CN113838781A - 晶圆取送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶圆取送装置，其包括：直线位移模组、夹持悬臂模组以及感应报警模组；所述夹持悬臂模组通过一底板与所述直线位移模组的输出端传动连接，所述直线位移模组带动所述夹持悬臂模组进行左右平移运动；所述感应报警模组集成于所述夹持悬臂模组上，且在所述夹持悬臂模组平移运动受阻时发送报警信号。本发明能够在对晶元取出、送入过程中实时检测卡料异常报警，可以有效防止晶元持续受外力损坏而造成损失；将执行动力的气缸等元件与晶元夹持部位分离布置，可以使晶元夹持部位结构更为紧凑轻便，零件数量更少，针对大直径晶元，需要更长的夹持臂的前提下，紧凑性设计的结构将使夹持臂受弯矩更小，以达到提升整体机构运行的精度、平稳性。

Description

晶圆取送装置
技术领域
本发明涉及晶圆取送技术领域，尤其涉及一种具备双向卡料报警功能的紧凑晶圆取送装置。
背景技术
在半导体固晶、划片等封测工艺设备中需要对晶元（wafer）从晶元盒中取出至工作位或从工作位送入晶元盒。现有在晶元取送料技术方面，缺乏卡料报警功能及结构紧凑性设计，如20202204917.0号专利所具有的夹爪(33)和带动所述夹爪(33)升降的升降装置(34)，其所有功能零部件集中于夹持部位，对固定臂（31）产生较大弯矩，不利于运行稳定性，如晶元尺寸越大，悬臂越长，产生不利影响越大。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆取送装置，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述发明目的，本发明提供一种晶圆取送装置，其包括：直线位移模组、夹持悬臂模组以及感应报警模组；
所述夹持悬臂模组通过一底板与所述直线位移模组的输出端传动连接，所述直线位移模组带动所述夹持悬臂模组进行左右平移运动；
所述感应报警模组集成于所述夹持悬臂模组上，且在所述夹持悬臂模组平移运动受阻时发送报警信号。
作为本发明晶圆取送装置的改进，所述夹持悬臂模组包括：夹持悬臂、夹紧气缸、连杆、转轴以及夹爪组件；
所述夹持悬臂的一端与所述底板相连接；
所述夹爪组件安装于与所述夹持悬臂的另一端，其包括：相对设置的上夹爪与下夹爪，所述上夹爪与所述转轴的一端相连接；
所述转轴的另一端通过所述连杆与所述夹紧气缸的活塞杆相连接，所述夹紧气缸通过所述连杆和转轴带动所述上夹爪相对所述下夹爪进行夹持动作。
作为本发明晶圆取送装置的改进，所述夹紧气缸的活塞杆通过一关节接头与所述连杆相连接，且所述关节接头与连杆由一销轴贯穿连接。
作为本发明晶圆取送装置的改进，所述夹持悬臂模组还包括升降气缸，所述升降气缸带动所述夹持悬臂沿一导轨进行上下运动。
作为本发明晶圆取送装置的改进，所述感应报警模组包括：传感器、传感器感应片以及浮动板；
所述传感器固定于所述底板上，所述浮动板左右活动地设置于所述底板的收容槽中，并与所述夹持悬臂的一端相连接，所述传感器感应片固定于所述浮动板上，所述传感器感应片初始地避让所述传感器终端对射光路。
作为本发明晶圆取送装置的改进，所述浮动板与底板之间还贯穿有沿左右平移方向设置的导向轴，所述导向轴与浮动板之间还设置有直线轴承。
作为本发明晶圆取送装置的改进，所述浮动板的上部边缘还设置有凸起部，所述凸起部与所在收容槽中的延伸部相对设置，所述凸起部及延伸部的左右两侧均设置有一调节组件，任一侧的调节组件对所述凸起部和延伸部施加一弹性作用力。
作为本发明晶圆取送装置的改进，任一侧的调节组件包括：一端与凸起部和延伸部相抵靠的受力杆、一端与所述受力杆另一端相抵靠的调节弹簧、与所述调节弹簧另一端相抵靠的调节螺钉。
作为本发明晶圆取送装置的改进，所述传感器上设置有形成对射光路的间隙，所述传感器感应片初始地延伸至所述间隙中，且所述传感器感应片上设置有光路通过的孔洞。
