CN115332142B - 一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，具体公开了一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手及其加工方法，在吸盘吸附固定晶元过程中，首先通过吹尘组件对晶元的待吸附区域的灰尘杂质进行吹除，之后再通过设置的避尘组件对灰尘、杂质进行过滤，避免造成吸盘的堵塞；且对于避尘组件与吹尘组件分别设置有相适配的两套，即第一避尘组件与第一吹尘组件相适配使用；在吸附工作时，避免吸盘端面会有杂质积聚的问题，使其与晶元吸附区域能够进行紧密接触，提高吸附转运工作稳定性，提升晶元整体加工经济效益。

Description

一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手及其加工方法

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手及其加工方法。

背景技术

晶元作为制作芯片的基本材料，被广泛地应用在电子设备领域中。在晶元的加工过程中，通常需要通过机械手夹持晶元并将晶元传输至指定加工位置；业界内夹持晶元的机械手大多为刚性机械手，其主要包括吸附机构以及机械手本体，其中，机械手本体用于放置晶元，吸附机构利用吸力吸附住晶元。

对于现有技术公告号为CN217009167U、公开日为20220719的中国专利文件公开了晶圆吸附机械手与晶圆吸附装置，其针对现有技术下在芯片的生产过程中，外延片由于生产工艺应力的原因，会产生一定的形变，这会导致晶圆出现翘曲的情况；此时，晶圆与吸附机构之间存在间隙，吸附机构无法与晶圆表面贴合，进而致使吸附机构不能够夹紧发生翘曲晶圆的问题进行改进和优化；即晶圆吸附机械手包括抽吸管、弹性件、吸附件以及密封盖；所述弹性件夹持于所述安装槽的底部与所述吸附件之间，所述吸附件与所述抽吸管之间具有预定间隙，便于发生翘曲的晶圆压在所述吸附件上时，所述吸附件可实现微动调节，进而与所述发生翘曲的晶圆紧密贴合，使所述晶圆吸附机械手不但能够吸附表面水平的晶圆，也能够吸附发生翘曲的晶圆，增大了所述晶圆吸附机械手的适用范围和应用场景。

上述方案以及现有技术下的晶元转运机械手在进行吸附固定时，一般是通过对气体的抽吸，对晶元片进行吸附固定，在进行吸附工作时，通常是将吸盘贴在晶元片上，之后通过抽吸气体使其贴附在吸盘上，在吸附时，对于晶元片上粘附的灰尘也会进行吸附，长时间工作下会造成吸盘堵塞，对于晶元的吸附转运工作效率具有影响，且灰尘杂质也会粘附在吸盘的端面上，对于吸盘与晶元的接触紧密性也会造成影响，进而也会将其转运工作稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，包括机械手主体、支撑架、吸盘、吸附孔，所述机械手主体上固定连接设置有支撑架，支撑架的底端边角位置固定设置有吸盘，吸盘中设置有吸附孔；

所述吸盘上设置有避尘组件，在对晶元进行吸附转运工作时，能够避免吸盘的堵塞，且吸盘上还设置有相应的吹尘组件，在对晶元吸附工作时，能够将其吸附区域的灰尘进行清除，避免粘附积聚在吸盘的端面，保证吸盘与晶元的吸附固定紧密性。

优选的，对于避尘组件可以选用第一避尘组件，所述第一避尘组件包含有活动腔、活动封块、传动条、复位弹簧、对接斜坡、第一避尘孔、第二避尘孔、弧形传动斜槽、活动外齿环、主动齿轮、固定环、控制马达，所述活动腔对称设置在吸盘中，活动腔设置在吸附孔的边侧位置，且两者相连通设置，所述活动封块活动设置在活动腔中，且活动封块的一端固定设置有传动条，另一端的两侧对称设置有对接斜坡，所述活动封块在与传动条相连接端固定设置有复位弹簧，复位弹簧另一端固定设置在活动腔中，所述传动条的一端延伸至弧形传动斜槽中，所述第一避尘孔等距贯穿设置在活动封块中，所述第二避尘孔等距贯穿设置在传动条中，所述弧形传动斜槽等距设置在活动外齿环内侧壁，且活动外齿环活动设置在固定环中，所述固定环固定设置在吸盘外侧壁，所述活动外齿环的边侧位置啮合连接设置有主动齿轮，所述主动齿轮活动设置在固定环中，且主动齿轮固定设置在转轴的一端，转轴插接设置在固定环中，转轴另一端固定连接设置有控制马达，控制马达固定设置在固定环上。

