CN219778863U - 自动旋转取料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动旋转取料装置，其包括机架，所述机架上安装有一组或者两组横向纵向位移组件，所述横向纵向位移组件连接一旋转组件，所述旋转组件连接一取料吸具，取料吸具用于外接气源以及用于吸取料件，所述旋转组件包括设置在所述纵向模组的输出端的旋转电机，其输出轴端连接一旋转支臂，并且用于驱使所述旋转支臂以旋转电机为中心旋转，所述取料吸具可拆卸地设于所述旋转支臂远离旋转电机的一端。本实用新型通过设置横向纵向位移组件以及旋转组件实现取料吸具于不同距离、不同高度、不同角度进行吸取晶圆的移取工作，满足了移取晶圆的不同使用场景，提升晶圆的转移效率。

Description

自动旋转取料装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制作技术领域，尤其是涉及一种自动旋转取料装置。

背景技术

通常，当硅结晶成很大的、在其大部分长度上为圆柱体之后，要把这种柱状结晶材料切割成很薄的、成为硅晶片的圆片，由于其形状为圆形，这种硅晶片也可称为晶圆。在晶圆上可进一步加工制作成各种电路元件结构，从而成为有特定电性功能的集成电路产品。

目前半导体加工领域中，涉及到的晶圆加工设备，需要将晶圆进行多次抓取和输送。如现有技术中，中国专利号为：CN215680649U是一种晶圆夹取装置，包括外壳和设置在外壳上的连接板，所述外壳为U型结构且一侧卡接有连接板，所述外壳远离连接板的一端设置有第二夹爪，所述连接板朝向第二夹爪的一侧开设有滑槽，且滑槽的内部居中设置有定位板，所述定位板的底部连接有顶板，所述顶板上开设有滑动槽，所述滑动槽的内部安装有对射传感器，所述滑动槽的旁侧设置有气缸，所述定位板远离气缸的一侧端面上安装有与第一夹爪，所述第一夹爪朝向第二夹爪的一侧端面上开设有凹槽，且凹槽的内部设置有橡胶垫。该晶圆夹取装置，通过简单的结构设计，便于在使用时对该装置进行维修拆卸，方便作业人员的使用。

虽然上述方案具有如上的优势，但是上述方案的劣势在于：晶圆产品特性易碎，并且有大尺寸和小尺寸之分，利用夹爪进行夹取时，夹爪与晶圆之间容易出现夹持力不易控制的情况，从而出现晶圆产品侧面被过度挤压而破裂的问题，导致取料困难。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供自动旋转取料装置，满足转移各种晶圆的使用场景，提升晶圆转移效率。

为实现上述目的，本实用新型采用以下内容：

本实用新型提供的自动旋转取料装置，包括机架，所述机架上安装有一组或者两组横向纵向位移组件，所述横向纵向位移组件连接一旋转组件，所述旋转组件连接一取料吸具，取料吸具用于外接气源以及用于吸取料件；

所述横向纵向位移组件包括：横向安装在所述机架上的横向模组，以及纵向安装在所述横向模组上且可沿横向模组的延伸方向移动的纵向模组；

所述旋转组件包括：设置在所述纵向模组的输出端的旋转电机，其输出轴端连接一旋转支臂，并且用于驱使所述旋转支臂以旋转电机为中心旋转，所述取料吸具可拆卸地设于所述旋转支臂远离旋转电机的一端。

作为一种优选的技术方案，所述取料吸具包括：一承托支架，其呈环状设计，且其下方设置一第一吸盘体，所述第一吸盘体与承托支架之间布置有至少三个连接导柱，所述连接导柱的下端固设于第一吸盘体上，其上部通过导套活动贯设于承托支架中，并且连接导柱的下部外套设有一弹簧件。该取料吸具基于真空吸附原理，主要针对大尺寸晶圆的移取工作，满足了大尺寸晶圆的使用场景，取料时不会造成晶圆破碎；而且通过设置弹簧，可起到缓冲效果，从而保证吸取工作时，大尺寸晶圆不会因为压力过大而产生损伤。

作为一种优选的技术方案，所述取料吸具包括：一承托支架，其上固设有一真空吸盘件，所述真空吸盘件上具有一第二吸盘体。该取料吸具同样基于真空吸附原理，主要针对小尺寸晶圆的移取工作，满足了小尺寸晶圆的使用场景，取料时不会造成晶圆破碎；并且该真空吸盘件自带有弹簧缓冲设计，避免在吸取小尺寸晶圆时对其造成压伤。

