CN219919631U - 一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，涉及半导体制造设备技术领域，包括支撑部及安装在支撑部上的取片机构、涂覆机构、轨道机构和退火机构，其中取片机构包括升降送料结构和取料结构，升降送料结构上搭载着若干待涂膜硅片，取料结构上设有叉取部，升降送料结构通过升降调节将待涂膜硅片运送至叉取部对应叉取的位置上，方便所述取料结构上的叉取部进行叉取物料。

Description

一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备。

背景技术

近年来，铁电薄膜越来越受人们的广泛重视，这是由于铁电体所具有的多种电学、光学、压电和热释电特性使其在制作光电器件、传感器、热敏器件及存储器等方面得到了广泛应用，在各类半导体芯片（硅片）生产制备中，硅基铁电/压电薄膜制备是一个非常重要的工艺流程，通过自动上下料的硅基铁电/压电薄膜制备生产设备可以使硅片薄膜的质量和制备效率得到提升，显著减少原材料的浪费，降低生产成本，实现高质量硅片生产力的大幅提升。但是，目前市场上所使用的硅基铁电/压电薄膜制备生产设备，自动化程度低、稳定性差、效率低，无法精确控制退火温度和退火时间，，而且大部分硅基铁电/压电薄膜制备生产设备造价高、体积大、耗能高，无法批量化生产，现阶段，仍缺少一种自动化程度高、过程可控、效率高、性价比高的一种自动化上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提供一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，能够实现取片、涂覆、退火、下料的全流程自动化控制，同时可以更好的把控好退火时间与退火温度等技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，包括支撑部，所述支撑部上设有取片机构、涂覆机构、轨道机构和退火机构，所述轨道机构自所述退火机构的一端送入，从另一端送出，所述取片机构设于所述退火机构的任一端上，所述涂覆机构设于所述取片机构的侧边位置上；

所述取片机构包括升降送料结构和取料结构，所述升降送料结构安装在第一支撑台上，所述取料结构设在第一支撑台和第三支撑台上，所述升降送料结构上搭载着若干待涂膜硅片，所述取料结构上设有叉取部，所述升降送料结构通过升降调节方便所述取料结构上的叉取部进行叉取物料。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述升降送料结构包括有第一气缸、导轨、升降台和硅片盒，所述硅片盒上叠放有若干所述待涂膜硅片，所述硅片盒安装在所述升降台上，所述导轨固定安装在所述第一支撑台上，所述导轨分别与所述升降台四角留空处滑动连接，所述第一气缸安装在所述第一支撑台台面上，所述第一气缸的输出端连接所述升降台底部面，在所述第一气缸的驱动下，所述硅片盒上下移动，将物料对准所述叉取部等待叉取。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述取料结构包括有定位机构安装座、第一丝杆机构、第一滑轨、第二电机、第一联轴器、第一滑块和带冲压立式座外球面球轴承，所述定位机构安装座上端面设有安装凹槽，所述第二电机安装在所述定位机构安装座上，所述第二电的输出端设有所述第一联轴器，所述第一联轴器连接所述第一丝杆机构，所述安装凹槽内的相对面均设有所述第一滑轨，所述带冲压立式座外球面球轴承安装在所述第一丝杆机构的端部，所述第一滑块滑动设置在所述第一丝杆机构上，并且滑动接触所述第一滑轨。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述叉取部包括叉臂和片叉，所述叉臂安装在所述第一滑块上，所述片叉安装在所述叉臂上，所述片叉对准所述硅片盒上的所述待涂膜硅片。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述定位机构安装座上设有定位部，所述定位部包括有定位夹控制器、夹臂和夹块，所述定位夹控制器安装在所述定位机构安装座上，所述夹臂分别安装在所述定位夹控制器相对的两侧，所述夹块设置在所述夹臂上。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述涂覆机构包括有涂膜部和滴胶位移部，所述滴胶位移部设在所述涂膜部侧边，所述涂膜部包括有涂膜机和片托，所述片托设置在所述涂膜机内部。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述滴胶位移部包括有滴胶机构安装基座、滴胶机构位移台、丝杆机构、第二联轴器、第三电机、第三滑轨、第三滑块、滑轨连接块、第二滑轨、第二滑块、舵机和滴胶头，所述滴胶机构安装基座安装在所述涂膜机，所述滴胶机构位移台安装在所述滴胶机构安装基座上，所述丝杆机构、第二联轴器和第三电机同轴线安装至所述滴胶机构位移台上，所述第三滑轨安装在所述滴胶机构位移台上，所述第三滑块滑动设置在所述丝杆机构和第三滑轨上，所述滑轨连接块固定安装在所述第三滑块上，所述第二滑轨安装在所述滑轨连接块上，所述第二滑块滑动设置在所述第二滑轨上，所述舵机安装在所述第二滑块上，所述舵机的输出端上设有所述滴胶头。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述退火机构包括有退火炉，所述退火炉的进料端处设有进退火炉传送带，所述退火炉的出料端处设有出退火炉传送带，所述退火炉内设有炉内传送带，所述炉内传送带的首尾分别与所述进退火炉传送带和出退火炉传送带衔接。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述出退火炉传送带的两侧分别设有第二支撑台和下料台，所述第二支撑台位于所述出退火炉传送带的内侧，即靠近所述退火炉一侧，所述第二支撑台上设有第三气缸，所述第二支撑台、下料台和出退火炉传送带的下料口对齐。

