陶瓷机械手臂的用途是什么？

陶瓷搬运臂，又称末端执行器、陶瓷机械手等，它构成机械臂的顶部，用于在位置之间处理和移动半导体晶片。

我们生活在科技日益发达的年代，半导体行业在三百六十行中占据的位置越来越广阔，产业链也已经十分完善了。今天来自钧杰陶瓷的小编要讲的就是半导体行业中要用到的陶瓷搬运臂，众所周知，晶圆硅晶片是十分微小的物件，并且转移过程中必须十分小心。为了快捷安全的搬运，人们设计出了陶瓷搬运臂，在半导体工艺的整个生产过程中起到 *** 纵和搬运硅晶片的作用。它不只是可以在真空通道中承载零件，还可以处理大尺寸的晶片。

陶瓷搬运臂，又称末端执行器、陶瓷机械手等，它构成机械臂的顶部，用于在位置之间处理和移动半导体晶片。它相当于机器人的手，因此重要的是，它的热稳定性和尺寸需要非常稳定，不会污染微粒以及化学污染物室。

经过多年经验的积累，科研人员找到了制造半导体陶瓷臂较为合适的材料，那便是精细陶瓷材料。用精细陶瓷材料制作的半导体陶瓷臂相比于其他的材料有非常大的优势，因为精细陶瓷材料耐高温、耐磨性能比其他材料高上许多倍，其硬度更加是其他材料所不能比的，用精细陶瓷材料可以增强功能、减少对晶片/玻璃面板的损坏并阻止污染扩散。

在精细陶瓷材料制作的陶瓷搬运臂中，氧化铝材料制作的陶瓷搬运臂性价比是其他精细陶瓷材料所不能比的。高纯度的氧化铝陶瓷，气密性高，耐磨性强，防静电，我们钧杰陶瓷加工的氧化铝陶瓷搬运臂平面度甚至可以达到0.01。

半导体晶圆搬运臂常用于2200 ℃的高温环境，从20 ℃ -1000 ℃到2800 ℃冰点的热膨胀系数可达13* 10∧6，这点是许多材料达不到的要求 。但是精细陶瓷材料可以，由氧化铝材料制作的陶瓷搬运臂具有优良的耐高温能力。

并且，半导体晶圆搬运臂还需要高硬度和高耐磨性，精细陶瓷制作的搬运臂的硬度不仅仅是只次于金刚石，而且其耐磨性也远远超过钢和铬钢的耐磨性。陶瓷搬运臂比其他材料具有更好的耐磨性和硬度，氧化铝陶瓷的耐磨性和硬度完全可以满足陶瓷搬运臂的要求，而且比起其他精细陶瓷材料的价格，它更加实惠。

为庆祝公司成立一百周年，日本工业机器人制造大厂安川电机(YASKAWA Electric Corp.)，将北九州市八幡西区的总公司占地打造成“机器人村”，并设置可供参访教学与设施体验的“安川电机未来馆”，以及让民众自由漫步的绿化地带“安川之森”，在2015年6月2日同步开幕。机器人村占地约7.7公顷。

安川电机机器人村

安川电机机器人村介绍

可抽空点击下方视频了解

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01

造物魅力之所：未来馆

未来馆位于机器人村的中心，主要展示安川主力产品机器人产品和尖端技术，传递造物的魅力以及安川电机的“现在和未来”。未来馆分为3层楼，一楼展示安川最尖端技术的产品，二楼是打造人类与机器人并存的主题体验区。三楼是为了推动产学合作而打造的联合实验空间，还可以作接待访客的会议室。

未来馆

在未来馆的一楼主要展示安川在尖端技术与未来的远景。其中展示的七轴垂直多关节机器人，模拟人的上半身工作，比主流的六轴机器人多了一个“肘关节”，手臂变得更加柔软、灵活，可以轻易从下向上穿过狭窄的区域。

