校準模具的製作方法

2023-06-05 10:35:21

本實用新型涉及一種校準模具，特別是涉及一種用於半導體機械手與機械臂垂直度的校準模具。

背景技術：

晶片的高速自動化生產要求在晶片的各個製造工序之間對晶片進行高效、高精度和高穩定性傳輸和定位。這種晶片在各個工序之間的傳輸和定位通常是由機器人(Robot)來完成，其中，機器人(Robot)包括機械臂(Arm)和機械手(Blade)，也就是說，機器人通過配置於其上的機械手從盛放晶片的卡盒中取出晶片，並送入處理室(Chamber)進行相應處理。然後，又通過機械手將處理後的晶片從該處理室中取出來傳送到下一個處理室進行下一道工序處理。據統計，目前半導體行業多數機臺均使用Pri Robot，其各種型號種類繁多，使用量巨大。

據統計，因Robot問題需要更換而造成的停機時間至復機需要6-8小時，其中包括拆裝和重複調試過程。如何縮短停機時間，很大程度上取決於安裝調試時機械臂的垂直度是否良好。機械臂垂直度有問題直接影響換手(Handoff)的位置，造成停機時間延長。

首先，垂直度沒調好直接影響設備工程師示教(Teach)的進度；第二，造成晶圓(wafer)傳送時出現擦傷現象，晶圓刮到晶盒(cassette)兩邊；第三，反覆拆裝機械手，進行機械臂垂直度調節，容易影響其水平和損耗，因為機械手多為陶瓷材料製成；第四，由於在製造晶圓的生產過程中，設備工程師需要定期對機械手傳送位置進行檢修及校正，現有的檢測方法是維護人員用肉眼來判斷機械手是否移位，由於採用肉眼來判斷該位置，很大程度上依賴於維護人員的個人經驗，達不到一次成型的標準，需要做重複動作，處理這種情況至少要1小時時間。

綜上所述，如何提供一種能夠快速有效地校準機械手與機械臂垂直度的校準模具是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種校準模具，用於解決現有技術中因重複調節機械臂垂直度而導致機械手的損壞和停機時間長的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供一種校準模具，用於校準機械手與機械臂的垂直度，所述校準模具至少包括：手持部；安裝部，所述安裝部位於所述手持部的一端，所述安裝部為開口朝外的U形結構，適於安裝於所述機械臂上；校準部，所述校準部位於所述手持部靠近所述安裝部的一側面，且所述校準部靠近所述安裝部的一側邊與所述安裝部靠近所述校準部的一側邊形成一直角。

於本實用新型的一實施方式中，所述手持部、所述安裝部和所述校準部為一體成型結構且表面均平滑，所述手持部和所述安裝部的厚度相同。

於本實用新型的一實施方式中，所述手持部和所述校準部均為條狀結構。

於本實用新型的一實施方式中，所述機械臂包括疊置的上手臂、下手臂以及位於所述上手臂表面的角度調節盤，所述上手臂位於所述下手臂的中間位置；所述角度調節盤表面的兩側設有角度調節槽，所述角度調節槽內設有調節螺絲，所述調節螺絲連接所述上手臂；所述角度調節盤的表面還設置有用於安裝所述機械手的安裝孔；所述安裝部設有通孔，所述通孔對應於所述安裝孔的位置。

於本實用新型的一實施方式中，所述通孔和所述安裝孔的個數均為4個。

於本實用新型的一實施方式中，所述安裝部通過螺絲固定於所述角度調節盤的表面，且所述校準部靠近所述上手臂的一側邊與所述上手臂靠近所述校準部的一側邊重合。

於本實用新型的一實施方式中，所述調節螺絲設有兩個，所述調節螺絲位於所述安裝部的U形開口內。

於本實用新型的一實施方式中，所述角度調節盤正時針和逆時針旋轉角度範圍為0-45度。

於本實用新型的一實施方式中，所述校準模具還包括水平儀，所述水平儀設置於所述校準模具上，適於測量所述機械臂的水平度。

如上所述，本實用新型的校準模具，具有以下有益效果：

1、一次性調節機械臂與機械手的垂直度，避免重複調節而導致機械手的二次損壞；

2、極大程度減少工程師看換手時間和機臺的停機時間，同時，節約了人力；

3、使用該校準模具簡單方便，相對設備工程師肉眼判斷，校準效率高，精度高。

附圖說明

圖1為本實用新型校準模具的結構示意圖。

圖2為本實用新型機械臂的結構示意圖。

圖3為本實用新型校準模具固定於機械臂並呈90度狀態的示意圖。

圖4為本實用新型校準模具於一實施例中的尺寸比例。

元件標號說明

1 校準模具

11 手持部

12 安裝部

121 通孔

13 校準部

2 機械臂

21 上手臂

22 下手臂

23 角度調節盤

231 安裝孔

24 調節螺絲

25 角度調節槽

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。

請參閱圖1至圖4。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。

請參閱圖1，本實用新型提供一種校準模具，用於校準機械手與機械臂2的垂直度，所述校準模具1至少包括：手持部11；安裝部12，所述安裝部12位於所述手持部11的一端，所述安裝部12為開口朝外的U形結構，適於安裝於所述機械臂2上；校準部13，所述校準部13位於所述手持部11靠近所述安裝部12的一側面，且所述校準部13靠近所述安裝部12的一側邊與所述安裝部12靠近所述校準部13的一側邊形成一直角。

