CN213497200U - 一种可调式转运吸盘结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可调式转运吸盘结构，包括吸盘架，吸盘架上方设置吸盘架安装板，吸盘架安装板和吸盘架之间设置连接杆；吸盘架中心位置设置避让圆孔，避让圆孔内设置调节椎体，调节锥体上端可上下调节的设置在吸盘架安装板上，吸盘架上沿周向设置至少两个只能沿着吸盘架径向移动的吸盘调节杆，吸盘调节杆和吸盘架之间设置弹簧复位机构使吸盘调节杆一端与调节椎体外表面始终接触。上下移动调节椎体，多个吸盘调节杆同时沿着径向移动相同的距离，从而同时调节了各个吸头杆与吸盘架体中心之间的距离。

Description

一种可调式转运吸盘结构

技术领域

本实用新型属于硅晶圆激光加工领域，具体涉及一种可调式转运吸盘结构。

背景技术

硅晶圆进行激光加工时，需要使用晶圆夹持机构将晶圆托盘从晶圆存料盒中取出，并直线移动到转运位。转运吸盘吸附晶圆托盘并转动使其移动到加工转运位上方，切割平台的晶圆真空吸盘也移动的加工转运位上并接收晶圆托盘。转运吸盘包括吸盘架体，吸盘架体上周向设置向下的吸头杆，吸头杆上设置负压吸嘴；吸头杆上设置与负压吸嘴联通的气体连接头，气体连接头通过负压管连接负压源头。不同规格是硅晶圆尺寸不同；而且在实际安装过程中，可能有一定的误差，需要在实际过程中根据需要调节吸头杆在吸盘架体上的位置。现有的调节机构，需要分别调节每个吸头杆的位置。

实用新型内容

本实用新型提供一种可调式转运吸盘结构。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：一种可调式转运吸盘结构，包括吸盘架，吸盘架上设置可以移动的吸盘调节杆，吸盘调节杆末端设置与负压气源连接的负压吸嘴，吸盘架上方设置吸盘架安装板，吸盘架安装板和吸盘架之间设置连接杆使吸盘架安装板和吸盘架固定；所述吸盘架中心位置设置避让圆孔，避让圆孔内设置可以上下移动的调节椎体，调节锥体上端可上下调节的设置在吸盘架安装板上，吸盘架上沿周向设置至少两个只能沿着吸盘架径向移动的吸盘调节杆，吸盘调节杆和吸盘架之间设置弹簧复位机构使吸盘调节杆一端与调节椎体外表面始终接触。

调节椎体是圆锥，调节椎体上端设置向上的螺纹杆，螺纹杆与吸盘架安装板通过螺纹连接。

调节椎体是正棱锥，正棱锥的面数与吸盘调节杆的个数对应；正棱锥上端设置椎体连接件；椎体连接件上设置一排上下排布的调节孔，调节孔内设置与吸盘架安装板固定的固定杆。

吸盘架上沿着周向设置至少两个调节杆移动槽，吸盘调节杆滑动设置在调节杆移动槽内；吸盘调节杆上向侧面伸出调节杆复位部；弹簧复位机构包括设置固定在吸盘架上的弹簧，弹簧另一端与调节杆复位部连接使吸盘调节杆一端与调节椎体接触。

吸盘架安装板和吸盘架之间设置至少两个连接杆，连接杆避开吸盘调节杆的位置。

机架上设置转运电机带动转动的转运连接体，转运连接体两端分别设置转运升降气缸，转运升降气缸的外侧面设置转运升降气缸导轨，转运升降气缸的活塞头固定转运气缸连接板，转运气缸连接板固定转运升降气缸滑块；转运升降气缸滑块与转运升降气缸导轨构成导轨副；转运升降气缸滑块外侧伸出悬臂，悬臂上固定吸盘架安装板。