本实用新型的更进一步优选的方案是，所述第一支撑台和第三支撑台之间设有第四支撑台，所述第四支撑台上设有推片机构，所述推片机构包括有定轨旋转台、第四气缸、第二气缸、推叉和硅片托盘，所述定轨旋转台安装在所述第一支撑台上，所述第四气缸均安装在所述第四支撑台上，所述硅片托盘安装在所述定轨旋转台上，所述第四气缸的输出端上设有推叉。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，该设备中的升降送料结构通过升降调节将待涂膜硅片运送至叉取部对应叉取的位置上，方便所述取料结构上的叉取部进行叉取物料，实现快速上下料的操作。

2.本实用中的设备集取片、涂覆、输送、退火、下料于一体，提供一种自动化程度高、过程可控、效率高、性价比高的设备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型中制造生产设备总图；

图2为本实用新型中升降送料结构示意图；

图3为本实用新型中取料结构示意图；

图4为本实用新型中取料结构侧视图；

图5为本实用新型中定位部结构示意图；

图6为本实用新型中涂覆机构结构示意图；

图7为本实用新型中推片机构结构示意图。

其中，图中所示标记为：1、取片机构；110、第一气缸；111、导轨；112、升降台；113、硅片盒；114、待涂膜硅片；120、定位机构安装座；121、第一丝杆机构；122、第一滑轨；123、第二电机；124、第一联轴器；125、叉臂；126、片叉；127、第一滑块；128、带冲压立式座外球面球轴承；2、涂覆机构；210、定位夹控制器；211、夹臂；212、夹块；213、涂膜机；214、滴胶头；215、舵机；216、第二滑块；217、片托；218、第二滑轨；219、第三滑块；220、第三滑轨；221、第三电机；222、第二联轴器；223、丝杆机构；224、滴胶机构位移台；225、滴胶机构安装基座；226、滑轨连接块；32、进退火炉传送带；33、第三气缸；34、出退火炉传送带；35、定轨旋转台；311、第一支撑台；312、第二支撑台；313、下料台；314、第三支撑台；315、第四支撑台；316、第四气缸；317、第二气缸；318、推叉；319、硅片托盘；41、炉内传送带；42、退火炉。

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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

请参照图1所示，本实用新型优选的实施例提供一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，包括支撑部，所述支撑部上设有取片机构1、涂覆机构2、轨道机构和退火机构，所述轨道机构自所述退火机构的一端送入，从另一端送出，所述取片机构1设于所述退火机构的任一端上，所述涂覆机构2设于所述取片机构1的侧边位置上；

其中，取片机构1包括升降送料结构和取料结构，所述升降送料结构安装在第一支撑台311上，所述取料结构设在第一支撑台311和第三支撑台314上，所述升降送料结构上搭载着若干待涂膜硅片114，所述取料结构上设有叉取部，所述升降送料结构通过升降调节方便所述取料结构上的叉取部等待叉取物料。

本设备整体工作流程为：取片机构中的取料结构从升降送料结构上取出待涂膜硅片114，并经轨道机构运输送至涂覆机构2进行涂膜处理，而后再经轨道机构送至退火机构中退火处理最后并自动下料。