作為示例，所述手持部11、所述安裝部12和所述校準部13為一體成型結構且表面均平滑，所述手持部11和所述安裝部12的厚度相同。

作為示例，所述手持部11和所述校準部13均為條狀結構。

請參閱圖2，所述機械臂2包括疊置的上手臂21、下手臂22以及位於所述上手臂21表面的角度調節盤23，所述上手臂21位於所述下手臂22的中間位置；所述角度調節盤23表面的兩側設有角度調節槽25，所述角度調節槽25內設有調節螺絲24，所述調節螺絲24連接所述上手臂21；所述角度調節盤23的表面還設置有用於安裝所述機械手(未示出)的安裝孔231；所述安裝部12設有通孔121，所述通孔121對應於所述安裝孔231的位置。

所述通孔121對應於所述安裝孔231的位置，以利於後續將所述校準模具1安裝於所述角度調節盤23上。

所述上手臂21位於所述下手臂22的中間位置，也即處於R offset(零點)位置，這裡需要說明的是，每一臺Robot都必須做好R offset，否則機械臂2在動作時會撞到機臺以及影響Teach Handoff(換手)位置。

一般情況下，設備工程師在調整所述機械臂2和所述機械手的過程中，首先，根據肉眼目測來判斷大概需要調節的角度；然後，裝上所述機械手，此時，機械手是完全覆蓋住所述角度調節槽25和所述調節螺絲24的；最後，檢測所述機械手與所述機械臂2是否垂直。

這裡遇到的問題是，當最後裝上機械手時發現，機械手與所述機械臂2並不垂直，此時，需要拆下所述機械手，再次重複上述的調整過程，有時候或許要重複很多次，由於機械手多為陶瓷材質製成，不同機臺Robot上的機械手費用一般都在幾千美金一個，反覆拆裝會導致機械手的二次損壞，而且影響其水平度，同時浪費了很多時間。

作為示例，所述通孔121和所述安裝孔231的個數均為4個。

作為示例，所述安裝部12通過螺絲固定於所述角度調節盤23的表面，且所述校準部13靠近所述上手臂21的一側邊與所述上手臂21靠近所述校準部13的一側邊重合。

本實用新型是利用校準模具1代替機械手的反覆拆裝，以此減少對機械手的二次磨損。請參閱圖3，為本實用新型校準模具固定於機械臂2並呈90度狀態的示意圖。在使用過程中，首先將所述安裝部12通過螺絲固定於所述角度調節盤23的表面，然後將所述校準部13靠近所述上手臂21的一側邊與所述上手臂21靠近所述校準部13的一側邊重合/貼合，由於所述校準部13靠近所述安裝部12的一側邊與所述安裝部12靠近所述校準部13的一側邊為一直角，即說明所述校準模具1與所述機械臂2垂直，再拆卸下所述校準模具1，安裝上所述機械手，此時所述機械手也是與所述機械臂2垂直的。

作為示例，所述調節螺絲24設有兩個，所述調節螺絲24位於所述安裝部12的U形開口內。這樣可以避免直接調整機械手時機械手對所述角度調節槽25和所述調節螺絲24的遮蓋，可以一邊調節調節螺絲24，一邊判斷垂直度，節約Down機時間。

作為示例，所述角度調節盤23正時針和逆時針旋轉角度範圍為0-45度。可以進行角度的微調。

作為示例，所述校準模具1還包括水平儀(未示出)，所述水平儀設置於所述校準模具1上，適於測量所述機械臂2的水平度。由於機械手的水平度在也是很重要的指標，可將水平儀放置於所述校準模具1上，前後推動上手臂21，可以觀察機械臂2水平度是否良好。

作為示例，請參閱圖4，顯示為本實用新型校準模具1設計的一種具體的尺寸比例。所述手持部11和所述安裝部12的總長度為200mm，寬度為40mm，厚度均為6.8mm；所述通孔121的間距為24.85mm，且所述通孔121的直徑為5.925mm；所述校準部13的長度為50mm，寬度為10.2mm，厚度為10mm。

綜上所述，本實用新型的校準模具可以一次性調節機械臂與機械手的垂直度，避免重複調節而導致機械手的二次損壞；減少工程師看換手時間和機臺停機時間，同時減少設備工程師的工作量；相對於設備工程師用肉眼判斷憑經驗調節垂直度而言，該校準模具使用簡單方便，校準效率高，精度高。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。