气瓶传送装置和包括该装置的气瓶物流系统的制作方法

1.本公开涉及气瓶传送装置和包括该装置的气瓶物流系统。更具体地说，本公开涉及用于传送在半导体设备制造过程中供应工艺气体的气瓶的气瓶传送装置以及包括该装置的气瓶物流系统。


背景技术：

2.一般来说，半导体器件可通过在用作衬底的硅晶圆上重复执行一系列制造工艺来制造。半导体器件可通过切割工艺被分成单个，并可通过裸芯粘接工艺和封装工艺制造成半导体封装。
3.各种类型的工艺气体可以被供应给制造半导体器件的工艺。工艺气体可以以存储在圆筒形存储容器中的状态供应给工艺装置，并且用于供应工艺气体的气瓶可以由单独的存储装置存储和管理。然而，由于传送和存储气瓶的自动化程度不够，气瓶的传送和存储是由操作人员手动完成的。因此，在传送气瓶时有可能发生事故，因此需要采取应对措施。


技术实现要素：

4.本发明的实施例提供了用于传送气瓶的气瓶传送装置和包括该装置的气瓶物流系统。
5.根据本发明的一个方面，气瓶传送装置可以包括被配置为传送气瓶的传送车，以及设置在传送车上的传送机器人。传送机器人可以包括被配置为支撑气瓶的下表面部分的机械手，以及被配置为在水平方向和竖直方向上移动机械手的手部驱动单元。
6.根据本发明的一些实施例，手部驱动单元可以包括被配置为在传送车的前后方向上移动机械手的第一水平驱动部，被配置为在传送车的左右方向上移动机械手的第二水平驱动部，以及被配置为在竖直方向上移动机械手的竖直驱动部。
7.根据本发明的一些实施例，手部驱动单元可以包括倾斜驱动部，其被配置为调整机械手的倾斜度，使得气瓶被支撑在机械手上之后，气瓶的上部被向后倾斜。
8.根据本发明的一些实施例，传送机器人可以包括抓取单元，其被配置为抓取支撑在机械手上的气瓶的两个侧面部分。
9.根据本发明的一些实施例，机械手可以包括支撑构件以及手部支架，支撑构件在传送车的前后方向上延伸并被配置为支撑气瓶的下表面部分，手部支架从支撑构件的后部在竖直于支撑构件的方向上延伸。
10.根据本发明的一些实施方案，抓取单元可以安装在手部支架上。
11.根据本发明的一些实施例，气瓶传送装置可进一步包括安装在机械手上的摄像单元，该摄像单元被配置为检测放置气瓶的平台。
12.根据本发明的一些实施例，气瓶传送装置可以进一步包括安装在机械手上的距离传感器，其被配置为测量离放置气瓶的平台的距离。
13.根据本发明的另一个方面，气瓶物流系统可以包括气瓶传送装置，其包括被配置
为传送气瓶的传送车和设置在传送车上的传送机器人，以及被配置为存储由气瓶传送装置传送的气瓶的气瓶存储装置。传送机器人可以包括被配置为支撑气瓶下表面部分的机械手，以及被配置为在水平方向和竖直方向上移动机械手的手部驱动单元。
14.根据本发明的一些实施例，气瓶存储装置可以包括配置为支撑气瓶的平台。
15.根据本发明的一些实施例，机械手可以包括支撑构件以及平台，支撑构件在传送车的前后方向上延伸并被配置为支撑气瓶的下表面部分，平台可以包括配置为支撑气瓶的下表面的两个侧面部分的支撑块。
16.根据本发明的一些实施例，气瓶传送装置可以进一步包括安装在机械手上的摄像单元，并且其被配置为检测支撑块。
17.根据本发明的一些实施例，用于机械手和支撑块之间对齐的对齐标记可以分别设置在支撑块的前部上。
18.根据本发明的一些实施例，可将存储有平台信息的识别码附着在平台的前部，并且可将配置为读取识别码的读码器安装在机械手上。
19.根据本发明的一些实施例，存储有平台信息的快速响应码(qr codes)可以分别附着在支撑块的前部，并且用于读取快速响应码的摄像单元可以安装在机械手上。
20.根据本发明的一些实施例，气瓶传送装置可以进一步包括安装在机械手上的距离传感器，并且其被配置为分别测量离支撑块的距离。
21.根据本发明的一些实施例，气瓶传送装置可以进一步包括安装在机械手上的倾斜传感器，并且其被配置为测量支撑构件的倾斜度。
22.根据本发明的一些实施例，手部驱动单元可以包括被配置为在传送车的前后方向上移动机械手的第一水平驱动部，安装在第一水平驱动部上并被配置为在传送车的左右方向上移动机械手的第二水平驱动部，安装在第二水平驱动部上并被配置为在竖直方向上移动机械手的竖直驱动部，以及安装在竖直驱动部上并被配置为调整机械手的倾斜度，以使气瓶的上部在被支撑在机械手上后向后倾斜的倾斜驱动部。
23.根据本发明的一些实施例，气瓶传送装置可以进一步包括抓取单元，其被配置为抓取支撑在机械手上的气瓶的两个侧面部分。
