本发明涉及半导体加工领域,更具体地说,涉及一种用于晶圆加工的安全抓取装置。
背景技术:
1、晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,其原始材料为硅,通过将高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种内,随后慢慢拉出,从而形成圆柱形的单晶硅硅晶棒,硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后,形成硅晶圆片,这就形成了半导体加工过程中所需要的主要原材料晶圆,晶圆在加工过程中需要经历多项加工步骤,使得晶圆在加工过程中需要频繁的进行抓取操作,现有技术中通常使用与智能机械手连接的晶圆抓取装置实现上述操作。
2、现有技术中半导体加工过程中所使用到的晶圆抓取装置,其通常采用侧边夹持的方式来实现抓取操作,即将抓取装置套设在待进行抓取的晶圆原材料外侧,通过抓取装置侧边设置的夹爪的偏移,实现对晶圆的夹持抓取操作,在抓取过程中,夹爪直接挤压作用在晶圆的边缘位置处,夹爪的挤压夹持力度控制不便,即使夹爪的外侧包裹有柔软材质,但是其挤压力仍存在直接施加在晶圆上的概率,导致晶圆抓取过程中存在侧边受挤压破裂损坏的概率,从而造成不必要的生产浪费。
3、为此,我们提出一种用于晶圆加工的安全抓取装置来解决上述现有技术中存在的一些问题。
技术实现思路
1、1.要解决的技术问题
2、针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种用于晶圆加工的安全抓取装置,可以实现对晶圆进行便捷快速的抓取操作,避免抓取过程中在晶圆的边缘位置处施加过量的挤压力,通过主动控制多个弹簧片a弯曲凸出对待抓取晶圆原材料进行托举,可以有效的避免抓取过程中晶圆原材料的周边位置受到过大的挤压而产生破裂状况,在一定程度上保障了晶圆原材料抓取过程中的稳定性。
3、2.技术方案
4、为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
5、一种用于晶圆加工的安全抓取装置,包括承载板,承载板的顶部中间位置处固定安装有架空设置的连接架,承载板的外侧固定套设有环轨,且环轨上均匀环绕安装有多个连接件,每个连接件上均安装有竖直设置的夹持件,夹持件包括竖直设置的连接管,且连接管的底部固定连通有夹持盒,夹持盒贴近于承载板中间位置的一侧设置为贯通型结构,夹持盒的两侧内端壁上对称开设有竖直设置的滑轨,对称设置的两个滑轨之间滑动连接有横向设置在其底部的滑杆a,且滑杆a的顶部固定连接有竖直设置在夹持盒内部的弹簧片a,弹簧片a的顶部与夹持盒的内端壁固定连接,滑杆a的中间位置处固定连接有活动设置在夹持盒内部的主拉绳,且主拉绳的上端贯穿至连接管的顶端外侧,承载板的顶部中间位置处竖直转动连接有收卷盘,承载板的底部固定安装有伺服电机,且伺服电机的驱动轴与收卷盘的底部中间位置传动连接,多个主拉绳的上端均与收卷盘的外端壁固定连接。
6、进一步的,环轨的内部均匀环绕开设有多个弧形通槽,连接件包括活动套接在环轨上下两侧的卡套,且卡套的上下两侧端壁上开设有与弧形通槽相对应的通孔,上下对应的两个通孔与弧形通槽之间贯穿插设有螺栓,且螺栓的底部固定安装有限制板,螺栓的上端螺纹连接有设置在卡套上方的螺帽。
7、进一步地,环轨的截面设置为工字形结构,环轨的外端壁边缘位置处开设有缺口,且缺口的内部尺寸与卡套的外侧尺寸相适配。
8、进一步的,每个卡套上均开设有四个通孔,四个通孔呈上下两两对称结构开设在卡套的上下两侧端壁上,限制板的外形设置为与环轨弧度相适配的圆弧型结构,每个限制板的顶部均固定安装有两个竖直设置的螺栓,同一限制板上的两个螺栓分别贯穿插设在两组上下两两对称设置的通孔内,同一限制板上的两个螺栓上端均螺纹连接有螺帽,对应设置的两个螺帽的外端壁上均固定套接有相互啮合的外齿环。
