CN215618061U - 夹持装置及晶圆盒搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于晶圆盒搬运设备领域，公开了一种夹持装置及晶圆盒搬运机器人。其中，夹持装置用于夹持两相对侧分别凸设有托柄且托柄上设有第一卡插限位部的晶圆盒，夹持装置包括两个间隔相对设置以分别用于一对一承托两个托柄的承托臂和连接于两个承托臂之间的连接臂，承托臂上设有用于与第一卡插限位部卡插配合以防止晶圆盒从承托臂上滑脱的第二卡插限位部。本实用新型通过托举的方式进行夹持晶圆盒，避免了夹持装置压伤晶圆盒、甚至压坏晶圆盒和晶圆的不良现象发生，且第二卡插限位部与第一卡插限位部的卡插配合，又充分保障了晶圆盒承托于夹持装置上的稳固可靠性。此外，本实用新型的夹持装置，具有结构简单、成本低和易于控制的特性。

Description

夹持装置及晶圆盒搬运机器人

技术领域

本实用新型涉及晶圆盒搬运设备领域，尤其涉及一种夹持装置及具有该夹持装置的晶圆盒搬运机器人。

背景技术

为了降低晶圆被污染的风险，晶圆一般存放于晶圆盒内并通过晶圆盒进行运输。传统技术中，晶圆盒在仓库、生产车间等室内的搬运一般通过人工进行搬运，其耗费的人力较多。

为了解决上述传统技术中的问题，现有技术提出了一种用于搬运晶圆盒的晶圆搬运机器人。现有的晶圆搬运机器人中，用于夹持晶圆盒的夹持装置包括两个夹爪和用于驱动两个夹爪运动以夹紧或者松开晶圆盒的伸缩驱动机构。采用这种现有的夹持装置夹持晶圆盒，存在以下不足之处：

1)难以控制夹爪对晶圆盒的夹持力度，且容易损坏晶圆盒和晶圆。具体地，如果夹爪对晶圆盒夹持的力度过大，则容易压伤晶圆盒导致产生碎屑污染、甚至压坏晶圆盒和晶圆的现象发生；而如果夹爪对晶圆盒夹持的力度过小，则会降低夹持装置夹持晶圆盒的稳固可靠性，从而容易发生晶圆盒从夹持装置上滑脱跌落、进而导致晶圆盒和晶圆损坏的现象；

2)伸缩驱动机构的设置，使得夹持装置的结构比较复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种夹持装置，其旨在解决现有技术夹持装置结构复杂、成本高且容易损坏晶圆盒和晶圆的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供的方案是：一种夹持装置，用于夹持两相对侧分别凸设有托柄且所述托柄上设有第一卡插限位部的晶圆盒，所述夹持装置包括两个间隔相对设置以分别用于一对一承托两个所述托柄的承托臂和连接于两个所述承托臂之间的连接臂，所述承托臂上设有用于与所述第一卡插限位部卡插配合以防止所述晶圆盒从所述承托臂上滑脱的第二卡插限位部。

可选地，所述承托臂具有用于支撑所述托柄的支撑面，所述第二卡插限位部为延伸于所述支撑面上方以用于卡插于所述第一卡插限位部内的凸台。

可选地，所述凸台从所述支撑面以截面面积逐渐减小的趋势延伸于所述支撑面的上方。

可选地，所述凸台的侧部具有朝向所述连接臂设置的第一限位面和背对所述连接臂设置的第二限位面，一个所述承托臂上的所述第一限位面和所述第二限位面以二者之距离逐渐增大的趋势朝远离另一个所述承托臂的方向倾斜延伸。

可选地，所述凸台的侧部还具有连接于所述第一限位面与所述第二限位面之间的光滑过渡面，一个所述承托臂上的所述第一限位面和所述第二限位面以二者之距离逐渐增大的趋势从所述光滑过渡面朝远离另一个所述承托臂的方向倾斜延伸。

