CN219937019U - 一种晶圆盒移栽装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆盒移栽装置。该装置包括托盘、旋转机构、底板、升降机构和水平移动机构。旋转机构包括第一驱动件和支架；支架与第一驱动件固接，第一驱动件的活动端与托盘连接。底板位于旋转机构的下方且滑动安装在晶圆盒存储设备上。升降机构包括第二驱动件、齿轮和齿条；第二驱动件水平安装在底板上，第二驱动件的活动端与齿轮连接，齿条安装在支架外侧且齿轮相啮合。水平移动机构包括第三驱动件、同步轮一和开口带。第三驱动件水平安装在底板上，第二驱动件的活动端与同步轮一连接，同步轮一的外周面与开口带表面相贴合，开口带两端与晶圆盒存储设备连接。本实用新型能够根据实际水平移动的轨迹进行拼接调节，减少不必要的空间浪费。

Description

一种晶圆盒移栽装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆盒搬运技术领域，具体为一种晶圆盒移栽装置。

背景技术

随着工业产品在日常生活中的普遍应用，半导体在产品中开始扮演角色日益重要，其需求相对也大幅提升，因此促进全球半导体市场的蓬勃发展。为了满足集成电路的大量需求，大部分的半导体制造企业都以提高产能及合格率为优先目标。在半导体制造企业中，晶片通常是采用批量的搬运方式，传统通过人力搬运不仅效率低，也容易发生危险、且搬运过程中存在芯片污染、芯片碰撞破碎等不确定因素。为解决人工搬运所带来的风险及不确定因素，现如今多采用机械搬运。

半导体晶圆盒存储设备主要用于洁净室内半导体生产工序及工序之间晶圆盒的存储，根据无尘室可利用空间，进行搬运设备的安装，最大化利用空间完成搬运。

利用Tow STK(塔式晶圆存储柜)的OHT口和人工口实现晶圆盒进出的运动方式，目前STK一般使用直线模组实现该功能，但是同时实现晶圆盒的直线移动、角度调整以及高度调整，需要多个直线模组以及常规的旋转机构的配合，由于常规的直线模组自身长度固定，所需使用空间很大。同时多个直线模组交错造成的结构复杂也增加了安装成本以及后续维保难度。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有采用直线模组输送晶圆盒存在成本高，占用空间大的问题，提供一种晶圆盒移栽装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种晶圆盒移栽装置，包括托盘、旋转机构、底板、升降机构和水平移动机构。

旋转机构包括第一驱动件和支架；支架固定安装在第一驱动件的固定端外表面，第一驱动件的活动端与托盘的中心连接；

底板位于旋转机构的下方且与托盘相平行，底板滑动安装在晶圆盒存储设备上；

升降机构包括第二驱动件、齿轮和齿条；第二驱动件的固定端水平安装在底板上且位于旋转机构外围，第二驱动件的活动端与齿轮连接，齿条沿支架高度方向安装在支架外侧并靠向齿轮处；齿条与齿轮相啮合，二者相对位置改变以实现托盘的升降；

水平移动机构包括第三驱动件、同步轮一和开口带；第三驱动件的固定端水平安装在底板上且与第二驱动件错开设置，第二驱动件的活动端与同步轮一连接，同步轮一的外周面与开口带表面相贴合，开口带呈水平状态且两端与晶圆盒存储设备连接；开口带与同步轮一的相对位置改变以实现托盘的水平移动。

进一步的，水平移动机构还包括惰轮和带轮板；两个惰轮对称分布在同步轮一两侧，开口带与其中一个惰轮相接触并经同步轮一向另一个惰轮方向延伸且相接触；带轮板垂直安装在底板上，惰轮与带轮板轴连接。

进一步的，水平移动机构还包括直线导轨和滑块；底板的底部安装有至少两个滑块，滑块与直线导轨滑动连接，直线导轨安装在晶圆盒存储设备上。

进一步的，第一驱动件包括步进电机、行星减速器、同步轮二和同步带；步进电机和行星减速器并列安装在支架内，步进电机的活动端与行星减速器的其中一活动端面向支架底部且均安装有同步轮二，两个同步轮二之间连接有同步带，行星减速器的另一活动端面向支架顶部且与托盘连接。

