CN117457547B - 晶圆无蜡抛光预处理机构及上料设备 - Google Patents

晶圆无蜡抛光预处理机构及上料设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种晶圆无蜡抛光预处理机构及上料设备，包括升降传送机构、第一翻转机构、清洗机构和第二翻转机构；升降传送机构包括升降部和传送部；第一翻转机构，用于将陶瓷盘翻转，以使陶瓷盘上设置有凹槽和无蜡垫的端面朝下设置，其中无蜡垫贴合在凹槽中；清洗机构包括多个清洗槽和吊装机构，清洗槽的底部设置有超声设备；吊装机构用于转运陶瓷盘在第一翻转机构和清洗槽之间、任意相邻的两个清洗槽之间、以及清洗槽和第二翻转机构之间；第二翻转机构，用于将陶瓷盘进行翻转，以使陶瓷盘上设置有无蜡垫的端面朝上设置。本申请解决了相关技术中晶圆有蜡抛光工序复杂，抛光工序节奏慢的问题。

Description

晶圆无蜡抛光预处理机构及上料设备
技术领域
本申请涉及晶圆加工技术领域，具体而言，涉及一种晶圆无蜡抛光预处理机构及上料设备。
背景技术
在半导体材料的加工过程中，硅片、蓝宝石、碳化硅和砷化镓作为常用半导体器件、晶圆的基础材料，在制造半导体器件的过程中，需要在多道程序中对晶圆进行抛光处理，而抛光技术的好坏将直接影响到晶圆表面的质量，以及半导体器件的性能。目前，抛光技术主要有两种：有蜡抛光和无蜡抛光。有蜡技术是通过粘接蜡将晶圆粘结固定于陶瓷盘的平板上，抛光时抛光头带动陶瓷盘在抛光布上转动，在机械压力和抛光液体的作用下实现抛光目的，实践发现，这种有蜡抛光存在蜡污染，抛光精度低的缺陷。
在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：
现有技术中晶圆有蜡抛光工序复杂，需要上蜡贴片，抛光之后，又需要加热下蜡、再去片清洗，抛光工序节奏慢，且存在蜡污染。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种晶圆无蜡抛光预处理机构，以解决相关技术中晶圆有蜡抛光工序复杂，需要上蜡贴片，抛光之后，又需要加热下蜡、再去片清洗，抛光工序节奏慢，且存在蜡污染的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了一种晶圆无蜡抛光预处理机构，包括：升降传送机构、第一翻转机构、清洗机构和第二翻转机构；其中，
所述升降传送机构包括升降部和传送部，所述升降部用于将物料盒中的陶瓷盘抬升，所述传送部用于将所述陶瓷盘传送至所述第一翻转机构；
所述第一翻转机构，用于将所述陶瓷盘翻转，以使所述陶瓷盘上设置有凹槽和无蜡垫的端面朝下设置，其中所述无蜡垫贴合在所述凹槽中；
所述清洗机构包括多个清洗槽和吊装机构，所述清洗槽的底部设置有用于对所述陶瓷盘上设置有无蜡垫的端面进行超声清洗的超声设备；所述吊装机构用于将所述陶瓷盘在所述第一翻转机构和所述清洗槽之间进行转运、在任意相邻的两个所述清洗槽之间进行转运、以及在所述清洗槽和所述第二翻转机构之间进行转运；
所述第二翻转机构，用于将所述陶瓷盘进行翻转，以使所述陶瓷盘上设置有无蜡垫的端面朝上设置，从而便于在所述陶瓷盘的无蜡垫贴片。
进一步的，第一翻转机构包括夹持部和翻转部，所述夹持部用于夹持固定所述陶瓷盘，所述翻转部用于翻转所述夹持部以翻转所述陶瓷盘。
进一步的，翻转部包括主动翻转组件和从动翻转组件，所述主动翻转组件和所述从动翻转组件均设于所述升降部的上方；
所述主动翻转组件和所述从动翻转组件均包括基座和翻转架，所述翻转架通过连接轴铰接于所述基座上，所述翻转架可受驱动地绕所述连接轴的轴线旋转；
