一种新型晶圆搬运用机械手的制作方法

1.本实用新型涉及机械手技术领域，具体为一种新型晶圆搬运用机械手。


背景技术：

2.晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，晶圆是生产集成电路所用的载体，是最常用的半导体材料，按其直径分为6英寸、8英寸等规格，晶圆规格越大，同一晶圆上可生产的ic就越多，但对晶圆生产技术的要求也就越高。在生产晶圆的过程当中，将晶圆从一个工作平台转移至另一个工作平台，多采用人工手持晶圆进行搬运，效率低，稳定性差，极易因工作人员的操作不当使晶圆划破或断裂，影响晶圆品质，严重时导致晶圆报废。
3.但是，现有机械手往往结构复杂，并且运转不灵活，不能同时满足水平和竖直方向的移动，而且驱动部分到手臂的执行部分连接过于冗长，降低了机械手的灵活性和工作效率，也影响晶圆本身的加工精度。同时，传统机械手单对单工作，每个机械手对应一个工位，每个机械手动作需要时间基本一致，想提升效率需要加工位，占用大量空间。因此有必要针对以上问题进行改良。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种新型晶圆搬运用机械手，具备结构紧凑、加工精度高、加工效率高的优点，解决了以上背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型晶圆搬运用机械手，包括：固定支架；升降机构，所述升降机构固定安装在固定支架上；旋转机构，所述旋转机构与升降机构传动连接，并由升降机构驱动旋转机构做垂直升降运动；机械臂机构，所述机械臂机构与旋转机构传动连接，并由旋转机构驱动机械臂机构以连接处为支点做水平旋转活动；末端执行器，所述末端执行器固定安装在机械臂机构上远离旋转机构的一端；所述升降机构包括直线模组、升降电机和升降平台，所述直线模组固定安装在固定支架上，所述升降平台与直线模组活动连接，并由升降电机驱动其做垂直升降运动，所述旋转机构固定安装在升降平台上。
6.优选地，所述机械臂机构为两组，所述两组机械臂机构均与旋转机构传动连接，且两组机械臂机构远离旋转机构的一端均设置有末端执行器，所述两组末端执行器上下设置。
7.优选地，旋转机构包括旋转平台、旋转电机和机械臂驱动组件，所述旋转平台固定安装在升降平台上，所述旋转电机与旋转平台传动连接，并驱动旋转平台以连接处为支点做旋转活动，所述机械臂驱动组件固定安装在旋转平台内，且机械臂驱动组件与机械臂机构传动连接，并驱动机械臂机构以连接处为支点做旋转活动。
8.优选地，所述机械臂驱动组件包括机械臂驱动电机、机械臂驱动同步带和机械臂驱动同步轮，所述机械臂驱动电机固定安装在旋转平台内，且机械臂驱动电机通过机械臂
驱动同步带与机械臂驱动同步轮传动连接，所述机械臂驱动同步轮与机械臂机构传动连接。
9.优选地，所述机械臂机构包括一级机械臂、二级机械臂和三级机械臂，所述末端执行器固定安装在三级机械臂上，所述一级机械臂内设置有第一传动组件、所述二级机械臂内设置有第二传动组件，所述第一传动组件分别与旋转机构和第二传动组件传动连接，所述第二传动组件分别与第一传动组件和三级机械臂传动连接。
10.优选地，所述第一传动组件包括第一传动同步带和两个第一传动同步轮，所述第一传动同步带分别与两个第一传动同步轮传动连接，两个所述第一传动同步轮分别与旋转机构和第二传动组件传动连接。
11.优选地，所述第二传动组件包括第二传动同步带和两个第二传动同步轮，所述第二传动同步带分别与两个第二传动同步轮传动连接，两个所述第二传动同步轮分别与第一传动组件和三级机械臂传动连接。
12.优选地，所述末端执行器上开设有若干个气孔，且末端执行器内设置有气路，所述若干个气孔均与气路相连通，所述气路依次过机械臂机构、旋转机构、升降机构和固定支架。
13.优选地，所述升降机构还包括升降同步带和若干个升降同步轮，所述直线模组的数量为三个，所述三个直线模组均与升降平台传动连接，且三个直线模组分别与若干个升降同步轮传动连接，所述升降电机通过升降同步带分别与若干个升降同步轮传动连接。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
15.一、本实用新型通过设置升降机构和旋转机构，所述旋转机构与升降机构传动连接，并由升降机构驱动旋转机构做垂直升降运动，所述机械臂机构与旋转机构传动连接，并由旋转机构驱动机械臂机构以连接处为支点做水平旋转活动，两轴同时工作，并且两轴都位于同一个小范围内，减少占用空间，达到了结构紧凑的效果。
16.二、本实用新型通过设置升降机构，所述升降机构包括直线模组、升降电机、升降平台、升降同步带和若干个升降同步轮，所述直线模组的数量为三个，所述三个直线模组均与升降平台传动连接，且三个直线模组分别与若干个升降同步轮传动连接，所述升降电机通过升降同步带分别与若干个升降同步轮传动连接，由三个直线模组同步运动，使得升降更稳定、更精准，达到了加工精度高的效果。
17.三、本实用新型通过设置机械臂机构，所述机械臂机构为两组，所述两组机械臂机构均与旋转机构传动连接，且两组机械臂机构远离旋转机构的一端均设置有末端执行器，所述两组末端执行器上下设置，使得两组机械臂机构可同时工作，结构上互不干涉，不需要停留等待另外一个机械臂移开工作位置，达到了加工效率高的效果。
附图说明
18.图1为本实用新型中第一种实施例的结构示意图；
19.图2为本实用新型中升降机构的结构示意图；
20.图3为本实用新型中旋转机构、机械臂机构和末端执行器的结构示意图；
