一种取放料机械手及取放料设备的制作方法

1.本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种取放料机械手及取放料设备。


背景技术：

2.半导体(semiconductor)指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
3.半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。
4.无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。
5.常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。
6.现有的半导体设备在进行晶片加工时，对晶片的搬运大多采用人工搬运的方式，所以在使用时比较麻烦，耗费大量人力物力。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种取放料机械手，其能够代替人工，对半导体晶片进行自动化取放料。
8.本发明的另一目的在于提供一种取放料设备，其能够代替人工，对半导体晶片进行自动化取放料。
9.本发明的技术方案是这样实现的：
10.一种取放料机械手，用于对半导体晶片进行取放料，包括安装架、旋转机构、伸缩机构、置料托板9负压机构；
11.所述安装架上安装有所述旋转机构，所述旋转机构上设置有所述伸缩机构，所述旋转机构用于带动所述伸缩机构进行旋转，所述伸缩机构的伸缩端与所述置料托板连接，所述伸缩机构的伸缩端或者所述置料托板上设置有所述负压机构，所述置料托板用于托取所述半导体晶片，且所述置料托板的内部开设有真空吸槽孔结构，或者，所述置料托板上设置有真空吸气管，所述负压机构与所述真空吸槽孔结构或所述真空吸气管连通，能够对所述置料托板上托取的所述半导体晶片进行辅助吸紧。
12.进一步地，还包括第一感应机构，所述第一感应机构设置于所述伸缩机构的伸缩端或者所述置料托板上，所述第一感应机构用于扫描料盒中有无所述半导体晶片以及感应所述半导体晶片的具体位置。
13.进一步地，所述伸缩机构设置于所述旋转机构上，且所述伸缩机构能够在水平方向上进行伸缩，所述旋转机构用于带动所述伸缩机构在水平面上进行旋转。
14.进一步地，还包括升降模组和固定支架，所述升降模组与所述固定支架连接，所述升降模组上设置有升降滑动架，所述升降滑动架与所述安装架连接。
15.进一步地，所述旋转机构包括马达和旋转平台，所述马达竖直安装于所述安装架上，所述马达顶端的输出轴连接所述旋转平台。
16.进一步地，所述伸缩机构选用伸缩气缸，所述伸缩气缸的缸筒部分固定于所述旋转平台上，所述伸缩气缸的伸缩杆端与所述置料托板连接。
17.进一步地，所述第一感应机构包括光纤传感器14，所述光纤传感器14设置于所述置料托板上。
18.进一步地，还包括第二感应机构，所述第二感应机构设置于所述安装架上，且所述第二感应机构与所述旋转机构对应设置，用于控制所述旋转机构的转动范围。
19.进一步地，所述安装架包括横板、竖板和加强筋，所述横板与所述竖板连接，所述横板与所述竖板连接后的拐角处设置有加强筋；
20.所述竖板与所述升降模组上的升降滑动架连接，所述旋转机构安装于所述横板上。
21.进一步地，还包括坦克链，所述坦克链的一端与所述安装架连接，所述坦克链的另一端与所述固定支架连接，所述升降模组进行升降时能够带动所述坦克链在竖直方向上运动。
22.进一步地，所述负压机构包括连接气管和真空气源，所述真空吸槽孔结构或所述真空吸气管通过所述连接气管与所述真空气源连通。
23.本发明还提供一种取放料设备，包括所述的取放料机械手。
24.相比于现有技术而言，本发明的有益效果是：
25.本技术通过旋转机构带动伸缩机构旋转，再通过伸缩机构的伸出使置料托板伸出而对半导体晶片进行托取，再通过负压机构的真空吸作用，将置料托板上托取的半导体晶片进行辅助吸紧固定，实现自动化取放料，从而代替人工而方便取放料，降低半导体晶片取放料人工成本，提高了工作效率。
26.由于半导体晶片质地软、脆且易碎，因此在拾取半导体晶片时不适合采用夹持的方式，故本技术采用以托为主，并以真空吸附为辅的托取方式来拾取半导体晶片，这样既避免了在搬运半导体晶片过程中出现损坏半导体晶片的情况，也避免了只用托而没有真空吸附时半导体晶片在置料托板中窜动导致放料不准确或搬运过程中掉落晶片或跑偏移位等情况的发生，因此使用带有真空吸附的置料托板可谓一举两得。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1为本发明实施例一取放料机械手的立体结构示意图；
29.图2为本发明实施例一取放料机械手的右视图；
30.图3为本发明实施例一取放料机械手的前视图；
31.图4为本发明实施例一取放料机械手的后视图；
32.图5为本发明实施例一取放料机械手的俯视图；
33.图6为本发明实施例一置料托板的俯视图。