所述夹持部设于所述翻转架上，所述夹持部可受驱动地朝向和远离陶瓷盘，以夹持和释放所述陶瓷盘。
进一步的，夹持部包括滑动块、导向轨道、伸缩驱动机构和夹紧块；
所述伸缩驱动机构固设于所述翻转架上，所述夹紧块与所述伸缩驱动机构的伸缩端相连，所述夹紧块上设置有用于连接所述陶瓷盘的边缘的凹槽；
所述导向轨道设于所述翻转架的侧面，所述滑动块的第一端与所述夹紧块固定连接，第二端与所述导向轨道滑动连接。
进一步的，基座上还设置有轴承座，所述连接轴通过轴承安装于所述轴承座内；
所述主动翻转组件还包括第一驱动机构，所述第一驱动机构固设于所述基座上，所述第一驱动机构的输出端与所述连接轴传动连接，用于驱动所述连接轴转动；
所述从动翻转组件中的基座的两侧设置有定位孔，两侧的所述定位孔沿所述连接轴的轴线对称，与所述从动翻转组件对应的所述滑动块上设置有与所述定位孔对应的定位销轴，所述定位销轴可插接配合至所述定位孔内。
进一步的，第二翻转机构的结构与所述第一翻转机构的结构相同。
进一步的，吊装机构包括吊装架、多个升降夹具、第一滑动轨道、第一驱动装置；其中，
所述第一滑动轨道设于机架上，所述第一滑动轨道沿所述清洗槽的分布方向延伸，所述吊装架滑动安装在所述第一滑动轨道上，所述第一驱动装置用于驱动所述吊装架在所述第一滑动轨道上直线移动；
多个所述升降夹具沿所述清洗槽的分布方向依次设于所述吊装架上，用于将所述陶瓷盘在所述第一翻转机构和所述清洗槽之间进行转运、在任意相邻的两个所述清洗槽之间进行转运、以及在所述清洗槽和所述第二翻转机构之间进行转运。
进一步的，吊装机构还包括转运架、第二驱动装置和第二滑动轨道；
所述第二滑动轨道固设于所述吊装架上并位于所述第一滑动轨道远离所述第一翻转机构的一端；
所述第二滑动轨道与所述第一滑动轨道不平行，所述转运架滑动地安装在所述第二滑动轨道上，所述第二驱动装置用于驱动所述转运架在所述第二滑动轨道上直线移动；
多个所述升降夹具中距离所述第一翻转机构最远的一个所述升降夹具设置为转运夹具，所述转运夹具设于所述转运架上，用于将最后一个所述清洗槽内的陶瓷盘转运至所述第二翻转机构、以及将上一个所述清洗槽内的所述陶瓷盘转运至最后一个所述清洗槽内。
进一步的，第一滑动轨道和所述第二滑动轨道相垂直。
根据本申请的另一方面，提供一种晶圆无蜡抛光上料设备，包括上述的晶圆无蜡抛光预处理机构。
在本申请实施例中，通过设置升降传送机构、第一翻转机构、清洗机构和第二翻转机构；其中，升降传送机构包括升降部和传送部，升降部用于将物料盒中的陶瓷盘抬升，传送部用于将陶瓷盘传送至第一翻转机构；第一翻转机构，用于将陶瓷盘翻转，以使陶瓷盘上设置有凹槽和无蜡垫的端面朝下设置，其中无蜡垫贴合在凹槽中；清洗机构包括多个清洗槽和吊装机构，清洗槽的底部设置有用于对陶瓷盘上设置有无蜡垫的端面进行超声清洗的超声设备；吊装机构用于将陶瓷盘在第一翻转机构和清洗槽之间进行转运、在任意相邻的两个清洗槽之间进行转运、以及在清洗槽和第二翻转机构之间进行转运；第二翻转机构，用于将陶瓷盘进行翻转，以使陶瓷盘上设置有无蜡垫的端面朝上设置，从而便于在陶瓷盘的无蜡垫贴片，达到了自动化地进行陶瓷盘的取用、清洗和转运，并且在清洗过程中使陶瓷盘具有无蜡垫的端面朝下的目的，从而实现了高效地进行晶圆无蜡抛光上料工序，并且在上料工序中提高对陶瓷盘上晶圆贴片位置的清洗程度的技术效果，进而解决了相关技术中晶圆有蜡抛光工序复杂，需要上蜡贴片，抛光之后，又需要加热下蜡、再去片清洗，抛光工序节奏慢，且存在蜡污染的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的的和优点变得更明显。本发明的示意性实施例附图及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例中晶圆贴片装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例中晶圆贴片装置的另一结构示意图；
