用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手的制作方法

1.本发明涉及在芯片制造和测试过程中用于转运晶片或芯片托盘的转运机，尤其涉及用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手。


背景技术：

2.在半导体工业中，无论是芯片制造还是芯片测试过程中，许多设备都具有转运机，转运机用于将装载有晶片的托盘运送到芯片制造设备中进行装配并且将装载制造好的芯片的托盘从芯片制造设备中运出，转运机也用于将装载有芯片的托盘运送到芯片测试设备中以便对芯片进行测试、以及将装载有测试过的芯片的托盘从芯片测试设备中运出。
3.转运机具有安装在机械臂上并且能够在沿着各个方位移动的机械手，当机械手被移动到合适位置时可以将装载有晶片或者芯片的托盘夹住，以便将装载有晶片或者芯片的托盘转运到合适位置。图1示意性地显示了现有的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手。如图1所示，机械手1包括安装到部分地示出的机械臂3上的气缸组件5、以及可移动地安装在气缸组件5相反端部的一对夹持臂7，每个夹持臂7上可以设置有容纳槽7a。夹持臂7在气缸作用下可以相互相向移动以便将装载晶片或者芯片的托盘9接收在容纳槽7a中并且将托盘9紧紧夹住，或者在气缸作用下可以相互远离地移动以便松开托盘9。如图1所示，托盘9上具有多个用于容纳晶片或芯片的凹槽9a。由于机械臂的位置难以精细地调整，在机械手1夹持托盘9的过程中夹持臂7上的容纳槽7a很难与托盘9精确地对准，在机械手1夹住托盘9进行转运的过程中机械手要进行高速的长距离移动，这些都可能导致容纳在托盘9上的凹槽9a中的晶片或芯片从凹槽中振出、移出、被损坏、甚至从托盘上飞出，从而导致成品率降低、甚至设备停机，尤其是对于轻薄规格的晶片或芯片而言，这样情况更加严重。
4.因此，需要对现有的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手进行改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是要提出一种用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手。根据本发明的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手可以克服上述现有技术中的至少一种缺陷。
6.根据本发明的一方面，提供一种用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，包括：
7.安装到机械臂上的气缸组件；以及
8.可移动地安装在所述气缸组件相反端部的一对夹持臂，所述夹持臂在气缸作用下能够相互相向移动以夹住所述托盘或者相互远离地移动以松开所述托盘；
9.其特征在于，所述机械手还包括设置在所述一对夹持臂之间并且安装在所述气缸组件上的盖板，所述盖板朝向要夹持的所述托盘的一侧具有平坦的表面，并且所述盖板被设置成在所述机械手夹住所述托盘时盖在所述托盘上。
10.优选地，所述盖板由抗静电材料制成并且具有与所述托盘大体相同的长宽尺寸。
11.优选地，所述盖板被可浮动地安装在所述气缸组件上。
12.优选地，所述机械手还包括：
13.固定地安装在所述气缸组件上的主框架；
14.穿过所述盖板和所述主框架以将所述盖板安装到所述主框架上的多个引导销，每个所述引导销与所述盖板固定地连接、并且能够相对于所述主框架移动；以及
15.设置在每个所述引导销上并且位于所述盖板与所述主框架之间的弹簧，所述弹簧总是趋于将所述盖板推到远离所述主框架的位置。
16.优选地，所述引导销在下端固定地连接到所述盖板上，在上端通过定位件相对所述主框架可移动地定位。
17.优选地，在所述盖板上设置向下开口的沉孔，所述引导销的下端不从所述盖板的底表面露出地容纳在所述沉孔中。
18.优选地，所述主框架是平板、并且通过相对地设置在所述气缸组件的两侧的一对l形连接件被固定地连接到所述气缸组件上。
19.优选地，所述机械手还包括用于感测晶片或者芯片位置异常的感测警报系统。
20.优选地，所述感测警报系统包括：
21.设置在所述主框架上并且与所述转运机的可编程逻辑控制器电连通的传感器组件；以及
