CN110370310B - 一种机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机械手，包括Z轴主支架、连接支架、第一底板、旋转装置和手指伸出装置；所述连接支架通过上下滑动装置可上下滑动的设置在所述Z轴主支架一侧；所述第一底板固定安装在所述连接支架上；所述旋转装置可旋转的设置在所述第一底板上；若干所述手指伸出装置设置在所述旋转装置上，所述手指伸出装置用于夹取晶圆。本发明设置有多个手指，可以完全实现干湿分离，避免交叉污染，功能多样，能实现上下滑动、旋转以及手指伸缩，便于机械手在狭小的半导体设备内实现多种动作，从而提高工作效率，优化半导体设备使用空间。

Description

一种机械手
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种机械手。
背景技术
在半导体晶圆的制造工艺中，为了减少各环节人工搬运的影响，半导体设备内部，以及设备与设备之间，都需要采用晶圆自动传送的方式，在机台与机台之间，以及机台内部各单元之间交接晶圆，一般采用机械手运输，但是现有的机械手一般设置有一个手指，晶圆干湿不分离，容易交叉污染，而且功能单一。
发明内容
要解决的技术问题
本发明要解决的问题是提供一种机械手，以克服现有技术中晶圆干湿不分离，容易交叉污染，而且功能单一的缺陷。
技术方案
为解决所述技术问题，本发明提供一种机械手，包括Z轴主支架、连接支架、第一底板、旋转装置和手指伸出装置；所述连接支架通过上下滑动装置可上下滑动的设置在所述Z轴主支架一侧；所述第一底板固定安装在所述连接支架上；所述旋转装置可旋转的设置在所述第一底板上；若干所述手指伸出装置设置在所述旋转装置上，所述手指伸出装置用于夹取晶圆。
优选的，所述旋转装置包括第一驱动电机、第一皮带轮、第一同步带、第二皮带轮、谐波减速机、转轴和第二底板；所述第一驱动电机固定安装在所述第一底板下端；所述第一皮带轮安装在所述第一驱动电机的输出轴上；所述第二皮带轮与所述谐波减速机配合并实现同步转动；所述第一同步带一端与所述第一皮带轮配合，另一端与所述第二皮带轮配合；所述谐波减速机安装在所述第一底板上；所述转轴上端与所述第二底板配合安装，下端与所述谐波减速机配合并实现同步转动。
优选的，所述手指伸出装置包括第二驱动电机、第三皮带轮、第二同步带、同步带卡块、R轴滑块安装板、第一滑块、第一导轨、第四皮带轮、从动轮座、L形板和手指本体；所述第二驱动电机固定安装在所述第二底板下端一侧；所述第三皮带轮安装在所述第二驱动电机的输出轴上；所述第二同步带一端与所述第三皮带轮连接，另一端与所述第四皮带轮连接；所述从动轮座固定安装在所述第二底板下端另一侧，所述第四皮带轮可转动的设置在所述从动轮座上；所述同步带卡块与所述R轴滑块安装板固定，将所述第二同步带与R轴滑块安装板夹紧实现同步移动；所述第一滑块下端与所述R轴滑块安装板固定，上端与所述第一导轨滑动连接；所述第一导轨固定安装在所述第二底板下端；所述L形板上端与所述手指本体固定连接，下端与所述R轴滑块安装板固定连接；所述手指本体夹取所述晶圆。
优选的，所述手指伸出装置设置有四组，均布在所述第二底板上下两侧。
优选的，所述第二底板上端还设置有防漏盘，所述防漏盘上开有通孔，所述通孔下端连接排液管，所述防漏盘通过支撑架固定在所述第二底板上。
优选的，所述第二底板上还设置有光电传感器。
优选的，所述上下滑动装置包括第三驱动电机、第五皮带轮、第二滑块、第二导轨、第三导轨、第一从动轮支架、第二从动轮支架、第六皮带轮和第三同步带；所述第三驱动电机固定安装在所述Z轴主支架下端；所述第五皮带轮固定安装在所述第三驱动电机的输出轴上；两个所述第二滑块为一组，分别可滑动的设置在所述第二导轨和第三导轨上；所述第二导轨和第三导轨固定安装在所述Z轴主支架上；所述第一从动轮支架和第二从动轮支架固定安装在所述Z轴主支架上端；所述第六皮带轮可转动的设置在所述第一从动轮支架和第二从动轮支架之间；所述第三同步带上端与所述第六皮带轮连接，下端与所述第五皮带轮连接；所述连接支架与所述第二滑块固定安装。
有益效果为：与现有技术相比本发明的机械手，设置有四个手指，可以完全实现干湿分离，避免交叉污染；功能多样，能实现上下滑动、旋转以及手指伸缩，便于机械手在狭小的半导体设备内实现多种动作，从而提高工作效率，优化半导体设备使用空间。
附图说明
图1为本发明一种机械手的结构示意图；
图2为本发明一种机械手的主视图；
图3为图2中A-A方向的剖视图；
图4为图3中B的局部放大图；
图5为手指伸出装置的结构示意图；
图6为图5中C的局部放大图；
