CN2772745Y - 传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种传输半导体晶片的机械手臂叶板总成结构，其包括一可与机械手臂相对连结，并受机械手臂连动控制，以供传输、安装半导体晶片于各种加工设备内的叶板总成；其中叶板总成由一叶板、一上盖板、一下盖板及两枢转构件组所组成；其特点是：将枢转臂套掣环内径缘处形成一恰可与上、下轴承外环相互抵顶的定位环缘，再于定位环缘内径缘形成的镂空处搭设一恰可与上、下轴承内环相互抵顶的内环垫圈；使迫紧环盖锁紧后，其帽缘仅能对上轴承的内环、内环垫圈、下轴承的内环及轴承座底端面产生迫紧锁固，而不致干涉压制到上、下轴承的外环或枢转臂的套掣环，故其套掣环能单纯与上、下轴承的外环相互接触抵顶，以确保枢转臂不致产生卡滞现象。

Description

传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构

技术领域

本实用新型涉及一种传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构，尤指一种由叶板、上盖板、下盖板及具枢转臂、上、下轴承等构件的枢转构件组所组成的机械手臂叶板总成结构，其利用枢转臂的套掣环上形成的定位环缘与搭设的内环垫圈设计，可确保枢转臂具平顺枢转功效，并透过叶板与上盖板设相对定位孔与定位销的穿伸定位结构，可确保叶板的稳固定位，另利用叶板采用陶瓷材质及枢转臂采用钛合金材质的设计，可有效防止叶板与枢转臂产生高温或疲劳变形，以确保叶板运输位移的精准与平稳性，进而提升产品的生产良率，降低损坏成本，使整体深具创新与产业实用性。

背景技术

缘于科技工业的快速发展，使得目前各种晶片大量应用在许多电子通讯产品上，而晶片的生产与制作属于极为精密的加工技术，故其通常需借助各种特殊功能的机械手臂进行许多运输、安装作业，以提升生产效率、生产精度及确保高良率的产品。

目前常见的一种用以运输晶片的机械手臂技术，其包括一可承载及运输晶片的叶板总成，该叶板总成透过与机械手臂的相互连结，可受机械手臂连动控制，使其可作传输、安装半导体晶片的动作；其中该叶板总成50主要由一叶板51(blade)、一上盖板52、一下盖板53及两枢转构件组54所组成(请配合参阅图5～图8所示)；其组装结构大致为利用叶板51与上盖板52上设相对的导槽511与导销521结构，使叶板51可以滑设定位于上盖板52上，并在上盖板52上另设两轴承座522，可分别供一具上、下轴承541、542、枢转臂543及迫紧环盖544的枢转构件54组搭接其上，并在迫紧环盖544与轴承座522相互锁固后，再利用一下盖板53锁固上盖板52，可同时将叶板51搭接部及枢转构件组54的大部构件予以适当封盖，而透过枢转臂543与机械手臂(图中未示)的搭接，可使机械手臂产生的动力驱转枢转臂543，再控制叶板51产生前后位移动作，可由此达到准确运输与安装等功能；但该传统叶板总成50在结构设计上，仍具有如下的诸多缺失尚待改进：

1.枢转臂543常无法平顺枢转：其由于枢转臂543的前端套掣环545内径缘所形成的定位环缘546在组装时，同时与上、下轴承541、542的外环与内环相互抵接，故当迫紧环盖544与轴承座522锁紧时，将使枢转臂543受迫紧环盖544而使上、下轴承541、542受压迫力，同时迫紧在下轴承的内环及外环，即因下轴承的内环及外环同时受到迫紧，而使得枢转臂543受机械手臂驱动时，无法通过轴承541、542产生平顺的枢转，反而产生卡滞及运转不顺的现象。

2.叶板51质重，易产生高温变形：由于该传统叶板采用铝合金材质设计，其耐热性仍不尽理想，故常发生高温变形的现象，而影响其运输、装载的精确度，且其重量较重，对支撑其重量的枢转臂543而言，是一大负担，故也容易造成枢转臂543受重变形。

3.叶板51容易产生松动摇晃现象：传统叶板51与座板52为导槽521与导销的滑设定位结构，该结构虽不致产生侧向滑移，但仍容易受力而产生前后向滑移，致使叶板51容易产生松动摇晃的现象，而影响运输、装载的平稳性。

