半導(dǎo)體設(shè)備中的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體設(shè)備中的機(jī)械領(lǐng)域，具體為一種半導(dǎo)體設(shè)備中所使用的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]帶有芯片、集成電路等器件的高科技信息化產(chǎn)品陸續(xù)進(jìn)入廣大消費(fèi)者的選擇視野。在生產(chǎn)加工半導(dǎo)體的設(shè)備當(dāng)中，無論是涂膠、顯影工藝或者刻蝕、拋光工藝，經(jīng)常會遇到一些情況，需要設(shè)備中的某些機(jī)構(gòu)既能夠上下升降同時可以由擺臂擺動旋轉(zhuǎn)。這樣的機(jī)構(gòu)常見的有:拋光或涂膠工藝中的藥液噴嘴、傳送晶圓過程所使用的工藝機(jī)器人等。
[0003]以工藝機(jī)器人為例，現(xiàn)階段比較常用的工藝機(jī)器人通常采用關(guān)節(jié)式機(jī)器人。這類機(jī)器人如果要完成上述旋轉(zhuǎn)和升降動作，必須所有關(guān)節(jié)聯(lián)動，采用的是串聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計的明顯缺陷在于“一損俱損”，串聯(lián)的部件過多意味著任何一個部件都可能產(chǎn)生問題而造成整個機(jī)器人故障，而關(guān)節(jié)連接處由于活動頻繁、易于磨損，同樣也隱患重重。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，有為此設(shè)計出集升降和旋轉(zhuǎn)功能一體的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如北京工業(yè)大學(xué)在這一領(lǐng)域做出的有益的嘗試，見中國專利CN 203622444 U，但忽略了生產(chǎn)實(shí)際中的一些實(shí)際問題:機(jī)械領(lǐng)域，尤其是涉及半導(dǎo)體的機(jī)械設(shè)備，人們往往要求工藝機(jī)器人的升降高度以及旋轉(zhuǎn)角度精確可調(diào)，升降和旋轉(zhuǎn)有必要區(qū)分開來單獨(dú)控制，互不影響，才能精準(zhǔn)、高效的完成生產(chǎn)任務(wù)。如果旋轉(zhuǎn)動作會引起機(jī)器人高度的變化，無疑會對控制的準(zhǔn)度以及操作的難度帶來巨大的挑戰(zhàn)；反之亦然。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明出于工業(yè)生產(chǎn)的目的，提供了一種升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)模組集合在同一模塊，但在操控和調(diào)節(jié)時相互獨(dú)立，互不干擾，尤其適用于高新的半導(dǎo)體設(shè)備之中。
[0006]為了達(dá)成發(fā)明目的，需要如下技術(shù)方案:
[0007]—種半導(dǎo)體設(shè)備中的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括:
[0008]升降模組，所述升降模組包括動力輸入裝置、帶傳動裝置、螺旋傳動裝置和滑軌系統(tǒng)，所述滑軌系統(tǒng)包括滑塊和導(dǎo)軌；
[0009]升降架，所述升降架固定在所述滑軌系統(tǒng)的滑塊上；
[0010]旋轉(zhuǎn)模組，安裝在所述升降架上；
[0011]其中，所述動力輸入裝置通過所述帶傳動裝置將能量以運(yùn)動形式傳遞至所述螺旋傳動裝置，所述螺旋傳動裝置帶動所述升降架和滑塊沿所述導(dǎo)軌滑動。
[0012]可選地，所述帶傳動裝置為摩擦型帶傳動裝置或嚙合型帶傳動裝置。
[0013]進(jìn)一步地，所述動力輸入裝置為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。
[0014]優(yōu)選地，所述螺旋傳動裝置包括螺母和絲杠，所述螺母螺接在所述絲杠上，所述螺母與所述升降架固定，所述絲杠轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動所述螺母沿絲杠移動。
[0015]優(yōu)選地，所述帶傳動裝置包括一條傳動帶和兩個帶輪，所述傳動帶用于兩個帶輪之間的傳動，所述兩個帶輪分別安裝在所述動力輸入裝置的末端和所述絲杠的末端。
[0016]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)模組為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0017]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在所述升降架內(nèi)，所述升降架固定在所述滑塊上，所述升降架壓在所述螺母上。
[0018]優(yōu)選地，所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上安裝有位置傳感器，用于監(jiān)測所述升降架的高度位置和/或所述旋轉(zhuǎn)模組的角度位置。
