具有被動轉子的機器人驅動器的制造方法
【專利摘要】一種基板傳送裝置，其包括驅動部分以及第一可移動臂組件。驅動部分包括第一電機。第一電機包括定子與被動轉子。第一可移動臂組件連接到第一電機。基板傳送裝置配置為以便第一可移動臂組件可定位在真空室中，被動轉子與真空室內部的環境連通。
【專利說明】具有被動轉子的機器人驅動器
【技術領域】
[0001]示例性與非限定實施方式大體上涉及機器人驅動器并且更具體地說，涉及具有被動轉子的驅動器。
【背景技術】
[0002]用于半導體集成電路與平面面板顯示器的傳統制造技術通常包括通過全自動組合設備工具處理硅晶片與通常稱作為基板的玻璃面板。通常的組合設備工具可以包括具有載荷鎖定件與處理單元的真空室。此工具通常通過機器人操控器(機器人或基板傳送裝置)服務，機器人操控器從載荷鎖定件通過處理單元并且返回到載荷鎖定件來循環基板。另一個機器人可以定位在用作真空室的載荷鎖定件與通過外部傳送系統服務的標準加載端口之間的接口的大氣傳送單元中。

【發明內容】

[0003]下面的
【發明內容】
僅旨在是示例性的。
【發明內容】
不是旨在限定權利要求的范圍。
[0004]根據一個方面，提供了示例基板傳送裝置，其包括:包括第一電機的驅動部分，其中第一電機包括定子與被動轉子；以及連接到第一電機的第一可移動臂組件。基板傳送裝置配置為以便第一可移動臂組件可定位在真空室中，被動轉子與真空室內部的環境連通。
[0005]根據另一個方面，示例方法包括提供包括驅動部分與連接到驅動部分的第一可移動臂組件的基板傳送裝置，其中驅動部分包括含有定子與被動轉子的電機；并且將基板傳送裝置連接到真空室，其中第一可移動臂組件定位在真空室中，被動轉子與真空室內部的環境連通。
[0006]根據另一個方面，示例基板傳送裝置包括:包括第一電機的驅動部分，其中第一電機包括定子與被動轉子；連接到第一電機的第一可移動臂組件；以及定位在定子與被動轉子之間的間隙中以將在被動轉子處的環境與在定子處的環境分開的氣體屏障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]在下面的描述中結合【專利附圖】

【附圖說明】了上述方面與其它特征，其中:
[0008]圖1是示例裝置的示意性剖視圖；
[0009]圖2是饋通件的示意圖；
[0010]圖3A是另一個饋通件的示意圖；
[0011]圖3B是另一個饋通件的示意圖；
[0012]圖3C是另一個饋通件的示意圖；
[0013]圖3D是另一個饋通件的示意圖；
[0014]圖4是連接到外殼的讀取頭的示意圖；
[0015]圖5是連接到外殼的讀取頭的另一個示例的示意圖；
[0016]圖6是連接到外殼的讀取頭的另一個示例的示意圖；[0017]圖7是連接到外殼的讀取頭的另一個示例的示意圖；
[0018]圖8和圖9是連接到外殼的讀取頭的另一個不例的不意圖；
[0019]圖10和圖11是連接到外殼的讀取頭的另一個不例的不意圖；
[0020]圖12-圖19是多個分隔壁配置的示意圖；
[0021]圖20-圖23是具有定子封裝的多個定子和轉子組合的示意圖；
[0022]圖24示出了具有徑向場裝置的電機；
[0023]圖25示出了具有帶齒被動轉子的混合電機設計，定子相A與定子相B通過環永磁體分開；
[0024]圖26示出了具有軸向場設計的電機；
[0025]圖27示出了具有帶有被動轉子的無刷設計的電機；
[0026]圖28-圖29示出了具有帶齒的被動轉子的電機；
[0027]圖30-圖31示出了具有帶齒的被動轉子的電機；
[0028]圖32-圖33示出了具有帶齒的被動轉子的電機；
[0029]圖34-圖35示出了具有帶齒的被動轉子的電機；以及
[0030]圖36-圖37示出了具有帶齒的被動轉子的電機。
【具體實施方式】
[0031]參照圖1，示出了基板傳送裝置2的機器人驅動器10的示意圖。盡管參照真空機器人描述了機器人驅動器10，但是可以提供具有如公開的特征的任何適當的機器人驅動器(大氣或另外的)。驅動器10可以包括如前面公開或者這里公開的特征。除了優選的實施方式或者公開的實施方式以外，本發明能夠具有其它實施方式并且以多種方式實施或執行。因此，應該理解的是發明不限于其應用到在下面描述中闡述的或者在附圖中描述的構造的細節與部件的布置。如果僅在這里描述了一個實施方式，其權利要求不限于此實施方式。此外，其權利要求不應被限制性地閱讀除非有清楚并且令人信服的證據證明某些排除、限制、或棄權。
[0032]圖1中示出了本發明的一個或多個實施方式的包括真空兼容直接驅動系統的示例機器人操縱器或裝置2。機器人操縱器可以構建在框架101周圍，例如從凸耳或安裝裝置102懸置的鋁制突出部。可替換地，安裝裝置可以在框架101的一側上，在框架101的底部或者框架101可以以任何適其它適當的方式安裝?？蚣?01可以包括具有線性軸承104的一個或多個豎直軌道103以便對通過電機106經由滾珠絲杠機構107驅動的外殼105提供引導。為了簡便僅示出了一個軌道103?？商鎿Q地，可以通過直接附接到框架101或者以任何其它適當可移動或不可移動方式耦合到框架101的線性電機驅動電機外殼105。如下面將要更加詳細地描述的，電機外殼105可以包括一個、兩個、三個、四個或更多個直接驅動單元。外殼105可以容納裝配有位置編碼器110和111的電機108、109。外殼105示出為示例性結構，其中如下面將要更加詳細地描述的，外殼105可以具有相對于電機108、109以及位置編碼器110和111配置的部分。波紋管120可以用于適應沿著豎直軌道103的電機105的運動，以使例如真空的電機108、109與編碼器110、111的可移動部件在其中操作的環境與例如大氣的外部環境分尚。
