CN114473808A - 一种计算机控制的化学机械抛光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计算机控制的化学机械抛光装置，包括底座，所述底座上端固定连接有液压油缸，所述液压油缸活动端固定连接有安装板，所述安装板上端固定连接有抛光垫，所述底座上端固定连接有U型架，所述U型架内顶部固定连接有电机，所述电机输出端固定连接有圆盘，所述圆盘上安装有固定机构，所述固定机构包括对称固定连接在圆盘下端的多个固定轴，多个所述固定轴下端均固定连接有固定块，所述固定块下端开设有固定槽，所述固定槽内壁对称开设有两个滑槽，两个所述滑槽内壁滑动连接有两个固定杆。本发明中的清洁机构可以快速的将工件表面残留的抛光液和金属污染物清理掉，大大降低了工人的劳动的强度，提高的化学抛光的效率。

Description

一种计算机控制的化学机械抛光装置

技术领域

本发明涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种计算机控制的化学机械抛光装置。

背景技术

化学机械抛光又称化学机械平坦化，是半导体器件制造工艺中的一种技术，是将待抛光工件在一定的下压力及抛光液的存在下相对于一个抛光垫作旋转运动,借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面的材料去除,并获得光洁表面。

现有的计算机控制的化学机械抛光装置在对工件抛光过后，工件表面会残留有大量的抛光液和金属污染物，后续还需要工人对工件表面的抛光液和金属污染物进行清理，比较麻烦，十分的费时费力，大大增加了工人的劳动强度，另外，现有的计算机控制的化学机械抛光装置一次只能对一个工件进行抛光，抛光效率比较低下。

基于此，我们提出一种计算机控制的化学机械抛光装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种计算机控制的化学机械抛光装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种计算机控制的化学机械抛光装置，包括底座，所述底座上端固定连接有液压油缸，所述液压油缸活动端固定连接有安装板，所述安装板上端固定连接有抛光垫，所述底座上端固定连接有U型架，所述U型架内顶部固定连接有电机，所述电机输出端固定连接有圆盘，所述圆盘上安装有固定机构，所述固定机构包括对称固定连接在圆盘下端的多个固定轴，多个所述固定轴下端均固定连接有固定块，所述固定块下端开设有固定槽，所述固定槽内壁对称开设有两个滑槽，两个所述滑槽内壁滑动连接有两个固定杆，两个所述固定杆相互靠近的侧壁均固定连接有固定板，两个所述滑槽内壁均固定连接有第一气囊，所述第一气囊另一端与固定杆固定连接，所述第一气囊内壁固定连接有第一弹簧，所述第一气囊内填充有电流变液，且所述电流变液与电机电性连接，所述底座上安装有清洁机构。

优选地，所述清洁机构包括开设在底座上端的第一槽，所述第一槽内壁滑动连接有安装杆，所述安装杆侧壁固定连接有清洁板，所述清洁板内开设有进气槽，所述进气槽内壁开设有多个吸尘孔。

优选地，所述U型架上安装有散热机构，所述散热机构包括开设在U型架内壁的第二槽，所述第二槽内壁滑动连接有滑块，所述第二槽内底部固定连接有第二气囊，所述第二气囊上端与滑块固定连接，所述第二气囊侧壁固定连接有进气管，所述电机侧壁固定连接有散热管，所述第二气囊通过供气管与散热管连通。

优选地，所述清洁机构还包括固定连接在底座下端的集尘箱，所述进气槽通过出气管与散热管连通，所述进气槽通过排尘管与集尘箱连通。

优选地，所述U型架上安装有第一驱动机构，所述第一驱动机构包括转动连接在U型架内顶部的往复丝杠，所述往复丝杠下端与底座上端转动连接，所述往复丝杠侧壁与滑块螺纹连接，所述往复丝杠侧壁固定连接有第一齿轮，所述圆盘侧壁固定连接有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接。

