CN219854581U - 一种半导体搬运机械手末端执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半导体搬运机械手末端执行器，属于半导体搬运机械手技术领域，直线运动机构上设置有滑块，滑块上设置有Y轴运动机构，Y轴运动机构连接有第一卡位夹持机械手，Z轴运动机构连接有第二卡位夹持机械手，第一平面固定板上设置有多个滑动座，滑动座内设置有滑动杆，滑动设置有的凸齿，第一平面固定板上转动设置有拨杆，第一伺服通过蜗杆与涡轮啮合传动，带动拨杆转动，拨杆与凸齿配合，实现滑动杆运动，滑动杆连接有第一卡位夹持机械手，通过增加第一卡位夹持机械手实现Y轴向移动，通过增加第二卡位夹持机械手实现Z轴向移动设置，通过直线运动装置实现在X轴方向的运动，从而夹持机械手拥有更加范围广泛的运动，并且提高效率。

Description

一种半导体搬运机械手末端执行器

技术领域

本实用新型涉及搬运机械手技术领域，尤其涉及一种半导体搬运机械手末端执行器。

背景技术

随着半导体产业的迅速发展，集成电路特征尺寸不断趋于微细化，半导体晶片不断地朝小体积、高电路密集度、快速、低耗电方向发展，集成电路现已进入超大规模集成电路亚微米级的技术阶段。伴随着硅晶片直径的逐渐增大，元件内刻线宽度逐步缩小，金属层数的增多，因此半导体薄膜表面的高平坦化对器件的高性能、低成本、高成品率有着重要的影响，这导致对硅晶片表面的平整度要求将日趋严格。

机械手的端部又称为末端执行器，其中末端执行器通过真空原理将半导体晶圆可松开地加持在晶圆上。目前半导体行业末端执行器功能单一，不能同时实现Z轴向移动与X轴向移动的吸附、托举及晶圆扫描功能，这些功能往往不能同步进行需要机械末端执行器外部单独设计机构实现，且体积大，占空间工作量大，不便操作。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用具体技术方案如下：一种半导体搬运机械手末端执行器，包括：直线运动机构，所述直线运动机构上设置有滑块，所述滑块上设置有Y轴运动机构，Y轴运动机构连接有第一卡位夹持机械手，Y轴运动机构顶部设置有Z轴运动机构，Z轴运动机构连接有第二卡位夹持机械手，所述Y轴运动机构包括：第一平面固定板，所述第一平面固定板与滑块连接，第一平面固定板上设置有第一伺服电机，第一伺服电机的输出端连接有蜗杆，第一平面固定板上设置有多个滑动座，多个所述滑动座内均设置有滑动杆，滑动杆一侧阵列设置有凸齿，第一平面固定板上设置有拨杆，拨杆与滑动杆上的凸齿配合驱动滑动杆在滑动座上沿Y轴运动，拨杆上同轴线设置有蜗轮，蜗杆与蜗轮啮合传动，滑动杆连接有第一卡位夹持机械手。

进一步，所述Z轴运动机构包括：第二平面固定板，所述第二平面固定板通过连接柱与第一平面固定板连接，第二平面固定板上方通过立柱连接有第三平面固定板，第二平面固定板与第三平面固定板之间设置有螺纹丝杠，螺纹丝杠一端与第二平面固定板上设置的轴承座转动连接，螺纹丝杠的另一端与第三平面固定板上设置的丝杠支撑座转动连接，第三平面固定板上设置有驱动装置，驱动装置与螺纹丝杠传动连接，螺纹丝杠螺纹连接有Y轴滑块，Y轴滑块连接有第二机械手连接件，第二机械手连接件连接有第二卡位夹持机械手，Y轴滑块沿立柱在垂直方向运动。

进一步，所述驱动装置包括：第二伺服电机，所述第二伺服电机与第三平面固定板连接，第二伺服电机的输出端同轴设置有主梯形齿同步带轮，螺纹丝杠上同轴设置有从梯形齿同步带轮，主梯形齿同步带轮通过内齿皮带从梯形齿同步带轮传动连接。

进一步，所述驱动装置包括：第二伺服电机、所述第二伺服电机与第三平面固定板连接，第二伺服电机的输出端同轴设置有主梯形齿同步带轮，螺纹丝杠上同轴设置有从梯形齿同步带轮，主梯形齿同步带轮通过从梯形齿同步带轮内齿皮带传动连接。

进一步，所述直线运动机构包括：壳体，所述壳体内设置有电机和多个轴承座，多个所述轴承座内转动连接有丝杠，丝杠的端部与电机的输出端连接，壳体上端面设置有滑槽，滑块的底部与丝杠螺纹连接，滑块沿滑槽水平滑动。

进一步，第二平面固定板上设置有用于检测卡位夹持机械手移动位置的光电传感器扫描仪.

