一种间距可变的晶圆搬运器

技术领域

本发明涉及多晶圆搬运的技术领域，尤其涉及一种间距可变的晶圆搬运器。

背景技术

针对不同间距的晶圆存储单元，需要使用不同间距的末端手指以取放晶圆，为了使得晶圆搬运器能够适配不同间距的晶圆存储单元，需要设置晶圆搬运器中的末端手指之间的间距可调。

现有技术公开了在每个末端手指设置不同导程的丝杠，通过丝杠的左旋右旋实现等间距变换；这种结构使用不同导程的丝杠拼接驱动，组装调试困难，拼接丝杆刚性差，成本高。

现有技术还公开了利用连杆机构旋转时，连杆轴上各点在线性方向上移动长度等比的特性，将末端执行器固定于连杆上2：1：-1：-2的点位上，则可以实现等间距变换。这种结构变距时末端手指非匀速运动，抖动大，连杆关节多，精度差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种间距可变的晶圆搬运器，通过限位滑轨和凸轮滑槽同时限定末端手指的移动轨迹，以实现末端手指的平稳精准变距，进而适配不同尺寸的晶圆存储单元。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：一种间距可变的晶圆搬运器，包括：

沿着第一方向堆叠设置M个末端手指，所述末端手指的前端设置有晶圆放置位，所述末端手指的后端滑动安装在限位导轨中；所述限位导轨沿着第一方向延伸；所述末端手指远离晶圆放置位的一端还设置有凸轮；M为大于1的整数；

凸轮槽板，位于所述凸轮远离末端手指的一侧，所述凸轮槽板中设置有M个不平行设置的凸轮滑槽，所述凸轮一一对应位于凸轮滑槽内部；

驱动件，连接所述凸轮滑槽；所述驱动件带动所述凸轮滑槽沿着第二方向滑动时，所述凸轮带动对应的末端手指同时沿着限位导轨和对应的凸轮滑槽滑动，使得相邻的末端手指之间的间距变化；第二方向垂直于第一方向。

进一步的，还包括平行于第一方向和第二方向的安装主板，所述安装主板的后端沿着第一方向堆叠设置M个凸轮安装块，所述凸轮安装块与所述限位导轨滑动连接；所述凸轮安装块远离安装主板的一侧设置有凸轮；

