柔性对接锁紧装置的制作方法

1.本发明涉及晶圆加工相关技术领域，尤其涉及一种柔性对接锁紧装置。


背景技术：

2.随着半导体领域在国内大大规模发展，国内半导体制造对新技术、新工艺开发激增，晶圆加工作为半导体制程的核心工艺制程，晶圆加工对设备需求量在较短时间内短板快速增长，给半导体领域配套的设备厂商提供了很大技术研发的动力，对于半导体制造领域的高标准、高可靠性的特点，要求设备尽量少的人工干预过程管控，避免人为因素的制造缺陷和制造误差；以全产线统一的信息交互和信息传递为目标，全程信息追溯跟踪每一个产品的质量信息管控；对于设备的全自动运行，全信息交互，做到无人参与全自动化生产；开发设备需求的全自动化模块是全自动设备的必要技术和必要功能。
3.有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种柔性对接锁紧装置，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种柔性对接锁紧装置。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种柔性对接锁紧装置，包括晶圆机械手、叉臂、对接插头、晶圆丫叉存储库和晶圆丫叉，晶圆机械手上的驱动端设置有若干个叉臂，叉臂上设置有对接插头，晶圆丫叉存储库上沿着z轴方向均匀的设置有若干个存储架，存储架上沿着x轴方向设置有晶圆丫叉，对接插头与晶圆丫叉沿着x轴负方向的一侧相连接，存储架的底部沿着x轴方向均匀的设置有若干个夹持调整机构，夹持调整机构包括夹持气缸和柔性支撑座，夹持气缸沿着y轴方向两侧的驱动端连接设置有夹持块，夹持块从下往上穿过存储架后且位于晶圆丫叉沿着y轴方向两侧的位置，柔性支撑座包括安装座和连接座，安装座沿着y轴负方向的一侧安装在存储架上，安装座沿着y轴正方向的一侧通过板簧与连接座相连接，连接座上设置有轴承，轴承底部的轴承座沿着y轴方向的两侧分别与连接座之间连接设置有平衡轴，轴承的顶部与上方的存储架相连接。
7.作为本发明的进一步改进，对接插头沿着x轴正方向的一侧设置有两个联结轴，联结轴插接入晶圆丫叉沿着x轴负方向一侧的插接槽内。
8.作为本发明的进一步改进，插接槽的外侧沿着x轴方向设置有若干个分离顶针，分离顶针与外侧的夹持块相连接，插接槽的内侧沿着x轴方向设置有若干个锁紧卡扣。
9.作为本发明的进一步改进，锁紧卡扣的内侧设置有锁紧弹簧。
10.作为本发明的进一步改进，对接插头和晶圆丫叉插接处的位置还设置有风琴吸盘，对接插头内沿着x轴的正方向依次设置有相互连接的第一真空气道和第二真空气道，晶圆丫叉内沿着x轴的正方向依次设置有相互连接的第三真空气道和第四真空气道，风琴吸盘分别与两侧的第二真空气道和第三真空气道相连通。
11.作为本发明的进一步改进，平衡轴的外侧套设有平衡弹簧。
12.作为本发明的进一步改进，晶圆机械手上的驱动端设置有两个叉臂，晶圆丫叉存储库上沿着z轴方向均匀的设置有六个存储架。
13.借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
14.1、本发明通过双轴定位、双卡槽自锁和双弹簧实现常态锁紧，防止松脱，夹持兼顾解锁功能；
15.2、本发明通过双柔性支撑座实现柔性对接，提高自动对接更换的可靠性；
16.3、本发明的柔性支撑座以y轴方向、z轴方向以及旋转轴方向自适应机构，实现多个维度的自适应调整机构。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
18.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。
19.图1是本发明一种柔性对接锁紧装置的结构示意图；
20.图2是图1中对插接头和晶圆丫叉连接时的结构示意图；
21.图3是图2另一侧的结构示意图；
22.图4是图2或图3中柔性支撑座的结构示意图；
23.图5是图2或图3中插接头和晶圆丫叉连接处的内部结构示意图；
24.图6是图2正视图的部分结构示意图；
25.图7是图6关于a-a的结构示意图。
26.其中，图中各附图标记的含义如下。
27.1 晶圆机械手
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2 叉臂
28.3 对插接头
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4 晶圆丫叉存储库
29.5 存储架
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6 晶圆丫叉
30.7 夹持块
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8 夹持气缸
31.9 柔性支撑座
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10 安装座
32.11 板簧
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12 连接座
33.13 平衡轴
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14 轴承
34.15 平衡弹簧
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16 联结轴
