CN114192059B - 一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，具备试剂供给机构，设置有多个，试剂混合机构，与多个试剂供给机构均连接；定量配给机构，设置有多个，多个定量配给机构一对一的连接在每一个试剂供给机构与试剂混合机构的连接管路上，定量配给机构包括过量抽取部件、余量排出部件以及定量输出部件；发明利用过量抽取部件从试剂供给机构内抽取大于试剂配比量的化学试剂，通过余量排出单元通过注射器排气泡的原理将过量抽取部件内的部分化学试剂连通混入的空气一起排出以获得固定量的不含空气的化学试剂，再通过定量输出部件用固定量的化学试剂输送至试剂混合机构内进行混液，保证了混液结果的准确性。

Description

一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统。

背景技术

半导体行业需要用到很多的化学溶液,大多属于强酸、强碱或强腐蚀性的溶液。出于安全和生产的需求,往往采用供液系统进行药液的输送或混合后再输送。尤其使用的药液是混合溶液时,需要将多种药液从药液桶或储液桶等中抽取出来送入混合液储存槽中进行药液混合。

然而在实际操作中，当药液桶中液位较低时,各路药液有可能会在抽取药液的过程中吸入空气,使得混液结果不准确,从而导致生产工艺出错。有时为了防止液位较低吸入空气,往往在液位较高时就需更换新药液桶,造成药液的浪费,增加成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，以解决现有技术中药液混合过程中由于空气进入导致混液结构不准确的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，具备：试剂供给机构，设置有多个，每个所述试剂供给机构用于提供一种化学试剂；试剂混合机构，与多个所述试剂供给机构均连接，所述试剂混合机构用于接收自所述试剂供给机构提供的化学试剂并加以混合；定量配给机构，设置有多个，多个所述定量配给机构一对一的连接在每一个所述试剂供给机构与所述试剂混合机构的连接管路上，所述定量配给机构用于将所述试剂供给机构内的化学试剂定量输送至所述试剂混合机构内；其中，所述定量配给机构包括过量抽取部件、余量排出部件以及定量输出部件；所述过量抽取部件与所述试剂供给机构连接，所述过量抽取部件用于定量抽取自所述试剂供给机构提供预设量的化学试剂；所述余量排出部件与所述过量抽取部件连接，所述余量排出部件用于将所述过量抽取部件内部的空气以及部分化学试剂排出；所述定量输出部件连接在所述过量抽取部件以及所述试剂混合机构之间，所述定量输出部件用于将所述过量抽取部件内的剩余化学试剂输送至所述试剂混合机构内；所述过量抽取部件包括存液筒、进液管以及量液结构；所述量液结构设置在所述试剂供给机构的内部，所述试剂供给机构能够自动量取并装载预设量的化学试剂；所述进液管的一端与所述量液结构连接，所述进液管的另一端与所述存液筒连接以使得预设量的化学试剂进入所述存液筒内；所述余量排出部件包括活动塞以及顶动结构；所述活动塞贴壁安装在所述存液筒的内部，所述顶动结构用于驱动所述活动塞上下移动，在所述活动塞向上移动时，所述存液筒的体积缩小以使得所述存液筒内多余的化学试剂排出至所述进液管内；所述定量输出部件包括堵塞和联动杆，所述联动杆包括顺次连接的限位段、嵌位段以及漏液段；在所述活动塞上开设有通孔，所述嵌位段与所述通孔相匹配，所述限位段的直径大于所述通孔的孔径以使得所述限位段卡设在所述活动塞的下端，所述漏液段的端段与所述堵塞连接以使得所述堵塞能够与所述活动塞一同向上移动；在所述堵塞向上移动至封闭所述进液管时，所述活动塞能够沿所述嵌位段滑动至所述漏液段处以使得所述存液筒内的化学试剂进入所述试剂混合机构内。