9、进一步的,伺服电机的驱动轴上固定安装有水平设置的蜗杆,且蜗杆的外侧啮合连接有与收卷盘底部中间位置固定连接的蜗轮,蜗杆和蜗轮的外侧活动套设有与承载板底部固定连接的防护壳。
10、进一步的,收卷盘的顶部中间位置处竖直开设有筒孔,收卷盘的外端壁上均匀环绕开设有多个贯通至筒孔内部的穿插孔,每个主拉绳的上端均连接有接引绳,且接引绳的另一端固定连接有与其垂直设置的卡销,卡销携带接引绳通过穿插孔穿插至筒孔内部,筒孔的内部螺纹连接有阀柱。
11、进一步地,主拉绳与接引绳之间连接有杆架,主拉绳的上端与杆架的一端转动连接,杆架贴近于收卷盘的一端固定安装有螺套,且螺套的内部螺纹连接有与杆架相平行的长螺杆,长螺杆贴近于收卷盘的一端与接引绳转动连接。
12、进一步的,连接管的顶部固定安装有轴架,且轴架的内部转动连接有设置在连接管正上方的滚轮。
13、进一步的,对称设置的两个滑轨之间滑动连接有横向设置在其顶部的滑杆b,且滑杆b的底部固定连接有设置在弹簧片a两侧的弹簧片b,弹簧片a和弹簧片b的外端壁上均固定覆盖有软垫层,弹簧片b的底部与夹持盒的内端壁固定连接,且弹簧片b与夹持盒内端壁的固定连接处设置在弹簧片a与夹持盒内端壁的固定连接处下方位置,夹持盒的内部下方位置处转动连接有换向引导辊,且换向引导辊上开设有两个对称设置的限位套轮,滑杆b上固定连接有与两个限位套轮对应设置的副拉绳,两个副拉绳分别活动绕过限位套轮后与主拉绳的下端固定连接。
14、进一步的,每个滑轨的内部中间位置处均活动安装有竖直设置在滑杆a和滑杆b之间的长弹簧,且长弹簧的上下两端均固定安装有滑动连接在滑轨内部的垫块,位于上方的垫块活动抵触在滑杆b的下方,位于下方的垫块活动抵触在滑杆a的上方。
15、3.有益效果
16、相比于现有技术,本发明的优点在于:
17、本方案通过将多个夹持件环绕分布在环轨的外侧,并将夹持件内部贴近于承载板中间位置的一侧设置为贯通型结构,配合在贯通型结构处对称开设有竖直设置的滑轨,以及滑轨底部滑动连接的夹持盒,通过主动控制伺服电机启动带动位于承载板顶部中间位置的收卷盘旋转,对与其连接的多个主拉绳进行两侧进而对弹簧片a的下端施加向上的移动施力,弹簧片a受挤压后形变弯曲,向承载板中间位置方向凸出在待抓取晶圆原材料的底部,通过主动控制多个弹簧片a弯曲凸出对待抓取晶圆原材料进行托举,可以有效的避免抓取过程中晶圆原材料的周边位置受到过大的挤压而产生破裂状况,在一定程度上保障了晶圆原材料抓取过程中的稳定性。
18、(9)通过将滑杆b滑动连接在滑轨的内部上方,并将弹簧片b固定连接在滑杆b的下方,将弹簧片a、弹簧片b与夹持盒内端壁中间位置固定的一端上下交错设置,配合副拉绳的拉扯,使得弹簧片b跟随弹簧片a同步形变,分别在待夹持晶圆原材料的上下两侧形成限制,在一定程度上提升了该装置抓取晶圆过程中的稳定性,同时,通过将软垫层固定覆盖在弹簧片a和弹簧片b的外端壁上,可以对夹持过程中的接触进行弹性缓冲,有效地提升了该装置抓取过程中的安全性。
19、通过将长弹簧弹性支撑在上下对应设置的滑杆a与滑杆b两端之间,可以分别对滑杆a和滑杆b进行向下以及向上的弹性支撑,有利于保障收卷盘反向旋转释放主拉绳后弹簧片a和弹簧片b的回弹复位稳定性,有利于该装置进行稳定循环的夹持以及释放操作,同时,通过在每个长弹簧的上下端均固定安装有垫块,并将垫块滑动抵触在滑杆a和滑杆b的外侧,可以避免滑杆a以及滑杆b移动过程中受到长弹簧的阻挡,有效的保障了该装置使用过程中的稳定性。
