一种石英晶片排片用柔性夹具

技术领域

本发明涉及晶片设备技术领域，具体涉及一种石英晶片排片用柔性夹具。

背景技术

石英片，通常由石英熔炼并切割磨制而成，其二氧化硅含量可达99.99％以上。硬度为莫氏七级，具有耐高温、热膨胀系数低、耐热震性和电绝缘性能良好等特点。通常为无色透明类，可见光透过率85％以上。石英片的形成是由于其熔体高温黏度很高引起的结果。用于制作半导体、电光源器、半导通信装置、激光器，光学仪器，实验室仪器、电学设备、医疗设备和耐高温耐腐蚀的化学仪器、化工、电子、冶金、建材以及国防等工业，应用十分广泛，在使用过程中需要对石英晶片进行装片。

目前，通过人工的方法对石英晶片进行排片工作，工作效率较低，同时人工排片时容易造成污染，夹取力度过大也容易造成晶片的损坏。其次，现有的石英晶片排片装置无法调整装置中的抓取石英晶片结构的位置且抓取的石英晶片的形状单一，导致现有的石英晶片排片装置存在使用范围有限的问题，不能解决晶片散乱排布可能出现的问题。

根据现有技术的不足，因而有必要设计一种可自动排片，工作效率高，不易造成晶片污染和损坏，同时可满足不同工作平面的排片要求，并可满足排片时不同摆放角度的排片用柔性夹具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石英晶片排片用柔性夹具。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种石英晶片排片用柔性夹具，包括底壳，所述底壳呈水平设置，还包括控制器、升降机构、滑动机构和夹取机构，所述底壳的敞开端上通过螺栓安装有防护面板，所述控制器固定设在防护面板的顶部，所述底壳的内部滑动设有矩形箱体，所述矩形箱体穿过防护面板，所述升降机构设在矩形箱体的内部以升降夹取机构，升降机构包括升降板和升降组件，所述升降组件设在矩形箱体的内部，所述升降板贴合设置在矩形箱体的内部，所述夹取机构固定设在升降机构的顶部以夹取石英晶片，夹取机构包括夹取组件和连杆组件，所述连杆组件固定设在升降板的顶部，所述夹取组件固定设在连杆组件上，所述滑动机构设在矩形箱体的一端以支持矩形箱体水平滑动，所述滑动机构包括滑块和滑动组件，所述滑块固定设在矩形箱体的外壁上，所述滑动组件设在矩形箱体的一端并与滑块固定连接，所述升降组件、夹取组件、连杆组件和滑动组件均与控制器为电性连接。

进一步的，所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆固定设在升降板的顶部，所述第二连杆铰接设置在第一连杆远离升降板的一端，所述第一连杆和第二连杆之间铰接设置有电动推杆，所述电动推杆与控制器电连接。

进一步的，所述夹取组件包括气缸、顶杆和两个夹爪，所述第一连杆远离第二连杆的一端固定设有支撑板，所述气缸固定设在支撑板上，所述支撑板远离第二连杆的一端固定连接有承托框，所述承托框为“U”形框结构，所述承托框的内壁上通过两个对称设置的滑条滑动设置有推板，所述气缸的输出端穿过支撑板与推板固定连接，顶杆固定设在推板与承托框之间，两个夹爪呈对称铰接设置在推板上，两个夹爪远离推板的一端固定连接有连接杆，所述顶杆远离气缸的一端与连杆固定连接，所述气缸与控制器电连接。

进一步的，所述气缸的输出端上套设弹簧，所述弹簧的两端分别与推板、支撑板抵触，每个夹爪远离气缸的一端均设有硅胶垫。

进一步的，所述升降组件包括双轴电机和两个螺纹杆，所述双轴电机固定设在矩形箱体的内部，双轴电机的两个输出端上均套设有齿轮，双轴电机的旁侧呈对称竖直设置有两个套杆，每个套杆的内部均竖直套设有内杆，两个所述螺纹杆分别竖直设在两个内杆的顶部，两个螺纹杆的顶部均与升降板的底部固定连接，每个螺纹杆均与一个齿轮啮合连接，所述双轴电机与控制器电连接。

进一步的，所述矩形箱体的内部四角竖直设在四个导向杆，每个导向杆均与升降板插设连接。

进一步的，所述滑动组件包括两个驱动电机和钢索，两个驱动电机呈对称设在底壳的内部，每个驱动电机的输出端上均套设有驱动轮，所述钢索套设在两个驱动轮上，并且所述滑块与钢索固定连接，每个驱动电机均与控制器电连接。

进一步的，所述矩形箱体的底部呈对称设置有两个滑动块，底壳的内侧底部呈对称设置有两个滑槽，每个滑槽均与一个滑动块滑动连接，所述底壳的内部水平设有限位杆，所述矩形箱体远离钢索的一端与限位杆滑动连接。