可选地，所述承托臂包括承托臂本体和安装于所述承托臂本体侧部的限位件，所述限位件上设有所述第二卡插限位部。

可选地，所述夹持装置还包括用于探测所述托柄是否承托于所述承托臂上的探测器，至少一个所述承托臂上设有所述探测器。

可选地，所述探测器为微动开关或者压力传感器；且/或，

每个所述承托臂上都设有至少一个所述探测器。

可选地，所述承托臂上凸设有用于防止所述晶圆盒朝远离所述连接臂之方向滑动的第一限位部和/或用于防止所述晶圆盒朝靠近所述连接臂之方向滑动的第二限位部；且/或，

所述连接臂的两端分别与两个所述承托臂的一端连接。

可选地，所述夹持装置还包括设于所述连接臂上以用于辅助定位的识别定位装置。

可选地，所述识别定位装置为相机。

可选地，所述夹持装置还包括设于所述连接臂上以检测货架上是否有晶圆盒的识别检测装置。

可选地，所述识别检测装置为超声波传感器或者光电传感器。

本实用新型的第二个目的在于提供一种晶圆搬运机器人，其包括自动导引车和设于所述自动导引车上的搬运执行机构，所述搬运执行机构包括上述的夹持装置、设于所述自动导引车上的主座体和安装于所述主座体上并与所述夹持装置之所述连接臂连接以用于驱动所述夹持装置运动的机械臂。

本实用新型的夹持装置及晶圆搬运机器人，通过两个承托臂分别承托晶圆盒两侧的托柄，并通过承托臂上的第二卡插限位部与晶圆盒托柄上的第一卡插限位部卡插配合以防止晶圆盒从承托臂上滑脱，从而实现了夹持装置对晶圆盒的夹持。由于本实用新型的夹持装置，是通过托举的方式进行夹持晶圆盒，故，有效避免了夹持装置压伤晶圆盒、甚至压坏晶圆盒和晶圆的不良现象发生，且第二卡插限位部与第一卡插限位部的卡插配合，又充分保障了晶圆盒承托于夹持装置上的稳固可靠性。此外，由于本实用新型的夹持装置，不需要设置用于驱动夹紧或者松开晶圆盒的动力机构，故有效简化了夹持装置的结构和控制难度，并利于降低夹持装置的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的夹持装置一个视角的示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图；

图4是本实用新型实施例提供的夹持装置另一个视角的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的夹持装置承托晶圆盒的结构示意图；

图6是图5中C处的局部放大图；

图7是本实用新型实施例提供的晶圆盒的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的晶圆搬运机器人的结构示意图。

附图标号说明：1、晶圆搬运机器人；10、搬运执行机构；100、夹持装置； 110、承托臂；1100、支撑面；111、承托臂本体；1111、第一限位部；1112、第二限位部；112、限位件；1120、第二卡插限位部；1121、第一限位面；1122、第二限位面；1123、光滑过渡面；1124、连接座；1101、避让空间；120、连接臂；130、探测器；140、识别定位装置；150、识别检测装置；200、主座体； 201、容置槽；300、机械臂；20、自动导引车；2、晶圆盒；21、托柄；211、第一卡插限位部；22、晶圆盒本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者也可以是通过居中元件间接连接另一个元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，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。

如图1-7所示，本实用新型实施例提供的夹持装置100，用于夹持两相对侧分别凸设有托柄21且托柄21上设有第一卡插限位部211的晶圆盒2，其中，夹持装置100包括两个间隔相对设置以分别用于一对一承托两个托柄21的承托臂110和连接于两个承托臂110之间的连接臂120，承托臂110上设有用于与第一卡插限位部211卡插配合以防止晶圆盒2从承托臂110上滑脱的第二卡插限位部1120。具体应用中，两个承托臂110分别从晶圆盒2的两侧托举晶圆盒 2，且每个承托臂110对应承托一个托柄21。由于本实用新型实施例的夹持装置100，是通过托举的方式进行夹持晶圆盒2，故，有效避免了夹持装置100 压伤晶圆盒2、甚至压坏晶圆盒2和晶圆的不良现象发生，且第二卡插限位部 1120与第一卡插限位部211的卡插配合，又充分保障了晶圆盒2承托于夹持装置100上的稳固可靠性。此外，由于本实用新型实施例的夹持装置100，不需要设置用于驱动夹紧或者松开晶圆盒2的动力机构，故有效简化了夹持装置100 的结构和控制难度，并利于降低夹持装置100的成本。

请参阅图1、图5、图6和图7，晶圆盒2包括晶圆盒本体22和两个托柄 21。晶圆盒本体22设有用于容置晶圆的容纳腔。本实施方案中，在晶圆盒本体 22的两相对侧分别设有一个托柄21，每个托柄21上设有第一卡插限位部211，夹持装置100的两个承托臂110从晶圆盒本体22的两相对侧分别托举一个托柄 21；当然，具体应用中，托柄21的数量不限于两个，例如，作为替代的实施方案，也可以在晶圆盒本体22的四个侧部分别设置一个托柄21。