图3是根据本发明实施例中传送机构的结构示意图；
图4是根据本发明实施例中传送机构的侧视结构示意图；
图5是根据本发明实施例中转运件的结构示意图；
图6是根据本发明实施例中转运件的剖视结构示意图；
图7是根据本发明实施例中晶圆无蜡抛光上料设备的结构示意图；
图8是根据本发明实施例中的晶圆无蜡抛光预处理机构的结构示意图；
图9是根据本发明实施例中的清洗机构的结构示意图；
图10是本发明实施例中的第一翻转机构和升降传送机构的结构示意图；
图11是本发明实施例中的主动翻转组件的结构示意图；
图12是本发明实施例中的从动翻转组件的结构示意图；
图13是本发明实施例中的清洗机构的结构示意图；
图14是本发明实施例中的升降夹具的结构示意图。
其中，33传送机构，331陶瓷盘上料工位，332晶圆贴片工位，3320陶瓷盘传动辊，333陶瓷盘下料工位，334传送辊轮，34夹紧机构，35限位机构，36机械臂组件，361机械臂，362吸附部，3620第一吸附组件，36201铲型件，36202吸附槽，3621第二吸附组件，36210柔性骨架，36211柔性密封扩口件，36212壳体，363转运件，364负压气道，365旋转连接件，3651气体通道，37卡塞，38定位机构，39对心工位，390对心槽，391晶圆释放槽，392对心面，40升降旋转机构，401升降平台，402旋转平台，403支撑平台。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，本申请实施例提供了如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种晶圆贴片装置，包括：
传送机构33，用于传送陶瓷盘6，传送机构33包括依次分布的陶瓷盘上料工位331、晶圆贴片工位332和陶瓷盘下料工位333，其中，陶瓷盘6上设置有凹槽和无蜡垫，无蜡垫贴合在凹槽中；
升降旋转机构40，与晶圆贴片工位332对应，用于将位于晶圆贴片工位332的陶瓷盘6抬升以及旋转；
定位机构38，与升降旋转机构40中输出旋转运动的旋转操作端电性连接，定位机构38用于获取升降旋转机构40上陶瓷盘6的凹槽位置信息，旋转操作端可基于凹槽位置信息控制陶瓷盘6旋转，以使陶瓷盘6处于设定位置；
机械臂组件36，用于将晶圆从卡塞37转运至陶瓷盘6的贴片位置，贴片位置与设定位置对应，并对晶圆压合在凹槽中进行贴片操作。
在本实施例中，该晶圆贴片装置主要包括传送机构33、升降旋转机构40、定位机构38和机械臂组件36，各个机构和组件对应晶圆贴片中的不同工序。其中，传送机构33主要用于将陶瓷盘6依次传送至各个工位，在本实施例传送机构33所对应的工位大致为三个，分别为陶瓷盘上料工位331、晶圆贴片工位332和陶瓷盘下料工位333，在各个工位上均布置有对应的传送辊轮334来实现陶瓷盘6的传送。
需要说明的是，在本实施例中进入晶圆贴片装置的陶瓷盘6为已预先通过陶瓷盘预处理机构对陶瓷盘6的凹槽进行清洗以及在凹槽内布置无蜡垫。已预处理的陶瓷盘6可通过其他的机构转运至陶瓷盘上料工位331上，由陶瓷盘上料工位331内的传送辊轮334将陶瓷盘6传送至晶圆贴片工位332，陶瓷盘6将在晶圆贴片工位332进行晶圆贴片操作。