进一步的，所述底壳的底部呈对称设置有四个支撑脚。

进一步的，所述承托框的内壁上对称设有两个可供滑条滑动的导向槽。

本发明的有益效果：本发明的一种石英晶片排片用柔性夹具，通过设计底壳，控制器、升降机构、滑动机构和夹取机构，并通过五者相结合，取代了现有石英晶片的人工排片方式，提高了工作效率，同时防止人工排片时造成的污染，柔性的夹具设计，也有效防止了人工排片时由于力度过大造成的晶片损坏，并且通过升降组件满足了不同工作平面的排片要求，连杆组件的设计也满足了晶片在排片时不同角度的摆放要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。

图1为本发明的立体结构示意图1；

图2为本发明的立体结构示意图2；

图3为图2中的A处放大图；

图4为图2中的B处放大图；

图5为本发明矩形箱体的剖视图；

图6为图5中的C处放大图；

图7为本发明螺纹杆、套杆和内杆的平面结构示意图；

图8为图7中沿D-D线处的平面剖视图；

图中：底壳1，控制器2，升降机构3，滑动机构4，夹取机构5，防护面板6，矩形箱体7，升降板8，升降组件9，夹取组件10，连杆组件11，滑块12，滑动组件13，第一连杆14，第二连杆15，电动推杆16，气缸17，顶杆18，夹爪19，支撑板20，承托框21，推板 22，连接杆23，弹簧24，硅胶垫25，双轴电机26，螺纹杆27，齿轮28，套杆29，内杆30，驱动电机31，钢索32，驱动轮33，滑动块34，支撑脚35。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

参照图1至图8所示的一种石英晶片排片用柔性夹具，包括底壳1，所述底壳1呈水平设置，还包括控制器2、升降机构3、滑动机构4和夹取机构5，所述底壳1的敞开端上通过螺栓安装有防护面板6，所述控制器2固定设在防护面板6的顶部，所述底壳1的内部滑动设有矩形箱体7，所述矩形箱体7穿过防护面板6，所述升降机构3设在矩形箱体7的内部以升降夹取机构5，升降机构3包括升降板8和升降组件9，所述升降组件9设在矩形箱体7 的内部，所述升降板8贴合设置在矩形箱体7的内部，所述夹取机构5固定设在升降机构3 的顶部以夹取石英晶片，夹取机构5包括夹取组件10和连杆组件11，所述连杆组件11固定设在升降板8的顶部，所述夹取组件10固定设在连杆组件11上，所述滑动机构4设在矩形箱体7的一端以支持矩形箱体7水平滑动，所述滑动机构4包括滑块12和滑动组件13，所述滑块12固定设在矩形箱体7的外壁上，所述滑动组件13设在矩形箱体7的一端并与滑块 12固定连接，所述升降组件9、夹取组件10、连杆组件11和滑动组件13均与控制器2为电性连接。

所述连杆组件11包括第一连杆14和第二连杆15，所述第一连杆14固定设在升降板8 的顶部，所述第二连杆15铰接设置在第一连杆14远离升降板8的一端，所述第一连杆14和第二连杆15之间铰接设置有电动推杆16，所述电动推杆16与控制器2电连接，由于石英晶片在排片时的摆放角度不同，因而需要设计角度调节结构，当遇到角度不同的摆放要求时，通过控制器2启动电动推杆16，由于电动推杆16铰接设在第一连杆14和第二连杆15之间，因而通过电动推杆16输出端的伸缩，来改变第一连杆14和第二连杆15之间的角度，进而满足石英晶片排片时不同角度的摆放要求。

所述夹取组件10包括气缸17、顶杆18和两个夹爪19，所述第一连杆14远离第二连杆 15的一端固定设有支撑板20，所述气缸17固定设在支撑板20上，所述支撑板20远离第二连杆15的一端固定连接有承托框21，所述承托框21为“U”形框结构，所述承托框21的内壁上通过两个对称设置的滑条滑动设置有推板22，所述气缸17的输出端穿过支撑板20与推板22固定连接，所述顶杆18固定设在推板22与承托框21之间，两个夹爪19呈对称铰接设置在推板22上，两个夹爪19远离推板22的一端固定连接有连接杆23，所述顶杆18远离气缸17的一端与连杆固定连接，所述气缸17与控制器2电连接，当进行排片时，通过控制器2启动气缸17，从而带动其输出端伸出，进而带动推板22于承托框21内部向远离气缸 17的一端滑动，由于两个夹爪19与推板22的两端铰接，两个夹爪19远离推板22的一端之间设有连接杆23，又因为顶杆18固定设在推板22与承托框21之间，因而使得两个夹爪19 之间的间距减小，进而将石英晶片夹起。

所述气缸17的输出端上套设弹簧24，所述弹簧24的两端分别与推板22、支撑板20抵触，每个夹爪19远离气缸17的一端均设有硅胶垫25，当两个夹爪19将石英晶片夹起时，弹簧24的反作用力可起到缓冲夹取力度的作用，同时硅胶垫25为柔性材料，因而与弹簧24 一起起到防止石英晶片被夹爪19损坏的作用。