优选的，所述活动封块等距设置有四组，且活动封块一端对称设置的对接斜坡所形成的夹角为直角。

优选的，所述弧形传动斜槽与传动条、活动封块三者设置位置相对应、设置组数相同，且传动条延伸至弧形传动斜槽中的端部设置为弧形面。

优选的，与所述第一避尘组件相适配的吹尘组件为第一吹尘组件，所述第一吹尘组件包含有第一喷气管、环形输送管、第一输气管、方形喷气槽，所述第一喷气管等距固定设置在进气口位置，进气口等距设置在吸盘中，且进气口与活动腔相连通设置，第一喷气管与环形输送管固定连接，且环形输送管的一侧相连通固定设置有第一输气管，所述方形喷气槽等距设置在吸盘的底端面，且方形喷气槽与活动腔相连通设置。

优选的，所述方形喷气槽与活动腔、进气口、第一喷气管设置位置相对应、设置组数相同。

优选的，对于避尘组件可以选用第二避尘组件，所述第二避尘组件包含有固定板体、控制伸缩杆、活动挡板、条形槽、过滤孔，所述固定板体对称固定设置在吸盘的两侧，且其中一侧的固定板体的一端固定设置有控制伸缩杆，所述控制伸缩杆的一端延伸至固定板体中，且端部固定设置有活动挡板，所述活动挡板活动设置在活动槽中，且活动槽穿过吸盘延伸至另一位置的固定板体中，所述活动挡板的两侧对称设置有条形槽，且中部位置等距分布设置有过滤孔。

优选的，所述过滤孔共分成五个小区域，即每个区域的过滤孔形成一个过滤网，且每个区域过滤孔的孔径不同。

优选的，与所述第二避尘组件相适配的吹尘组件为第二吹尘组件，所述第二吹尘组件包含有第二喷气管、矩形输送管、第二输气管、圆形喷气槽，所述第二喷气管固定设置在吸盘上，且第二喷气管与矩形输送管相连通设置，所述矩形输送管与第二输气管相连通设置，所述圆形喷气槽等距设置在吸盘的底端，且关于吸附孔对称设置，圆形喷气槽与吸附孔两者直径设置相等。

一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手的加工方法，该加工方法包括以下步骤：

S1：本发明在对晶元进行吸附转运工作时，使用吸盘对其进行吸附，且在吸盘吸附固定晶元过程中，首先通过吹尘组件对晶元的待吸附区域的灰尘杂质进行吹除，之后再通过设置的避尘组件对灰尘、杂质进行过滤，避免造成吸盘的堵塞；

S2：在对晶元进行吸附固定转运工作时，吸盘缓慢靠近待吸附区域，气体通过第一输气管传输到环形输送管中，之后再通过第一喷气管将气体输送到吸盘中，且最终通过设置的方形喷气槽喷出，对晶元上待吸附区域上的灰尘、杂质进行吹除，之后暂停吹气工作；且在进行吸附工作时，通过设置的第一避尘孔对灰尘、杂质进行过滤，避免灰尘、杂质进入到吸盘中；

