专利名称：匀胶显影机用机械手装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及轨道式匀胶/显影机中晶片的转移机构，具体为一种匀胶显影机用机械手装置。
背景技术：
轨道式匀胶/显影机是线性模块配置的全自动设备，任意两个相邻模块之间都需要一个晶片的转移机构，所以晶片的模块间准确快速传送就显得格外重要。为了实现不同模块之间晶片的平稳转移和取放，一个简易机械手的开发显得尤为重要。该机械手应该能完成左右旋转和上下升降两个功能，结构简单而可靠，同时造价较低，并能实现完全的国产化。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种匀胶显影机用机械手装置，该机械手结构简单可靠而又合理，操作维修非常方便，且造价较低。
本实用新型的技术方案是胶显影机用机械手装置，包括主轴、套筒、大齿轮I、大齿轮II、底板、机械手、小齿轮I、支座、小齿轮II、升降电机、旋转电机；主轴外侧设有套筒，小齿轮II由旋转电机驱动，小齿轮II与大齿轮I通过皮带传动，大齿轮I通过连接部件与套筒固定，套筒上端与底板相连，主轴上部穿过底板，大齿轮II与主轴上部连接，支座置于底板上，大齿轮II与主轴上部连接，支座置于底板上，小齿轮I置于支座上，与机械手通过连接部件连接的小齿轮I与大齿轮II之间通过皮带传动。
所述皮带上下可以设有张紧轮；所述支座内开有与真空管、机械手相通的通道，主轴为中空轴，需要传送的晶片置于机械手上表面，通过真空吸附装置、主轴、真空管、支座，从机械手底部将晶片吸附于机械手上表面。
所述支座为“⊥”形，其内通道为“」”形，小齿轮I与“⊥”形支座的竖向通过轴承配合。
本实用新型丝杠与升降电机连接，丝杠穿过提升板，与提升板螺纹传动配合；同时，主轴、导向杆穿过提升板，形成对提升板的三点定位。
本实用新型位置检测开关安装在提升板上，与位于提升板右侧的极限位检测片配合完成机械手上下位的检测。
本实用新型旋转电机和升降电机可以为同步电机。
本实用新型的优点及有益效果是1、本实用新型晶片在机械手上放置的中心点总是在一条直线上运动，且移动距离可调。
2、本实用新型机械手配有真空吸附，辅助晶片定位，确保晶片在移动中不发生偏移。
3、本实用新型机械手的上下移动和左右旋转均由步进马达实现，靠脉冲个数的给定来实现准确的重复定位精度。
4、本实用新型可以拥有良好的人机交互界面，对机械手进行监控。
5、本实用新型结构简单可靠而又合理，操作维修非常方便，且造价较低，全部成本在4000元左右。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型所在的系统原理框图。
图中，1真空吸附装置；2主轴；3套筒；4位置检测开关；5大齿轮I；6大齿轮II；7底板；8机械手；9张紧轮；10皮带；11真空管；12小齿轮I；13支座；14小齿轮II；15丝杠；16提升板；17联轴器；18导向杆；19升降电机；20旋转电机；21皮带；22极限位检测片；A晶片放置处。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括真空吸附装置1、主轴2、套筒3、位置检测开关4、大齿轮I 5、大齿轮II 6、底板7、机械手8、张紧轮9、皮带10、真空管11、小齿轮I 12、支座13、小齿轮II 14、丝杠15、提升板16、联轴器17、导向杆18、升降电机19、旋转电机20、皮带21、极限位检测片22。主轴2为中空轴，其外侧设有套筒3，小齿轮II 14由旋转电机20驱动，小齿轮II 14与大齿轮I 5通过皮带21传动，大齿轮I 5通过连接部件与套筒3固定，套筒3上端与底板7相连，主轴2上部穿过底板7，大齿轮II 6与主轴2上部连接，支座13置于底板7上，支座13内开有与真空管11、机械手8相通的通道，支座13为“⊥”形，其内通道为“」”形，小齿轮I 12与“⊥”形支座13的竖向通过轴承配合。与机械手8通过连接部件连接的小齿轮I 12由支座13支撑，小齿轮I 12是被动齿轮，小齿轮I 12与大齿轮II 6之间通过皮带10传动，皮带10上设有张紧轮9，起到调节皮带10张紧程度的作用。需要传送的晶片放在机械手8上表面A处，通过真空吸附装置1、主轴2、真空管11、支座13，从机械手底部将晶片吸附于机械手8上表面，从图1中看，真空吸附装置1分二部分，上面的为控制真空通断的三通真空阀，下面的是检测真空度是否满足要求的真空开关。丝杠15通过联轴器17与升降电机19连接，丝杠15穿过提升板16，与提升板16螺纹传动配合；同时，主轴2、导向杆18穿过提升板16，形成对提升板16的三点定位，使提升板16只能在竖向上下运动，使位置控制更加精确。位置检测开关4安装在提升板16上，通过极限位检测片22和位置检测开关4的配合，完成对机械手上下运动整体的位置控制。
本实用新型由丝杠带动机械手传送晶片整体上下升降，而左右的旋转则由带轮的旋转实现，驱动均为步进马达(电机)，以保证该机械手的重复位置精度。因为机械手工作时运动轨迹为直线，所以经过周密的运算，上下两层旋转机构的中心长度应保持一致，这样便可确保其直线轨迹。考虑到轨道式匀胶/显影机(Lineartrack)的配置为模块化配置，该机械手应该做为一个单独的模块进行控制，由一个单独的单片机(W77E58 51单片机华邦单片机公司)来实现其程序控制。
