CN110610895A - 一种用于平台的弹簧顶针机构及真空等离子处理腔体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于平台的弹簧顶针机构及真空等离子处理腔体，所述弹簧顶针机构包括沿针孔从平台上端面伸出缩回的顶针；还包括导向管、弹簧和底座；所述导向管包括若干沿圆周方向间隔布置在平台下端面的圆弧导向板，所述若干圆弧导向板均与一个针孔同轴；所述底座上设置有若干圆弧通槽；每个圆弧通槽滑动套装在一个圆弧导向板外；所述顶针的下端固定在底座中心上；所述弹簧位于所述底座的上端面与平台下端面之间；当顶针从平台上端面伸出，弹簧处于压缩状态。本发明的顶针始终保持与平台的垂直，不会产生转动偏斜卡涩的问题，无需考虑针孔与顶针的配合间隙，保证顶针在针孔内伸缩顺畅；同时保证顶针能够从平台上端面缩回，防止顶针下落不到位。

Description

一种用于平台的弹簧顶针机构及真空等离子处理腔体
技术领域
本发明属于半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种用于平台的弹簧顶针机构及真空等离子处理腔体。
背景技术
半导体行业中需要使用顶针机构配合真空机械手传送晶片。现有技术中半导体行业应用的顶针机构如图10所示，顶针间隙配合插在工件载台的孔内，实现移动。然而如果顶针与针孔配合间隙过小，顶针容易卡涩不动，发生事故；如果顶针与针孔配合间隙太大，顶针在孔内就会出现倾斜的状态，顶板顶升顶针的时候就会使顶针与针孔的下端产生一定的斜切力，两者摩擦会使接触面***糙，进而造成顶针发生断裂。半导体行业中工件载台的工作温度一般都在300~400℃的高温，顶针和顶孔会在使用过程中产生不同程度的热胀冷缩，使得上述故障更容易发生。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种用于平台的弹簧顶针机构及真空等离子处理腔体，顶针始终保持与平台的垂直，不会产生转动偏斜卡涩的问题，无需考虑针孔与顶针的配合间隙，保证顶针在针孔内伸缩顺畅；同时保证顶针能够从平台上端面缩回，防止顶针下落不到位。
技术方案：本发明提出一种用于平台的弹簧顶针机构，所述平台上设置有针孔；所述弹簧顶针机构包括沿针孔从平台上端面伸出缩回的顶针；还包括导向管、弹簧和底座；所述导向管包括若干直径相同的圆弧导向板，所述若干圆弧导向板均与一个针孔同轴，且若干圆弧导向板沿圆周方向间隔布置，所述若干圆弧导向板的上端固定在平台下端面；
所述底座上设置有若干圆弧通槽；所述圆弧通槽与圆弧导向板一一对应，每个圆弧通槽滑动套装在一个圆弧导向板外；所述顶针的下端固定在底座上，且顶针位于导向管的轴心线上并可沿导向管轴向移动；
所述弹簧套装在导向管外周，且弹簧位于所述底座的上端面与平台下端面之间；当顶针从平台上端面伸出，弹簧处于压缩状态。
进一步，所述底座上设置有向上端凸出的限位凸台，用于限制底座向平台移动时与平台的最小距离。
进一步，所述导向管还包括位于导向管上端的圆弧限位板；所述圆弧限位板连接在圆弧导向板之间；所述圆弧限位板位于限位凸台向平台移动的路径上。
进一步，当弹簧处于自然长度，所述限位凸台的上端面与圆弧限位板的下端面的距离小于弹簧的可压缩极限长度。
进一步，所述弹簧的自然长度与底座的厚度之和小于导向管的长度。
进一步，所述导向管的上端通过法兰连接平台下端面。
进一步，所述顶针的下端设置有螺纹部；所述底座上开设有螺纹孔；所述顶针的螺纹部旋入螺纹孔内固定。
一种真空等离子处理腔体，包括若干上述的弹簧顶针机构；还包括工件载台，所述工件载台上设置有若干针孔，弹簧顶针机构与针孔一一对应安装在工件载台下端；还包括用于支撑工件并将工件送至工件载台上方的机械手；当机械手位于工件载台上方，所述顶针的上端可穿过机械手并位于机械手上方。
