Вакуумный перегрузчик

 

Изобретение относится к -электронной и др. отраслям техники., Р частности к устройствам высоковакуумной аппаратуры. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и поаьпиение производительности . II качества обработки деталей-подложек . Через эагрузочно-шлюзовой патрубок 5 детали типа подложек на подложкодержателях поступают в патрубок 10. Из него манипулятором 31 -передаются на резервную поз1щию или в технологическую вакуумную камеру, а из накопителя 36 манипулятором 33 подложкодержатели поступают ка позицию перегрузки. Перемещения подложкодержателей в зависимости от техпроцесса ногут осуществляться в различных направлениях манипуляторами 31 и 33 с использованием резервной позиции внутри корпуса 1, что обеспечивает совмещение технологических операций внутри корпуса. Один из вспомогательных проходных патрубков корпуса -1. связан со средствами вакуумирования и подачи газовой среды, в которой производится технологическая операция . Патрубок посредством герметичного затвора связан с портативным накопителем 36, в который подложки поступаютиз камеры, или наоборот в зависимости от техпроцесса, 16 ия. (Л оо to т,Л. QO 00 Фиг f

союз соектсних социАлистичгсних

Республин (б!! ф Р !6 К 5 t/02

©Ф

ro,удАРстеенный номитьт ссср ио дклАм изошел .тоний и оти- !.!тий (2!) ч038925/25-08 (22) 06.0!.86 (46) О?.07.87, Бюл. К 25 (72) Н.И.Белобоков и A.Г.Денисов (53) 62!. 646(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М !275!76, кл. Р !6 К 51/02, )985. (54) ВАКУУИИИЙ ПЕРЕГРУЭЧИК (57) Изобретение относится к электронной и др. отраслям техники„ в частности к устройствам высоковакуумной аппаратуры. Цель изобретения расширение технологических возмохностей и повышение производительности .р качества обработки деталей-подложек. Через загрузочно-шлюзовой патрубок 5 детали тила подложек на подложколержателях поступают в патрубок !

О. Из него манипулятором 31. переда„., И,„, 1321980 А 1 ются на резервную позицию или в технологическую вакуумную камеру, а из накопителя 36 манипулятором 33 подложкодерхатели поступают на позицию перегрузки. Перемещения подлоакодерхателей в зависимости от техпроцесса могут осуществляться в различных направлениях манипуляторами 3t и 33 с использованием резервной позиции внутри корпуса !, что обеспечивает совмещение технологических операций внутри корпуса, Один из вспомогательных проходных патрубков корпуса 1 связан со средствами вакуумирования н подачи газовой среды, в которой производится технологическая операция. Патрубок посредством герметичного затвора связан с портативным накопителем 36, в который подлозки поступают из камеры, или наоборот в зависимости от техпроцесса. tá ил, 132198

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к yстройствам высоковакуумной аппаратуры, и предназначено пля загрузки, выгрузки деталей иэ атмосферы в вакуум и 5 обратно, создания задела деталей типа подложкодержателей для транспортирования в вакууме и извлечения эаДела иэ вакуума для последующей обработки беэ разгерметизации вакуумных

10 объемов в быстродействующих автоматически управляемых вакуумных установках специального технологического назначения s крупносерийном и массовом производстве изделий электронной и других отраслей промьюпленности.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей, повышение производительности и качества обработки деталей-подложек за счет сонме20 щения операций их перегрузки иэ атмосферы в технологическую камеру, в накопитель и обратно.

На фиг. 1 иэображен перегруэчик, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1, механизмы в исходном положении; на фиг, 4 — разрез В-В на фиг. 2 загрузка подложкодержателя из атмосферы в загрузочный клапан; на фиг. 5 — то же, загрузка подложкодержателя в технологическую камеру; на фнг. 6 — то .же, перегрузка подложкодержателя иэ захвата одного манипулятора в захват другого; на фиг. 7 - то же, загрузка подложкодержателя на резервную позицию; на фиг, 8 — то же, перенос подложкодержателя на позицию перегрузки; на фиг. 9 - то же, захват подложкодержателя манипулятором в гнезде клапана загрузочно-шлюзового затвора; на фиг. 10 — разрез Г-Г на фиг. Э, перегрузка подложкодержателя в захват манипулятора с продольным расположением, на фиг. 11 — то же, загрузка подложкодержателя в кассету накопителя; на фнг. 12 - то же, отсоединение и перенос накопителя; на фиг; 13 — схема взаимодечствия двух захватов манипуляторов во время перегрузки; на фиг. 14 — схеМа герметиэации и вакуумирования патрубка присоединения накопителя и загрузочной горловины накопителя; на фиг.15 -, схема герметизации и в акуумирования загрузочно-шлюзового патрубка; на .фиг. 16 — схема расположения патрубков и затворов в корпусе.

