本实用新型涉及一种激光切割承载台结构，确切地说是一种新型低接触晶圆对中翻转机构。
背景技术：
目前在进行硅晶圆加工制备作业中，经常需要对硅晶圆进行对中定位和翻转作业，以满足加工作业的需要，为了满足这一加工的需要当前所使用的翻转及对中定位作业设备虽然可以满足使用的需要，但一方面设备结构复杂，使用灵活性差，往往仅能满足特定结构硅晶圆翻转、对中定位的需要，对硅晶圆的转运能力相对不足，且与硅晶圆接触面也相对较大，从而导致夹持定位是易导致硅晶圆结构受损并导致后续加工时硅晶圆表面受遮挡部位较多，严重影响后续加工作业；另一方面传统的定位对中设备运行时的作业自由度相对较差，且运行调整作业时缺乏有效的监控措施，从而导致传统的对中定位设备运行精度相对较差。
因此，针对这一现状，迫切需要开发一种硅晶圆翻转设备，以满足实际使用的需要。
技术实现要素：
针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种新型低接触晶圆对中翻转机构，该新型结构简单，操作使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足对硅晶圆进行高效转运、翻转及对中定位作业，从而极大的提高了硅晶圆装在定位作业的工作效率和精度；另一方面本新型结构灵活，调节自由度大且运行精度高，可有效满足多种不同结构硅晶圆定位作业，且定位是本新型与硅晶圆接触面小，可有效降低定位作业对硅晶圆表面造成划伤和污染，同时也独居定位设备对硅晶圆遮挡而影响后续加工作业情况发生，从而极大的提高了本新型运行的通用性、灵活性和可靠性。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
一种新型低接触晶圆对中翻转机构，包括承载机架、承载托盘、定位承载架、转台机构、传动轴、导向臂、升降驱动机构、激光灯、光敏传感器及驱动电路，承载机架为轴线与水平面垂直分布的柱状框架结构，承载机架内设一个与承载机架同轴分布的作业腔及一个轴线与作业腔轴线平行分布的驱动腔，且驱动腔嵌于作业腔侧壁内，承载托盘为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，嵌于作业腔内并与作业腔同轴分布，承载托盘底部设2—6个光敏传感器，各光敏传感器均布在以承载托盘轴线为圆心，以承载托盘底部直径50%—90%为直径的虚拟圆周范围内，且各光敏传感器轴线与承载托盘下端面垂直分布，转台机构嵌于驱动腔内并与驱动腔同轴分布，且转台机构下端面通过升降驱动机构与驱动腔底部连接，上端面与传动轴连接并同轴分布，传动轴上端面与导向臂后端面连接，导向臂与传动轴垂直分布，其前端面通过转台机构与定位承载架铰接，定位承载架轴线与承载托盘底部呈0°—90°夹角，定位承载架为外径为承载托盘下端面直径90%—98%的环形框架结构，激光灯数量与光敏传感器数量一致，环绕定位承载架轴线均布在定位承载架上端面及下端面，其光轴与定位承载架下端面垂直分布，且当定位承载架与承载托盘同轴分布时，激光灯与光敏传感器间同轴分布，驱动电路嵌于承载机架外表面，并分别与定位承载架、转台机构、导向臂、升降驱动机构、激光灯、光敏传感器电气连接。
进一步的，所述的承载托盘侧壁通过至少两个升降驱动机构与作业腔侧壁滑动连接，且承载托盘与驱动腔对应位置处，作业腔、驱动腔侧壁及承载托盘侧壁均设宽度为导向臂外径1.1—2.5倍的导向槽，且所述作业腔、驱动腔及承载托盘间通过导向槽相互连通。
进一步的，所述的定位承载架包括固定盘、调节盘、驱动导轨、定位夹具，所述固定盘、调节盘均为圆弧型框架结构，其中固定盘外侧面通过转台机构与导向臂前端面铰接，所述固定盘、调节盘分布在同一平面内，并通过两条驱动导轨相互连接，所述驱动导轨分别与固定盘、调节盘下端面连接，并对称分布在固定盘、调节盘轴线两侧，所述固定盘、调节盘间间距为0—20毫米，且当固定盘、调节盘间间距为0时，固定盘、调节盘构成闭合的正环形框架结构，所述固定盘、调节盘的内侧面均设1—2个定位夹具，所述定位夹具环绕承载架轴线均布，所述驱动导轨分别与驱动电路电气连接。