图7为图5中D的局部放大图；
图8为上下滑动装置的结构示意图；
图9为图3中E的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明的一种机械手，包括Z轴主支架1、连接支架2、第一底板3、旋转装置4和手指伸出装置5；所述连接支架2通过上下滑动装置可上下滑动的设置在所述Z轴主支架1一侧；所述第一底板3用螺钉固定安装在所述连接支架2上；所述旋转装置4可旋转的设置在所述第一底板3上；若干所述手指伸出装置5设置在所述旋转装置4上，所述手指伸出装置5用于夹取晶圆6。
如图2至图4所示，所述旋转装置4包括第一驱动电机401、第一皮带轮402、第一同步带403、第二皮带轮404、谐波减速机405、转轴406和第二底板407；所述第一驱动电机401用螺钉固定安装在所述第一底板3下端；所述第一皮带轮402安装在所述第一驱动电机401的输出轴上；所述第二皮带轮404与所述谐波减速机405用螺钉固定配合并实现同步转动；所述第一同步带403一端与所述第一皮带轮402配合，另一端与所述第二皮带轮404配合；所述谐波减速机405用螺钉安装在所述第一底板3上；所述转轴406上端与所述第二底板407用螺钉配合安装，下端与所述谐波减速机405用螺钉固定配合并实现同步转动。旋转装置4起到带动手指伸出装置5转动的作用。
如图5至图7所示，所述手指伸出装置5包括第二驱动电机501、第三皮带轮502、第二同步带503、同步带卡块504、R轴滑块安装板505、第一滑块506、第一导轨507、第四皮带轮508、从动轮座509、L形板5010和手指本体5011；所述第二驱动电机501用螺钉固定安装在所述第二底板407下端一侧；所述第三皮带轮502安装在所述第二驱动电机501的输出轴上；所述第二同步带503一端与所述第三皮带轮502连接，另一端与所述第四皮带轮508连接；所述从动轮座509用螺钉固定安装在所述第二底板407下端另一侧，所述第四皮带轮508可转动的设置在所述从动轮座509上；所述同步带卡块504与所述R轴滑块安装板505用螺钉固定，将所述第二同步带503与R轴滑块安装板505夹紧实现同步移动；所述第一滑块506下端与所述R轴滑块安装板505用螺钉固定，上端与所述第一导轨507滑动连接；所述第一导轨507用螺钉固定安装在所述第二底板407下端；所述L形板5010上端与所述手指本体5011用螺钉固定连接，下端与所述R轴滑块安装板505用螺钉固定连接；所述手指本体5011夹取所述晶圆6。
如图5所示，所述手指伸出装置5设置有四组且结构相同，均布在所述第二底板407上下两侧。因此，能设置四个手指本体，便于快速夹取晶圆6。为了布局紧凑，两个手指伸出装置5的驱动电机设置在第二底板407的上下两侧的一端，另外两个手指伸出装置5的驱动电机设置在第二底板407的上下两侧的另一端，相互错开排布。
如图9所示，所述第二底板407上端还设置有防漏盘16，所述防漏盘16上开有通孔19，所述通孔19下端连接排液管17，所述防漏盘16通过支撑架18固定在所述第二底板407上。夹取晶圆6的时候，晶圆6上的液体滴到防漏盘16上，然后通过排液管17排出。
如图5所示，所述第二底板407上通过支架固定设置有光电传感器20，光电传感器20用于检测晶圆6有无重叠、有无放斜及数量的检测。
如图8所示，所述上下滑动装置包括第三驱动电机7、第五皮带轮8、第二滑块9、第二导轨10、第三导轨11、第一从动轮支架12、第二从动轮支架13、第六皮带轮14和第三同步带15；所述第三驱动电机7用螺钉固定安装在所述Z轴主支架1下端；所述第五皮带轮8固定安装在所述第三驱动电机7的输出轴上；两个所述第二滑块9为一组，分别可滑动的设置在所述第二导轨10和第三导轨11上；所述第二导轨10和第三导轨11用螺钉固定安装在所述Z轴主支架1上；所述第一从动轮支架12和第二从动轮支架13用螺钉固定安装在所述Z轴主支架1上端；所述第六皮带轮14可转动的设置在所述第一从动轮支架12和第二从动轮支架13之间；所述第三同步带15上端与所述第六皮带轮14连接，下端与所述第五皮带轮8连接；所述连接支架2与所述第二滑块9用螺钉固定安装。