34.图中：(附图标记说明)
35.1-固定支架；2-升降模组；3-加强筋；
36.4-竖板；5-横板；6-伸缩气缸；7-旋转平台；
37.8-马达；9-置料托板；10-坦克链；11-底座；
38.12-感应传感器；13-气管接头；14-光纤传感器。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
44.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.实施例一
47.参照图1-图6(需说明图6的右端填充部分为其剖面结构示意图)，本实施例提供一种技术方案，如下所示：
48.一种取放料机械手，用于对半导体晶片进行取放料，包括安装架、旋转机构、伸缩机构、置料托板9和负压机构；
49.安装架上安装有旋转机构，旋转机构上设置有伸缩机构，旋转机构用于带动所述伸缩机构进行旋转，伸缩机构的伸缩端与置料托板9连接，伸缩机构的伸缩端或者所述置料托板9上设置有负压机构，置料托板9用于托取半导体晶片，且置料托板9的内部开设有真空吸槽孔结构，或者，置料托板9上设置有真空吸气管，负压机构与真空吸槽孔结构或真空吸气管连通，能够对置料托板9上托取的半导体晶片进行辅助吸紧固定。在本实施例中，只要半导体晶片放置在置料托板9上，都能通过负压机构的真空吸作用，通过真空吸槽孔结构或真空吸气管对半导体晶片进行吸紧。
50.由于半导体晶片质地软、脆且易碎，因此在拾取半导体晶片时不适合采用夹持的方式，故本技术采用以托为主，并以真空吸附为辅的托取方式来拾取半导体晶片，这样既避免了在搬运半导体晶片过程中出现损坏晶片的情况，也避免了只用托而没有真空吸附时半导体晶片在置料托板9中窜动导致放料不准确或搬运过程中掉落晶片等情况的发生，因此使用带有真空吸附的置料托板9可谓一举两得。
51.在本实施例中，负压机构包括连接气管和真空气源(图中未示出)，真空吸槽孔结构或真空吸气管通过连接气管与真空气源连通。
52.在本实施例中，优选地，还包括气管接头13，气管接头13设置于置料托板9上，真空吸槽孔结构或真空吸气管与连接气管的一端连通，连接气管的另一端通过气管接头13与真空气源连通。
53.在本实施例中，置料托板9的内部开设有真空吸槽孔结构，或者，置料托板9上设置有真空吸气管，用于对置料托板9上的半导体晶片进行吸紧。
54.当置料托板9上设置真空吸气管时，并对应在置料托板9上开设便于真空吸气管插入安装的插孔，真空吸气管插入安装于该插孔内，真空吸气管的一端通过连接气管与真空气源连通，真空吸气管的另一端与置料托板9上的半导体晶片对应设置，用于将其吸紧。需要注意的是：真空吸气管可以设置为多个，并且插孔的数量与其对应设置。
55.当置料托板9上设置真空吸槽孔结构时，该真空吸槽孔结构可以为如下几种构成方式：
56.1.真空吸槽孔结构为多个真空孔，多个真空孔竖直设置于置料托板9内，真空孔的顶部与置料托板9上的半导体晶片对应设置，真空孔的底部与连接气管连通。
57.2.真空吸槽孔结构为真空槽和真空孔相结合设计，具体地，在置料托板9的顶部开设真空槽，真空槽的下方设置有真空孔，真空孔的一端与真空槽连通、另一端与连接气管连通，通过负压机构的真空吸作用，使得真空槽对半导体晶片进行吸紧。
58.3.真空吸槽孔结构为真空槽和真空孔相结合设计，具体地，在置料托板9的内部开设真空槽，在真空槽的顶部和底部均设置真空孔，顶部的真空孔用于吸紧半导体晶片，而底部的真空孔用于与连接气管连通。
59.本技术通过旋转机构带动伸缩机构旋转，再通过伸缩机构的伸出使置料托板9伸出而对半导体晶片进行托取，再通过负压机构的真空吸作用，将置料托板9上托取的半导体晶片进行辅助吸紧固定，实现自动化取放料，从而代替人工而方便取放料，降低半导体晶片取放料人工成本，提高了工作效率。
60.本技术还包括第一感应机构，第一感应机构设置于伸缩机构的伸缩端或者置料托板9上，第一感应机构用于扫描料盒中有无所述半导体晶片以及感应半导体晶片的具体位
置，从而能够便于机械手对半导体晶片的精准取放。
61.在本实施例中，优选的实施方案是：将第一感应机构安装于置料托板9上，使得第一感应机构更好地与半导体晶片对应设置。
62.在本实施例中，优选的实施方案是：第一感应机构包括光纤传感器14，置料托板9上设置有用于安装光纤传感器14的安装孔，为固定光纤传感器14不在安装孔内窜动，在置料托板9的安装孔孔下方设有螺纹孔用于安装顶丝紧固光纤传感器14，光纤传感器14用于在置料托板9上下运动时扫描料盒中的半导体晶片的数量以及位置，便于在自动化设备中不用人工干预便使设备在料盒料满或无料时发出信号，如此使得设备在生产时更便捷和智能。
63.在本实施例中，本技术还包括升降模组2和固定支架1，升降模组2与固定支架1连接，升降模组2上设置有升降滑动架，升降滑动架与安装架连接。具体地：升降模组2的固定端与固定支架1通过螺栓连接，升降模组2的顶部伸缩端处设置升降滑动架，升降模组2在进行升降时，能够带动升降滑动架进行升降。