请参阅图1、图5、图6和图7，作为一种实施方式，承托臂110具有用于支撑托柄21的支撑面1100，第二卡插限位部1120为延伸于支撑面1100上方以用于卡插于第一卡插限位部211内的凸台。本实施方案中，承托臂110上的第二卡插限位部1120为凸台，晶圆盒2上的第一卡插限位部211为与凸台适配的卡槽，凸台卡插于卡槽内，可起到限制晶圆盒2移动的作用；当然，具体应用中，作为替代的实施方案，将第二卡插限位部1120设为卡槽，将第一卡插限位部211设为凸台也是可以的。

作为一种实施方式，凸台从支撑面1100以截面面积逐渐减小的趋势延伸于支撑面1100的上方。具体应用中，在承托臂110向上移动进行托举晶圆盒2 的过程中，凸台截面面积小的一端首先卡插于托柄21的卡槽内，这样，利于保障凸台卡插于卡槽内和从卡槽内拔出的顺畅性。

请参阅图1、图2、图5和图6，作为一种实施方式，凸台的侧部具有朝向连接臂120设置的第一限位面1121和背对连接臂120设置的第二限位面1122，一个承托臂110上的第一限位面1121和第二限位面1122以二者之距离(第一限位面1121和第二限位面1122之间的距离)逐渐增大的趋势朝远离另一个承托臂110的方向倾斜延伸。第一限位面1121和第二限位面1122可延伸交汇形成一个横置的V字形结构。两个承托臂110之间形成有用于避让晶圆盒2的避让空间1101，一个凸台的第一限位面1121和第二限位面1122的水平距离是逐渐变化的，且在靠近避让空间1101的部位之间的水平距离最小。本实施方案中，将第一限位面1121和第二限位面1122都设置为倾斜面，可使得第一限位面 1121和第二限位面1122都可以从两个相互垂直的水平方向对托柄21进行限位，从而利于提高第二卡插限位部1120与第一卡插限位部211卡插限位的可靠性。

本实施例中，第一限位面1121朝向连接臂120设置，可以限制晶圆盒2 朝远离连接臂120的方向移动，第二限位面1122背对连接臂120设置，可以限制晶圆盒2朝靠近连接臂120的方向移动，从而在夹持装置100运输晶圆盒2 的过程中，晶圆盒2受到第一限位面1121和第二限位面1122的作用，在水平方向不会进行滑动。

请参阅图1、图2和图6，作为一种实施方式，凸台的侧部还具有连接于第一限位面1121与第二限位面1122之间的光滑过渡面1123，一个承托臂110上的第一限位面1121和第二限位面1122以二者之距离逐渐增大的趋势从光滑过渡面1123朝远离另一个承托臂110的方向倾斜延伸。通过设置光滑过渡面 1123，可消除凸台之用于与卡槽配合的部位存在尖锐的棱角，从而可防止凸台插入托柄21的卡槽时刮伤托柄21产生碎屑的不良现象发生。

请参阅图1，作为一种实施方式，承托臂110包括承托臂本体111和安装于承托臂本体111侧部的限位件112，限位件112上设有第二卡插限位部1120。本实施方案中，限位件112包括连接座1124和凸设于连接座1124上的凸台，承托臂本体111的顶部表面和连接座1124的顶部表面平齐且共同构成支撑面 1100。当然，具体应用中，作为替代的实施方式，将连接座1124的顶部表面设置于低于承托臂本体111的顶部表面也是可以的，此时，支撑面1100由承托臂本体111的顶部表面构成。

请参阅图1、图3和图5，作为一种实施方式，夹持装置100还包括用于探测托柄21是否承托于承托臂110上的探测器130，至少一个承托臂110上设有探测器130。探测器130的设置，主要用于反馈夹持装置100上是否夹持晶圆盒2，从而便于控制夹持装置100将晶圆盒2夹持、放置至指定的位置。

