物料取放機構的製作方法
2023-05-03 18:15:46 2
專利名稱：物料取放機構的製作方法
技術領域：
一種物料取放機構，尤其涉及一種以一組四連杆機構控制其水平動作的物料取放機構。
背景技術：
眾所周知，半導體元件在電子化的機具設備中扮演著核心般的角色，已成為產業與經濟發展的重點項目，而其相關的工藝設備則決定其生產的效率。其中，用於取放一晶圓的晶片的快速取放機構是黏晶機、晶片整列機等設備發展的關鍵技術。
公知的取放機構，如公告於2002/6/11的中國臺灣地區專利公告編號TW491407號所揭示的一種快速取放機構，其包括一齒輪組、一連杆機構、一升降機構、一第一驅動裝置以及一第二驅動裝置。
上述公知的取放機構，由於利用各齒輪之間的嚙合傳動，在高速運轉時，必須克服各齒輪之間的組合與間隙調整等問題。然而以目前黏晶機和晶片整列機動輒高達8000至10000uph(unit per hour)以上的產能需求而言，當其應用於長行程的工作條件時，如12英寸晶圓的晶片取放時，由於其速度的要求和行程的增加，會產生動作不穩定的現象，如此，將導致該取放機構的應用更加困難，影響生產的效率。因此，該取放機構的尺寸須對應地放大，以作長行程的快速取放動作。結果，該取放機構的佔用空間加大且更為複雜。
若利用YZ解耦式平臺進行直線運動和升降運動，其架構複雜且有剛性不足等問題，且所需成本高。
所以，由上可知，上述公知的取放機構，在實際使用上，顯然具有不便與缺失存在，而有待加以改善。
因此，本發明人有感上述缺失可改善，乃特別潛心研究並配合學理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失的本發明。
發明內容
本發明的主要目的在於提供一種物料取放機構，使其結構簡化且剛性強，以確保其在高速運動和長行程時的穩定性，從而能確實提升生產的效率，並能降低其所需成本。
為了達到上述目的，本發明主要提供一種物料取放機構，至少包含一水平點對點運動裝置以及一垂直升降運動裝置；該水平點對點運動裝置至少包含一固定件、一第一驅動單元、一驅動件、一傳動件和一輸出杆，該第一驅動單元固定於該固定件，該驅動件的一端樞接於該固定件，固定於該第一驅動單元的驅動軸，該傳動件的一端樞接於該驅動件的另一端，該輸出杆樞接於該傳動件的另一端，該輸出杆的一端並樞接於該固定件且形成一樞接點，其中，當該第一驅動單元的驅動軸帶動該驅動件轉動時，該驅動件的另一端帶動該傳動件且帶動該輸出杆，該輸出杆以該樞接點為一迴轉中心作擺動動作；以及該垂直升降運動裝置配置於該輸出杆的另一端作垂直升降的動作。
根據上述構想的物料取放機構，其中該第一驅動單元為一伺服馬達；該輸出杆作擺動動作的平面平行於一物料取放面；該物料取放面為一晶圓的晶片取放面；該驅動件和該傳動件呈180度和0度的兩個位置為該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置；該第一死點位置和該第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點；該垂直升降運動裝置至少包含一第二驅動單元和一真空吸取頭，該第二驅動單元的一驅動軸驅動該真空吸取頭作垂直升降的動作；該第二驅動單元為一音圈馬達；該垂直升降運動裝置的真空吸取頭作垂直升降的動作的軌跡垂直於一物料取放面。
為了達到上述目的，本發明主要提供一種物料取放機構，其至少包含一水平點對點運動裝置以及一垂直升降運動裝置；該水平點對點運動裝置至少包含一固定件、一第一驅動單元、一驅動件、一傳動件和一輸出杆，該第一驅動單元固定於該固定件，該驅動件的一端樞接於該固定件且固定於該第一驅動單元的驅動軸，該傳動件的一端樞接於該驅動件的另一端，該輸出杆樞接於該傳動件的另一端，該輸出杆的一端並樞接於該固定件且形成一樞接點，其中，當該第一驅動單元的驅動軸帶動該驅動件轉動時，該驅動件的另一端帶動該傳動件且帶動該輸出杆，該輸出杆以該樞接點為一迴轉中心作擺動動作；以及該垂直升降運動裝置驅動該水平點對點運動裝置的固定件作垂直升降的動作。
