CN102820242A - 芯片在线清洗干燥设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片在线清洗干燥设备，包括自动进料机构、喷淋式清洗装置、真空干燥设备、定位台。所述真空干燥设备包括机架，机架的中部设置衔接清洗机的一对托住芯片两侧边水平运动的干燥传送带，干燥传送带之间下方的机架上设置由机械动力控制顶托芯片上下运动的推板，推板的正上方设置带有真空吸盘和红外加热管的第一真空室，第一真空室的一侧设置通过连杆机构与第一真空室活动连接的、具有与第一真空室下端匹配的密封结构的第二真空室，第二真空室对应第一真空室设置密封结构的一侧开设有与芯片对应的真空吸附孔。本发明结构简单、设计巧妙，自动拾取芯片进行喷淋式清洗和真空干燥，在真空环境下对芯片进行热力烘干，保护芯片不受损伤。

Description

芯片在线清洗干燥设备

技术领域

本发明涉及一种用于清洗干燥芯片的机械设备，具体的说是一种用于清洗干燥微生物芯片的机械设备。

背景技术

近年来，微生物技术发展迅猛，微生物芯片被广泛应用于生物、医药等各个领域。微生物芯片的制备过程相当严格，在生产、切割、运输等途中，微生物芯片的表面容易被污染，而微生物芯片作为一种以微米为制备单位的工件，生产中工件须经严格清洗，否则，即使微量污染也会导致最终产品器件的失效。因此，微生物芯片的清洗成为重要的工艺环节，并且此清洗过程都要求很高的洁净度。

清洗的目的在于清除表面污染杂质，包括有机物和无机物。这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于表面。其中，有机污染包括有机溶剂残留、以及人接触器件、工具、器皿带来的油脂或纤维。无机污染包括重金属金、铜、铁、铬等，这些污染物严重影响后期产品检测率；而颗粒污染则包括玻璃渣、塑料颗粒、尘埃、细菌、微生物、有机胶体纤维等，会导致各种缺陷。清除污染的方法包含物理清洗、化学清洗两种模式。

微生物芯片清洗后，为去除表面残留水珠，还需进行干燥操作，现有的干燥操作多借助烘干机进行，但是烘干机以冷风吹干为主，虽然可以去除水珠，但是可能留下水印，不仅影响外观，还可能带来二次污染。更为重要的是，冷风烘干有可能破会芯片上的点样，或者对芯片上的镀膜物质造成破坏。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、干燥效果好、不损坏芯片的芯片在线清洗干燥设备。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

芯片在线清洗干燥设备，包括设置在清洗机后端的真空干燥设备，所述真空干燥设备包括机架，机架的中部设置衔接清洗机的一对托住芯片两侧边水平运动的干燥传送带，干燥传送带之间下方的机架上设置由机械动力控制顶托芯片上下运动的推板，推板的正上方设置带有真空吸盘和红外加热管的第一真空室，第一真空室的一侧设置通过连杆机构与第一真空室活动连接的、具有与第一真空室下端匹配的密封结构的第二真空室，第二真空室对应第一真空室设置密封结构的一侧开设有与芯片对应的真空吸附孔。

本发明的进一步改进在于：所述第二真空室的上部设置与第一真空室配合的密封结构，第一真空室与第二真空室相邻的一侧穿接由伺服电机控制的丝杠，丝杠的两端固定连接两根位于第一真空室外侧的主连杆，两主连杆的外端分别铰接在第二真空室下部的中间位置，丝杠的两端还设置两根位于第一真空室外侧的传送皮带，两传送皮带的外端各连接一固定于第一真空室下部的中间位置的副连杆，两副连杆的外端铰接在第二真空室下部相邻第一真空室的一侧。

本发明的进一步改进在于：所述芯片在线清洗干燥设备还包括若干台后端设置风切机构的喷淋式清洗装置，所述喷淋式清洗装置包括封闭的喷淋柜，喷淋柜内的上部设置一对承载芯片两侧边的喷淋传送带，喷淋柜内的下部设置封闭的第一喷淋液容器，第一喷淋液容器连接出两条由水泵和电磁阀控制的喷淋管路，所述两条喷淋管路分别位于喷淋传送带所承载的芯片的上方和下方并设置对应芯片的喷嘴，喷淋传送带下部设置一上端开口的收集喷淋后的残液的过渡容器，过渡容器通过设置有过滤网的管路连接到第一喷淋液容器。