请参照图2所示，本实用新型优选的实施例中，所述升降送料结构的具体结构包括有第一气缸110、导轨111、升降台112和硅片盒113，所述硅片盒113上叠放有若干所述待涂膜硅片114，所述硅片盒113安装在所述升降台112上，所述导轨111固定安装在所述第一支撑台311上，所述导轨111分别与所述升降台112四角留空处滑动连接，所述第一气缸110安装在所述第一支撑台311台面上，所述第一气缸110的输出端连接所述升降台112底部面，在所述第一气缸110的驱动下，所述硅片盒113上下移动，将物料对准所述叉取部进行叉取。

请参照图3和图4所示，本实用新型优选的实施例中，所述取料结构包括有定位机构安装座120、第一丝杆机构121、第一滑轨122、第二电机123、第一联轴器124、第一滑块127和带冲压立式座外球面球轴承128，所述定位机构安装座120上端面设有安装凹槽，所述第二电机123安装在所述定位机构安装座120上，所述第二电机123的输出端设有所述第一联轴器124，所述第一联轴器124连接所述第一丝杆机构121，所述安装凹槽内的相对面均设有所述第一滑轨122，所述带冲压立式座外球面球轴承128安装在所述第一丝杆机构121的端部，所述第一滑块127滑动设置在所述第一丝杆机构121上，并且滑动接触所述第一滑轨122。

本实用新型优选的实施例中，所述叉取部包括叉臂125和片叉126，所述叉臂125安装在所述第一滑块127上，所述片叉126安装在所述叉臂125上，所述片叉126对准所述硅片盒113上的所述待涂膜硅片114。

综合上述结构，所述取片机构1的具体工作原理为：第一气缸110启动工作，驱动升降台112沿导轨111升降，带动硅片盒113中待涂膜硅片114升降。第一气缸110驱动待涂膜硅片114升降至预定高度，等待取片；所述取片机构1中，待涂膜硅片114在硅片盒113中垂直均匀布置，通过调整硅片盒113的高度实现可连续取片准备。第二电机123启动工作，带动第一丝杆机构121工作。片叉126通过第一滑块127与第一丝杆机构121固定连接，随第一丝杆机构121同步向右移动，空片叉126移动至硅片盒113中待涂膜硅片114的正下方后，第二电机123暂停工作；

第一气缸110启动工作，驱动硅片盒113下降，待涂膜硅片114刚好完全被片叉126叉起后，第一气缸110暂停工作，硅片盒113暂停移动，第二电机123启动工作，驱动待涂膜硅片114随片叉126向左移动至涂覆机构2正上方后，第二电机123暂停工作，片叉126暂停移动，取片完成，硅片盒113易于安装及更换，提高了工作效率和工作稳定性。

请参照图5所示，本实用新型优选的实施例中，所述定位机构安装座120上设有定位部，所述定位部包括有定位夹控制器210、夹臂211和夹块212，所述定位夹控制器210安装在所述定位机构安装座120上，所述夹臂211分别安装在所述定位夹控制器210相对的两侧，所述夹块212设置在所述夹臂211上。

请参照图6所示，本实用新型优选的实施例中，所述涂覆机构2包括有涂膜部和滴胶位移部，所述滴胶位移部设在所述涂膜部侧边，所述涂膜部包括有涂膜机213和片托217，所述片托217设置在所述涂膜机213内部；

所述滴胶位移部包括有滴胶机构安装基座225、滴胶机构位移台224、丝杆机构223、第二联轴器222、第三电机221、第三滑轨220、第三滑块219、滑轨连接块226、第二滑轨218、第二滑块216、舵机215和滴胶头214，所述滴胶机构安装基座225安装在所述涂膜机213，所述滴胶机构位移台224安装在所述滴胶机构安装基座225上，所述丝杆机构223、第二联轴器222和第三电机221同轴线安装至所述滴胶机构位移台224上，所述第三滑轨220安装在所述滴胶机构位移台224上，所述第三滑块219滑动设置在所述丝杆机构223和第三滑轨220上，所述滑轨连接块226固定安装在所述第三滑块219上，所述第二滑轨218安装在所述滑轨连接块226上，所述第二滑块216滑动设置在所述第二滑轨218上，所述舵机215安装在所述第二滑块216上，所述舵机215的输出端上设有所述滴胶头214。

本实用新型优选的实施例中，所述退火机构包括有退火炉42，所述退火炉42的进料端处设有进退火炉传送带32，所述退火炉42的出料端处设有出退火炉传送带34，所述退火炉42内设有炉内传送带41，所述炉内传送带41的首尾分别与所述进退火炉传送带32和出退火炉传送带34衔接。

