Манипулятор Советский патент 1980 года по МПК H01L21/00 

(54) МАНИПУЛЯТОР

I

Изобретение относится к области электронного машиностроения, в частности к системам и устройствам, предназначенным для совмещения микрообъектов при производстве полупроводниковых приборов, интегральных и гибридных схем.

Предлагаемое техническое решение может найти применение в тех областях промышленности, где требуется прецизионное совмеш,ение объектов .на нескольких рабочих позициях различного технологического на- to значенияг -- --- Известен манипулятор, содержащий планшачбу, на торцовой поверхности которой установлен плавающий рабочий стол с электромагнитом прихвата, связывающим рабочий стол с поворотной планшайбой. План- S шайба размещена в неподвижной опоре корпуса и связана гибкой связью с рукояткой поворота 1.

Недостатком этого микроманипулятора является то, что область его применения . ограничивается возможностью совмещения лишь одного объекта, установленного на рабочем столе, относительно второго. Кроме того, известный манипулятор имеет низкую

точность углового совмещения из-за того, что при перемещении совмещаемого объекта по координатам увеличивается расстояние от центра вращения планшайбы до центра совмещаемого объекта. Чем больше это расстояние, тем меньше точность углового совмещения и меньше допускаемый угол, на которьш можно повернуть совмещаемый объект.

Конструкция манипулятора содержит два самостоятельных устройства - рабочий стол и поворотное устройство, имеющих каж.дый свой самостоятельный привод от двух рукояток, что усложняет конструкцию и вызывает неудобство в управлении.

Известен также манипулятор, преимущественно для совмещения двух объектов относительно третьего, содержащий основание, узел перемещения объектов, включающий несущую каретку, взаимодействующую с опорной направляющей, ведомую каретку, связанную с промежуточными направляющими, два предметных столика, один из которых установлен на ведущей KiapeTKe, поворотный шарнир, редуцирующее устройство, закрепленное на опорной направляющей, устройства фиксации кареток и поворотного шарнира 2. Недостатком известного манипулятора является его сложность, приводящая к потере точности при совмещении. Кроме того, этот манипулятор не обеспечивает возможности быстрого перемещения с одной технологической позиции на другую, что снижает его производительность. Цель изобретения - повыщение точности и производительности манипулятора. Поставленная цель достигается тем, что в-манипуляторе, преимущественно для совмещения двух объектов относительно третьето, содержащем основание, узел перемещения объектов, включающий несущую каретку, cвkзaннyю с опорной направляющей, ведомую каретку, связанную с промежуточными направляющими, предметные столики, один из которых установлен на ведомой каретке, поворотный щарнир, редуцирующее устройство, закрепленное на опорной направляющей, устройства фиксации кареток и поворотного щарнира, второй предметный столик закреплен на опорной направляющей, выполненной с возможностью перемещения и фиксации на основании. На чертеже показана схема манипулятора для совмещения двух объектов относительно третьего по У , Y и поворота этих объектов по углу. Манипулятор содержит основание 1, узел перемец1,ения объектов, включающий опорную направляющую 2, выполненную в виде рамы, на которой установлен с возможностью перемещения предметный столик 3, несущий совмещаемый объект, например контактную рамку с лепестковыми выводами, а также устройство 4 фиксации опорной направляющей, закрепленное на торце опорной направляющей 2 со стороны сопряжения с основанием . Внутри опорной направляющей 2 размещена несущая каретка 5, имеющая промежуточные направляющие поперечного и продольного перемещений, на которых установлена ведомая каретка 6, несусцая другой предметный столик 7 с установленным на нем еще одним совмещаемым объектом, например кристаллом ИС с металлизированными контактными площадками. В центре ведомой каретки б установлен поворотный щарнир 8, внутри которого закреплено устройство 9 фиксации поворотного шарнира. Кроме того, ведомая каретка 6 содержит второе устройство 10 фиксации ведомой каретки. Устройство 9 фтл сацйй йьеоротного щарнира и устройство 10 фиксации ведомой каретки расположены Со сторбнь сопряжения ведомой каретки б с основ анием 1., .Опорная направляющая 2 и ведомая каретка б посре.аством тяг II и 12 кинематичес кисвязаны с редуцирующим устройством, которое содержит .щарнир 13, установленный на тяге 11, и шарнир 14, закрепленный на тяге 12. Через шарниры 13 и 14 редуцирующего устройства проходит рукоятка управления 15. На тяге 11 установлено устройство 16 фиксации редуцирующего устройства, подвижно контактирующее с тягой 12. Манипулятор при отключенных устройствах фиксации опорной направляющей 4, поворотного щарнира 9, ведомой каретки 10, редуцирующего устройства 16, устанавливается на цакой-либо технологической позиции, например позиции сварки, относительно сварочного инструмента 17. Манипулятор работает сл1едущим бразом. При включении устройства 4 фиксации опорной направтяющей закрепляют на неподвижном основании 1 опорную направляющую 2, тем самым фиксируют тягу 12 с шарниром 14. Рукояткой управления 15 редуцирующего устройства перемещают ведомую каретку б в промежуточных направляющих. При этом предметный столик 7 с кристаллом совмещают со сварочным инструментом 17. После совмещения кристалла с инструментом 17 включают устройство 9 фиксации поворотного щарнира и устройство 10 фиксации ведомой каретки и отключают устройство 4 фиксации опорной направляющей. В результате этого ведомая каретка б фиксируется с ягой 11 и шарниром 13, а опорная направляющая 2 с установленным наней предметным столиком 4 с контактной рамкой перемещается при помощи рукоятки 15 относительно совмещенного кристалла с инструментом 17. Точность перемещения предметного столика 7 с кристаллом достигается за счет разных передаточных отношений редуцирующего устройства, которые равны Соответственно q - с - . 1- О о S - величина перемещения рукоятгдеки управления; St и 8г- величины перемещений соответственно опорной направляющей и ведомой каретки; а, в - длины плеч рукоятки управПо окончании процесса совмещения контактной рамки с кристаллом относительно инструмента 17 включается устройство 4 фиксации опорной направляющей, которое закрепляет опорные направляющие 2 на неподвижном основании 1. Если необходимо производить при совмещении объектов коррекцию по углу, то включают устройство 16 фиксации редуцирующего устройства, закрепляющее тяги 11 и 12 между собой и устройство 9 фиксации поворотного шарнира, которое фиксирует поворотный шарнир 8 на основании 1. Затем, отключив устройство 4 фиксации опорной направляющей и