进一步的，所述的导向臂为至少两级电动伸缩杆，所述升降驱动机构为丝杠机构、齿轮齿条机构、电动伸缩杆、涡轮蜗杆机构、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种；所述转台机构为二维转台及三维转台中的任意一种。
进一步的，所述的转台机构上设至少一个角度传感器；所述定位承载架下端面设至少一个三轴陀螺仪；所述升降驱动机构上均设至少一个伸缩量传感器，所述角度传感器、三轴陀螺仪及伸缩量传感器均与驱动电路电气连接。
进一步的，所述的激光灯光斑为圆形及“十”字形中的任意一种，且光斑最大直径不大于光敏传感器上端面直径的90%。
进一步的，所述的驱动电路为基于工业单片机及可编程控制器中任意一种为基础的电路系统，且所述驱动电路另设至少一个串口通讯端口，所述串口通讯端口嵌于承载机架侧表面。
本新型结构简单，操作使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足对硅晶圆进行高效转运、翻转及对中定位作业，从而极大的提高了硅晶圆装在定位作业的工作效率和精度；另一方面本新型结构灵活，调节自由度大且运行精度高，可有效满足多种不同结构硅晶圆定位作业，且定位是本新型与硅晶圆接触面小，可有效降低定位作业对硅晶圆表面造成划伤和污染，同时也独居定位设备对硅晶圆遮挡而影响后续加工作业情况发生，从而极大的提高了本新型运行的通用性、灵活性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。
图1为本新型结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
如图1所示一种新型低接触晶圆对中翻转机构，包括承载机架1、承载托盘2、定位承载架3、转台机构4、传动轴5、导向臂6、升降驱动机构7、激光灯8、光敏传感器9及驱动电路10，承载机架1为轴线与水平面垂直分布的柱状框架结构，承载机架1内设一个与承载机架1同轴分布的作业腔101及一个轴线与作业腔101轴线平行分布的驱动腔102，且驱动腔102嵌于作业腔101侧壁内，承载托盘2为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，嵌于作业腔101内并与作业腔101同轴分布，承载托盘2底部设2—6个光敏传感器9，各光敏传感器9均布在以承载托盘2轴线为圆心，以承载托盘2底部直径50%—90%为直径的虚拟圆周范围内，且各光敏传感器9轴线与承载托盘2下端面垂直分布，转台机构2嵌于驱动腔102内并与驱动腔102同轴分布，且转台机构4下端面通过升降驱动机构7与驱动腔102底部连接，上端面与传动轴5连接并同轴分布，传动轴5上端面与导向臂6后端面连接，导向臂6与传动轴5垂直分布，其前端面通过转台机构4与定位承载架3铰接，定位承载架3轴线与承载托盘2底部呈0°—90°夹角，定位承载架3为外径为承载托盘2下端面直径90%—98%的环形框架结构，激光灯8数量与光敏传感器9数量一致，环绕定位承载架3轴线均布在定位承载架3上端面及下端面，其光轴与定位承载架3下端面垂直分布，且当定位承载架3与承载托盘2同轴分布时，激光灯8与光敏传感器9间同轴分布，驱动电路10嵌于承载机架1外表面，并分别与定位承载架3、转台机构4、导向臂6、升降驱动机构7、激光灯8、光敏传感器9电气连接。
本实施例中，所述的承载托盘2侧壁通过至少两个升降驱动机构7与作业腔101侧壁滑动连接，且承载托盘2与驱动腔102对应位置处，作业腔101、驱动腔102侧壁及承载托盘2侧壁均设宽度为导向臂6外径1.1—2.5倍的导向槽103，且所述作业腔101、驱动腔102及承载托盘2间通过导向槽103相互连通。
重点说明的，所述的定位承载架3包括固定盘31、调节盘32、驱动导轨33、定位夹具34，所述固定盘31、调节盘32均为圆弧型框架结构，其中固定盘31外侧面通过转台机构4与导向臂6前端面铰接，所述固定盘31、调节盘32分布在同一平面内，并通过两条驱动导轨33相互连接，所述驱动导轨33分别与固定盘31、调节盘32下端面连接，并对称分布在固定盘31、调节盘32轴线两侧，所述固定盘31、调节盘32间间距为0—20毫米，且当固定盘31、调节盘32间间距为0时，固定盘31、调节盘32构成闭合的正环形框架结构，所述固定盘31、调节盘32的内侧面均设1—2个定位夹具34，所述定位夹具34环绕承载架3轴线均布，所述驱动导轨33分别与驱动电路10电气连接。