由于在晶圆贴片过程中需要向陶瓷盘6施加压力，因此为更好地支撑陶瓷盘6，以及使得晶圆能够贴在陶瓷盘6上沿周向分布的各个凹槽内，如图4所示，本实施例中在晶圆贴片工位332内布置有升降旋转机构40。在本实施例中升降旋转机构40主要包括升降部和旋转部，其中升降部负责实现升降，旋转部负责实现旋转，二者采用串联的方式进行连接，即旋转部安装在升降部的升降端上，由升降部带动升降，陶瓷盘6位于旋转部上，由旋转部带动旋转。在本实施例中，当陶瓷盘6被传送至旋转部上时，通过升降部动作能够带动旋转部和陶瓷盘6共同上升并脱离传送辊轮334。在达到贴片高度后，旋转部能够带动陶瓷盘6旋转从而配合机械臂组件36将晶圆贴片至各个凹槽内。并且，由于陶瓷盘6在被传送至晶圆贴片工位332时，陶瓷盘6上的凹槽并不一定处于设定位置（即机械臂组件36执行贴片操作的位置），因此也需要通过旋转部带动陶瓷盘6旋转使得凹槽处于设定位置。
在本实施中，晶圆贴片操作由机械臂组件36实现。具体的，晶圆在贴片之前存放至特定位置的卡塞37内，在同一个卡塞37可存在多个晶圆，为节省空间，如图1所示，晶圆之间可沿竖向进行叠放，为避免在取用晶圆时相邻的晶圆之间产生干涉，晶圆和晶圆之间可保持一定的间距，具体可通过在卡塞37内布置多个沿竖向分布的托板实现。晶圆可逐一存放在托板上，通过托板使得相邻的晶圆之间保持间距，以便于机械臂组件36抓取晶圆。需要说明的的，上述对于卡塞37的结构以及晶圆的存放方式说明并不是限制性的。为提高生产效率，如图1所示，贴片装置上可设置至少两个卡塞37。
本实施例中机械臂组件36所要实现的功能包括抓取卡塞37中的晶圆、将晶圆转运至陶瓷盘6的凹槽内、对晶圆施加一定的压力使其与凹槽内的无蜡垫贴合。根据上述功能可设计机械臂组件36的结构，例如在进行抓取卡塞37中的晶圆时，可通过机械臂组件36中的夹持机构或吸附机构实现，将晶圆转运至陶瓷盘6的凹槽内则可通过机械臂组件36中的多轴机械臂实现，对晶圆施加一定的压力使其与凹槽内的无蜡垫贴合则可通过机械臂组件36中多轴机械臂或单独的下压机构或额外配置的旋转下压机构实现。需要说明的是，本实施例中对于机械臂组件36的具体结构不做限制，其只要能够实现所需的功能即可，上述对于机械臂组件36的部分结构说明也并不是限制性的。
由于在晶圆贴片之前需要通过升降旋转机构40中的旋转部将陶瓷盘6上的凹槽旋转至设定位置，因此，便需要获取陶瓷盘6上凹槽的当前位置，从而才能够基于当前位置来以旋转的方式调整凹槽的位置。为实现该目的，如图1所示，本实施例中的晶圆贴片装置还包括定位机构38，定位机构38至少能够与升降旋转机构40中的旋转操作端（旋转部的驱动端）电性连接，通过定位机构38能够获取升降旋转机构40上陶瓷盘6当前的凹槽位置信息，根据设定的调节方式，旋转操作端能够基于凹槽位置信息控制陶瓷盘6旋转，使得陶瓷盘6和凹槽均处于设定位置。
需要说明的是，由于陶瓷盘6上的凹槽是均匀布置的，因此相邻凹槽之间的圆心角是一致的，也就是说在第一次晶圆贴片之前陶瓷盘6已处于设定位置时，在第一次贴片之后可直接控制陶瓷盘6旋转对应的圆心角即可使下一个凹槽处于设定位置。当然为提高定位的准确性，在此过程中依然可通过定位机构38来获取凹槽位置信息。在定位机构38的一种实施方式中可通过视觉识别技术直接识别凹槽的位置实现，也可通过在陶瓷盘6上形成标志物，通过检测标志物的位置来计算凹槽的凹槽，本实施例在此对其依然不做限制，可根据需求进行设计。
在陶瓷盘6上的各个凹槽内均贴满晶圆后，升降旋转机构40带动陶瓷盘6下降使陶瓷盘6位于晶圆贴片工位332内的传送辊轮334上，由传送辊轮334将陶瓷盘6传送至陶瓷盘下料工位333进行下料，与此同时下一个陶瓷盘6则传送至晶圆贴片工位332继续进行晶圆贴片。
