一种机械手臂制造技术

本发明专利技术提供一种机械手臂，用于将基板传送至功能腔室内，所述机械手臂为一体加工的整体，设置于移动台上，所述机械手臂包括：承载部；根部，所述根部下表面中与移动台相互接触的部分为固定接触面，所述根部包括位于根部上侧且沿机械手臂方向截面为正立梯形的根部加强部，所述正立梯形上边的长度范围大于等于所述固定接触面的长度且小于等于所述正立梯形下边的长度，所述根部加强部的厚度大于等于所述承载部厚度的1.5倍且小于等于承载部厚度的2倍。本发明专利技术能提高悬臂结构的刚性和稳定性，减少下垂量，实现基板在满足尺寸和质量增加、运动空间减小、传送速度加快等严格传送条件下，仍能保证正常的传送工作。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及基板传输领域，尤其涉及一种机械手臂。
技术介绍
：在太阳能电池、平板显示及半导体领域的生产过程中，一套完整工艺制程通常包括很多工序，基板需要流经多个不同的功能腔室完成成膜工艺，基板在这些腔室之间的移动和定位，多由负责传送基板的机械手臂来完成。图1为现有技术中一种常见的机械手臂运载基板进、出腔室的情形，如图1所示，可以往复运动的移动台101上设置有承载基板103的机械手臂102，其数量为3个，机械手臂102用于将基板103传输至功能腔室104中，该功能腔室104具有一定尺寸的开口，其开口的高度尺寸为H，通过移动台101的前后往复运动及其它相关的机构的配合，机械手臂102便可以经过此开口完成将基板送进腔室和从腔室中取出的工作。可以看出，在图1示例中，移动台101和机械手臂102组成了典型的悬臂结构：机械手臂102仅根部有限的部分固定于移动台101上，其余大部分材料连同承载的基板都悬臂于移动台之外，这种方式必然会导致手臂前端和基板产生一定的下垂量Δ，可参见图2所示。随着技术的发展及产线的不断更新换代，目前设备的发展有以下几个趋势：1，运动允许空间变小：为了能够提高功能腔室内的工作效率，例如提高PECVD沉积腔的成膜速率，工业上功能腔室的开口尺寸H有不断减小的趋势，这样机械手臂承载基板进、出腔室的空间变得越来越狭窄、紧凑，基板容易与腔室壁发生碰撞，给往复运动增加了很大的难度。2，基板尺寸和质量大幅度增加：基板尺寸越大，手臂就需要更长的长度来放置基板，即悬臂的长度无法减短，甚至还要加长，同时基板尺寸越大，质量也就相应越大，这些变化最直接的表现，就是图2所示下垂量Δ将明显增大，并将影响基板传送的稳定性。此外，在很多设备中，基板的传送工作都需要在200℃以上的温度环境内进行，此时，很多材料的性能会发生变化，材料的刚性、甚至包括基板本身的刚性，都会降低，悬臂承载基板的下垂量，就更难以保证，也就更增加了传送工作的难度。综合上述几点内容，容易得知，随着技术的快速发展，基板传送工作的难度日趋增大，主要体现在手臂承载的基板尺寸和质量越来越大，但传送工作允许的空间，却越来越狭窄、紧凑，此时如果不能有效提高悬臂结构承载基板的刚性，减小下垂量Δ，就很容易出现摩擦、撞击、甚至损坏设备内部装置的严重情况，造成基板的破损并会影响设备的稳定性、安全性，这些问题正是现有技术中机械手臂所面临的瓶颈。
技术实现思路
：为了解决上述问题，本专利技术提供了一种机械手臂，通过改变机械手臂根部的结构，有效提高悬臂结构承载基板的刚性和运动稳定性，减少其下垂量，实现在基板满足尺寸和质量增加、运动空间减小、传送速度加快等严格传送条件下，仍能保证正常的传送工作。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种机械手臂，用于将基板传送至功能腔室内，所述机械手臂为一体加工的一个整体，设置于承载其运输的移动台上，所述机械手臂包括：用于承载基板的承载部；用于固定连接所述移动台的根部，所述根部下表面中与移动台相互接触的部分为固定接触面，所述根部包括位于根部上侧且沿机械手臂方向截面为正立梯形的根部加强部，所述正立梯形上边的长度范围大于等于所述固定接触面的长度且小于等于所述正立梯形下边的长度，所述根部加强部的厚度大于等于所述承载部厚度的1.5倍且小于等于承载部厚度的2倍。可选地，所述根部还包括位于根部下侧且沿机械手臂方向截面为倒立梯形的根部支撑部，此时，所述固定接触面为所述根部支撑部下表面的一部分，所述根部支撑部的倒立梯形下边的长度范围大于等于所述固定接触面的长度且小于等于所述倒立梯形上边的长度，所述根部支撑部的厚度大于等于所述承载部厚度的1倍且小于等于承载部厚度的2倍。优选地，所述根部加强部的正立梯形上边的长度范围大于等于所述根部支撑部的倒立梯形下边的长度。可选地，所述机械手臂用于传输面积大于1m2的基板。可选地，所述机械手臂用于传输质量大于10Kg的基板。可选地，所述机械手臂用于传输面积大于1m2，质量大于10Kg的太阳能电池板。可选地，所述功能腔室为PECVD反应腔。