24.根据本发明的另一个方面，气瓶物流系统可以包括气瓶传送装置，该装置包括被配置为传送气瓶的传送车和设置在传送车上的传送机器人，以及被配置为存储由气瓶传送装置传送的气瓶的气瓶存储装置。气瓶存储装置可以包括被配置为支撑气瓶的平台，而传送机器人可以包括被配置为支撑气瓶的下表面部分的机械手，被配置为在水平方向和竖直方向上移动机械手的手部驱动单元，以及安装在机械手上并被配置为检测平台的摄像单元。
25.上述对本发明的概述并不旨在描述每个说明的实施例或本发明的每种实施方式。后面的详细描述和权利要求书更具体地例举了这些实施例。
附图说明
26.从以下结合附图的描述中可以更详细地理解本发明的实施例，其中：
27.图1是说明根据本发明的实施例的气瓶传送装置和包括该装置的气瓶物流系统的示意性侧视图；
28.图2是说明如图1所示的传送机器人的示意性侧视图；
29.图3是说明如图1所示的传送机器人的示意性平面视图；
30.图4至图6是说明如图2所示的传送机器人的操作的示意性侧视图；
31.图7是说明如图1所示气瓶存储装置的示意性主视图；
32.图8是说明如图2所示的机械手的支撑部件和如图7所示的平台的示意性放大平面图；以及
33.图9是说明如图8所示的机械手和平台的支撑构件的示意性放大侧视图。
34.虽然各种实施例可进行各种修改和替代形式，但其具体细节已在附图中以示例方式显示，并将进行详细描述。然而，应当理解的是，本发明的意图不是将所要求的发明限制在所描述的特定实施例中。相反，其意图是涵盖所有属于权利要求书所定义的主题的精神和范围内的修改、等同物和替代物。
具体实施方式
35.下面，参照附图更详细地描述本发明的实施方案。然而，本发明并不限于下面描述的实施例，而是以各种其他形式实施。提供下面的实施例不是为了完全完成本发明，而是为了向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。
36.在说明书中，当一个组件被称为在另一个组件或层上或与之相连时，它可以直接在另一个组件或层上或与之相连，或者也可以存在一个中间组件或层。与此不同的是，当一个组件被称为直接在另一个组件或层上或直接连接到另一个组件或层时，它意味着没有中间组件存在。另外，尽管像第一、第二和第三这样的术语被用来描述本发明各实施例中的各种区域和层，但这些区域和层并不限于这些术语。
37.下面使用的术语仅用于描述具体的实施例，但不限制本发明。此外，除非这里另有定义，所有术语包括技术或科学术语，都可以具有本领域技术人员普遍理解的相同含义。
38.本发明的实施例是参照理想实施例的示意图来描述的。因此，制造方法的变化和/或允许的误差可能会从附图的形式中预期。因此，本发明的实施例的描述不限于图中的具体形式或区域，并包括形式的偏差。这些区域可能完全是示意性的，并且它们的形式可能没有描述或描绘出任何给定区域的准确形式或结构，并且不旨在限制本发明的范围。
39.图1是说明根据本发明的实施例的气瓶传送装置和包括该气瓶传送装置的气瓶物流系统的示意性侧视图。
40.参考图1，根据本发明实施例的气瓶传送装置100可以被用于传送用于在半导体器件或显示器件的制造工艺中供应工艺气体的气瓶20。此外，根据本发明的实施例的气瓶物流系统10可以包括气瓶传送装置100和用于存储气瓶20的气瓶存储装置200。
41.根据本发明的实施例的气瓶传送装置100可以包括用于传送气瓶20的传送车102以及设置在传送车102上的传送机器人110。具体地，传送机器人110可以包括用于支撑气瓶20的下表面部分的机械手112和用于在水平方向和竖直方向上移动机械手112的手部驱动单元120。
42.图2是说明如图1所示的传送机器人110的示意性侧视图，以及图3是说明如图1所示的传送机器人110的示意性平面图。
43.参照图2和图3，机械手112可以包括支撑构件114以及手部支架116，支撑构件114
在传送车102的前后方向上延伸并用于支撑气瓶20的下表面部分，手部支架116在与支撑构件114竖直的方向上从支撑构件114的后部延伸。例如，支撑构件114可以在x轴方向延伸，而手部支架116可以在z轴方向延伸。具体地，用于支撑气瓶20的支撑垫118可以分别设置在支撑构件114的前部和后部上。
44.手部驱动单元120可以包括用于在传送车102的前后方向上移动机器人手112的第一水平驱动部122，用于在传送车102的左右方向上(例如，y轴方向上)移动机械手112的第二水平驱动部126，以及用于在竖直方向上(即，z轴方向上)移动机械手112的竖直驱动部130。例如，第一水平驱动部122可以包括安装在传送车102上的第一可移动构件124，以在前后方向上移动，而第二水平驱动部126可以包括安装在第一可移动构件124上的第二可移动构件128，以在左右方向上移动。此外，竖直驱动部130可以包括安装在第二可移动构件128上的竖直可移动构件132，以在竖直方向上移动。