工作时，上下滑动装置先开始工作，第三驱动电机7工作，带动连接支架2上下移动；然后到达指定位置后，旋转装置4开始旋转工作，第一驱动电机401开始工作，带动谐波减速机405、转轴406及第二底板407转动，到达指定位置之后手指伸出装置5开始工作，第二驱动电机501开始工作，带动第二同步带503、R轴滑块安装板505、L形板5010及手指本体5011伸缩，手指本体5011去夹取晶圆6；之后再控制旋转装置4、上下滑动装置及手指伸出装置5，将晶圆6运送到指定位置。重复上述工作，就可以进行晶圆6的运送工作。而且夹取晶圆的时候，干的手指夹取干的晶圆，湿的晶圆夹取湿的晶圆，完全实现干湿分离。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种机械手，其特征在于：包括Z轴主支架(1)、连接支架(2)、第一底板(3)、旋转装置(4)和手指伸出装置(5)；所述连接支架(2)通过上下滑动装置可上下滑动的设置在所述Z轴主支架(1)一侧；所述第一底板(3)固定安装在所述连接支架(2)上；所述旋转装置(4)可旋转的设置在所述第一底板(3)上；若干所述手指伸出装置(5)设置在所述旋转装置(4)上，所述手指伸出装置(5)用于夹取晶圆(6)；
所述上下滑动装置包括第三驱动电机(7)、第五皮带轮(8)、第二滑块(9)、第二导轨(10)、第三导轨(11)、第一从动轮支架(12)、第二从动轮支架(13)、第六皮带轮(14)和第三同步带(15)；所述第三驱动电机(7)固定安装在所述Z轴主支架(1)下端；所述第五皮带轮(8)固定安装在所述第三驱动电机(7)的输出轴上；两个所述第二滑块(9)为一组，分别可滑动的设置在所述第二导轨(10)和第三导轨(11)上；所述第二导轨(10)和第三导轨(11)固定安装在所述Z轴主支架(1)上；所述第一从动轮支架(12)和第二从动轮支架(13)固定安装在所述Z轴主支架(1)上端；所述第六皮带轮(14)可转动的设置在所述第一从动轮支架(12)和第二从动轮支架(13)之间；所述第三同步带(15)上端与所述第六皮带轮(14)连接，下端与所述第五皮带轮(8)连接；所述连接支架(2)与所述第二滑块(9)固定安装；
所述旋转装置(4)包括第一驱动电机(401)、第一皮带轮(402)、第一同步带(403)、第二皮带轮(404)、谐波减速机(405)、转轴(406)和第二底板(407)；所述第一驱动电机(401)固定安装在所述第一底板(3)下端；所述第一皮带轮(402)安装在所述第一驱动电机(401)的输出轴上；所述第二皮带轮(404)与所述谐波减速机(405)配合并实现同步转动；所述第一同步带(403)一端与所述第一皮带轮(402)配合，另一端与所述第二皮带轮(404)配合；所述谐波减速机(405)安装在所述第一底板(3)上；所述转轴(406)上端与所述第二底板(407)配合安装，下端与所述谐波减速机(405)配合并实现同步转动；
所述手指伸出装置(5)包括第二驱动电机(501)、第三皮带轮(502)、第二同步带(503)、同步带卡块(504)、R轴滑块安装板(505)、第一滑块(506)、第一导轨(507)、第四皮带轮(508)、从动轮座(509)、L形板(5010)和手指本体(5011)；所述第二驱动电机(501)固定安装在所述第二底板(407)下端一侧；所述第三皮带轮(502)安装在所述第二驱动电机(501)的输出轴上；所述第二同步带(503)一端与所述第三皮带轮(502)连接，另一端与所述第四皮带轮(508)连接；所述从动轮座(509)固定安装在所述第二底板(407)下端另一侧，所述第四皮带轮(508)可转动的设置在所述从动轮座(509)上；所述同步带卡块(504)与所述R轴滑块安装板(505)固定，将所述第二同步带(503)与R轴滑块安装板(505)夹紧实现同步移动；所述第一滑块(506)下端与所述R轴滑块安装板(505)固定，上端与所述第一导轨(507)滑动连接；所述第一导轨(507)固定安装在所述第二底板(407)下端；所述L形板(5010)上端与所述手指本体(5011)固定连接，下端与所述R轴滑块安装板(505)固定连接；所述手指本体(5011)夹取所述晶圆(6)。
2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述手指伸出装置(5)设置有四组，均布在所述第二底板(407)上下两侧。
3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述第二底板(407)上端还设置有防漏盘(16)，所述防漏盘(16)上开有通孔(19)，所述通孔(19)下端连接排液管(17)，所述防漏盘(16)通过支撑架(18)固定在所述第二底板(407)上。
4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于：所述第二底板(407)上还设置有光电传感器(20)。
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