一种晶圆移动机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种晶圆移动机械手，由软件和控制器控制其移动轨迹，包括：固定支架；升降驱动机构，升降驱动机构安装在述固定支架上；手臂驱动机构，手臂驱动机构与固定支架滑动连接，并与升降驱动机构传动连接；旋转驱动机构，旋转驱动机构设在固定支架中，与手臂驱动机构转动连接；执行机构，执行机构包括移动主臂和移动副臂；移动主臂一端可枢转的连接在手臂驱动机构的上端，移动主臂的另一端与移动副臂的连接端旋转连接，移动副臂的自由端安装有晶圆吸盘组件。本实用新型专利技术动力直接从驱动电机发出，只经过一级同步带的减速，减少了中间动力传递的过程，降低了整体结构的复杂程度与整体重量，提高机械手的定位精度，传递效率。

A Wafer Mobile Manipulator

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆移动机械手
本技术涉及半导体设备
，更具体的说是涉及一种晶圆移动机械手。
技术介绍
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，晶圆是生产集成电路所用的载体，是最常用的半导体材料，按其直径分为6英寸、8英寸等规格，晶圆规格越大，同一晶圆上可生产的IC就越多，但对晶圆生产技术的要求也就越高。在生产晶圆的过程当中，将晶圆从一个工作平台转移至另一个工作平台，多采用人工手持晶圆进行搬运，效率低，稳定性差，极易因工作人员的操作不当使晶圆划破或断裂，影响晶圆品质，严重时导致晶圆报废。但是，现有机械手往往结构复杂，并且运转不灵活，不能同时满足水平和竖直方向的移动，而且驱动部分到手臂的执行部分连接过于冗长，降低了机械手的灵活性和工作效率，也影响晶圆本身的加工精度。因此，如何提供一种运动灵活、平稳准确的搬运晶圆的机械手，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种晶圆移动机械手，以提高晶圆移动过程的灵活性和稳定性，提高工作效率。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种晶圆移动机械手，包括：固定支架；升降驱动机构，所述升降驱动机构安装在所述固定支架上；手臂驱动机构，所述手臂驱动机构与所述固定支架滑动连接，并与所述升降驱动机构传动连接；旋转驱动机构，所述旋转驱动机构设在所述固定支架中，且与所述手臂驱动机构转动连接；执行机构，所述执行机构包括移动主臂和移动副臂；所述移动主臂一端与所述手臂驱动机构的输出端传动连接，所述移动主臂的另一端与所述移动副臂的连接端传动连接，所述移动副臂上靠近其自由端的位置上安装晶圆吸盘组件。本技术的有益效果是，与现有技术相比，本技术设置旋转驱动机构和升降驱动机构，控制手臂驱动机构的水平和竖直方位的移动，进一步实现了执行机构对晶圆不同方向上的移动，传动灵活、平稳。优选的，所述手臂驱动机构包括：壳体、传动轴、电机固定架和旋转电机；所述升降驱动机构和所述旋转驱动机构分别与所述壳体的底部传动连接；所述传动轴垂直贯穿所述壳体的顶面且通过轴承与所述壳体连接；所述电机固定架安装在所述壳体内部，所述旋转电机安装在所述电机固定架内，所述旋转电机的输出端与所述传动轴一端传动连接；所述移动主臂的一端与所述传动轴的另一端传动连接。优选的，所述手臂驱动机构还包括小带轮和大带轮，所述小带轮固定在所述旋转电机的输出轴上；所述大带轮固定在所述传动轴的一端，所述小带轮和所述大带轮传动连接。采用上述方案的有益效果是，动力直接从旋转电机发出，仅经过一级同步带的减速，由传动轴直接将动力传递到手臂执行部分，与现有晶圆移动机械手相比，本技术减少了动力传输的中间过程，降低了整体结构的复杂程度与整体质量，提高了传动效率。优选的，还包括连接轴，所述移动主臂的另一端与所述移动副臂的连接端通过所述连接轴传动连接。