的底面中间位置固定连接；
所述气缸安装板上还固定安装有若干直线轴承，所述直线轴承内沿竖直方向滑动插装有导向轴，所述导向轴的顶端均与所述升降托板固定连接。
作为一种改进的技术方案，其中一所述阻挡气缸位于所述载具定位机构的前端，另外一所述阻挡气缸位于所述载具定位机构的后端，且晶圆载具输送至一端抵靠位于所述载具定位机构后端的所述阻挡气缸时，所述定位销与晶圆载具上开设有的定位孔相对应。
作为一种改进的技术方案，所述取放料机构包括固定安装于所述取放机械臂工作轴上的安装框架，所述安装框架上安装有取片气缸驱动的伯努利吸盘，所述安装框架的底部还固定安装有吸嘴安装板，所述吸嘴安装板的底部安装有若干盖板吸嘴。
作为一种改进的技术方案，所述取片气缸固定安装于所述安装框架上，所述取片气缸的活塞轴端部通过浮动接头连接有吸盘安装板，所述吸盘安装板与所述安装框架间设有第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧的两端分别与所述吸盘安装板、所述安装框架连接，且所述第一压缩弹簧处于压缩状态，所述伯努利吸盘固定安装于所述吸盘安装板的底面。
作为一种改进的技术方案，所述吸嘴安装板上固定安装有若干衬套，所述衬套内沿竖直方向滑动插装有吸嘴安装杆，所述吸嘴安装杆上套装有第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧位于所述吸嘴安装杆的底部与所述衬套之间，所述吸嘴安装杆的顶端固定安装有挡环，所述盖板吸嘴分别固定安装于所述吸嘴安装杆的底端；
所述吸嘴安装板上还螺纹配合安装有若干止动螺栓，若干所述止动螺栓的底端于同一水平面设置。
作为一种改进的技术方案，所述盖板放置台包括通过立柱固定安装于所述机架上的盖板放置盘，所述盖板放置盘上具有与盖板外径相适配的盖板定位沿。
作为一种改进的技术方案，所述晶圆放置台包括固定安装于所述机架上的安装架，所述安装架上均匀设有若干晶圆放置工装，所述晶圆放置工装包括固定安装于所述安装架上、且对应设置的定位块，所述定位块上具有与晶圆外径相适配的晶圆定位沿，所述安装架上还固定安装有分别与所述晶圆放置工装对应设置的光电开关。
作为一种改进的技术方案，所述载具举升机构包括固定安装于所述机架上的举升气缸，所述举升气缸的活塞轴端部固定安装有举升板，所述举升板上设有用以实现晶圆载具输送的第一滚轮条，所述输送架体的端部一侧设有用以实现晶圆载具输送的第二滚轮条，所述第一滚轮条、所述第二滚轮条的输送方向与所述倍速链输送线的输送方向相垂直。
作为一种改进的技术方案，所述载具拨送机构包括固定安装于所述输送架体一端的载具下料电缸，所述载具下料电缸的滑板上固定安装有拨板，所述拨板位于所述载具举升机构上方，且延伸至所述载具举升机构设置。
作为一种改进的技术方案，所述机架的底部安装有福马轮，所述机架的外防护架体上设有观察窗，所述观察窗为透明玻璃窗，且铰接安装于所述机架的外防护架体上。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
（1）该晶圆自动下片装置，倍速链输送线实现对晶圆载具的输送，输送晶圆载具至一端抵靠位于载具定位机构后端的阻挡气缸时，实现对晶圆载具的预定位，然后倍速链输送线停止输送，夹持气缸工作，驱动升降托板上升，通过升降托板上的定位销实现对晶圆载具的精定位，并将晶圆载具精准定位夹持于升降托板和托盘限位块、载片板限位板之间，实现对晶圆载具的加持固定，之后，取放机械臂工作，通过盖板吸嘴将晶圆载具上的盖板取下放置到盖板放置台上，盖板放置完毕后，取片气缸驱动伯努利吸盘下移，通过伯努利吸盘将载片板内的晶圆一片一片的依次取出并放置于晶圆放置台，晶圆取放完毕后，取片气缸驱动伯努利吸盘复位，通过盖板吸嘴将盖板放置台上放置的盖板重新盖合到载片板上，最后，夹持气缸驱动升降托板复位，将晶圆载具重新放置到倍速链输送线上；