[0033]在圖1的示例中，示出了每個都具有一個電機與一個編碼器的兩個直接驅動單元。然而，可以使用具有任何適當數量電機與編碼器的任何適當數量的直接驅動單元。如圖1中所示，反轉的服務回路222可以被用于將能量供給到直接驅動單元并且方便在直接驅動單元與諸如控制器224的機器人系統的其它部件之間發射信號?？商鎿Q地，可以使用常規的、非反轉服務回路226。如圖1中所示，上電機108可以驅動連接到機械臂的第一連桿114的中空外軸112。下電機109可以連接到可以經由帶驅動件115耦合到第二連桿116的共軸的內軸113。另一個帶裝置117可以用于在不考慮第一兩個連桿114和116的位置的情況下保持第三連桿118的徑向定向。這可以由于包括在第一連桿中的滑輪與連接到第三連桿的滑輪之間的1:2的比率實現。第三連桿118可以形成可以承載例如半導體基板的有效載荷119的端部效應器。應該指出的是僅為示例性的目的示出了圖1的機械臂。可以單獨或結合地使用任何其它適當的臂機構或驅動機構。例如，可以在單個機械操縱器或者具有多個操縱器的機械操縱器或任何適當組合中使用根據本發明的一個或多個實施方式的多個直接驅動單元。這里，此單元可以沿著基本上相同的旋轉軸堆疊在不同的平面中，同心地定位在基本上相同平面中，布置在結合堆疊與同心布置的構造中，或者以任何其它適當的方式包括在機械操縱器中。
[0034]本發明的一個或多個實施方式的真空兼容直接驅動系統可以包括殼體與具有定子與轉子的徑向場電機裝置，所述轉子布置在定子附近使得其可以相對于定子旋轉并且通過相對于轉子的旋轉軸基本上徑向的磁場與定子相互作用?？商鎿Q地，可以提供軸向場電機或徑向/軸向場電機的組合，或者其組合。定子可以包括基于相對于定子的轉子的相對位置通過適當的控制器供能的一組繞組。轉子可以包括一組具有交替極性的永磁體。
[0035]在示出的實施方式中，殼體可以將在殼體的外部上的大氣類型環境與殼體內部的真空或者其它非大氣環境分開。如將要描述的，諸如編碼器讀取頭或定子的活動部件可以緊固到殼體和/或與殼體對接，例如，讀取頭或定子可以按壓到到殼體中或者另外地緊固到殼體以取消傳統的夾緊部件，并且如將要描述的，可以以諸如真空兼容環氧樹脂為基礎的灌封的適當的材料封裝，以限制部件到真空或者其它非大氣環境的滲氣。這里，封裝的部件可以是在真空、大氣或者其中封裝保護定子遠離環境，例如防止腐蝕、并且促進有效的熱移除的任何適當的環境中。封裝還可以將讀取頭或定子結合到外殼或者其它部件或者子部件，以相對于外殼進一步固定裝置。如將要參照圖2描述的，到繞組或讀取頭的的其它活動部件或者定子的繞組的引線可以穿過通過封裝密封的殼體的開口，由此消除了例如對單獨的真空饋通件的需要。可替換地，讀取頭或者定子可以被夾緊、螺栓連接或者以任何其它適當的方式附接到殼體，并且從大氣環境引到繞組或者讀取頭的其它活動部件或者定子的繞組的引線可以布線通過真空饋通件或者以任何其它適當的方式穿過殼體的壁，例如參照圖3A-圖3D描述的。
[0036]在圖2中，饋通件202示出為與外殼105對接，其中外殼105可以使第一環境204與第二環境206分離。饋通件202可以與活動部件208對接，其中活動部件208可以具有活動芯210與引線214。如將要描述的，活動芯208可以封裝在封閉件212中，其中封閉件212可以是涂層、封裝、封套或者其整體或部分的組合。可替換地，可以不提供封閉件212。引線214穿過外殼105的孔216并且通過灌封或隔離材料218與外殼105隔離。這里材料218可以是與材料212相同的材料或者可以單獨地灌封或者另外地隔離，其中材料218可以橫跨環境204與206或其它之間的壓力梯度密封。[0037]在圖3A中，饋通件224示出為與外殼105對接，其中外殼105可以使第一環境204與第二環境206分離。饋通件224可以與活動部件208’對接，其中活動部件208’可以具有活動芯210’與引線214’。如將要描述的，活動芯208’可以封裝在封閉件212’中，其中封閉件212’可以是涂層、封裝、封套或者其整體或部分的組合?？商鎿Q地，可以不提供封閉件212’。引線214’接受與饋通件228對接的引線226，其穿過外殼105的孔216并且通過絕緣芯230與外殼105隔離，其中芯230密封232到外殼105。這里芯230具有氣密密封在那里的導電插入件234，其中導電插入件在第一環境側204上接收引線226并且還在第二環境側206上接收引線236。這里，芯230結合插入件234可以橫跨環境204與206或其它之間的壓力梯度密封。在公開的實施方式中，活動部件208、208’可以是例如讀取頭、繞組或任何適當活動部件的任何適當的部件?？商鎿Q地，銷(插入件234)可以相對于外殼105密封，并且絕緣材料(芯230)可以提供引導與電絕緣。可替換地，引線226與插入件234可以是單個部件，取消了一個連接件。如將要描述的，可以提供能夠從外殼105的外部安裝的可擴展饋通件，其中此設計還可以適應由于殼體中的特征與在真空中饋通件所連接的特征之間的公差而導致的未對準。