45.图4到6是说明如图2所示的传送机器人110的操作的示意性侧视图。
46.参照图4至图6，手部驱动单元120可以在水平方向和竖直方向上移动机械手112，以便拾取气瓶20。具体地，根据本发明的实施例的传送机器人110可以包括抓取单元140，用于抓取支撑在机械手112上的气瓶20的两个侧面部分。
47.抓取单元140可以安装在手部支架116上，并且可以包括用于抓取气瓶20的两侧部分的一对抓取构件142和用于操作抓取构件142的抓取驱动部144。抓取构件142可以被设置成面向彼此，并且可以通过抓取驱动部144朝向彼此和远离彼此移动。虽然未示出，但抓取驱动部144可以包括与抓取构件142连接的齿条齿轮(未示出)和与齿条齿轮之间接合的小齿轮(未示出)。
48.抓取单元140可以抓取气瓶20的两个侧面部分，以防止在气瓶20被传送时气瓶20下落。进一步地，根据本发明的实施例的手部驱动单元120可以包括用于调整机械手部112的倾斜度的倾斜驱动部134，以便在气瓶20被支撑在机械手112上之后气瓶20的上部向后倾斜。
49.例如，机械手112的手部支架116可通过旋转轴能旋转地安装到竖直可移动构件132上。倾斜驱动部134可以被安装在竖直可移动构件132上，并且可以包括连接到手部支架116的链接构件136。此外，倾斜驱动部134可以在竖直方向上移动链接构件136，以调整机械手112的倾斜度，如图5所示。作为另一个示例，倾斜驱动部134可以使用气缸来调整机械手112的倾斜度。
50.如上所述，倾斜驱动部134可以调整机械手112的倾斜度，使得气瓶20的上部以预定的角度向后倾斜，从而可以防止气瓶20与机械手112分离。
51.图7是说明如图1所示的气瓶存储装置200的示意性主视图。
52.参照图1和图7，气瓶存储装置200可以包括具有用于存储气瓶20的内部空间的存储室202、设置在存储室202中并用于支撑气瓶20的平台210以及设置在存储室202中并用于抓取气瓶20的第二抓取单元220。每个第二抓取单元220可以包括用于抓取气瓶20的两个侧面部分的第二抓取构件222，以及用于操作第二抓取构件222的第二抓取驱动部224。
53.气瓶存储装置200可以包括在存储室202的前部上设置的门230以打开和关闭存储室202。具体地，当气瓶传送装置100接近存储室202以容纳或取出气瓶20时，面向气瓶传送装置100的门230中的一个可由门驱动单元(未示出)打开。
54.存储有气瓶20的历史信息的信息标签22可以分别附着在气瓶20上。例如，信息标签22可以存储一系列信息，诸如表明每个气瓶20中存储的气体材料的材料代码、制造编号、填充气体的纯度、制造日期、失效日期等，并且可以在存储室202中提供用于从气瓶20的信息标签22中获取历史信息的信息获取单元240。
55.例如，可以将条形码附着在气瓶20上，并且在这种情况下，可以在存储室202中提供用于读取条形码信息的条形码阅读器。作为另一个示例，可以将快速响应(qr)码附着在气瓶20上，在这种情况下，可以在存储室202中提供qr码阅读器。
56.根据本发明实施例的气瓶存储装置200可以包括水平驱动单元242，用于在水平方向上移动信息获取单元240，以使信息获取单元240邻近信息标签22。例如，信息标签22可以附着到气瓶20的上部，而信息获取单元240可以通过水平驱动单元242在气瓶20的上方水平移动。
57.存储室202中的温度可以始终保持在预定温度，以防止气瓶20的气体泄漏。气瓶存储装置200可以包括温度控制单元250，用于将存储室202中的温度保持在预定温度。例如，温度控制单元250可以包括用于测量存储室202中的温度的温度传感器(未示出)，以及用于调整储存室202中的温度的加热器(未示出)和冷却器(未示出)。
58.进一步地，尽管没有在图中示出，但气瓶存储装置200可以包括设置在门230之间以及存储室202和门230之间的密封构件(未示出)，以便密封存储室202的内部。具体地，当气体从气瓶20中泄漏时，存储室202的内部可以优选地保持在低于大气压的负压下，使得泄漏的气体不会泄漏到存储室202的外部。
59.根据本发明实施例的气瓶存储装置200可以包括压力控制单元260，用于将存储室202内的压力保持在预定压力。该压力控制单元260