根據上述構想的物料取放機構，其中該第一驅動單元為一伺服馬達；該輸出杆的另一端設有一真空吸取頭；該輸出杆作擺動動作的平面平行於一物料取放面；該物料取放面為一晶圓的晶片取放面；該驅動件和該傳動件呈180度和0度的兩個位置為該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置；該第一死點位置和該第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點；該垂直升降運動裝置至少包含一基座、一第二驅動單元、一直線給進構件和一模板，該模板滑接於該基座，該第二驅動單元固定於該基座，該第二驅動單元的一驅動軸固接於該直線給進構件的一端，該直線給進構件的另一端驅動該模板作垂直升降的動作，該水平點對點運動裝置的固定件固接於該模板；該第二驅動單元為一伺服馬達；該直線給進構件為一導螺杆；該垂直升降運動裝置的模板作垂直升降的動作的軌跡垂直於一物料取放面。
為了達到上述目的，本發明主要提供一種物料取放機構的水平點對點運動裝置，其至少包含一固定件、一第一驅動單元、一驅動件、一傳動件、以及一輸出杆；該第一驅動單元固定於該固定件；該驅動件的一端樞接於該固定件且固定於該第一驅動單元的驅動軸；該傳動件的一端樞接於該驅動件的另一端；以及該輸出杆樞接於該傳動件的另一端，該輸出杆的一端並樞接於該固定件且形成一樞接點；其中，當該第一驅動單元的驅動軸帶動該驅動件轉動時，該驅動件的另一端帶動該傳動件且帶動該輸出杆，該輸出杆以該樞接點為一迴轉中心作擺動動作。
根據上述構想的物料取放機構的水平點對點運動裝置，其中該第一驅動單元為一伺服馬達；該輸出杆的另一端設有一真空吸取頭；該輸出杆作擺動動作的平面平行於一物料取放面；其中該物料取放面為一晶圓的晶片取放面；該驅動件和該傳動件呈180度和0度的二位置為該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置；該第一死點位置和該第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點。
在較佳的實施例中，該輸出杆作擺動動作的平面平行於一物料取放面。
在較佳的實施例中，該驅動件和該傳動件呈180度和0度的二位置為該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置。
在較佳的實施例中，該第一死點位置和該第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點。
通過該水平點對點運動裝置的固定件、驅動件、傳動件和輸出杆之間的樞接形成一組四連杆機構，使該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點，從而使本發明的物料取放機構的結構簡化且剛性強，以確保其在高速運動和長行程時的穩定性，從而能確實提升生產的效率，並能降低其所需成本。
圖1是本發明物料取放機構第一實施例的立體組合圖。
圖2是本發明物料取放機構第一實施例另一角度的立體組合圖。
圖3是本發明物料取放機構第一實施例的垂直升降運動裝置的立體圖。
圖4是本發明物料取放機構的水平點對點運動裝置動作時的平面示意圖。
圖5是本發明物料取放機構第二實施例的立體分解圖。
1水平點對點運動裝置11固定件10第一驅動單元 111驅動軸12驅動件121驅動件一端122驅動件另一端 13傳動件131傳動件一端 132傳動件另一端14輸出杆141輸出杆一端142輸出杆另一端 143樞接點144平面 145第一死點位置146第二死點位置2垂直升降運動裝置20第二驅動單元 21真空吸取頭211軌跡3構裝設備30物料取放面31承載裝置4晶圓
40晶片5置芯盒6垂直升降運動裝置60基座 61第二驅動單元611驅動軸 62直線給進構件63模板 631軌跡具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達到預定目的所採取的技術手段及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，相信本發明的目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體的了解，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