本实用新型的有益效果是：上下移动调节椎体，多个吸盘调节杆同时沿着径向移动相同的距离，从而同时调节了各个吸头杆与吸盘架体中心之间的距离。

附图说明

图1是晶圆加工设备正面示意图（隐藏部分无关零部件）。

图2是图1俯视剖视图（隐藏部分机架以及部分非运动部件）。

图3是图1另一高度平面的俯视剖视图（隐藏部分机架以及部分非运动部件）。

图4是托料架部分放大图。

图5是转动转运机构放大图。

图6是转运吸盘部分放大图。

图7是可调式转运吸盘结构示意图。

图8是图7的A-A向视图（调节椎体是正棱锥的实施例）。

图9是图7的A-A向视图（调节圆锥是圆锥的实施例）。

其中，1是机架、2是晶圆存料盒、3是晶圆夹持机构、4是晶圆托盘、5托料架、51是托料导轨、52是接近开关、53是托料底板、54是同步带、55是同步带连接板、56是托料底板位移传感器、57是托料导轨连接板、58是托料底板位移检测条、59是托料底板导轨、6转动转运机构；60是转运连接体、61是转运升降气缸、62转运气缸连接板、63悬臂；64转运吸盘；640是十字架体、641是架体连接板、642是吸头杆、643是负压吸嘴、645是调节槽、644是吸盘架、646吸盘调节杆、647吸盘架安装板、648连接杆、649避让圆孔、650调节椎体、651椎体连接件、652固定杆、653调节杆移动槽、654调节杆复位部、655弹簧、65转运升降气缸滑块；66转运升降气缸导轨、67是转运位移检测条；68转运位移传感器；69是转运限位柱，7是切割平台、75是晶圆真空吸盘。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”“设置”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

诸如第一、第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另外一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

如图1-9所示，加工硅晶圆的设备的转运机构，包括设置在机架上的晶圆存料盒2、直线转运机构和转动转运机构6以及托料架5。直线转运机构包括晶圆夹持机构3以及带动晶圆夹持机构3直线移动的夹持直线驱动机构。夹持直线驱动机构为直线转运丝杠机构36，直线转运夹持丝杠机构36外侧设置夹持直线转运滑轨39。

转动转运机构6包括转动设置在机架1上转运连接体60，转运连接体60向下连接可以升降的转运吸盘64。转运连接体60两端分别设置转运升降气缸61，转运升降气缸61的外侧面设置转运升降气缸导轨66，转运升降气缸61的活塞头固定转运气缸连接板62。转运气缸连接板62固定转运升降气缸滑块65；转运升降气缸滑块65与转运升降气缸导轨66构成导轨副。转运升降气缸滑块65外侧伸出悬臂63，悬臂63上固定转运吸盘64。转运升降气缸61带动转运吸盘64升降，活塞头移动的位置可能有一定的偏差，造成转运吸盘64的位置有一定的误差，影响后续加工工序。在转运升降气缸61外侧表面设置转运升降气缸导轨66，转运吸盘64通过悬臂63和转运升降气缸滑块65固定在一起；通过导轨副结构使转运吸盘升降过程中位置准确。而且两个转运升降气缸可以使晶圆托盘4在转运位和加工转运位之间互换，加工完成后的晶圆托盘4不需要从另外的路线移走、能够原路返回到晶圆存料盒2，结构紧凑。

转运连接体60上设置转运位移检测条67；机架1沿着转运位移检测条67的转动轨迹上设置两个转运位移传感器68。转运位移检测条67从一个转运位移传感器68移动到另一个转运位移传感器68时，其中一个转运吸盘64从转运位移动加工转运位、另一个转运吸盘从加工转运位移动到转运位。转运位移传感器68保证转运吸盘64准确的停到转运位和加工转运位。至于中间避障位，不需要那么精确，只要从转运位或者加工转运位开始转动一定角度就可以了，通过伺服电机就可以实现。

转运连接体60与设置在机架1上的转运电机的输出端相连。机架1上围绕转运电机输出轴的轴线设置环形的转运限位槽，转运限位槽内设置下端与转运连接体60固定、上端穿过转运限位槽的转运限位柱69，转运限位槽的角度保证转运限位柱69转动180度。转运限位槽可以略大于180度。转运限位柱69位于转运限位槽的两端时，两个转运吸盘其中一个处于转运位。

如图5-6所示，转运吸盘的一种实施例，转运吸盘64包括吸盘架体，吸盘架体上周向设置至少3个向下的吸头杆642，吸头杆642上设置负压吸嘴643；吸头杆642上设置与负压吸嘴联通的气体连接头，气体连接头通过负压管连接负压源头。转运吸盘64中负压怎么实现属于现有技术，不再详细描述。吸盘架体包括十字架体640，十字架体640末端设置架体连接板641，吸头杆642上端固定在架体连接板641上；架体连接板641上设置调节槽645，十字架体640上设置固定孔，通过调节固定孔在调节槽645内长度方向的位置调节架体连接板641伸出十字架体640的长度。固定孔可以是螺纹孔，固定孔内设置螺栓，通过螺栓的螺母压紧连接板上表面来固定架体连接板641和十字架体640。