优选的，还包括晶圆吸盘组件旋转驱动机构，所述圆吸盘组件旋转驱动机构与所述传动轴的另一端传动连接。优选的，所述圆吸盘组件旋转驱动机构包括第一从动轮、第二从动轮、第三从动轮、旋转轴及第四从动轮，所述移动主臂和所述移动副臂均为中空结构；所述第一从动轮套设固定在所述传动轴另一端且位于所述移动主臂一端内部；所述连接轴两端分别通过轴承对应安装在移动主臂另一端和移动副臂的连接端内；所述第二从动轮、第三从动轮分别固定在所述连接轴的两端，且分别位于所述移动主臂一端内部和所述移动副臂的连接端内部；所述旋转轴一端通过轴承安装所述移动副臂靠近自由端的内部；所述晶圆吸盘组件安装在所述旋转轴的另一端；所述第四从动轮固定在所述旋转轴上且位于所述移动副臂的自由端内部；所述第一从动轮和第二从动轮，第三从动轮和第四从动轮通过皮带传动连接；所述传动轴、所述连接轴及所述旋转轴的中心轴线平行布置。采用上述方案的有益效果是，通过传动轮的转动实现了移动主臂和移动副臂在水平方向的旋转移动，且动力直接由传动轮传递给移动主臂和移动副臂，传动效率高；传动轴、连接轴及旋转轴的中心轴线相互平行，确保了执行机构灵活传动，平稳运行。优选的，所述升降驱动机构包括滚珠丝杠、电机a、第一传动轮和第二传动轮；所述电机固定在所述固定支架的底部，所述电机a的动力输出轴连接有第一传动轮；所述第一传动轮与所述第二传动轮传动连接；所述第二传动轮与所述滚柱丝杠传动连接；所述滚珠丝杠贯穿所述壳体的底部，并与所述手臂驱动机构固定连接。优选的，所述旋转驱动机构包括电机b、第三传动轮、第四传动轮、安装轴、轴承和轴承固定座；所述电机b安装在所述固定支架的底部，所述电机b的动力输出轴连接有第三传动轮；所述轴承固定座与所述手臂驱动机构固定连接；所述轴承安装在所述轴承固定座中，且所述轴承内套设所述安装轴；所述安装轴一端固定连接所述第四传动轮，所述第四传动轮与所述第三传动轮通过皮带传动连接；所述安装轴的另一端与所述手臂驱动机构固定连接。采用上述方案的有益效果是，转动力直接由电机b发出，经过一级传动减速，减少了多余的动力传输部分，提高了传动效率。优选的，所述固定支架的内壁上竖直设有一组导轨，所述导轨对称安装；所述壳体外侧与所述导轨一一对应设有滑动组件，所述导轨与所述滑动组件滑动连接。采用上述方案的有益效果是，采用滚珠丝杠和第二传动轮传动连接，滚珠丝杠的法兰盘与壳体底部固定连接，丝杠贯穿壳体底部将水平旋转运动转换为上下的直线运动，其固定座和壳体底部固定在一起，实现了手臂驱动机构和执行机构的上下运动；设置的滑动组件和导轨保证了上下垂直运动的稳定性，且滑动组件起到了降低摩擦力和提高传动效率的作用。优选的，还包括控制器、第一位移传感器和第二位移传感器，所述导轨和所述大带轮一侧均设有传感器安装板；所述第一位移传感器和所述第二位移传感器对应安装在所述传感器安装板上，并与所述控制器通讯连接；所述滑动组件上设有第一传感器挡片，所述大带轮上设有第二传感器挡片，所述第一传感器挡片与所述第一位移传感器位置对应且可滑动接触，所述第二传感器挡片与所述第二位移传感器位置对应且可旋转接触；所述控制器与升降驱动机构和手臂驱动机构通信连接。采用上述方案的有益效果是，位移传感器限制了机械手在水平方向和竖直方向的运动范围，使执行机构定位准确，既保护了运动机构又提高了工作效率。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术提供了一种晶圆移动机械手，机械手的各驱动机构的驱动力只经过一级传动实现减速，减少了中间动力传递的过程，降低了整体结构的复杂程度与整体重量，同时设置的位移传感器限制了运动范围，既保护运动机构，又实现了运动范围的可调性，且导轨设为两个，对称设置在固定机架的两侧，保证了受力均匀及手臂驱动机构的运动的平稳性，本技术减少了各驱动机构运动过程中所产生的运动惯量，提高机械手的定位精度，传递效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