KR20000007406U - 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔은, 구동모터 및 상기 구동모터에 연결된 감속기를 구비하는 로봇 몸통; 상기 감속기의 출력단에 설치되어 그 회전축에 의해 소정 피치반경 회전되는 제1링크; 상기 제1링크에 결합되는 것으로 그 출력단이 로봇 핸드에 결합되어 소정 피치반경 회전되는 제2링크; 상기 제1링크 및 제2링크의 연결부위에 설치되는 것으로 상기 제2링크의 회전운동을 지지하는 제1베어링; 상기 제2링크 및 로봇 핸드의 연결부위에 설치되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동을 지지하는 제2베어링; 및 상기 로봇 몸통의 일측에 설치되는 것으로 상기 로봇 핸드의 자유운동을 보조하는 서브유니트;를 구비함으로써, 로봇핸드의 정확한 직선운동이 보장되고, 로봇 팔 그 자체의 강성이 증가되어 진동 및 외부충격에 유리한 점이 있다. 궁극적으로는 반도체 웨이퍼를 정확하고, 안전하게 반송을 수행할 수 있게 된다.

Description

반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔

본 고안은 반도체의 웨이퍼 반송용 로봇에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼의 이송효율을 높이며, 진동과 외부충격에 대한 강성이 증가되도록 그 구조가 개선된 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼는 실리콘 결정체를 반도체로 제조하기 위해 원기둥형의 실리콘봉을 얇게 절단하여 원판형으로 제작한 것으로서, 이러한 반도체 웨이퍼는 통상 그 제조 과정에 있어서 웨이퍼를 카세트에 적재하거나 한 공정에서 다음 공정으로 이송하기 위한 일련의 공정에서 예컨대, 로봇과 같은 자동화된 설비를 사용하고 있다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔을 나타낸 개략적 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'를 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 구동모터(10a)의 회전력에 의해 구동되도록 감속기(10b)에 연결되고, 그 원주면에 안착홈이 형성된 제1풀리(11a)와, 그 구동축에 결합되어 회전하며, 제1풀리(11a)의 홈에 안착된 제1벨트(13a)에 의해 그 회전력을 제1풀리(11a)와 소정거리를 유지하는 제2풀리(11b)에 전달하는 제1링크(11)가 마련된다.

그리고, 제2링크(12)는 제1링크(11)의 제2풀리(11b)와 일체화된 제3풀리(12a)의 중심축을 중심으로 회전운동만 허용되도록 제1베어링(14a)에 의해 지지된다. 여기서, 제3풀리(12a)의 홈에 안착된 제2벨트(13b)에 의해 그 회전력을, 제3풀리(12a)와 소정거리를 유지하는 제4풀리(12b)에 전달한다. 즉, 제3풀리(12a)는 그 원주면에 형성된 안착홈에 제2벨트(13b)를 안착하고, 제2벨트(13b)는 제3풀리(12a)와 소정거리를 유지하는 제4풀리(12b)와 연결되어 회전운동을 전달하게 된다. 그리고, 제4풀리(12b)는 로봇 핸드(19)와 일체화되어 제2링크(12)에 대해 회전운동만 허용하도록 제2베어링(14b)에 의해 지지된다.

여기서, 제1풀리(11a)와 제2풀리(11b) 및 제3풀리(12a)와 제4풀리(12b)는 그 피치 반경의 비가 2 대 1이다. 또한, 제1링크(11)의 회전축과 제2링크(12)의 회전축 사이의 거리는 제2링크(12)의 회전축과 로봇 핸드(19)의 회전축 사이와의 거리와 서로 일치한다.

이와 같은 종래의 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔은 구동모터(10a)가 회전하면서 감속기(10b)의 출력단이 제1링크(11)를 회전시키고, 이에 따른 제2링크(12)는 제1풀리(11a)와 제2풀리(11b)의 감속비에 의해 제1링크(11) 회전각도의 2배 만큼 회전하게 된다. 상기와 같은 방식으로 로봇 핸드(19)도 일련의 감속비에 의해 초기의 방향을 유지하게 된다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔은 각 풀리의 회전력을 전달하는 벨트의 강성이 다른 동력전달장치에 비해 상대적으로 작기 때문에 로봇 팔의 운동이 진동될 수 있는 가능성이 크고, 외부의 충격 등에 의해 벨트의 미끄럼 현상이나, 파손의 가능성이 크다. 결론적으로는 반도체 웨이퍼의 안전하고 정확한 반송을 저해하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 로봇 팔의 정확한 직선운동이 보장되고, 진동이나 외부충격에 안전하도록 로봇 팔의 강성이 증가되어 궁극적으로는 반도체 웨이퍼의 정확하고, 안전하게 반송할 수 있는 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔을 제공하는 점에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔을 나타낸 개략적인 도면이고,

도 2는 도 1의 A-A' 단면도이고,

도 3은 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔을 나타낸 개략적인 도면이고,

도 4는 도 3의 B-B' 단면도이고,

그리고, 도 5는 도 3의 개략적인 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,20... 로봇 몸통 11,21... 제1링크