本发明的进一步改进在于：所述喷淋式清洗装置的喷淋柜内还设置与第一喷淋液容器并联设置在过渡容器下方的用于切换喷淋液的第二喷淋液容器。

本发明进一步改进在于：所述风切机构包括封闭的风切柜，风切柜内设置一对运输芯片的风切传送带，风切传送带的上方设置连接有若干风切风机的第一风室，第一风室通过进风管道与位于风切传送带下方的第二风室连通，所述进风管道上设置减压阀，第一风室对应风切风机处设置有风切过滤网，所述第一风室和第二风室对应风切传送带的位置设置互相对应的位于风切传送带的垂直面内与芯片成一定角度的切向出风口。

本发明的进一步改进在于：所述芯片在线清洗干燥设备还包括位于清洗线末端的对芯片进行定位的定位台，所述定位台包括支架，支架的下面设置与芯片尺寸对应的由提升气缸推动做上下运动的提升台面，支架的上表面设置环绕提升台面的定位机构，所述定位机构包括两个相邻的垂直固定在支架上表面的固定挡板，还包括两个相对固定挡板设置的由动力气缸驱动推动芯片运动的活动挡片。

本发明的进一步改进在于：所述芯片在线清洗干燥设备包括顺次设置的盛装化学溶液的喷淋式清洗装置、盛装去离子水的喷淋式清洗装置、盛装纯水的喷淋式清洗装置、盛装高纯水的喷淋式清洗装置、真空干燥设备、定位台。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明设计的芯片在线清洗干燥设备，结构简单、设计巧妙，不用借助人力，自动拾取芯片进行喷淋式清洗和真空干燥，而且所述操作都在封闭密封的结构内进行，避免二次污染，针对芯片的特殊材质设计在真空环境下，热力烘干，保护芯片并达到高质量的干燥效果，本发明极大程度的实现了生产操作的自动化和管理水平的现代化。

所述真空干燥设备的干燥传送带接收芯片后，由推板顶住芯片向上运动，到达第一真空室下方，芯片被真空吸盘吸附。控制伺服电机，第二真空室运动到第一真空室下方，与第一真空室密封，并且第二真空室的真空吸附孔对着真空吸盘。真空吸盘释放芯片到第二真空室，控制连接第二真空室的真空泵抽真空，第二真空室的真空吸附孔吸附芯片，随后控制连接第一真空室的真空泵抽真空，红外加热管加热。干燥完成后，第二真空室与第一真空室的真空泵均停止工作，释放真空，第一真空室的真空吸盘拾取芯片，随后控制伺服电机使第二真空室复位，第一真空室下方的推板向上运动，真空吸盘释放芯片给推板，推板随后向下运动将芯片传递给干燥传送带，已进行后续的定位工艺。所述真空干燥设备针对芯片材质的特点，借助热力干燥，所述真空吸附孔吸附住芯片，避免在第一真空室抽真空时发生变形，利用红外加热管加热方便快捷，且不对芯片造成损伤和污染。本发明利用真空状态，降低大气压，降低水的的沸点，加热达到干燥，这样做保护了芯片上的点样的同时，镀膜物质也不被破坏。

所述定位台首先借助提升台面将芯片提升定位机构的水平面上，然后以两个相邻的固定挡板为基准，操作两个活动挡片定位芯片，方便后续工艺中拾取芯片的操作。

所述喷淋式清洗装置为封闭式结构，保证喷淋时不受污染。设置的喷淋传送带托住芯片的两个侧边，借助上下两条喷淋管路对芯片的上方和下方进行喷淋冲洗，清洗过程简单，借助水泵和电磁阀控制清洗压力和水量，达到芯片的清洗要求。喷淋后的残液流入过渡容器后经过滤网过滤可重复使用，节约能源。设置检测第一喷淋液容器和第二喷淋液容器内喷淋液情况的检测装置，当第一喷淋液容器内的喷淋液不可再用时，可切换到第二喷淋液容器，更换第一喷淋液容器，可以实现连续清洗，不间断工作。所述风切机构的高压风经过风切过滤网进入第一风室，一部分高压风沿第一风室的出风口吹出，形成的风刀以一定角度冲击盖板，另一部分高压风沿进风管道经过减压阀从第二风室的出风口吹出，形成风刀对芯片的背面进行风干，风力均匀恒定，去除残留在芯片表面的液体及部分污染物。并且设置第一风室的风压大于第二风室的风压，防止芯片被吹起。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明的真空干燥设备的结构示意图；