作为本发明晶圆取送装置的改进，所述传感器感应片相对所述传感器发生位置变化时，所述对射光路受阻，所述传感器同步发送报警信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够在对晶元取出、送入过程中实时检测卡料异常报警，可以有效防止晶元持续受外力损坏而造成损失；将执行动力的气缸等元件与晶元夹持部位分离布置，可以使晶元夹持部位结构更为紧凑轻便，零件数量更少，针对大直径晶元，需要更长的夹持臂的前提下，紧凑性设计的结构将使夹持臂受弯矩更小，以达到提升整体机构运行的精度、平稳性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的晶圆取送装置一实施例的结构示意图。
图1 为本发明的晶圆取送装置一实施例的主视图；
图2 为本发明的晶圆取送装置一实施例的右视图；
图3 为本发明的晶圆取送装置一实施例的俯视图；
图4 为本发明的晶圆取送装置一实施例结构剖视图；
图5为本发明的晶圆取送装置一实施例的立体图；
图6为本发明的晶圆取送装置一实施例另一角度的立体图。
具体实施方式
下面结合各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
如图1~6所示，本发明一实施例提供一种晶圆取送装置，其包括：直线位移模组1、夹持悬臂模组200以及感应报警模组300。
夹持悬臂模组200通过一底板与直线位移模组1的输出端传动连接，直线位移模组1带动夹持悬臂模组200进行左右平移运动。如此，以带动夹持悬臂模组200执行取料动作。其中，直线位移模组1具有与外部负载连接的结构件2及与结构件2连接的底板3。
夹持悬臂模组200用于实现夹持晶圆并携带其周转。
夹持悬臂模组200包括：夹持悬臂17、夹紧气缸14、连杆9、转轴18以及夹爪组件190。
夹持悬臂17的一端与底板3相连接。
夹爪组件190安装于与夹持悬臂17的另一端，其包括：相对设置的上夹爪19与下夹爪21，上夹爪19与转轴18的一端相连接。下夹爪21上设计有凸台结构20。
转轴18的另一端通过连杆9与夹紧气缸14的活塞杆相连接，夹紧气缸14通过连杆9和转轴18带动上夹爪19相对下夹爪21进行夹持动作。一个实施方式中，夹紧气缸14的活塞杆通过一关节接头10与连杆9相连接，且关节接头10与连杆9由一销轴贯穿连接。如此，夹紧气缸14工作时，可控制上夹爪19与下夹爪21之间进行夹持或分离。
此外，夹持悬臂17模组200还包括升降气缸5，升降气缸5可带动夹持悬臂17沿一导轨6进行上下运动。该升降气缸5的活塞杆拉回、推动固定在其上的夹持悬臂17时，可整体推动与夹持臂固定的夹爪部190、连接板8、转轴连接在8上的夹紧气缸14、及气缸上连接的连杆9、关节接头10等零件通过滑块7沿导轨6升降，从而能实现两个位置变化以适应本装置在其它工作机中一个更好的应用场景，如装置上其它运动机构对其的避位需求。
感应报警模组300集成于夹持悬臂17模组200上，且在夹持悬臂17模组200平移运动受阻时发送报警信号。
具体地，感应报警模组300包括：传感器16、传感器感应片15以及浮动板4。
传感器16固定于底板3上，浮动板4左右活动地设置于底板3的收容槽中，并与夹持悬臂17的一端相连接。相应的，浮动板4相对所在收容槽的侧壁具有一点的间隙，以便于浮动板4的左右活动。
传感器感应片15固定于浮动板4上，传感器感应片15初始地避让传感器16终端对射光路。一个实施方式中，传感器16上设置有形成对射光路的间隙，传感器感应片15初始地延伸至间隙中，且传感器感应片15上设置有光路通过的孔洞151。此时，传感器感应片15相对传感器16发生位置变化时，对射光路受阻，传感器16同步发送报警信号。
为了便于浮动板4的左右活动，其特征在于，浮动板4与底板3之间还贯穿有沿左右平移方向设置的两个导向轴24、25，导向轴24、25与浮动板4之间还设置有直线轴承23。