晶圆载具重新放置到倍速链输送线上后，阻挡气缸的活塞杆带动档杆下降，通过倍速链输送线将取片后的晶圆载具输送至载具举升机构上方，然后举升气缸驱动举升板上升，将晶圆载具托举起，载具下料电缸工作，通过拨板将托举起的晶圆载具拨出，完成晶圆载具的出料，最后，载具下料电缸驱动拨板复位，举升气缸驱动举升板下降复位，同时，位于载具定位机构后端的阻挡气缸的活塞杆带动档杆重新上升至止停位，以待下个晶圆载具的取片，如此，实现对晶圆载具的自动下片；
通过该晶圆自动下片装置实现晶圆的流水线自动下片，相较传统的人工下片方式，不但实现了人工劳动力的有效替代，下片效率大大提高，且有效避免了在下片过程中意外划伤晶圆现象的发生，确保晶圆下片过程中晶圆的质量及合格率不受影响。
（2）设有的倍速链输送线，驱动电机工作，通过传动轴和齿轮带动倍速链回转实现对晶圆载具的输送，且耐磨条间形成与晶圆载具宽度相适配的导向滑道，通过导向滑道实现对晶圆载具的导向输送，使得对晶圆载具的输送更加平稳。
（3）设有的两个阻挡气缸，位于载具定位机构前端的阻挡气缸用以实现对晶圆载具的阻挡，避免在对晶圆载具下片过程中，下一个晶圆载具进入载具定位机构工作位，位于载具定位机构后端的阻挡气缸，用以实现晶圆载具的预定位，晶圆载具输送至一端抵靠该阻挡气缸时，定位销与晶圆载具上开设有的定位孔相对应，便于载具定位机构实现对晶圆载具的精准定位夹持，为盖板及晶圆的取放提供了可靠保障。
（4）设有的该载具定位机构，通过直线轴承和导向轴实现升降托板于竖直方向上的活动安装，使得升降托板的升降平稳，夹持气缸工作，驱动升降托板实现于竖直方向上的升降，通过升降托板和托盘限位块实现对晶圆载具的定位夹持固定，且定位状态时，载片板限位板延伸至晶圆载具的载片板，实现对载片板的压持，避免在取放盖板和晶圆时将载片板带起。
（5）升降托板上设有的定位销，起到对晶圆载具的精定位作用，确保实现对晶圆载具的精准夹持固定，且圆柱形定位销和菱形定位销相配合的结构设计，能够有效避免过定位现象的发生。
（6）设有的取放料机构，通过盖板吸嘴能够实现对盖板的取放，通过伯努利吸盘能够实现对晶圆的取放；通过浮动接头和第一压缩弹簧安装有的吸盘安装板实现伯努利吸盘的安装，具有缓冲作用，有效避免在取放晶圆时对晶圆的损伤，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；通过吸嘴安装杆和第二压缩弹簧安装有的盖板吸嘴，具有缓冲作用，在实现对盖板有效吸取的同时，避免对盖板造成损伤，实现对盖板及取放料机构的保护。
（7）吸嘴安装板上螺纹配合安装有的止动螺栓，底端于同一水平面设置，使得吸取盖板后盖板保持水平，便于盖板于盖板放置台和载片板上的精准放置。
（8）盖板放置盘上具有的与盖板外径相适配的盖板定位沿，便于实现盖板的定位放置，定位块上具有与晶圆外径相适配的晶圆定位沿，便于实现晶圆的定位放置，安装架上安装有的光电开关，用以检测晶圆放置工装上有无放置晶圆。
（9）设有的载具举升机构和及与载具举升机构相配合的载具拨送机构，载具举升机构实现取片后晶圆载具的举升，载具拨送机构将举升起的晶圆载具拨出，完成晶圆载具的下料，结构简单，方便实用；通过电缸实现对拨板的驱动，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；滚轮条的结构，使得拨板对晶圆载具的推送更加容易，且与晶圆载具底面为滚动接触，不会对晶圆载具造成磨损。
（10）机架底部安装有的福马轮,为该装置的移动搬运及放置固定提供了便利；设有的观察窗，在形成与外界隔离的工作空间的同时，便于操作人员观察装置的工作过程及工作状态，打开相应的观察窗可实现对相应部分机构的人工操作，便于对设备的检查维护。