64.需要说明的是：升降模组2可以选用液压缸、电动伸缩杆或升降气缸。升降模组2能够带动机构整体上升至合适的高度，以便于取放料。
65.在本实施例中，优选的实施方案是：安装架包括横板5、竖板4和加强筋3，横板5与竖板4连接，优选地，横板5与竖板4连接后呈l型，且横板5位于竖板4的顶部，横板5与竖板4通过螺钉连接起来。横板5与竖板4连接后的l型拐角处设置有加强筋3，加强筋3用于加固横板5与竖板4之间的连接稳固性。
66.具体地：竖板4与升降模组2上的升降滑动架通过螺栓连接，旋转机构安装于横板5上。
67.在本实施例中，优选的实施方案是：加强筋3的数量设置为两个，分别设置在横板5与竖板4连接后的l型拐角处的两侧。
68.在本实施例中，优选的实施方案是：旋转机构包括马达8和旋转平台7，马达8竖直安装于所述安装架上，马达8的输出轴位于其顶端，马达8顶端的输出轴连接旋转平台7，且旋转平台7水平设置。马达8运行时带动旋转平台7旋转，位于旋转平台7上的伸缩机构随之旋转。
69.在本实施例中，在横板5上开设有u型卡槽，马达8安装于该u型卡槽内，并且通过螺钉与横板5实现连接。
70.在本实施例中，优选的实施方案是：本实施例中的马达8选用ddr马达。
71.在本实施例中，优选的实施方案是：本技术还包括第二感应机构，第二感应机构设置于安装架的横板5上，第二感应机构包括感应传感器12和底座11，感应传感器12安装于底座11上，底座11通过螺钉安装于横板5上，而且感应传感器12与马达8对应设置，用于控制马达8的转动范围，同时起到防止马达8失控而损坏其他部件。
72.在本实施例中，优选的实施方案是：伸缩机构选用伸缩气缸6，伸缩气缸6包括了缸筒部分和伸缩杆端，所述伸缩气缸6的缸筒部分固定于旋转平台7上，伸缩气缸6的伸缩杆端与置料托板9连接，伸缩气缸6伸缩时，通过伸缩气缸6的伸缩杆端的伸缩进行取放料。
73.具体地，伸缩气缸6的伸缩杆端与置料托板9通过螺栓连接，伸缩气缸6的缸筒部分与旋转平台7通过螺栓连接。
74.需要注意的是：所述的置料托板9的端部设置有连接部，连接部用于与伸缩气缸6的伸缩杆端进行螺栓连接。
75.在本实施例中，优选的实施方案是：还包括坦克链10，所述坦克链10的一端与安装架通过螺钉连接，坦克链10的另一端与固定支架1通过螺钉连接，升降模组2进行升降时能够带动坦克链10在竖直方向上运动。
76.在本实施例中，设计坦克链10的好处在于：坦克链10使得升降模组2升降更加稳定，并且坦克链10的内部空间便于走线，使得走线更加规整美观。
77.在本实施例中，还包括控制系统，升降模组、马达8、伸缩气缸6、感应传感器12、光纤传感器14和负压设备与控制系统电性连接，通过控制系统对其一一控制，实现自动化操作，而代替人工。
78.本技术的工作原理为：
79.升降模组2上升而带动升降滑动架、安装架、以及伸缩机构整体升至合适的高度，马达8运行旋转使得伸缩气缸6和置料托板9转动至合适的角度，然后伸缩气缸6的伸缩杆伸出(通过感应传感器12控制马达8的转动范围)，同时置料托板9伸出进行取料，并且在第一感应机构的作用下，通过光纤传感器14扫描料盒中有无所述半导体晶片以及感应所述半导体晶片的具体位置，置料托板9将半导体晶片托取于其上面，通过负压机构的作用下驱动真空吸槽孔结构或真空吸气管对半导体晶片进行吸紧而实现辅助固定，以避免在搬运过程中掉落或跑偏移位。
80.本发明还至少有如下优势：
81.1.本发明可实现半导体晶片取放料机械手的智能识片、稳定旋转、伸缩和升降，具有寿命长，拆卸维护方便的优点。
82.2.本发明的取放料机械手通过第一感应机构扫描料盒中有无所述半导体晶片以及感应所述半导体晶片的具体位置，可实现稳定精准的取放料。
83.3.本发明的取放料机械手整体结构简单，安装方便，各零件通过螺钉、螺栓实现可拆卸连接，易于拆卸与维护，提高了工作效率。
84.实施例二
85.本实施例提供一种技术方案，如下所示：
86.一种取放料设备，包括实施例一中所述的取放料机械手以及工作台，取放料机械手通过固定支架1固定于工作台上，固定支架1的底部与工作台的表面通过螺栓连接。具体地，在固定支架1上设置有多个长条孔，在工作台上对应设置多个螺纹孔，长条孔和螺纹孔用于安装螺栓以实现固定支架1与工作台之间的连接。
87.本实施例提供的取放料设备能够代替人工，对半导体晶片进行自动化取放料，省时省力，方便快捷。
88.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
89.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所
包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
90.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
91.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。