CN109550717A - 一种全自动晶片刷洗机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动晶片刷洗机，一种全自动晶片刷洗机，所述中央传片机械手组件设置在工作台的中央，所述第一进料载台组件和第二进料载台组件对称设置在中央传片机械手组件的一侧，所述第一出料载台组件和第二出料载台组件对称设置在中央传片机械手组件的另一侧，所述第二进料载台组件和第二出料载台组件呈对称分布，所述第一刷洗组件、第二刷洗组件、第一进料载台组件、第二进料载台组件、第一出料载台组件和第二出料载台组件分别通过螺栓固定在工作台上，所述第一刷洗组件和第二刷洗组件分别通过螺栓固定在工作台上，用二流体将(水和气)混合冲击将晶片表面的颗粒，提高晶片表面的洁净度；采用一站式刷洗，减少晶片的二次污染。

Description

一种全自动晶片刷洗机
技术领域
本发明属于晶片刷洗技术领域，具体涉及一种全自动晶片刷洗机。
背景技术
现有的晶片刷洗机主要由韩国，日本等进口设备应用在半导体行业(蓝宝石)的清洗，国内有仿制韩国的刷洗机，进口设备和仿制的都是用直线式传输模式，分多个工位刷洗。
动作流程是：取片-转移到刷洗1-再转移到刷洗2-刷洗3-刷洗4最后旋干。
在这个过程中只是用DI纯水刷洗，无法达到清洁的效果，并且在传输过程中容易造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动晶片刷洗机，用二流体将水和气混合冲击将晶片表面的颗粒，提高晶片表面的洁净度；采用一站式刷洗，减少晶片的二次污染，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动晶片刷洗机，包括工作台、中央传片机械手组件、第一刷洗组件、第二刷洗组件、第一进料载台组件、第二进料载台组件、第一出料载台组件和第二出料载台组件，所述中央传片机械手组件设置在工作台的中央，所述第一进料载台组件和第二进料载台组件对称设置在中央传片机械手组件的一侧，所述第一出料载台组件和第二出料载台组件对称设置在中央传片机械手组件的另一侧，所述第一进料载台组件和第一出料载台组件呈对称分布，所述第二进料载台组件和第二出料载台组件呈对称分布，所述第一刷洗组件、第二刷洗组件、第一进料载台组件、第二进料载台组件、第一出料载台组件和第二出料载台组件分别通过螺栓固定在工作台上，所述第一刷洗组件和第二刷洗组件分别设置在中央传片机械手组件的另外两侧，所述第一刷洗组件和第二刷洗组件分别通过螺栓固定在工作台上。
优选的，所述中央传片机械手组件包括旋转电机、气缸、固定座、滑轨、滑块、第一臂和第二臂，所述旋转电机通过螺栓固定在固定座的底部，所述旋转电机的输出轴穿过固定座与滑轨通过键连接，所述气缸通过螺栓固定在滑轨的一端，所述气缸的活塞杆与滑块的一侧连接，所述滑块与滑轨滑动连接，所述第一臂通过螺栓固定在滑块的上部，所述第一臂与第二臂卡接并通过螺栓固定。
优选的，所述第一刷洗组件包括真空吸盘、毛刷刷头、滑块、毛刷压力调节杆、伺服电机、刷洗喷水管、水气二流喷嘴、刷洗槽、刷片旋转电机、方形槽、丝杆和滑槽，所述方形槽设置在真空吸盘上方，两组所述滑槽对称设置在方形槽的两侧，所述丝杆通过轴承固定在方形槽内，所述滑块与真空吸盘滑动连接，所述毛刷压力调节杆安装在滑块上部，所述毛刷刷头安装在滑块的底部，所述伺服电机的输出轴与丝杆通过键连接，所述丝杆与滑块传动连接，所述刷洗槽设置在真空吸盘的外侧，所述刷洗喷水管设置在刷洗槽的一侧，所述水气二流喷嘴设置在刷洗槽的另一侧，所述水气二流喷嘴与刷洗喷水管连接，所述刷片旋转电机通过螺栓固定在滑块内部，所述刷片旋转电机的输出轴与毛刷刷头通过键连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
现有设备的动作流程是：取片-转移到刷洗1-再转移到刷洗2-刷洗3-刷洗4最后旋干。现有的设备问题有两点：1用DI纯水刷洗，无法达到清洁的效果。2在传输过程中因为机械磨损和空气中的0.3微米以上的颗粒容易造成二次污染。
本发明的好处是：1、用二流体将(水和气)混合冲击将晶片表面的颗粒，提高晶片表面的洁净度；