所述出退火炉传送带34的两侧分别设有第二支撑台312和下料台313，所述第二支撑台312位于所述出退火炉传送带34的内侧，即靠近所述退火炉42一侧，所述第二支撑台312上设有第三气缸33，所述第二支撑台312、下料台313和出退火炉传送带34的下料口对齐。

请参照图7所示，所述第一支撑台311和第三支撑台314之间设有第四支撑台315，所述第四支撑台315上设有推片机构，所述推片机构包括有定轨旋转台35、第四气缸316、第二气缸317、推叉318和硅片托盘319，所述定轨旋转台35安装在所述第一支撑台311上，所述第四气缸316均安装在所述第四支撑台315上，所述硅片托盘319安装在所述定轨旋转台35上，所述第四气缸316的输出端上设有推叉318。

综合上述的上下料、涂膜、退火原理：支撑台用于承重和安装取片机构1、涂覆机构2等，第四气缸316、第二气缸317，驱动片托217缓慢上升，片托217从片叉126中间穿过，从硅片下方托起并吸附住待退火硅片，待硅片完全离开片叉126后，第二气缸317暂停工作，片托217暂停移动。第二电机123启动工作，驱动空片叉126向左移动至完全离开托盘上方区域后，第二电机123暂停工作，空片叉126暂停移动。第二气缸317启动工作，待退火硅片随片托217缓慢下降，当待退火硅片进入托盘上硅片限位槽中后，片托217暂停吸附并下降至初始位置，第二气缸317暂停工作，硅片在托盘中等待退火。第四气缸316启动工作，驱动推叉318向前移动，推叉318推动片盘和硅片沿定轨旋转台的预定轨道向前移动，硅片随片盘移动到进退火炉42传送带上后，推叉318回到初始位置，第四气缸316暂停工作。托盘上待退火硅片随托盘由进退火炉42传送带传送到炉内，定轨旋转台旋转至轨道与出退火炉42传送带共线。出退火炉42传送带将一个空片盘传动到定轨旋转台上，定轨旋转台带着空片盘旋转至轨道与进退火炉传送带32共线，第四气缸316启动工作，驱动推叉318向前移动，推叉318推动空片盘向前移动至与第二气缸317同轴心处，推叉318回到初始位置，第四气缸316暂停工作，等待下一个待退火硅片。一次退火结束后，硅片随托盘被炉内传送带传送到出退火炉传送带34上；退火结束后，硅片随片盘在出退火炉传送带32上运行至下料口处时，气缸3启动工作，驱动推杆推动片盘。

综合上述实施例的描述，本实用新型提供的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，该设备中的升降送料结构通过升降调节将待涂膜硅片14运送至叉取部对应叉取的位置上，方便所述取料结构上的叉取部进行叉取物料，实现快速上下料的操作；同时，本实用中的设备集取片、涂覆、输送、退火、下料于一体，提供一种自动化程度高、过程可控、效率高、性价比高的设备。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，包括支撑部，所述支撑部上设有取片机构（1）、涂覆机构（2）、轨道机构和退火机构，其特征在于，所述轨道机构自所述退火机构的一端送入，从另一端送出，所述取片机构（1）设于所述退火机构的任一端上，所述涂覆机构（2）设于所述取片机构（1）的侧边位置上；

所述取片机构（1）包括升降送料结构和取料结构，所述升降送料结构安装在第一支撑台（311）上，所述取料结构设在第一支撑台（311）和第三支撑台（314）上，所述升降送料结构上搭载着若干待涂膜硅片（114），所述取料结构上设有叉取部，所述升降送料结构通过升降调节方便所述取料结构上的叉取部进行叉取物料。

2.根据权利要求1所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述升降送料结构包括有第一气缸（110）、导轨（111）、升降台（112）和硅片盒（113），所述硅片盒（113）上叠放有若干所述待涂膜硅片（114），所述硅片盒（113）安装在所述升降台（112）上，所述导轨（111）固定安装在所述第一支撑台（311）上，所述导轨（111）分别与所述升降台（112）四角留空处滑动连接，所述第一气缸（110）安装在所述第一支撑台（311）台面上，所述第一气缸（110）的输出端连接所述升降台（112）底部面，在所述第一气缸（110）的驱动下，所述硅片盒（113）上下移动，将物料对准所述叉取部等待叉取。

