CN211895047U - 一种开放式晶圆盒用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开放式晶圆盒用夹具，包括晶圆盒、盒用夹具，盒用夹具连接外部定位装置，且盒用夹具用于夹紧晶圆盒，晶圆盒用于放置晶圆。盒用夹具包括夹具框架、智能夹爪、到位检测压紧机构、视觉系统，夹具框架用于连接各个部件，智能夹爪可以通过位置和力双重控制，实现对晶圆盒安全夹取。视觉系统可以控制外部定位装置实现对晶圆盒精确的夹取定位。到位检测压紧机构工作工程中可以起到外部定位装置到位停止控制，又可以压紧晶圆盒上边沿，起到安全精确的夹取辅助作用。本实用新型的开放式晶圆盒用夹具无需人手操作，减少的产品损坏，降低了成本，定位精度高，夹取晶圆盒稳定。

Description

一种开放式晶圆盒用夹具

技术领域

本实用新型涉及晶圆夹具领域，具体涉及一种开放式晶圆盒用夹具。

背景技术

半导体、光伏、蓝宝石晶圆或硅片或蓝宝石片是一种非常贵重的产品，在运输过程中放入开放式晶圆盒或封闭式晶圆盒中进行运输。其中在开放式晶圆盒是其行业常见物品，在生产过程中大量周转，现在一般由人工搬取，或放入手推车，对其精细附加定位，然后推到机台边上下料，在搬放过程需要非常小心慢拿慢放，对操作人员的素质要求很高，而且效率低下。同时人工拿取有损伤或掉落，会给公司带来极大的效益损失。

近年来，随着工业机器人等智能装备技术的快速发展和劳动力成本的不断上升，行业对自动化生产制造的需求也越来越高。传统的人工生产难于管理，质量和成本的控制太难，开放式晶圆盒搬运周转及上下料的自动化需求日益迫切。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述问题，提供一种开放式晶圆盒用夹具。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种开放式晶圆盒用夹具，其中：包括晶圆盒、盒用夹具，盒用夹具夹紧晶圆盒；

盒用夹具包括夹具框架、智能夹爪、到位检测压紧机构、视觉系统，智能夹爪顶端连接夹具框架的内顶面，智能夹爪的下端位于夹具框架底面的两侧，两个到位检测压紧机构安装于夹具框架的底面，且到位检测压紧机构位于智能夹爪的内侧，视觉系统安装于夹具框架的侧边；

智能夹爪包括夹爪本体、夹爪手指、夹爪接触块，夹爪本体连接夹具框架的内顶面，夹爪手指安装于夹爪本体底部的齿条上，夹爪接触块安装于夹爪手指上；

到位检测压紧机构包括导向压盖、顶板、弹性检测压块、到位感应器，顶板安装于导向压盖上，弹性检测压块安装于导向压盖与顶板之间的空腔内，所述空腔的底部开设有通孔，弹性检测压块的一端穿过所述通孔，弹性检测压块的另一端弹性接触顶板，到位感应器安装于顶板内，且与弹性检测压块相接触；

