[发明专利]一种回旋流非接触气爪夹持装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成芯片的夹持和搬运技术,尤其是一种非接触式的气爪夹持搬运装置，具体地说是一种回旋流非接触气爪夹持装置。

背景技术

目前，随着科技的进步，集成芯片制造行业也在飞速发展，集成芯片的体积做的越来越小，但功能确越来越强大，集成度越来越高。由于集成芯片本身的特殊性，决定了其对环境和搬运设备具有较严格的要求，不允许其在移动过程中有振动、碰撞以及表面磨损或污染等现象。当前现有技术中的传统搬运方式已经落后，已不能适应小型高精密度芯片的夹持和搬运要求，而且如何能实现一种高效稳定的非接触式搬运，以确保芯片安全性，也是各芯片厂家为提高芯片的良品率所要不断追求的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供利用腔体中空气漩涡中心产生的负压和腔体边缘空气溢出形成的正压使芯片悬浮达到动态平衡的一种回旋流非接触气爪夹持装置。该装置耗气量小、吸附力稳定并能相互抵消高压气体对芯片的剪切作用力，防止芯片在夹持搬运过程中自转。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种回旋流非接触气爪夹持装置，包括整体结构为圆柱体的装置本体，装置本体包括制有主进气腔的安装座体和与安装座体底部圆平面固定连接的气爪主体；气爪主体的上部和下部等弧度等数量分别均布制有构成气爪外围层的第一回旋流腔和构成气爪内围层的第二回旋流腔，气爪主体内部分别制有能与每个第一回旋流腔和每个第二回旋流腔相切连通的第一导气通道和第二导气通道，并且两相邻的第一回旋流腔以及两相邻的第二回旋流腔的进气方向均相反，气爪主体内中部制有径向连通外界的下凹排气区，下凹排气区沿气爪主体的轴心向下贯通制有排气通道，气爪主体下端面与每个第一回旋流腔同轴对应制有轴向延伸至中部构成气爪外围环形负压真空吸引区域的负压吸引通道，第一回旋流腔与负压吸引通道的对应连接间留有连通下凹排气区的排气间隙，第二回旋流腔贯通气爪主体的下端面构成气爪内围环形正压排斥区，安装座体底部圆平面分别制有连通第一导气通道与主进气腔的第一导气孔和连通第二导气通道与主进气腔的第二导气孔。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的气爪主体由三片圆形硅材料加工制作的上气爪层、中气爪层和下气爪层组合构成，并且上气爪层、中气爪层和下气爪层之间采用硅-硅阳极键合技术固定相粘接。

上述的安装座体为铝材料加工制作的具有一端开口构成主进气腔的空心柱形体，主进气腔的内壁制有方便于外部管路连接的内螺纹，安装座体的底部圆平面与气爪主体上气爪层的上端面采用铝-硅阳极键合技术固定相粘接。

上述的上气爪层和下气爪层分别贯通制有构成六个第一回旋流腔的上通孔和构成六个第二回旋流腔的下通孔，负压吸引通道由分别贯通下气爪层和中气爪层的负压吸引孔和吸引过渡孔组成，第一回旋流腔的下端口和吸引过渡孔的上端口之间留有的距离构成了第一回旋流腔留有的排气间隙。

上述的中气爪层的上表面制有带有六个径向排气通道的下凹区，下凹区与上气爪层的下表面合围的空间构成了上述连通外界的下凹排气区，两相邻的径向排气通道间形成有与上气爪层粘接相连的梯形凸台，每个径向排气通道均经过相应的吸引过渡孔的轴心线。

上述的第一导气通道由上气爪层上表面制有的下凹孔和下凹槽组成，下凹槽的出气端与第一回旋流腔相切连通，下凹槽的进气端连接下凹孔，下凹孔与安装座体的第一导气孔相连通。

上述的第二导气通道由上气爪层和中气爪层同轴贯通制有的上层进气孔和中层导气过渡孔以及下气爪层上表面制有的下凹腔和下凹导气槽共同组成；下凹导气槽与第二回旋流腔相切连通，下凹导气槽的另一端依次与下凹腔、中层导气过渡孔和上层进气孔相连通，上层进气孔经第二导气孔与主进气腔相连通，中层导气过渡孔穿设在中气爪层的梯形凸台上。

上述的排气通道由中气爪层贯通制有的排气导孔和下气爪层制有的排气通孔组成，第二回旋流腔均布围绕在排气通孔周围，负压吸引孔均布在第二回旋流腔的外周。

上述的负压吸引孔的直径和吸引过渡孔的直径相同，第一回旋流腔的直径大于吸引过渡孔的直径并小于径向排气通道的宽度。

上述的第一回旋流腔、第二回旋流腔、排气导孔和排气通孔均具有相同的直径。