进一步的，底板靠近齿条的一侧垂直连接有限位板，限位板沿其高度方向开有开口，齿条位于限位板的开口内且与其相贴合。

进一步的，支架面向限位板的一侧安装有滑轨，限位板与支架相向的一面设置有与滑轨适配的滑槽。

进一步的，底板侧壁安装有槽型传感器；底板面向其滑动轨迹端点的侧壁安装有减震块。

进一步的，托盘的顶部安装有呈三角分布的球头销。

进一步的，开口带的两端与调节件可拆卸连接，调节件可拆卸安装在晶圆盒存储设备上。

进一步的，调节件包括限位框和限位块；开口带端部横贯限位框且延伸至限位框外部，限位框内部滑动连接有限位块，限位块与开口带紧密贴合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

1、本实用新型采用开口带和同步轮一的配合，实现装置水平移动的操作，和直线模组相比，具有更高的应变能力，能够根据实际水平移动的轨迹进行拼接调节，使装置的移动轨迹与实际需求适配，减少不必要的空间浪费，且结构简单，简化了安装难度和后续维保难度，同时也便于后续的更换拆卸操作；

2、本实用新型将旋转机构、升降机构和水平移动机构错开设置，合理利用空间的同时互不干扰，不仅占用空间有限，解决立体库利用率少的问题，同时各机构合理配合，结构简单，也利用后续维修操作；

3、本实用新型通过限位板对齿板进行限位，提高支架升降的稳定，进而提高托盘升降的问题，设置滑轨和滑槽进一步稳定支架的升降；

4、本实用新型设置槽型传感器能够进行水平移动位置的感应，尽可能的避免移栽装置移动到运动轨迹外的情况发生；设置减震块用于在移栽装置移动至轨迹外时进行缓冲，进而减少撞击所带来的冲击力影响，具有在槽型传感器故障时保护装置的作用。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。其中：

图1为本实用新型介绍的一种晶圆盒移栽装置的结构示意图；

图2为基于图1的旋转机构的结构示意图；

图3为基于图1的升降机构的结构示意图；

图4为基于图1的晶圆盒移栽装置的俯视图；

图5为基于图4的调节件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例2介绍的调节件的结构示意图；

图7为基于本实用新型实施例3介绍的调节件的结构示意图；

图8为基于图7中A处的放大图。

图中标注说明：1、托盘；11、球头销；2、旋转机构；21、第一驱动件；211、步进电机；212、行星减速器；213、同步轮二；214、同步带；22、支架；3、底板；4、升降机构；41、第二驱动件；42、齿轮；43、齿条；44、限位板；45、滑轨；5、水平移动机构；51、第三驱动件；52、同步轮一；53、开口带；54、惰轮；55、带轮板；56、直线导轨；57、滑块；6、槽型传感器；7、减震块；8、调节件；81、限位框；811、延伸板；812、第一开孔；813、第二开孔；814、转轴；815、阶梯套；816、档杆；82、限位块。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

实施例1

请参阅图1，本实施例介绍了一种晶圆盒移栽装置，主要包括托盘1、旋转机构2、底板3、升降机构4和水平移动机构5。首先需要说明的是，托盘1用于放置晶圆盒，因此托盘1位于顶部，底板3位于托盘1的下方，二者呈平行状。托盘1的顶部设置有呈三角分布的球头销11，与晶圆盒底部相吻合。晶圆盒的底部开有与球头销11适配的槽。球头销11呈三角分布，三角稳定，令位于托盘1顶部的晶圆盒能够稳定放置在托盘1上，并跟随托盘1一起水平移动、升降或旋转。底板3的边角连接有滚轮，方便底板3在晶圆盒存储设备移动。