0 2

Перегруэчнк содержит к >робчать1й корпус 1 прямоугольного сечения, образэ о ван ный дв ум я боко ными 2 (фнг. 10), передней 3 и задней 4 стенками (Фиг. 4) .

На передней стенке 3 выполнены дна параллельных пятрубка: нижний входной эа груэочно-шлюзовой 5 с герметизируемьми фланцами, наружным 6 и внутренн им 7, и двумя радиальными патрубками 8 и 9 соответственно вакуум ир он ан ия и п род ун хи инертными гл эами, и основной верхний патрубок 10 с присоединительным фланцем 11 (фиг.4).

На задней стенке 4 (фиг. 4) выполнен присоединительный перегрузочный патрубок 1 2, соосный с верхним патрубком 10 передней стенки 3. Он имеет внутренний герметиэирующий фла" нец,13 и наружный — присоединительный 14.

В двух боковых стенках 2 корпуса

1, в плоскости, проходящей через ось основных перегрузочньм патрубков 10 и 12.ïåðïeíäèêóëÿðío лийии, соединяющей оси нижнего 5 и верхнего 10 патрубков (фиг. 4) передней стенки

Э, выполнены соосные между собой вспомогательные проходные. патрубки

15 и 16 (фиг. 10). Патрубок 15 имеет наружный присоединительный фланец 17, а патрубок 16 имеет два герметиэируемых фланца — наружный 18 и внутренний 19, и два радиальных патрубка 20 и 2 1 соответственно вакуумирования и продувки инертными газами (фиг.14).

На нижнем торце корпуса 1 (фиг.! и 4) выполнен прямоугольный фланец

22, расположенный перпендикулярно линии, соединяющей оси нижнего 5 и верхнего 1О патрубков передней стенки 3, и герметично закрытый крышкой

23 корпуса 1, на которой смонтированы электроприводы и приводы механизмов перемещения и запирания трех затворов: перегруэочно-шлюзового затвора 24 с эапиранием в крайнем заднем положении, герметизирующем загрузочно-шлюзовой патрубок 5, затвора 25 с запиранием в крайнем переднем положении, герметиэирующем присоедини- .

1 тельный перегрузочный патрубок 12, затвора 26 с эапиранием в крайнем переднем положении и герметизацией вспомогательного проходного патрубка

16 боковой стенки 2 (фиг. 14).

На верхнем торце корпуса 1 выполнен патрубок 27, герметично соединен3 1 3219 ннй со средством ? Я няк;уме(р?R:ill(Iÿ корпуса 1 (фиг. 1 и 10) .

К внешним флянцам патрубков кор-IlVC3 ПРЕГСОЕДИЕЕЕНЫ ГЕРМЕТИЧНО: НЯ наружном фланце б патрубкя 5 присоединен на шарнирным петлях шлюзовой кхея пан 29 с быc Tродейстнуюшегм рычажным запором 30 (фиг. 1, 4 и 6), ня фл анце 1 1 па трубка 1 0 закреплен FIE pF — дающий манипулятор 31 с поперечным fg захватом 32; на фланце 17 патрубкя

15 закреплен передающий манипулятор

33 с продольным захватом 34 (фенг. 1О);ееа фланце 18 патрубка

16 (фиг. 14) смонтирован байонетно-- f5

I ропиконый мехянееэм 35, посредством которого е(этиму фланцу IipHco: III(liен портатинный накопитель 36 с загрузочной горловиной 37, герметично закры-. той крышкой 38, кассетой 39 с расла- 20 ложенньгми н ней подложкодержателями

40, и механизмом 41 перемещения кассеты (фнг. 1, 3 н 10) .

Перегрузчик присоединен к вакуумной камере 42 технологической устанон-25 ки фланцем 14 патрубка 12 (фиг. 1-4).

Радиальные патрубки 8 и 20 присоединены посредством пневмоклапанов к средствам вакуумирования, а патрубки

9 и 21 — к источнику инертного газа, 30 например, азота (фиг. 14 и 15).