进一步地，所述量液结构包括量筒和浮力球；所述量筒安装在所述试剂供给机构的内部，在所述量筒的上端开设有进口，所述试剂供给机构的底部通过抽液管路将所述试剂供给机构内的化学试剂抽取至所述进口的正上方，在所述量筒的下端开设有出口，所述出口与所述进液管连接；所述浮力球安装在所述量筒的内部，在所述量筒满载时，所述浮力球能够堵塞所述进口，在所述进液管上开设有定时开启阀以使得所述量筒内的化学试剂定时定量的输送至所述存液筒内。

进一步地，所述漏液段包括杆部，所述杆部的直径与所述通孔的孔径相等，在所述杆部的外周开设有呈半圆柱状的缺口，在所述活动塞移动至所述漏液段时，所述存液筒内的化学试剂能够沿所述缺口进入所述试剂混合机构内。

进一步地，在所述存液筒的内部还安装有卡位板，所述卡位板上布设有密集的透液孔，在所述卡位板的中间位置还开设有孔径供所述漏液段穿过的轴孔，在所述堵塞向下移动至所述卡位板处时，所述活动塞能够沿所述漏液段滑动至所述嵌位段处以使得所述通孔闭合。

进一步地，所述堵塞为弹性体。

进一步地，所述定时开启阀包括阀门板，所述阀门板设置有两块，两块所述阀门板与所述进液管的内壁铰接，所述阀门板的下表面和所述进液管的内壁之间通过弹簧连接，在所述阀门板的下表面连接有拉绳，所述拉绳的端部穿过所述堵塞并与所述活动塞连接。

进一步地，所述拉绳为非弹性体，在所述堵塞上开设有供所述拉绳穿过的孔眼，所述孔眼的内径与所述拉绳的直径相等。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明在利用过量抽取部件从试剂供给机构内抽取大于试剂配比量的化学试剂，然后通过余量排出单元利用注射器向上排气泡的原理将过量抽取部件内的部分化学试剂连通混入的空气一起排出以获得固定量的不含空气的化学试剂，再通过定量输出部件用固定量的化学试剂输送至试剂混合机构内进行混液，保证了混液结果的准确性，从而保证了生产工艺的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供化学试剂混合输送系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供活动塞滑动至漏液段的剖面图；

图3为本发明实施例提供定量配给机构的剖视图。

图中的标号分别表示如下：

10、试剂供给机构；20、试剂混合机构；30、定量配给机构；

31、过量抽取部件；32、余量排出部件；33、定量输出部件；

311、存液筒；312、进液管；313、量筒；314、浮力球；315、阀门板；316、拉绳；317、弹簧；

321、活动塞；322、顶动结构；323、通孔；

331、堵塞；332、限位段；333、嵌位段；334、漏液段；335、卡位板。

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。

如图1所示，本发明提供了一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，具备：

试剂供给机构10，设置有多个，每个所述试剂供给机构10用于提供一种化学试剂；

试剂混合机构20，与多个所述试剂供给机构10均连接，所述试剂混合机构20用于接收自所述试剂供给机构10提供的化学试剂并加以混合；

定量配给机构30，设置有多个，多个所述定量配给机构30一对一的连接在每一个所述试剂供给机构10与所述试剂混合机构20的连接管路上，所述定量配给机构30用于将所述试剂供给机构10内的化学试剂定量输送至所述试剂混合机构20内；

其中，如图3所示，所述定量配给机构30包括过量抽取部件31、余量排出部件32以及定量输出部件33；

所述过量抽取部件31与所述试剂供给机构10连接，所述过量抽取部件31用于定量抽取自所述试剂供给机构10提供预设量的化学试剂；

所述余量排出部件32与所述过量抽取部件31连接，所述余量排出部件32用于将所述过量抽取部件31内部的空气以及部分化学试剂排出；

所述定量输出部件33连接在所述过量抽取部件31以及所述试剂混合机构20之间，所述定量输出部件33用于将所述过量抽取部件31内的剩余化学试剂输送至所述试剂混合机构20内。

基于上述化学试剂混合输送系统的现有结构，本发明实施例的特征之处在于，保证单一成分的化学试剂的体积准确度以使得混合液含量的准确性精确度提高，从而保证了整个生产工艺的稳定性。