12,22... 제2링크 10a,20a... 구동모터

10b,20b... 감속기 11a,21a... 제1풀리

11b,21b... 제2풀리 12a,22a... 제3풀리

12b,22b... 제4풀리 13a,23a... 제1벨트

13b... 제2벨트 14a,24a... 제1베어링

14b,24b... 제2베어링 19,29... 로봇 핸드

30a... 지지링크 31... 제1수동축

31a... 제1서브링크 32... 제2수동축

32a... 제2서브링크 33... 제3수동축

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔은, 구동모터 및 상기 구동모터에 연결된 감속기를 구비하는 로봇 몸통; 상기 감속기의 출력단에 설치되어 그 회전축에 의해 소정 피치반경 회전되는 제1링크; 상기 제1링크에 결합되는 것으로 그 출력단이 로봇 핸드에 결합되어 소정 피치반경 회전되는 제2링크; 상기 제1링크 및 제2링크의 연결부위에 설치되는 것으로 상기 제2링크의 회전운동을 지지하는 제1베어링; 상기 제2링크 및 로봇 핸드의 연결부위에 설치되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동을 지지하는 제2베어링; 및 상기 로봇 몸통의 일측에 설치되는 것으로 상기 로봇 핸드의 자유운동을 보조하는 서브유니트;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따르면, 상기 제1링크는, 그 몸체의 원주면에 안착홈이 형성된 제1풀리와, 상기 제1풀리의 홈에 안착된 벨트에 의해 회전력을 전달하도록 상기 제1풀리와 소정거리를 유지하는 제2풀리가 구비되며, 상기 제2링크는, 상기 제2풀리의 회전축에 결합되어 설치되는 것이 바람직하다.

본 고안에 따르면, 상기 서브유니트는, 상기 로봇 몸통의 일측에 설치되어 상기 제1링크를 지지하는 지지링크; 상기 지지링크에 연결되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제1수동축; 상기 제1수동축에 연결되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제2수동축; 상기 로봇 핸드 및 상기 제2수동축에 연결되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제3수동축; 상기 제1 및 제2수동축과 연결된 제1보조링크; 및 상기 제2 및 제3수동축과 연결된 제2보조링크를 구비하여 상기 로봇 핸드의 직선운동을 유지하도록 보조하는 것이 바람직하다.

따라서, 로봇 팔의 정확한 직선운동이 보장되고, 로봇팔의 강성이 증가되어 진동이나 외부충격에 안전하여 궁극적으로는 반도체 웨이퍼를 정확하고, 안전하게 반송할 수 있게 하는 점에 그 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔을 나타낸 개략적인 도면이고, 도 4는 도 3의 B-B' 단면도이고, 도 5는 도 3의 개략적인 정면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 구동모터(20a) 및 상기 구동모터(20a)의 입력단에 결합된 감속기(20b)를 구비하는 로봇 몸통(20)이 설치되어 있다. 상기 감속기(20b)의 출력단에 설치되어 그 회전축에 의해 소정 피치반경 회전되는 제1링크(21) 즉, 제1풀리(21a)의 중심축이 상기 제1링크(21)의 회전축과 일치되게 상기 로봇 몸통(20)에 고정된다. 상기 제1풀리(21a)는 그 몸체의 원주면에 안착홈이 형성되어 상기 제1풀리(21a)의 홈에 안착된 벨트(23a)에 의해 회전력을 전달하도록 상기 제1풀리(21a)와 소정거리를 유지하는 제2풀리(21b)가 설치된다.

그리고, 이러한 상기 제1링크(21)에 결합되는 것으로 그 출력단이 로봇 핸드(29)에 결합되어 소정 피치반경 회전되는 제2링크(22) 즉, 상기 제2풀리(21b)의 회전축에 결합되어 로봇 핸드(29)의 소정 운동이 가능하도록 설치된다. 여기서, 상기 제1링크(21) 및 제2링크(22)의 연결부위에는 상기 제2링크(22)의 회전운동을 지지하는 제1베어링(24a)이 설치되고, 상기 제2링크(22) 및 로봇 핸드(29)의 연결부위에는 상기 로봇 핸드(29)의 회전운동을 지지하는 제2베어링(24b)이 설치된다.

또한, 상기 로봇 몸통(20)의 일측에는 상기 로봇 핸드(29)의 자유운동을 보조하고, 로봇 팔의 간성을 증가시키도록 서브유니트가 설치된다. 상술한 바와 같은 상기의 서브유니트를 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.

상기의 서브유니트는 상기 제1링크(21)를 지지하도록 상기 로봇 몸통(20)의 일측에 지지링크(30a)가 설치된다. 이러한 상기 지지링크(30a)에 연결되는 것으로 로봇 핸드(29)의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제1수동축(31)이 설치된다. 상기 제1수동축(31)에 연결되는 것으로 상기 로봇 핸드(29)의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제2수동축(32)이 설치된다. 상기 로봇 핸드(29) 및 상기 제2수동축(32)에 연결되는 것으로 상기 로봇 핸드(29)의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제3수동축(33)이 설치된다.