Перегрузочно-шлюзовой затвор 24 имеет клапан 43 (фиг. 15), н котором, вьнеолнено гнездо 44 с держагелем 45 подложкодержателей 40, а затвор 26 им ее т клапан 46 (фиг. 1 4), н котором выполнено гнездо 47 с держателем 48 крьпдки 38 горловины 37 накопителя 36 и с пружинным амортизатором 49, прижимающим крышку 38 к герметизируемо- 40 му фланцу 50 загрузочной горловины 37.

Каретка 51 затвора 25 на стороне, обращенной в направлении манипулятора 31, имеет держатель 52 подложко- 45 держателей 40 (фиг. 3, 4, 10 и 12).

Внутренний объем корпуса 1, . н котором расположен затвор 26 (фиг. 1) с клапаном 46 переноса герметизирую- 50 щей крышки 38 накопителя 36 (фиг. 1О), отделен расположенной параллельно фланцам 17-19 вспомогательных патрубков 15 и 1б и имеющей соосное им перегрузочное отверстие 53 продольной стенкой 54, которая соединяют между собой переднюю 3 и заднюю 4 стенки корпуса 1 (фиг. 16), 80 4

На поцложкодержятелегх 40 з якреплены подложки 55 (фиг. 13 и 15), поверх <ость которых подвергается техно логе(ческой обработке н вакуумной камере 42, снабженной механизмом 56 транспортнрованегя подложкодсржателей (фиг. 2 и 4), источниками вакуума и инертного газа и приборами для обработки подложек 55. Электрог|ринодье затворов 24-26 манипуляторов 31 и

33, накопителя 36 и шлюзового клапана 29 посредством блока управления имеют электрическую связь с электрон.

Ilo-вычислительной машиной (ЭВМ) 57 (фиг. 1), которая управляет работой этих электроприводон по заданной программе.

Сигналы обратной связи î выполненнИ механизмами команд выдают в

ЭВМ 5? коммутаторы, которыми снабжен каждый электропривод (не показаны).

Переrpyэчик работает следующим образом.

Операции перегрузки подложкодержателей 40 механизмы перегрузчика выполняют в направлениях от входного загрузочно-шлюзового патрубка 5 до нерхнего присоединительного патрубка

10 перегруэочно-шлюзовым затвором 24, иэ верхнего присоединительного патрубка 10 на позиции перегрузки — захватами, н резервную (с держателем 52) и в технологическую вакуумную 42 камеры — манипулятором 31, из накопителя на позицию перегруэки — манипулятором 33 с процольным захватом 34.

Загружают подложкодержатель 40 иэ атмосферы н гнездо 44 клапана 43 перегруэочно-шлюзового затвора 24 следующим образом.

Робот автоматически, илн оператор вручную открывают быстродействующий рычажный запор 30 и вместе с ним шлюзовой клапан 29. При этом патрубок 5 открыт со стороны фланца 6, но герметично закрыт затвором 24 посредством клапана 43 со стороны фланца 7.

Действием робота или вручную устанавливают подложкодержатель 40 на держатель 45 в загрузочном гнезде 44.

Затем посредством запора 30 прижимают клапан 29 к фланцу 6 и тем саиьем герметично закрывают патрубок 5, который в этом случае изолирован от атмосферы и от внутреннего обьема корпуса 1. Из образовавшегося малого объема между клапанами 29 и 43 в патрубке 5 через радиальный патрубок 8

1321980 6 откачивают воздух до заданной величи.ны давления газов, Так заканчивается операция загрузки и предварительного обезгажинания-подложки 55 с подложкодержателем 40 HA позиции загрузки.

Операция транспортирования нодложкодержателя 40 на первую позицию перегрузки осуществляется при герметично закрытом шлюзовом клапане 29 и патрубке 12 эатнором 25, который изолирует вакуумную камеру 42 от внутреннего объема корпуса 1 (фиг. 4 и 8).

Затем затвор 24 под действием сво-

его привода открывает патрубок 5 со стороны фланца 7 и перемещается в положеиие, при котором гнеэдо 44 и держатель 45 клапана 43 занимают позицию, соосную с патрубком 10, на присоединительном фланце 11 которого установлен и находится н крайнем заднем положении манипулятор 31 с поперечным захватом 32. Такое положение манипулятора 31 и затвора 24 является исходным на первой позиции перегрузки (фиг. 8).

Захват под действием приводов ма. нипулятора 31 вводится в гнездо 44 клапана 43, зажимает подложкодержатель 40 (фиг. 9) и ноэвращается.н исходное положение с подложкодержателем 40 (фиг. 3), а.эатвор 24 отво дится на позицию загрузки.