請參閱圖1至圖3所示，為本發明第一實施例。本發明是一種物料取放機構，其至少包含一水平點對點運動裝置1和一垂直升降運動裝置2，其中水平點對點運動裝置1，如圖1和圖2所示，其至少包含一固定件10、一第一驅動單元11、一驅動件12、一傳動件13和一輸出杆14。該第一驅動單元11可為一伺服馬達，其固定於該固定件10。該驅動件12的一端121樞接於該固定件10，且以一連軸器(未標示)固定於該第一驅動單元11的一驅動軸111。該傳動件13的一端131樞接於該驅動件12的另一端122。該輸出杆14樞接於該傳動件13的另一端132，該輸出杆14的一端141並樞接於該固定件10且形成一樞接點143。
垂直升降運動裝置2，其配置於該輸出杆14的另一端142作垂直升降的動作。如圖3所示，本實施例中，該垂直升降運動裝置2至少包含一第二驅動單元20和一真空吸取頭21。該第二驅動單元20為一音圈馬達，其固定於該輸出杆14的另一端142。該第二驅動單元20的一驅動軸驅動該真空吸取頭21作垂直升降的動作。
本發明的物料取放機構用以取出位於一承載裝置內的物料，並將該取出的物料放置於一特定的位置。如本發明的物料取放機構為一種應用於晶片構裝設備中的晶片取放機構，其可將位於一晶圓承載裝置中晶圓的晶片由該晶圓的藍模上依序取出，並將該取出的晶片依序放置於一置芯盒內、一基板上或一特定的工件或物體上。
請參閱圖4所示，並配合參閱圖1至圖3所示，本發明的物料取放機構配置於一構裝設備3上，該構裝設備3至少包含一電控系統(圖略)、一真空系統(圖略)、一平面定位平臺(圖略)和一承載裝置31。該電控系統用以控制該水平點對點運動裝置1、該垂直升降運動裝置2、該真空系統和該平面定位平臺等的動作，該真空系統用以控制該真空吸取頭21的動作，該平面定位平臺用以定位該承載裝置31，從而定位其內的物料的XY平面位置。
當該第一驅動單元11的驅動軸111帶動該驅動件12的一端121轉動時，該驅動件12的另一端122帶動該傳動件13且帶動該輸出杆14，該輸出杆14的另一端142以該樞接點143為一迴轉中心作水平位移的擺動動作。該輸出杆14作水平位移的擺動動作的平面144平行於一物料取放面30，如一晶圓的晶片取放面，另該垂直升降運動裝置2的真空吸取頭21作垂直升降動作的軌跡211垂直於該物料取放面30。該驅動件12和該傳動件13呈180度和0度的兩個位置為該輸出杆14的第一死點位置145和第二死點位置146，該第一死點位置145和該第二死點位置146分別為該物料取放機構的一物料取出點(或一物料放置點)和一物料放置點(或一物料取出點)，且當該輸出杆14擺動至該第一死點位置145或該第二死點位置146時，該輸出杆14的速度為零，使其橫向剛性為最佳狀態。
因此，以其應用於一晶圓4的晶片40的取放為例，首先，該輸出杆14位於該第一死點位置145，該平面定位平臺定位該承載裝置31，從而定位其內的晶圓4的晶片40的XY平面位置，使該晶圓4中的一預備取出的晶片40位於該第一死點位置145的下方，即該預備取出的晶片40位於該輸出杆14的另一端142的真空吸取頭21下方。其次，該垂直升降運動裝置2的第二驅動單元20驅動該真空吸取頭21垂直地向下方引伸，當該真空吸取頭21吸附該預備取出的晶片40後，該垂直升降運動裝置2的第二驅動單元20驅動該真空吸取頭21垂直地反向動作。接著，該水平點對點運動裝置1的驅動件12帶動該傳動件13且帶動該輸出杆14，使該輸出杆14水平地向前方引伸，從而使該輸出杆14擺動至該第二死點位置146，即該真空吸取頭21所吸附的預備取出的晶片40位於一置芯盒5上方。繼而，該垂直升降運動裝置2的第二驅動單元20驅動該真空吸取頭21垂直地向下方引伸，當該真空吸取頭21將該預備取出的晶片40放置於該置芯盒5後，該垂直升降運動裝置2的第二驅動單元20驅動該真空吸取頭21垂直地反向動作。通過該水平點對點運動裝置1以及該垂直升降運動裝置2的往復運動，使該晶圓4的晶片40自該承載裝置31內依序移至該置芯盒5內。
請參閱圖5所示，為本發明第二實施例。第二實施例中，該輸出杆14的另一端142設有一真空吸取頭21。該垂直升降運動裝置6驅動該水平點對點運動裝置1的固定件10作垂直升降的動作。該垂直升降運動裝置6至少包含一基座60、一第二驅動單元61、一直線給進構件62和一模板63。該模板63滑接於該基座60。該第二驅動單元61可為一伺服馬達，其固定於該基座60。該直線給進構件62可為一導螺杆。該第二驅動單元61的一驅動軸611固接於該直線給進構件62的一端，該直線給進構件62的另一端驅動該模板63作垂直升降的動作。該垂直升降運動裝置6的模板63作垂直升降動作的軌跡631垂直於該物料取放面30。該水平點對點運動裝置1的固定件10固接於該模板63。
