用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手，包括支架、第一、二驱动机构、第一、二驱动控制器、导轨杆、丝杆、连杆和挑梁，丝杆和导轨杆分别竖直间隔设置，且导轨杆的两端固设于支架上；丝杆下端固设于第一驱动机构上，且第一驱动控制器能够控制该第一驱动机构带动丝杆做圆周运动；连杆水平设置，其外周与丝杆通过螺纹啮合连接，且其一端能够上下滑动定位于导轨杆内，其另一端固设于第二驱动机构上；挑梁一端固设于第二驱动机构上，另一端设有叉抓，第二驱动控制器能够控制第二驱动机构带动挑梁作圆周方向的往返运动。该用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手，可代替人工操作，以减少因手工操作不当带来的芯片破损、性能参数变差等问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械加工领域，涉及一种机械手，尤其涉及一种用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手。
技术介绍
在硅片加工的湿法腐蚀工艺中，芯片先在腐蚀槽中腐蚀完成，然后进入置换槽，之后再进行清洗槽以及二次清洗槽。在此过程中，硅片需要缓慢竖直进入和取出于各个液体槽中完成置换。带图形硅片腐蚀之后留下的功能层薄膜很薄(一般厚度小于I微米)，并且上面还有微小可动结构，非常脆弱。但目前，该工艺过程一般由人工操作，容易造成芯片破损等问题，其不仅效率低，而且不良率高。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本技术提供了一种用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手，可代替人工操作，以减少因手工操作不当带来的芯片破损、性能参数变差等问题。本技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手，包括支架、第一驱动机构、第一驱动控制器、第二驱动机构、第二驱动控制器、导轨杆、丝杆、连杆和挑梁，所述丝杆和导轨杆分别竖直间隔设置，且所述导轨杆的两端固设于所述支架上；所述丝杆下端固设于所述第一驱动机构上，且所述第一驱动控制器能够控制该第一驱动机构带动所述丝杆做绕其轴线的圆周运动；所述连杆水平设置，其外周与所述丝杆通过螺纹啮合连接，且其一端能够上下滑动定位于所述导轨杆内，其另一端固设于所述第二驱动机构上；所述挑梁一端固设于所述第二驱动机构上，另一端设有可抓取硅片的叉抓，所述第二驱动控制器能够控制所述第二驱动机构带动所述挑梁作绕该挑梁一端的圆周方向的往返运动。使用时，通过第一驱动控制器使第一驱动机构带动丝杆做绕其轴线的圆周运动，由于连杆和丝杆通过螺纹啮合连接，并且连杆一端可上下滑动定位于导轨杆内，这样，丝杆绕其轴线的圆周运动转化为连杆的上下运动，而第二驱动机构固设于连杆另一端，挑梁一端固设于第二驱动机构上，进而连杆的上下运动带动挑梁做上下运动，最终带动叉抓做上下运动实现硅片在各个槽液中的放入和取出动作；通过第二驱动控制器使第二驱动机构带动挑梁做绕挑梁一端的水平面内的圆周往返运动，从而使叉抓带动硅片实现在水平面内的各个槽液间的置换。作为本技术的进一步改进，还设有智能逻辑控制器、电源模块和触摸屏，该电源模块为所述智能逻辑控制器、第一驱动控制器、第二驱动控制器和触摸屏分别提供其所需工作电压，所述智能逻辑控制器接收所述触摸屏的输入信号并控制所述第一驱动控制器和第二驱动控制器。这样，可以通过触摸屏在线输入指令，对第一、二驱动控制器的驱动参数进行设置，实现第一、二驱动机构的转动时间、角度和速度的设定，从而可满足不同硅片腐蚀工艺的需求，并可实现机械手的全自动化或半自动模式。作为本技术的优选方案，所述第一驱动机构和第二驱动机构分别为一伺服电机。作为本技术的优选方案，所述导轨杆固设于所述支架上，并与所述支架形成一整体。作为本技术的优选方案，所述挑梁为聚四氟材质形成。作为本技术的优选方案，所述叉抓为一吊钩。本技术的有益效果是通过采用智能逻辑控制器来控制两台伺服电机分别实现升降运动和圆周运动。通过触摸屏可以实现对智能逻辑控制器的在线编程，以实现不同的运动速度、时间、转动角度等。在挑梁的叉抓经过的圆周路径上放置腐蚀工艺所需的液体槽。通过编程指令，可以自动实现在不同的液体槽内的放入和取出硅片的动作，以及在液体槽之间移动的操作。挑梁采用聚四氟材质，耐酸碱，使该装置可以使用在强酸碱的工作场合。在机械手操作芯片的过程中，由挑梁上面的销柱固定好载硅片的石英舟，保证了硅片在运动过程中不会随意晃动。该机械手不仅可提供效率，使工艺过程更加严谨，而且可避免人工操作过程中提取硅片的紧张压力以及酸碱的危害，提供芯片的成品率和质量。附图说明图I为本技术结构示意图；图2为本技术实施例所述工位分布图。