具体地本发明实施例的工作原理借用了类似于护士注射时对注射筒内的药液进行排气泡的操作，注射筒以针尖朝上的方式竖起时，由于空气的密度较小，因此注射筒内的空气集中在注射筒的上方，在向上推动活塞的过程中，注射筒内的空气会沿着针管向上排出；在本发明实施例中首先利用过量抽取部件31从试剂供给机构10内抽取大于试剂配比量的化学试剂，然后通过余量排出单元通过注射器排气泡的原理将过量抽取部件31内的部分化学试剂连通混入的空气一起排出以获得固定量的不含空气的化学试剂，在通过定量输出部件33用固定量的化学试剂输送至试剂混合机构20内进行混液。

具体地，所述过量抽取部件31包括存液筒311、进液管312以及量液结构；

所述量液结构设置在所述试剂供给机构10的内部，所述试剂供给机构10能够自动量取并装载预设量的化学试剂；

所述进液管312的一端与所述量液结构连接，所述进液管312的另一端与所述存液筒311连接以使得预设量的化学试剂进入所述存液筒311内。

这里的量液结构包括量筒313和浮力球314；

所述量筒313安装在所述试剂供给机构10的内部，在所述量筒313的上端开设有进口，所述试剂供给机构10的底部通过抽液管路将所述试剂供给机构10内的化学试剂抽取至所述进口的正上方，在所述量筒313的下端开设有出口，所述出口与所述进液管312连接；

所述浮力球314安装在所述量筒313的内部，在所述量筒313满载时，所述浮力球314能够堵塞所述进口，在所述进液管312上开设有定时开启阀，在量筒313内的化学试剂满载时，定时开启阀打开，所述量筒313内的化学试剂定时定量的输送至所述存液筒311内。

虽然在上述操作中，量筒313能够对化学试剂进行定体积的量取，但是化学试剂中可能混有部分空气，因此还需要将该部分空气排出，这里的空气排出借助于余量排出部件32，具体地，所述余量排出部件32包括活动塞321以及顶动结构322；

所述活动塞321贴壁安装在所述存液筒311的内部，所述顶动结构322用于驱动所述活动塞321上下移动，在所述活动塞321向上移动时，由于化学试剂内的气泡密度较小，浮于试剂的表面，因此在活动塞321的推动作用下，所述存液筒311的体积缩小以使得所述存液筒311内多余的化学试剂连通空气一起排出至所述进液管312内。

进一步地，所述定量排出部件包括堵塞331和联动杆，所述联动杆包括顺次连接的限位段332、嵌位段333以及漏液段334；

在所述活动塞321上开设有通孔323，所述嵌位段333与所述通孔323相匹配，所述限位段332的直径大于所述通孔323的孔径以使得所述限位段332卡设在所述活动塞321的下端，所述漏液段334的端段与所述堵塞331连接以使得所述堵塞331能够与所述活动塞321一同向上移动；

在顶动结构322向上推动活动塞321时，由于嵌位段333与通孔323的摩擦力作用，嵌位段333能够和活动塞321一同向上运动从而使得堵塞331能与活动塞321一同向上运动，运动至堵塞331与所述进液管312接触时，由于堵塞331无法继续运动，堵塞331选用弹性结构，此时堵塞331向进液管312方向弯曲发生一定程度的形变，所述活动塞321能够沿所述嵌位段333滑动至所述漏液段334处以使得所述存液筒311内的化学试剂进入所述试剂混合机构20内。

在这里，漏液段334可以是孔径小于嵌位段333的直杆，从而使得活动塞321滑动至漏液段334时可以实现化学试剂由存液筒311进入实际混合机构内，但在本发明实施例中，为了避免在活动塞321滑动至漏液段334时，突然的直径变小会导致堵塞331可以自由下落从而失去对进液管312的堵塞作用；

因此，对漏液段进行了设计，具体地所述漏液段334包括杆部，所述杆部的直径与所述通孔323的孔径相等，在所述杆部的外周开设有呈半圆柱状的缺口，在所述活动塞321移动至所述漏液段334时，所述存液筒311内的化学试剂能够沿所述缺口进入所述试剂混合机构20内。