2、采用一站式刷洗，减少晶片的二次污染。
附图说明
图1为本发明的上视图；
图2为本发明的中央传片机械手组件示意图；
图3为本发明的第一刷洗组件示意图；
图4为本发明的刷片旋转电机接线图；
图5为本发明的总供电接线图；
图6为本发明的电缸接线图；
图7为本发明的刷头平移伺服接线图。
图8为本发明的伺服以及照明灯供电、控制接线图；
图9为本发明的PLC电源、人机电源、电源控制电路图；
图10为本发明的气缸电气控制电路图；
图11为本发明的伺服电机控制电路图。
图中：1、工作台；2、中央传片机械手组件；201、旋转电机；202、气缸；203、固定座；204、滑轨；205、滑块；206、第一臂；207、第二臂；3、第一刷洗组件；301、真空吸盘；302、毛刷刷头；303、滑块；304、毛刷压力调节杆；305、伺服电机；306、刷洗喷水管；307、水气二流喷嘴；308、刷洗槽；4、第二刷洗组件；5、第一进料载台组件；6、第二进料载台组件； 7、第一出料载台组件；8、第二出料载台组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种全自动晶片刷洗机，包括工作台1、中央传片机械手组件2、第一刷洗组件3、第二刷洗组件4、第一进料载台组件5、第二进料载台组件6、第一出料载台组件7和第二出料载台组件8，所述中央传片机械手组件2设置在工作台1的中央，所述第一进料载台组件5和第二进料载台组件6对称设置在中央传片机械手组件2的一侧，所述第一出料载台组件7和第二出料载台组件8对称设置在中央传片机械手组件2的另一侧，所述第一进料载台组件5和第一出料载台组件7呈对称分布，所述第二进料载台组件6和第二出料载台组件8呈对称分布，所述第一刷洗组件3、第二刷洗组件4、第一进料载台组件5、第二进料载台组件6、第一出料载台组件7和第二出料载台组件8分别通过螺栓固定在工作台1上，所述第一刷洗组件3和第二刷洗组件4分别设置在中央传片机械手组件2的另外两侧，所述第一刷洗组件3和第二刷洗组件4分别通过螺栓固定在工作台1上。
具体的，所述中央传片机械手组件2包括旋转电机201、气缸202、固定座203、滑轨204、滑块205、第一臂206和第二臂207，所述旋转电机201 通过螺栓固定在固定座203的底部，所述旋转电机201的输出轴穿过固定座 203与滑轨204通过键连接，所述气缸202通过螺栓固定在滑轨204的一端，所述气缸202的活塞杆与滑块205的一侧连接，所述滑块205与滑轨204滑动连接，所述第一臂206通过螺栓固定在滑块205的上部，所述第一臂206 与第二臂207卡接并通过螺栓固定。
具体的，所述第一刷洗组件3包括真空吸盘301、毛刷刷头302、滑块303、毛刷压力调节杆304、伺服电机305、刷洗喷水管306、水气二流喷嘴307、刷洗槽308、刷片旋转电机309、方形槽310、丝杆311和滑槽312，所述方形槽310设置在真空吸盘301上方，两组所述滑槽312对称设置在方形槽310 的两侧，所述丝杆311通过轴承固定在方形槽310内，所述滑块303与真空吸盘301滑动连接，所述毛刷压力调节杆304安装在滑块303上部，所述毛刷刷头302安装在滑块303的底部，所述伺服电机305的输出轴与丝杆311 通过键连接，所述丝杆311与滑块303传动连接，所述刷洗槽308设置在真空吸盘301的外侧，所述刷洗喷水管306设置在刷洗槽308的一侧，所述水气二流喷嘴307设置在刷洗槽308的另一侧，所述水气二流喷嘴307与刷洗喷水管306连接，所述刷片旋转电机309通过螺栓固定在滑块303内部，所述刷片旋转电机309的输出轴与毛刷刷头302通过键连接。
如图2-3所示，旋转电机201可以带动固定座203自由旋转，从而带动滑轨204自由旋转，气缸202带动滑块205在滑轨204上往复滑动，从而带动第一臂206和第二臂207的伸缩；
第二刷洗组件4和第三刷洗组件3结构相似，通过伺服电机305带动滑块303在真空吸盘301上滑动，从而带动毛刷刷头302左右移动对晶片进行刷洗，刷片旋转电机309带动毛刷刷头302自转，喷水管306和水气二流喷嘴307给晶片清洗提供清洗液。
如图4所示为本发明的工艺流程图。
一、设备描述