4.枢转臂543容易受力变形：传统的枢转臂543采用铝合金材质制成，由于该枢转臂543必须透过杠杆原理，对叶板51产生一平稳的支撑作用，故其结构强度与韧性要求较高，但铝合金的强度韧性却仍无法达到预期要求，加上习用铝合金叶板51具有较高的重量，故常在使用一段时间后发生疲劳变形的现象，导致使用寿命不长。

因而，针对上述多种习用叶板总成50结构存在的诸多缺点与弊端，实有将之进一步改进的必要。

新型内容

本设计人有鉴于此，即凭恃着长期对于各种晶片自动运输结构的研究及融会贯通的构思，而设计出一种由叶板、上、下盖板及具枢转臂、上、下轴承等构件的枢转构件组所组成的机械手臂叶板总成结构，其利用枢转臂的套掣环上形成的定位环缘与搭设的内环垫圈设计，可确保枢转臂具平顺枢转的功效，并透过叶板与上盖板设相对定位孔与定位销的穿伸定位结构，可确保叶板的稳固定位，另利用叶板采用陶瓷材质及枢转臂采用钛合金材质的设计，可有效防止叶板与枢转臂产生高温或疲劳变形，以确保叶板运输位移的精准与平稳性，进而提升产品的生产良率，降低损坏成本，使整体具实用功效。

本实用新型的目的在于提供一种传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构，可确保枢转臂具平稳顺畅的枢转功效并确保叶板的稳固定位及确保叶板运输位移的精准与平稳性。

本实用新型是这样实现的：其构成包括：一可与机械手臂相对连结，并受机械手臂运动控制，以供传输、安装半导体晶片于各种加工设备内的叶板总成；其中叶板总成主要由一叶板、一上盖板、一下盖板及两枢转构件组所组成；该叶板供载装晶片，并于叶板及上盖板对应处分别设有导槽与导销相互滑设定位，再透过上、下盖板相互锁固封盖，而上盖板后端两侧凸设有一具基环部及锁掣部的左、右轴承座，可供两枢转构件组搭设锁固其上；该枢转构件组由一上轴承、一枢转臂、一下轴承及一迫紧环盖等构件组成，并使上轴承恰可套置定位于上盖板轴承座的基环部上，而枢转臂则由一套掣环延伸一摇臂部所形成，并于套掣环周缘适当处凸伸有啮齿结构，使两枢转臂可相互啮转，而摇臂部则可供机械手臂枢接驱动产生枢转动作，另下轴承设于枢转臂的套掣环上，并可通过一迫紧环盖锁掣定位于上盖板上，使迫紧环盖与上盖板轴承座的锁掣部相互锁固后，可将枢转构件组整体锁固于上盖板上，再由下盖板予以封盖，而组成一叶板总成结构；

其特点是：枢转臂的套掣环内径缘上下两侧面各凹陷形成一阶级状的定位环缘，恰可与上、下轴承的外环相对抵顶，并于定位环缘的内径镂空处搭设一恰可与上、下轴承内环相对抵顶的内环垫圈；通过以上结构设计，可使迫紧环盖锁紧后，其帽缘将仅压制上轴承的内环，再透过内环垫圈、下轴承的内环至轴承座底端面产生迫紧，而不致干涉压制到上、下轴承的外环或枢转臂的套掣环，使套掣环能单纯与上、下轴承的外环相互接触抵顶，故能由此确保枢转臂可产生一平稳顺畅的枢转。

本实用新型的特点还在于：该叶板的两导槽内侧适当处分别设有一定位孔，而上盖板的两导销内侧适当处则相对设有一定位销；由此使叶板的两定位孔恰可供上盖板的两定位销穿伸；该叶板采用高密度(HDP)的陶瓷材料制成，枢转臂采用钛合金材料制成。

本实用新型在叶板与上、下盖板搭接处分别设相对的定位孔与定位销定位结构，搭配叶板及枢转臂分别采用高密度陶瓷材料及钛合金材料的设计，使叶板与上、下盖板可产生稳固结合，以避免叶板产生松动摇晃，同时利用陶瓷叶板具质轻、耐高温及钛合金枢转臂具质轻、高韧性强度等特性，可降低叶板与枢转臂受高负载或高温产生变形，故整体可提高构件的使用寿命，同时也可确保晶片运输的平稳性与精确度。