22.固定地连接到所述引导销从所述主框架露出的一端上并且能够随着所述引导销移动的触发杆，在所述弹簧将所述盖板推到远离所述主框架的位置时所述触发杆与所述传感器组件上的传感器保持接触。
23.优选地，所述感测警报系统被设置成在所述触发杆与所述传感器组件上的传感器脱离接触时实时地将触发信号发送到所述可编程逻辑控制器，从而触发所述转运机发出警报。
24.优选地，所述传感器组件通过具有细长安装槽并且固定到所述主框架上的安装架被安装到所述主框架上。
25.优选地，对于对角相对的两个所述引导销设置感测警报系统。
26.优选地，所述夹持臂上设置有用于接收所述托盘的容纳槽。
27.根据本发明的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，由于在一对夹持臂之间设置了在机械手夹住托盘时盖在托盘上的盖板，可以将轻微移位的晶片或者芯片推回到托盘上的凹槽中、并且可以防止晶片或者芯片从托盘上的凹槽中移位或者飞出。因而，可以提高芯片成品率并且可以避免设备停机。
附图说明
28.图1示意性地显示了现有的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手；
29.图2示意性地显示了根据本发明优选实施例的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手；以及
30.图3是图2所示机械手的另一示意图，其中，没有显示机械臂的相关部分以及托盘。
具体实施方式
31.下面结合示例详细描述本发明的各优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些实施例是示例性的，它并不意味着对本发明构成任何限制。
32.图2示意性地显示了根据本发明优选实施例的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，以及图3是图2所示机械手的另一示意图，其中，没有显示机械臂的相关部分以及托盘。如图2和3所示，根据本发明优选实施例的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手1包括安装到部分地示出的机械臂3上的气缸组件5、以及可移动地安装在气缸组件5相反端部的一对夹持臂7，每个夹持臂7上可以设置有容纳槽7a。夹持臂7在气缸作用下可以相互相向移动以便将装载晶片或者芯片的托盘9接收在容纳槽7a中并且将托盘9紧紧夹住，或者在气缸作用下可以相互远离地移动以便松开托盘9。由于本发明并不涉及对气缸组件5和夹持臂7的改进，因而省略对气缸组件5、夹持臂7以及它们的相关部分的详细描述。
33.如图2和3所示，根据本发明优选实施例的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手1还包括设置在一对夹持臂7之间并且安装在气缸组件5上的盖板11，盖板11朝向要夹持的托盘9的一侧具有平坦的表面。盖板11的位置设置成在机械手1夹住托盘9时盖板11盖在托盘9上以限制晶片或者芯片从托盘9上的凹槽9a中移位或者飞出，甚至在晶片或者芯片从托盘9上的凹槽9a轻微移位时能够将晶片或者芯片推回到凹槽9a中。为了防止芯片测试过程中造成芯片短路，盖板由抗静电材料例如塑料或者玻璃等材料制成。在优选实施例中，盖板11具有与托盘9大体相同的长宽尺寸。
34.根据本发明，由于在一对夹持臂7之间设置了在机械手1夹住托盘9时盖在托盘9上的盖板11，即使在机械手1夹持托盘9的过程中夹持臂7上的容纳槽7a没有与托盘9精确地对准导致晶片或者芯片从托盘上的凹槽中振出而轻微移位，盖板11可以将晶片或者芯片推回到凹槽9a中。在机械手1夹住托盘9进行高速的长距离移动时，盖板11可以将晶片或者芯片限制在托盘9上的凹槽9a中，防止晶片或者芯片从托盘9上的凹槽9a中移位或者飞出。因而，可以提高芯片成品率并且可以避免设备停机，尤其是对于轻薄规格的晶片或芯片而言，这样效果更加明显。