进一步，还包括顶板；所述顶板与底座的下端面相接；所述顶板上设置有若干与顶针一一对应的通孔；所述通孔的直径大于导向管的直径，且小于底座的直径。
有益效果：本发明通过圆弧导向板垂直固定于平台下表面，底座的圆弧通槽滑动套装在圆弧导向板外，起到了底座沿轴向移动的导向作用，同时限制底座不会产生转动偏斜；将顶针固定在底座上，顶针始终保持与平台的垂直，不会产生转动偏斜卡涩的问题，无需考虑针孔与顶针的配合间隙，保证顶针在针孔内伸缩顺畅。
平台下表面与底座之间的弹簧，可以施加反弹力推动底座下降，保证顶针能够从平台上端面缩回，防止顶针1下落不到位；同时弹簧在顶针升降过程中还起到了缓冲升降作用力的作用。
附图说明
图1为本发明的弹簧顶针机构的主视图；
图2为本发明的弹簧顶针机构的主视剖面图；
图3为本发明的弹簧顶针机构的轴测图；
图4为本发明的导向管的结构示意图；
图5为本发明的底座的结构示意图；
图6为本发明的真空等离子处理腔体在顶针处于缩回状态下的局部结构示意图；
图7为本发明的真空等离子处理腔体在顶针处于伸出状态下的局部结构示意图；
图8为本发明的真空等离子处理腔体的局部俯视图；
图9为本发明的真空等离子处理腔体的顶板与弹簧顶针机构的连接结构图；
图10为现有技术的顶针结构示意图。
具体实施方式
本发明提出一种用于平台的弹簧顶针机构，所述平台上设置有针孔，所述弹簧顶针机构包括沿针孔从平台上端面伸出缩回的顶针1。
所述弹簧顶针机构还包括导向管、弹簧2和底座3。所述导向管包括若干直径相同的圆弧导向板4，所述若干圆弧导向板4均与一个针孔同轴，且若干圆弧导向板4沿圆周方向间隔布置，所述若干圆弧导向板4的上端通过法兰8固定在平台下端面。
所述底座3上设置有若干圆弧通槽5；所述圆弧通槽5与圆弧导向板4一一对应，每个圆弧通槽5滑动套装在一个圆弧导向板4外，起到了底座3沿轴向移动的导向作用，同时限制底座3不会产生转动偏斜。所述顶针1的下端设置有螺纹部9；所述底座3上开设有螺纹孔10；所述顶针1的螺纹部9旋入螺纹孔10内固定。且顶针1位于导向管的轴心线上并可沿导向管轴向移动。
因顶针1固定在底座3上，所以只要顶针1直径小于导向管及针孔的直径即可，无需考虑针孔与顶针1的配合间隙，顶针1始终保持与平台的垂直，不会产生转动偏斜卡涩的问题，保证顶针1在针孔内伸缩顺畅。
所述弹簧2套装在导向管外周，且弹簧2位于所述底座3的上端面与平台下端面之间；当顶针1从平台上端面伸出，弹簧2处于压缩状态。所述弹簧2的自然长度与底座3的厚度之和小于导向管的长度，使得底座3不会被弹簧3弹出脱离至圆弧导向板4外。
所述弹簧顶针机构在使用时，向所述底座3施加作用力抬升底座3，底座3压缩弹簧2沿导向管滑动，使顶针1从平台上端面伸出；当停止向底座3施加作用力，压缩后的弹簧2的反弹力推动底座3下降，保证顶针能够从平台上端面缩回，防止顶针1下落不到位。同时弹簧还起到了缓冲升降作用力的作用。
所述底座3上设置有向上端凸出的限位凸台6，所述导向管还包括位于导向管上端的圆弧限位板7；所述圆弧限位板7连接在圆弧导向板4之间；所述圆弧限位板7位于限位凸台6向平台移动的路径上。当底座3上升至所述限位凸台6的上端面与圆弧限位板7的下端面相接，底座3到达平台的最小距离，无法继续上升。
当弹簧2处于自然长度，所述限位凸台6的上端面与圆弧限位板7的下端面的距离小于弹簧2的可压缩极限长度，使弹簧2的压缩留有余量，不会损伤弹簧。
一种真空等离子处理腔体，包括若干上述的弹簧顶针机构；还包括工件载台11，所述工件载台11上设置有若干针孔，弹簧顶针机构与针孔一一对应安装在工件载台11下端；还包括用于支撑工件并将工件送至工件载台上方的机械手12；当机械手12位于工件载台11上方，所述顶针1的上端可穿过机械手12并位于机械手12上方。本实施例中，机械手12的一侧设置有U型通槽，当机械手12移动至工件载台11正上方的安装工位，若干针孔均位于U型通槽区域的正下方。