由八台机器人MOTOMAN共同为大家表演了“广告牌舞蹈”，它们可以根据放映内容灵活拼组大屏幕显示墙。

安川MOTOMAN

在一楼还展出了专门用于医疗护理方面的机器人，主要用于血液或心脏方面的检查，它有两个类似于的人类的“手臂”，已经在日本一所医学院中在临床中应用；

医护机器人

安川为帮助残疾人提供辅助行走的装置，通过左手上手表装置控制机器人控制腿上的膝关节部分，协助下肢残疾的人可以重新站起来。

辅助行走机器人

在一楼大厅的视频展示区，当宇宙太空飞船发生故障时，一台七轴机器人和一台六轴机器人在太空中从不同角度扫描飞船，定位故障点，再利用激光熔接技术修复飞船。

七轴垂直多关节机器人

太空熔接机器人

在未来馆的二楼是充满乐趣的人机交互体验馆，是思考人与机器人如何共存的浸没式主题空间。其中由256个伺服电机组成的立方体机械电子之壁，结合立体投影效果，打造梦幻般空间，充分展示了安川电机在运动控制技术方面的成就。

以“高速”、“高精度”、“感动”为主题，由超小型机器人组装迷你 汽车 的生产线为我们展示了机器人组装玩具小车的全过程。

配有机器视觉的双臂协作机器人，“她”可以拿起魔方，并模仿人类仔细观看、轻摇脑袋进行思考，可以在两分钟内完成魔方的复原！

立方体机械电子之壁

迷你 汽车 组装生产线

双臂协作机器人

三楼实验室和接待室是用于培 养生 产、学习和创造的共同交流实验室，同时也是客户接待室，目的是为了面向 社会 积极提供最新的技术和信息。

02

参观安川机器人工厂和工厂

考察团继续参观了安川电机机器人工厂，工厂主要生产广泛应用于生产制造现场的产业机器人MOTOMAN（机器侠），以及在医疗、生物、电子行业的机器人。

第一工厂始建于1990年，是首个机器人制造机器人的工厂，主要生产 汽车 产业的小型机器人，承载量在25公斤以下，月生产能力为1100台。主要是由六轴机器人主导、工人协作的方式组装机器人。在生产机器人的流程中显示，从机器人零部件入库开始，先检查无误后再放入仓库保存，通过每天的生产计划排程、再到本体组装、自动检测、涂装，最后出库。

在工厂中的作业是采用单元工作方式，所有的工序全部是由安川的机器人完成，工厂采用了协作机器人与工人共同协作进行机器人部件的装配，机器和人同时工作，相互配合，实现真正的人机协作；工厂中还采用了多台机器人与助力机械手一起配合，准确进行治具的运动控制，技术很先进。

我们看到在安川的机器人周围是没有围栏的，原来安川机器人的安装了多种传感器，当离人很近或收到压力时就会自动停止，所以安川的协作机器人非常安全。

时下热门的IOT技术在工厂中也有应用。利用IOT技术，安川工厂目前已经不需要人工收集生产线上的数据了，例如拧螺丝角度的数据、工具数据、大型设备的数据都是通过网络被自动实时采集和传输。

第一工厂

第二工厂主要生产无尘环境中使用的机器人，例如：生物制药机器人、搬运液晶面板机器人以及搬运半导体晶圆的机器人。这里的车间全部是无尘作业环境，无尘等级是1000级，在组装车间的无尘等级高达10000级。

在现场我们还看到了安川搬运液晶屏的小型机器人，讲解员告诉我们，这个还不算是大的，大型的机器人臂长最大可达6米。由于液晶屏和晶圆都非常薄，人工是无法 *** 作的，所以现在基本都是由机器人完成搬运工作。