60.压力控制单元260可以将存储室202的内部压力保持在低于大气压力的负压，以防止气体泄漏。也就是说，压力控制单元260可以将存储室202的内部压力保持在低于外部压力的水平。例如，可以在存储室202上方设置风扇过滤单元，当气体从气瓶20中泄漏时，泄漏的气体可以由风扇过滤单元清除。在这种情况下，风扇过滤单元可以连接到诸如气体洗涤器的装置，以进行气体净化。作为另一个示例，存储室202可以连接到真空源，诸如真空泵或真空喷射器，由真空源从存储室202排出的空气和气体可以由气体洗涤器净化，然后排到外部。
61.进一步地，气瓶存储装置200可以包括设置在存储室202中的气体传感器270，以检测存储室202中的气体泄漏，以及控制单元204，其根据气体传感器270的输出信号确定气体是否泄漏，并且当气体从气瓶20中泄漏时产生报警信号以通知用户。控制单元204可以通过压力控制单元260排出泄漏的气体，并可以控制门驱动单元的操作，使门230直到所有泄漏到存储室202的气体被清除才被打开。
62.图8是说明如图2所示的机械手112的支撑构件114和如图7所示的平台210的示意性放大平面图，图9是说明如图8所示的机械手112的支撑构件114和平台210的示意性放大侧视图。
63.参照图8和图9，支撑构件114可以在传送车102的前后方向上延伸，并且平台210可以包括用于支撑气瓶20的下表面的两个侧面部分的支撑块212。例如，当气瓶20被装载在平台210上时，第一水平驱动部122可以推进支撑构件114，然后竖直驱动部130可以在支撑块
212之间降低支撑构件114，以将气瓶20放在支撑块212上。此外，当从平台210上卸下气瓶20时，第一水平驱动部122可以在支撑块212之间推进支撑构件114，然后竖直驱动部130可以向上移动支撑构件114以拾取气瓶20。
64.根据本发明实施例的气瓶传送装置100可以包括安装在机械手112上并用于检测平台210的支撑块212的摄像单元150。例如，摄像单元150可以安装在支撑构件114的前部。
65.具体地，用于在机械手112的支撑构件114和平台210的支撑块212之间对齐的对齐标记可以分别附着在面向机械手112的支撑构件114的支撑块212的前部上。例如，存储平台210的信息的qr码214可以分别附着到支撑块212的前部。在这种情况下，qr码214可被用作支撑构件114和支撑块212之间的对齐标记，并且摄像单元150可被用作qr码阅读器以读取qr码214。
66.进一步，用于分别测量离支撑块212距离的距离传感器152可以安装在机械手112上。例如，激光距离传感器152可以分别安装在支撑构件114的两侧，并且机械手112和支撑块212之间的距离可以由激光距离传感器152测量。
67.根据本发明实施例的气瓶传送装置100可以包括用于控制传送车102和传送机器人110的操作的控制单元104。控制单元104可以调整运输车102的位置和角度，使得由距离传感器152测量的距离值彼此相等，即，使得机械手112的支撑构件114面向前面的平台210的支撑块212。此外，摄像单元150可以获取包括qr码214的图像，并且控制单元104可以从图像中检测qr码214的位置坐标，并且可以控制第二水平驱动部126的操作，使得机械手112的支撑构件114被定位在支撑块212之间。
68.进一步，控制单元104可以控制倾斜驱动部134的操作。具体而言，当气瓶20被装载到平台210上或从平台210上卸下时，控制单元104可以控制倾斜驱动部134的操作，以使支撑构件114处于水平状态。具体地，用于测量支撑构件114的倾斜机械手112上，并且控制单元104可以根据来自倾斜传感器154的测量信号调整支撑构件114的倾斜度。
69.更进一步地，气瓶传送装置100的控制单元104可以被配置为能够与气瓶存储装置200的控制单元204进行无线通信。在气瓶传送装置100到达气瓶存储装置200的前面之后，气瓶存储装置200的控制单元204可以根据从气瓶传送装置100的控制单元104传输的门打开信号打开门230中的一个。
70.根据上述本发明实施例的气瓶传送装置100可以使用传送车102和传送机器人110传送气瓶，并且气瓶存储装置200可以存储由气瓶传送装置100传送的气瓶20。如上所述，气瓶20的传送和存储可以由气瓶传送装置100和气瓶储存装置200自动完成，因此，在传送和存储气瓶20的过程中可以大大减少可能发生的事故。
71.尽管本发明的示例性实施例已经参照具体实施例进行了描述，但它们并不限于此。因此，本领域的技术人员将很容易理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和变化。