视觉系统包括相机、相机连接板、光源，相机连接板连接夹具框架的内顶面，相机、光源连接于相机连接板上。

作为本实用新型的进一步优化方案，弹性检测压块由压块、压缩弹簧、感应柱组成，感应柱的一端安装于压块上，感应柱的另一端与感应器相接触，压缩弹簧设置于压块与顶板之间。

进一步地，压块的中部设有凸出部，所述凸出部的直径大于所述通孔的直径。

进一步地，所述空腔的直径大于等于所述凸出部的直径，且所述空腔的直径大于所述通孔的直径。

作为本实用新型的进一步优化方案，在夹具框架的一侧设有视觉系统防护罩，视觉系统安装于视觉系统防护罩内。

本实用新型的有益效果是：

通过设置到位检测压紧机构，实现对本开放式晶圆盒用夹具位置的定位，且可压紧晶圆盒上边沿，起到安全精确的夹取辅助作用。

通过设置视觉系统，实现对晶圆盒精确的夹取定位，且保证夹取的稳定性。

通过设置压块、压缩弹簧、感应柱、感应器，现在夹取实现对夹取的精确感应与夹取力度的控制。

附图说明

图1是本实用新型开放式晶圆盒用夹具结构示意图；

图2是本实用新型开放式晶圆盒用夹具盒用夹具结构示意图；

图3是本实用新型开放式晶圆盒用夹具智能夹爪结构示意图；

图4是本实用新型开放式晶圆盒用夹具到位检测压紧机构结构示意图；

图5是本实用新型开放式晶圆盒用夹具视觉系统结构示意图；

1-晶圆盒、2-盒用夹具、21-夹具框架、22-智能夹爪、23-到位检测压紧机构、24-视觉系统、25-视觉系统防护罩、221-夹爪本体、222-夹爪手指、223-夹爪接触块、231-导向压盖、232-顶板、233-弹性检测压块、234- 到位感应器，241-相机、242-相机连接板、243-光源、2331-压块、2332- 压缩弹簧、2333-感应柱

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1所示的一种开放式晶圆盒用夹具，包括晶圆盒1、盒用夹具2，盒用夹具2夹紧晶圆盒1。盒用夹具2可连接外部移动的机器人，实现开放式晶圆盒用夹具对晶圆的搬运，且盒用夹具2也可以控制外部移动的机器人的定位与移动，实现精确搬运。

如图2所示，盒用夹具2包括夹具框架21、智能夹爪22、到位检测压紧机构23、视觉系统24，智能夹爪22顶端连接夹具框架21的内顶面，智能夹爪22的下端位于夹具框架21底面的两侧，两个到位检测压紧机构23安装于夹具框架21的底面，且到位检测压紧机构23位于智能夹爪22的内侧，视觉系统24安装于夹具框架21的侧边。视觉系统24可以控制外部移动的机器人实现对开放式晶圆盒1精确的夹取定位。两个到位检测压紧机构23在工作过程中可以起到外部移动的机器人到位停止控制，又可以压紧开放式晶圆盒1 上边沿，起到安全精确的夹取辅助作用。

如图3所示，智能夹爪22包括夹爪本体221、夹爪手指222、夹爪接触块223，夹爪本体221连接夹具框架21的内顶面，夹爪手指222安装于夹爪本体221底部的齿条上，夹爪接触块223安装于夹爪手指222上。且本夹爪本体221中含有小型伺服电机、自锁性斜齿轮蜗轮蜗杆、齿轮齿条机构、控制单元，其中控制单元可以对电机的转动位置及电流进行控制和反馈，以达到输出齿条运动的位置及力的控制和反馈给机器人。在夹取工作时，先用位置控制使夹爪接触块223运行到晶圆盒1的卡槽中，若运行不到位有其他物品阻止运动反馈到位失败信号给机器人，机器人停止工作，报警检查。若运行到位，反馈到位信号给机器人，并开始走力控制模式，当夹爪接触块223接触到晶圆盒1，夹爪手指222增加预设定的力，反馈夹取成功信号给机器人，机器人开始运动将开放式晶圆盒1抓走。此控制方法防止对开放式晶圆盒1抓错位置或没有抓紧，同时具有断电不移动的位置自锁性，实现对开放式晶圆盒1智能安全可靠的抓取。

如图4所示，到位检测压紧机构23包括导向压盖231、顶板232、弹性检测压块233、到位感应器234，顶板232安装于导向压盖231上，弹性检测压块233安装于导向压盖与顶板232之间的空腔内，所述空腔的底部开设有通孔，弹性检测压块233的一端穿过所述通孔，弹性检测压块233 的另一端弹性接触顶板232，到位感应器234安装于顶板232内，且与弹性检测压块233相接触。

如图5所示，视觉系统24包括相机241、相机连接板242、光源243，相机连接板242连接夹具框架21的内顶面，相机241、光源243连接于相机连接板242上。光源383视现场光线确定是否需要选用，视觉系统38与机器人的配合，通过位置或开放式晶圆盒1上的标定点实现对夹爪产品精确定位，开放式晶圆盒1放在在不同的位置，相机和镜头381对其拍照和运算，将偏差数据传给机器人，机器人对位置进行偏差补偿。