第二工厂

03

安川以服务 社会 为己任

不断进行核心技术创新

在此次参观考察中，我们不仅看到安川电机的现在和未来的产品，展示了安川在机器人技术方面的卓越成就，同时还被其企业的经营理念和创新精神所感动。

在安川电机宣传片中提到，安川电机从1915年生产第一台电机开始，在以独特的技术服务 社会 和公共事业做贡献的创业精神指导下，一直生产电机长达百年之久。

同时，安川电机还提出了对2025的愿景，持续不断地在运动控制、机器人和变频技术三大领域进行核心技术升级，继续为 社会 公共事业，包括机电一体化、清洁能源以及Humatronics中提供重要价值。安川电机这种以服务 社会 为己任，不断追求技术创新的企业精神值得我们好好学习。

为解决上述问题，本例设计了一种封闭防尘的半导体晶圆运输盒，本例的一种封闭防尘的半导体晶圆运输盒，包括盒体，所述盒体内设有半圆储存腔，所述半圆储存腔上侧连通设有开口向上的直线储存腔，所述直线储存腔圆周壁且左右均匀分布的连通设有半圆滑槽，所述直线储存腔前后壁且左右均匀分布的连通设有连通所述半圆滑槽的直线滑槽，所述半圆储存腔圆周壁和所述直线储存腔前后壁上且在每两个所述半圆滑槽之间均固定设有分隔挡板，所述半圆滑槽内左右对称且能左右滑动的设有半圆夹板，所述半圆夹板上端面前后两侧分别固定设有能在所述直线滑槽内左右滑动的垂直夹紧板，每两个左右对称的所述半圆夹板相互远离一端面与所述半圆滑槽左右两侧壁之间均匀分布的固定连接有半圆缓冲d簧，每两个左右对称的所述垂直夹紧板相互远离一端面与所述直线滑槽左右两侧壁之间均匀分布的固定连接有垂直缓冲d簧，所述盒体内且在每一个所述半圆滑槽下侧设有升降板腔，所述升降板腔内能上下滑动的设有升降板，所述升降板下端面与所述升降板腔下壁之间且前后对称分别固定连接有升降复位d簧，所述升降板腔上壁与所述半圆滑槽下壁之间且左右对称分别连通设有缓冲锁定梢腔，所述半圆夹板内正对所述缓冲锁定梢腔上方设有开口向下的缓冲锁定槽，所述升降板上端面左右两侧分别设有能在所述缓冲锁定梢腔内上下滑动的缓冲锁定梢，所述缓冲锁定梢上端能够在所述缓冲锁定槽内滑进滑出，所述直线储存腔前后壁分别连通设有开口向外的盖板滑动腔，所述盖板滑动腔内左右均匀分布且能前后滑动的设有防尘盖板，前后两侧所述防尘盖板相对一端面内分别固定设有盖板连接磁铁，所述盖板滑动腔上壁靠近所述直线储存腔一侧连通设有开口向上的把手腔，所述防尘盖板上端面且在所述把手腔内固定设有把手，所述直线储存腔和所述半圆储存腔左侧共同连通设有开口向左的散热通道，所述散热通道内壁上固定设有风扇罩，所述风扇罩内左右贯通的设有风扇腔，所述散热通道内壁且在所述风扇罩右侧固定设有防尘滤板。

可优选的，每一个所述升降板腔下侧连通设有连通腔，所述连通腔前后壁之间转动设有拨杆转轴，所述拨杆转轴外圆面固定设有拨杆，所述升降板内设有开口向下的铰接滑块腔，所述铰接滑块腔内能左右滑动的设有铰接滑块，所述铰接滑块左端面与所述铰接滑块腔左壁之间固定连接有铰接复位d簧，所述铰接滑块内前后贯穿的转动设有铰接转轴，所述铰接转轴与所述拨杆之间转动连接。

可优选的，所有所述连通腔下侧共同连通设有平移腔，所述平移腔内左右均匀分布且能左右滑动的设有平移滑块，所述拨杆下端延伸至所述平移腔内，所述平移腔左右壁之间转动设有与所述平移滑块螺纹连接的平移螺杆，所述平移腔左壁内固定设有动力驱动机构，所述平移螺杆左端动力连接于所述动力驱动机构右端面。