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为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明机架工作台上各机构配合安装的结构示意图；
图4为本发明倍速链输送线的结构示意图；
图5为本发明对晶圆载具定位夹持状态的结构示意图；
图6为本发明载具定位机构的结构示意图；
图7为本发明取放料机构的结构示意图；
图8为本发明盖板放置台的结构示意图；
图9为本发明晶圆放置台的结构示意图；
图10为本发明载具举升机构和载具拨送机构的配合安装结构示意图；
图11为本发明晶圆载具的结构示意图；
附图标记：1-机架；101-观察窗；2-输送架体；3-驱动电机；4-电机减速器；5-传动轴；6-主动齿轮；7-从动齿轮；8-倍速链；9-倍速链回程导轨；10-耐磨条；11-气缸安装板；12-夹持气缸；13-直线轴承；14-导向轴；15-升降托板；1501-定位销；16-托盘限位块；17-载片板限位板；18-阻挡气缸；19-取放机械臂；20-安装框架；21-取片气缸；22-浮动接头；23-吸盘安装板；24-第一压缩弹簧；25-伯努利吸盘；26-吸嘴安装板；27-衬套；28-吸嘴安装杆；29-第二压缩弹簧；30-挡环；31-盖板吸嘴；32-止动螺栓；33-立柱；34-盖板放置盘；3401-盖板定位沿；35-安装架；36-定位块；3601-晶圆定位沿；37-光电开关；38-举升气缸；39-举升板；40-第一滚轮条；41-第二滚轮条；42-支撑板；43-载具下料电缸；44-拨板；45-福马轮；46-托盘；4601-定位孔；47-载片板；48-盖板；49-晶圆。
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4所示，本实施例提供了一种晶圆自动下片装置，包括机架1，机架1上设有倍速链输送线、载具定位机构、载具举升机构、取放机械臂19、盖板放置台和晶圆放置台，载具定位机构和载具举升机构沿倍速链输送线的输送方向依次设置，倍速链输送线上设有阻挡气缸18，阻挡气缸18设有两个，且分别于载具定位机构的前后端设置，取放机械臂19和盖板放置台均位于倍速链输送线的一侧，且取放机械臂19的工作轴端部设有用以实现盖板48和晶圆49取放的取放料机构，晶圆放置台位于倍速链输送线的一端，且倍速链输送线的端部还设有与载具举升机构对应设置的载具拨送机构。
倍速链输送线包括固定安装于机架1上的输送架体2，输送架体2的一端转动安装有驱动电机3驱动的传动轴5，传动轴5的两端分别键连接有主动齿轮6，输送架体2的另一端转动安装有分别与主动齿轮6对应设置的从动齿轮7，对应设置的主动齿轮6和从动齿轮7之间架绕有倍速链8，且主动齿轮6和从动齿轮7通过倍速链8传动相连；驱动电机3工作，通过传动轴5和齿轮带动倍速链8回转实现对晶圆载具的输送。
本实施例中，输送架体2的一端固定安装有电机减速器4，驱动电机3通过电机减速器4与传动轴5的一端传动相连。
输送架体2的端部还均固定安装有倍速链回程导轨9，倍速链回程导轨9具有圆弧形导向面；本实施例中，倍速链回程导轨9为特氟龙材质，光滑耐磨，起到对倍速链8的导向作用，确保倍速链8顺利进入防护型材内实现回转输送。
输送架体2的顶部内侧均固定安装有耐磨条10，沿输送架体2长度方向对应设置的耐磨条10间形成与晶圆载具宽度相适配的导向滑道。通过导向滑道实现对晶圆载具的导向输送，使得对晶圆载具的输送更加平稳。