优选地，所述底座上安装有第二驱动机构，所述第二驱动机构包括开设在底座内的第三槽，所述第三槽内壁密封滑动连接有导电滑块，所述第三槽内壁固定连接有导电条，所述第一槽内壁固定连接有导电弹簧，所述导电弹簧另一端与安装杆侧壁固定连接，且所述导电弹簧与导电条电性连接。

优选地，所述第二驱动机构还包括固定连接在第三槽内壁的第二弹簧，所述第二弹簧另一端与导电滑块固定连接，所述底座上端固定连接有第三气囊，所述第三气囊上端与安装板下端固定连接，所述第三气囊侧壁固定连接有吸气管，所述第三气囊通过泵气管与第三槽连通。

优选地，所述第三槽靠近第二弹簧的内壁开设有泄气口，所述泄气口内壁安装有电磁阀，且所述电磁阀与电机电性连接。

优选地，所述进气管、供气管、排尘管、吸气管和泵气管内壁均安装有单向阀。

本发明具有以下有益效果：

1、通过设置清洁机构，可以快速的将工件表面残留的抛光液和金属污染物清理掉，大大降低了工人的劳动的强度，提高的化学抛光的效率；

2、通过设置多个固定轴和固定块，可以同时对多个工件进行固定，使得整个装置能够同时对多个工件进行化学抛光，进一步提升抛光的效率；

3、通过设置散热机构和第一驱动机构，可以将冷气泵入到散热管内，对电机进行散热，避免电机在持续的运行状态下，内部温度过高，使得电机内部零件损坏，降低电机的使用寿命。

4、通过设置电流变液，电机通电转动会同步为电流变液通电，电流变液通电后会由液态转变为固态，使得固定板能够稳定的保持对工件的夹紧状态，避免工件在转动摩擦过程中，第一弹簧伸缩，使得对工件的夹紧固定不稳定。

附图说明

图1为本发明提出的一种计算机控制的化学机械抛光装置的结构示意图；

图2为图1中A-A向结构的剖视示意图；

图3为图1中圆盘的结构示意图；

图4为图1中的B处结构放大示意图；

图5为图1中的C处结构放大示意图。

图中：1底座、2液压油缸、3安装板、4抛光垫、5U型架、6电机、7圆盘、8固定轴、9固定块、10固定槽、11滑槽、12固定杆、13固定板、14第一气囊、15第一弹簧、16第一槽、17安装杆、18清洁板、19进气槽、20吸尘孔、21第二槽、22滑块、23第二气囊、24进气管、25散热管、26供气管、27集尘箱、28出气管、29排尘管、30往复丝杠、31第一齿轮、32第二齿轮、33第三槽、34导电滑块、35导电条、36导电弹簧、37第二弹簧、38第三气囊、39吸气管、40泵气管、41泄气口。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1-5，一种计算机控制的化学机械抛光装置，包括底座1，底座1下端对称固定连接有支撑柱，且支撑柱下端均通过膨胀螺钉与地面固定连接，底座1上端固定连接有液压油缸2，液压油缸2活动端固定连接有安装板3，安装板3上端固定连接有抛光垫4，需要说明的是，底座1上端还安装有喷淋装置，通过喷淋装置可以对抛光垫4表面均匀的喷洒抛光液，为现有技术，底座1上端固定连接有U型架5，U型架5内顶部固定连接有电机6，电机6输出端固定连接有圆盘7，圆盘7上安装有固定机构，固定机构包括对称固定连接在圆盘7下端的多个固定轴8，需要说明的是，多个固定轴8以圆盘7的圆心为轴心对称分布，多个固定轴8下端均固定连接有固定块9，固定块9下端开设有固定槽10，固定槽10内壁对称开设有两个滑槽11，两个滑槽11内壁滑动连接有两个固定杆12，两个固定杆12相互靠近的侧壁均固定连接有固定板13，两个滑槽11内壁均固定连接有第一气囊14，第一气囊14另一端与固定杆12固定连接，第一气囊14内壁固定连接有第一弹簧15，需要说明的是，第一弹簧15的劲度系数较大，在第一弹簧15的作用下，两个固定板13可以对工件进行有效的夹紧固定，第一气囊14内填充有电流变液，且电流变液与电机6电性连接，需要说明的是，电流变液在通常条件下是一种悬浮液，它在电场的作用下可发生液体到固体的转变，为现有技术，底座1上安装有清洁机构。