上述实施例中，转运吸盘调节大小需要分别调节每个吸头杆642的距离。也有同时调节所有吸头杆642的转运吸盘。

如图7-9所示，一种可调式转运吸盘结构，包括吸盘架644，吸盘架644上设置可以移动的吸盘调节杆646，吸盘调节杆646末端设置与负压气源连接的负压吸嘴643。吸盘架644上方设置吸盘架安装板647，吸盘架安装板647和吸盘架644之间设置连接杆648使吸盘架安装板647和吸盘架644固定。吸盘架644中心位置设置避让圆孔649，避让圆孔649内设置可以上下移动的调节椎体650，调节锥体650上端可上下调节的设置在吸盘架安装板647上，吸盘架644上沿周向设置至少两个只能沿着吸盘架644径向移动的吸盘调节杆646，吸盘调节杆646和吸盘架644之间设置弹簧复位机构使吸盘调节杆646一端与调节椎体650外表面始终接触。

吸盘调节杆646末端设置向下的吸头杆642，吸头杆642上设置负压吸嘴643；吸头杆643上设置与负压吸嘴643联通的气体连接头，气体连接头通过负压管连接负压源头。上下移动调节椎体650，多个吸盘调节杆646同时沿着径向移动相同的距离，方便调节。

调节椎体650可以是正棱锥，正棱锥的面数与吸盘调节杆646的个数对应；正棱锥上端设置椎体连接件651；椎体连接件651上设置一排上下排布的调节孔，调节孔内设置与吸盘架安装板647固定的固定杆652。椎体连接件651截面优选非圆形，避免其转动引起变化。如果有4个吸盘调节杆646，那么对应调节椎体650是正四棱锥。避让圆孔649的形状可以不是圆形而是正棱锥的形状对应。

或者调节椎体650是圆锥，调节椎体650上端设置向上的螺纹杆，螺纹杆与吸盘架安装板647通过螺纹连接。螺纹杆转动带动调节椎体650转动并且上下移动，吸盘调节杆646随之沿着吸盘架径向移动，从而调节负压吸嘴646之间的距离，适应不同晶圆托盘4或者根据实际情况微调。当然也可以采用调节椎体650是正棱锥所用的椎体连接件651上下移动并被固定杆652固定的调节方式。

吸盘架644上沿着周向设置至少两个调节杆移动槽653，吸盘调节杆646滑动设置在调节杆移动槽653内；吸盘调节杆646上向侧面伸出调节杆复位部654。弹簧复位机构包括设置固定在吸盘架644上的弹簧655，弹簧655另一端与调节杆复位部654连接使吸盘调节杆646一端与调节椎体650接触。弹簧655轴线与对应吸盘调节杆646长度方向平行。调节杆复位部654设置靠近调节椎体650的一端，则吸盘架644上固定的弹簧655设置在靠近负压吸嘴643的一端，弹簧655应该选择压簧。反之，如果调节杆复位部654设置在靠近负压吸嘴643的一端，吸盘架644上固定的弹簧655设置在靠近调节椎体650的一端，弹簧655应该是拉簧。

吸盘架安装板647和吸盘架644之间设置至少两个连接杆648，连接杆648避开吸盘调节杆646的位置。连接杆648优选均匀布置在吸盘架644上。吸盘架安装板647与悬臂63固定。

机架1上直线转运机构下方转运位设置托料架5，托料架包括托料底板53、托料底板53上设置两根平行的托料导轨51，托料导轨51在导轨驱动机构的带动下沿着托料底板53相对或者相向导轨驱动机构为设置在托料底板53上的同步带传送机构，同步带传送机构的两侧同步带54上分别固定一个同步带连接板55、两个同步带连接板55相对或者相向移动，每个同步带连接板55与一个托料导轨51连接。同步带传送机构包括设置在托料底板53上的同步带电机，同步带电机的输出轴设置链轮，托料底板53上远离同步带电机的一侧也设置转动的链轮，链轮上设置有同步带54。

托料底板53上设置两个平行的托料底板导轨59，托料底板导轨59的长度方向垂直于托料导轨51的长度方向；托料导轨51底部连接托料导轨连接板57，托料导轨连接板57上设置连接板滑块，连接板滑块与托料底板导轨59构成导轨副；托料导轨连接板57与同步带连接板55固定。

更进一步，托料底板53上设置至少一个托料底板位移传感器56，同步带连接板55上设置与托料底板位移传感器56对应的连接板位移检测条58。连接板位移检测条58移动到每个托料底板位移传感器56位置时，对应的两个托料导轨51之间的距离对应一种晶圆托盘4的尺寸。连接板位移检测条58也可以设置在托料导轨连接板57上。

托料导轨51上设置接近开关52。托料导轨51上设置槽，接近开关52安装在槽内，接近开关52上表面不高于托料导轨51上表面。这样，晶圆夹持机构3夹持的晶圆托盘4到达接近开关52位置时，接近开关开启使晶圆夹持机构3不再向前移动，并且松开晶圆托盘4使其放置在两根托料导轨51上。之后晶圆夹持机构3移开。