1.一种用于晶圆加工的安全抓取装置,包括承载板(1),其特征在于:所述承载板(1)的顶部中间位置处固定安装有架空设置的连接架(101),所述承载板(1)的外侧固定套设有环轨(102),且环轨(102)上均匀环绕安装有多个连接件(2),每个所述连接件(2)上均安装有竖直设置的夹持件(3),所述夹持件(3)包括竖直设置的连接管(301),且连接管(301)的底部固定连通有夹持盒(302),所述夹持盒(302)贴近于承载板(1)中间位置的一侧设置为贯通型结构,所述夹持盒(302)的两侧内端壁上对称开设有竖直设置的滑轨(303),对称设置的两个所述滑轨(303)之间滑动连接有横向设置在其底部的滑杆a(304),且滑杆a(304)的顶部固定连接有竖直设置在夹持盒(302)内部的弹簧片a(305),所述弹簧片a(305)的顶部与夹持盒(302)的内端壁固定连接,所述滑杆a(304)的中间位置处固定连接有活动设置在夹持盒(302)内部的主拉绳(306),且主拉绳(306)的上端贯穿至连接管(301)的顶端外侧,所述承载板(1)的顶部中间位置处竖直转动连接有收卷盘(4),所述承载板(1)的底部固定安装有伺服电机(401),且伺服电机(401)的驱动轴与收卷盘(4)的底部中间位置传动连接,多个所述主拉绳(306)的上端均与收卷盘(4)的外端壁固定连接;
2.根据权利要求1所述的一种用于晶圆加工的安全抓取装置,其特征在于:所述环轨(102)的内部均匀环绕开设有多个弧形通槽(103),所述连接件(2)包括活动套接在环轨(102)上下两侧的卡套(201),且卡套(201)的上下两侧端壁上开设有与弧形通槽(103)相对应的通孔,上下对应的两个所述通孔与弧形通槽(103)之间贯穿插设有螺栓(202),且螺栓(202)的底部固定安装有限制板(203),所述螺栓(202)的上端螺纹连接有设置在卡套(201)上方的螺帽(204);。
3.根据权利要求2所述的一种用于晶圆加工的安全抓取装置,其特征在于:所述环轨(102)的截面设置为工字形结构,所述环轨(102)的外端壁边缘位置处开设有缺口(104),且缺口(104)的内部尺寸与卡套(201)的外侧尺寸相适配。
4.根据权利要求2所述的一种用于晶圆加工的安全抓取装置,其特征在于:每个所述卡套(201)上均开设有四个通孔,四个所述通孔呈上下两两对称结构开设在卡套(201)的上下两侧端壁上,所述限制板(203)的外形设置为与环轨(102)弧度相适配的圆弧型结构,每个所述限制板(203)的顶部均固定安装有两个竖直设置的螺栓(202),同一所述限制板(203)上的两个螺栓(202)分别贯穿插设在两组上下两两对称设置的通孔内,同一所述限制板(203)上的两个螺栓(202)上端均螺纹连接有螺帽(204),对应设置的两个螺帽(204)的外端壁上均固定套接有相互啮合的外齿环(205)。
5.根据权利要求1所述的一种用于晶圆加工的安全抓取装置,其特征在于:所述伺服电机(401)的驱动轴上固定安装有水平设置的蜗杆(402),且蜗杆(402)的外侧啮合连接有与收卷盘(4)底部中间位置固定连接的蜗轮(403),所述蜗杆(402)和蜗轮(403)的外侧活动套设有与承载板(1)底部固定连接的防护壳(404)。
6.根据权利要求1所述的一种用于晶圆加工的安全抓取装置,其特征在于:所述收卷盘(4)的顶部中间位置处竖直开设有筒孔(5),所述收卷盘(4)的外端壁上均匀环绕开设有多个贯通至筒孔(5)内部的穿插孔(501),每个所述主拉绳(306)的上端均连接有接引绳(502),且接引绳(502)的另一端固定连接有与其垂直设置的卡销(503),所述卡销(503)携带接引绳(502)通过穿插孔(501)穿插至筒孔(5)内部,所述筒孔(5)的内部螺纹连接有阀柱(504)。
7.根据权利要求6所述的一种用于晶圆加工的安全抓取装置,其特征在于:所述主拉绳(306)与接引绳(502)之间连接有杆架(6),所述主拉绳(306)的上端与杆架(6)的一端转动连接,所述杆架(6)贴近于收卷盘(4)的一端固定安装有螺套(601),且螺套(601)的内部螺纹连接有与杆架(6)相平行的长螺杆(602),所述长螺杆(602)贴近于收卷盘(4)的一端与接引绳(502)转动连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于晶圆加工的安全抓取装置,其特征在于:所述连接管(301)的顶部固定安装有轴架(7),且轴架(7)的内部转动连接有设置在连接管(301)正上方的滚轮(701)。