S3：在对晶元进行吸附固定转运工作时，吸盘缓慢靠近待吸附区域，气体通过第二输气管进入到矩形输送管中，再通过第二喷气管输送到吸盘中，从活动挡板上的过滤孔穿过，最终从圆形喷气槽中喷出，对于晶元上待吸附区域上的灰尘、杂质进行吹除；且在进行吸附工作时，通过设置的过滤孔对灰尘、杂质进行过滤，避免灰尘、杂质进入到吸盘中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在对晶元进行吸附转运工作时，使用吸盘对其进行吸附，且在吸盘吸附固定晶元过程中，首先通过吹尘组件对晶元的待吸附区域的灰尘杂质进行吹除，之后再通过设置的避尘组件对灰尘、杂质进行过滤，避免造成吸盘的堵塞；且对于避尘组件与吹尘组件分别设置有相适配的两套，即第一避尘组件与第一吹尘组件相适配使用；在吸附工作时，避免吸盘端面会有杂质积聚的问题，使其与晶元吸附区域能够进行紧密接触，提高吸附转运工作稳定性，提升晶元整体加工经济效益。

附图说明

图1为发明晶元加工转运吸附机械手结构连接俯视图；

图2为发明图1中结构连接局部放大示意图；

图3为发明晶元加工转运吸附机械手结构连接仰视图；

图4为发明图3中结构连接局部放大示意图；

图5为发明吸盘与第一避尘组件、第一吹尘组件结构连接局部剖视俯视图；

图6为发明图5中结构连接局部放大示意图；

图7为发明吸盘与第一避尘组件、第一吹尘组件结构连接局部剖视仰视图；

图8为发明图7中结构连接局部放大示意图；

图9为发明吸盘与第二避尘组件、第二吹尘组件结构连接俯视图；

图10为发明吸盘与第二避尘组件、第二吹尘组件结构连接仰视图；

图11为发明图10中结构连接局部放大示意图；

图12为发明吸盘与第二避尘组件、第二吹尘组件结构连接局部剖视图；

图13为发明图12中控制伸缩杆与活动挡板结构连接局部放大示意图；

图14为发明图12中活动挡板与固定板体结构连接局部放大示意图。

图中：机械手主体1、支撑架2、吸盘3、吸附孔4、第一避尘组件5、活动腔501、活动封块502、传动条503、复位弹簧504、对接斜坡505、第一避尘孔506、第二避尘孔507、弧形传动斜槽508、活动外齿环509、主动齿轮510、固定环511、控制马达512、第一吹尘组件6、第一喷气管601、环形输送管602、第一输气管603、方形喷气槽604、第二避尘组件7、固定板体701、控制伸缩杆702、活动挡板703、条形槽704、过滤孔705、第二吹尘组件8、第二喷气管801、矩形输送管802、第二输气管803、圆形喷气槽804。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：请参阅图1-14，一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，包括机械手主体1、支撑架2、吸盘3、吸附孔4，机械手主体1上固定连接设置有支撑架2，支撑架2的底端边角位置固定设置有吸盘3，吸盘3中设置有吸附孔4；

吸盘3上设置有避尘组件，在对晶元进行吸附转运工作时，能够避免吸盘3的堵塞，且吸盘3上还设置有相应的吹尘组件，在对晶元吸附工作时，能够将其吸附区域的灰尘进行清除，避免粘附积聚在吸盘3的端面，保证吸盘3与晶元的吸附固定紧密性。

本发明在对晶元进行吸附转运工作时，使用吸盘3对其进行吸附，且在吸盘3吸附固定晶元过程中，首先通过吹尘组件对晶元的待吸附区域的灰尘杂质进行吹除，之后再通过设置的避尘组件对灰尘、杂质进行过滤，避免造成吸盘3的堵塞。

