一种金属掩膜板焊接设备的张紧机构的制作方法

本发明涉及半导体制造，尤其提供一种金属掩膜板焊接设备的张紧机构。

背景技术：

1、在半导体器件制造过程中，金属掩膜板作为重要的制程工具，被广泛使用于氧化、光刻、蚀刻等制程中。金属掩膜板由框架与薄片组成，在使用前需要将框架与薄片焊接在一起，而在现有技术中，对薄板的张紧机构采用的是弹簧张紧的形式，这种形式在实际应用中拉张力控制不精准，运行一段时间后弹簧力下降，使得薄板不能有效张紧，影响焊接质量。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种金属掩膜板焊接设备的张紧机构，以解决背景技术中的至少一个技术问题。

2、一种金属掩膜板焊接设备的张紧机构，包括焊接桁架、多个张紧组件及多个夹爪组件，焊接桁架顶面贯穿凹设有张紧工作槽，多个张紧组件等距阵列设置于焊接桁架顶面周缘，多个夹爪组件固定安装于多个张紧组件中，每个张紧组件包括张紧电机模组、电机连接板、气缸连接座及夹紧气缸，张紧电机模组包括驱动电机及滑轨，滑轨安装于焊接桁架顶面周缘，滑轨长度方向与焊接桁架长度方向或宽度方向平行设置，且张紧电机模组内配备限位开关，限位开关带保护功能，用以防止行程超限，电机连接板底部滑动地安装于滑轨顶部，电机连接板顶面邻近张紧工作槽一端形成有粗糙面，用以增加夹爪组件在保持张紧时对金属掩膜板的摩擦力，气缸连接座底面固定安装于电机连接板顶面中部，夹紧气缸固定安装于气缸连接座顶部，夹紧气缸设置有两个同步输出轴，两个同步输出轴分别设置于夹紧气缸两侧侧壁邻近张紧工作槽一端，用于驱动夹爪组件旋转以夹紧金属掩膜板，夹紧气缸邻近张紧工作槽一端中部还凸设有气缸伸缩杆。

3、作为本发明的进一步改进，每个夹爪组件包括夹爪安装元件、从动元件及夹爪元件，夹爪安装元件一端固定安装于夹紧气缸的同步输出轴中，从动元件安装于夹爪安装元件中部，夹爪元件安装于夹爪安装元件邻近张紧工作槽一端。

4、作为本发明的进一步改进，夹爪安装元件包括两个夹爪安装板及压缩滑移轴，两个夹爪安装板一端分别固定安装于夹紧气缸的两个同步输出轴中，两个夹爪安装板侧壁中部均贯穿凹设有压缩滑槽，压缩滑槽长度方向与夹爪安装板长度方向相同，且压缩滑槽内部宽度由夹紧气缸向张紧工作槽一端逐渐减少，压缩滑移轴两端分别滑动地安装于两个夹爪安装板上的压缩滑槽中，且压缩滑移轴外壁抵持于气缸伸缩杆端壁。

5、作为本发明的进一步改进，压缩滑移轴包括限位部、两个过渡部及两个滑移部，两个过渡部内侧侧壁分别固定安装于限位部两侧，两个过渡部半径由内向外逐渐减少，两个滑移部内侧侧壁分别固定安装于两个过渡部外侧侧壁，两个滑移部分别滑动地安装于两个夹爪安装板上的压缩滑槽中，且限位部外壁抵持于气缸伸缩杆端壁，每个滑移部外侧侧壁邻近张紧工作槽一端均凹设有压缩槽。

6、作为本发明的进一步改进，从动元件包括两个从动竖杆、从动转动轴、两个定位竖杆及定位块，两个从动竖杆底端分别转动地安装于限位部两端，两个从动竖杆侧壁顶端分别贯穿凹设有第一转动孔，从动转动轴中部两端分别安装于两个第一转动孔中，两个定位竖杆内侧侧壁中部分别转动地安装于从动转动轴两端，定位块顶面两侧分别与两个定位竖杆顶面固定连接。

7、作为本发明的进一步改进，夹爪元件包括夹爪轴、两个夹爪及夹爪插销，夹爪轴两端分别转动地安装于两个夹爪安装板内侧侧壁邻近张紧工作槽一端，两个夹爪顶部分别转动地安装于夹爪轴中部两端，两个夹爪外侧侧壁远离张紧工作槽一端分别与两个定位竖杆内侧侧壁底端转动连接，两个夹爪侧壁中部均凹设有插销槽，夹爪插销两端插设于两个插销槽中。