請參閱圖4和圖5所示，首先，該輸出杆14位於該第一死點位置145，該平面定位平臺定位該承載裝置31，從而定位其內的晶圓4的晶片40的XY平面位置，使該晶圓4中的一預備取出的晶片40位於該第一死點位置145的下方，即該預備取出的晶片40位於該輸出杆14的另一端142的真空吸取頭21下方。其次，該垂直升降運動裝置6的模板63向下滑行，使該輸出杆14垂直地向下方引伸，當該真空吸取頭21吸附該預備取出的晶片40後，該模板63向上滑行，使該輸出杆14垂直地反向動作。接著，該水平點對點運動裝置1的驅動件12帶動該傳動件13且帶動該輸出杆14，使該輸出杆14水平地向前方引伸，從而使該輸出杆14擺動至該第二死點位置146，即該真空吸取頭21所吸附的預備取出的晶片40位於一置芯盒5上方。繼而，該垂直升降運動裝置6的模板63向下滑行，使該輸出杆14垂直地向下方引伸，當該真空吸取頭21將該預備取出的晶片40放置於該置芯盒5後，該模板63向上滑行，使該輸出杆14垂直地反向動作。通過該水平點對點運動裝置1以及該垂直升降運動裝置6的往復運動，使該晶圓4的晶片40自該承載裝置31內依序移至該置芯盒5內。
所以，本發明的物料取放機構具有如下述特點
1、該水平點對點運動裝置的固定件、驅動件、傳動件和輸出杆之間的樞接形成一組四連杆機構，使該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點，且當該輸出杆擺動至該第一死點位置或該第二死點位置時，該輸出杆的速度為零，使其橫向剛性為最佳狀態，從而使本發明的物料取放機構的結構簡化且剛性強，以確保其在高速運動和長行程時的穩定性。
2、該輸出杆的剛性強且該物料取出點和該物料放置點的位置準確，因此能加速其取放速度，從而能確實提升生產的效率。
3、該水平點對點運動裝置具有動作所需的剛性和穩定性，且其元件簡單，結構簡化，因此能降低其成本。
以上所述僅為本發明具體實施例的詳細說明與附圖，並非用以限制本發明及本發明的特徵，本領域技術人員依據本發明的精神，可做出各種等效修飾或變化，這些修飾或變化都應包含於本發明所附權利要求的保護範圍中。
權利要求
1.一種物料取放機構，其中包含一水平點對點運動裝置，其至少包含一固定件、一第一驅動單元、一驅動件、一傳動件和一輸出杆，該第一驅動單元固定於該固定件，該驅動件的一端樞接於該固定件且固定於該第一驅動單元的驅動軸，該傳動件的一端樞接於該驅動件的另一端，該輸出杆樞接於該傳動件的另一端，該輸出杆的一端並樞接於該固定件且形成一樞接點，其中，當該第一驅動單元的驅動軸帶動該驅動件轉動時，該驅動件的另一端帶動該傳動件且帶動該輸出杆，該輸出杆以該樞接點為一迴轉中心作擺動動作；以及一垂直升降運動裝置，其配置於該輸出杆的另一端作垂直升降的動作。
2.如權利要求1所述的物料取放機構，其中該第一驅動單元為一伺服馬達。
3.如權利要求1所述的物料取放機構，其中該輸出杆作擺動動作的平面平行於一物料取放面。
4.如權利要求3所述的物料取放機構，其中該物料取放面為一晶圓的晶片取放面。
5.如權利要求1所述的物料取放機構，其中該驅動件和該傳動件呈180度和0度的兩個位置為該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置。
6.如權利要求5所述的物料取放機構，其中該第一死點位置和該第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點。
7.如權利要求1所述的物料取放機構，其中該垂直升降運動裝置至少包含一第二驅動單元和一真空吸取頭，該第二驅動單元的一驅動軸驅動該真空吸取頭作垂直升降的動作。
8.如權利要求7所述的物料取放機構，其中該第二驅動單元為一音圈馬達。
9.如權利要求7所述的物料取放機構，其中該垂直升降運動裝置的真空吸取頭作垂直升降的動作的軌跡垂直於一物料取放面。