附图说明

图1为本实用新型叶板总成的局部立体分解图；

图2为本实用新型叶板总成的底视示意图；

图3为本实用新型叶板总成的侧视平面图；

图4为本实用新型叶板总成的组合剖面示意图；

图5为习用叶板总成的局部立体分解图：

图6为习用叶板总成的底视示意图；

图7为习用叶板总成的侧视平面图；

图8为习用叶板总成的组合剖面示意图。

图号说明：

A：叶板总成                         10：叶板

11：平板面                          12：导槽

13：定位孔                          20：上盖板

21：导销                            22：容置槽

23：轴承座                          231：基环部

232：锁掣部                         24：凹口

25：定位销                          30：下盖板

31：凹                              32：镂孔

40：枢转构件组                      41：下轴承

411：外环                           412：内环

42：枢转臂                          421：套掣环

422：摇臂部                         423：啮齿

424：定位环缘                       43：上轴承

431：外环                           432：内环

44：迫紧环盖                        441：帽缘

50：叶板总成                        51：叶板

511：导槽                           52：上盖板

521：导销                           522：轴承座

53：下盖板                          54：枢转构件组

541：上轴承                  542：下轴承

543：枢转臂                  544：迫紧环盖

545：套掣环                  546：定位环缘

具体实施方式

以下兹举一较佳实施例，并配合附图，将本实用新型的构成内容及其所达成的功效详细说明如后：

请参阅图1～图4所示，本实用新型的叶板总成A可与机械手臂相对连结，并受机械手臂的运动控制，以传输、安装半导体晶片于各种加工设备中；其中叶板总成A主要由一叶板(blade)10、一上盖板20、一下盖板30及两枢转构件组40所组成；其中：

该叶板10形成有一可供载装晶片的平板面11，并于头端两侧各凹设有可供定位的导槽12；该上、下盖板20、30相互对应，并利用上盖板20顶端面前端两侧各凸伸的导销21结构，使叶板10两侧12滑设定位于上盖板20上后，再由下盖板30予以封盖锁固，另上盖板20后端形成有容置槽22，槽底面两侧各凸伸一具基环部231及锁掣部232的左、右轴承座23，使两枢转构件组40可以搭设锁固其上，而上盖板20与下盖板30搭接的后端两侧环缘处各有一凹口24、31设计，形成有一可供枢转构件组40容设穿伸的槽口结构；该枢转构件组40由一上轴承41、一枢转臂(pivot arm)42、一下轴承43及一迫紧环盖44等构件组成；该上轴承42由一套掣环421延伸一摇臂部422所形成，并于套掣环421周缘适当处凸伸有啮齿423结构，使两枢转臂42可相互啮转，而摇臂部422则可枢接具动力的机械手臂(robot arm)(图中未示)，使摇臂部422可受驱动产生一枢转动作；该下轴承43设于枢转臂42的套掣环421上，并可通过一迫紧环盖44锁掣定位于上盖板20上，而可将枢转构件组40整体锁固于上盖板20上，再由下盖板30予以封盖，而下盖板30两侧设有镂孔32则方便迫紧环盖44的松紧调整；

本实用新型的主要改进在于：该枢转臂42的套掣环421内径缘上下两侧面各凹陷形成一阶级状的定位环缘424，恰可与上、下轴承41、43的外环411、431相对抵顶，并于定位环缘424的内径镂空处搭设一恰可与上、下轴承41、43内环412、432相对抵顶的内环垫圈45；由此设计，可使迫紧环盖44锁紧后，其上、下轴承41、43的内环412、432将不致被压迫卡紧，而是透过一内环垫圈45隔离上、下轴承41、43的内环412、432，使上、下轴承41、43的内环412、432可不受内环垫圈45的影响而形成一体式的单独转动，使套掣环421能单纯与上、下轴承43、41的外环431、411相互接触抵顶，故能由此确保枢转臂42可产生一平稳顺畅的枢转。

其次，本实用新型的另一改进在于：该叶板10的两导槽12内侧适当处分别设有一定位孔13，而上盖板20的两导销21内侧适当处则相对设有一定位销25，使叶板10的两定位孔13恰可供上盖板20的两定位销25穿伸，以确保叶板10与上盖板20能相互结合定位，并防止因叶板10产生松动，而影响晶片的平稳运输；又该叶板10可采用高密度(HDP)的陶瓷材料制成，使叶板10的厚度较薄，且质量轻，可大幅减轻枢转臂42的负载，同时降低因材料疲劳而产生变形的机率，加上陶瓷材料具有抗高温变形的特性，故可确保叶板10的平整度，进而保障运输的稳定性。再者，由于上述枢转臂42除提供叶板10前后位移的枢转结构外，也需承受相当大的支撑力，以确保叶板10的平稳，故其可采用钛合金材料，透过钛合金本身具重量轻、结构强韧等优质特性，可防止枢转臂42产生受力变形，同样能确保叶板10结构位移的平稳性，利于晶片的传输安装。兹由以上说明得知，本实用新型具有下列诸多优点：