[0038]在圖3B中，饋通件240示出為與外殼105對接，其中外殼105可以將第一環境204與第二環境206分離。這里饋通件240具有絕緣殼體242與銷244。插口 246提供為耦合到環境204中的活動部件中的電連接件。銷244示出為通過O形環密封圈密封到外殼105，其中銷244具有螺紋端以允許耦合到用于環境206中的電連接件的凸耳。插口 246具有錐形部分248使得將銷244插入到插口 246中使插口 246膨脹使得當插入與裝配時在銷244與插口 246之間形成電接觸。
[0039]在圖3C中，饋通件240’示出為與外殼105對接，其中外殼105可以使第一環境204與第二環境206分離。這里饋通件240’具有絕緣殼體242’與銷244’。插口 246’設置為耦合到環境204中的活動部件中的電連接件。銷244’示出為通過O形環密封件密封到外殼105，其中銷244’具有螺紋端以允許耦合到用于環境206中的電連接件的凸耳。銷244’具有錐形部分248’使得在將銷244’插入插口 246’上以后一組螺釘的旋轉移動銷244’的內部銷使得當裝配時在銷244’與插口 246’之間形成電接觸。
[0040]在圖3D中，饋通件240"示出為與外殼105對接，其中外殼105可以使第一環境204與第二環境206分離。這里饋通件240"具有絕緣殼體242"與插口 244"。銷246’設置為耦合到環境204中的活動部件中的電連接件。插口 244"示出為通過O形環密封件密封到外殼105，其中插口 244"具有螺紋端以允許耦合到用于環境206中的電連接件的凸耳。插口 244"具有錐形部分248"使得在將插口 244"插入在銷246"上以后螺釘的旋轉移動插口 244"的外部套以壓緊插口 244"使得當裝配時在插口 244"與銷246"之間形成電接觸。
[0041]為了確定直接驅動單元的被驅動部分的角位置，例如電機轉子相對于殼體的角位置，可以在直接驅動單元中包括位置編碼器。例如如在圖4-7中可見的，位置編碼器軌道可以耦合到直接驅動單元的被驅動部分，并且位置編碼器讀取頭可以附接到直接驅動單元的外殼105。這里，讀取頭可以是光學的、導電的、或者任何適當類型的用于位置確定或其它的讀取頭。
[0042]在如圖4中看到的一個示例性實施方式中，讀取頭可以具有利用密封件256密封到外殼105的殼體252,其中可以完全地位于真空或其它非大氣環境中的活動部件254在外殼的內部。
[0043]在如圖5中看到的另一個示例性實施方式中，讀取頭可以具有利用密封件256密封到外殼105的殼體252’，其中可以與真空或其它非大氣環境隔離的活動部件254’通過殼體252’位于外殼的內部。
[0044]在如圖6中看到的另一個示例性實施方式中，讀取頭可以具有通過密封件256密封到外殼105的殼體252"，其中活動部件254"可以部分地暴露258到真空或其它非大氣環境中，同時讀取頭的活動部件的另一部分260可以存在于周圍的大氣環境中。在此情形中，讀取頭可以定位在直接驅動單元的殼體的開口中并且相對于外殼的壁密封。密封件256可以是可壓縮的以允許相對于軌道調節讀取頭。可替換地，可以利用角度接觸，軸向或徑向接觸類型的密封裝置來提供更大的調節范圍。作為另一個替代方式，可以利用褶皺件、隔膜或波紋管以允許相對于軌道調節讀取頭。
[0045]在如圖7中看到的一個示例性實施方式中，讀取頭可以具有通過密封件256密封到外殼105的殼體252"'，其中活動部件254"'利用真空兼容封裝，包括描述的封裝替換件與加強件以使滲氣的風險最小化并且保護定子遠離環境，例如防止腐蝕，并且促進有效的熱移除，并且可以被使用或者例如可以包括兩個分隔壁262、264，以使讀取頭的不同部分266、268與一個或多個環境隔離。
[0046]圖8示出了示例性讀取頭安裝裝置。如圖9中可見的，編碼器具有可旋轉地安裝在軸306上的圓盤304并且讀取頭302相對于外殼105可移動地安裝并且通過密封件256密封到外殼105。這里密封件256可以是O形環、褶皺件或者其它適當的密封件，其提供讀取頭相對于圓盤304的足夠的徑向、軸向移動以及角移動或者另外的移動并且同時保持例如真空密封的密封。這里圓盤304可以是具有用于通過讀取頭302或其它導電感測的線或空間的圖案的金屬制成的固體構造。外殼105具有與配合孔以及頭部302的狹槽相應的銷308使得頭部302相對于外殼105以及旋轉地安裝在其中的圓盤304積極地定位。螺釘310將頭部302緊固到外殼105，其中三組螺釘312允許相對于圓盤304徑向地調節頭部302并且相對于圓盤304水平地或另外地調節。通過此種方式，可以在不破壞真空環境的情況下調節讀取頭302相對于圓盤304的位置。在替換的方面中，可以提供任何適當的定位或水平特征。
[0047]圖11示出了示例性讀取頭安裝裝置。編碼器具有可旋轉地安裝在軸306上的圓盤304’并且讀取頭302’相對于外殼105可移動地安裝并且通過密封件256密封到外殼105。這里密封件256可以是O形環、褶皺件或者其它適當的密封件，其提供讀取頭302相對于圓盤304的足夠的徑向、軸向移動、還有角移動或者另外的移動并且同時保持例如真空密封的密封。這里圓盤304可以是具有用于通過讀取頭302’或其它光學感測的線或空間的圖案的玻璃或其它制成的不透明構造。外殼105具有圖10中示出的與頭部302的配合狹槽相應的銷308使得頭部302’相對于外殼105以及旋轉地安裝在其中的圓盤304’積極地定位。螺釘310通過頭部302’的豎直狹槽緊固到外殼105，其中三組螺釘312允許相對于圓盤304徑向地調節頭部302并且相對于圓盤304水平地或另外地調節。離心件314進一步設置為旋轉地耦合到外殼105并且與讀取頭302’的配合水平狹槽接合使得可以軸向地調節頭部302’相對于圓盤304’的位置。通過此種方式，可以在不破壞真空環境的情況下調節讀取頭302’相對于圓盤304’的位置。在替換的方面中，可以提供任何適當的定位或水平特征。