8、作为本发明的进一步改进，每个夹爪包括夹爪竖板、弧形板及夹爪横板，夹爪竖板远离张紧工作槽一端端壁顶部角部处凹设有弧形板安装槽，夹爪竖板顶面另一端向外侧倾斜地凸设有扩展条，扩展条顶面凸设有安装竖板，安装竖板侧壁凹设有第二转动孔，第二转动孔转动地安装于夹爪轴中部一端，插销槽形成于夹爪竖板侧壁邻近张紧工作槽一端中部，弧形板安装于弧形板安装槽中，夹爪横板一侧固定安装于夹爪竖板底面外侧。

9、作为本发明的进一步改进，每个弧形板包括弧形扩展板及滑移安装板，弧形扩展板一端固定安装于弧形板安装槽中，滑移安装板固定安装于弧形扩展板另一端，且弧形扩展板向外侧倾斜设置，滑移安装板侧壁贯穿凹设有滑移孔，两个弧形板的滑移孔之间转动地设置有转动柱，转动柱两端转动地安装于两个定位竖杆内侧侧壁底部。

10、作为本发明的进一步改进，夹爪横板一侧侧壁凸设有弧形对接部，弧形对接部固定安装于夹爪竖板底面外侧，夹爪横板远离张紧工作槽一端向上凸设有弧形压缩部。

11、作为本发明的进一步改进，夹爪插销半径由中间向两端逐渐增大，以使得两个夹爪竖板内侧侧壁相互抵持设置。

12、本发明的有益效果如下：

13、1.本发明更加方便调节、省时提效，调节张紧力更加精准，误差范围在±5n，传统弹簧机构只能通过目视标尺上刻度和弹簧常数计算得出张紧力，误差范围在±50n，这对于高精度产品来说是不可忍受的，而采用本发明对薄板的夹持紧密、不起皱，可以有效控制薄板张紧后的整体平面度＜0.05mm，保证了后续焊接的可靠性和稳定性。

14、2.本发明的装配简单、机构简单，过程更好把控，组装精度更好保证，且能够确保夹紧装置在夹设薄板时能够提供足够的紧密度和稳定性，通过夹爪安装元件、从动元件及夹爪元件的协同作用，能够提供夹紧装置在夹设薄板时所需的紧密度、稳定性和减震能力，确保焊接过程的平稳进行。

15、3.本发明通过调节夹紧气缸而直接调节张紧力，省时提效，传统弹簧机构操作人员调试工时为150min左右，而使用本机构操作人员所用工时在30min以内。

技术特征：

1.一种金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：包括焊接桁架（10）、多个张紧组件（20）及多个夹爪组件（30），焊接桁架（10）顶面贯穿凹设有张紧工作槽（11），多个张紧组件（20）等距阵列设置于焊接桁架（10）顶面周缘，多个夹爪组件（30）固定安装于多个张紧组件（20）中，每个张紧组件（20）包括张紧电机模组（21）、电机连接板（22）、气缸连接座（23）及夹紧气缸（24），张紧电机模组（21）包括驱动电机及滑轨，滑轨安装于焊接桁架（10）顶面周缘，滑轨长度方向与焊接桁架（10）长度方向或宽度方向平行设置，且张紧电机模组（21）内配备限位开关，限位开关带保护功能，用以防止行程超限，电机连接板（22）底部滑动地安装于滑轨顶部，电机连接板（22）顶面邻近张紧工作槽（11）一端形成有粗糙面（25），用以增加夹爪组件（30）在保持张紧时对金属掩膜板的摩擦力，气缸连接座（23）底面固定安装于电机连接板（22）顶面中部，夹紧气缸（24）固定安装于气缸连接座（23）顶部，夹紧气缸（24）设置有两个同步输出轴（27），两个同步输出轴（27）分别设置于夹紧气缸（24）两侧侧壁邻近张紧工作槽（11）一端，用于驱动夹爪组件（30）旋转以夹紧金属掩膜板，夹紧气缸（24）邻近张紧工作槽（11）一端中部还凸设有气缸伸缩杆（26）。

2.根据权利要求1所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：每个夹爪组件（30）包括夹爪安装元件（31）、从动元件（32）及夹爪元件（33），夹爪安装元件（31）一端固定安装于夹紧气缸（24）的同步输出轴（27）中，从动元件（32）安装于夹爪安装元件（31）中部，夹爪元件（33）安装于夹爪安装元件（31）邻近张紧工作槽（11）一端。

3.根据权利要求2所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：夹爪安装元件（31）包括两个夹爪安装板（311）及压缩滑移轴（312），两个夹爪安装板（311）一端分别固定安装于夹紧气缸（24）的两个同步输出轴（27）中，两个夹爪安装板（311）侧壁中部均贯穿凹设有压缩滑槽（313），压缩滑槽（313）长度方向与夹爪安装板（311）长度方向相同，且压缩滑槽（313）内部宽度由夹紧气缸（24）向张紧工作槽（11）一端逐渐减少，压缩滑移轴（312）两端分别滑动地安装于两个夹爪安装板（311）上的压缩滑槽（313）中，且压缩滑移轴（312）外壁抵持于气缸伸缩杆（26）端壁。