本实用新型机械手的工作原理为本实用新型机械手是由两个步进电机(升降电机19和旋转电机20)驱动，旋转电机20带动机械手齿轮旋转并经同步带传动使机械手8做水平直线往复运动。参与该机械手实现直线往复运动的齿轮有四个，其中两个大齿轮(大齿轮I 5、大齿轮II 6)的齿数为32，而小齿轮(小齿轮I 12、小齿轮II 14)的齿数为16，也就是说当小齿轮旋转两圈时大齿轮则对应的转一圈。因为在旋转运动中该机械手主轴2和上面的大齿轮II 6是不旋转的，机械手臂的旋转是由固定在套筒3上的底板7带动的。因而可以得出，当主轴2上下面的大齿轮I 5旋转某一角度时，上面的小齿轮I 12将在与其相反方向上旋转，旋转的角度是大齿轮旋转角度的二倍，小齿轮I 12自转的同时，还绕着主轴2公转，如果只是公转，那么上层的机械手就只会绕主轴旋转，不会走直线运动。又因为上部的大齿轮II 6和小齿轮I12的中心距离与机械手臂的长度相同。这样，通过角度的补偿，实现了该机械手的往复直线运动。
本实用新型升降电机19通过联轴器17带动丝杠15旋转，从而实现机械手8的垂直直线往复运动。由结构图1可知，该机械手的主轴2及导向杆18同时在机械手8升降过程中起导向作用，进而保证了该机构的平稳准确升降。
本实用新型由于主轴2是中空的，所以真空管11由机械手臂下的支座13接出后导入主轴2中顺下，再从主轴2下端引出后，接入真空吸附装置1，实现了晶片的真空吸附。
本实用新型机械手的运动中包括取片运动和送片运动，可以是两个动作或者其中一个动作。机械手回到零点，在零点的停留时间最小为零秒，即取片和送片动作组成无间歇的连续动作；也可以是连续的无间歇取片送片运动。
如图2所示，本实用新型可以通过人机交互界面经协调控制器(上位机)对机械手控制器(单片机)进行监控，单片机接受来自设备现场总线传来的信号后，单片机不断对位置检测开关的状态进行检测，同时位置检测开关将数字开关量的信号传送给单片机，单片机发出电机控制信号经多轴驱动，分别给R轴步进电机(旋转电机20)驱动器或Z轴步进电机(升降电机19)驱动器，进一步驱动R轴步进电机(旋转电机20)或Z轴步进电机(升降电机19)，完成机械手的水平运动(R轴)或垂直运动(Z轴)。
权利要求1.匀胶显影机用机械手装置，其特征在于包括主轴(2)、套筒(3)、大齿轮I(5)、大齿轮II(6)、底板(7)、机械手(8)、小齿轮I(12)、支座(13)、小齿轮II(14)、升降电机(19)、旋转电机(20)；主轴(2)外侧设有套筒(3)，小齿轮II(14)由旋转电机(20)驱动，小齿轮II(14)与大齿轮I(5)通过皮带(21)传动，大齿轮I(5)通过连接部件与套筒(3)固定，套筒(3)上端与底板(7)相连，主轴(2)上部穿过底板(7)，大齿轮II(6)与主轴(2)上部连接，支座(13)置于底板(7)上，大齿轮II(6)与主轴(2)上部连接，支座(13)置于底板(7)上，小齿轮I(12)置于支座(13)上，与机械手(8)通过连接部件连接的小齿轮I(12)与大齿轮II(6)之间通过皮带(10)传动。
2.按照权利要求1所述的匀胶显影机用机械手装置，其特征在于皮带(10)上下设有张紧轮(9)。
3.按照权利要求1所述的匀胶显影机用机械手装置，其特征在于支座(13)内开有与真空管(11)、机械手(8)相通的通道，主轴(2)为中空轴，需要传送的晶片置于机械手(8)上表面，通过真空吸附装置(1)、主轴(2)、真空管(11)、支座(13)，从机械手底部将晶片吸附于机械手(8)上表面。
4.按照权利要求3所述的匀胶显影机用机械手装置，其特征在于支座(13)为“⊥”形，其内通道为“”形，小齿轮I(12)与“⊥”形支座(13)的竖向通过轴承配合。
5.按照权利要求1所述的匀胶显影机用机械手装置，其特征在于丝杠(15)与升降电机(19)连接，丝杠(15)穿过提升板(16)，与提升板(16)螺纹传动配合；同时，主轴(2)、导向杆(18)穿过提升板(16)，形成对提升板(16)的三点定位。
6.按照权利要求5所述的匀胶显影机用机械手装置，其特征在于位置检测开关(4)安装在提升板(16)上，与位于提升板右侧的极限位检测片(22)配合完成机械手上下位的检测。
专利摘要本实用新型涉及轨道式匀胶/显影机中晶片的转移机构，具体为一种匀胶显影机用机械手装置。主轴外侧设有套筒，小齿轮II由旋转电机驱动，小齿轮II与大齿轮I通过皮带传动，大齿轮I通过连接部件与套筒固定，套筒上端与底板相连，主轴上部穿过底板，大齿轮II与主轴上部连接，支座置于底板上，大齿轮II与主轴上部连接，支座置于底板上，小齿轮I置于支座上，与机械手通过连接部件连接的小齿轮I与大齿轮II之间通过皮带传动。该机械手结构简单可靠而又合理，操作维修非常方便，且造价较低。
文档编号H01L21/027GK2901376SQ200620090740
公开日2007年5月16日 申请日期2006年5月10日 优先权日2006年5月10日
发明者程金胜, 于海川, 张军, 侯宪华, 孟祥军 申请人:沈阳芯源先进半导体技术有限公司