[0048]圖12-圖19示出了分隔壁相對于電機108的多種組合。這里，如將要描述的，例如分隔壁可以形成封裝、分離、真空或氣體屏障，以隔開兩個或多個區域或環境。這里以局部剖視圖示出了電機108并且其可以是示例性的，其中在另選的實施方式中，可以提供任何適當的電機、電機的組合和/或分隔壁的組合。在圖12中，電機108具有定子352和轉子354，其中每個都可以具有芯、磁體、繞組或其它的任意適當的組合。分隔壁356可以是使環境204與環境206分離并且使轉子354與定子352分離的薄壁管狀金屬結構?？商鎿Q地，分隔壁356可以是涂層、鍍層、注塑部分、形成部分并且具有任何形狀或任何適當的分隔壁或者分隔壁的組合與壁類型。此外，分隔壁356可以作為外殼105的一部分一體地形成或者可以與外殼105分尚。
[0049]在圖13中，電機108具有定子352和轉子354其中每個都可以具有芯、磁體、繞組或其它的任意適當的組合。分隔壁356可以是使環境204與環境206分離并且使轉子354與定子352分尚的薄壁管狀金屬結構。分隔壁358還可以是使環境204與環境206分尚的薄壁管狀金屬結構?？商鎿Q地，分隔壁356、358可以是任何適當形狀，例如分隔壁356、358可以形成包圍定子352的部分或者全部的封套使得在封套內的第三環境360形成為與環境204和/或環境206隔離。可替換地，壁356、358可以是涂層、鍍層、注塑部分、形成部分，具有任何形狀或任何適當的分隔壁或者分隔壁的組合與壁類型。此外，分隔壁356、358中的一個或多個可以作為外殼105的一部分一體地形成或者可以與外殼105分離。
[0050]在圖14中，電機108具有定子352和轉子354，其中每個都可以具有芯、磁體、繞組或其它的任意適當的組合。分隔壁356可以是使環境204與環境206分離的薄壁管狀金屬結構?？商鎿Q地，分隔壁356可以是涂層、鍍層、注塑部分、形成部分并且具有任何形狀或任何適當的分隔壁或者分隔壁的組合與壁類型。此外，分隔壁356可以作為外殼105的一部分一體地形成或者可以與外殼105分離。
[0051]在圖15中，電機108具有定子352和轉子354其中每個都可以具有芯、磁體、繞組或其它的任意適當的組合。分隔壁356可以是使環境204與環境206分離的薄壁管狀金屬結構，其中定子352暴露到環境204與206并且形成壁356的一部分。可替換地，分隔壁356可以是涂層、鍍層、注塑部分、形成部分并且具有任何形狀或任何適當的分隔壁或者分隔壁的組合與壁類型。此外，分隔壁356可以作為外殼105的一部分一體地形成或者可以與外殼105分離。
[0052]在圖16中，電機108具有定子352和轉子354其中每個都可以具有芯、磁體、繞組或其它的任意適當的組合。分隔壁356可以是使環境204與環境206分離的薄壁管狀金屬結構其中定子352暴露到環境204與206，壁356的一部分將定子352的一部分362將定子352的一部分與定子352的另一部分364分開?？商鎿Q地，分隔壁356可以是涂層、鍍層、注塑部分、形成部分并且具有任何形狀或任何適當的分隔壁或者分隔壁的組合與壁類型。此夕卜，分隔壁356可以作為外殼105的一部分一體地形成或者可以與外殼105分離。
[0053]在圖17中，電機108具有定子352和轉子354，其中每個都可以具有芯、磁體、繞組或其它的任意適當的組合。分隔壁356可以是使環境204與環境206分離的薄壁管狀金屬結構，其中定子352暴露到環境204與206，壁356的一部分將定子352的一部分366與定子352的另一部分368分開?？商鎿Q地，分隔壁356可以是涂層、鍍層、注塑部分、形成部分并且具有任何形狀或任何適當的分隔壁或者分隔壁的組合與壁類型。此外，分隔壁356可以作為外殼105的一部分一體地形成或者可以與外殼105分離。
[0054]在圖18中，電機108具有定子352和轉子354，其中每個都可以具有芯、磁體、繞組或其它的任意適當的組合。分隔壁356可以是使環境204與環境206分離并且使轉子354與定子352的一部分分離的薄壁管狀金屬結構。分隔壁358還可以是使環境204與環境206分離的薄壁管狀金屬結構?？商鎿Q地，分隔壁356、358可以是任何適當形狀，例如分隔壁356、358可以形成包圍定子352的部分或者全部的封套使得在封套內的第三環境360形成為與環境204和/或環境206隔離。定子352示出為具有在環境204中的第一部分370，在環境360中的第二部分372以及環境206中的第三部分374。可替換地，壁356、358可以是涂層、鍍層、注塑部分、形成部分，具有任何形狀或任何適當的分隔壁或者分隔壁的組合與壁類型。此外，分隔壁356、358中的一個或多個可以作為外殼105的一部分一體地形成或者可以與外殼105分尚。
[0055]在圖19中，電機108具有定子352和轉子354，其中每個都可以具有芯、磁體、繞組或其它的任意適當的組合。分隔壁356可以是使環境204與環境206分離的薄壁管狀金屬結構，其中定子352暴露到環境204與206并且形成壁356的一部分。分隔壁358可以是使環境204與定子352的一部分分離的薄壁管狀金屬結構，其中定子352暴露到環境204與206并且形成壁356的一部分。可替換地，分隔壁356可以是涂層、鍍層、注塑部分、形成部分并且具有任何形狀或任何適當的分隔壁或者分隔壁的組合與壁類型。此外，分隔壁356可以作為外殼105的一部分一體地形成或者可以與外殼105分離。在另選的方面中，一個或多個特征可以結合在一起，例如圖12-圖23的實施方式的特征中的一個或多個可以結合在任何適當的布置或組合中。