下面先对旋转机构2进行说明。请参阅图2，旋转机构2主要包括第一驱动件21和支架22。第一驱动件21主要由步进电机211、行星减速器212、同步轮二213和同步带214构成。步进电机211和行星减速器212并列安装在支架22内，行星减速器212采用双输出端减速器，沿其高度方向分布，其中一输出端也叫做活动端与步进电机211的活动端同向设置，另一端与步进电机211的活动端反向设置。步进电机211和行星减速器212均安装在支架22上，支架22位于托盘1和底板3之间，但不与二者直接接触。可以在支架22和底板3之间设置辅助支撑结构，配合支架22的升降移动，辅助支撑结构可以是弹簧伸缩套筒结构，也可以是气泵伸缩套筒结构，主要起到支架22在移动到合适位置进行辅助支撑，进而维持支架22的高度，保持支架22与底板3之间的相对间距。

步进电机211的活动端面向支架22的底部，与同向设置的行星减速器212的活动端均安装有同步轮二213，同步轮二213之间通过同步带214连接。行星减速器212的另一活动端面向支架22顶部且与托盘1连接，连接方式可以采用可拆卸的连接方式，例如通过法兰盘或者其它连接件进行可拆卸连接，方便后续的维修操作或者替换操作。

采用同步轮和同步带214连接步进电机211和行星减速器212，也方便后续的检修替换操作。在二者其中一个损坏时无需两个同时拆卸替换，简化检修难度。旋转机构2可以带动托盘1进行角度调整，实现托盘1角度上的改变。

请参阅图4，下面对升降机构4进行说明。升降机构4主要包括第二驱动件41、齿轮42、齿条43、限位板44以及滑轨45等。第二驱动件41可以采用电机和减速器，电机以及减速器可以选用和第一驱动件21相同的步进电机211和行星减速器212。电机与底板3之间可拆卸连接，安装在底板3上方，电机的输出端与减速器的输入端连接，减速器的输出端连接齿轮42。齿条43安装在支架22外侧并靠向齿轮42处，齿条43与齿轮42相啮合。电机采用的是正反电机，因此能够驱动齿轮42正反转，从而实现齿条43的升降，齿条43通过支架22带动托盘1升降。

为了维持托盘1升降的稳定性，在底板3上安装了限位板44，限位板44开有与齿条43适配的开口，开口的长度方向与齿条43的升降方向相同，因此齿条43与开口吻合，齿条43位于开口内提高齿条43的升降的稳定性。限位板44与底板3之间可以通过角座提高连接的稳定性。此外，为了进一步提高支架22的升降稳定性，在限位板44的内侧开设滑槽，在支架22上安装与滑槽适配的滑轨45，滑槽与滑轨45吻合提高支架22升降的稳定性，进而提高托盘1升降的稳定性。

下面对水平移动机构5进行说明。结合图1和图2，水平移动机构5主要包括第三驱动件51、同步轮一52、开口带53、惰轮54和带轮板55。第三驱动件51和第二驱动件41的结构相同。区别在于安装在底板3上的位置不同，因此第三驱动件51也是主要由电机和减速器构成。同步轮一52与减速器的输出端连接，电机和减速器均安装在底板3的上方。同步轮一52与开口带53相贴合，可以通过齿纹的配合进行二者相对位移的改变，即同步轮一52的外周面齿纹与开口带53具有齿纹的表面相啮合，开口带53整体呈水平状态，且开口带53的两端需安装在晶圆盒存储设备上。由于电机为正反电机，带动同步轮一52正反转，与开口带53的配合实现装置的水平线性移动，从而带动托盘1的水平线性移动，由于开口带53的长度可以根据实际运动轨迹进行调节，因此具有较大的应变性。

为了能够使开口带53与同步轮一52之间具有更多的接触面积，在同步轮一52的两边对称设置有惰轮54。惰轮54轴连接在带轮板55上，两个惰轮54的配合，能够令开口带53方向改变后又复原，维持水平状态。带轮板55可以通过角座稳固的安装在底板3上，同时为了减少惰轮54和同步轮一52受外界因素的干扰，可以在带轮板55上安装防护板，对惰轮54和同步轮一52进行保护，但是不影响开口带53从一个惰轮54经过同步轮一52向另一个惰轮54移动。

另外，为了进一步提高装置水平移动的稳定性，避免在移动过程中左右摆动，在底板3的底板3安装有滑块57，并在晶圆盒存储设备对应的位置上安装直线导轨56，滑块57与直线导轨56的配合令装置维持线性移动。