作为一种优选的技术方案，所述承托支架与旋转支臂之间通过锁扣件实现可拆卸连接，所述锁扣件包括活动部分和固定部分，所述固定部分固设于承托支架上，所述活动部分设于旋转支臂上。如此，通过锁扣件实现取料吸具与旋转组件之间的可拆卸连接，通过简单的结构设计，方便作业人员进行取料吸具的维修更换。

作为一种优选的技术方案，所述横向模组上具有一可横向运动的横向位移块，所述横向模组的上端两侧各设置有第一槽型光电传感器，并于所述横向位移块上设置用于触发所述第一槽型光电传感器的第一触发挡片。如此，通过第一触发挡片及第一槽型光电传感器的配合，检测横向位移块的位置，以便实现自动化控制。

作为一种优选的技术方案，所述纵向模组包括：连接于所述横向位移块的纵向安装支架，所述纵向安装支架上设置有一纵向导轨，所述纵向导轨上以可滑动的方式安装有纵向位移块，所述纵向位移块连接一辅助支架，所述辅助支架上通过连接座固设一丝杆螺母，所述丝杆螺母内螺纹连接一丝杆，所述丝杆的两端均以可转动的方式安装于所述纵向安装支架上，并且丝杆的一端与一驱动电机的输出端相连接。通过简单的结构设计实现辅助支架的上下往复运动，成本低廉、效率高。

作为一种优选的技术方案，所述纵向安装支架的侧部上下端各设置有第二槽型光电传感器，并于所述纵向位移块上设置用于触发所述第二槽型光电传感器的第二触发挡片。如此，通过第二触发挡片及第二槽型光电传感器的配合，检测纵向位移块的位置，以便实现自动化控制。

作为一种优选的技术方案，所述旋转电机通过一基座固设于所述辅助支架的上端，其输出轴端向下贯穿基座后连接于所述旋转支臂，所述基座的下部以旋转电机为中心环布有三个第三槽型光电传感器，并于所述旋转支臂上设置用于触发所述第三槽型光电传感器的第三触发挡片。如此，通过第三触发挡片及第三槽型光电传感器的配合，检测旋转支臂的旋转角度位置，以便实现自动化控制。

采用上述技术方案，本实用新型能够实现以下技术效果：

通过设置横向纵向位移组件以及旋转组件实现取料吸具于不同距离、不同高度、不同角度进行吸取晶圆的移取工作，满足了移取晶圆的不同使用场景，提升晶圆的转移效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例一自动旋转取料装置的整体结构示意图；

图2是图1中关于横向模组的相关结构示意图；

图3是图1中关于纵向模组的相关结构示意图；

图4是图1中关于旋转组件以及其中一种取料吸具的相关结构示意图；

图5是图1中关于另一种取料吸具的相关结构示意图；

图6是本实用新型实施例二自动旋转取料装置的整体结构示意图；

1-机架，2-横向纵向位移组件，3-旋转组件，4-取料吸具，5-锁扣件，21-横向模组，211-横向位移块，212-第一槽型光电传感器，213-第一触发挡片，22-纵向模组，221-纵向安装支架，222-纵向导轨，223-纵向位移块，224-辅助支架，2241-连接座，2242-丝杆螺母，225-丝杆，226-驱动电机，227-第二槽型光电传感器，228-第二触发挡片，229-基座，31-旋转电机，32-旋转支臂，33-第三槽型光电传感器，34-第三触发挡片，41-承托支架，42-第一吸盘体，43-连接导柱，431-弹簧件，44-导套，45-真空吸盘件。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例对本实用新型做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以通过可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1至图5所示，本实用新型的一种自动旋转取料装置，包括机架1，该机架上安装有一组横向纵向位移组件2，该横向纵向位移组件2连接一旋转组件3，而旋转组件3连接一取料吸具4，取料吸具用于外接气源以及用于吸取料件。由旋转组件实现取料吸具360°的自由旋转，由横向纵向位移组件实现取料吸具于横向距离及纵向高度上的位置调整。

横向纵向位移组件2包括：横向安装在机架1上的横向模组21，以及纵向安装在横向模组21上且可沿横向模组21的延伸方向移动的纵向模组22。

旋转组件3包括：设置在纵向模组22的输出端的旋转电机31，其输出轴端连接一旋转支臂32，并且用于驱使旋转支臂32以旋转电机31为中心旋转，取料吸具4可拆卸地设于旋转支臂32远离旋转电机31的一端。