进一步，所述第一卡位夹持机械手和第二卡位夹持机械手均设置有用于卡位的垫块。

进一步，所述壳体底面设置有减震的支脚。

本实用新型具有以下有益效果：通过增加第一卡位夹持机械手实现Y轴向移动设置，通过增加第二卡位夹持机械手实现Z轴向移动设置，通过直线运动装置实现在X轴方向的运动，从而夹持机械手拥有更加范围广泛的运动，并且提高效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型Y轴运动机构结构示意图；

图3为本实用新型Z轴运动机构结构示意图；

图4为本实用新型直线运动机构结构示意图；

图5为本实用滑块安装位置示意图；

图中标记说明：

直线运动机构1，壳体11，电机12，轴承座13，丝杠14，滑块2，Y轴运动机构3，第一平面固定板31，第一伺服电机32，蜗杆33，滑动座34，滑动杆35，拨杆36，蜗轮37，第一卡位夹持机械手4，Z轴运动机构5，第二平面固定板51，第二伺服电机551，主梯形齿同步带轮552，从梯形齿同步带轮553，立柱52，第三平面固定板53，螺纹丝杠54，驱动装置55，Y轴滑块56，第二机械手连接件57，丝杠支撑座58，第二卡位夹持机械手6，光电传感器扫描仪7。

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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元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的限制。

实施例一：结合附图1和附图2进行说明，一种半导体搬运机械手末端执行器，包括：直线运动机构1，所述直线运动机构1上设置有滑块2，所述滑块2上设置有Y轴运动机构3，Y轴运动机构3连接有第一卡位夹持机械手4，Y轴运动机构3顶部设置有Z轴运动机构5，Z轴运动机构5连接有第二卡位夹持机械手6，所述Y轴运动机构3包括：第一平面固定板31，所述第一平面固定板31与滑块2连接，第一平面固定板31上设置有第一伺服电机32，第一伺服电机32的输出端连接有蜗杆33，第一平面固定板31上设置有多个滑动座34，多个所述滑动座34内均设置有滑动杆35，滑动杆35一侧阵列设置有凸齿，第一平面固定板31上设置有拨杆36，拨杆36与滑动杆35上的凸齿配合驱动滑动杆35在滑动座34上沿Y轴运动，拨杆36上同轴线设置有蜗轮37，蜗杆33与蜗轮37啮合传动，滑动杆35连接有第一卡位夹持机械手4，如此设置，通过增加第一卡位夹持机械手实现Y轴向移动设置，通过增加第二卡位夹持机械手实现Z轴向移动设置，通过直线运动装置实现在X轴方向的运动，从而夹持机械手拥有更加范围广泛的运动，并且提高效率。

实施例二：在实施例1的基础上，结合附图1和附图3进行说明，所述Z轴运动机构5包括：第二平面固定板51，所述第二平面固定板51通过连接柱与第一平面固定板31连接，第二平面固定板51上方通过立柱52连接有第三平面固定板53，第二平面固定板51与第三平面固定板53之间设置有螺纹丝杠54，螺纹丝杠54一端与第二平面固定板51上设置的轴承座转动连接，螺纹丝杠54的另一端与第三平面固定板53上设置的丝杠支撑座转动连接，第三平面固定板53上设置有驱动装置55，驱动装置55与螺纹丝杠54传动连接，螺纹丝杠54螺纹连接有Y轴滑块56，Y轴滑块56连接有第二机械手连接件57，第二机械手连接件57连接有第二卡位夹持机械手6，Y轴滑块56沿立柱52在垂直方向运动，如此设置，通过增加Z轴运动机构5的具体结构，可以使第二卡位夹持机械手6实现在Y轴上的运动，配合第一卡位夹持机械手实现精准的操作。

实施例三：在实施例2的基础上，结合附图1和附图3进行说明，所述驱动装置55包括：第二伺服电机551，所述第二伺服电机551与第三平面固定板53连接，第二伺服电机551的输出端同轴设置有主梯形齿同步带轮552，螺纹丝杠54上同轴设置有从梯形齿同步带轮553，主梯形齿同步带轮552通过内齿皮带从梯形齿同步带轮553传动连接，如此设置通过增加驱动装置55的具体结构，可以通过第二伺服电机551精准的实现第二卡位夹持机械手6的运动。

实施例四：在实施例1的基础上，结合附图1、附图4和附图5进行说明，所述直线运动机构1包括：壳体11，所述壳体11内设置有电机12和多个轴承座13，多个所述轴承座13内转动连接有丝杠14，丝杠14的端部与电机12的输出端连接，壳体11上端面设置有滑槽，滑块2的底部与丝杠14螺纹连接，滑块2沿滑槽水平滑动，如此设置通过增加直线运动机构1可以实现第一卡位夹持机械手4和第二卡位夹持机械手6整体在X轴上的水平运动，提高机械手的活动范围。

实施例五：在实施例2的基础上，结合附图1进行说明，第二平面固定板51上设置有用于检测卡位夹持机械手移动位置的光电传感器扫描仪7，如此设置，可以通过光电传感器扫描仪7可以测定晶圆与机械手的位置。