清洁机构包括开设在底座1上端的第一槽16，第一槽16内壁滑动连接有安装杆17，安装杆17侧壁固定连接有清洁板18，清洁板18内开设有进气槽19，进气槽19内壁开设有多个吸尘孔20。

U型架5上安装有散热机构，散热机构包括开设在U型架5内壁的第二槽21，第二槽21内壁滑动连接有滑块22，第二槽21内底部固定连接有第二气囊23，第二气囊23上端与滑块22固定连接，第二气囊23侧壁固定连接有进气管24，需要说明的是，进气管24另一端与外部储存有冷气的设备连接，电机6侧壁固定连接有散热管25，需要说明的是，散热管25呈螺旋形状，可以增加冷气在散热管25内的行程，带走更多的热量，提升散热效果，第二气囊23通过供气管26与散热管25连通。

清洁机构还包括固定连接在底座1下端的集尘箱27，进气槽19通过出气管28与散热管25连通，进气槽19通过排尘管29与集尘箱27连通。

U型架5上安装有第一驱动机构，第一驱动机构包括转动连接在U型架5内顶部的往复丝杠30，往复丝杠30下端与底座1上端转动连接，往复丝杠30侧壁与滑块22螺纹连接，需要说明的是，滑块22侧壁与第二槽21内壁相抵，使得滑块22不会产生自转，往复丝杠30侧壁固定连接有第一齿轮31，圆盘7侧壁固定连接有第二齿轮32，第一齿轮31与第二齿轮32啮合连接，需要说明的是，第二齿轮32的直径远远大于第一齿轮31的直径，使得第一齿轮31的转速远大于第二齿轮32的转速，进而第一齿轮31可以带动往复丝杠30快速转动，使得滑块22在第二槽21内壁快速往复滑动挤压拉伸第二气囊23，第二气囊23会快速的进行吸气和泵气，使得冷气在散热管25和进气槽19内都具有非常快的流速。

底座1上安装有第二驱动机构，第二驱动机构包括开设在底座1内的第三槽33，第三槽33内壁密封滑动连接有导电滑块34，第三槽33内壁固定连接有导电条35，第一槽16内壁固定连接有导电弹簧36，导电弹簧36另一端与安装杆17侧壁固定连接，且导电弹簧36与导电条35电性连接。

第二驱动机构还包括固定连接在第三槽33内壁的第二弹簧37，第二弹簧37另一端与导电滑块34固定连接，需要说明的是，第二弹簧37侧壁套设有绝缘套，起到很好的绝缘作用，底座1上端固定连接有第三气囊38，第三气囊38上端与安装板3下端固定连接，第三气囊38侧壁固定连接有吸气管39，第三气囊38通过泵气管40与第三槽33连通。

需要说明的是，第三槽33靠近导电条35的内壁开设有通孔，当导电滑块34在第三槽33内壁密封滑动时，通孔可以平衡第三槽33内的压强变化。

第三槽33靠近第二弹簧37的内壁开设有泄气口41，泄气口41内壁安装有电磁阀，且电磁阀与电机6电性连接，需要说明的是，电磁阀通电关闭，断电开启。

进气管24、供气管26、排尘管29、吸气管39和泵气管40内壁均安装有单向阀，需要说明的是，进气管24内壁安装的单向阀只允许外部储存设备内的冷气进入到第二气囊23内，供气管26内壁安装的单向阀只允许第二气囊23内的冷气进入到散热管25内，排尘管29内壁安装的单向阀只允许进气槽19内的空气、抛光液和金属污染物进入到集尘箱27内，吸气管39内壁安装的单向阀只允许外界的空气进入第三气囊38内，泵气管40内壁安装的单向阀只允许第三气囊38内的空气进入第三槽33内。