1.枢转臂具有平顺的枢转功效：本实用新型利用枢转臂套掣环内径所设定位环缘与其搭设的内环垫圈，恰可分别独立对应于上、下轴承的内环与外环结构，故当迫紧环盖锁紧后，将不致发生如习用枢转臂与上、下轴承间产生的相互压抵，而造成枢转卡滞的现象，故本实用新型确实可改善习用枢转臂旋转不顺的现象。

2.具有稳固的组装结合：本实用新型在叶板与上盖板间再设相对的定位孔与定位销穿伸定位结构，以确保叶板各方向的稳固限位，使其不致如习用易产生前后松动滑移的现象，而具有稳固的结合功效。

3.可防止叶板与枢转臂产生变形：本实用新型将叶板及枢转臂分别采用高密度陶瓷与钛合金的材质制成，使叶板具抗高温变形、质轻及钛合金的质轻、高结构强度与韧性等特性，皆能将构件轻量化，减轻枢转臂的负担，同时防止产生高温或受重变形，而能确保其运输的平稳与精确度，也能延长构件的使用年限，提升产品良率及减少停机损失。

综上所述，本实用新型传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构，提供了一种由叶板、上盖板、下盖板及具枢转臂、上、下轴承等构件的枢转构件组所组成的机械手臂叶板总成结构，其利用枢转臂的套掣环上形成的定位环缘与搭设的内环垫圈设计，可确保枢转臂具平顺枢转功效，并透过叶板与上盖板设相对定位孔与定位销的穿伸定位结构，可确保叶板的稳固定位，另利用叶板采用陶瓷材质及枢转臂采用钛合金材质的设计，可有效防止叶板与枢转臂产生高温或疲劳变形，以确保叶板运输位移的精准与平稳性，进而提升产品的生产良率，降低损坏成本，故使整体极具产业的实用性及成本效益，且其构成结构又未曾见于诸书刊或公开使用。

以上所述是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本实用新型的范围内。

Claims (4)

1.一种传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构，其构成包括：一可与机械手臂相对连结，并受机械手臂运动控制，以供传输、安装半导体晶片于各种加工设备内的叶板总成；其中叶板总成由一叶板、一上盖板、一下盖板及两枢转构件组所组成；该叶板供载装晶片，并于叶板及上盖板对应处分别设有导槽与导销相互滑设定位，再透过上、下盖板相互锁固封盖，而上盖板后端两侧凸设有一具基环部及锁掣部的左、右轴承座，可供两枢转构件组搭设锁固其上；该枢转构件组由一上轴承、一枢转臂、一下轴承及一迫紧环盖等构件组成，并使上轴承恰可套置定位于上盖板轴承座的基环部上，而枢转臂则由一套掣环延伸一摇臂部所形成，并于套掣环周缘适当处凸伸有啮齿结构，使两枢转臂可相互啮转，而摇臂部则可供机械手臂枢接驱动产生枢转动作，另下轴承设于枢转臂的套掣环上，并可通过一迫紧环盖锁掣定位于上盖板上，使迫紧环盖与上盖板轴承座的锁掣部相互锁固后，将枢转构件组整体锁固于上盖板上，再由下盖板予以封盖，而组成一叶板总成结构；其特征在于：上述枢转臂的套掣环内径缘上下两侧面各凹陷形成一阶级状的恰可与上、下轴承的外环相对抵顶的定位环缘，并于定位环缘的内径镂空处搭设一恰可与上、下轴承内环相对抵顶的内环垫圈。

2.如权利要求1所述的传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构，其特征在于该叶板的两导槽内侧适当处分别设有一定位孔，上盖板的两导销内侧则相对设有一定位销，该叶板的两定位孔恰供上盖板的两定位销穿设。

3.如权利要求1所述的传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构，其特征在于该叶板采用高密度HDP的陶瓷材料制成。

4.如权利要求1所述的传输半导体晶片的机械手臂叶板总成改进结构，其特征在于该枢转臂采用钛合金材料制成。

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