同时，在底板3合适的位置安装槽型传感器6，并在晶圆盒存储设备上相应移动轨迹的两端口上安装相对应的槽型传感器6的遮挡槽口件，当槽型传感器6跟随底板3移动到该位置时，便可感应到，进而传递信号，令底板3停止移动，保障底板3在相应的轨迹内移动，避免底板3移动到轨迹外。在槽型传感器6出现故障时，为了减轻装置移动至轨迹外后受到的撞击力的影响。在底板3面向其滑动轨迹端点的侧壁安装有减震块7，减震块7可以采用橡胶、塑料弹簧等有柔性材质，起到缓冲的作用，避免装置直接撞击。

为了避免装置在移动过程中导线磨损以及不规则缠绕，在底板3与其滑动轨迹相平行的一侧安装拖链，对导线进行保护，同时还可以在拖链外表面设置拖链防护板，以保护拖链。

实际上，为了实现开口带53长度的调节，开口带53两端通过调节件8与晶圆盒存储设备可拆卸连接。调节件8主要包括限位框81和限位块82，二者滑动连接且能够围合成一个封闭框。限位框81上设置有用于与晶圆盒存储设备安装的通孔，也设置有与限位块82连接的通孔。开口带53的端部横贯限位框81与限位块82围合的封闭框内并向外延伸，可以通过螺栓的方式连接限位块82和限位框81，令二者之间的间隙缩小紧密贴合开口带53端部。限位块82与限位框81之间的滑动连接可以通过活动槽和活动块实现，只要满足限位块82在限位框81高度方向的滑动即可，且限位块82与开口带53端部相接触的一侧设置有与开口带53表面适配的齿纹，也可以将齿纹设置在限位框81内侧，只要调整限位框81与限位块82的高度位置关系即可。

限位块82和限位框81之间相对位置的扩大令开口带53端部松弛，可以对开口带53的长度进行调节，限位块82和限位框81之间紧密贴合开口带53端部即可实现对开口带53端部的固定。开口带53两端固定，配合同步轮一52实现装置的水平线性移动。和直线模组相比，具有更高的应变能力，能够根据实际移动的轨迹进行拼接调节达到需求，减少不必要的空间浪费。

实施例2

本实施例介绍了一种晶圆盒移栽装置，其与实施例1介绍的一种晶圆盒移栽装置的结构基本相同。请参阅图6，区别在于本实施例中的限位框81沿装置的滑动轨迹安装有向外延伸的延伸板811，延伸板811上开有多个呈线性分布的第一开孔812。第一开孔812用于固定多余的开口带53端部，开口带53端部从一个第一开孔812绕到另一个第一开孔812，开口带53端部缠绕在第一开孔812上，进一步提高开口带53端部与调节件8连接的稳定性。

本实施例不仅能够实现实施例1相同的有益效果。且对开口带53多余长度进行收纳一方面能够避免开口带53端部多余的长度影响到装置的正常使用，也避免对开口带53多余的长度进行裁剪，在后续对滑动轨迹增大时刻继续使用，无需替换开口带53。

实施例3

本实施例介绍了一种晶圆盒移栽装置，其与实施例2介绍的一种晶圆盒移栽装置的结构基本相同。请参阅图7，区别在于本实施例中延伸板811开有第二开孔813，第二开孔813内活动连接有转轴814，用于缠绕多余的开口带53端部，转轴814两端向第二开孔813外延伸，转轴814的两端可以套接有与延伸板811卡合的端块，端块上设置有凸起或者呈除圆形外的其它形状，在延伸板811的侧壁开有与端口适配的卡槽，二者的卡接能够限制转轴814的旋转，避免缠绕在转轴814上的开口带53回转。端块与转轴814之间可以通过卡接或者螺接等可拆卸的方式。