图3是本发明的真空干燥设备的连杆机构的结构示意图；

图4是本发明的真空干燥设备的剖视图；

图5是本发明的喷淋柜的内部结构示意图；

图6是本发明的风切机构的结构示意图；

图7是图6的右视图；

图8是本发明的自动送料机构的结构示意图；

图9是本发明的定位台的结构示意图。

其中，1、机架，2、干燥传送带，3、推力气缸，4、推板，5、第一真空室，6、第二真空室，7、真空吸盘，8、红外加热管，9、真空吸附孔，101、伺服电机，102、丝杠，103、主连杆，104、传送皮带，105、副连杆，

21、第一喷淋液容器，22、第二喷淋液容器，23、过渡容器，24、喷淋传送带，25、过滤网，26、电磁阀，27、水泵，28、喷淋管路，29、喷嘴，

31、风切柜，32、风切传送带，33、风切风机，34、第一风室，35、第二风室，36、进风管道，37、减压阀，38、风切过滤网，39、切向出风口，

41、支撑架，42、卡槽，43、输送带，

51、支架，52、提升台面，53、提升气缸，54、固定挡板，55、活动挡片，56、动力气缸，

A、自动送料机构，B、真空干燥设备，C、风切机构，D、喷淋柜，E、定位台，F、芯片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

芯片在线清洗干燥设备，包括自动进料机构A、喷淋式清洗装置、真空干燥设备B、定位台E。

所述自动送料机构A设置在第一台在线清洗干燥设备的前端，如图1和图8所示，自动送料机构A衔接在喷淋式清洗装置的前端，由支撑架41支撑一对与喷淋式清洗装置内的喷淋传送带为一体或者分体的双链式输送带43，输送带43的外侧设置固定的卡槽42，卡槽42的尺寸与芯片尺寸对应，用于对放置其上的芯片F进行初步定位。

所述喷淋式清洗装置如图5～7所示，包括喷淋柜D和风切机构C两部分。

所述喷淋柜D如图5所示，喷淋柜D内的上部设置一对喷淋传送带24，两条喷淋传送带24分别托住芯片F的一个侧边，芯片中心部分的正反两面都不与喷淋传送带接触。喷淋柜D的中部两条喷淋传送带24的下方设置一个上端开口的过渡容器23，过渡容器23的下面设置封闭的第一喷淋液容器21和第二喷淋液容器22。过渡容器23下面连接一条带有过滤网25的管路，该管路分为两条支路，分别连接第一喷淋液容器21和第二喷淋液容器22。所述管路和两条支路上都设置电磁阀26。所述第一喷淋液容器21和第二喷淋液容器22还都连接出一条出液管路，各出液管路上也设置电磁阀26，出液管路汇总为一条设置有水泵27的总管路，总管路在喷淋传送带24处分支为两条喷淋管路28，两条喷淋管路28分别位于喷淋传送带24所承载的芯片F的上方和下方，并且两条喷淋管路28上也设置电磁阀26。所述第一喷淋液容器和第二喷淋液容器设置检测喷淋液情况的检测装置。工作时，第一喷淋液容器21内的喷淋液由电磁阀26和水泵27控制输送到喷淋管路28，喷淋管路的喷嘴29对芯片的正反两面进行冲洗，冲洗后的残留喷淋液流入过渡容器23，过渡容器23内的残液经过过滤网25过滤后回流到第一喷淋液容器21内。当检测装置检测到第一喷淋液容器21内的喷淋液不可再用时，电磁阀26控制出液管路切换到第二喷淋液容器22，更换第一喷淋液容器21，可以实现连续清洗，不间断工作。