所述安装主板的前端设置有M个与凸轮安装块一一固定连接的手指安装板，所述手指安装板中远离安装板的一侧设置有末端手指。

进一步的，所述安装主板的顶端和底端分别设置有间距调整直线导轨，所述凸轮槽板的顶端和底端分别位于间距调整直线导轨中。

进一步的，所述驱动件包括电机和滚珠丝杆，所述电机的输出端连接所述滚珠丝杆，所述滚珠丝杆中设置有丝杆螺母，所述丝杆螺母连接所述凸轮槽板。

进一步的，所述驱动件位于安装主板的顶端或底端，所述电机的输出轴连接主动轮，所述主动轮通过同步带连接从动轮，所述从动轮连接所述滚珠丝杆的一端。

进一步的，所述电机位于末端手指的下方，所述滚珠丝杆位于所述凸轮槽板的下方，且所述滚珠丝杆的两端分别与丝杆安装板转动连接。

进一步的，当M为奇数时，中间位置处的凸轮滑槽平行于第二方向设置，位于中间位置两侧的M-1个凸轮滑槽以中间位置的凸轮滑槽为中心，对称倾斜设置。

进一步的，当M为偶数时，M个凸轮滑槽以凸轮滑槽的中间位置为中心，对称倾斜设置。

进一步的，所述限位导轨为两个，末端手指的两端分别连接在两个限位导轨中。

进一步的，所述限位导轨为四个，四个限位导轨沿着第一方向并列设置；其中，第一个限位导轨和第三个限位导轨构成一个限位组，第二个限位导轨和第四个限位导轨构成一个限位组；相邻的两个末端手指分别连接在不同的限位组中。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请M个末端手指沿着第一方向堆叠设置。末端手指的前端设置有晶圆放置位，后端滑动安装在限位导轨中，且限位导轨沿着第一方向延伸；末端手指远离晶圆放置位的一端还设置有凸轮。凸轮滑槽位于所述凸轮远离末端手指的一侧，所述凸轮滑槽中设置有M个不平行设置的凸轮滑槽，凸轮一一对应位于凸轮滑槽内部。当驱动件带动凸轮槽板沿着第二方向滑动时，凸轮被限位在限位导轨中，同时在凸轮滑槽的作用下沿着限位导轨进行移动，本申请可以通过设置凸轮滑槽的轨迹，以控制末端手指在限位导轨上的滑动距离，进而实现末端手指之间的间距调整。本申请基于凸轮的移动来实现末端手指之间的间距调整，确保末端手指在间距调整过程中运行稳定，调整精度高，进一步扩大了晶圆搬运器的适用范围。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明中晶圆搬运装置的后端示意图；

附图2为本发明中晶圆搬运装置的前端示意图；

附图3为本申请凸轮槽板覆盖限位滑轨时的结构示意图；

附图4为本申请去除凸轮槽板之后的结构示意图。

附图标记：11、第一限位导轨；12、第二限位导轨；13、第三限位导轨；14、第四限位导轨；15、第一凸轮安装块；16、第二凸轮安装块；17、第三凸轮安装块；18、第四凸轮安装块；19、第五凸轮安装块；20、电机安装板；21、间距调整直线导轨；22、电机；23、主动轮；24、从动轮；25、同步带；26、滚珠丝杆；27、丝杆螺母；28、丝杆安装板；30、安装主板；31、手指安装板；32、末端手指；33、凸轮槽板；34、凸轮滑槽。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的机构或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、机构、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

实施例1

请参阅图1-图4，本申请提供的一种间距可变的晶圆搬运器，包括：

沿着第一方向堆叠设置M个末端手指32，所述末端手指32的前端设置有晶圆放置位，所述末端手指32的后端滑动安装在限位导轨中；所述限位导轨沿着第一方向延伸；所述末端手指32远离晶圆放置位的一端还设置有凸轮；M为大于1的整数；

凸轮槽板33，位于所述凸轮远离末端手指32的一侧，所述凸轮槽板33中设置有M个不平行设置的凸轮滑槽34，所述凸轮一一对应位于凸轮滑槽34内部；

驱动件，连接所述凸轮滑槽34；所述驱动件带动所述凸轮滑槽34沿着第二方向滑动时，所述凸轮带动对应的末端手指32同时沿着限位导轨和对应的凸轮滑槽34滑动，使得相邻的末端手指32之间的间距变化；第二方向垂直于第一方向。

本申请中凸轮滑槽34相对于第二方向倾斜设置，当凸轮位于凸轮滑槽34的不同位置处时，凸轮在限位导轨中的位置也不同，即限位导轨限定凸轮在第一方向上滑动，凸轮滑槽34则是带动凸轮移动至限位导轨的不同位置处，以实现相邻末端手指32之间的间距调整。

本申请M个末端手指32沿着第一方向堆叠设置。末端手指32的前端设置有晶圆放置位，后端滑动安装在限位导轨中，且限位导轨沿着第一方向延伸；末端手指32远离晶圆放置位的一端还设置有凸轮。凸轮滑槽34位于所述凸轮远离末端手指32的一侧，所述凸轮滑槽34中设置有M个不平行设置的凸轮滑槽34，凸轮一一对应位于凸轮滑槽34内部。当驱动件带动凸轮槽板33沿着第二方向滑动时，凸轮被限位在限位导轨中，同时在凸轮滑槽34的作用下沿着限位导轨进行移动，本申请可以通过设置凸轮滑槽34的轨迹，以控制末端手指32在限位导轨上的滑动距离，进而实现末端手指32之间的间距调整。本申请基于凸轮的移动来实现末端手指32之间的间距调整，确保末端手指32在间距调整过程中运行稳定，调整精度高，进一步扩大了晶圆搬运器的适用范围。