与现有技术相比，本专利技术具有以下的技术效果：1，本专利技术能够有效减少机械手臂的下垂量，提高悬臂结构的刚性，满足新一代设备中，因基板尺寸和质量增加、运动空间减小而产生的更加严苛的传送稳定性要求。2，基板的传输贯穿于整个工作流程，衔接了设备各个部分，如果能提高传输工作的速度，就会很有效地加快设备的节拍，直接提高了设备的产能。而在工业生产中，提高基板的传输速度往往会使手臂运动的稳定性变差，从而限制了传输速度的提高。本专利技术中所披露的机械手臂能够有效改善悬臂结构的刚性，使其在提高基板传输速度的同时仍然能够保持优良的手臂运动稳定性，从而提高设备的产能。3，一般来说，传送过程中的运动会使悬臂结构的机械手臂和基板产生一定的受迫振动，而随着运动速度的加快，这种受迫振动会越来越严重，本专利技术的设计，能够有效增强悬臂结构的抗干扰能力。4，除了传送工作自身的运动外，厂房、产线、设备周围、设备内部诸多运动部件的工作等，也会产生随机而复杂的振动，严重时会产生共振，也就是振幅达到最大值。此时就可能出现对手臂、基板、或者设备造成损坏的问题，本专利技术能够减小机械手臂和基板被这些随机干扰而引发的振幅，从而减少了基板移位、抖落、撞击设备其他部件等状况的发生。附图说明：图1为现有技术中机械手臂运载基板进出腔室的示意图。图2为现有技术中承载基板的机械手臂的下垂情况示意图。图3（a）为现有技术中机械手臂的立体图。图3（b）为图3（a）中沿XX’方向的剖面图。图4（a）为本专利技术第一实施例的机械手臂的立体图。图4（c）为图4（b）中虚线框内的局部放大图。图4（b）为图4（a）中沿XX’方向的剖面图。图5（a）为本专利技术第二实施例的机械手臂的立体图。图5（b）为图5（a）中沿XX’方向的剖面图。图5（c）为图5（b）中虚线框内的局部放大图。图6为现有技术、本专利技术第一实施例、本专利技术第二实施例三种情况下机械手臂在承载基板时的示意图。图7为现有技术的普通手臂在承载基板时的形变图。图8为L5=L3，T2=1.5T时第一实施例机械手臂形变图。图9为L5=L3，T2=1.5T且L4=L3，T1=T时第二实施例机械手臂形变图。图10为L5=L1，T2=2T时第一实施例机械手臂形变图。图11为L5=L1，T2=2T且L4=L1，T1=2T时第二实施例机械手臂形变图。图12为L5=1.3L3，T2=1.67T时第一实施例机械手臂形变图。图13为L5=1.3L3，T2=1.67T且L4=1.2L3，T1=1.67T时第二实施例机械手臂形变图。具体实施方式：为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方法来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。需要指出的是，本文涉及的机械手臂所提供的基板既包括了覆膜的基板，例如薄膜太阳能电池板，也包括了承载了若干基片的载板，例如晶硅太阳能电池板。本文所涉及的机械手臂用于承载基板，实现基板在多个不同的功能腔室之间的移动和定位，所述功能腔室可以是工艺腔、传输腔、进片腔、出片腔、刻蚀腔等，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械手臂，用于将基板传送至功能腔室内，所述机械手臂为一体加工的一个整体，设置于承载其运输的移动台上，其特征在于：所述机械手臂包括：用于承载基板的承载部；用于固定连接所述移动台的根部，所述根部下表面中与移动台相互接触的部分为固定接触面，所述根部包括位于根部上侧且沿机械手臂方向截面为正立梯形的根部加强部，所述正立梯形上边的长度范围大于等于所述固定接触面的长度且小于等于所述正立梯形下边的长度，所述根部加强部的厚度大于等于所述承载部厚度的1.5倍且小于等于承载部厚度的2倍。

【技术特征摘要】
1.一种机械手臂，用于将基板传送至功能腔室内，所述机械手臂为一体加工的一个整体，设置于承载其运输的移动台上，其特征在于：所述机械手臂包括：用于承载基板的承载部；用于固定连接所述移动台的根部，所述根部下表面中与移动台相互接触的部分为固定接触面，所述根部包括位于根部上侧且沿机械手臂方向截面为正立梯形的根部加强部，所述正立梯形上边的长度范围大于等于所述固定接触面的长度且小于等于所述正立梯形下边的长度，所述根部加强部的厚度大于等于所述承载部厚度的1.5倍且小于等于承载部厚度的2倍。2.根据权利要求1所述的一种机械手臂，其特征在于：所述根部还包括位于根部下侧且沿机械手臂方向截面为倒立梯形的根部支撑部，此时，所述固定接触面为所述根部支撑部下表面的一部分，所述根部支撑部的倒立梯形下边的长度范围大于等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨睿，
申请(专利权)人：上海理想万里晖薄膜设备有限公司，理想能源设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31