本发明中，首先将多个工件分别放入到多个固定槽10内，在第一弹簧15的作用下，固定板13会对工件进行夹紧固定，然后向抛光垫4上均匀的喷洒一定量的抛光液，接着驱动液压油缸2伸长，带动安装板3向上移动，进而带动抛光垫4向上移动，使得抛光垫4上端与工件的下表面贴合，安装板3向上移动的同时会同步拉伸第三气囊38，外界的空气会通过吸气管39被吸入到第三气囊38内储存，接着给电机6通电，驱动电机6转动，此时第一气囊14内的电流变液和泄气口41内壁安装的电磁阀会同步通电，电流变液通电后会由液态转变为固态，使得固定板13能够稳定的保持对工件的夹紧，并且电磁阀通电处于关闭状态；

电机6转动会带动圆盘7转动，进而带动多个固定块9转动，带动多个被固定的工件转动，使得工件的下表面与抛光垫4之间产生摩擦，在抛光液和摩擦的作用下，对工件表面进行化学抛光，并且圆盘7转动会同步带动第二齿轮32转动，带动第一齿轮31转动，进而带动往复丝杠30转动，往复丝杠30转动会带动滑块22在第二槽21内壁上下滑动，滑块22会不断的挤压和拉伸第二气囊23，外部储存有冷气的设备内的冷气会通过进气管24不断的被吸入到第二气囊23内，然后第二气囊23内的冷气会通过供气管26不断的被挤入到散热管25内，冷气在散热管25内流动，会对电机6进行散热，避免电机6过热，使得电机6内部零件烧毁，降低电机6的使用寿命；

当工件抛光结束后，首先驱动液压油缸2缩短，带动安装板3向下移动，进而带动抛光垫4向下移动进行复位，当安装板3向下移动时，会对第三气囊38进行挤压，第三气囊38内储存的空气会通过泵气管40不断的被挤入到第三槽33内，随着第三槽33内的空气越来越多，压力会越来越大，使得导电滑块34在第三槽33内不断向右滑动，直至导电滑块34与导电条35接触，电流回路接通，此时导电弹簧36收缩，带动安装杆17在第一槽16内壁滑动，带动清洁板18移动，使得清洁板18移动到工件的正下方，此时电机6仍处于通电转动的状态，第二气囊23会在滑块22的作用下不断的对散热管25内进行泵气，接着散热管25内的冷气会通过出气管28进入到进气槽19内，冷气在进气槽19内快速流动，会使的进气槽19内产生负压，进入工件表面残留的抛光液和金属污染物会通过吸尘孔20被吸入到进气槽19内，随着冷气通过排尘管29进入到集尘箱27内，从而对抛光完的工件表面残留的抛光液和金属污染物进行清理；

清理完成后，给电机6断电，电机6停止转动，此时泄气口41内壁安装的电磁阀和电流变液均断电开启，电磁阀断电会开启，第三槽33内的空气会通过泄气口41排出，第三槽33内的压力会越来越小，导电滑块34在第二弹簧37的作用下会向左滑动，使得导电滑块34不再与导电条35接触，电流回路断开，导电弹簧36会断电伸长，带动安装杆17在第一槽16内壁滑动，使得清洁板18复位，电力变液断电会由固态转变为液态，此时便可以将抛光好的工件从固定槽10内取出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种计算机控制的化学机械抛光装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)上端固定连接有液压油缸(2)，所述液压油缸(2)活动端固定连接有安装板(3)，所述安装板(3)上端固定连接有抛光垫(4)，所述底座(1)上端固定连接有U型架(5)，所述U型架(5)内顶部固定连接有电机(6)，所述电机(6)输出端固定连接有圆盘(7)，所述圆盘(7)上安装有固定机构，所述固定机构包括对称固定连接在圆盘(7)下端的多个固定轴(8)，多个所述固定轴(8)下端均固定连接有固定块(9)，所述固定块(9)下端开设有固定槽(10)，所述固定槽(10)内壁对称开设有两个滑槽(11)，两个所述滑槽(11)内壁滑动连接有两个固定杆(12)，两个所述固定杆(12)相互靠近的侧壁均固定连接有固定板(13)，两个所述滑槽(11)内壁均固定连接有第一气囊(14)，所述第一气囊(14)另一端与固定杆(12)固定连接，所述第一气囊(14)内壁固定连接有第一弹簧(15)，所述第一气囊(14)内填充有电流变液，且所述电流变液与电机(6)电性连接，所述底座(1)上安装有清洁机构。