此外，浮动板4的上部边缘还设置有凸起部，凸起部与所在收容槽中的延伸部相对设置。凸起部及延伸部的左右两侧均设置有一调节组件，任一侧的调节组件对凸起部和延伸部施加一弹性作用力。
其中，调节组件包括：一端与凸起部和延伸部相抵靠的受力杆26、35、一端与受力杆26、35另一端相抵靠的调节弹簧27、34、与调节弹簧27、34另一端相抵靠的调节螺钉28、33。如此可通过调节螺钉28、33实线调节弹簧27、34的弹力大小调节，以适应迫使浮动板4左移的外力大小，也即适应晶元22所受拉动时阻力的大小，从而使整个装置有更好的应用适应性。
本实施例的晶圆取送装置工作时：
直线位移模组1带动夹紧装置整体左移（依图1视向）至取料位后，夹紧气缸14活塞杆此时位于缩回位置，其上固定的关节接头10被拉回，拉动连杆9顺时针（依图1视向）摆动至末端位置，迫使固定在连杆9一端的转轴18摆动，带动转轴18一端固定的上夹爪19随之顺时针转动一定角度，从而和下夹爪21配合实现张开一定角度，便于夹取晶元22边缘。
待取晶元22位于夹取范围后，夹紧气缸14的活塞杆带动关节接头10向上推动连杆9逆时针转动一定角度，与连杆9一端固定的转轴18随之转动，转轴18另一端的上夹爪19同步逆时针转动，从而和下夹爪21配合夹紧位于上下夹爪开口范围内的晶元22的边缘。
随后，直线位移模组1向右移动带动上述夹爪部件拉动晶元22送至工作位，在向右拉动晶元的过程中如遇晶元受阻，因夹爪部190、夹爪部所固定的夹持悬臂17、连接板8、直线导轨6、与浮动板4固定硬连接，此时晶元所受阻力即传递至浮动板。迫使浮动板4通过内部固定的直线轴承23与导向轴24、25滑动配合向左位移，依图4：左移的浮动板4，其上部凸起结构左侧面部位30将向左推动与其接触的受力杆26，受力杆26推动调节弹簧27，调节弹簧27的另一端设有调节螺钉28，由此可知：可通过调节螺钉28、33实线调节弹簧27、34的弹力大小调节，以适应迫使浮动板4左移的外力大小，也即适应晶元22所受拉动时阻力的大小，从而使整个装置有更好的应用适应性。。
接上述，浮动板4左移时，其上固定的传感器感应片15随即相对传感器16有位置变化，原始状态下，感应片15中部设有的孔洞151正对传感器16的感光线，从而感光线无受阻通过，传感器处于初始信号位，前述传感器感应片15随即相对传感器16有位置变化时，感应片15中部的孔洞151移位错开传感器16的感光线，使感光线受阻变化，从而传感器发出信号报警，外部装置接受表达晶元受阻的报警信号进入下一步处理机制，防止晶元持续受装置拉动而损坏。
同理可知，晶元从右向左推动时的工作流程，此时夹紧气缸14活塞杆处于缩回位置，上夹爪19和下夹爪21处于张开一定角度，下夹爪21上设计有凸台结构20，直线位移模组1带动夹紧装置整体左移时，依靠凸台20侧面推动晶元22边缘向左移动，移动过程中如遇晶元受阻，因下夹爪21、夹持悬臂17、连接板8、直线导轨6、与浮动板4固定硬连接，此时晶元所受阻力即传递至浮动板，迫使浮动板4通过内部固定的直线轴承23与导向轴24、25滑动配合向右位移，依图4：右移的浮动板4，其上部凸起结构右侧面部位32将向右推动与其接触的受力杆35，受力杆35推动调节弹簧34，调节弹簧34的另一端设有调节螺钉33，由此可知调整调节螺钉33可以调整弹簧34的弹力大小，以适应迫使浮动板4右移的外力大小，也即适应晶元22所受推移阻力的大小，从而使整个装置有更好的应用适应性。
接上述，浮动板4右移时，其上固定的传感器感应片15随即相对传感器16有位置变化，原始状态下，感应片15中部设有的孔洞151正对传感器16的感光线，从而感光线无受阻通过，传感器处于初始信号位，前述传感器感应片15随即相对传感器16有位置变化时，感应片15中部的孔洞151移位错开传感器16的感光线，使感光线受阻变化，从而传感器发出信号报警，外部装置接受表达晶元受阻的报警信号进入下一步处理机制，防止晶元持续受装置推动而损坏。