结合附图，作以下说明I—支架2—第一驱动机构3——第一驱动控制器4——第二驱动机构5——第二驱动控制器6——导轨杆7——丝杆8——连杆9——挑梁10——叉抓11—智能逻辑控制器12—电源模块13——触摸屏具体实施方式结合附图，对本技术作详细说明，但本技术保护范围不限于下述实施例。如图I所示，一种用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手，其包括支架I、第一驱动机构2、第一驱动控制器3、第二驱动机构4、第二驱动控制器5、导轨杆6、丝杆7、连杆8、挑梁9、智能逻辑控制器11、电源模块12和触摸屏13，其中，第一、二驱动机构分别为一伺服电机，丝杆和导轨杆分别竖直间隔设置，且导轨杆的两端固设与支架上；丝杆下端固设于第一驱动机构上，第一驱动控制器控制该第一驱动机构带动丝杆做绕丝杆轴线的圆周运动；连杆水平设置，其外周与丝杆通过螺纹啮合连接，且其一端能够上下滑动定位于导轨杆内，其另一端固设于第二驱动机构上；挑梁一端固设于第二驱动机构上，另一端设有可抓取硅片的叉抓10，第二驱动控制器能够控制第二驱动机构带动挑梁作绕该挑梁一端的圆周方向的往返运动。电源模块为智能逻辑控制器、第一驱动控制器、第二驱动控制器和触摸屏分别提供其所需工作电压，智能逻辑控制器接收触摸屏的输入信号并控制第一驱动控制器和第二驱动控制器。使用时，通过第一驱动控制器使第一驱动机构带动丝杆做绕其轴线的圆周运动，由于连杆和丝杆通过螺纹啮合连接，并且连杆一端可上下滑动定位于导轨杆内，这样，丝杆绕其轴线的圆周运动转化为连杆的上下运动，而第二驱动机构固设于连杆另一端，挑梁一端固设于第二驱动机构上，进而连杆的上下运动带动挑梁做上下运动，最终带动叉抓做上下运动实现硅片在各个槽液中的放入和取出动作；通过第二驱动控制器使第二驱动机构带动挑梁做绕挑梁一端的水平面内的圆周往返运动，从而使叉抓带动硅片实现在水平面内的各个槽液间的置换。另外，可以通过触摸屏在线输入指令，对第一、二驱动控制器的驱动参数进行设置，实现第一、二驱动机构的转动时间、角度和速度的设定，从而可满足不同硅片腐蚀工艺的需求，并可实现机械手的全自动化或半自动模式。在全自动模式下，可设定好全部程序，比如启动、暂停和停止等动作，不需要人为干预。半自动模式可根据工艺需求在某一步骤加入人工干预，以避免错误的流程设置对操作带来的危害。以非制冷红外焦平面阵列芯片的后期腐蚀释放工艺为例，工艺步骤要求首先利用 KOH溶液进行硅基减薄，然后再在四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液中进行完全释放。在本例应用在芯片释放工艺中，则根据工艺的操作步骤将所需的参数设定好，由其自动运行。如在图2所示的工位布局图中，设定的运行程序如下机械手位于E位，机械手吊钩不工作时停止在F位；在F位人工钩上物品，由机械手带动物品送入A位中，下降，送到槽中；完成腐蚀工艺后，将物品提升上来并转动180度到C位，下降入槽中，完成清洗后再提升上来；然后转动到B位，下降入槽中完成另一种腐蚀工艺后，提升上来；在转到C位，下降入槽中，完成一次清洗后提起；再转到D位，下降入槽中，完成二次清洗后提起；再转到F位,静止不动。人工摘下物品。在该附图2中，A位槽中为KOH碱液，B位槽中为四甲基氢氧化铵溶液，C位槽中为H20, D位槽中为有机溶剂，E位为机械手位置，F位为挑梁吊钩静止位。权利要求1.一种用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手，其特征在于其包括支架(I)、第一驱动机构(2)、第一驱动控制器(3)、第二驱动机构(4)、第二驱动控制器(5)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于硅片湿法腐蚀工艺的机械手，其特征在于：其包括支架(1)、第一驱动机构(2)、第一驱动控制器(3)、第二驱动机构(4)、第二驱动控制器(5)、导轨杆(6)、丝杆(7)、连杆(8)和挑梁(9)，所述丝杆和导轨杆分别竖直间隔设置，且所述导轨杆的两端固设于所述支架上；所述丝杆下端固设于所述第一驱动机构上，且所述第一驱动控制器能够控制该第一驱动机构带动所述丝杆做绕其轴线的圆周运动；所述连杆水平设置，其外周与所述丝杆通过螺纹啮合连接，且其一端能够上下滑动定位于所述导轨杆内，其另一端固设于所述第二驱动机构上；所述挑梁一端固设于所述第二驱动机构上，另一端设有可抓取硅片的叉抓(10)，所述第二驱动控制器能够控制所述第二驱动机构带动所述挑梁作绕该挑梁一端的圆周方向的往返运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，焦斌斌，刘瑞文，孔延梅，尚海平，卢狄克，陈大鹏，
申请(专利权)人：昆山光微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：