如图2至图6共同所示，载具定位机构包括夹持气缸12驱动的升降托板15和固定安装于机架1上的托盘限位块16、载片板限位板17，升降托板15的顶面设有用以实现晶圆载具定位的定位销1501，托盘限位块16和载片板限位板17均于倍速链输送线的两侧，且对应设置，处于定位状态时，晶圆载具定位夹持于升降托板15和托盘限位块16、载片板限位板17之间，且托盘限位块16延伸至晶圆载具的托盘46设置，载片板限位板17延伸至晶圆载具的载片板47设置。
本实施例中，定位销1501包括圆柱形定位销和菱形定位销，圆柱形定位销和菱形定位销分别于升降托板15的两端设置；设有的定位销1501，起到对晶圆载具的精定位作用，确保实现对晶圆载具的精准夹持固定，且圆柱形定位销和菱形定位销相配合的结构设计，能够有效避免过定位现象的发生。
本实施例中，机架1上固定安装有气缸安装板11，夹持气缸12固定安装于气缸安装板11上，且夹持气缸12的活塞轴顶部与升降托板15的底面中间位置固定连接；气缸安装板11上还固定安装有若干直线轴承13，直线轴承13内沿竖直方向滑动插装有导向轴14，导向轴14的顶端均与升降托板15固定连接；通过直线轴承13和导向轴14实现升降托板15于竖直方向上的活动安装，使得升降托板15的升降平稳，确保实现对晶圆载具的精准夹持固定。
该载具定位机构，夹持气缸12工作，驱动升降托板15实现于竖直方向上的升降，通过升降托板15和托盘限位块16实现对晶圆载具的定位夹持固定，且定位状态时，载片板限位板17延伸至晶圆载具的载片板47，实现对载片板47的压持，避免在取放盖板48和晶圆49时将载片板47带起。
如图2至图4共同所示，本实施例中，其中一个阻挡气缸18位于载具定位机构的前端，用以实现对晶圆载具的阻挡，避免在对晶圆载具下片过程中，下一个晶圆载具进入载具定位机构工作位，另外一个阻挡气缸18位于载具定位机构的后端，且晶圆载具输送至一端抵靠位于载具定位机构后端的阻挡气缸18时，定位销1501与晶圆载具上开设有的定位孔4601相对应，便于载具定位机构实现对晶圆载具的精准定位夹持，为盖板48及晶圆49的取放提供了可靠保障。
本实施例中，取放机械臂19可选用市售的四轴机械臂，通过取放机械臂19实现取放料机构的位移、转动，在此不作赘述。
如图1至图3、图7共同所示，取放料机构包括固定安装于取放机械臂19工作轴上的安装框架20，安装框架20上安装有取片气缸21驱动的伯努利吸盘25，通过伯努利吸盘25能够实现对晶圆49的取放，安装框架20的底部还固定安装有吸嘴安装板26，吸嘴安装板26的底部安装有若干盖板吸嘴31，通过盖板吸嘴31能够实现对盖板48的取放。
为实现伯努利吸盘25的安装，取片气缸21固定安装于安装框架20上，取片气缸21的活塞轴端部通过浮动接头22连接有吸盘安装板23，吸盘安装板23与安装框架20间设有第一压缩弹簧24，第一压缩弹簧24的两端分别与吸盘安装板23、安装框架20连接，且第一压缩弹簧24处于压缩状态，伯努利吸盘25固定安装于吸盘安装板23的底面；通过浮动接头22和第一压缩弹簧24安装有的吸盘安装板23实现伯努利吸盘25的安装，具有缓冲作用，有效避免在取放晶圆时对晶圆49的损伤，伯努利吸盘25耗气量低且吸附力大，与晶圆49存在微小间隙时也能够将晶圆49吸起，能够最大限度的减少与晶圆49的接触，且对晶圆49抓取柔和。
为实现盖板吸嘴31的安装，吸嘴安装板26上固定安装有若干衬套27，衬套27内沿竖直方向滑动插装有吸嘴安装杆28，吸嘴安装杆28上套装有第二压缩弹簧29，第二压缩弹簧29位于吸嘴安装杆28的底部与衬套27之间，吸嘴安装杆28的顶端固定安装有挡环30，盖板吸嘴31分别固定安装于吸嘴安装杆28的底端；通过吸嘴安装杆28和第二压缩弹簧29安装有的盖板吸嘴31，具有缓冲作用，在实现对盖板48有效吸取的同时，避免对盖板48造成损伤，实现对盖板48及取放料机构的保护。