35.尽管盖板11可以固定地安装在气缸组件5上，但是为了避免在机械手1夹持托盘的过程中盖板11对于精密的晶片或者芯片造成任何可能的挤压损害，盖板11被可浮动地安装在气缸组件5上。在优选实施例中，机械手1包括固定地安装在气缸组件5上的主框架13、以及穿过盖板11和主框架13以将盖板11安装到主框架13上的多个引导销15。每个引导销15与盖板11固定地连接，而相对于主框架13能够移动，即，引导销15带着盖板11一起可以相对于主框架13相对移动。在每个引导销15上设置有弹簧17，弹簧17总是趋于将盖板11推到远离主框架13的位置，以便在机械手1夹持托盘时盖板11总是盖在托盘上。引导销15可以是一个金属螺杆，其在下端固定地连接到盖板11上。为了防止在芯片测试过程中造成芯片短路，引导销15不从盖板11的底表面露出，例如，可以在盖板11上设置向下开口的沉孔，引导销15的下端不从沉孔露出。可相对主框架13移动的引导销15通过例如螺母19的定位件相对于主框架13定位。这样，穿过引导销15设置在盖板11与主框架13之间的弹簧17可以将盖板11推到远离主框架13的位置。在优选实施例中，主框架13可以是一块诸如金属板的平板，该平板可以通过例如相对地设置在气缸组件5两侧的一对l形连接件21被固定地连接到气缸组件5上。l形连接件21不仅可以使诸如平板的主框架13能够平整地连接到气缸组件5上，而且使
主框架13与气缸组件5的连接变得简单、易于操作。
36.由于设置有弹簧17，万一有晶片或者芯片没有合适地位于托盘上的凹槽中而是部分地位于凹槽之间的分隔壁上，在机械手1夹持托盘时盖板11可以克服弹簧17的作用向上浮动，从而避免盖板11刚性地挤压晶片或者芯片而对晶片或者芯片造成损坏。
37.在将芯片运送到测试机中并且对芯片进行测试之后，需要另外一个机械手将芯片一个一个地放回到托盘上的凹槽中并且将托盘从芯片测试机中运出。在测试之后将芯片一个一个地放回到托盘上的凹槽中时，可能出现芯片没有合适地放置于托盘上的凹槽中而是部分地位于凹槽之间的分隔壁上的情况。此时，如果能够尽早探测这种异常情况并且及时地通知操作人员进行处理，则可以提前避免芯片损坏、飞出以及设备停机的可能。为此，机械手1还可以包括用于感测芯片位置异常的感测警报系统。感测警报系统可以包括设置在主框架13上并且与转运机的可编程逻辑控制器电连通的传感器组件23以及固定地连接到引导销15从主框架13露出的一端上的触发杆25。在正常情况下，触发杆25与传感器组件23上的传感器保持接触。一旦出现芯片没有合适地位于托盘上的凹槽中而是部分地位于凹槽之间的分隔壁上的情况(即，芯片位置异常的情况)，在机械手夹持托盘时盖板11克服弹簧17的作用携带引导销15以及触发杆25向上移动，使得触发杆25与传感器组件23上的传感器脱离接触，并且使传感器实时地将触发信号发送到转运机的可编程逻辑控制器，从而触发转运机停止工作并发出诸如警示声音或者警示灯光的警报，以提醒现场操作人员及时将没有合适地位于托盘上的凹槽中的芯片放入托盘上的凹槽中，并对芯片没有被正确放置的原因进行查看和修复。传感器组件23可以通过具有细长安装槽27a并且固定到主框架13上的安装架27被安装到主框架13上。通过穿过安装架27的细长安装槽27a的紧固螺钉29可以调整传感器组件23的安装高度，以便根据不同的芯片规格来调整触发杆25与传感器组件23上的传感器脱离接触而触发警报的灵敏度。在优选实施例中，机械手包括四个引导销(当然，引导销的数目可以多于或少于四个)，尽管可以相对于每个引导销设置感测警报系统，但优选地只对于对角相对的两个引导销设置感测警报系统。通过设置感测警报系统，现场操作人员可以及早地发现芯片没有合适地位于托盘上的凹槽中的情形并且及时地加以处理。
38.尽管已经结合本发明优选实施例对本发明进行了详细描述，但应当理解的是，这种详细描述仅是用于解释本发明而不构成对本发明的限制。本发明的范围由权利要求限定的技术方案来确定。

技术特征：
1.一种用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，包括：安装到机械臂(3)上的气缸组件(5)；以及可移动地安装在所述气缸组件(5)相反端部的一对夹持臂(7)，所述夹持臂(7)在气缸作用下能够相互相向移动以夹住所述托盘(9)或者相互远离地移动以松开所述托盘(9)；其特征在于，所述机械手还包括设置在所述一对夹持臂(7)之间并且安装在所述气缸组件(5)上的盖板(11)，所述盖板(11)朝向要夹持的所述托盘的一侧具有平坦的表面，并且所述盖板被设置成在所述机械手(1)夹住所述托盘(9)时盖在所述托盘(9)上。2.