进一步优化的，所述的导向臂6为至少两级电动伸缩杆，所述升降驱动机构7为丝杠机构、齿轮齿条机构、电动伸缩杆、涡轮蜗杆机构、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种；所述转台机构4为二维转台及三维转台中的任意一种。
同时，所述的转台机构4上设至少一个角度传感器11；所述定位承载架3下端面设至少一个三轴陀螺仪12；所述升降驱动机构5上均设至少一个伸缩量传感器13，所述角度传感器11、三轴陀螺仪12及伸缩量传感器13均与驱动电路10电气连接。
此外，所述的激光灯8光斑为圆形及“十”字形中的任意一种，且光斑最大直径不大于光敏传感器上端面直径的90%。
本实施例中，所述的驱动电路10为基于工业单片机及可编程控制器中任意一种为基础的电路系统，且所述驱动电路10另设至少一个串口通讯端口14，所述串口通讯端口14嵌于承载机架1侧表面。
本新型在具体中，首先对构成本新型的承载机架、承载托盘、定位承载架、转台机构、传动轴、导向臂、升降驱动机构、激光灯、光敏传感器及驱动电路进行组装，然后将组装后的本新型通过承载机架安装到指定的工作位置，如激光切割机上、转运机构等设备上，然后将本新型的驱动电路与外部电源系统及控制电路电气连接，即可完成本新型装配。
在完成本新型装配后，首先根据待对中定位的硅晶圆的厚度，通过升降驱动机构同时调整承载托盘、转台机构及转台机构所连接的各设备与承载机架上端面的高度，完成设定调整后，在首先由升降驱动机构驱动转台机构所连接的各设备上升，并使定位承载架和导向臂高出承载机架上端面，然后由转台机构通过传动轴驱动导向臂和导向臂连接的定位承载架旋转，并定位置待加工硅晶圆位置处，然后驱动定位承载架的驱动导轨，增加定位承载架固定盘、调节盘间的间距，并通过定位夹具对硅晶圆进行夹持定位，并在完成定位的同时，通过驱动导轨同步使固定盘、调节盘闭合，从而完成对硅晶圆夹持，然后在通过转台机构驱动导向臂和导向臂连接的定位承载架旋转，并在旋转过程中，同时驱动各光敏传感器和激光灯工作，并在定位承载架下端面激光灯分别与承载托盘的各光敏传感器间同轴分布后，在通过升降驱动机构驱动转台机构下行，使定位承载架落入到承载托盘内，从而完成对中调节，并进行后续加工；
在完成当前作业面加工后，再次通过升降驱动机构驱动转台机构所连接的各设备上升，并使定位承载架和导向臂高出承载机架上端面，然后由转台机构通过传动轴驱动导向臂和导向臂连接的定位承载架旋转，并定位承载架位于承载机架外侧位置，然后驱动导向臂前端面的转台机构运行，实现对定位承载架及定位机架所连接的硅晶圆进行翻转作业，并在完成翻转后，再次通过转台机构驱动导向臂和导向臂连接的定位承载架旋转，并在旋转过程中，同时驱动各光敏传感器和激光灯工作，并在定位承载架下端面激光灯分别与承载托盘的各光敏传感器间同轴分布后，在通过升降驱动机构驱动转台机构下行，使定位承载架落入到承载托盘内，从而完成对中调节，进行后续加工即可。
本新型在运行调节过程中，可在通过光敏传感器和激光灯进行对中定位作业的同时，另可通过各伸缩量传感器、角度传感器、三轴陀螺仪等传感器，对跟新型的各升降驱动机构、转台机构的运动量进行精确监控，提高本新型的运行精度；
同时通过升降驱动机构对承载托盘、定位承载架、转台机构、传动轴、导向臂在承载机架内定位位置的调整，从而灵活满足不同结构要求的硅晶圆定位加工的需要。
