[发明专利]适应基片交接位置误差的机械手传递装置

说明书

技术领域

本发明属于机械人技术领域，具体涉及一种用于在真空镀膜设备各真空 室之间传递基片，并能适应基片交接位置误差的机械手传递装置。

背景技术

如图1所示，现有的真空镀膜工艺过程中，一般是先把基片装夹在独立 于真空设备之外的被称作基片托的夹具上，放入手套箱f内的基片台e上， 设备抽真空后，由预处理真空室g内的机械传递装置将基片托连同基片一起 在真空状态下传递到真空镀膜室h内，并安装定位到具有旋转和升降功能的 基片工作头架a上。所述机械传递装置一般由机械手b、机械臂c、机械躯 干d和相关驱动控制部件构成，机械手b连接固定在机械臂c上并由该机械 臂c带动完成直线伸缩运动；而机械臂c则连接固定在机械躯干d上，并与 机械手b一同由该机械躯干d带动完成旋转运动。镀膜完成后的基片又需要 通过这种机械传递装置从基片工作头架a上取出，送回到手套箱f内的基片 台e上。有的镀膜工艺甚至需要将基片在几个真空镀膜室h之间进行传递并 安装。

在向基片工作头架a上安装基片时，工艺要求基片与基片工作头架a之 间必须有精确的位置对应关系，特别是装夹带有掩膜板的基片，其定位精度 要求更高(＜0.02μm)；由于基片是被装夹在基片托上的，而基片托相对基 片工作头架的交接取放又是同机械手b配合完成的，因此为了提高基片在基 片工作头架a上的定位精度，必须首先提高机械手b与基片托间的匹配精度， 减小两者的定位误差。

已有技术里，由机械手b和与之配套的基片托组成的一类机械手传递装 置中，机械手b抓取基片托的方式是用机械手b的手指夹持基片托的托盘侧 面，这种夹持定位形式较不可靠，而且误差很大。而另一类机械手传递装置， 其在机械手b的手指部上设置3～4定位圆柱销，这些定位圆柱销从基片托 下方对应的销孔内插入，然后托起基片托进行传递和交接的，其定位形式较 前一类机械手传递装置显得可靠，然而仍然存在如下缺点：为了使定位圆柱 销能够顺利插入和拔出基片托上的销孔，它们之间就要留有活动的间隙，这 必然增大定位误差，降低定位精度。并且在镀膜过程中基片托有时需被加热 到400～700℃。基片托的受热膨胀使销孔中心距增大，而机械手b是在预 处理真空室g内没有被加热，定位圆柱销之间的中心距保持原尺寸没有变化。 用机械手去取已被加热了的基片托时，定位圆柱销已不能顺利插入销孔中， 为解决这一问题，就要加大定位孔的尺寸，使定位误差进一步加大。

另一方面，现有的如上述机械手传递装置在交接基片的过程中，其机械 手b和基片托之间无法自动适应位置误差，为此通常还需采用较为复杂的控 制方式：使用光、电、磁等各类位置传感器及相应的控制器，用PLC或计算 机编程来控制基片台工作头架旋转精度、机械臂c直线伸缩运动的位置精度 或者机械躯干d带动机械臂c和机械手b的旋转变位转角精度。这使得整套 机械传递设备趋于复杂且提高造价，而且设备复杂化必然降低可靠性，也增 加了使用中的维护工作量，在众多的监控元件中一旦某一环节故障或动作失 误，将造成事故或使镀膜基片报废。

发明内容

本发明目的是：提供一种可靠性高、无需许多监控元件便能够在真空镀 膜设备的真空室之间顺利实现基片的传递、交接和零误差精确定位的适应基 片交接位置误差的机械手传递装置。

本发明的技术方案是：一种适应基片交接位置误差的机械手传递装置， 包括机械手和与之配套的基片托，其特征在于：

所述机械手的腕部由底板，及固定在底板上的机械臂连接架和变远心顺 应机构构成，该变远心顺应机构呈左右对称结构，包括左、右支撑架、移动 梁、转角梁、两平行布置的连杆、两倾斜布置的连杆、两前压簧、两后压簧 和两拉簧；