作为一种实施方式，每个承托臂110上都设有至少一个探测器130，这样，使得每个承托臂110托举一个托柄21时都有一个反馈信号，从而可在两个承托臂110都准确托举两个托柄21后才控制夹持装置100运动。作为本实施例的一较佳实施方案，每个承托臂110上都设有一个探测器130；当然，具体应用中，每个承托臂110上设置的探测器130数量不限于一个，例如，作为替代的实施方案，每个承托臂110上设置的探测器130数量也可以为两个以上。

作为一种实施方式，探测器130为微动开关，当托柄21承托于承托臂110 上时，托柄21抵压于微动开关上并触发微动开关动作，从而使得微动开关发出反馈信号。微动开关具有反应灵敏、体积小的特性。当然，具体应用中，探测器130不限于采用微动开关，例如，探测器130也可以采用压力传感器。

请参阅图1、图5和图7，作为一种实施方式，承托臂110上凸设有用于防止晶圆盒2朝远离连接臂120之方向滑动的第一限位部1111和用于防止晶圆盒 2朝靠近连接臂120之方向滑动的第二限位部1112。第一限位部1111和第二限位部1112的设置，可进一步提高晶圆盒2承托于承托臂110上的稳固可靠性。当然，具体应用中，作为替代的实施方案，承托臂110上也可以只设置第一限位部1111和第二限位部1112中的其中一者。

作为一种实施方式，连接臂120的两端分别与两个承托臂110的一端连接。通过该种设置方式，可使得夹持装置100的结构比较简洁，体型较小。当然，具体应用中，作为替代的实施方案，连接臂120的两端与承托臂110之间的连接也可以不是端部之间的连接。

请参阅图4和图5，作为一种实施方式，夹持装置100还包括设于连接臂 120上以用于辅助定位的识别定位装置140。识别定位装置140主要用于反馈夹持装置100的位置信息，从而利于精确控制夹持装置100运动至晶圆盒2的位置处进行夹取晶圆盒2和精确控制夹持装置100夹持晶圆盒2运动至指定位置进行放置晶圆盒2。

作为一种实施方式，识别定位装置140为相机；当然，具体应用中，识别定位装置140也可以为其它类型的视觉传感器。

请参阅图4和图5，作为一种实施方式，夹持装置100还包括设于连接臂 120上以检测货架上是否有晶圆盒2的识别检测装置150。识别检测装置150 的设置，可利于避免夹持装置100做无用夹持动作。具体应用中，当夹持装置100运动至货架的一个货位处时，识别检测装置150先检测反馈该货位是否有晶圆盒2，如果识别检测装置150反馈该货位有晶圆盒2，则控制夹持装置100 运动去托举该晶圆盒2；而如果识别检测装置150反馈该货位没有晶圆盒2，则控制夹持装置100运动至下一个货位处。

作为一种实施方式，识别检测装置150为超声波传感器；当然，具体应用中，作为替代的实施方案，识别检测装置150也可以采用光电传感器。

请参阅图1、图5和图8，本实用新型实施例还提供一种晶圆盒搬运机器人 1，包括自动导引车20和设于自动导引车20上的搬运执行机构10，搬运执行机构10包括上述的夹持装置100、设于自动导引车20上的主座体200和安装于主座体200上并与夹持装置100之连接臂120连接以用于驱动夹持装置100 运动的机械臂300。自动导引车20用于搭载搬运执行机构10运动，搬运执行机构10用于夹持和承载晶圆盒2运动。机械臂300用于驱动夹持装置100运动，以使得夹持装置100能够运动至晶圆盒2的位置处进行夹取晶圆盒2和运动至指定位置进行放置晶圆盒2。本实施例提供的晶圆盒2搬运机器人，由于采用了上述的夹持装置100，故，减少了在搬运过程中晶圆盒2和晶圆发生损坏的现象发生，有效提高了晶圆盒2搬运过程中的安全可靠性。

作为一种实施方式，主座体200上设有至少一个用于承载所述晶圆盒2的容置槽201。具体应用，机械臂300控制夹持装置100夹持晶圆盒2后，再控制夹持装置100将晶圆盒2放置定位于容置槽201内，这样利于晶圆盒2搬运机器人一次可以将多个晶圆盒2搬运至指定位置。

作为一种实施方式，主座体200设有用于控制机械臂300运动的第一控制器(图未示)，自动导引车20设有电池(图未示)和用于控制自动导引车20 运动的第二控制器(图未示)，当然，具体应用中，作为替代的实施方案，第一控制器和第二控制器也可以集成设计为一体；或者，自动导引车20和机械臂 300的运动也可以通过外置的工控机控制运动。