另外，在所述存液筒311的内部还安装有卡位板335，所述卡位板335上布设有密集的缺口，在所述卡位板335的中间位置还开设有孔径供所述漏液段334穿过的轴孔，在所述堵塞331向下移动至所述卡位板335处时，所述活动塞321能够沿所述漏液段334滑动至所述嵌位段333处以使得所述通孔323闭合，活动塞321回归原位。

本发明实施例中的定时开启阀可以是电磁阀等结构，在本发明中为了节约成本，所述定时开启阀包括阀门板315，所述阀门板315设置有两块，两块所述阀门板315与所述进液管312的内壁铰接，所述阀门板315的下表面和所述进液管312的内壁之间通过弹簧317连接，在所述阀门板315的下表面连接有拉绳316，所述拉绳316的端部穿过所述堵塞331并与所述活动塞321连接。

在这里，所述拉绳316为非弹性体，在所述堵塞331上开设有供所述拉绳316穿过的孔眼，所述孔眼的内径与所述拉绳316的直径相等从而避免孔眼漏液。

本发明实施例用于化学试剂混合输送的单个周期工作过程如下：

首先抽液管路将化学试剂抽取至量筒313内，当量筒313内的化学试剂体积达到预设值时，浮力球314顶住量筒313的进口，实现量筒313内定量液体的量取；

然后利用顶动结构322拉动活动塞321向下移动直至拉绳316被绷直并拽动阀门板315向下打开并释放进液管312，使得量筒313内的化学试剂一次性进入存液筒311内；

再驱动顶动结构322向上推动活动塞321，拉绳316不受到拉力作用后，阀门板315关闭，量筒313和存液筒311之间的连通关系关闭，在顶动机构持续向上推动活动塞321的过程中，堵塞331随同活动塞321一同向上移动，存液筒311内的空气以及少部分的化学试剂向上排出至进液管312内位于阀门板315下端的部分，阀门板315选用能透气但透液的材质，直至堵塞331和进液管312的接触时，无法继续将存液筒311内的化学试剂推入进液管312内；

继续利用顶动结构322推动活动塞321，此时，由于堵塞331选用弹性结构，因此堵塞331的中心处向进液管312方向弯曲发生一定程度的形变，活动塞321在推力作用下能够沿嵌位段333向上滑动至所述漏液段334处以使得存液筒311内的化学试剂沿着漏液段334的缺口进入试剂混合机构内；

最后再推动活动塞321向下移动直至活动塞321和堵塞331之间的距离恢复初始值；

由此完成一个周期的试剂混合。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，其特征在于，具备：

试剂供给机构(10)，设置有多个，每个所述试剂供给机构(10)用于提供一种化学试剂；

试剂混合机构(20)，与多个所述试剂供给机构(10)均连接，所述试剂混合机构(20)用于接收自所述试剂供给机构(10)提供的化学试剂并加以混合；

定量配给机构(30)，设置有多个，多个所述定量配给机构(30)一对一的连接在每一个所述试剂供给机构(10)与所述试剂混合机构(20)的连接管路上，所述定量配给机构(30)用于将所述试剂供给机构(10)内的化学试剂定量输送至所述试剂混合机构(20)内；

其中，所述定量配给机构(30)包括过量抽取部件(31)、余量排出部件(32)以及定量输出部件(33)；

所述过量抽取部件(31)与所述试剂供给机构(10)连接，所述过量抽取部件(31)用于定量抽取自所述试剂供给机构(10)提供预设量的化学试剂；

所述余量排出部件(32)与所述过量抽取部件(31)连接，所述余量排出部件(32)用于将所述过量抽取部件(31)内部的空气以及部分化学试剂排出；

所述定量输出部件(33)连接在所述过量抽取部件(31)以及所述试剂混合机构(20)之间，所述定量输出部件(33)用于将所述过量抽取部件(31)内的剩余化学试剂输送至所述试剂混合机构(20)内；