本技术一种晶圆移动机械手的固定支架的结构示意图；图2附图为本技术一种晶圆移动机械手的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆移动机械手，其特征在于，包括：固定支架(1)；升降驱动机构(2)，所述升降驱动机构(2)安装在所述固定支架(1)上；手臂驱动机构(3)，所述手臂驱动机构(3)与所述固定支架(1)滑动连接，并与所述升降驱动机构(2)传动连接；旋转驱动机构(4)，所述旋转驱动机构(4)设在所述固定支架(1)中，且与所述手臂驱动机构(3)传动连接；执行机构(5)，所述执行机构(5)包括移动主臂(51)和移动副臂(52)；所述移动主臂(51)一端与所述手臂驱动机构(3)的输出端传动连接，所述移动主臂(51)的另一端与所述移动副臂(52)的连接端传动连接，所述移动副臂(52)上靠近其自由端的位置上安装晶圆吸盘组件。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆移动机械手，其特征在于，包括：固定支架(1)；升降驱动机构(2)，所述升降驱动机构(2)安装在所述固定支架(1)上；手臂驱动机构(3)，所述手臂驱动机构(3)与所述固定支架(1)滑动连接，并与所述升降驱动机构(2)传动连接；旋转驱动机构(4)，所述旋转驱动机构(4)设在所述固定支架(1)中，且与所述手臂驱动机构(3)传动连接；执行机构(5)，所述执行机构(5)包括移动主臂(51)和移动副臂(52)；所述移动主臂(51)一端与所述手臂驱动机构(3)的输出端传动连接，所述移动主臂(51)的另一端与所述移动副臂(52)的连接端传动连接，所述移动副臂(52)上靠近其自由端的位置上安装晶圆吸盘组件。2.根据权利要求1所述的一种晶圆移动机械手，其特征在于，所述手臂驱动机构(3)包括：壳体(31)、传动轴(35)、电机固定架(32)和旋转电机(36)；所述升降驱动机构(2)和所述旋转驱动机构(4)分别与所述壳体(31)的底部传动连接；所述传动轴(35)垂直贯穿所述壳体(31)的顶面且通过轴承与所述壳体(31)连接；所述电机固定架(32)安装在所述壳体(31)内部，所述旋转电机(36)与所述电机固定架(32)连接，所述旋转电机(36)的输出端与所述传动轴(35)一端传动连接；所述移动主臂(51)的一端与所述传动轴(35)的另一端传动连接。3.根据权利要求2所述的一种晶圆移动机械手，其特征在于，还包括小带轮(33)和大带轮(34)，所述小带轮(33)固定在所述旋转电机(36)的输出轴上；所述大带轮(34)固定在所述传动轴(35)的一端，所述小带轮(33)和所述大带轮(34)传动连接。4.根据权利要求2所述的一种晶圆移动机械手，其特征在于，还包括连接轴(54)，所述移动主臂(51)的另一端与所述移动副臂(52)的连接端通过所述连接轴(54)传动连接。5.根据权利要求4所述的一种晶圆移动机械手，其特征在于，还包括晶圆吸盘组件旋转驱动机构，所述圆吸盘组件旋转驱动机构与所述传动轴(35)的另一端传动连接。6.根据权利要求5所述的一种晶圆移动机械手，其特征在于，所述圆吸盘组件旋转驱动机构包括第一从动轮(53)、第二从动轮(55)、第三从动轮(56)、旋转轴(58)及第四从动轮(57)，所述移动主臂(51)和所述移动副臂(52)均为中空结构；所述第一从动轮(53)套设固定在所述传动轴(35)另一端且位于所述移动主臂(51)一端内部；所述连接轴(54)两端分别通过轴承对应安装在移动主臂(51)另一端和移动副臂(52)的连接端内；所述第二从动轮(55)、第三从动轮(56)分别固定在所述连接轴(54)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，马荣花，马俊涛，
申请(专利权)人：张琦，马俊涛，
类型：新型
国别省市：河北,13