实施例二：在实施例一的基础上，请参阅图4-8，对于避尘组件可以选用第一避尘组件5，第一避尘组件5包含有活动腔501、活动封块502、传动条503、复位弹簧504、对接斜坡505、第一避尘孔506、第二避尘孔507、弧形传动斜槽508、活动外齿环509、主动齿轮510、固定环511、控制马达512，活动腔501对称设置在吸盘3中，活动腔501设置在吸附孔4的边侧位置，且两者相连通设置，活动封块502活动设置在活动腔501中，且活动封块502的一端固定设置有传动条503，另一端的两侧对称设置有对接斜坡505，活动封块502在与传动条503相连接端固定设置有复位弹簧504，复位弹簧504另一端固定设置在活动腔501中，传动条503的一端延伸至弧形传动斜槽508中，第一避尘孔506等距贯穿设置在活动封块502中，第二避尘孔507等距贯穿设置在传动条503中，弧形传动斜槽508等距设置在活动外齿环509内侧壁，且活动外齿环509活动设置在固定环511中，固定环511固定设置在吸盘3外侧壁，活动外齿环509的边侧位置啮合连接设置有主动齿轮510，主动齿轮510活动设置在固定环511中，且主动齿轮510固定设置在转轴的一端，转轴插接设置在固定环511中，转轴另一端固定连接设置有控制马达512，控制马达512固定设置在固定环511上。

活动封块502等距设置有四组，且活动封块502一端对称设置的对接斜坡505所形成的夹角为直角。

弧形传动斜槽508与传动条503、活动封块502三者设置位置相对应、设置组数相同，且传动条503延伸至弧形传动斜槽508中的端部设置为弧形面。

与第一避尘组件5相适配的吹尘组件为第一吹尘组件6，第一吹尘组件6包含有第一喷气管601、环形输送管602、第一输气管603、方形喷气槽604，第一喷气管601等距固定设置在进气口位置，进气口等距设置在吸盘3中，且进气口与活动腔501相连通设置，第一喷气管601与环形输送管602固定连接，且环形输送管602的一侧相连通固定设置有第一输气管603，方形喷气槽604等距设置在吸盘3的底端面，且方形喷气槽604与活动腔501相连通设置。

方形喷气槽604与活动腔501、进气口、第一喷气管601设置位置相对应、设置组数相同。

在对晶元进行吸附固定转运工作时，吸盘3缓慢靠近待吸附区域，气体通过第一输气管603传输到环形输送管602中，之后再通过第一喷气管601将气体输送到吸盘3中，且最终通过设置的方形喷气槽604喷出，对晶元上待吸附区域上的灰尘、杂质进行吹除，之后暂停吹气工作；接着启动控制马达512，带动主动齿轮510与活动外齿环509的啮合传动，进而使得活动外齿环509内侧壁的弧形传动斜槽508对传动条503进行挤压，传动条503再推动活动封块502移动到吸附孔4中，将吸附孔4进行封堵，且在进行吸附工作时，通过设置的第一避尘孔506对灰尘、杂质进行过滤，避免灰尘、杂质进入到吸盘3中，当吸附转运工作完成后，再次启动控制马达512，带动主动齿轮510与活动外齿环509的反向啮合传动，使得弧形传动斜槽508对传动条503的挤压解除，与此同时，传动条503和活动封块502在复位弹簧504的复位作用下回到初始位置；接着再次通过第一喷气管601喷出气体从活动封块502中的第一避尘孔506喷出，将过滤的杂质从方形喷气槽604中喷出，确保下次吸盘3的吸附固定工作的正常进行。

实施例三：在实施例二的基础上，请参阅图9-14，对于避尘组件可以选用第二避尘组件7，第二避尘组件7包含有固定板体701、控制伸缩杆702、活动挡板703、条形槽704、过滤孔705，固定板体701对称固定设置在吸盘3的两侧，且其中一侧的固定板体701的一端固定设置有控制伸缩杆702，控制伸缩杆702的一端延伸至固定板体701中，且端部固定设置有活动挡板703，活动挡板703活动设置在活动槽中，且活动槽穿过吸盘3延伸至另一位置的固定板体701中，活动挡板703的两侧对称设置有条形槽704，且中部位置等距分布设置有过滤孔705。