本新型结构简单，操作使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足对硅晶圆进行高效转运、翻转及对中定位作业，从而极大的提高了硅晶圆装在定位作业的工作效率和精度；另一方面本新型结构灵活，调节自由度大且运行精度高，可有效满足多种不同结构硅晶圆定位作业，且定位是本新型与硅晶圆接触面小，可有效降低定位作业对硅晶圆表面造成划伤和污染，同时也独居定位设备对硅晶圆遮挡而影响后续加工作业情况发生，从而极大的提高了本新型运行的通用性、灵活性和可靠性。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种新型低接触晶圆对中翻转机构，其特征在于：所述的新型低接触晶圆对中翻转机构包括承载机架、承载托盘、定位承载架、转台机构、传动轴、导向臂、升降驱动机构、激光灯、光敏传感器及驱动电路，所述承载机架为轴线与水平面垂直分布的柱状框架结构，承载机架内设一个与承载机架同轴分布的作业腔及一个轴线与作业腔轴线平行分布的驱动腔，且所述驱动腔嵌于作业腔侧壁内，所述承载托盘为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，嵌于作业腔内并与作业腔同轴分布，所述承载托盘底部设2—6个光敏传感器，各光敏传感器均布在以承载托盘轴线为圆心，以承载托盘底部直径50%—90%为直径的虚拟圆周范围内，且各光敏传感器轴线与承载托盘下端面垂直分布，所述转台机构嵌于驱动腔内并与驱动腔同轴分布，且转台机构下端面通过升降驱动机构与驱动腔底部连接，上端面与传动轴连接并同轴分布，所述传动轴上端面与导向臂后端面连接，所述导向臂与传动轴垂直分布，其前端面通过转台机构与定位承载架铰接，所述定位承载架轴线与承载托盘底部呈0°—90°夹角，所述定位承载架为外径为承载托盘下端面直径90%—98%的环形框架结构，所述激光灯数量与光敏传感器数量一致，环绕定位承载架轴线均布在定位承载架上端面及下端面，其光轴与定位承载架下端面垂直分布，且当定位承载架与承载托盘同轴分布时，激光灯与光敏传感器间同轴分布，所述驱动电路嵌于承载机架外表面，并分别与定位承载架、转台机构、导向臂、升降驱动机构、激光灯、光敏传感器电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型低接触晶圆对中翻转机构，其特征在于：所述的承载托盘侧壁通过至少两个升降驱动机构与作业腔侧壁滑动连接，且承载托盘与驱动腔对应位置处，作业腔、驱动腔侧壁及承载托盘侧壁均设宽度为导向臂外径1.1—2.5倍的导向槽，且所述作业腔、驱动腔及承载托盘间通过导向槽相互连通。
3.根据权利要求1所述的一种新型低接触晶圆对中翻转机构，其特征在于：所述的定位承载架包括固定盘、调节盘、驱动导轨、定位夹具，所述固定盘、调节盘均为圆弧型框架结构，其中固定盘外侧面通过转台机构与导向臂前端面铰接，所述固定盘、调节盘分布在同一平面内，并通过两条驱动导轨相互连接，所述驱动导轨分别与固定盘、调节盘下端面连接，并对称分布在固定盘、调节盘轴线两侧，所述固定盘、调节盘间间距为0—20毫米，且当固定盘、调节盘间间距为0时，固定盘、调节盘构成闭合的正环形框架结构，所述固定盘、调节盘的内侧面均设1—2个定位夹具，所述定位夹具环绕承载架轴线均布，所述驱动导轨分别与驱动电路电气连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型低接触晶圆对中翻转机构，其特征在于：所述的导向臂为至少两级电动伸缩杆，所述升降驱动机构为丝杠机构、齿轮齿条机构、电动伸缩杆、涡轮蜗杆机构、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种；所述转台机构为二维转台及三维转台中的任意一种。
5.根据权利要求1或4所述的一种新型低接触晶圆对中翻转机构，其特征在于：所述的转台机构上设至少一个角度传感器；所述定位承载架下端面设至少一个三轴陀螺仪；所述升降驱动机构上均设至少一个伸缩量传感器，所述角度传感器、三轴陀螺仪及伸缩量传感器均与驱动电路电气连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型低接触晶圆对中翻转机构，其特征在于：所述的激光灯光斑为圆形及“十”字形中的任意一种，且光斑最大直径不大于光敏传感器上端面直径的90%。
7.根据权利要求1所述的一种新型低接触晶圆对中翻转机构，其特征在于：所述的驱动电路为基于工业单片机及可编程控制器中任意一种为基础的电路系统，且所述驱动电路另设至少一个串口通讯端口，所述串口通讯端口嵌于承载机架侧表面。
技术总结