3.根据权利要求2所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述取料结构包括有定位机构安装座（120）、第一丝杆机构（121）、第一滑轨（122）、第二电机（123）、第一联轴器（124）、第一滑块（127）和带冲压立式座外球面球轴承（128），所述定位机构安装座（120）上端面设有安装凹槽，所述第二电机（123）安装在所述定位机构安装座（120）上，所述第二电机（123）的输出端设有所述第一联轴器（124），所述第一联轴器（124）连接所述第一丝杆机构（121），所述安装凹槽内的相对面均设有所述第一滑轨（122），所述带冲压立式座外球面球轴承（128）安装在所述第一丝杆机构（121）的端部，所述第一滑块（127）滑动设置在所述第一丝杆机构（121）上，并且滑动接触所述第一滑轨（122）。

4.根据权利要求3所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述叉取部包括叉臂（125）和片叉（126），所述叉臂（125）安装在所述第一滑块（127）上，所述片叉（126）安装在所述叉臂（125）上，所述片叉（126）对准所述硅片盒（113）上的所述待涂膜硅片（114）。

5.根据权利要求3所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述定位机构安装座（120）上设有定位部，所述定位部包括有定位夹控制器（210）、夹臂（211）和夹块（212），所述定位夹控制器（210）安装在所述定位机构安装座（120）上，所述夹臂（211）分别安装在所述定位夹控制器（210）相对的两侧，所述夹块（212）设置在所述夹臂（211）上。

6.根据权利要求1所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述涂覆机构（2）包括有涂膜部和滴胶位移部，所述滴胶位移部设在所述涂膜部侧边，所述涂膜部包括有涂膜机（213）和片托（217），所述片托（217）设置在所述涂膜机（213）内部。

7.根据权利要求6所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述滴胶位移部包括有滴胶机构安装基座（225）、滴胶机构位移台（224）、丝杆机构（223）、第二联轴器（222）、第三电机（221）、第三滑轨（220）、第三滑块（219）、滑轨连接块（226）、第二滑轨（218）、第二滑块（216）、舵机（215）和滴胶头（214），所述滴胶机构安装基座（225）安装在所述涂膜机（213），所述滴胶机构位移台（224）安装在所述滴胶机构安装基座（225）上，所述丝杆机构（223）、第二联轴器（222）和第三电机（221）同轴线安装至所述滴胶机构位移台（224）上，所述第三滑轨（220）安装在所述滴胶机构位移台（224）上，所述第三滑块（219）滑动设置在所述丝杆机构（223）和第三滑轨（220）上，所述滑轨连接块（226）固定安装在所述第三滑块（219）上，所述第二滑轨（218）安装在所述滑轨连接块（226）上，所述第二滑块（216）滑动设置在所述第二滑轨（218）上，所述舵机（215）安装在所述第二滑块（216）上，所述舵机（215）的输出端上设有所述滴胶头（214）。

8.根据权利要求1所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述退火机构包括有退火炉（42），所述退火炉（42）的进料端处设有进退火炉传送带（32），所述退火炉（42）的出料端处设有出退火炉传送带（34），所述退火炉（42）内设有炉内传送带（41），所述炉内传送带（41）的首尾分别与所述进退火炉传送带（32）和出退火炉传送带（34）衔接。

9.根据权利要求8所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述出退火炉传送带（34）的两侧分别设有第二支撑台（312）和下料台（313），所述第二支撑台（312）位于所述出退火炉传送带（34）的内侧，即靠近所述退火炉（42）一侧，所述第二支撑台（312）上设有第三气缸（33），所述第二支撑台（312）、下料台（313）和出退火炉传送带（34）的下料口对齐。

10.根据权利要求8所述的一种自动上下料的硅基铁电压电薄膜制造生产设备，其特征在于，所述第一支撑台（311）和第三支撑台（314）之间设有第四支撑台（315），所述第四支撑台（315）上设有推片机构，所述推片机构包括有定轨旋转台（35）、第四气缸（316）、第二气缸（317）、推叉（318）和硅片托盘（319），所述定轨旋转台（35）安装在所述第一支撑台（311）上，所述第四气缸（316）安装在所述第四支撑台（315）上，所述硅片托盘（319）安装在所述定轨旋转台（35）上，所述第四气缸（316）的输出端上设有推叉（318）。