本实施例中，吸嘴安装板26上还螺纹配合安装有若干止动螺栓32，若干止动螺栓32的底端于同一水平面设置；安装有的止动螺栓32，底端于同一水平面设置，使得吸取盖板后盖板保持水平，便于盖板48于盖板放置台和载片板上的精准放置。
如图1至图3、如图8共同所示，盖板放置台包括通过立柱33固定安装于机架1上的盖板放置盘34，盖板放置盘34上具有与盖板48外径相适配的盖板定位沿3401，便于实现盖板48的定位放置。
如图1至图3、如图9共同所示，晶圆放置台包括固定安装于机架1上的安装架35，安装架35上均匀设有若干晶圆放置工装，晶圆放置工装包括固定安装于安装架35上、且对应设置的定位块36，定位块36上具有与晶圆49外径相适配的晶圆定位沿3601，便于实现晶圆49的定位放置，安装架35上还固定安装有分别与晶圆放置工装对应设置的光电开关37，用以检测晶圆放置工装上有无放置晶圆49。
如图4和图10共同所示，载具举升机构包括固定安装于机架1上的举升气缸38，举升气缸38的活塞轴端部固定安装有举升板39，举升板39上设有用以实现晶圆载具输送的第一滚轮条40，输送架体2的端部一侧设有用以实现晶圆载具输送的第二滚轮条41，第一滚轮条40、第二滚轮条41的输送方向与倍速链输送线的输送方向相垂直。
本实施例中，第一滚轮条40分别于举升板39的两端设置，第二滚轮条41通过支撑板42实现于输送架体2端部一侧的安装，且滚轮条由均匀转动安装于滚轮安装板间的若干滚轮组成，与晶圆载具底面为滚动接触，使得拨板44对晶圆载具的推送更加容易，不会对晶圆载具造成磨损。
如图4和图10共同所示，载具拨送机构包括固定安装于输送架体2一端的载具下料电缸43，载具下料电缸43的滑板上固定安装有拨板44，拨板44位于载具举升机构上方，且延伸至载具举升机构设置，在载具下料电缸43的驱动下，拨板44的滑动方向与倍速链输送线的输送方向相垂直；通过电缸实现对拨板44的驱动，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，载具下料电缸43的一侧两端部均固定安装有U型光电开关，载具下料电缸43的滑板上固定安装有便于U型光电开关检测的到位检测片，U型光电开关通过对到位检测片的检测实现对载具下料电缸43滑板位移的检测，确保滑动到位的准确性，避免电缸的滑板滑动超出行程。
设有的载具举升机构和及与载具举升机构相配合的载具拨送机构，载具举升机构实现取片后晶圆载具的举升，载具拨送机构将举升起的晶圆载具拨出，完成晶圆载具的下料，结构简单，方便实用。
该晶圆自动下片装置，通过分别与驱动电机3、阻挡气缸18、夹持气缸12、取放机械臂19、取片气缸21、光电开关37、举升气缸38和载具下料电缸43相连的控制器实现各机构的协调控制，控制器可选用市售的PLC控制器，在此不作赘述。
如图1所示，本实施例中，机架1的底部安装有福马轮45，为该装置的移动搬运及放置固定提供了便利。
本实施例中，机架1的外防护架体上设有观察窗101及与载具举升机构相对应的晶圆载具出料口，观察窗101为透明玻璃窗，且利用合页铰接安装于机架1的外防护架体上，在形成与外界隔离的工作空间的同时，便于操作人员观察装置的工作过程及工作状态，打开相应的观察窗101可实现对相应部分机构的人工操作，便于对设备的检查维护。
如图2至图4、图10共同所示，本实施例中，晶圆载具包括托盘46、卡装于托盘46内的载片板47和适配盖合于载片板47上的盖板48，载片板47上开设有用以实现晶圆放置的晶圆容纳槽，其结构与专利号为202010740774.3，发明名称为一种自动上片机的发明专利中的上片载具结构相同，不同之处在于，本实施例中，托盘46上的定位孔4601位置的开设与定位销1501相对应，故晶圆载具的详细结构在此不作赘述。