В таком состоянии захват .32 в зависимости от технологических требований может быть перенеден на одну из трех позиций перегрузки: в положение, соосное с продольным захватом

34 манипулятора 33 (вторую позицию перегрузки из одного захвата в другой, фиг. 6, 13 и 10), в положение, при котором подложкодержатель 40 установлен на держатель 52 затвора 25 (фиг. 7), т.е. в третью, резервную, позицию перегрузки, или в положение, при котором подложкодержатель 40 установлен на держатель механизма 56 транспортирования подложкодержателя 40 в вакуумной камере 42 техно" логической установки, т.е. в четвертую технологическую позицию.

Транспортирование подложкодержателя 40 на четвертую технологическую позицию и обратно манипулятором 31 осуществляется после разгерметизации . фланца 13 и отвода затвора 25 в край.нее заднее положение (фиг. 5).

Перегрузка поцложкодержателя 40

- в накопитель 36 осутцествляется манипулятором 33 с продольным захватом

34. При этом один иэ манипуляторов

31 или 33 выводит захват 32 или 34 подложкодержателем 40 на вторую позицию перегрузки иэ одного захвата в другой — н положение, при ко вором они охватывают одновременно и удерживают вместе один и тот же под ложкодержатель.

После этого один из эахнатон разt

10 жимает подложкодержатель 40 и отходит в исходное положение, а другой продолжает удерживать его и транспортирует прямолинейно возвратно-посI тупательно н осевом направлении своего манипулятора. Положение эахватон на второй позиции перегрузки, иэ одного захвата н другой, показано на фиг. 10 и l3, положение манипулятора с продольным захватом в момент за-. грузки или выгрузки подложкодержателн 40 в гнездо кассеты 39 накопителя

36 — на фиг. 11, на позиции исходного положения — на фиг. 12.

Захват 34 манипулятора 33 выбирает гнездо кассеты 39 накопителя 36 следующим образом. Во время нахождения захвата 34 в исходном положении или на позиции перегрузки иэ одного захвата в другой механизм 41 переме

30 щает кассету 39, выводит заданное гнездо н положение, соосное с манилу" лятором 33 и с горловиной 37.

Таким образом осуществляется перегрузка подложкодержателей 40 из атмосферы в вакуумную камеру 42, на резервную позицию и в накопитель 36; из накопителя 36 в вакуумную камеру

42 и на резервную позицию; из вакуумной камеры 42 н атмосферу, на резервную позицию или н накопитель 36, из накопителя н атмосферу и обратно.

Маршрут и последовательность перегрузки подложек 55 определен технологическим процессом, выполняется по программе 3ВМ и может быть изменен переключением программы, что обеспечинает работу в режиме гибкого автоматизированного производства.

Портативный накопитель 36 присое диняют в перегрузчику и отсоединяют от него беэ разгерметизации внутренних объемов накопителя 36 и корпуса перегруэчика. Зту операцию выполняет робот автоматически или оператор вруч ную следующим образом (фиг. 12 и 3).

В транспортном положении загрузочная горловина 37 накопителя 36 герметично закрыта крьппкой 38, на которую с внешней стороны давит атмосферное давление Р.,Внутри накопителя вакуум.

Шестерня ввода вращения отсоединена от привода механизма 41 перемеще-. ния кассеты 39.

Ввод вращения застопорен от вращения автостопором (не показан) и произвольное перемещение кассеты 39 .вдоль вакуумного контейнера исключено.l0

Внутренний объем корпуса перегрузчика со стороны патрубка 16 герметично закрыт затвором 26 силовым давлением герметиэирующей поверхности клапана 46 на фланец 19. f5

При соединении: накопителя 36 с патрубком 16 корпуса 1 (фиг. 14) вводят горловину 37 накопителя 36 в патрубок ll6 корпуса 1 до упора.

При этом крышка 38 входит в гнез- 20 до 47 клапана 46 затвора 26 и взаимодействует с держателем 48, который защелками удерживает крышку 38 ст произвольного выпадания.

Герметиэирующий фланец горловины

37 входит во взаимодействие с байонетно-роликовым механизмом 35, вращением которого осуществляется соединение и герметизация наружного фланца горловины 37 с фланцем 18 патрубка 16 корпуса 1 и принудительное сжатие амортизатора 49 клапана 46, что исключает разгерметизацию соединения клапана 46 с фланцем 19. Таким образом получен малый герметично изоли- 35

Ф рованяый объем в патрубке 16 и в гнезде 47 клапана 46, из которого через радиальный патрубок 20 средства вакуумирования быстро откачивают воздух до уровня давления газов, равного 40 внутреннему объему в накопителе 36.