所述升降组件9包括双轴电机26和两个螺纹杆27，所述双轴电机26固定设在矩形箱体 7的内部，双轴电机26的两个输出端上均套设有齿轮28，双轴电机26的旁侧呈对称竖直设置有两个套杆29，每个套杆29的内部均竖直套设有内杆30，两个所述螺纹杆27分别竖直设在两个内杆30的顶部，两个螺纹杆27的顶部均与升降板8的底部固定连接，每个螺纹杆27均与一个齿轮28啮合连接，所述双轴电机26与控制器2电连接，由于车间内待盛放石英晶片的载盘的放置高度不同，因而需要调整夹具的高度来满足排片要求，当遇到高度不同的载盘时，通过控制器2启动双轴电机26，从而带动输出端上的两个齿轮28旋转，由于每个螺纹杆27均与一个齿轮28啮合连接，又因为套杆29与螺纹杆27的底部固定连接，每个套杆29均与内杆30套接，因而带动两个螺纹杆27升降，进而带动升降板8升降，进一步带动升降板8上的夹具升降来满足不同高度的工作平面的排片要求。

所述滑动组件13包括两个驱动电机31和钢索32，两个驱动电机31呈对称设在底壳1 的内部，每个驱动电机31的输出端上均套设有驱动轮33，所述钢索32套设在两个驱动轮33上，并且所述滑块12与钢索32固定连接，每个驱动电机31均与控制器2电连接，石英晶片排片时需要将片子按照载盘上的卡槽依次排列整齐，当需要排片时，通过控制器2启动两个驱动电机31，从而带动两个驱动轮33同向旋转，进而带动钢索32旋转，由于钢索32 与滑块12固定连接，滑块12又与矩形箱体7的外壁固定连接，因而带动矩形箱体7水平滑动，进一步带动夹具水平滑动将石英晶片排列整齐。

所述矩形箱体7的底部呈对称设置有两个滑动块34，底壳1的内侧底部呈对称设置有两个滑槽，每个滑槽均与一个滑动块34滑动连接，所述底壳1的内部水平设有限位杆，所述矩形箱体7远离钢索32的一端与限位杆滑动连接，当矩形箱体7于底壳1内部水平滑动时，两个滑动块34与两个滑槽滑动连接，限位杆又与矩形箱体7的一端滑动连接，进而与滑动组件13配合，进一步保证矩形箱体7滑动的稳定性。

所述底壳1的底部呈对称设置有四个支撑脚35，四个支撑脚35用来支撑底壳1。

所述承托框21的内壁上对称设有两个可供滑条滑动的导向槽，当滑条滑动时，导向槽提供导向作用，从而保证推板22滑动的稳定性，进而保证夹爪19运作的稳定性。

本发明的工作原理：当进行排片时，通过控制器2启动气缸17，从而带动其输出端伸出，进而带动推板22于承托框21内部向远离气缸17的一端滑动，由于两个夹爪19与推板22 的两端铰接，两个夹爪19远离推板22的一端之间设有连接杆23，又因为顶杆18固定设在推板22与承托框21之间，因而使得两个夹爪19之间的间距减小，进而将石英晶片夹起，当两个夹爪19将石英晶片夹起时，弹簧24的反作用力可起到缓冲夹取力度的作用，同时硅胶垫25为柔性材料，因而与弹簧24一起起到防止石英晶片被夹爪19损坏的作用。

由于石英晶片在排片时的摆放角度不同，因而需要设计角度调节结构，当遇到角度不同的摆放要求时，通过控制器2启动电动推杆16，由于电动推杆16铰接设在第一连杆14和第二连杆15之间，因而通过电动推杆16输出端的伸缩，来改变第一连杆14和第二连杆15之间的角度，进而满足石英晶片排片时不同角度的摆放要求。

由于车间内待盛放石英晶片的载盘的放置高度不同，因而需要调整夹具的高度来满足排片要求，当遇到高度不同的载盘时，通过控制器2启动双轴电机26，从而带动输出端上的两个齿轮28旋转，由于每个螺纹杆27均与一个齿轮28啮合连接，又因为套杆29与螺纹杆27 的底部固定连接，每个套杆29均与内杆30套接，因而带动两个螺纹杆27升降，进而带动升降板8升降，进一步带动升降板8上的夹具升降来满足不同高度的工作平面的排片要求，当升降板8进行升降时，四个导向杆起到导向的作用，从而保证升降板8升降的稳定性，进一步保证升降板8上的夹取机构5运行稳定。

石英晶片排片时需要将片子按照载盘上的卡槽依次排列整齐，当需要排片时，通过控制器2启动两个驱动电机31，从而带动两个驱动轮33同向旋转，进而带动钢索32旋转，由于钢索32与滑块12固定连接，滑块12又与矩形箱体7的外壁固定连接，因而带动矩形箱体7 水平滑动，进一步带动夹具水平滑动将石英晶片排列整齐，当矩形箱体7于底壳1内部水平滑动时，两个滑动块34与两个滑槽滑动连接，限位杆又与矩形箱体7的一端滑动连接，进而与滑动组件13配合，进一步保证矩形箱体7滑动的稳定性。