用于晶圆搬运的机械臂的制作方法

本技术涉及晶圆搬移的，尤其涉及一种用于晶圆搬运的机械臂。

背景技术：

1、现有技术中，晶圆传输装置通常采取托举式或者负压式吸片的方式取片，即利用吸盘原理将半导体晶片吸附于石英或陶瓷手指上，并通过机械臂的伸缩、旋转和升降等的动作搬运半导体晶片，便于对晶圆的拿取，提高工作效率。

2、进一步的，现有的晶圆传输装置通过双eef控制中心，控制晶圆传输装置的行走以及对机械手臂的伸缩、旋转和升降等的动作搬运晶圆，节省传输时间，提高工作效率。

3、为了解决上述问题，现有技术中专利申请号为cn202310491328.7的专利公布了一种大角度运动末端执行机构，包括：第一末端执行器以及第二末端执行器；第一传动组件以及第二传动组件，第一传动组件包括第一空心转轴，第二传动组件包括第二空心转轴，第二空心转轴套设于第一空心转轴上，第一末端执行器以及第二末端执行器分别与第一空心转轴以及第二空心转轴相连；第一限位结构，第一限位结构包括开设于第一末端执行器及第二末端执行器上的第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽，及两端分别活动设置于第一弧形限位槽以及第二弧形限位槽的活动销。

4、然而，上述现有技术中具有多个末端执行器晶圆传输装置的实体线走向存在线束设置位置不合理问题，导致前期装配难度增加，对零部件性能要求增加，后期线束磨损较快，维修次数增多，影响晶圆传输装置的生产效率和运作稳定性。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，解决现有技术中具有多个夹爪用于晶圆搬运的机械臂中对夹爪进行控制的实体线布局难度大的问题。因此，本技术提供了一种用于晶圆搬运的机械臂，包括伸缩臂以及通过第一转动组件独立转动设置于伸缩臂末端的第一夹爪和第二夹爪；其中，第一夹爪的实体线通过第一转动组件上的第一走线通道进入伸缩臂内部，第二夹爪的电信号通过导电滑环传输至伸缩臂内部，气管通过第一转动组件上的气路进入伸缩臂内部，从而避免了第一夹爪和第二夹爪的实体线之间的干扰，以及第二夹爪转动过程中对实体线造成扭转的影响；保证了机械臂的第一夹爪和第二夹爪可以稳定和灵活的自由转动，提高了机械臂的灵活性和可靠性。

2、本技术实施例提供了一种用于晶圆搬运的机械臂，包括伸缩臂以及转动设置于所述伸缩臂末端的第一夹爪和第二夹爪；

3、所述第一夹爪和所述第二夹爪通过第一传动组件转动设置于所述伸缩臂末端；

4、所述第一传动组件包括相互套设并转动配合的第一传动轴和第二传动轴，且所述第一传动轴和所述第二传动轴分别与所述第一夹爪和所述第二夹爪固定配合，使得所述第一夹爪和所述第二夹爪具有同一旋转轴且可独立转动；

5、所述第一传动轴内部设置有沿所述第一传动轴的轴线贯通的第一走线通道，所述第一夹爪内的实体线通过所述第一走线通道进入所述伸缩臂内部；

6、所述第二传动轴与所述第二夹爪之间设置有导电滑环，所述导电滑环包括滑动配合的上板和下板，所述上板设置与所述第二夹爪内部，所述下板设置于所述第二传动轴的外壁并位于所述伸缩臂内部；

7、所述第二传动轴还设置有连通所述第二夹爪内部和所述伸缩臂内部的气路。

8、采用上述技术方案，可以使得第一夹爪内的实体线可以通过第一走线通道连接至伸缩臂内部，第二夹爪内的的电信号通过导电滑环传输至伸缩臂内部，气管通过第一转动组件上的气路进入伸缩臂内部；避免实体线外露，造成对用于晶圆搬运的机械臂工作环境的污染。同时，导电滑环可以最大程度压缩所需要的高度空间，提高第一传动组件的集成度。

9、进一步的，第一夹爪内的实体线和第二夹爪内的实体线采用不同的走线方式可以避免第一夹爪内的实体线和第二夹爪内的实体线之间在独立旋转过程中的相互干涉，保证第一夹爪和第二夹爪独立转动过程中的稳定性和可靠性，提高了机械臂的灵活性和可靠性。

