[發明專利]一種應用于末端可翻轉晶圓機器人的末端氣路密封裝置

有效

• 申請號: 201710954460.1
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107511847B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉志峰;栗鳳洋;許博;楊聰彬;程江麗;戚澤華
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;北華航天工業學院
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J11/00;B25J17/00;F16J15/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種應用于末端可翻轉晶圓機器人的末端氣路密封裝置，機器人末端由電機同步帶實現翻轉的動作，密封組件末端連接法蘭連接翻轉抓手，定管與前端的氣路連接并由法蘭固定在末端殼體內。吸附晶圓時的密封過程如下，氣閥在氣路內部產生負壓，潔凈室相對氣路為正壓，此時內外氣壓差將橡膠密封圈外圈壓在定管上，由此氣路密封可以進行晶圓的吸附抓取。因為密封是靠內外氣壓差進行的，所以進行翻轉動作時完全不會影響氣路的密封效果。此種氣路方案避免線路纏繞，實現翻轉動作與真空產生動作的同軸設計，并且極大程度的降低了加工成本。

技術領域

本發明公開了一種應用于晶圓傳輸機器人的可翻轉末端氣路密封組件，屬于晶圓機器人設計技術領域。

背景技術

在硅片加工過程中，很多加工工藝需要機械臂的翻轉功能。如大連理工大學康仁科等發明的晶圓傳輸機器人，專利號：ZL200420113013.1，公開號：CN2762970Y，授權公布日：2006年3月8號。其末端翻轉機構采用旋轉氣缸驅動。北京工業大學申請的專利：專利申請號：CN201510121322.6，公開號：CN104723345B，授權公布日：2016年8月24號。采用電機驅動。但不論采用何種機械機構實現翻轉功能，翻轉機構的密封裝置都因相對復雜或使用氣密性密封軸承而成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種應用于晶圓機器人的末端可翻轉密封連接裝置，該裝置可針對IC加工業的R-θ機器人末端可翻轉功能實現氣路密封。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種應用于末端可翻轉晶圓機器人的末端氣路密封裝置；該裝置包括定管(121)、壓緊螺母(122)、橡膠密封圈(123)、小密封圈(124)、動管(125)、濾網(126)、末端連接法蘭(127)和小橡膠圈(128)。

定管(121)的一端端部為階梯狀，兩個小橡膠圈(124)沿徑向方向并列套設在定管(121)的階梯狀處；橡膠密封圈(123)沿圓周方向套設在定管(121)的階梯狀處，壓緊螺母(122)與定管(121)通過螺紋相配合，壓緊螺母(122)用以固定橡膠密封圈(123)。然后將這部分連接到動管(125)的一端。末端連接法蘭(127)用以將濾網(126)和小橡膠圈(128)壓好并固定在動管(125)的另一端。

前端氣路與動力氣缸相接，定管(121)與前端氣路連接后一起固定在晶圓搬運機器人末端(1)上，末端連接法蘭(127)與晶圓搬運機器人末端抓手(2)連接。

橡膠密封圈(123)除承擔密封功能外，工作狀態時還與動管(125)進行摩擦，為兼顧橡膠材料的密封和耐磨的性能。

動管(125)的橡膠材料選用HNBR氫化丁腈橡膠。

小密封圈(124)和小橡膠圈(128)只需考慮其密封性能和成本，用NBR丁腈橡膠密封圈。

與現有產品技術相比，本發明具有如下特點：

1、相比于現有產品主要利用氣管直接連接翻轉末端不能長期使用的缺點，本發明利用橡膠密封圈在吸附晶圓時自然產生的內外壓力差對氣路進行密封，不會因為對氣管的多次彎折而出現氣管斷裂，從而引起末端吸附功能的完全失效。

2、相比于現有可翻轉機械臂產品采用昂貴的密封軸承，本發明因為鐵和橡膠材料的成本和裝配工藝的簡單性，量產后的加工成本很低，相對幾百上千的密封軸承，量產后的密封裝置可至少減少成本90％以上。

3、相較于申請的專利號為CN201510121322.6的專利技術方案而言，原方案中一端固定在手腕殼體內部，另一端連接真空吸附末端，其有相對旋轉運動部分的連接方式使用的就是密封軸承，采用本專利的方案時，只需將密封軸承替換，法蘭將定管與末端殼體固定，動管的法蘭將與前端可翻轉結構固定，實現在現有傳統晶圓機器人結構上的替換。

附圖說明

圖1：可翻轉末端的結構圖。