本装置在晶元正常（无阻碍通过）向右侧拉动、左侧推动过程中，无阻力传递至浮动板4，而此时浮动板在左右两侧的受力杆26、35作用下处于中间位置状态，此中间位置的一个更加精确的保证是受力杆26、35又同时分别紧靠在底板3的凸起结构的两侧面29、31，通过较精确的尺寸控制可以精确保证受力杆26、35无任何外力施加与中间位置状态的浮动板4。同理，浮动板受晶元阻碍时传递至的外力时，向某一侧位移过程中，也只能推动同一侧的受力杆26或35，另一侧的受力杆35或26此时依然作用在固定件底板3的凸起部位侧面29或31上，互不干扰的受力杆作用力可以保证精确适应某一方向的外力。
综上所述，本发明能够在对晶元取出、送入过程中实时检测卡料异常报警，可以有效防止晶元持续受外力损坏而造成损失；将执行动力的气缸等元件与晶元夹持部位分离布置，可以使晶元夹持部位结构更为紧凑轻便，零件数量更少，针对大直径晶元，需要更长的夹持臂的前提下，紧凑性设计的结构将使夹持臂受弯矩更小，以达到提升整体机构运行的精度、平稳性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
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 (10)

1.一种晶圆取送装置，其特征在于，所述晶圆取送装置包括：直线位移模组、夹持悬臂模组以及感应报警模组；
所述夹持悬臂模组通过一底板与所述直线位移模组的输出端传动连接，所述直线位移模组带动所述夹持悬臂模组进行左右平移运动；
所述感应报警模组集成于所述夹持悬臂模组上，且在所述夹持悬臂模组平移运动受阻时发送报警信号。
2.根据权利要求1所述的晶圆取送装置，其特征在于，所述夹持悬臂模组包括：夹持悬臂、夹紧气缸、连杆、转轴以及夹爪组件；
所述夹持悬臂的一端与所述底板相连接；
所述夹爪组件安装于与所述夹持悬臂的另一端，其包括：相对设置的上夹爪与下夹爪，所述上夹爪与所述转轴的一端相连接；
所述转轴的另一端通过所述连杆与所述夹紧气缸的活塞杆相连接，所述夹紧气缸通过所述连杆和转轴带动所述上夹爪相对所述下夹爪进行夹持动作。
3.根据权利要求2所述的晶圆取送装置，其特征在于，所述夹紧气缸的活塞杆通过一关节接头与所述连杆相连接，且所述关节接头与连杆由一销轴贯穿连接。
4.根据权利要求2所述的晶圆取送装置，其特征在于，所述夹持悬臂模组还包括升降气缸，所述升降气缸带动所述夹持悬臂沿一导轨进行上下运动。
5.根据权利要求1所述的晶圆取送装置，其特征在于，所述感应报警模组包括：传感器、传感器感应片以及浮动板；
所述传感器固定于所述底板上，所述浮动板左右活动地设置于所述底板的收容槽中，并与所述夹持悬臂的一端相连接，所述传感器感应片固定于所述浮动板上，所述传感器感应片初始地避让所述传感器终端对射光路。
6.根据权利要求5所述的晶圆取送装置，其特征在于，所述浮动板与底板之间还贯穿有沿左右平移方向设置的导向轴，所述导向轴与浮动板之间还设置有直线轴承。
7.根据权利要求5所述的晶圆取送装置，其特征在于，所述浮动板的上部边缘还设置有凸起部，所述凸起部与所在收容槽中的延伸部相对设置，所述凸起部及延伸部的左右两侧均设置有一调节组件，任一侧的调节组件对所述凸起部和延伸部施加一弹性作用力。
8.根据权利要求7所述的晶圆取送装置，其特征在于，任一侧的调节组件包括：一端与凸起部和延伸部相抵靠的受力杆、一端与所述受力杆另一端相抵靠的调节弹簧、与所述调节弹簧另一端相抵靠的调节螺钉。
9.根据权利要求5所述的晶圆取送装置，其特征在于，所述传感器上设置有形成对射光路的间隙，所述传感器感应片初始地延伸至所述间隙中，且所述传感器感应片上设置有光路通过的孔洞。
10.根据权利要求9所述的晶圆取送装置，其特征在于，所述传感器感应片相对所述传感器发生位置变化时，所述对射光路受阻，所述传感器同步发送报警信号。
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