10、在一些实施例中，所述第一走线通道的一端贯通至所述第一夹爪内部，另一端贯通整个所述第一传动组件，并连通至所述伸缩臂内部；

11、所述第二夹爪内的电信号通过所述导电滑环传输至所述伸缩臂内部，所述第二夹爪内的气管通过所述气路连通至所述伸缩臂内部；

12、且所述气路在所述第二传动轴上呈螺旋状设置，并设置有供所述气管活动的预留空间，所述预留空间用于提供所述气管在所述气路。

13、采用上述技术方案，可以使得在第一走线通道内的实体线不会因为第一传动轴的转动而发生扭转或偏移，从而提高第一走线通道内的实体线的使用寿命和可靠性；同时，气路在第二传动轴上呈螺旋状设置，且气路设置有供气管活动的预留空间，从而当第二传动轴转动时，气管在气路内并拉紧或放松时，气管均被稳定地限制于气路内部，从而避免了气管对伸缩臂内其他部件造成影响；一方面保证了第二传动轴旋转的稳定性和可靠性，另一方面实现了第二夹爪内的气管从第二传动轴连通至伸缩臂内部。

14、在一些实施例中，所述伸缩臂内部设置有第一走线层和第二走线层；

15、所述第一走线层设置于所述伸缩臂内的底面，所述第一传动组件设置于所述第一走线层上，且所述第一走线通道连通至所述第一走线层内；

16、所述第二走线层设置于所述伸缩臂内的顶面，且所述导电滑环的所处下板位于所述第二走线层内，且所述气路的一端连通至所述第二走线层；

17、所述第二走线层围绕所述第二传动轴的外壁间隔设置有多个导向柱。

18、采用上述技术方案，多个导向柱可以限制从气路走的气管按照预设的路径进行移动，可以避免途径气管在伸缩臂内部无规则移动，对伸缩臂内部的其他部件造成影响。

19、进一步的，第一走线通道连通至第一走线层；气路连通至第二走线层；最大限度的隔绝连接第一夹爪的实体线与连接第二夹爪的气管之间的相互干涉。

20、在一些实施例中，所述伸缩臂包括第一旋转臂和第二旋转臂；

21、所述第一旋转臂的一端与所述第二旋转臂的一端通过第二传动组件转动连接；

22、且所述第一夹爪和所述第二夹爪设置于所述第二旋转臂的另一端；

23、所述第二旋转臂的内部设置有与所述第一传动组件连接的第一驱动组件和第二驱动组件。

24、采用上述技术方案，伸缩臂可以带动第一夹爪和第二夹爪进行大范围的移动和搬运，独立转动设置于伸缩臂的第一夹爪和第二夹爪可以实现在一次移动中对两个不同工位的晶圆进行取放，极大地提升了用于晶圆搬运的机械臂的搬运效率和灵活性。并且伸缩臂设置为转动连接的第一旋转臂和第二旋转臂，一方面可以保证伸缩臂在旋转伸缩过程中的稳定性和可靠性，另一方面，第二旋转臂内部具有足够的空间放置第一驱动组件和第二驱动组件，以独立驱动第一夹爪和第二夹爪的旋转。

25、在一些实施例中，所述第一驱动组件通过所述第一传动轴独立驱动所述第一夹爪转动，所述第二驱动组件通过所述第二传动轴独立驱动所述第二夹爪转动；

26、所述第一驱动组件包括传动连接的第一驱动件和第一减速机构，所述第一驱动件通过所述第一减速机构与所述第一传动组件传动连接；

27、所述第二驱动组件包括传动连接的第二驱动件和第二减速机构，所述第二驱动件通过所述第二减速机构与所述第一传动组件传动连接。

28、采用上述技术方案，第一驱动组件和第二驱动组件均包括减速机构，一方面，通过减速机构可以增大驱动件的扭矩和控制第一夹爪和第二夹爪旋转的精度，保证第一夹爪和第二夹爪抓取晶圆的稳定性和搬运负载；另一方面，可以降低驱动件的功率要求，以减少驱动件的体积和重量，以提高第二旋转臂的集成度，避免第二旋转臂过重或过大，影响伸缩臂的正常旋转，以及减小伸缩臂伸长时对底座施加的扭矩。

29、在一些实施例中，所述第一驱动件和所述第二驱动件并列设置于所述第二旋转臂靠近所述第一旋转臂的一端；且所述第一驱动件的输出轴和所述第二驱动件的输出轴竖直错开设置；