4.根据权利要求3所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：压缩滑移轴（312）包括限位部（314）、两个过渡部（316）及两个滑移部（315），两个过渡部（316）内侧侧壁分别固定安装于限位部（314）两侧，两个过渡部（316）半径由内向外逐渐减少，两个滑移部（315）内侧侧壁分别固定安装于两个过渡部（316）外侧侧壁，两个滑移部（315）分别滑动地安装于两个夹爪安装板（311）上的压缩滑槽（313）中，且限位部（314）外壁抵持于气缸伸缩杆（26）端壁，每个滑移部（315）外侧侧壁邻近张紧工作槽（11）一端均凹设有压缩槽（317）。

5.根据权利要求4所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：从动元件（32）包括两个从动竖杆（321）、从动转动轴（322）、两个定位竖杆（323）及定位块（324），两个从动竖杆（321）底端分别转动地安装于限位部（314）两端，两个从动竖杆（321）侧壁顶端分别贯穿凹设有第一转动孔（325），从动转动轴（322）中部两端分别安装于两个第一转动孔（325）中，两个定位竖杆（323）内侧侧壁中部分别转动地安装于从动转动轴（322）两端，定位块（324）顶面两侧分别与两个定位竖杆（323）顶面固定连接。

6.根据权利要求5所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：夹爪元件（33）包括夹爪轴（332）、两个夹爪（331）及夹爪插销（333），夹爪轴（332）两端分别转动地安装于两个夹爪安装板（311）内侧侧壁邻近张紧工作槽（11）一端，两个夹爪（331）顶部分别转动地安装于夹爪轴（332）中部两端，两个夹爪（331）外侧侧壁远离张紧工作槽（11）一端分别与两个定位竖杆（323）内侧侧壁底端转动连接，两个夹爪（331）侧壁中部均凹设有插销槽（334），夹爪插销（333）两端插设于两个插销槽（334）中。

7.根据权利要求6所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：每个夹爪（331）包括夹爪竖板（34）、弧形板（36）及夹爪横板（35），夹爪竖板（34）远离张紧工作槽（11）一端端壁顶部角部处凹设有弧形板安装槽（341），夹爪竖板（34）顶面另一端向外侧倾斜地凸设有扩展条（342），扩展条（342）顶面凸设有安装竖板（343），安装竖板（343）侧壁凹设有第二转动孔（344），第二转动孔（344）转动地安装于夹爪轴（332）中部一端，插销槽（334）形成于夹爪竖板（34）侧壁邻近张紧工作槽（11）一端中部，弧形板（36）安装于弧形板安装槽（341）中，夹爪横板（35）一侧固定安装于夹爪竖板（34）底面外侧。

8.根据权利要求7所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：每个弧形板（36）包括弧形扩展板（361）及滑移安装板（362），弧形扩展板（361）一端固定安装于弧形板安装槽（341）中，滑移安装板（362）固定安装于弧形扩展板（361）另一端，且弧形扩展板（361）向外侧倾斜设置，滑移安装板（362）侧壁贯穿凹设有滑移孔（363），两个弧形板（36）的滑移孔（363）之间转动地设置有转动柱（364），转动柱（364）两端转动地安装于两个定位竖杆（323）内侧侧壁底部。

9.根据权利要求8所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：夹爪横板（35）一侧侧壁凸设有弧形对接部（351），弧形对接部（351）固定安装于夹爪竖板（34）底面外侧，夹爪横板（35）远离张紧工作槽（11）一端向上凸设有弧形压缩部（352）。

10.根据权利要求9所述的金属掩膜板焊接设备的张紧机构，其特征在于：夹爪插销（333）半径由中间向两端逐渐增大，以使得两个夹爪竖板（34）内侧侧壁相互抵持设置。

技术总结
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其提供一种金属掩膜板焊接设备的张紧机构。该金属掩膜板焊接设备的张紧机构包括焊接桁架、多个张紧组件及多个夹爪组件，其中每个夹爪组件包括夹爪安装元件、从动元件及夹爪元件。本发明的装配简单、机构简单，过程更好把控，组装精度更好保证，且能够确保夹紧装置在夹设薄板时能够提供足够的紧密度和稳定性，通过夹爪安装元件、从动元件及夹爪元件的协同作用，能够提供夹紧装置在夹设薄板时所需的紧密度、稳定性和减震能力，确保焊接过程的平稳进行。

技术研发人员：陆文彬,熊超,顾星宇,刘嘉辉,李春植,潘俊杰,干佩,吴云亚,潘燕萍
受保护的技术使用者：江苏乐萌精密科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6