[0056]圖20示出了傳統定子352與轉子354的示例。定子352可以具有帶齒(狹槽)的鐵芯，其可以提供恒定且高效的期望的高轉矩?？商鎿Q地，真空兼容驅動單元的定子352可以是無齒(無狹槽)設計，其可以提供期望低高度的鈍齒?？商鎿Q地，真空兼容驅動單元的定子352可以是無鐵(無芯)設計。可替換地，轉子354與定子352可以是任何適當的轉子或定子。定子352可以通過可以是具有填充物的真空可兼容環氧樹脂的封裝402或者任何適當的封裝來封裝。封裝可以完全地或者部分地圍繞并且封裝定子352。例如，形成環404的金屬或例如具有良熱傳送或其它期望特性的任何其它適當的材料可以設置為與外殼105接觸同時封裝402的一部分(或沒有)與或者也可以與外殼105接觸。可替換地，封裝402可以不與外殼105接觸，例如，其中定子352、環404與封裝402可以形成分散組件并且隨后地安裝在外殼105中。這里定子352可以具有被壓入或另外緊固在那上面的環404并且隨后地通過封裝402灌封。可以通過清空其中具有定子352和/或環404的模具并且將液體樹脂引入其中來形成封裝402的外部封套。這里，環的一部分、定子或其它適當部件可以或可以不形成模具的一部分。可替換地并且如將要示出的，一體封套可以形成限定封裝的體積的模具的全部或一部分。當形成為獨立于外殼105的組件時，組件352、404、402然后可以通過壓配合或其它適當的緊固裝配到外殼105。這里，熱量可以從繞組與層壓件或者定子352的芯傳送并且通過封裝和/或環404以便通過外殼105消散。這里，例如，定子352可以被壓緊或者通過緊固件、粘結劑或者與外殼105接觸的其它緊固環404另外地緊固，其中將環緊固到定子和/或外殼使得與定子和/或外殼充分接觸以提供從定子到環以及到殼體或者其它散熱源的充分的熱傳遞路徑。封裝402可以與外殼105和定子352 —體地注塑或者單獨注塑，例如作為組件與定子352、環404作為組件安裝在所述的外殼105或其它中。環404還可以具有軸向孔424與梯形切口 420，其形成為促進封裝402的粘合以及諸如由于灌封材料的熱膨脹導致的內部應力的解決。這里，環404的功能可以是提供將熱量從定子352移除并且將其傳送到殼體105的路徑，其可以被冷卻例如外部地或者其他方式冷卻，同時在定子周圍保持持續的保護屏障，例如，其中定子可以由層壓板形成，與非連續的層壓相比環404形成連續的保護屏障?？商鎿Q地，封裝402與外殼105可以由相同的材料制成，例如其中外殼105與封裝402注塑為整體結構，定子整體或者部分地封裝在整體材料105與402那里。這里，封裝402可以形成分離屏障并且可以提供遠離環境的保護，例如以防止腐蝕，和/或如前所述的促進熱移除。盡管圖20示出了用于具有定子352、封裝402與外殼105的多種組合中的環404，可替換地，封裝402可以作為具有或不具有另一個部件或其它的整體結構適用于具有或不具有環、殼體105或其它的實施方式。因此，包括全部此種變型。
[0057]如圖21中所示，真空兼容直接驅動單元的定子封裝402的暴露表面可以完全地或部分地涂覆以涂層406，例如利用無電鍍鎳，以消除或最小化用于定子的封裝的灌封材料的暴露到真空、大氣、亞大氣、加壓、或其它非大氣環境以進一步減小滲氣的風險。這里，涂層406可以形成如前所述的分離屏障?？商鎿Q地，如在圖22中看到的，例如由不銹鋼或另一種適當材料制成的保護材料408、410、412的一個或多個薄片可以例如如在圖22中示出的在灌封處理中結合到定子的封裝。這可以限制灌封材料暴露于保護材料的薄片之間的接縫。這里，灌封材料402可以在薄片408、412、410之間形成密封或者薄片可以通過例如焊接、銅焊、釬焊或者通過諸如O形環或其它任何適當的靜態密封另外地密封。這里，薄片408、410、412與環404可以形成如前所述的單獨屏障。這里，定子可以例如在灌封處理中封入薄籠或結合到灌封材料的封套中。薄籠或封套可以例如由不銹鋼的薄片焊接。
[0058]在圖23中，提供具有軸套414、下殼體416和上殼體418的例如由機加工或另外形成的鋁或不銹鋼或其它適當材料的封套。每個都可以通過灌封402或者例如通過焊接、銅焊、釬焊或者通過諸如O形環或其它的任何適當的靜態密封件另外地密封。這里，可以不提供灌封402并且其中殼體的內部空間可以形成例如環境360或者其它的中間環境。可替換地，可以提供更多或或更少或部分殼體，例如，其中定子的繞組是灌封的而齒不是或另外的。這里，可以在定子與轉子之間設置小的間隙，其保存傳統電機設計的轉矩輸出與效率。這里，通過徑向場電機，分離層可以例如通過涂覆、結合或者通過任何其它適當方法包括在定子中。作為另一個替換，定子可以注塑或另外地包裝在兼容并且耐真空或者定子可能受到的任何其它環境的材料中。作為另一個替換，如圖23中可見，定子可以封裝在真空密封容器中。類似地，轉子可以涂覆、承載結合的保護層、注塑或包裝在保護性材料中、封裝在真空密封容器中或者保護其免受其可能在其中操作的環境。