在本实施例中，横向模组21为目前常规的电动模组设备，其具有一可横向运动的横向位移块211，横向模组21的上端两侧各设置有第一槽型光电传感器212，并于横向位移块211上设置用于触发第一槽型光电传感器212的第一触发挡片213。第一槽型光电传感器是与横向模组上配置的驱动相电性连接的，当横向位移块上的第一触发挡片触发了其中某个第一槽型光电传感器时，第一槽型光电传感器便会将横向位移块的到位信号反馈至横向模组，检测到横向位移块的位置，以便横向模组对横向位移块进行自动化控制。

在本实施例中，纵向模组22为如下设计：纵向模组22包括连接于横向位移块211的纵向安装支架221，纵向安装支架221上设置有一纵向导轨222，纵向导轨222上以可滑动的方式安装有纵向位移块223，纵向位移块223连接一辅助支架224，辅助支架224上通过连接座2241固设一丝杆螺母2242，丝杆螺母2242内螺纹连接一丝杆225，丝杆225的两端均以可转动的方式安装于纵向安装支架221上，并且丝杆225的一端与一驱动电机226的输出端相连接。基于丝杆传动原理，由驱动电机实现丝杆的旋转运动，从而将丝杆上丝杆螺母的旋转转动转换为直线运动，进而实现辅助支架的上下直线往复运动。

进一步地，纵向安装支架221的侧部上下端各设置有第二槽型光电传感器227，并于纵向位移块223上设置用于触发第二槽型光电传感器227的第二触发挡片228。同样的，第二槽型光电传感器与纵向模组的驱动电机相电性连接，当纵向位移块上的第二触发挡片触发了其中某个第二槽型光电传感器时，第二槽型光电传感器便会将纵向位移块的到位信号反馈至驱动电机，检测到纵向位移块的位置，以便驱动电机对纵向位移块进行自动化控制。

关于旋转组件的具体设计：旋转组件3的旋转电机31通过一基座229固设于辅助支架224的上端，其输出轴端向下贯穿基座229后连接于旋转支臂32，基座229的下部以旋转电机31为中心环布有三个第三槽型光电传感器33，并于旋转支臂32上设置用于触发第三槽型光电传感器33的第三触发挡片34。这里，第三槽型光电传感器与旋转电机相电性连接，当旋转支臂上的第三触发挡片触发了其中某个第三槽型光电传感器时，第三槽型光电传感器便会将旋转支臂的旋转到位信号反馈至旋转电机，检测到旋转支臂的旋转角度，以便旋转电机对旋转支臂进行自动化控制。

由于晶圆尺寸有大有小，为了能有效适应不同尺寸大小的晶圆移取工作，本实施例中取料吸具设计有两种形式。

针对大尺寸晶圆的移取工作：参见图4，取料吸具4包括一承托支架41，其呈环状设计，且其下方设置一第一吸盘体42，第一吸盘体为常规的吸盘标准件，直径较大，且其能外接气源，第一吸盘体42与承托支架41之间布置有至少三个连接导柱43，连接导柱43的下端固设于第一吸盘体42上，其上部通过导套44活动贯设于承托支架41中，并且连接导柱43的下部外套设有一弹簧件431。该取料吸具基于真空吸附原理，主要针对大尺寸晶圆的移取工作，满足了大尺寸晶圆的使用场景，取料时不易造成晶圆破碎；而且通过设置弹簧，可起到缓冲效果，从而保证吸取工作时，大尺寸晶圆不会因为接触压力过大而产生损伤。

针对小尺寸晶圆的移取工作：参见图5，取料吸,4包括一承托支架41，其上固设有一真空吸盘件45，真空吸盘件具有一第二吸盘体，第二吸盘体直径较小，这里，真空吸盘件作为吸盘标准件，其结构设计及原理可参考现有技术CN216266082U中的真空吸盘安装结构，该真空吸盘件自带有弹簧缓冲设计，避免在吸取小尺寸晶圆时对其造成压伤，该取料吸具同样基于真空吸附原理，该取料吸具主要针对小尺寸晶圆的移取工作，满足了小尺寸晶圆的使用场景，取料时不会造成晶圆破碎。

为了方便工作人员能根据不同的使用场景更换适配的取料吸具，取料吸具与旋转组件之间采用可拆卸的连接方式。

一种实施方式中：承托支架41与旋转支臂32之间通过锁扣件5实现可拆卸连接，锁扣件为常规件，当然也可以应用其它的连接件如螺丝螺母配合件，该锁扣件包括活动部分和固定部分，固定部分固设于承托支架上，活动部分设于旋转支臂上。使用时，将承托支架的侧部与旋转支臂的末端相抵接，之后通过活动部分与固定部分的结合与分离达到承托支架与旋转支臂的连接配合。