实施例2

请参阅图1-图4，本申请提供的一种间距可变的晶圆搬运器，包括：

沿着第一方向堆叠设置M个末端手指32，所述末端手指32的前端设置有晶圆放置位，所述末端手指32的后端滑动安装在限位导轨中；所述限位导轨沿着第一方向延伸；所述末端手指32远离晶圆放置位的一端还设置有凸轮；M为大于1的整数；

凸轮槽板33，位于所述凸轮远离末端手指32的一侧，所述凸轮槽板33中设置有M个不平行设置的凸轮滑槽34，所述凸轮一一对应位于凸轮滑槽34内部；

驱动件，连接所述凸轮槽板33；所述驱动件带动所述凸轮槽板33沿着第二方向滑动时，所述凸轮带动对应的末端手指32同时沿着限位导轨和对应的凸轮滑槽34滑动，使得相邻的末端手指32之间的间距变化；第二方向垂直于第一方向。

本实施例限定第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向，当第一方向和第二方向为其他垂直的方向时，其具体的结构示例与本申请相同。

具体的，本申请中还包括平行于第一方向和第二方向的安装主板30，即安装主板30同时平行于水平方向和竖直方向，为竖直的板状结构。所述安装主板30的后端设置有限位滑轨，限位滑轨沿着竖直方向延伸。同时，安装主板30的后端沿着竖直方向堆叠设置M个凸轮安装块，所述凸轮安装块与所述限位导轨滑动连接；所述凸轮安装块远离安装主板30的一侧设置有凸轮。

凸轮安装块沿着水平方向贯穿安装主板30，位于安装主板30前端的凸轮安装块中一一固定连接手指安装板31，所述手指安装板31中远离安装板的一侧设置有末端手指32。

本申请中限位导轨的个数可以根据M的大小来具体设定。当M较小的时候，所有的凸轮安装块可以位于同一个限位导轨中。由于凸轮安装块具有一定的长度，还可以将所有凸轮安装块的两端分别设置在不同的限位导轨中，两个并列的限位导轨形成一个限位组，用于分别对凸轮安装块的两端进行限位，确保凸轮安装块两端同步平稳滑动。

当M较大的时候，所有的凸轮安装板若是安装在同一个限位导轨中，就会使得该限位导轨的连接过于紧密，影响装配效果。如图1所示，假设M为5，凸轮安装块自上而下依次为第一凸轮安装块15、第二凸轮安装块16、第三凸轮安装块17、第四凸轮安装块18、第五凸轮安装块19；可以将五个凸轮安装块分别间隔连接在两个限位组中，每个限位组包括两个并列的限位导轨。

具体的，限位导轨为四个，并列竖直安装在安装主板30上，自左而右依次为第一限位导轨11、第二限位导轨12、第三限位导轨13和第四限位导轨14，其中，第一限位导轨11和第三限位导轨13形成一个限位组，用于对同一个凸轮安装块的两端进行同步限位。第二限位导轨12和第四限位导轨14形成一个限位组，用于对同一个凸轮安装块的两端进行同步限位。

其中，第一凸轮安装块15、第三凸轮安装块17和第五凸轮安装块19的左右两端分别滑动连接第二限位导轨12和第四限位导轨14；第二凸轮安装块16和第四凸轮安装块18的左右两端分别滑动连接第一限位导轨11和第三限位导轨13。

同样的，可替换为如下连接关系：第一凸轮安装块15、第三凸轮安装块17和第五凸轮安装块19的左右两端分别滑动连接第一限位导轨11和第三限位导轨13；第二凸轮安装块16和第四凸轮安装块18的左右两端分别滑动连接第二限位导轨12和第四限位导轨14。

本申请安装主板30的顶端和底端分别设置有间距调整直线导轨21，所述凸轮槽板33的顶端和底端分别位于间距调整直线导轨21中。凸轮槽板33平行于安装主板30设置，其设置在凸轮远离安装主板30的一侧位置处，凸轮槽板33中的凸轮滑槽34与凸轮安装板中的凸轮一一对应。间距调整直线导轨21为水平导轨，驱动件能够带动凸轮槽板33沿着水平的间距调整直线导轨21滑动。