过滤孔705共分成五个小区域，即每个区域的过滤孔705形成一个过滤网，且每个区域过滤孔705的孔径不同。

与第二避尘组件7相适配的吹尘组件为第二吹尘组件8，第二吹尘组件8包含有第二喷气管801、矩形输送管802、第二输气管803、圆形喷气槽804，第二喷气管801固定设置在吸盘3上，且第二喷气管801与矩形输送管802相连通设置，矩形输送管802与第二输气管803相连通设置，圆形喷气槽804等距设置在吸盘3的底端，且关于吸附孔4对称设置，圆形喷气槽804与吸附孔4两者直径设置相等。

在对晶元进行吸附固定转运工作时，吸盘3缓慢靠近待吸附区域，气体通过第二输气管803进入到矩形输送管802中，再通过第二喷气管801输送到吸盘3中，从活动挡板703上的过滤孔705穿过，最终从圆形喷气槽804中喷出，对于晶元上待吸附区域上的灰尘、杂质进行吹除；吸盘3在进行吸附固定工作时，通过活动挡板703上设置的过滤孔705底灰尘、杂质进行过滤，且对于活动挡板703上的过滤孔705共分成五个小区域，即每个区域的过滤孔705形成一个过滤网，且每个区域过滤孔705的孔径不同，即根据实际需求对其进行调控，使用灵活性高，更能贴合实际吸盘3的防堵塞使用需求，且在活动挡板703的两侧对称设置有条形槽704，保证从第二喷气管801中喷出的气体正常流通；当晶元转运工作完成后，通过控制伸缩杆702带动活动挡板703进行移动，使得过滤工作的过滤孔705区域到达圆形喷气槽804位置，之后通过第二喷气管801喷出的气体将杂质从圆形喷气槽804吹出，之后再通过控制伸缩杆702将活动挡板703进行复位，并且也可以将不同孔径的过滤孔705调控到吸附孔4位置进行使用，灵活性高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，包括机械手主体（1）、支撑架（2）、吸盘（3）、吸附孔（4），所述机械手主体（1）上固定连接设置有支撑架（2），支撑架（2）的底端边角位置固定设置有吸盘（3），吸盘（3）中设置有吸附孔（4）；

其特征在于：所述吸盘（3）上设置有避尘组件，在对晶元进行吸附转运工作时，能够避免吸盘（3）的堵塞，且吸盘（3）上还设置有相应的吹尘组件，在对晶元吸附工作时，能够将其吸附区域的灰尘进行清除，避免粘附积聚在吸盘（3）的端面，保证吸盘（3）与晶元的吸附固定紧密性；

对于避尘组件选用第一避尘组件（5），所述第一避尘组件（5）包含有活动腔（501）、活动封块（502）、传动条（503）、复位弹簧（504）、对接斜坡（505）、第一避尘孔（506）、第二避尘孔（507）、弧形传动斜槽（508）、活动外齿环（509）、主动齿轮（510）、固定环（511）、控制马达（512），所述活动腔（501）对称设置在吸盘（3）中，活动腔（501）设置在吸附孔（4）的边侧位置，且两者相连通设置，所述活动封块（502）活动设置在活动腔（501）中，且活动封块（502）的一端固定设置有传动条（503），另一端的两侧对称设置有对接斜坡（505），所述活动封块（502）在与传动条（503）相连接端固定设置有复位弹簧（504），复位弹簧（504）另一端固定设置在活动腔（501）中，所述传动条（503）的一端延伸至弧形传动斜槽（508）中，所述第一避尘孔（506）等距贯穿设置在活动封块（502）中，所述第二避尘孔（507）等距贯穿设置在传动条（503）中，所述弧形传动斜槽（508）等距设置在活动外齿环（509）内侧壁，且活动外齿环（509）活动设置在固定环（511）中，所述固定环（511）固定设置在吸盘（3）外侧壁，所述活动外齿环（509）的边侧位置啮合连接设置有主动齿轮（510），所述主动齿轮（510）活动设置在固定环（511）中，且主动齿轮（510）固定设置在转轴的一端，转轴插接设置在固定环（511）中，转轴另一端固定连接设置有控制马达（512），控制马达（512）固定设置在固定环（511）上。