作为本实施例的一较佳实施方案，机械臂300控制夹持装置100夹持和放置晶圆盒2的过程为：机械臂300在夹持装置100上识别定位装置140和识别检测装置150的导引下动作并驱动夹持装置100运动，以使两个承托臂110分别运动至一个晶圆盒2的两个托柄21正下方；然后机械臂300再驱动夹持装置 100上升运动，直至承托臂110的探测器130被晶圆盒2的托柄21触发才控制停止夹持装置100的上升动作；然后，机械臂300驱动夹持装置100托举晶圆盒2运动，并将晶圆盒2托举放置于主座体200的一个容置槽201内；当晶圆盒2放置于主座体200上后，机械臂300控制夹持装置100下降运动以松开对晶圆盒2的托举，这样即完成了装载一个晶圆盒2的动作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种夹持装置，用于夹持两相对侧分别凸设有托柄且所述托柄上设有第一卡插限位部的晶圆盒，其特征在于：所述夹持装置包括两个间隔相对设置以分别用于一对一承托两个所述托柄的承托臂和连接于两个所述承托臂之间的连接臂，所述承托臂上设有用于与所述第一卡插限位部卡插配合以防止所述晶圆盒从所述承托臂上滑脱的第二卡插限位部。

2.如权利要求1所述的夹持装置，其特征在于：所述承托臂具有用于支撑所述托柄的支撑面，所述第二卡插限位部为延伸于所述支撑面上方以用于卡插于所述第一卡插限位部内的凸台。

3.如权利要求2所述的夹持装置，其特征在于：所述凸台从所述支撑面以截面面积逐渐减小的趋势延伸于所述支撑面的上方。

4.如权利要求2或3所述的夹持装置，其特征在于：所述凸台的侧部具有朝向所述连接臂设置的第一限位面和背对所述连接臂设置的第二限位面，一个所述承托臂上的所述第一限位面和所述第二限位面以二者之距离逐渐增大的趋势朝远离另一个所述承托臂的方向倾斜延伸。

5.如权利要求4所述的夹持装置，其特征在于：所述凸台的侧部还具有连接于所述第一限位面与所述第二限位面之间的光滑过渡面，一个所述承托臂上的所述第一限位面和所述第二限位面以二者之距离逐渐增大的趋势从所述光滑过渡面朝远离另一个所述承托臂的方向倾斜延伸。

6.如权利要求1至3任一项所述的夹持装置，其特征在于：所述承托臂包括承托臂本体和安装于所述承托臂本体侧部的限位件，所述限位件上设有所述第二卡插限位部。

7.如权利要求1至3任一项所述的夹持装置，其特征在于：所述夹持装置还包括用于探测所述托柄是否承托于所述承托臂上的探测器，至少一个所述承托臂上设有所述探测器。

8.如权利要求7所述的夹持装置，其特征在于：所述探测器为微动开关或者压力传感器；且/或，

每个所述承托臂上都设有至少一个所述探测器。

9.如权利要求1至3任一项所述的夹持装置，其特征在于：所述承托臂上凸设有用于防止所述晶圆盒朝远离所述连接臂之方向滑动的第一限位部和/或用于防止所述晶圆盒朝靠近所述连接臂之方向滑动的第二限位部；且/或，

所述连接臂的两端分别与两个所述承托臂的一端连接。

10.如权利要求1至3任一项所述的夹持装置，其特征在于：所述夹持装置还包括设于所述连接臂上以用于辅助定位的识别定位装置。

11.如权利要求10所述的夹持装置，其特征在于：所述识别定位装置为相机。

12.如权利要求1至3任一项所述的夹持装置，其特征在于：所述夹持装置还包括设于所述连接臂上以检测货架上是否有晶圆盒的识别检测装置。

13.如权利要求12所述的夹持装置，其特征在于：所述识别检测装置为超声波传感器或者光电传感器。

14.一种晶圆盒搬运机器人，其特征在于：包括自动导引车和设于所述自动导引车上的搬运执行机构，所述搬运执行机构包括如权利要求1至13任一项所述的夹持装置、设于所述自动导引车上的主座体和安装于所述主座体上并与所述夹持装置之所述连接臂连接以用于驱动所述夹持装置运动的机械臂。

Images