本实施例达到了由机械臂组件36和升降旋转机构40相互配合自动化地进行晶圆贴片操作的目的，从而实现了高效地进行晶圆贴片工序，提高晶圆生产的自动化能力，增加生产效率的技术效果，进而解决了相关技术中将晶圆贴合在陶瓷盘6上需要人工效率慢，自动化程度差，降低了整个晶圆的生产节拍的问题。
在通过机械臂组件36进行晶圆贴片的一种实施方式中，机械臂组件36从卡塞37中抓取晶圆的机构与将晶圆压合在陶瓷盘6的凹槽内进行贴片操作的机构不同。因此在贴片的过程中便涉及通过一个机构将晶圆从卡塞37中取出然后转运至一中间位置，然后通过另一个机构再从中间位置抓取晶圆将其转运至陶瓷盘6的凹槽内并进行贴片操作。为使晶圆能够准确地放入凹槽内，在放置晶圆时需要使得晶圆的圆心与凹槽的圆心对齐，换言之需要使得机械臂组件36上负责二次抓取晶圆的机构的中心与晶圆的中心对齐。
为此，如图2和图3所示，本实施例中的贴片装置还包括对心工位39，对心工位39固设于传送机构33的一侧，对心工位39上设置有对心槽390，对心槽390的内壁形成有与晶圆的周向轮廓贴合的对心面392；
机械臂组件36用于将晶圆从卡塞37转运至对心槽390内，以及将对心槽390内的晶圆转运至陶瓷盘6的贴片位置，并对晶圆进行贴片操作。
具体的，在本实施例中额外配置有对心工位39，对心工位39上开设有贯通的对心槽390，将晶圆放置在对心槽390内时，由于对心槽390的侧向内壁为与晶圆的周向轮廓贴合的对心面392，因此晶圆的圆心将与对心面392的圆心对齐。可根据对心面392的圆心设定机械臂组件36的二次抓取位置，即可使得在抓取晶圆时机械臂组件36的抓取机构与晶圆的圆心对齐，从而使得晶圆能够顺利地放入陶瓷盘6的凹槽内。以晶圆为圆形为例，对心面392为与晶圆的一段周向轮廓匹配的弧面。
可以理解的是，当机械臂组件36中将晶圆从卡塞37内抓取出的机构与将晶圆放置入凹槽内的机构为同一个时也可能会存在晶圆的圆心与抓取机构的中心不对齐的情况，主要原因在于晶圆放置在卡塞37内时的圆心不处于设定位置。因此，通过在转运过程中先将晶圆抓取转运至对心工位39上，通过对心工位39对晶圆进行对心后才能够将晶圆准确放入陶瓷盘6的凹槽内。
在机械臂组件36的一种实施方式中，如图1和图5所示，机械臂组件36包括机械臂361和转运件363，转运件363设于机械臂361的末端，机械臂361设置成能够带动转运件363进行旋转和平移，机械臂361可为多自由度机械臂，根据运动路径可调整机械臂361的运动自由度。
由于晶圆较为脆弱，因此在采用常规的夹持设备时容易损坏晶圆，为此，本实施例中转运件363上设置有吸附部362，吸附部362用于吸附和释放晶圆。通过真空吸附的方式既能够稳定的抓取晶圆又能够避免对晶圆表面造成损伤。
由于将晶圆从卡塞37中抓取出以及将晶圆贴合在凹槽内的运动方式存在差异，因此，本实施例中将吸附部362分为第一吸附组件3620和第二吸附组件3621，两个吸附组件分别位于转运件363的两端，两个吸附组件分别执行将卡塞37中的晶圆取出并放置于对心工位39和吸附对心工位39的晶圆并放置在陶瓷盘6的凹槽内进行贴片操作。
具体的，如图5所示，本实施例中吸附部362包括设于转运件363的第一端的第一吸附组件3620和设于转运件363的第二端的第二吸附组件3621；
第一吸附组件3620用于插入卡塞37内并吸附晶圆，第二吸附组件3621用于吸附位于对心槽390内的晶圆，并将晶圆转运至陶瓷盘6的贴片位置进行贴片操作。