基于上述结构的该晶圆自动下片装置，倍速链输送线实现对晶圆载具的输送，拆卸完螺钉的晶圆载具，由倍速链输送线输送至其一端抵靠位于载具定位机构后端的阻挡气缸18时，实现对晶圆载具的预定位，然后倍速链输送线停止输送，夹持气缸12工作，驱动升降托板15上升，通过升降托板15上的定位销1501实现对晶圆载具的精定位，并将晶圆载具精准定位夹持于升降托板15和托盘限位块16、载片板限位板17之间，实现对晶圆载具的加持固定，之后，取放机械臂19工作，通过盖板吸嘴31将晶圆载具上的盖板48取下放置到盖板放置台上，盖板48放置完毕后，取片气缸21驱动伯努利吸盘25下移，通过伯努利吸盘25将载片板47内的晶圆49一片一片的依次取出并放置于晶圆放置台，晶圆49取放完毕后，取片气缸21驱动伯努利吸盘25复位，通过盖板吸嘴31将盖板放置台上放置的盖板48重新盖合到载片板47上，最后，夹持气缸12驱动升降托板15复位，将晶圆载具重新放置到倍速链输送线上。
晶圆载具重新放置到倍速链输送线上后，阻挡气缸18的活塞杆带动档杆下降，通过倍速链输送线将取片后的晶圆载具输送至载具举升机构上方，然后举升气缸38驱动举升板39上升，将晶圆载具托举起，载具下料电缸43工作，通过拨板44将托举起的晶圆载具拨出，完成晶圆载具的出料，最后，载具下料电缸43驱动拨板44复位，举升气缸38驱动举升板39下降复位，同时，位于载具定位机构后端的阻挡气缸18的活塞杆带动档杆重新上升至止停位，以待下个晶圆载具的取片，如此，实现对晶圆载具的自动下片。
通过该晶圆自动下片装置实现晶圆的流水线自动下片，相较传统的人工下片方式，不但实现了人工劳动力的有效替代，下片效率大大提高，且有效避免了在下片过程中意外划伤晶圆现象的发生，确保晶圆下片过程中晶圆的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)

1.一种晶圆自动下片装置，包括机架，其特征在于：所述机架上设有倍速链输送线、载具定位机构、载具举升机构、取放机械臂、盖板放置台和晶圆放置台，所述载具定位机构和所述载具举升机构沿所述倍速链输送线的输送方向依次设置，所述倍速链输送线上设有阻挡气缸，所述阻挡气缸设有两个，且分别于所述载具定位机构的前后端设置，所述取放机械臂和所述盖板放置台均位于所述倍速链输送线的一侧，且所述取放机械臂的工作轴端部设有用以实现盖板和晶圆取放的取放料机构，所述晶圆放置台位于所述倍速链输送线的一端，且所述倍速链输送线的端部还设有与所述载具举升机构对应设置的载具拨送机构。
2.如权利要求1所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述倍速链输送线包括固定安装于所述机架上的输送架体，所述输送架体的一端转动安装有驱动电机驱动的传动轴，所述传动轴的两端分别键连接有主动齿轮，所述输送架体的另一端转动安装有分别与所述主动齿轮对应设置的从动齿轮，对应设置的所述主动齿轮和所述从动齿轮之间架绕有倍速链，且所述主动齿轮和所述从动齿轮通过所述倍速链传动相连；
所述输送架体的端部还均固定安装有倍速链回程导轨，所述倍速链回程导轨具有圆弧形导向面，所述输送架体的顶部内侧均固定安装有耐磨条，沿所述输送架体长度方向对应设置的所述耐磨条间形成与晶圆载具宽度相适配的导向滑道。
3.如权利要求2所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述载具定位机构包括夹持气缸驱动的升降托板和固定安装于所述机架上的托盘限位块、载片板限位板，所述升降托板的顶面设有用以实现晶圆载具定位的定位销，所述托盘限位块和所述载片板限位板均于所述倍速链输送线的两侧，且对应设置，处于定位状态时，晶圆载具定位夹持于所述升降托板和所述托盘限位块、所述载片板限位板之间，且所述托盘限位块延伸至晶圆载具的托盘设置，所述载片板限位板延伸至晶圆载具的载片板设置。