该自动旋转取料装置使用时：通过控制横向纵向位移组件，调整取料吸具相对于目标晶圆的距离及高度，通过控制旋转组件，调整取料吸具相对于目标晶圆的角度位置，之后启动外接取料吸具的气源即可实现对目标晶圆的吸取动作，最后通过控制横向纵向位移组件、旋转组件将取料吸具上的目标晶圆移至指定工位，完成晶圆的移取工作。

实施例二

如图6所示，本实用新型的一种自动旋转取料装置，与实施例一实施方案的区别之处在于：本实施例中的机架1上安装有两组横向纵向位移组件2，即机架1上布置有呈左右镜像的两组横向纵向位移组件2，如此实现双工位同时工作。

每组横向纵向位移组件上均配置有旋转组件，而旋转组件上设置的取料吸具可以有如下方案：两组旋转组件上均配置用于针对大晶圆的取料吸具；两组旋转组件上均配置用于针对小晶圆的取料吸具；其中一组旋转组件上配置用于针对大晶圆的取料吸具，另一组旋转组件上配置用于针对小晶圆的取料吸具。通常来讲，第三种方案会作为最优选择，因为这样的设计可以满足两边不同方向的不同晶圆种类的移取工作，进一步提高工作效率。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (8)

1.自动旋转取料装置，包括机架，其特征在于：所述机架上安装有一组或者两组横向纵向位移组件，所述横向纵向位移组件连接一旋转组件，所述旋转组件连接一取料吸具，取料吸具用于外接气源以及用于吸取料件；

所述横向纵向位移组件包括：横向安装在所述机架上的横向模组，以及纵向安装在所述横向模组上且可沿横向模组的延伸方向移动的纵向模组；

所述旋转组件包括：设置在所述纵向模组的输出端的旋转电机，其输出轴端连接一旋转支臂，并且用于驱使所述旋转支臂以旋转电机为中心旋转，所述取料吸具可拆卸地设于所述旋转支臂远离旋转电机的一端。

2.根据权利要求1所述的自动旋转取料装置，其特征在于，所述取料吸具包括：一承托支架，其呈环状设计，且其下方设置第一吸盘体，所述第一吸盘体与承托支架之间布置有至少三个连接导柱，所述连接导柱的下端固设于第一吸盘体上，其上部通过导套活动贯设于承托支架中，并且连接导柱的下部外套设有一弹簧件。

3.根据权利要求1所述的自动旋转取料装置，其特征在于，所述取料吸具包括：一承托支架，其上固设有一真空吸盘件，所述真空吸盘件上具有一第二吸盘体。

4.根据权利要求2或3所述的自动旋转取料装置，其特征在于，所述承托支架与旋转支臂之间通过锁扣件实现可拆卸连接，所述锁扣件包括活动部分和固定部分，所述固定部分固设于承托支架上，所述活动部分设于旋转支臂上。

5.根据权利要求1所述的自动旋转取料装置，其特征在于，所述横向模组上具有一可横向运动的横向位移块，所述横向模组的上端两侧各设置有第一槽型光电传感器，并于所述横向位移块上设置用于触发所述第一槽型光电传感器的第一触发挡片。

6.根据权利要求5所述的自动旋转取料装置，其特征在于，所述纵向模组包括：连接于所述横向位移块的纵向安装支架，所述纵向安装支架上设置有一纵向导轨，所述纵向导轨上以可滑动的方式安装有纵向位移块，所述纵向位移块连接一辅助支架，所述辅助支架上通过连接座固设一丝杆螺母，所述丝杆螺母内螺纹连接一丝杆，所述丝杆的两端均以可转动的方式安装于所述纵向安装支架上，并且丝杆的一端与一驱动电机的输出端相连接。

7.根据权利要求6所述的自动旋转取料装置，其特征在于，所述纵向安装支架的侧部上下端各设置有第二槽型光电传感器，并于所述纵向位移块上设置用于触发所述第二槽型光电传感器的第二触发挡片。

8.根据权利要求6所述的自动旋转取料装置，其特征在于，所述旋转电机通过一基座固设于所述辅助支架的上端，其输出轴端向下贯穿基座后连接于所述旋转支臂，所述基座的下部以旋转电机为中心环布有三个第三槽型光电传感器，并于所述旋转支臂上设置用于触发所述第三槽型光电传感器的第三触发挡片。