实施例六：在实施例1的基础上，结合附图1进行说明，所述第一卡位夹持机械手4和第二卡位夹持机械手6均设置有用于卡位的垫块，如此设置通过增加垫块可以防止晶圆与机械手直接接触摩擦导致的晶圆损伤。

实施例七：在实施例1的基础上，结合附图1进行说明，所述壳体11底面设置有减震的支脚，如此设置，可以降低外部震动对机械手精度的影响。

工作过程：

首先通过光电传感器扫描仪7侦测预拿取晶圆与机械手之间的距离，然后直线运动机构中1中的电机12启动，带动丝杠14转动，通过丝杠14的转动将滑块2在X轴上水平运动，从而使机械手处于正确的X轴位置；X轴位置确定后，根据需要启动第一伺服电机32，带动蜗杆33转动，从而带动蜗轮37转动，同轴设置在蜗轮37的拨杆36通过拨动滑动杆35的凸齿，实现第一卡位夹持机械手4在Y轴上的运动，根据需要启动第二伺服电机551，通过第二伺服电机551带动主梯形齿同步带轮552转动，主梯形齿同步带轮552通过内齿皮带传动从梯形齿同步带轮553转动，从梯形齿同步带轮553转动带动螺纹丝杠54转动，从而带动Y轴滑块56沿立柱52在Y轴上运动，Y轴滑块56连接第二卡位夹持机械手6，实现第二卡位夹持机械手6在Y轴上运动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种半导体搬运机械手末端执行器，包括：直线运动机构(1)，所述直线运动机构(1)上设置有滑块(2)，所述滑块(2)上设置有Y轴运动机构(3)，Y轴运动机构(3)连接有第一卡位夹持机械手(4)，Y轴运动机构(3)顶部设置有Z轴运动机构(5)，Z轴运动机构(5)连接有第二卡位夹持机械手(6)，其特征在于，所述Y轴运动机构(3)包括：第一平面固定板(31)，所述第一平面固定板(31)与滑块(2)连接，第一平面固定板(31)上设置有第一伺服电机(32)，第一伺服电机(32)的输出端连接有蜗杆(33)，第一平面固定板(31)上设置有多个滑动座(34)，多个所述滑动座(34)内均设置有滑动杆(35)，滑动杆(35)一侧阵列设置有凸齿，第一平面固定板(31)上设置有拨杆(36)，拨杆(36)与滑动杆(35)上的凸齿配合驱动滑动杆(35)在滑动座(34)上沿Y轴运动，拨杆(36)上同轴线设置有蜗轮(37)，蜗杆(33)与蜗轮(37)啮合传动，滑动杆(35)连接有第一卡位夹持机械手(4)。

2.根据权利要求1所述的一种半导体搬运机械手末端执行器，其特征在于，所述Z轴运动机构(5)包括：第二平面固定板(51)，所述第二平面固定板(51)通过连接柱与第一平面固定板(31)连接，第二平面固定板(51)上方通过立柱(52)连接有第三平面固定板(53)，第二平面固定板(51)与第三平面固定板(53)之间设置有螺纹丝杠(54)，螺纹丝杠(54)一端与第二平面固定板(51)上设置的轴承座转动连接，螺纹丝杠(54)的另一端与第三平面固定板(53)上设置的丝杠支撑座转动连接，第三平面固定板(53)上设置有驱动装置(55)，驱动装置(55)与螺纹丝杠(54)传动连接，螺纹丝杠(54)螺纹连接有Y轴滑块(56)，Y轴滑块(56)连接有第二机械手连接件(57)，第二机械手连接件(57)连接有第二卡位夹持机械手(6)，Y轴滑块(56)沿立柱(52)在垂直方向运动。

3.根据权利要求2所述的一种半导体搬运机械手末端执行器，其特征在于，所述驱动装置(55)包括：第二伺服电机(551)，所述第二伺服电机(551)与第三平面固定板(53)连接，第二伺服电机(551)的输出端同轴设置有主梯形齿同步带轮(552)，螺纹丝杠(54)上同轴设置有从梯形齿同步带轮(553)，主梯形齿同步带轮(552)通过内齿皮带从梯形齿同步带轮(553)传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种半导体搬运机械手末端执行器，其特征在于，所述直线运动机构(1)包括：壳体(11)，所述壳体(11)内设置有电机(12)和多个轴承座(13)，多个所述轴承座(13)内转动连接有丝杠(14)，丝杠(14)的端部与电机(12)的输出端连接，壳体(11)上端面设置有滑槽，滑块(2)的底部与丝杠(14)螺纹连接，滑块(2)沿滑槽水平滑动。

5.根据权利要求2所述的一种半导体搬运机械手末端执行器，其特征在于，第二平面固定板(51)上设置有用于检测卡位夹持机械手移动位置的光电传感器扫描仪(7)。

6.根据权利要求1所述的一种半导体搬运机械手末端执行器，其特征在于，所述第一卡位夹持机械手(4)和第二卡位夹持机械手(6)均设置有用于卡位的垫块。

7.根据权利要求4所述的一种半导体搬运机械手末端执行器，其特征在于，所述壳体(11)底面设置有减震的支脚。