本申请中驱动件包括电机22和滚珠丝杆26，所述电机22的输出端连接所述滚珠丝杆26，所述滚珠丝杆26中设置有丝杆螺母27，所述丝杆螺母27连接所述凸轮槽板33。当电机22带动滚珠丝杆26转动时，丝杆螺母27带动凸轮槽板33沿着间距调整直线导轨21滑动。电机22安装在电机安装板20中，电机安装板位于安装主板30的下方。

进一步地，驱动件还包括主动轮23、从动轮24和同步带25，电机22的输出轴连接主动轮23，所述主动轮23通过同步带25连接从动轮24，所述从动轮24连接所述滚珠丝杆26的一端。驱动件可以位于所述凸轮滑槽34的顶端或底端，如图1-图4所述，驱动件位于安装主板30的低端，且电机22位于末端手指32的下方，所述滚珠丝杆26位于所述凸轮槽板33的下方。凸轮槽板33的下方两侧分别设置有丝杆安装板28，所述滚珠丝杆26的两端分别与丝杆安装板28转动连接。丝杆安装板28垂直于安装主板30和凸轮槽板33设置。主动轮23、从动轮24和同步带25所形成的传动组件位于安装主板30和凸轮槽板33的侧边。

本申请中凸轮滑槽34的作用是带动凸轮移动至限位导轨的不同位置处，以实现相邻末端手指32之间的间距调整。因此，凸轮滑槽34的延伸方向应该是相对于第二方向倾斜的方向延伸，即凸轮滑槽34的延伸方向为与水平方向呈一定夹角的方向。

进一步，本申请晶圆搬运器在调整末端手指32之间间距的时候，需要确保相邻的末端手指32之间的距离始终相同，为了缩小凸轮的滑动量程，本申请可以设置上半部分的凸轮安装板朝上伸展或缩回，下半部分的凸轮安装板朝下伸展或缩回。

具体的，如图1-图4所述，当M为奇数的时候，例如M等于5，此时，设置最中间的凸轮滑槽34平行于第二方向设置，即最中间的凸轮滑槽34水平延伸。上方的两个凸轮滑槽34和下方的两个凸轮滑槽34以中间位置的凸轮滑槽34为中心，对称倾斜设置，且上方的凸轮滑槽34朝上倾斜，下方的凸轮滑槽34朝下倾斜。为了确保末端手指32之间的间距始终相等，本申请可以设置最中间的凸轮滑槽34水平设置，靠近中心越远的凸轮滑槽34的倾斜角度越大。

当驱动件带动滚珠丝杆26转动的时候，凸轮槽板33水平滑动，凸轮滑槽34滑动的过程使得凸轮位于凸轮滑槽34的不同高度处，且凸轮安装板始终位于限位滑轨中，即凸轮安装板位于限位滑轨的不同高度处，进而使得中间凸轮安装板的高度始终不变，上方凸轮安装板朝着靠近中间或远离中间位置的方向移动，下方凸轮安装板朝着靠近中间或者远离中间位置的方向移动，进而实现末端手指32之间的间距调整。如图1-图2所示，为滚珠丝杆26带动凸轮槽板33移动至最右侧位置处，此时，凸轮位于凸轮滑槽34的最左侧，末端手指32之间的间距最大。如图3-图4所示，为滚珠丝杆26带动凸轮槽板33移动至最左侧位置处，此时，凸轮位于凸轮滑槽34的最右侧，末端手指32之间的间距最小。

本申请可以设置凸轮滑槽34的倾斜角度，来调整末端手指32之间的间距调整幅度，凸轮滑槽34的倾斜角度较大时，凸轮沿着凸轮滑槽34的略微滑动，即可实现末端手指32之间间距较大幅度的调整。凸轮滑槽34的倾斜角度较小时，凸轮沿着凸轮滑槽34的大幅度滑动，才能实现末端手指32之间的略微调整。

当M为偶数的时候，与奇数个凸轮安装块不同的是，删除最中间的凸轮安装板和凸轮滑槽34，并通过合理设置凸轮滑槽34的倾斜角度，例如距离中心越远的凸轮滑槽34的倾斜角度越大，以实现末端手指32之间的等间距调整。其余的结构参阅上文描述，在此不再详细介绍。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。