또한, 상기 제1 및 제2수동축(31,32)은 제1보조링크(31a)에 의해 각각 연결되며, 상기 제2 및 제3수동축(32,33)은 제2보조링크(32a)에 의해 상기 로봇 핸드(29)의 직선운동을 유지 및 보조하도록 설치된다.

보다 상세히 설명하면, 제1풀리(21a)와 제2풀리(21b)는 그 피치 반경의 비가 2 대 1이다. 또한, 제1링크(21)의 회전축과 제2링크(22)의 회전축 사이의 거리는 제2링크(22)의 회전축과 로봇 핸드(29)의 회전축 사이와의 거리와 서로 일치한다.

상술한 바와 같은 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔은 구동모터(20a)가 회전하면서 감속기(20b)의 출력단이 제1링크(21)를 회전시키고, 이에 따른 제2링크(22)는 제1풀리(21a)와 제2풀리(21b)의 감속비에 의해 제1링크(21) 회전각도의 2배 만큼 회전하게 된다. 이로써, 로봇 핸드(29)의 회전축은 로봇 몸통(20)에서 반경 방향으로 직선운동을 하게 된다.

그리고, 서브유니트 즉, 제1 및 제2수동축(31,32)과, 제2 및 제3수동축(32,33)에 연결된 제1 및 제2보조링크(21a,32a)는 그 직선운동을 허용하면서 로봇 팔의 강건한 방향을 유지하도록 지지하는 종속된 운동을 수행하여 종래와는 달리 로봇 팔의 강성을 증가시켜 그 운동에 대한 진동을 방지하고, 외부의 충격 등에 의한 벨트이 미끄럼 현상이나, 그 자체의 파손을 방지할 수 있게 된다. 또한, 로봇 핸드(29)는 제2링크(22)의 상대 회전운동이 허용되어 있으므로 초기의 방향을 그대로 유지하게 된다. 즉, 제1 및 제2링크(21,22)는 직선운동을 수행하며, 서브유니트인 제1 및 제2보조링크(31a,32a)는 로봇 핸드(29)의 강건한 방향유지를 수행한다. 여기서, 상기 제1링크(21) 내부에 벨트(23a)가 감겨져 있지만, 종래와는 달리 상기 제1링크(21)의 측면에서의 진동 및 외부의 충격은 제1보조링크(31a)가 막아 주게 되어 벨트(23a)에 대한 미끄럼 현상의 위험성을 방지할 수 있게 된다.

이로써, 서브유니트 각각의 수동축 즉, 비구동축으로 구성된 보조링크를 채용함으로써, 로봇핸드의 정확한 직선운동이 보장되고, 로봇 팔 그 자체의 강성이 증가되어 진동 및 외부충격에 유리한 점이 있다. 궁극적으로는 반도체 웨이퍼의 정확하고, 안전한 반송을 수행할 수 있게 된다.

이상에서의 설명에서와 같이, 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔은 로봇 팔의 정확한 직선운동이 보장되고, 로봇팔의 강성이 증가되어 진동이나 외부충격에 안전하도록 함으로써, 궁극적으로는 반도체 웨이퍼를 정확하고, 안전하게 반송할 수 있는 점에 그 장점이 있다.

Claims (4)

1. 구동모터 및 상기 구동모터에 연결된 감속기를 구비하는 로봇 몸통;

   상기 감속기의 출력단에 설치되어 그 회전축에 의해 소정 피치반경 회전되는 제1링크;

   상기 제1링크에 결합되는 것으로 그 출력단이 로봇 핸드에 결합되어 소정 피치반경 회전되는 제2링크;

   상기 제1링크 및 제2링크의 연결부위에 설치되는 것으로 상기 제2링크의 회전운동을 지지하는 제1베어링;

   상기 제2링크 및 로봇 핸드의 연결부위에 설치되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동을 지지하는 제2베어링; 및

   상기 로봇 몸통의 일측에 설치되는 것으로 상기 로봇 핸드의 자유운동을 보조하는 서브유니트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1링크는,

   그 몸체의 원주면에 안착홈이 형성된 제1풀리와, 상기 제1풀리의 홈에 안착된 벨트에 의해 회전력을 전달하도록 상기 제1풀리와 소정거리를 유지하는 제2풀리가 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2링크는,

   상기 제2풀리의 회전축에 결합되어 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔.
4. 제1항에 있어서,

   상기 서브유니트는,

   상기 로봇 몸통의 일측에 설치되어 상기 제1링크를 지지하는 지지링크;

   상기 지지링크에 연결되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제1수동축;

   상기 제1수동축에 연결되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제2수동축;

   상기 로봇 핸드 및 상기 제2수동축에 연결되는 것으로 상기 로봇 핸드의 회전운동이 가능하도록 자유운동축을 가진 제3수동축;

   상기 제1 및 제2수동축과 연결된 제1보조링크; 및

   상기 제2 및 제3수동축과 연결된 제2보조링크를 구비하여 상기 로봇 핸드의 직선운동을 유지하도록 보조하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 반송용 로봇 팔.