实施例2

如实施例1所示的一种开放式晶圆盒用夹具，其区别仅在于，弹性检测压块233由压块2331、压缩弹簧2332、感应柱2333组成，感应柱2333 的一端安装于压块2331上，感应柱2333的另一端与感应器234相接触，压缩弹簧2332设置于压块2331与顶板232之间。抓取过程中，当压块2331 接触到晶圆盒并压一段距离感应柱2333接触到达感应器234，感应器234触发通知机器人停止，然后智能夹爪22夹取，夹取后压块2331压紧晶圆盒上边沿，起压紧作用。通过压块2331实现开放式晶圆盒用夹具检测停位和压紧，当产品一致性不好，有高有低，机器人通过压块2331、感应柱2333、感应器234的配合触发停止，且智能夹爪22的夹取力度控制通过伺服电机反馈的电流从而实现控制夹紧力的大小。智能夹爪22的夹取位置控制是靠伺服电机内的编码器，走到正确位置时编码器会反馈正确位置，如果有外物阻挡，智能夹爪22夹不到所需位置，编码器就会反馈出错误位置信号，从而实现夹取横向位置的判断，此次方案中用了两套到位检测压紧机构23，感应器234可装多个，可分别实现对点或线或面的到位控制，起到精确到位的抓取，也起到一定的余量缓冲作用。

实施例3

如实施例1所示的一种开放式晶圆盒用夹具，其区别仅在于，压块2331的中部设有凸出部，所述凸出部的直径大于所述通孔的直径。且所述空腔的直径大于等于所述凸出部的直径，且所述空腔的直径大于所述通孔的直径。所述凸出部可有效防止压块滑出空腔，且可以实现滑块在空腔内的滑动。

实施例4

如实施例1所示的一种开放式晶圆盒用夹具，其区别仅在于，在夹具框架 21的一侧设有视觉系统防护罩25，视觉系统24安装于视觉系统防护罩25 内。视觉系统防护罩25可有效保护视觉系统24，延长视觉系统24的使用时间。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种开放式晶圆盒用夹具，其特征在于：包括晶圆盒(1)、盒用夹具(2)，盒用夹具(2)夹紧晶圆盒(1)；

盒用夹具(2)包括夹具框架(21)、智能夹爪(22)、到位检测压紧机构(23)、视觉系统(24)，智能夹爪(22)顶端连接夹具框架(21)的内顶面，智能夹爪(22)的下端位于夹具框架(21)底面的两侧，两个到位检测压紧机构(23)安装于夹具框架(21)的底面，且到位检测压紧机构(23)位于智能夹爪(22)的内侧，视觉系统(24)安装于夹具框架(21)的侧边；

智能夹爪(22)包括夹爪本体(221)、夹爪手指(222)、夹爪接触块(223)，夹爪本体(221)连接夹具框架(21)的内顶面，夹爪手指(222)安装于夹爪本体(221)底部的齿条上，夹爪接触块(223)安装于夹爪手指(222)上；

到位检测压紧机构(23)包括导向压盖(231)、顶板(232)、弹性检测压块(233)、到位感应器(234)，顶板(232)安装于导向压盖(231)上，弹性检测压块(233)安装于导向压盖与顶板(232)之间的空腔内，所述空腔的底部开设有通孔，弹性检测压块(233)的一端穿过所述通孔，弹性检测压块(233)的另一端弹性接触顶板(232)，到位感应器(234)安装于顶板(232)内，且与弹性检测压块(233)相接触；

视觉系统(24)包括相机(241)、相机连接板(242)、光源(243)，相机连接板(242)夹具框架(21)的内顶面，相机(241)、光源(243) 连接于相机连接板(242)上。

2.如权利要求1所述的开放式晶圆盒用夹具，其特征在于：弹性检测压块(233)由压块(2331)、压缩弹簧(2332)、感应柱(2333)组成，感应柱(2333)的一端安装于压块(2331)上，感应柱(2333)的另一端与感应器(234)相接触，压缩弹簧(2332)设置于压块(2331)与顶板(232)之间。

3.如权利要求2所述的开放式晶圆盒用夹具，其特征在于：压块(2331)的中部设有凸出部，所述凸出部的直径大于所述通孔的直径。

4.如权利要求3所述的开放式晶圆盒用夹具，其特征在于：所述空腔的直径大于等于所述凸出部的直径，且所述空腔的直径大于所述通孔的直径。

5.如权利要求1所述的开放式晶圆盒用夹具，其特征在于：在夹具框架(21)的一侧设有视觉系统防护罩(25)，视觉系统(24)安装于视觉系统防护罩(25)内。

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