2.根据权利要求1所述的一种计算机控制的化学机械抛光装置，其特征在于，所述清洁机构包括开设在底座(1)上端的第一槽(16)，所述第一槽(16)内壁滑动连接有安装杆(17)，所述安装杆(17)侧壁固定连接有清洁板(18)，所述清洁板(18)内开设有进气槽(19)，所述进气槽(19)内壁开设有多个吸尘孔(20)。

3.根据权利要求2所述的一种计算机控制的化学机械抛光装置，其特征在于，所述U型架(5)上安装有散热机构，所述散热机构包括开设在U型架(5)内壁的第二槽(21)，所述第二槽(21)内壁滑动连接有滑块(22)，所述第二槽(21)内底部固定连接有第二气囊(23)，所述第二气囊(23)上端与滑块(22)固定连接，所述第二气囊(23)侧壁固定连接有进气管(24)，所述电机(6)侧壁固定连接有散热管(25)，所述第二气囊(23)通过供气管(26)与散热管(25)连通。

4.根据权利要求3所述的一种计算机控制的化学机械抛光装置，其特征在于，所述清洁机构还包括固定连接在底座(1)下端的集尘箱(27)，所述进气槽(19)通过出气管(28)与散热管(25)连通，所述进气槽(19)通过排尘管(29)与集尘箱(27)连通。

5.根据权利要求4所述的一种计算机控制的化学机械抛光装置，其特征在于，所述U型架(5)上安装有第一驱动机构，所述第一驱动机构包括转动连接在U型架(5)内顶部的往复丝杠(30)，所述往复丝杠(30)下端与底座(1)上端转动连接，所述往复丝杠(30)侧壁与滑块(22)螺纹连接，所述往复丝杠(30)侧壁固定连接有第一齿轮(31)，所述圆盘(7)侧壁固定连接有第二齿轮(32)，所述第一齿轮(31)与第二齿轮(32)啮合连接。

6.根据权利要求5所述的一种计算机控制的化学机械抛光装置，其特征在于，所述底座(1)上安装有第二驱动机构，所述第二驱动机构包括开设在底座(1)内的第三槽(33)，所述第三槽(33)内壁密封滑动连接有导电滑块(34)，所述第三槽(33)内壁固定连接有导电条(35)，所述第一槽(16)内壁固定连接有导电弹簧(36)，所述导电弹簧(36)另一端与安装杆(17)侧壁固定连接，且所述导电弹簧(36)与导电条(35)电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种计算机控制的化学机械抛光装置，其特征在于，所述第二驱动机构还包括固定连接在第三槽(33)内壁的第二弹簧(37)，所述第二弹簧(37)另一端与导电滑块(34)固定连接，所述底座(1)上端固定连接有第三气囊(38)，所述第三气囊(38)上端与安装板(3)下端固定连接，所述第三气囊(38)侧壁固定连接有吸气管(39)，所述第三气囊(38)通过泵气管(40)与第三槽(33)连通。

8.根据权利要求7所述的一种计算机控制的化学机械抛光装置，其特征在于，所述第三槽(33)靠近第二弹簧(37)的内壁开设有泄气口(41)，所述泄气口(41)内壁安装有电磁阀，且所述电磁阀与电机(6)电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种计算机控制的化学机械抛光装置，其特征在于，所述进气管(24)、供气管(26)、排尘管(29)、吸气管(39)和泵气管(40)内壁均安装有单向阀。

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