本设备电器控制部分关键件均采用进口优质件，性能可靠，使用寿命长；机台后下部配有一般空气排风，为防止空气颗粒污染晶片，用户需外接风管抽风。本机台是一个人机界面(触摸屏)加PLC控制的自动控制***，操作者只须将装有晶片的cassette放置上料台，再由PLC控制机械手臂将晶片传送至刷洗单元清洗加干燥，然后机械手臂会把刷洗好的晶片传送至出料片盒。
二、动力设施
三、设备规格
四、规格特点
1)工艺说明:本机台采用干片进料→机械手臂传送→清洗干燥→干片出料全程按照菜单选择流程作业，生产部人员选取菜单进行作业，这个过程全自动进行；
2)采用2工位独立刷洗，每个工位增加二流体清洗，有效保证清洗效果；
3)全程自动化控制，工艺过程中没有人工干预，保证产品性能的一致性；
4)使用成本低，无需添加药剂，只需超纯水即可；
5)机器自带高效过滤器，可以将机器内部环境控制在10级；
6)清洗质量高，设备自带刷干功能，采用干片进料，干片出料，避免晶片二次污染；
7)自动化程度高，全程自动化控制，采用机械手臂传片方式工作，减少夹具更换带来的时间浪费和破片风险；
8)清洗效率高，采用双载台上料，双载台下料相互自动切换清洗；
9)设备有效使用率高，2060可以满足在98﹪以上的使用率；
10)整机采用PLC控制，触摸屏显示；
11)整机采用全封闭设计。设备运行操作、维护和维修方便；
12)整机耐酸碱溶液及挥发气体的腐蚀，电器元件正常(正压)安全使用；
13)机台设有紧急停止回路EMO急停按钮，并按照标准设置接地保护断路器。
五、工艺描述
六、设备各部分构成
1)上料单元
片盒载台 进口高品质铝板
夹具固定 进口PVC、304不锈钢
位置检测 内置编码器、外置位置检测；
2)传片单元
传动*** 日本IAI电缸
取片手臂 进口大理石
位置检测 内置编码器、外置位置检测；
3)刷洗单元
4)卸料单元
片盒载台 高品质进口铝板
夹具固定 进口PVC、304不锈钢
位置检测 内置编码器、外置位置检测；
七、PLC输入输出点
X40 ***启动 X4C 1#刷头平移定位完X58 1#吸头平台下位 X64 2#取料盒确认
X41 ***停止 X4D 2#刷头平移定位完 X59 2#刷头平台上位X65 1#放料盒确认
X42 ***复位 X4E 1#取片料盒感应 X5A 2#刷头平台下位X66 2#放料盒确认
X43 机械手暂停 X4F 2#取片料盒感应 X5B 2#刷头上位
X44 紧急停止 X50 1#放片料盒感应 X5C 2#刷头下位
X45 报警声音停用 X51 2#放片料盒感应 X5D 2#吸头平台上位
X46 1#甩头伺服报警 X52 X5E 2#吸头平台下位
X47 2#甩头伺服报警 X53 1#刷头平台上位
X48 1#刷头平移伺服报警 X54 1#刷头平台下位 X60 1#甩头吸盘真空到
X49 1#刷头旋转伺服报警 X55 1#刷头上位 X61 2#甩头吸盘真空到
X4A 2#刷头平移伺服报警 X56 1#刷头下位 X62 机械手真空到
X4B 2#刷头旋转伺服报警 X57 1#吸头平台上位 X63 1#取料盒确认
Y81 1#取料盒状态 Y8C 总进水阀 Y98 2#甩头真空
Y81 机械手升降刹车 Y8D 1#喷水 Y99 1#刷头水气二流体气
Y82 2#取料盒状态 Y8E 2#喷水1 Y9A 2#刷头水气二流体气
Y83 1#放料盒状态 Y8F 1#刷头药水 Y9B 2#刷头药水
Y84 2#放料盒状态 Y90 1#刷头平台下降 Y9C 1#二流体水
Y85 三色灯-黄 Y91 1#刷头下降 Y9D 1#刷头氮气
Y86 三色灯-绿 Y92 1#刷头吸盘上升 Y9E 2#二流体水
Y87 三色灯-红 Y93 2#刷头平台下降 Y9F 2#刷头氮气
Y88 音乐报警器K1 Y94 2#刷头下降
Y89 音乐报警器K2 Y95 2#甩头吸盘上升
Y8A 音乐报警器K3 Y96 机械手真空
Y8B 音乐报警器K4 Y97 1#甩头真
2号刷片旋转电机接线图如图5-7所示；
总供电接线图如图8-11所示。