所述真空等离子处理腔体还包括顶板13；所述顶板13与底座3的下端面相接；所述顶板13上设置有若干与顶针1一一对应的通孔14；所述通孔14的直径大于导向管的直径，且小于底座3的直径。顶板13顶升底座3，压缩弹簧2，圆弧导向板4穿过通孔14伸出。
使用温度在常规100度以下的设备，弹簧2采用常用的碳钢材质即可。但对于使用温度在300度以上的设备，弹簧2可采用碳纤维材质，满足高温下使用的性能。
所述真空等离子处理腔体放入工件时，顶针1处于工件载台11下方，机械手12载着工件移动至工件载台11正上方的安装工位，然后顶板13抬升顶针1，将工件顶起，然后机械手退出，顶板13下落，顶针1在弹簧2的弹力作用下下降，载着工件至工件载台11上表面。
所述真空等离子处理腔体取出工件时，顶板13抬升顶针1，将工件顶起，然后机械手12移动至工件载台11正上方的安装工位，然后顶针1在弹簧2的弹力作用下下降，此时工件落在机械手12上，机械手12退回，取出工件。

Claims (9)

1.一种用于平台的弹簧顶针机构，所述平台上设置有针孔；所述弹簧顶针机构包括沿针孔从平台上端面伸出缩回的顶针（1）；其特征在于：还包括导向管、弹簧（2）和底座（3）；所述导向管包括若干直径相同的圆弧导向板（4），所述若干圆弧导向板（4）均与一个针孔同轴，且若干圆弧导向板（4）沿圆周方向间隔布置，所述若干圆弧导向板（4）的上端固定在平台下端面；
所述底座（3）上设置有若干圆弧通槽（5）；所述圆弧通槽（5）与圆弧导向板（4）一一对应，每个圆弧通槽（5）滑动套装在一个圆弧导向板（4）外；所述顶针（1）的下端固定在底座（3）上，且顶针（1）位于导向管的轴心线上并可沿导向管轴向移动；
所述弹簧（2）套装在导向管外周，且弹簧（2）位于所述底座（3）的上端面与平台下端面之间；当顶针（1）从平台上端面伸出，弹簧（2）处于压缩状态。
2.根据权利要求1所述的弹簧顶针机构，其特征在于：所述底座（3）上设置有向上端凸出的限位凸台（6），用于限制底座（3）向平台移动时与平台的最小距离。
3.根据权利要求2所述的弹簧顶针机构，其特征在于：所述导向管还包括位于导向管上端的圆弧限位板（7）；所述圆弧限位板（7）连接在圆弧导向板（4）之间；所述圆弧限位板（7）位于限位凸台（6）向平台移动的路径上。
4.根据权利要求3所述的弹簧顶针机构，其特征在于：当弹簧（2）处于自然长度，所述限位凸台（6）的上端面与圆弧限位板（7）的下端面的距离小于弹簧（2）的可压缩极限长度。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的弹簧顶针机构，其特征在于：所述弹簧（2）的自然长度与底座（3）的厚度之和小于导向管的长度。
6.根据权利要求5所述的弹簧顶针机构，其特征在于：所述导向管的上端通过法兰（8）连接平台下端面。
7.根据权利要求6所述的弹簧顶针机构，其特征在于：所述顶针（1）的下端设置有螺纹部（9）；所述底座（3）上开设有螺纹孔（10）；所述顶针（1）的螺纹部（9）旋入螺纹孔（10）内固定。
8.一种真空等离子处理腔体，其特征在于：包括若干如权利要求1-7任意一项所述的弹簧顶针机构；还包括工件载台（11），所述工件载台（11）上设置有若干针孔，弹簧顶针机构与针孔一一对应安装在工件载台（11）下端；还包括用于支撑工件并将工件送至工件载台上方的机械手（12）；当机械手（12）位于工件载台（11）上方，所述顶针（1）的上端可穿过机械手（12）并位于机械手（12）上方。
9.根据权利要求8所述的真空等离子处理腔体，其特征在于：还包括顶板（13）；所述顶板（13）与底座（3）的下端面相接；所述顶板（13）上设置有若干与顶针（1）一一对应的通孔（14）；所述通孔（14）的直径大于导向管的直径，且小于底座（3）的直径。
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