21.图4为本实用新型中第二种实施例的结构示意图之一；
22.图5为本实用新型中第二种实施例的结构示意图之二；
23.图6为本实用新型中第二种实施例的旋转机构和机械臂机构的结构示意图。
24.图中的附图标记及名称如下：
25.1、固定支架；
26.2、升降机构；21、直线模组；22、升降电机；23、升降平台；24、升降同步带；25、升降同步轮；
27.3、旋转机构；31、旋转平台；32、旋转电机；33、机械臂驱动组件；331、机械臂驱动电机；332、机械臂驱动同步带；333、机械臂驱动同步轮；
28.4、机械臂机构；41、一级机械臂；42、第一传动组件；421、第一传动同步带；422、第一传动同步轮；43、二级机械臂；44、第二传动组件；441、第二传动同步带；442、第二传动同步轮；45、三级机械臂；
29.5、末端执行器；51、气孔；52、气路。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.请参阅图1至图3，本实用新型提供的第一种实施例：一种新型晶圆搬运用机械手，包括：固定支架1；升降机构2，所述升降机构2固定安装在固定支架1上；旋转机构3，所述旋转机构3与升降机构2传动连接，并由升降机构2驱动旋转机构3做垂直升降运动；机械臂机构4，所述机械臂机构4与旋转机构3传动连接，并由旋转机构3驱动机械臂机构4以连接处为支点做水平旋转活动；末端执行器5，所述末端执行器5固定安装在机械臂机构4上远离旋转机构3的一端；所述升降机构2包括直线模组21、升降电机22和升降平台23，所述直线模组21固定安装在固定支架1上，所述升降平台23与直线模组21活动连接，并由升降电机22驱动其做垂直升降运动，所述旋转机构3固定安装在升降平台23上。
32.更具体地，旋转机构3包括旋转平台31、旋转电机32和机械臂驱动组件33，所述旋转平台31固定安装在升降平台23上，所述旋转电机32与旋转平台31传动连接，并驱动旋转平台31以连接处为支点做旋转活动，所述机械臂驱动组件33固定安装在旋转平台31内，且机械臂驱动组件33与机械臂机构4传动连接，并驱动机械臂机构4以连接处为支点做旋转活动。
33.更具体地，所述机械臂驱动组件33包括机械臂驱动电机331、机械臂驱动同步带332和机械臂驱动同步轮333，所述机械臂驱动电机331固定安装在旋转平台31内，且机械臂驱动电机331通过机械臂驱动同步带332与机械臂驱动同步轮333传动连接，所述机械臂驱动同步轮333与机械臂机构4传动连接。
34.更具体地，所述机械臂机构4包括一级机械臂41、二级机械臂43和三级机械臂45，所述末端执行器5固定安装在三级机械臂45上，所述一级机械臂41内设置有第一传动组件42、所述二级机械臂43内设置有第二传动组件44，所述第一传动组件42分别与旋转机构3和第二传动组件44传动连接，所述第二传动组件44分别与第一传动组件42和三级机械臂45传动连接。
35.更具体地，所述第一传动组件42包括第一传动同步带421和两个第一传动同步轮422，所述第一传动同步带421分别与两个第一传动同步轮422传动连接，两个所述第一传动同步轮422分别与旋转机构3和第二传动组件44传动连接。
36.更具体地，所述第二传动组件44包括第二传动同步带441和两个第二传动同步轮442，所述第二传动同步带441分别与两个第二传动同步轮442传动连接，两个所述第二传动同步轮442分别与第一传动组件42和三级机械臂45传动连接。
37.更具体地，所述末端执行器5上开设有若干个气孔51，且末端执行器5内设置有气路52，所述若干个气孔51均与气路52相连通，所述气路52依次过机械臂机构4、旋转机构3、升降机构2和固定支架1。
38.更具体地，所述升降机构2还包括升降同步带24和若干个升降同步轮25，所述直线模组21的数量为三个，所述三个直线模组21均与升降平台23传动连接，且三个直线模组21分别与若干个升降同步轮25传动连接，所述升降电机22通过升降同步带24分别与若干个升降同步轮25传动连接。
39.请参阅图4至图6，本实用新型提供的第二种实施例，本实施例与实施例一基本相同，区别仅在于：所述机械臂机构4为两组，所述两组机械臂机构4均与旋转机构3传动连接，且两组机械臂机构4远离旋转机构3的一端均设置有末端执行器5，所述两组末端执行器5上下设置。
40.下面将结合图1至图6，对本实用新型的工作原理做进一步说明。
41.升降时，升降电机22开始工作，带动升降同步带24转动，升降同步带24带动三个直线模组21同时运动，进而直线模组21上的升降平台23进行升降运动，由于3个直线模组同步运动，升降更稳定，更精确；
42.旋转时，旋转电机32带动旋转平台31进行旋转，同时有机械臂驱动组件33带动两个机械臂机构4进行运动，可以自由旋转到需求位置；
43.取料放料时，两组机械臂机构4的机械臂驱动组件33各自独立运动，在第一传动组件42和第二传动组件44的带动下，末端执行器5进行固定的平移运动，两臂长度一样，在同步轮作用下，保持两臂每次固定转动相同角度；
44.末端执行器5上设置有气孔51，内部设置有与气孔51相连通的气路52，气路52依次穿过机械臂机构4、旋转机构3、升降机构2和固定支架1并与设备内真空设备相连接。
45.本机械手主要针对多层堆叠的材料，与一个机械手上多个吸盘不同，本机械手不需要同时取或者放料，可以分别进行，更为灵活，并且体积小巧。同时可以针对上下两层产品进行操作，可选择性更多。
46.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。