[0059]定子封裝的暴露表面可以例如，如圖21中所示的，例如利用無電鍍鎳涂覆來涂覆，以消除或最小化用于定子的封裝的灌封材料的暴露到真空、或其它非大氣環境以進一步減小滲氣的風險?？商鎿Q地，例如如在圖22中看到的，例如由不銹鋼制成的保護性材料的薄片，可以優選地在如圖22中示出的灌封過程中結合到定子的封裝。這限制灌封材料暴露于保護材料的薄片之間的接縫。如圖23中所示，作為另一個另選，優選地在灌封過程中定子可以被包圍在結合到灌封材料的薄的封套中?？梢岳缬刹讳P鋼的薄片焊接封套。作為另一個另選，例如以圓盤412的形式的薄的分隔壁可以存在于軸向場電機的定子與轉子之間。如圖20中可見，定子可以壓緊、粘合、夾緊、螺栓連接或者以任何其它適當方式附接到直接驅動單元的殼體。
[0060]上述徑向、軸向或徑向軸向場組合電機可以是無芯(無鐵芯)設計。在具有電機布置的另一個示例實施方式中，可以使用具有繞組的無芯定子與具有磁體的兩個轉子，每個轉子在定子的一側上。可替換地，定子可以包括鐵芯因為通過兩個轉子施加在鐵芯上的被動磁力可以平衡。然而具有電機裝置的另一個示例實施方式可以包括具有繞組的兩個定子與具有夾置它們之間的磁體的單個轉子?？梢允褂冒ㄉ鲜龇庋b替代物與加強件以使滲氣的風險最小化和/或增強熱傳遞的真空兼容封裝，或者可以在所述的這些示例實施方式中包括兩個或多個分隔壁。
[0061]在本發明的真空兼容直接驅動系統的另一個實施方式中，可以通過包括但不限于混合場(徑向-軸向)配置的不同的電機拓撲替換在上面示例中使用的電機配置。例如，定子與轉子可以具有圓錐、凸面V狀、凹面V狀、凸面半圓形或者凹面半圓形輪廓，圓錐、V狀與半圓形輪廓的任意組合、或者任何其它適當的輪廓，以在定子與轉子之間形成基本上均勻間隙或多個間隙?？梢允褂冒ㄉ鲜龇庋b替代物與用于使滲氣的風險最小化的加強件的真空兼容封裝，或者在間隙中可以存在適當形狀的分隔壁?？梢允褂猛獠慷ㄗ觾炔哭D子與內部定子外部轉子配置。在另選的實施方式中，可以形成或另外地注塑整個外殼105其中定子可以直接地包括在注塑的殼體中。作為注塑的替代，可以提供鑄造或噴射形成或者任何適當的替代材料的任何適當的制造。在另選的實施方式中，可以在定子內提供分布的或者其它的任何適當數量的繞組相。在另選實施方式中，例如關于所述的被動無磁體轉子或者任何適當的轉子，轉子可以不是固體的，例如，其中轉子在一些式樣中是層壓且真空兼容的以減小損失。
[0062]如圖24中看到的，真空兼容直接驅動系統可以使用包括纏繞的無刷定子352與具有布置在定子的附近的磁體452的轉子354以使其可以相對于定子旋轉并且通過相對于轉子的旋轉軸306基本上徑向的磁場與定子相互作用的徑向場電機裝置108。定子可以具有繞組454、芯456以及墊環404。可替換地，定子352可以是無芯的其中無芯定子可以包括基于轉子相對于定子的相對位置通過適當的控制器供能的一組繞組。轉子354可以包括一組具有交替極性的永磁體452。如所描述的，可以以諸如真空兼容環氧樹脂為基礎的灌封的適當的材料封裝定子，以限制定子部件滲氣到真空或其它非大氣環境。如在圖20中看到的，封裝還可以使定子結合到直接驅動單元的殼體，以相對于殼體進一步固定定子。如圖2中看到的，引到定子的繞組的引線可以穿過通過封裝密封的殼體的開口，由此消除了對如圖3中看到的單獨真空饋通件的需要?？商鎿Q地，從大氣環境引到徑向場電機的定子的繞組的弓I線可以布線通過真空饋通件或者以任何其它適當的方式穿過直接驅動單元的殼體的壁。
[0063]如在圖25中看到的，電機108可以是可以為具有帶齒被動轉子458、通過環形永磁體464分開的定子相位A460與定子相位B462的混合設計的電機108’。可以在標題為“混合步進電機”的美國專利N0.5，834，865中發現適當的示例，其通過整體引用的方式包含于此。可替換地，環形磁體可以設置在轉子458內。例如，如示出的，可以設置不包括永磁體并且具有高導磁率/飽和度和低矯頑力的，例如不具有磁體的400系列不銹鋼的固體非磁性被動轉子，以減小滲氣，其中定子部分可以設有如前所述的一個或多個分隔壁。此布置使到真空的暴露材料最小化，例如，其中磁體未暴露到真空。類似地不包括永磁體的此非磁性被動轉子可以與諸如示例性實施方式定子或另外公開的實施方式的任一個的任何適當的定子結合使用。
[0064]如在圖26中看到的，電機108可以是可以為具有帶磁體472的轉子470與帶芯476與繞組478的定子474的軸向場設計的電機108"。可替換地，磁體可以設置在定子內。
[0065]如在圖27中看到的，電機108可以是可以為具有如將會更加詳細地描述的被動轉子494與定子492的無刷設計的電機490。這里定子492可以具有芯496 (固體或層壓的)、繞組498與磁體500。例如，如示出的，可以設置所述的例如不具有磁體的400系列不銹鋼的固體非磁性被動轉子，以減小滲氣，其中定子部分可以設有如前所述的一個或多個分隔壁。此布置使到真空的暴露材料最小化，例如，其中磁體未暴露到真空。類似地不包括永磁體的此非磁性被動轉子，可以與諸如示例性實施方式定子或另外公開的實施方式的任一個的任何適當的定子結合使用。
[0066]如在圖28和圖29中看到的，電機502設置在具有與圖27中示出的類似的特征?？梢栽跇祟}為“電機”的美國專利N0.7，800, 256中發現內襯變型，其通過整體引用的方式包含于此。電機502具有定子504與帶齒的被動轉子506。轉子506可以是400系列不銹鋼或能夠在沒有永磁體的情況下為來自定子504的磁通量提供通道的任何適當材料。如前所述定子504可以通過一個或多個分隔壁508、510與轉子506分離，其中壁508、510可以是300系列不銹鋼、鋁或允許轉子506與定子504之間的場相互作用的其它適當的材料。定子504具有在齒514上的凸出繞組512，在每個齒上都具有兩個交替的磁體516、518，并且其中在相鄰齒上的磁體具有相對于如示出的齒匹配的極性?？商鎿Q地，可以提供分布的繞組。根據繞組的極性通過給定的繞組將通量選擇性地引導到齒上的兩個磁體中的一個。通量從每個齒引導通過轉子上的齒到并且鄰近定子的齒以便選擇性地對電機換向。在另選方面中，可以提供具有非磁性被動轉子的任何適當的電機。