[0019]可選地，所述兩個帶輪的大小不同，所述大帶輪的半徑與小帶輪的半徑比為
1.5:1ο
[0020]進(jìn)一步地，所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括平臺、支撐柱和擺臂，其中，所述平臺固定在所述升降模組上，所述支撐柱安裝在所述旋轉(zhuǎn)模組上并隨所述旋轉(zhuǎn)模組一起旋轉(zhuǎn)，所述擺臂連接在所述支撐柱上。
[0021]本發(fā)明中的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)精度高，升降和旋轉(zhuǎn)動作完成準(zhǔn)確，且彼此獨(dú)立控制互不影響，具有極高的實(shí)用價值，尤其適宜于在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域推廣。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體實(shí)施例的又一立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體實(shí)施例的仰視圖；
[0025]圖4是本發(fā)明所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0026]圖5是本發(fā)明所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體實(shí)施例的正視圖；
[0027]圖6是本發(fā)明所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7是本發(fā)明所述升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]結(jié)合附圖并參閱下述實(shí)施例將全面知悉本發(fā)明的內(nèi)容要旨并達(dá)到重復(fù)實(shí)現(xiàn)的目的:
[0030]圖1-2給出了本發(fā)明具體實(shí)施例的兩個不同角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖。該升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要包括三個部分，分別為升降模組11、旋轉(zhuǎn)模組12以及升降架13。除此之外，該實(shí)施例上還設(shè)置有一個平臺101、直立筒102以及一個擺臂103。平臺101固定在升降模組11上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)模組12隨升降架13上升到一定位置時就會抵住平臺，無法繼續(xù)向上升起。在平臺101的中央位置留有圓形的空洞，供旋轉(zhuǎn)模組12升起時嵌入。直立筒102作為擺臂103的支撐柱安裝在旋轉(zhuǎn)模組12上，能夠跟隨旋轉(zhuǎn)模組12 —起旋轉(zhuǎn)，其另一端連接擺臂103，這樣當(dāng)升降模組11上升或下降時即可帶動擺臂的升降，而旋轉(zhuǎn)模組12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動也能帶動直立筒102旋轉(zhuǎn)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)擺臂103的擺動。在擺臂103上安裝不同的功能性部件，即可實(shí)現(xiàn)各種裝置的升降和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，例如可以是機(jī)械手，這樣就構(gòu)成了一個可以升降和旋轉(zhuǎn)的工藝機(jī)器人；例如也可以是噴嘴，這樣就構(gòu)成了一個可以升降和旋轉(zhuǎn)的全局噴灑噴嘴。這種能夠自由升降和旋轉(zhuǎn)的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)非常適宜于安裝在半導(dǎo)體設(shè)備當(dāng)中，構(gòu)成各種功能部件。
[0031]該實(shí)施例中的升降模組11使用了伺服電機(jī)201作為提供動力的裝置，當(dāng)然也可以是步進(jìn)電機(jī)。由于半導(dǎo)體設(shè)備通常需要自動化，所以一般不采用人力來提供動力。伺服電機(jī)201位于整個升降模組11的最外側(cè)，上下均通過金屬板固定。伺服電機(jī)201的底端連接在一組帶傳動裝置上，高速旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)201通過該帶傳動裝置將能量以及運(yùn)動形式傳遞給升降模組11的螺旋傳動裝置，進(jìn)而完成升降動作。該實(shí)施例所采用的帶傳動裝置包括一大一小的兩個帶輪以及一條橡膠材質(zhì)的傳動帶202。其中大帶輪203與小帶輪204半徑的比值為1.5:1，當(dāng)然也可以是其他合適的比例，由于比例關(guān)系是能夠確