35.17 分离顶针
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18 锁紧卡扣
36.19 锁紧弹簧
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20 第一真空气道
37.21 第二真空气道
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22 风琴吸盘
38.23 第三真空气道
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24 第四真空气道
具体实施方式
39.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
40.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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.实施例
42.如图1～图7所示，
43.一种柔性对接锁紧装置，包括晶圆机械手1、叉臂2、对接插头3、晶圆丫叉存储库4和晶圆丫叉6，晶圆机械手1上的驱动端设置有若干个叉臂2，叉臂2上设置有对接插头3，晶圆丫叉存储库4上沿着z轴方向均匀的设置有若干个存储架5，存储架5上沿着x轴方向设置有晶圆丫叉6，对接插头3与晶圆丫叉6沿着x轴负方向的一侧相连接，存储架5的底部沿着x轴方向均匀的设置有若干个夹持调整机构，夹持调整机构包括夹持气缸8和柔性支撑座9，夹持气缸8沿着y轴方向两侧的驱动端连接设置有夹持块7，夹持块7从下往上穿过存储架5后且位于晶圆丫叉6沿着y轴方向两侧的位置，柔性支撑座9包括安装座10和连接座12，安装座10沿着y轴负方向的一侧安装在存储架5上，安装座10沿着y轴正方向的一侧通过板簧11与连接座12相连接，连接座12上设置有轴承14，轴承14底部的轴承座沿着y轴方向的两侧分别与连接座12之间连接设置有平衡轴13，轴承14的顶部与上方的存储架5相连接。
44.优选的，对接插头3沿着x轴正方向的一侧设置有两个联结轴16，联结轴16插接入晶圆丫叉6沿着x轴负方向一侧的插接槽内。
45.优选的，插接槽的外侧沿着x轴方向设置有若干个分离顶针17，分离顶针17与外侧的夹持块7相连接，插接槽的内侧沿着x轴方向设置有若干个锁紧卡扣18。
46.优选的，锁紧卡扣18的内侧设置有锁紧弹簧19。
47.优选的，对接插头3和晶圆丫叉6插接处的位置还设置有风琴吸盘22，对接插头3内沿着x轴的正方向依次设置有相互连接的第一真空气道20和第二真空气道21，晶圆丫叉6内沿着x轴的正方向依次设置有相互连接的第三真空气道23和第四真空气道24，风琴吸盘22分别与两侧的第二真空气道21和第三真空气道23相连通。
48.优选的，平衡轴13的外侧套设有平衡弹簧15。
49.优选的，晶圆机械手1上的驱动端设置有两个叉臂2，晶圆丫叉存储库4上沿着z轴方向均匀的设置有六个存储架5。
50.本发明是应用于晶圆微加工领域，晶圆机械手自动更换不同规格的晶圆搬运丫叉。针对不同规格的搬运丫叉，在存储架上自动对接自动更换，为全自动设备的全自动生产、产品全自动切换提供必要的功能应用。
51.本发明通过简单的气动、机械机构实现稳定可靠的联结和自锁，同步实现丫叉的真空联结，无需复杂的电控执行和检测机构，以柔性安装方式，最大限度的冗余和机械手对
接偏差引起的卡顿和过载保护。
52.本发明第一实施例：
53.如图1所示，晶圆机械手1基本都是双叉臂结构(即包括两个叉臂2)；每一个叉臂安装一套双轴对接插头3。晶圆丫叉存储库4安装6套存储架5，可以存储6套晶圆丫叉6。
54.如图2和图3所示，6个晶圆丫叉6放置于存储架5上；由两个夹持气缸8以及夹持气缸8两侧的夹持块7进行夹持定位，晶圆丫叉6依靠夹持块7对中、保持。存储架5安装于两套柔性支撑座9上；消除叉臂2的对准误差，避免叉臂2和11晶圆丫叉6对接和分离的卡顿故障。
55.如图4所示，柔性支撑座9的工作原理，安装座10固定于晶圆丫叉存储库4上，利用板簧11进行垂直防线偏差补偿，利用平衡弹簧15、平衡轴13、轴承14旋转进行水平方向偏差补偿，利用两套柔性支撑座旋转补偿角度偏差。
56.如下图5所示，利用夹持块7加紧晶圆丫叉6，同时推动4个分离顶针17，移动两侧4个锁紧卡扣18复位，解锁联结轴16，可以拔出对接插头3，实现机械手和丫叉分离。存储架5上的丫叉处于加持状态，锁紧弹簧19收缩，对接插头3的联结轴16可以顺利插入丫叉对接的插接槽内，执行相反的动作即可完成联结锁紧。
57.真空对接如下图7所示，对接插头3与晶圆丫叉6对接锁紧，风琴吸盘22压缩密封，实现两侧真空气道对接密封。
58.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶、“底”、“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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指咧所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
59.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。