可优选的，所述防尘盖板下端面远离所述直线储存腔一侧固定设有d簧连接板，所述盒体内前后两端面内且正对每一个所述d簧连接板设有开口向外的d簧槽，所述d簧连接板靠近所述直线储存腔一端面与所述d簧槽靠近所述直线储存腔一侧壁之间固定连接有盖板d簧，每一个所述升降板腔上壁与所述盖板滑动腔下壁之间且前后对称分别连通设有盖板锁定杆腔，每一个所述防尘盖板内正对所述盖板锁定杆腔设有开口向下的盖板锁定槽，所述升降板上端面前后对称分别固定设有能在所述盖板锁定杆腔内上下滑动的盖板锁定杆，所述盖板锁定杆上端能够在所述盖板锁定槽内滑进滑出。

可优选的，所述散热通道下壁上且在所述风扇罩和所述防尘滤板之间固定设有带轮罩，所述带轮罩内设有开口向下的连通带轮腔，所述连通带轮腔左右壁之间转动设有风扇轴，所述风扇轴左端延伸至所述风扇腔内且外圆面圆周阵列的固定设有风扇叶。

可优选的，所述盒体内且连通所述连通带轮腔设有带轮腔，所述带轮腔下侧左右壁之间转动设有动力轴，所述动力轴外圆面与所述风扇轴外圆面分别固定设有传动带轮，上下两侧所述传动带轮之间绕设有传动皮带，所述盒体内且在所述带轮腔和所述平移腔之间固定设有动力驱动机构，所述平移螺杆左端动力连接于所述动力驱动机构右端面，所述动力轴右端动力连接于所述动力驱动机构左端面。

本发明的有益效果是：本发明能够对放入其中的半导体晶圆夹紧固定，并且设置有自动关闭的盖板，能够及时地将储存晶圆的腔封闭，减少灰尘的进入，通过缓冲结构减少运输过程中的不稳定的震动对晶圆的影响，保护晶圆的安全，同时在设置了散热结构，减少高温对储存晶圆的影响。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中a-a的结构示意图。

图3是图1中b的放大结构示意图。

图4是图2中c的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-4对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

本发明所述的一种封闭防尘的半导体晶圆运输盒，包括盒体11，所述盒体11内设有半圆储存腔12，所述半圆储存腔12上侧连通设有开口向上的直线储存腔13，所述直线储存腔13圆周壁且左右均匀分布的连通设有半圆滑槽15，所述直线储存腔13前后壁且左右均匀分布的连通设有连通所述半圆滑槽15的直线滑槽14，所述半圆储存腔12圆周壁和所述直线储存腔13前后壁上且在每两个所述半圆滑槽15之间均固定设有分隔挡板65，所述半圆滑槽15内左右对称且能左右滑动的设有半圆夹板16，所述半圆夹板16上端面前后两侧分别固定设有能在所述直线滑槽14内左右滑动的垂直夹紧板60，每两个左右对称的所述半圆夹板16相互远离一端面与所述半圆滑槽15左右两侧壁之间均匀分布的固定连接有半圆缓冲d簧17，每两个左右对称的所述垂直夹紧板60相互远离一端面与所述直线滑槽14左右两侧壁之间均匀分布的固定连接有垂直缓冲d簧61，所述盒体11内且在每一个所述半圆滑槽15下侧设有升降板腔35，所述升降板腔35内能上下滑动的设有升降板37，所述升降板37下端面与所述升降板腔35下壁之间且前后对称分别固定连接有升降复位d簧36，所述升降板腔35上壁与所述半圆滑槽15下壁之间且左右对称分别连通设有缓冲锁定梢腔48，所述半圆夹板16内正对所述缓冲锁定梢腔48上方设有开口向下的缓冲锁定槽50，所述升降板37上端面左右两侧分别设有能在所述缓冲锁定梢腔48内上下滑动的缓冲锁定梢49，所述缓冲锁定梢49上端能够在所述缓冲锁定槽50内滑进滑出，所述直线储存腔13前后壁分别连通设有开口向外的盖板滑动腔56，所述盖板滑动腔56内左右均匀分布且能前后滑动的设有防尘盖板21，前后两侧所述防尘盖板21相对一端面内分别固定设有盖板连接磁铁58，所述盖板滑动腔56上壁靠近所述直线储存腔13一侧连通设有开口向上的把手腔55，所述防尘盖板21上端面且在所述把手腔55内固定设有把手54，所述直线储存腔13和所述半圆储存腔12左侧共同连通设有开口向左的散热通道22，所述散热通道22内壁上固定设有风扇罩24，所述风扇罩24内左右贯通的设有风扇腔25，所述散热通道22内壁且在所述风扇罩24右侧固定设有防尘滤板23。