可以理解的是，第一吸附组件3620能够从晶圆的上方或下方吸附晶圆，而由于第二吸附组件3621需要将晶圆压合在凹槽内，因此其只能够从晶圆的上方吸附晶圆，第一吸附组件3620和第二吸附组件3621可为吸盘。
在从卡塞37中抓取晶圆时为便于在吸附晶圆的同时支撑晶圆，本实施例中优选为第一吸附组件3620从晶圆的下方吸附晶圆，在吸附晶圆后同时能够支撑晶圆，提高在抓取晶圆和转运晶圆过程中的稳定性。为满足第一吸附组件3620从晶圆的下方吸附晶圆，位于卡塞37中相邻的晶圆之间通过托板保持间距，第一吸附组件3620能够通过该间距进入晶圆的下方从而吸附抓取晶圆。
为便于第一吸附组件3620将晶圆放置在对心工位39上，如图3所示，本实施例中在对心工位39上还设置有晶圆释放槽391，晶圆释放槽391位于对心槽390的下方，晶圆释放槽391的开口小于对心槽390的开口，在晶圆放置于对心槽390后位于晶圆释放槽391的上方；
如图5所示，第一吸附组件3620包括铲型件36201和设于铲型件36201上的吸附槽36202，吸附槽36202通过气道与负压气源连通；
铲型件36201设置成能够插入卡塞37内并通过吸附槽36202从晶圆的下方吸附晶圆，且铲型件36201设置成能够插入晶圆释放槽391内，以将晶圆放置在对心槽390内。
具体的，需要说明的是，铲型件36201的宽度小于晶圆的直径，并与晶圆释放槽391的宽度相匹配。在抓取晶圆时，机械臂361带动转运件363运动，从而带动铲型件36201运动至插入卡塞37内并从待抓取晶圆的下方贴近晶圆。此时通过负压气源使得铲型件36201上的吸附槽36202产生负压，将晶圆吸附固定在铲型件36201上，通过机械臂361带动铲型件36201脱离卡塞37并运动至对心工位39。在对心工位39上铲型件36201可插入晶圆释放槽391内，同时将晶圆放入对心槽390内，然后负压气源动作使得晶圆能够与铲型件36201分离，最后通过机械臂361带动转运件363运动由第二吸附组件3621抓取位于对心槽390内的晶圆并转运至陶瓷盘6的凹槽内进行晶圆贴片操作。
如图5所示，本实施例中铲型件36201具有C型的开口，其两侧支臂的前端具有导入斜面，从而便于插入卡塞37内。并且，在具有C型的开口后，铲型件36201在抓取晶圆时与晶圆的接触面积减小，在通过两侧支臂以及后端对晶圆进行稳定支撑的同时减少与晶圆的接触，从而能够避免在移动过程中对晶圆表面造成损伤。
将晶圆压合至凹槽内并通过无蜡垫吸附固定的过程至少需要向晶圆施加一定的下压力，而在排出晶圆和无蜡垫之间的气泡则需要下压晶圆的同时带动晶圆旋转，为满足该过程，如图5和图6所示，本实施例提供一柔性吸盘用于晶圆的贴片操作，柔性吸盘包括：柔性骨架36210和柔性密封扩口件36211；其中，
柔性骨架36210固设于柔性密封扩口件36211的外侧以支撑柔性密封扩口件36211，柔性密封扩口件36211的内侧用于接触晶圆并在负压作用下吸附晶圆；
柔性密封扩口件36211的刚度小于柔性骨架36210的刚度和晶圆的刚度，以使在柔性密封扩口件36211吸附晶圆以及晶圆贴片的过程中，柔性骨架36210的变形量小于柔性密封扩口件36211的变形量。在将晶圆贴合在陶瓷盘6的无蜡垫上时，柔性骨架36210受到的下压力透过柔性密封扩口件36211作用在晶圆上，以将晶圆压合在无蜡垫上，之后，柔性吸盘受驱动地带动晶圆旋转，以将晶圆和无蜡垫之间的气泡压出。