所述风切机构C如图6和图7所示，风切机构C用于对喷淋后的芯片进行冷风干燥，去除表面喷淋液。包括封闭的风切柜31，风切柜31内设置一对衔接喷淋传送带运输来的芯片的风切传送带32。风切传送带32与喷淋传送带24结构一样。风切传送带32的上方设置连接有若干风切风机33的第一风室34，第一风室34对应风切风机处设置有风切过滤网38，出风稳定。风切传送带32下方设置第二风室35，第一风室34通过进风管道36与第二风室35连通，所述进风管道36上设置减压阀37，保证第一风室34内的风压大于第二风室35的风压。所述第一风室34和第二风室35对应风切传送带32的位置设置互相对应的切向出风口39，如图7所示，所述切向出风口39位于风切传送带的垂直面内，并与芯片成60度夹角。

所述真空干燥设备B如图2～4所示，包括机架1，机架1的中部设置衔接喷淋式清洗装置的一对干燥传送带2，干燥传送带2采取双链式结构，分别托住芯片F两侧边水平运动。如图4所示，干燥传送带2之间下方的机架1上设置一个推力气缸3，推力气缸3的上部连接一推板4，推板4的宽度小于干燥传送带2之间的间距。推板4的正上方设置第一真空室5，第一真空室5内设置由真空泵控制的对应吸附芯片的真空吸盘7，第一真空室5内还设置有红外加热管8。如图2所示，第一真空室5的一侧设置通过连杆机构活动连接第二真空室6。第二真空室6上部具有与第一真空室5下端匹配的密封结构，第二真空室6的上表面还开设有与芯片F对应的真空吸附孔9。所述连杆机构如图3所示，第一真空室5与第二真空室6相邻的一侧穿接由伺服电机101控制的丝杠102，丝杠102的两端固定连接两根位于第一真空室5外侧的主连杆103，两主连杆103的外端分别铰接在第二真空室6下部的中间位置，丝杠102的两端还设置两根位于第一真空室5外侧的传送皮带104，两传送皮带104的外端各连接一固定于第一真空室5下部的中间位置的副连杆105，两副连杆105的外端铰接在第二真空室6下部相邻第一真空室5的一侧。开启伺服电机101，丝杠102旋转，带动主连杆103以丝杠102为轴顺时针旋转，同时传送皮带104也顺时针转动，带动副连杆105以与第一真空室5的连接处为轴同步顺时针旋转，从而带动第二真空室6顺时针弧形旋转到第一真空室5下方，并与第一真空室5扣合为密封结构。

所述定位台E设置在生产线的后端，如图7所示。所述定位台E包括支架51，支架51的下面设置与芯片尺寸对应的提升台面52，提升台面52接受从上一个设备传递来的芯片F。提升台面52的下端连接固定在支架51上的提升气缸53，提升气缸53推动提升台面52做上下运动，从而运输提升台面52上的芯片F向上或者向下运动。支架51的上表面设置环绕提升台面52的定位机构。所述定位机构包括两个相邻设置的固定挡板54，固定挡板54垂直固定在支架的上表面。两个固定挡板54的对面设置活动挡片55，活动挡片由安装在活动挡片55后面的动力气缸56驱动向着或者背离固定挡板54运动。

本发明中由于设置了规格统一，互相衔接的传送带，喷淋式清洗装置的数量可以做适当的调整，并根据清洗要求对其中的清洗液体做改变，如图1所示的一种实施例，包括顺次设置的自动送料机构、盛装化学药品的喷淋式清洗装置、盛装去离子水的喷淋式清洗装置、盛装纯水的喷淋式清洗装置、盛装超纯水的喷淋式清洗装置、真空干燥设备、定位台。但是值得指出的是，实际生产中并非本说明书中列举的此一种实施例而且在实际操作中，应该对所述的包括过滤网、风切过滤网等过滤装置，连同清洗液体等都做定期的检测和更换。

Claims (7)