30、所述第一减速机构设置于所述第二旋转臂的上壁，所述第二减速机构设置于所述第二旋转臂的下壁，且所述第一减速机构和所述第二减速机构相互错开设置。

31、采用上述技术方案，当伸缩臂伸长时重量较大的第一驱动件和第二驱动件可以更接近底座，从而减少伸缩臂伸长时对底座施加的扭矩；同时，第一减速机构和第二减速机构相互错开，第一驱动件的输出轴和第二驱动件的输出轴竖直错开，可以避免第一驱动组件和第二驱动组件之间相互干涉，同时充分利用第二旋转臂内部的空间，提高第二旋转臂的集成度。

32、在一些实施例中，所述第一驱动件固定设置于所述第二旋转臂的下壁，且所述第一驱动件的输出轴转动抵接于所述第二旋转臂的上壁；

33、所述第二驱动件固定设置于所述第二旋转臂的上壁，且所述第二驱动件的输出轴转动抵接于所述第二旋转臂的下壁。

34、采用上述技术方案，使得第二旋转臂的上臂和下壁可以对第一驱动件和第二驱动件起到限位固定作用，并且可以提高第一驱动件和第二驱动件在工作过程中的稳定性。

35、在一些实施例中，所述第一驱动件与所述第一减速机构之间通过传动带传动，所述第一减速机构与所述第一传动组件通过传动带传动，且所述第一减速机构与所述第一传动组件之间的传动带还设置有张紧机构；

36、所述第二驱动件与所述第二减速机构之间，以及所述第二减速机构与所述第一传动组件通过传动带传动。

37、在一些实施例中，所述伸缩臂还包括与所述第一旋转臂固定连接的旋转柱；

38、所述旋转柱连接有驱动组件；所述驱动组件可驱动所述旋转柱转动，且可带动所述旋转柱沿其轴线方向运动。

39、采用上述技术方案，不仅可以使得旋转柱可以稳定地带动伸缩臂进行旋转，还能够带动伸缩臂沿旋转柱的轴线方向运动，极大提高了伸缩臂的可移动范围，提高了用于晶圆搬运的机械臂的灵活性和适用性。

40、本技术其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本技术说明书中的记载变的显而易见。

技术特征：

1.一种用于晶圆搬运的机械臂，其特征在于，包括伸缩臂以及转动设置于所述伸缩臂末端的第一夹爪和第二夹爪；

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一走线通道的一端贯通至所述第一夹爪内部，另一端贯通整个所述第一传动组件，并连通至所述伸缩臂内部；

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述伸缩臂内部设置有第一走线层和第二走线层；

4.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于：所述伸缩臂包括第一旋转臂和第二旋转臂；

5.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述第一驱动组件通过所述第一传动轴独立驱动所述第一夹爪转动，所述第二驱动组件通过所述第二传动轴独立驱动所述第二夹爪转动；

6.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述第一驱动件和所述第二驱动件并列设置于所述第二旋转臂靠近所述第一旋转臂的一端；且所述第一驱动件的输出轴和所述第二驱动件的输出轴竖直错开设置；

7.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于：

8.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于：

9.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述伸缩臂还包括与所述第一旋转臂固定连接的旋转柱；

10.根据权利要求9所述的机械臂，其特征在于，所述旋转柱内部形成有容纳空腔，所述容纳空腔内设置有第三驱动件，且所述第三驱动件的输出轴延伸至所述第一旋转臂内部，并与所述第二传动组件通过传动件传动连接；

技术总结
本申请提供了一种用于晶圆搬运的机械臂，包括伸缩臂以及通过第一转动组件独立转动设置于伸缩臂末端的第一夹爪和第二夹爪；其中，第一夹爪的实体线通过第一转动组件上的第一走线通道进入伸缩臂内部，第二夹爪的电信号通过导电滑环传输至伸缩臂内部，气管通过第一转动组件上的气路进入伸缩臂内部，从而避免了第一夹爪和第二夹爪的实体线之间的干扰，以及第二夹爪转动过程中对实体线造成扭转的影响；保证了机械臂的第一夹爪和第二夹爪可以稳定和灵活的自由转动，提高了机械臂的灵活性和可靠性。本申请能够在实现大范围的晶圆搬运的同时，可以在一次动作中完成对不同工位的两块晶圆的搬运和取放。

技术研发人员：包蕊,周锐,董彬,杨兵
受保护的技术使用者：无锡富创得智能科技有限公司
技术研发日：20240326
技术公布日：2024/12/5