2.根据权利要求1所述的一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，其特征在于：所述活动封块（502）等距设置有四组，且活动封块（502）一端对称设置的对接斜坡（505）所形成的夹角为直角。

3.根据权利要求1所述的一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，其特征在于：所述弧形传动斜槽（508）与传动条（503）、活动封块（502）三者设置位置相对应、设置组数相同，且传动条（503）延伸至弧形传动斜槽（508）中的端部设置为弧形面。

4.根据权利要求1所述的一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，其特征在于：与所述第一避尘组件（5）相适配的吹尘组件为第一吹尘组件（6），所述第一吹尘组件（6）包含有第一喷气管（601）、环形输送管（602）、第一输气管（603）、方形喷气槽（604），所述第一喷气管（601）等距固定设置在进气口位置，进气口等距设置在吸盘（3）中，且进气口与活动腔（501）相连通设置，第一喷气管（601）与环形输送管（602）固定连接，且环形输送管（602）的一侧相连通固定设置有第一输气管（603），所述方形喷气槽（604）等距设置在吸盘（3）的底端面，且方形喷气槽（604）与活动腔（501）相连通设置。

5.根据权利要求4所述的一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，其特征在于：所述方形喷气槽（604）与活动腔（501）、进气口、第一喷气管（601）设置位置相对应、设置组数相同。

6.根据权利要求1所述的一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，其特征在于：对于避尘组件选用第二避尘组件（7），所述第二避尘组件（7）包含有固定板体（701）、控制伸缩杆（702）、活动挡板（703）、条形槽（704）、过滤孔（705），所述固定板体（701）对称固定设置在吸盘（3）的两侧，且其中一侧的固定板体（701）的一端固定设置有控制伸缩杆（702），所述控制伸缩杆（702）的一端延伸至固定板体（701）中，且端部固定设置有活动挡板（703），所述活动挡板（703）活动设置在活动槽中，且活动槽穿过吸盘（3）延伸至另一位置的固定板体（701）中，所述活动挡板（703）的两侧对称设置有条形槽（704），且中部位置等距分布设置有过滤孔（705）。

7.根据权利要求6所述的一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，其特征在于：所述过滤孔（705）共分成五个小区域，即每个区域的过滤孔（705）形成一个过滤网，且每个区域过滤孔（705）的孔径不同。

8.根据权利要求6所述的一种无堵塞晶元加工转运吸附机械手，其特征在于：与所述第二避尘组件（7）相适配的吹尘组件为第二吹尘组件（8），所述第二吹尘组件（8）包含有第二喷气管（801）、矩形输送管（802）、第二输气管（803）、圆形喷气槽（804），所述第二喷气管（801）固定设置在吸盘（3）上，且第二喷气管（801）与矩形输送管（802）相连通设置，所述矩形输送管（802）与第二输气管（803）相连通设置，所述圆形喷气槽（804）等距设置在吸盘（3）的底端，且关于吸附孔（4）对称设置，圆形喷气槽（804）与吸附孔（4）两者直径设置相等。

9.一种使用如权利要求1-8任意一项所述无堵塞晶元加工转运吸附机械手的加工方法，其特征在于，该加工方法为

在对晶元进行吸附转运工作时，使用吸盘（3）对其进行吸附，且在吸盘（3）吸附固定晶元过程中，首先通过吹尘组件对晶元的待吸附区域的灰尘杂质进行吹除，之后再通过设置的避尘组件对灰尘、杂质进行过滤，避免造成吸盘（3）的堵塞。

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