根据权利要求1所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述盖板由抗静电材料制成并且具有与所述托盘大体相同的长宽尺寸。3.根据权利要求1所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述盖板被可浮动地安装在所述气缸组件上。4.根据权利要求3所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述机械手还包括：固定地安装在所述气缸组件(5)上的主框架(13)；穿过所述盖板(11)和所述主框架以将所述盖板安装到所述主框架上的多个引导销(15)，每个所述引导销(15)与所述盖板(11)固定地连接、并且能够相对于所述主框架(13)移动；以及设置在每个所述引导销上并且位于所述盖板与所述主框架之间的弹簧(17)，所述弹簧总是趋于将所述盖板推到远离所述主框架的位置。5.根据权利要求4所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述引导销在下端固定地连接到所述盖板上，在上端通过定位件相对所述主框架可移动地定位。6.根据权利要求4所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，在所述盖板(11)上设置向下开口的沉孔，所述引导销(15)的下端不从所述盖板的底表面露出地容纳在所述沉孔中。7.根据权利要求4所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述主框架是平板、并且通过相对地设置在所述气缸组件的两侧的一对l形连接件(21)被固定地连接到所述气缸组件上。8.根据权利要求4所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述机械手还包括用于感测晶片或者芯片位置异常的感测警报系统。9.根据权利要求8所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述感测警报系统包括：设置在所述主框架(13)上并且与所述转运机的可编程逻辑控制器电连通的传感器组件(23)；以及固定地连接到所述引导销(15)从所述主框架露出的一端上并且能够随着所述引导销移动的触发杆(25)，在所述弹簧将所述盖板推到远离所述主框架的位置时所述触发杆与所述传感器组件上的传感器保持接触。10.根据权利要求9所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述感测警报系统被设置成在所述触发杆与所述传感器组件上的传感器脱离接触时实时
地将触发信号发送到所述可编程逻辑控制器，从而触发所述转运机发出警报。11.根据权利要求8所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，对于对角相对的两个所述引导销设置感测警报系统。12.根据权利要求10所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述传感器组件通过具有细长安装槽(27a)并且固定到所述主框架(13)上的安装架(27)被安装到所述主框架上。13.根据权利要求4所述的用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，其特征在于，所述夹持臂上设置有用于接收所述托盘的容纳槽(7a)。

技术总结
提供一种用于转运晶片或芯片托盘的转运机的机械手，包括：安装到机械臂上的气缸组件；以及可移动地安装在所述气缸组件相反端部的一对夹持臂，所述夹持臂在气缸作用下能够相互相向移动以夹住所述托盘或者相互远离地移动以松开所述托盘；其特征在于，所述机械手还包括设置在所述一对夹持臂之间并且安装在所述气缸组件上的盖板，所述盖板朝向要夹持的所述托盘的一侧具有平坦的表面，并且所述盖板被设置成在所述机械手夹住所述托盘时盖在所述托盘上。根据本发明,可以将轻微移位的晶片或者芯片推回到托盘上的凹槽中、并且可以防止晶片或者芯片从托盘上的凹槽中移位或者飞出。因而，可以提高芯片成品率并且可以避免设备停机。机。机。


技术研发人员：周宣名 夷长江
受保护的技术使用者：英特尔公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/7/22