10.一種物料取放機構，其中包含一水平點對點運動裝置，其至少包含一固定件、一第一驅動單元、一驅動件、一傳動件和一輸出杆，該第一驅動單元固定於該固定件，該驅動件的一端樞接於該固定件且固定於該第一驅動單元的驅動軸，該傳動件的一端樞接於該驅動件的另一端，該輸出杆樞接於該傳動件的另一端，該輸出杆的一端並樞接於該固定件且形成一樞接點，其中，當該第一驅動單元的驅動軸帶動該驅動件轉動時，該驅動件的另一端帶動該傳動件且帶動該輸出杆，該輸出杆以該樞接點為一迴轉中心作擺動動作；以及一垂直升降運動裝置，其驅動該水平點對點運動裝置的固定件作垂直升降的動作。
11.如權利要求10所述的物料取放機構，其中該第一驅動單元為一伺服馬達。
12.如權利要求10所述的物料取放機構，其中該輸出杆的另一端設有一真空吸取頭。
13.如權利要求10所述的物料取放機構，其中該輸出杆作擺動動作的平面平行於一物料取放面。
14.如權利要求13所述的物料取放機構，其中該物料取放面為一晶圓的晶片取放面。
15.如權利要求10所述的物料取放機構，其中該驅動件和該傳動件呈180度和0度的兩個位置為該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置。
16.如權利要求15所述的物料取放機構，其中該第一死點位置和該第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點。
17.如權利要求10所述的物料取放機構，其中該垂直升降運動裝置至少包含一基座、一第二驅動單元、一直線給進構件和一模板，該模板滑接於該基座，該第二驅動單元固定於該基座，該第二驅動單元的一驅動軸固接於該直線給進構件的一端，該直線給進構件的另一端驅動該模板作垂直升降的動作，該水平點對點運動裝置的固定件固接於該模板。
18.如權利要求17所述的物料取放機構，其中該第二驅動單元為一伺服馬達。
19.如權利要求17所述的物料取放機構，其中該直線給進構件為一導螺杆。
20.如權利要求17所述的物料取放機構，其中該垂直升降運動裝置的模板作垂直升降的動作的軌跡垂直於一物料取放面。
21.一種物料取放機構的水平點對點運動裝置，其中包含一固定件；一第一驅動單元，其固定於該固定件；一驅動件，其一端樞接於該固定件且固定於該第一驅動單元的驅動軸；一傳動件，其一端樞接於該驅動件的另一端；以及一輸出杆，其樞接於該傳動件的另一端，該輸出杆的一端並樞接於該固定件且形成一樞接點；其中當該第一驅動單元的驅動軸帶動該驅動件轉動時，該驅動件的另一端帶動該傳動件且帶動該輸出杆，該輸出杆以該樞接點為一迴轉中心作擺動動作。
22.如權利要求21所述的物料取放機構的水平點對點運動裝置，其中該第一驅動單元為一伺服馬達。
23.如權利要求21所述的物料取放機構的水平點對點運動裝置，其中該輸出杆的另一端設有一真空吸取頭。
24.如權利要求21所述的物料取放機構的水平點對點運動裝置，其中該輸出杆作擺動動作的平面平行於一物料取放面。
25.如權利要求24所述的物料取放機構的水平點對點運動裝置，其中該物料取放面為一晶圓的晶片取放面。
26.如權利要求21所述的物料取放機構的水平點對點運動裝置，其中該驅動件和該傳動件呈180度和0度的二位置為該輸出杆的第一死點位置和第二死點位置。
27.如權利要求26所述的物料取放機構的水平點對點運動裝置，其中該第一死點位置和該第二死點位置分別為該物料取放機構的一物料取出點和一物料放置點。
全文摘要
一種物料取放機構，用於將一承載裝置內的晶圓的晶片快速地取放至一置芯盒內，至少包含一水平點對點運動裝置以及一垂直升降運動裝置；該水平點對點運動裝置至少包含一固定件、一第一驅動單元、一驅動件、一傳動件和一輸出杆；該第一驅動單元的驅動軸帶動該驅動件轉動，該驅動件的另一端帶動該傳動件，該傳動件的另一端帶動該輸出杆，從而使該輸出杆作擺動動作；該垂直升降運動裝置可配置於該輸出杆上作垂直升降的動作，或可驅動該水平點對點運動裝置的固定件作垂直升降的動作；由此，使該輸出杆可往復地取放與移動該晶圓的晶片。本發明的物料取放機構不但結構簡單、剛性和穩定性強，並且取放速度快、成本低和生產效率高。
文檔編號B25J3/00GK1796057SQ20041008194
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月21日 優先權日2004年12月21日
發明者徐嘉彬, 洪嘉宏, 林業超, 劉俊賢, 蔡雅惠, 張瀛方 申請人:財團法人工業技術研究院