Сила внешнего газового давления на крышку 38 прн этом исчезает автоматически.

После этого затвор 26 под действием своих механизмов запирания и перемещения отводит клапан 46 от фланца 19 патрубка 16 и уводит его в сторону вместе с крышкой 38 накопителя 36. 50

Во время соединения накопителя 36 с патрубком 16 корпуса 1 шестерня ввода вращения накопителя 36 автоматически соединяется с выходной шестер . ней механизма 41 перемещения кассе- 55 ты 39. Операция присоединения и отсоединения кассеты выполняется быстоо и ав том атиче ск и.

80 8

Отсоединение накопителя выполняется обратной последовательностью работы механизмов. Затвор 26 выводит клапан 46 с крышкой 38 в положение, при котором крьппка 38 расположена соосно с горловиной 37. Затвор 26 перемещает клапан 46 в направлении фланца 19 и герметизирует соединения клапана 46 r флавием 19 и крышки 38 с фланцем 50 горловины 37, сжимая при этом амортизатор 49 (фиг. 14).

Перекрывается патрубок 20 от действия механизмов вакуумнрования, а через патрубок 21 напускается воздух

Г или инертный газ до получения в патрубке и гнезде 47 клапана 46 давлейия, равного атмосферному.

Механизм 35 освобождает горловину

37 и накопитель 36 для выполнения тран спортных операций (фиг. 12) . Внутри накопителя 36 сохраняется нужный вакуум.

Так взаимодействуют в работе мех а» измы пе ре грузчика.

Внутри корпуса 1 (фиг. 16) стенка 54 создает прочную конструкцию и позволяет просто и технологичнов.нэготовлении сократить строительный размер Н между фланцами 11 и 14, а вместе с ним и ход манипулятора «3, В результате уменьшены габаритные размеры: длина манипулятора 33 и толщина корпуса 1. При этом загрузочное пространство и ширина h загрузочного отверстия 53 в стенке 54 выполнены оптимальными, соответствующими толщине подложкодержателя 40 с подложкой .

55 и захвата 34 манипулятора 33, а размер Т корпуса в части размещения затвора 26 может быть больше размера

Н, что обеспечивает свободное размещ ние механизмов затвора 26 гермети" зации патрубка 16 с внутренней cIopoны (со стороны фланца 19).

Формула и з о б р е т е н и я

Вакуумный перегруэчнк,содержащий . корпус, в котором на двух торцовых поверхностях соосно выполнены входной и выходной перегрузочные патрубки, на одном из торцов, в плоскости расположения их осей выполнен входной загрузочно-шлюзовой патрубок с расположенными на нем гермегиэирующим наружным клапаном и двумя радиальными патрубками, связанными еоответственно с средствами вакуумиронания и подачи

9 1321980 l0 гвзовой среды, в внутри корнуса рас- можностей, повьппениз пронэводительполоаены автономные приводные герме- ности и качества обработки подложек, тизирующие зйтворы, Один иэ которых на боковых стенках корпуса,. перпендиснабаен клапанам перегрузки подложке- кулярно перегрузочным патрубкам, выдержателей (держателей деталей-под- > полнены соосные вспомогательные проложек) и взаимодействует с эагруэоч- модные патрубки, по осн одного иэ но-шлюзовым патрубком, а другой взаи- которых смонтирован второй манипулямодействует с выходным петрубком, при тор с захватом, а второй вспомогеэтом во входном перегрузочном пятруб- тельный патрубок связан со средстваке смонтирован первый манипулятор, Щ ми вакуумированин и подачи газовой а снаруля корпуса респолоМны приво- среды и снабжен аарнярно свнзвянж ды затворов, средстве вакуумированин с ним портатнвньи накопителем . и подачи газовой среды и ЭВИ, о т— и дополнителъиьк автономньи л и ч а в шийся тем, что, с це- прнводньк, герметициьи зетвольв расйирения технологических воз- 15 ром °

Д ЯА

132 f 980

8- 8

29 90

27

2Ю

13

32 l 32 980

1 321980

) 32) 980

Составитель С. Новик

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Кодс .

Редактор Н,Тупица

Заказ 2241/30 Тираж 811

ВБИИПИ Государственного комитета СССР по,фелаи иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35„ Рауновская наб., д. 4/5

Подписное

Пфоиэводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проехчная, 4