1.芯片在线清洗干燥设备，其特征在于：包括设置在清洗机后端的真空干燥设备，所述真空干燥设备(B)包括机架(1)，机架(1)的中部设置衔接清洗机的一对托住芯片(F)两侧边水平运动的干燥传送带(2)，干燥传送带(2)之间下方的机架(1)上设置由机械动力控制顶托芯片(F)上下运动的推板(4)，推板(4)的正上方设置带有真空吸盘(7)和红外加热管(8)的第一真空室(5)，第一真空室(5)的一侧设置通过连杆机构与第一真空室(5)活动连接的、具有与第一真空室(5)下端匹配的密封结构的第二真空室(6)，第二真空室(6)对应第一真空室(5)设置密封结构的一侧开设有与芯片(F)对应的真空吸附孔(9)。

2.根据权利要求1所述的芯片在线清洗干燥设备，其特征在于：所述第二真空室(6)的上部设置与第一真空室(5)配合的密封结构，第一真空室(5)与第二真空室(6)相邻的一侧穿接由伺服电机(101)控制的丝杠(102)，丝杠(102)的两端固定连接两根位于第一真空室(5)外侧的主连杆(103)，两主连杆(103)的外端分别铰接在第二真空室(6)下部的中间位置，丝杠(102)的两端还设置两根位于第一真空室(5)外侧的传送皮带(104)，两传送皮带(104)的外端各连接一固定于第一真空室(5)下部的中间位置的副连杆(105)，两副连杆(105)的外端铰接在第二真空室(6)下部相邻第一真空室(5)的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的芯片在线清洗干燥设备，其特征在于：所述芯片在线清洗干燥设备还包括若干台后端设置风切机构(C)的喷淋式清洗装置，所述喷淋式清洗装置包括封闭的喷淋柜(D)，喷淋柜(D)内的上部设置一对承载芯片两侧边的喷淋传送带(24)，喷淋柜(D)内的下部设置封闭的第一喷淋液容器(21)，第一喷淋液容器(21)连接出两条由水泵(27)和电磁阀(26)控制的喷淋管路(28)，所述两条喷淋管路(28)分别位于喷淋传送带(24)所承载的芯片(F)的上方和下方并设置对应芯片(F)的喷嘴(29)，喷淋传送带(24)下部设置一上端开口的收集喷淋后的残液的过渡容器(23)，过渡容器(23)通过设置有过滤网(25)的管路连接到第一喷淋液容器(21)。

4.根据权利要求3所述的芯片在线清洗干燥设备，其特征在于：所述喷淋式清洗装置的喷淋柜(D)内还设置与第一喷淋液容器(21)并联设置在过渡容器(23)下方的用于切换喷淋液的第二喷淋液容器(22)。

5.根据权利要求3所述的芯片在线清洗干燥设备，其特征在于：所述风切机构(C)包括封闭的风切柜(31)，风切柜(31)内设置一对运输芯片(F)的风切传送带(32)，风切传送带(32)的上方设置连接有若干风切风机(33)的第一风室(34)，第一风室(34)通过进风管道(36)与位于风切传送带(32)下方的第二风室(35)连通，所述进风管道(36)上设置减压阀(37)，第一风室(34)对应风切风机(33)处设置有风切过滤网(38)，所述第一风室(34)和第二风室(35)对应风切传送带(32)的位置设置互相对应的位于风切传送带(32)的垂直面内与芯片(F)成一定角度的切向出风口(39)。

6.根据权利要求1或2所述的芯片在线清洗干燥设备，其特征在于：所述芯片在线清洗干燥设备还包括位于清洗线末端的对芯片进行定位的定位台(E)，所述定位台(E)包括支架(51)，支架(51)的下面设置与芯片(F)尺寸对应的由提升气缸(53)推动做上下运动的提升台面(52)，支架(51)的上表面设置环绕提升台面(52)的定位机构，所述定位机构包括两个相邻的垂直固定在支架(51)上表面的固定挡板(54)，还包括两个相对固定挡板(54)设置的由动力气缸(56)驱动推动芯片(F)运动的活动挡片(55)。

7.根据权利要求1或2所述的芯片在线清洗干燥设备，其特征在于：所述芯片在线清洗干燥设备包括顺次设置的盛装化学溶液的喷淋式清洗装置、盛装去离子水的喷淋式清洗装置、盛装纯水的喷淋式清洗装置、盛装高纯水的喷淋式清洗装置、真空干燥设备、定位台。

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