托料导轨51一端可以延伸到接近晶圆存料盒2位置，此时托料导轨51的长度方向与晶圆夹持机构3沿着夹持直线转运滑轨39的直线移动方向平行。当然，托料导轨51也可以设置成别的方向，只要能满足托住晶圆托盘4的功能即可，但是为了避免与晶圆夹持机构3干涉，需要有可以上下调节的机构。

具体实施时：需要夹持未加工的晶圆托盘4时，机架上设置的晶圆存料盒2上下移动使需要加工的晶圆托盘4达到夹持位。控制器或者控制系统发送信号给晶圆夹持机构3使其夹持晶圆托盘4。晶圆夹持机构3夹持的晶圆托盘4到达接近开关52位置时，接近开关52开启使晶圆夹持机构3不再向前移动，并且松开未加工晶圆托盘4使其放置在两根托料导轨51上。之后晶圆夹持机构3移开。同时切割平台的晶圆真空吸盘75上加工好的晶圆托盘移动到加工转运位。转运电机转动使两个转运吸盘64从中间避障位转动到分别位于转运位和加工转运位的晶圆托盘64的上方。转运升降气缸61启动使转运吸盘向下移动直到接触并吸附两个晶圆托盘64。转运吸盘64上升到初始高度并且转动预定角度使其两个晶圆托盘4位置互换。两个转运吸盘64下降并放下将对应的晶圆托盘4分别放到托料导轨51和晶圆真空吸盘75上。转运电机转动使转运吸盘64移动到中间避障位。晶圆夹持机构3将加工好的晶圆托盘4夹持并移动到晶圆存料盒2中。晶圆真空吸盘75将未加工的晶圆吸盘4移动到激光机构下方进行切割。

当更换不同规格的晶圆托盘4时，上下移动调节椎体650使吸盘调节杆647带动负压吸嘴643移动从而调整负压吸嘴643和吸盘架644中心位置之间的间距。

以上说明中：夹持位是晶圆夹持机构3在晶圆存料盒2内开始取料时，被夹持的晶圆托盘4所在的位置。转运位是晶圆夹持机构3夹持晶圆托盘4移动一段距离后等待转运吸盘64吸取的位置。加工转运位是切割平台7上的晶圆真空吸盘75从转运吸盘64接收晶圆托盘4的位置。中间避障位：位于转运位和加工转运位之间的位置，一般中间位。附图中A为夹持位、B为准运位、C为加工转运位。

需要说明的是，描述中使用的术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了标语描述本专利，而不是指示或者暗示所指的装置或者原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。而且，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理的精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型都在本说明书的范围内。

Claims (5)

1.一种可调式转运吸盘结构，包括吸盘架，吸盘架上设置可以移动的吸盘调节杆，吸盘调节杆末端设置与负压气源连接的负压吸嘴，其特征在于：所述吸盘架上方设置吸盘架安装板，吸盘架安装板和吸盘架之间设置连接杆使吸盘架安装板和吸盘架固定；所述吸盘架中心位置设置避让圆孔，避让圆孔内设置可以上下移动的调节椎体，调节锥体上端可上下调节的设置在吸盘架安装板上，吸盘架上沿周向设置至少两个只能沿着吸盘架径向移动的吸盘调节杆，吸盘调节杆和吸盘架之间设置弹簧复位机构使吸盘调节杆一端与调节椎体外表面始终接触。

2.根据权利要求1所述一种可调式转运吸盘结构，其特征在于：所述调节椎体是圆锥，调节椎体上端设置向上的螺纹杆，螺纹杆与吸盘架安装板通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述一种可调式转运吸盘结构，其特征在于：所述调节椎体是正棱锥，正棱锥的面数与吸盘调节杆的个数对应；正棱锥上端设置椎体连接件；椎体连接件上设置一排上下排布的调节孔，调节孔内设置与吸盘架安装板固定的固定杆。

4.根据权利要求1-3任一所述一种可调式转运吸盘结构，其特征在于：所述吸盘架上沿着周向设置至少两个调节杆移动槽，吸盘调节杆滑动设置在调节杆移动槽内；吸盘调节杆上向侧面伸出调节杆复位部；弹簧复位机构包括设置固定在吸盘架上的弹簧，弹簧另一端与调节杆复位部连接使吸盘调节杆一端与调节椎体接触。

5.根据权利要求4所述一种可调式转运吸盘结构，其特征在于：所述吸盘架安装板和吸盘架之间设置至少两个连接杆，连接杆避开吸盘调节杆的位置。

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