[实用新型]一种三轴全自动机械手臂机构

说明书

本实用新型涉及一种三轴全自动机械手臂机构，包括左右运动机构、上下运动机构、夹持机构、花篮及载具、Cassette侦测部件，花篮及载具连接在夹持机构上,夹持机构连接在上下运动机构上,上下运动机构连接在左右运动机构上，左右运动机构顶部安装有Cassette侦测部件，Cassette侦测部件用于对花篮及载具的夹取状况及放置位置进行检测，花篮及载具在左右运动机构、上下运动机构、夹持机构的作用下沿左右X轴、上下Y轴、旋转夹取Z轴三个方向运动；本实用新型同现有技术相比，能够避免因空夹或夹取不到位引起的晶舟翻转/过制程/叠货或破片情况，有效的改善了湿制程设备中机械臂的洁净度、安全性、稳定性及可靠性。

[技术领域]

本实用新型涉及机械手臂技术领域，具体地说是一种三轴全自动机械手臂机构。

[背景技术]

在LED和半导体行业，湿制程设备利用全自动机械手臂进行晶圆或晶舟的搬运已经成为一项应用越来越普遍的技术。全自动机械手臂作为制程设备最基本的运输类附属机构，其运行的平顺性、稳定性、安全性是其性能的主要体现方式。

晶圆常见的尺寸一般有2/4/6/8/12乃至16，晶圆厚度一般在650～850μm之间。在晶圆制造厂，一片晶圆需要两到三个月的工艺流程，完成450道或者更多的工艺步骤，集成几十到上万个特定芯片，在制造工艺末端，将单个芯片从晶圆上分开，然后封装成最终产品。由此可见，单片晶圆的成本已经远超估量，尤其是在后段封装工艺，晶圆在每一个步骤的任何损坏或破片风险都必须控制在最低限度。基于此，全自动机械手臂运行的稳定性和安全性也被提到了新的高度。

全自动机械手臂的运行一般分为X轴、Y轴和Z轴运动，X轴方向通过伺服电机、减速机带动齿轮齿条运动，实现机械臂在不同制程步骤的搬运；Y轴方向通过伺服电机、减速机及皮带传输机构带动滚珠丝杠上下运动，实现机械臂在同一步骤的提取和放置动作；Z轴方向通过气缸运动，带动转轴和夹具在一定范围内转动，实现对晶圆或晶舟的夹取及放开动作。经过长期的现场实际验证和经验总结，发现全自动机械手臂在X轴和Y轴方向的运行可以满足现在的制程要求，但是Z轴方向的夹取和放开动作可能存在空夹或放置不到位的风险，该风险可能导致破片/过制程/叠货或晶舟翻转。若能提供一种可确保Z轴方向运行稳定性的机构势在必行。

此外，全自动湿制程设备中，常用各种机械臂进行cassette的搬运和传送。常用的机械臂一般要实现X/Y/Z轴三向运动。目前，行业常用吊臂式机械手臂，通过在设备顶部安装滑轨，左右传输，上下方向采用直线减速机构，夹取机构采用双气缸控制，这一技术存在以下问题：(1)左右传输在设备顶部，容易导致粉尘等partical直接落入制程槽，严重影响制程洁净度；(2)上下运动采用直线减速机构，即是粉尘的来源之一，运动平顺度和重复定位精度也较难控制在严格的范围；(3)夹取机构采用双气缸控制，可能存在气源不稳定，两支气缸运动不同步的问题，这将导致cassette夹取不到位甚至cassette载具移位；(4)现有机械臂一般无检测装置，无法判定夹取的动作是否正常无误，导致存在因空夹或夹取不到位引起的晶舟翻转/过制程/叠货或破片的风险。

综上，若能提供一套晶舟夹取侦测机构，以解决Z轴方向夹具夹取判断的问题，并对Z轴是否夹取到位或空夹进行判断及反馈，从而避免因空夹或夹取不到位或放置不到位导致的晶舟翻转/过制程/叠货乃至破片的风险，将具有非常重要的意义。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种三轴全自动机械手臂机构，能够避免因空夹或夹取不到位引起的晶舟翻转/过制程/叠货或破片情况，解决了Z轴方向夹具夹取判断的问题。