有益地，每一个所述升降板腔35下侧连通设有连通腔41，所述连通腔41前后壁之间转动设有拨杆转轴43，所述拨杆转轴43外圆面固定设有拨杆42，所述升降板37内设有开口向下的铰接滑块腔44，所述铰接滑块腔44内能左右滑动的设有铰接滑块46，所述铰接滑块46左端面与所述铰接滑块腔44左壁之间固定连接有铰接复位d簧45，所述铰接滑块46内前后贯穿的转动设有铰接转轴47，所述铰接转轴47与所述拨杆42之间转动连接。

有益地，所有所述连通腔41下侧共同连通设有平移腔33，所述平移腔33内左右均匀分布且能左右滑动的设有平移滑块40，所述拨杆42下端延伸至所述平移腔33内，所述平移腔33左右壁之间转动设有与所述平移滑块40螺纹连接的平移螺杆34，所述平移腔33左壁内固定设有动力驱动机构32，所述平移螺杆34左端动力连接于所述动力驱动机构32右端面。

有益地，所述防尘盖板21下端面远离所述直线储存腔13一侧固定设有d簧连接板53，所述盒体11内前后两端面内且正对每一个所述d簧连接板53设有开口向外的d簧槽51，所述d簧连接板53靠近所述直线储存腔13一端面与所述d簧槽51靠近所述直线储存腔13一侧壁之间固定连接有盖板d簧52，每一个所述升降板腔35上壁与所述盖板滑动腔56下壁之间且前后对称分别连通设有盖板锁定杆腔38，每一个所述防尘盖板21内正对所述盖板锁定杆腔38设有开口向下的盖板锁定槽57，所述升降板37上端面前后对称分别固定设有能在所述盖板锁定杆腔38内上下滑动的盖板锁定杆39，所述盖板锁定杆39上端能够在所述盖板锁定槽57内滑进滑出。

有益地，所述散热通道22下壁上且在所述风扇罩24和所述防尘滤板23之间固定设有带轮罩63，所述带轮罩63内设有开口向下的连通带轮腔27，所述连通带轮腔27左右壁之间转动设有风扇轴28，所述风扇轴28左端延伸至所述风扇腔25内且外圆面圆周阵列的固定设有风扇叶26。

有益地，所述盒体11内且连通所述连通带轮腔27设有带轮腔64，所述带轮腔64下侧左右壁之间转动设有动力轴31，所述动力轴31外圆面与所述风扇轴28外圆面分别固定设有传动带轮29，上下两侧所述传动带轮29之间绕设有传动皮带30，所述盒体11内且在所述带轮腔64和所述平移腔33之间固定设有动力驱动机构32，所述平移螺杆34左端动力连接于所述动力驱动机构32右端面，所述动力轴31右端动力连接于所述动力驱动机构32左端面。