结合图7和图8，为了进一步限制开口带53端部回转，在第二开孔813长度方向水平对称开有孔，位于转轴814朝向限位框81的一侧，孔内部嵌有呈同向设置的阶梯套815，阶梯套815采用柔性材质，两个阶梯套815均沿着从一个方向向另一个方向内部直径逐渐缩小。档杆816横穿阶梯套815且与开口带53相接触，由于阶梯套815的内部直径逐渐缩小但是有弹性，因此方便有微小直径差的不同档杆816穿过并贴合，实现对档杆816的固定，优选两组相平行的档杆816和阶梯套815的配合，经由档杆816阻挡，进一步限制开口带53的回转，进而对开口带53多余端部进行固定。

本实施例具有与实施例2相同的有益效果。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆盒移栽装置，其特征在于，其包括：

托盘(1)；

旋转机构(2)，其包括第一驱动件(21)和支架(22)；支架(22)固定安装在第一驱动件(21)的固定端外表面，第一驱动件(21)的活动端与托盘(1)的中心连接；

底板(3)，其位于旋转机构(2)的下方且与托盘(1)相平行，底板(3)滑动安装在晶圆盒存储设备上；

升降机构(4)，其包括第二驱动件(41)、齿轮(42)和齿条(43)；第二驱动件(41)的固定端水平安装在底板(3)上且位于旋转机构(2)外围，第二驱动件(41)的活动端与齿轮(42)连接，齿条(43)沿支架(22)高度方向安装在支架(22)外侧并靠向齿轮(42)处；齿条(43)与齿轮(42)相啮合，二者相对位置改变以实现托盘(1)的升降；

水平移动机构(5)，其包括第三驱动件(51)、同步轮一(52)和开口带(53)；第三驱动件(51)的固定端水平安装在底板(3)上且与第二驱动件(41)错开设置，第二驱动件(41)的活动端与同步轮一(52)连接，同步轮一(52)的外周面与开口带(53)表面相贴合，开口带(53)呈水平状态且两端与所述晶圆盒存储设备连接；开口带(53)与同步轮一(52)的相对位置改变以实现托盘(1)的水平移动。

2.根据权利要求1所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，水平移动机构(5)还包括惰轮(54)和带轮板(55)；两个惰轮(54)对称分布在同步轮一(52)两侧，开口带(53)与其中一个惰轮(54)相接触并经同步轮一(52)向另一个惰轮(54)方向延伸且相接触；带轮板(55)垂直安装在底板(3)上，惰轮(54)与带轮板(55)轴连接。

3.根据权利要求1或2所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，水平移动机构(5)还包括直线导轨(56)和滑块(57)；底板(3)的底部安装有至少两个滑块(57)，滑块(57)与直线导轨(56)滑动连接，直线导轨(56)安装在所述晶圆盒存储设备上。

4.根据权利要求1所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，第一驱动件(21)包括步进电机(211)、行星减速器(212)、同步轮二(213)和同步带(214)；步进电机(211)和行星减速器(212)并列安装在支架(22)内，步进电机(211)的活动端与行星减速器(212)的其中一活动端面向支架(22)底部且均安装有同步轮二(213)，两个同步轮二(213)之间连接有同步带(214)，行星减速器(212)的另一活动端面向支架(22)顶部且与托盘(1)连接。

5.根据权利要求1所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，底板(3)靠近齿条(43)的一侧垂直连接有限位板(44)，限位板(44)沿其高度方向开有开口，齿条(43)位于限位板(44)的开口内且与其相贴合。

6.根据权利要求5所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，支架(22)面向限位板(44)的一侧安装有滑轨(45)，限位板(44)与支架(22)相向的一面设置有与滑轨(45)适配的滑槽。

7.根据权利要求1所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，底板(3)侧壁安装有槽型传感器(6)；底板(3)面向其滑动轨迹端点的侧壁上安装有减震块(7)。

8.根据权利要求1所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，托盘(1)的顶部安装有呈三角分布的球头销(11)。

9.根据权利要求1所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，开口带(53)的两端与调节件(8)可拆卸连接，调节件(8)可拆卸安装在所述晶圆盒存储设备上。

10.根据权利要求9所述的晶圆盒移栽装置，其特征在于，调节件(8)包括限位框(81)和限位块(82)；开口带(53)端部横贯限位框(81)且延伸至限位框(81)外部，限位框(81)内部滑动连接有限位块(82)，限位块(82)与开口带(53)紧密贴合。