[0067]如在圖30和圖31中看到的，電機552設置為具有與圖27、圖28和圖29中示出的類似的特征。電機552具有定子554與帶齒的被動轉子556。轉子556可以是400系列不銹鋼或能夠在沒有永磁體的情況下為來自定子554的磁通量提供通道的任何適當材料。如前所述定子554可以通過一個或多個分隔壁558、560與轉子556分離，其中壁558、560可以是300系列不銹鋼、鋁或允許轉子556與定子554之間的場相互作用的其它適當的材料。定子554具有在齒564之間的凸出的切向纏繞的繞組562，在每個齒上都具有兩個交替的磁體566、568，并且其中在相鄰齒上的磁體具有相對于如示出的齒匹配的極性?？商鎿Q地，可以提供分布的繞組。根據繞組的極性通過給定的繞組將通量選擇性地引導到齒上的兩個磁體中的一個。通量從每個齒引導通過轉子上的齒到并且鄰近定子的齒以便選擇性地對電機換向。在另選方面中，可以提供具有非磁性被動轉子的任何適當的電機。
[0068]如在圖32和圖33中看到的，電機602設置為具有與圖27中示出的類似的特征。在標題為“混合永磁體電機”的美國專利N0.7，898，135以及標題為“平行磁回路電機”的美國專利公開N0.2011/0089751A1中可以發現類似裝置，其中二者均通過整體引用的方式包含于此。電機602具有定子604與帶齒的被動轉子606。轉子606可以是400系列不銹鋼或能夠在沒有永磁體的情況下為來自定子604的磁通量提供通道任何適當材料。如前所述定子564可以通過一個或多個分隔壁608、610與轉子606分離，其中壁608、610可以是300系列不銹鋼、鋁或允許轉子606與定子604之間的場相互作用的其它適當的材料。定子604具有在芯614上的凸起的切向繞組612，每個芯都具有兩個齒并且在每個芯上都具有兩個交替的磁體616、618并且其中在相鄰芯上的磁體相對于如示出的芯具有相反的極性。可替換地，可以提供分布的繞組。根據繞組的極性通過給定的繞組將通量選擇性地引導到芯上的兩個齒中的一個。通量從每個齒引導通過轉子上的齒到并且鄰近在定子上的齒以便選擇性地對電機換向。在另選方面中，可以提供具有非磁性被動轉子的任何適當的電機。
[0069]如在圖34和圖35中看到的，電機652設置為具有與圖27中示出的類似的特征。可以在標題為“電機”的美國專利N0.7，800, 256中發現內襯變型，其通過整體引用的方式包含于此。電機652具有定子654與帶齒的被動轉子656。轉子656可以是400系列不銹鋼或能夠在沒有永磁體的情況下為來自定子504的磁通量提供通道的任何適當材料。如前所述定子654可以通過一個或多個分隔壁658、660與轉子656分離，其中壁658、660可以是300系列不銹鋼、鋁或允許轉子656與定子654之間的場相互作用的其它適當的材料。定子654具有在齒664上的凸出繞組662，在每個齒的芯的相對側上具有兩個交替的磁體666、668，并且其中在相鄰齒的芯上的磁體具有相對于如示出的齒相反的極性?？商鎿Q地，可以提供分布的繞組。根據繞組的極性通過給定的繞組將通量選擇性地引導到齒。通量從每個齒引導通過轉子上的齒到并且鄰近定子的齒以便選擇性地換向電機。在另選方面中，可以提供具有非磁性被動轉子的任何適當的電機。
[0070]如在圖36和圖37中看到的，電機702設置為具有與圖27中示出的類似的特征。可以在標題為“電機”的美國專利N0.7，800, 256中發現內襯變型，其通過整體引用的方式包含于此。電機702具有定子704與帶齒的被動轉子706。轉子706可以是400系列不銹鋼或能夠在沒有永磁體的情況下為來自定子504的磁通量提供通道的任何適當材料。如前所述定子704可以通過一個或多個分隔壁708、710與轉子706分離，其中壁708、710可以是300系列不銹鋼、鋁或允許轉子706與定子704之間的場相互作用的其它適當的材料。定子704具有在分裂齒714上的凸出的繞組712，其中磁體716分裂每個齒，并且其中在相鄰齒上的磁體具有相對于如示出的齒相反的極性?？商鎿Q地，可以提供分布的繞組。根據繞組的極性通過給定的繞組將通量選擇性地引導到齒的兩個分裂部分中的一個。通量從每個齒引導通過轉子上的齒到并且鄰近定子的齒以便選擇性地對電機換向。在另選方面中，可以提供具有非磁性被動轉子的任何適當的電機。
[0071]示例基板傳送裝置可以包括:包括第一電機的驅動部分，其中第一電機包括定子與被動轉子；以及連接到第一電機的第一可移動臂組件?；鍌魉脱b置可以配置為第一可移動臂組件可定位在真空室4(參見圖1)中，被動轉子與真空室內部的環境連通。
[0072]第一電機可以是徑向場電機裝置。定子可以包括線圈與永磁體。被動轉子可以不包括線圈并且不包括永磁體。被動轉子可以包括不銹鋼一件式構件。第一電機可以是線性電機裝置。被動轉子可以包括面向定子的齒表面?；鍌魉脱b置還可以包括定位在定子與被動轉子之間以使被動轉子所處的環境(在室4中并且延伸到驅動器10的電機區域中的環境)與定子所處的環境(諸如大氣6)分離的氣體屏障。氣體屏障可以包括至少一個分隔壁。分隔壁可以包括不銹鋼、或鋁、或允許在被動轉子與定子之間磁場相互作用的其它材料。氣體屏障可以包括基本上完全地圍繞在定子周圍的殼體。外殼可以包括圍繞定子的封裝材料。封裝材料可以包括注塑在定子上的覆蓋注塑聚合物材料。