4.如权利要求3所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述机架上固定安装有气缸安装板，所述夹持气缸固定安装于所述气缸安装板上，且所述夹持气缸的活塞轴顶部与所述升降托板的底面中间位置固定连接；
所述气缸安装板上还固定安装有若干直线轴承，所述直线轴承内沿竖直方向滑动插装有导向轴，所述导向轴的顶端均与所述升降托板固定连接。
5.如权利要求4所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述取放料机构包括固定安装于所述取放机械臂工作轴上的安装框架，所述安装框架上安装有取片气缸驱动的伯努利吸盘，所述安装框架的底部还固定安装有吸嘴安装板，所述吸嘴安装板的底部安装有若干盖板吸嘴。
6.如权利要求5所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述取片气缸固定安装于所述安装框架上，所述取片气缸的活塞轴端部通过浮动接头连接有吸盘安装板，所述吸盘安装板与所述安装框架间设有第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧的两端分别与所述吸盘安装板、所述安装框架连接，且所述第一压缩弹簧处于压缩状态，所述伯努利吸盘固定安装于所述吸盘安装板的底面；
所述吸嘴安装板上固定安装有若干衬套，所述衬套内沿竖直方向滑动插装有吸嘴安装杆，所述吸嘴安装杆上套装有第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧位于所述吸嘴安装杆的底部与所述衬套之间，所述吸嘴安装杆的顶端固定安装有挡环，所述盖板吸嘴分别固定安装于所述吸嘴安装杆的底端；
所述吸嘴安装板上还螺纹配合安装有若干止动螺栓，若干所述止动螺栓的底端于同一水平面设置。
7.如权利要求6所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述盖板放置台包括通过立柱固定安装于所述机架上的盖板放置盘，所述盖板放置盘上具有与盖板外径相适配的盖板定位沿。
8.如权利要求7所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述晶圆放置台包括固定安装于所述机架上的安装架，所述安装架上均匀设有若干晶圆放置工装，所述晶圆放置工装包括固定安装于所述安装架上、且对应设置的定位块，所述定位块上具有与晶圆外径相适配的晶圆定位沿，所述安装架上还固定安装有分别与所述晶圆放置工装对应设置的光电开关。
9.如权利要求8所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述载具举升机构包括固定安装于所述机架上的举升气缸，所述举升气缸的活塞轴端部固定安装有举升板，所述举升板上设有用以实现晶圆载具输送的第一滚轮条，所述输送架体的端部一侧设有用以实现晶圆载具输送的第二滚轮条，所述第一滚轮条、所述第二滚轮条的输送方向与所述倍速链输送线的输送方向相垂直。
10.如权利要求9所述的晶圆自动下片装置，其特征在于：所述载具拨送机构包括固定安装于所述输送架体一端的载具下料电缸，所述载具下料电缸的滑板上固定安装有拨板，所述拨板位于所述载具举升机构上方，且延伸至所述载具举升机构设置。
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