以下结合图1至图4对本文中的使用步骤进行详细说明：

初始状态，平移滑块40位于左极限位置，升降板37位于上极限位置，缓冲锁定梢49上端卡入至缓冲锁定槽50内，铰接滑块46位于右极限位置，每两个左右对称的半圆夹板16之间相互远离至最远，半圆缓冲d簧17处于压缩状态，每两个左右对称的垂直夹紧板60之间相互远离至最远，垂直缓冲d簧61处于压缩状态，前后两侧防尘盖板21相互远离至最远，盖板d簧52处于拉伸状态，盖板锁定杆39上端卡入至盖板锁定槽57内。

工作时，通过机械手从左至右将半导体晶圆放入至每两个左右对称的垂直夹紧板60之间，然后再向下移动将半导体晶圆下半部分放入至每两个左右对称的半圆夹板16之间，机械手离开后启动动力驱动机构32，通过动力连接带动平移螺杆34转动并通过螺纹连接带动平移滑块40向右移动，平移滑块40右端面与拨杆42左端面相抵，然后带动拨杆42逆时针向上绕着拨杆转轴43转动并带动拨杆转轴43转动，进而通过铰接转轴47的转动连接带动铰接滑块46向左移动并压缩铰接滑块腔44，同时铰接滑块46带动升降板37向下移动并带动缓冲锁定梢49向下移动，进而缓冲锁定梢49上端离开缓冲锁定槽50，从而左右两侧的半圆夹板16由于半圆缓冲d簧17的d力作用相互靠近，同时由于垂直缓冲d簧61的d力作用带动左右两侧的垂直夹紧板60相互靠近，从而将半导体晶圆夹紧，在运输搬运过程中，通过半圆缓冲d簧17和垂直缓冲d簧61的d力缓冲碰撞等冲击，保护晶圆的安全，同时在升降板37向下移动的过程中带动前后两侧盖板锁定杆39向下移动，使盖板锁定杆39上端离开盖板锁定槽57，进而由于盖板d簧52的d力作用，带动d簧连接板53朝靠近直线储存腔13方向移动并带动防尘盖板21朝靠近直线储存腔13方向移动，进而带动盖板连接磁铁58朝靠近直线储存腔13方向移动并带动把手54朝靠近直线储存腔13方向移动，前后两侧防尘盖板21相对一端面相互接触后，前后两侧盖板连接磁铁58由于磁力相互吸住，从而将直线储存腔13的伤口封闭，防止灰尘等进入到腔内，污染晶圆，然后动力驱动机构32通过动力连接带动动力轴31转动，进而带动下侧传动带轮29转动并通过传动皮带30带动上侧传动带轮29转动，进而带动风扇轴28转动并带动风扇叶26转动，从而降低半圆储存腔12和直线储存腔13内的温度，避免过高的温度对储存在内的晶圆造成影响，当需要取出晶圆时，动力驱动机构32通过动力连接带动平移螺杆34转动并通过螺纹连接带动平移滑块40向左移动，从而平移滑块40右端面不再与拨杆转轴43相抵，此时通过向前后两侧分别拉动前后两侧的把手54，进而带动前后两侧的防尘盖板21相互远离至最远距离，进而带动前后两侧的d簧连接板53相互远离并拉伸盖板d簧52，此时将晶圆取出，将左右两侧的垂直夹紧板60推向左右两侧，进而带动左右两侧的半圆夹板16相互远离，进而压缩半圆缓冲d簧17和垂直缓冲d簧61，然后升降板37由于升降复位d簧36的d力作用向上移动并带动缓冲锁定梢49向上移动，缓冲锁定梢49上端卡入至垂直夹紧板60内，完成复位，同时升降板37向上移动带动前后两侧盖板锁定杆39向上移动，进而盖板锁定杆39上端卡入至盖板锁定槽57内，进而将防尘盖板21锁定，完成复位。

本发明的有益效果是：本发明能够对放入其中的半导体晶圆夹紧固定，并且设置有自动关闭的盖板，能够及时地将储存晶圆的腔封闭，减少灰尘的进入，通过缓冲结构减少运输过程中的不稳定的震动对晶圆的影响，保护晶圆的安全，同时在设置了散热结构，减少高温对储存晶圆的影响。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

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