[0073]示例方法可以包括提供包括驅動部分與連接到驅動部分的第一可移動臂組件的基板傳送裝置，其中驅動部分包括含有定子與被動轉子的電機；并且將基板傳送裝置連接到真空室，其中第一可移動臂組件定位在真空室中，被動轉子與真空室內部的環境連通。
[0074]提供基板傳送裝置，其包括可以包括線圈與永磁體的定子，以及可以不具有線圈并且不具有永磁體的被動轉子。此方法還可以包括使氣體屏障定位在定子與被動轉子之間以將在被動轉子處的環境與在定子處的環境分開。氣體屏障可以包括定位在定子與被動轉子之間的至少一個分隔壁。氣體屏障可以包括通過封裝材料封裝定子。氣體屏障可以包括將定子包圍在封套內部，其中封套的壁定位在定子與被動轉子之間的間隙中。
[0075]示例基板傳送裝置可以包括:含有第一電機的驅動部分，其中第一電機包括定子與被動轉子；連接到第一電機的第一可移動臂組件；以及定位在定子與被動轉子之間的間隙中以將在被動轉子處的環境與在定子處的環境分開的氣體屏障。
[0076]應該理解的是上述僅僅是說明性的。通過本領域中的技術人員可以設計出多種替換與變型。例如，在多個從屬權利要求中引用的特征可以在任何適當的組合中彼此結合。此夕卜，來自上述不同實施方式的特征可以選擇性地結合在新的實施方式中。因此，本說明書旨在包括屬于所附權利要求的范圍內的全部此種替代、修改與變型。
【權利要求】
1.一種基板傳送裝置，包括: 驅動部分，其包括第一電機，其中所述第一電機包括定子與被動轉子；以及 第一可移動臂組件，其連接到所述第一電機， 其中所述基板傳送裝置配置為以便所述第一可移動臂組件可定位在真空室中，所述被動轉子與所述真空室內部的環境連通。
2.根據權利要求1所述的基板傳送裝置，其中所述第一電機是徑向場電機裝置。
3.根據權利要求1所述的基板傳送裝置，其中所述定子包括線圈與永磁體。
4.根據權利要求1所述的基板傳送裝置，其中所述被動轉子不包括線圈也不包括永磁體。
5.根據權利要求1所述的基板傳送裝置，其中所述被動轉子包括不銹鋼一件式構件。
6.根據權利要求1所述的基板傳送裝置，其中所述第一電機是線性電機裝置。
7.根據權利要求1所述的基板傳送裝置，其中所述被動轉子包括面向所述定子的齒表面。
8.根據權利要求1所述的基板傳送裝置，還包括定位在所述定子與所述被動轉子之間以將在所述被動轉子處的環境與在所述定子處的環境分開的氣體屏障。
9.根據權利要求8所述的基板傳送裝置，其中所述氣體屏障包括至少一個分隔壁。
10.根據權利要求9所述的基板傳送裝置，其中所述分隔壁包括不銹鋼，或鋁，或允許在所述被動轉子與所述定子之間的磁場相互作用的其它材料。
11.根據權利要求8所述的基板傳送裝置，其中所述氣體屏障包括基本上全部地圍繞在所述定子周圍的外殼。
12.根據權利要求11所述的基板傳送裝置，其中所述外殼包括圍繞所述定子的封裝材料。
13.根據權利要求11所述的基板傳送裝置，其中所述封裝材料包括已經注塑在所述定子上的覆蓋注塑聚合物材料。
14.一種方法,包括: 提供包括驅動部分與連接到所述驅動部分的第一可移動臂組件的基板傳送裝置，其中所述驅動部分包括包含定子與被動轉子的電機；并且 將所述基板傳送裝置連接到真空室，其中所述第一可移動臂組件定位在所述真空室中，所述被動轉子與所述真空室內部的環境連通。
15.根據權利要求14所述的方法，其中提供所述基板傳送裝置，所述基板傳送裝置包括包含線圈與永磁體的所述定子，以及不具有線圈并且不具有永磁體的所述被動轉子。
16.根據權利要求14所述的方法，還包括使氣體屏障定位在所述定子與所述被動轉子之間以將在所述被動轉子處的環境與在所述定子處的環境分開。
17.根據權利要求14所述的方法，其中所述氣體屏障包括定位在所述定子與所述被動轉子之間的至少一個分隔壁。
18.根據權利要求14所述的方法，其中所述氣體屏障包括利用封裝材料封裝所述定子。
19.根據權利要求14所述的方法，其中所述氣體屏障包括將所述定子包圍在封套內部，其中所述封套的壁定位在所述定子與所述被動轉子之間的間隙中。
20.一種基板傳送裝置，包括: 驅動部分，其包括第一電機，其中所述第一電機包括定子與被動轉子； 第一可移動臂組件，其連接到所述第一電機；以及 氣體屏障，其定位在在所述定子與所述被動轉子之間的間隙中以使在所述被動轉子處的環境與在所述定子處的環境分開。
21.一種基板傳送裝置，其中所述氣體屏障包括至少一個分隔壁。
22.根據權利要求21所述的基板傳送裝置，其中所述分隔壁包括不銹鋼，或鋁，或允許在所述被動轉子與所述定子之間的磁場相互作用的其它材料。
23.根據權利要求20所述的基板傳送裝置，其中所述氣體屏障包括基本上全部地圍繞在所述定子周圍的外殼。
24.根據權利要求23所述的基板傳送裝置，其中所述外殼包括圍繞所述定子的封裝材料。
25.根據權利要求23所述的基板傳送裝置，其中所述封裝材料包括注塑在所述定子上的覆蓋注塑聚合物材料。
【文檔編號】B66C23/00GK103930363SQ201280055476
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年9月14日 優先權日:2011年9月16日
【發明者】M·霍塞克, T·哈, C·霍夫邁斯特, D·普爾 申請人:柿子技術公司