工作原理：工作时，第一进料载料台组件和第二进料载料台组件将待清洗的晶片送至中央传片机械手组件2上的第二臂207上，旋转电机201带动固定座203自由旋转，从而带动滑轨204自由旋转，气缸202带动滑块205 在滑轨204上往复滑动，从而带动第一臂206和第二臂207的伸缩，将第二臂207上晶片送至第一刷洗组件3和第二刷洗组件4上，第一刷洗组件3通过伺服电机305带动滑块303在真空吸盘301上滑动，从而带动毛刷刷头302 左右移动对晶片进行刷洗，刷片旋转电机309带动毛刷刷头302自转，喷水管306和水气二流喷嘴307给晶片清洗提供清洗液，以此对晶片进行两次清洗，清洗之前可以通过毛刷压力调节杆304来调节毛刷刷头302的对晶片施加的压力，第二刷洗组件4同第一刷洗组件3原理相似，清洗好的晶片再有中央传片机械手组件2送至第一出料载料台7或第二出料载料台组件8上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种全自动晶片刷洗机，包括工作台(1)、中央传片机械手组件(2)、第一刷洗组件(3)、第二刷洗组件(4)、第一进料载台组件(5)、第二进料载台组件(6)、第一出料载台组件(7)和第二出料载台组件(8)，其特征在于：所述中央传片机械手组件(2)设置在工作台(1)的中央，所述第一进料载台组件(5)和第二进料载台组件(6)对称设置在中央传片机械手组件(2)的一侧，所述第一出料载台组件(7)和第二出料载台组件(8)对称设置在中央传片机械手组件(2)的另一侧，所述第一进料载台组件(5)和第一出料载台组件(7)呈对称分布，所述第二进料载台组件(6)和第二出料载台组件(8)呈对称分布，所述第一刷洗组件(3)、第二刷洗组件(4)、第一进料载台组件(5)、第二进料载台组件(6)、第一出料载台组件(7)和第二出料载台组件(8)分别通过螺栓固定在工作台(1)上，所述第一刷洗组件(3)和第二刷洗组件(4)分别设置在中央传片机械手组件(2)的另外两侧，所述第一刷洗组件(3)和第二刷洗组件(4)分别通过螺栓固定在工作台(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种全自动晶片刷洗机，其特征在于：所述中央传片机械手组件(2)包括旋转电机(201)、气缸(202)、固定座(203)、滑轨(204)、滑块(205)、第一臂(206)和第二臂(207)，所述旋转电机(201)通过螺栓固定在固定座(203)的底部，所述旋转电机(201)的输出轴穿过固定座(203)与滑轨(204)通过键连接，所述气缸(202)通过螺栓固定在滑轨(204)的一端，所述气缸(202)的活塞杆与滑块(205)的一侧连接，所述滑块(205)与滑轨(204)滑动连接，所述第一臂(206)通过螺栓固定在滑块(205)的上部，所述第一臂(206)与第二臂(207)卡接并通过螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的一种全自动晶片刷洗机，其特征在于：所述第一刷洗组件(3)包括真空吸盘(301)、毛刷刷头(302)、滑块(303)、毛刷压力调节杆(304)、伺服电机(305)、刷洗喷水管(306)、水气二流喷嘴(307)、刷洗槽(308)、刷片旋转电机(309)、方形槽(310)、丝杆(311)和滑槽(312)，所述方形槽(310)设置在真空吸盘(301)上方，两组所述滑槽(312)对称设置在方形槽(310)的两侧，所述丝杆(311)通过轴承固定在方形槽(310)内，所述滑块(303)与真空吸盘(301)滑动连接，所述毛刷压力调节杆(304)安装在滑块(303)上部，所述毛刷刷头(302)安装在滑块(303)的底部，所述伺服电机(305)的输出轴与丝杆(311)通过键连接，所述丝杆(311)与滑块(303)传动连接，所述刷洗槽(308)设置在真空吸盘(301)的外侧，所述刷洗喷水管(306)设置在刷洗槽(308)的一侧，所述水气二流喷嘴(307)设置在刷洗槽(308)的另一侧，所述水气二流喷嘴(307)与刷洗喷水管(306)连接，所述刷片旋转电机(309)通过螺栓固定在滑块(303)内部，所述刷片旋转电机(309)的输出轴与毛刷刷头(302)通过键连接。
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