所述过量抽取部件(31)包括存液筒(311)、进液管(312)以及量液结构；

所述量液结构设置在所述试剂供给机构(10)的内部，所述试剂供给机构(10)能够自动量取并装载预设量的化学试剂；

所述进液管(312)的一端与所述量液结构连接，所述进液管(312)的另一端与所述存液筒(311)连接以使得预设量的化学试剂进入所述存液筒(311)内；

所述余量排出部件(32)包括活动塞(321)以及顶动结构(322)；

所述活动塞(321)贴壁安装在所述存液筒(311)的内部，所述顶动结构(322)用于驱动所述活动塞(321)上下移动，在所述活动塞(321)向上移动时，所述存液筒(311)的体积缩小以使得所述存液筒(311)内多余的化学试剂排出至所述进液管(312)内；

所述定量输出部件(33)包括堵塞(331)和联动杆，所述联动杆包括顺次连接的限位段(332)、嵌位段(333)以及漏液段(334)；

在所述活动塞(321)上开设有通孔(323)，所述嵌位段(333)与所述通孔(323)相匹配，所述限位段(332)的直径大于所述通孔(323)的孔径以使得所述限位段(332)卡设在所述活动塞(321)的下端，所述漏液段(334)的端段与所述堵塞(331)连接以使得所述堵塞(331)能够与所述活动塞(321)一同向上移动；

在所述堵塞(331)向上移动至封闭所述进液管(312)时，所述活动塞(321)能够沿所述嵌位段(333)滑动至所述漏液段(334)处以使得所述存液筒(311)内的化学试剂进入所述试剂混合机构(20)内。

2.根据权利要求1所述的一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，其特征在于，所述量液结构包括量筒(313)和浮力球(314)；

所述量筒(313)安装在所述试剂供给机构(10)的内部，在所述量筒(313)的上端开设有进口，所述试剂供给机构(10)的底部通过抽液管路将所述试剂供给机构(10)内的化学试剂抽取至所述进口的正上方，在所述量筒(313)的下端开设有出口，所述出口与所述进液管(312)连接；

所述浮力球(314)安装在所述量筒(313)的内部，在所述量筒(313)满载时，所述浮力球(314)能够堵塞(331)所述进口，在所述进液管(312)上开设有定时开启阀以使得所述量筒(313)内的化学试剂定时定量的输送至所述存液筒(311)内。

3.根据权利要求2所述的一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，其特征在于，所述漏液段(334)包括杆部，所述杆部的直径与所述通孔(323)的孔径相等，在所述杆部的外周开设有呈半圆柱状的缺口，在所述活动塞(321)移动至所述漏液段(334)时，所述存液筒(311)内的化学试剂能够沿所述缺口进入所述试剂混合机构(20)内。

4.根据权利要求3所述的一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，其特征在于，在所述存液筒(311)的内部还安装有卡位板(335)，所述卡位板(335)上布设有密集的透液孔，在所述卡位板(335)的中间位置还开设有孔径供所述漏液段(334)穿过的轴孔，在所述堵塞(331)向下移动至所述卡位板(335)处时，所述活动塞(321)能够沿所述漏液段(334)滑动至所述嵌位段(333)处以使得所述通孔(323)闭合。

5.根据权利要求4所述的一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，其特征在于，所述堵塞(331)为弹性体。

6.根据权利要求5所述的一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，其特征在于，所述定时开启阀包括阀门板(315)，所述阀门板(315)设置有两块，两块所述阀门板(315)与所述进液管(312)的内壁铰接，所述阀门板(315)的下表面和所述进液管(312)的内壁之间通过弹簧(317)连接，在所述阀门板(315)的下表面连接有拉绳(316)，所述拉绳(316)的端部穿过所述堵塞(331)并与所述活动塞(321)连接。

7.根据权利要求6所述的一种自动排气式半导体化学试剂混合输送系统，其特征在于，所述拉绳(316)为非弹性体，在所述堵塞(331)上开设有供所述拉绳(316)穿过的孔眼，所述孔眼的内径与所述拉绳(316)的直径相等。