具体的，需要说明的是，该柔性吸盘可以作为上述实施方式中的第二吸附组件3621，能够配合机械臂361进行使用。具体的，在从对心工位39抓取晶圆时，通过机械臂361将柔性吸盘移动至晶圆的上方并使柔性密封扩口件36211紧贴着晶圆的上表面，然后通过负压气源使得柔性密封扩口件36211内产生负压从而将晶圆吸附固定在柔性密封扩口件36211上。为更好地吸附晶圆，柔性密封扩口件36211需要满足一定的变形量，而为使晶圆在转运过程中不产生晃动，以及在后续的压合和旋转过程中柔性吸盘能够稳定传递对应的下压力和旋转力，柔性吸盘需要具有一定的刚性。为此本实施例中在柔性密封扩口件36211的外侧覆有柔性骨架36210，柔性骨架36210能够受压产生形变但是其刚度大于柔性密封扩口件36211的刚度，使得在吸附晶圆时柔性骨架36210的变形量小于柔性密封扩口件36211的变形量，从而在柔性骨架36210和柔性密封扩口件36211的配合下能够稳定地吸附固定晶圆，并且能够将下压力和旋转力稳定地传递至晶圆上。
在此基础上，为避免柔性吸盘损伤晶圆，柔性吸盘的整体刚度需要小于晶圆的刚度，即柔性密封扩口件36211和柔性骨架36210的合成刚度小于晶圆的刚度。
本实施例一方面达到了利用覆在柔性密封扩口件36211外侧的柔性骨架36210调整柔性吸盘的整体刚度，既可以保证柔性吸盘不会损伤晶圆，又可以在将晶圆压合至陶瓷盘6的无蜡垫上时稳定地传递下压力以及旋转力的目的，从而实现了能够利用柔性吸盘将晶圆压合在陶瓷盘6的无蜡垫上并同时能够利用柔性吸盘带动晶圆旋转以排出晶圆和无蜡垫之间的气泡提高贴合度的技术效果，进而解决了相关技术中晶圆在贴片作业时晶圆与陶瓷盘6之间存在气泡，导致晶圆无法紧密稳定地贴合在陶瓷盘6上，进而影响后续的抛光作业的问题；
另一方面，由于通过柔性吸盘本身的结构特性能够满足对晶圆的下压以及带动晶圆旋转的操作，因此柔性吸盘能够配合自动化的生产设备进行使用，例如配合机械臂361进行晶圆的自动化贴片操作，从而能够实现晶圆的自动化贴片，提高生产效率，进而解决了相关技术中将晶圆贴合在陶瓷盘上人工操作，效率较低的问题。
为便于柔性吸盘的安装和使用，在一种实施方式中，如图5和图6所示，柔性吸盘还包括壳体36212和负压气道364；壳体36212固设于转运件363的第二端，负压气道364设于壳体36212内，负压气道364的第一端通过气道与负压气源连通；柔性骨架36210和柔性密封扩口件36211均设于壳体36212的下端，且负压气道364的第二端与柔性密封扩口件36211连通。
在一种实施方式中，柔性吸盘中的柔性密封扩口件36211的刚度、柔性骨架36210的刚度、以及合成刚度之间的关系如下：
；
；
；
；
；
其中，为合成刚度，/>为柔性密封扩口件36211的刚度，/> 1为柔性密封扩口件36211的泊松比，/> 1为柔性密封扩口件36211的材料厚度，/> 1为柔性密封扩口件36211的弹性模量，/> 1为柔性密封扩口件36211的外径；
为柔性骨架36210的刚度，/> 2为柔性骨架36210的泊松比，/> 2为柔性骨架36210的材料厚度，/> 2为柔性骨架36210的弹性模量，/> 2为柔性骨架36210的外径。
另外，需要说明的是，由于吸附晶圆时柔性密封扩口件36211的内部封闭区域内具有气体，位于该区域内气体的刚度也会影响柔性密封扩口件36211的刚度，进而影响柔性吸盘的总刚度。因此，本实施例在考虑内部封闭区域内气体的刚度后，柔性吸盘的总刚度为柔性密封扩口件36211在吸附晶圆时封闭在柔性密封扩口件36211内的气体的刚度与合成刚度之和，柔性吸盘的总刚度小于晶圆刚度。
在一种实施方式中，柔性密封扩口件在吸附晶圆时封闭在所述柔性密封扩口件内的气体的刚度为：
；
所述柔性吸盘的总刚度为：；
其中，R为热力学常量，n为气体的分子数，为气体的温度，/>为气体的高度；/>为柔性吸盘的总刚度。
在上述实施方式的基础上，进一步考虑到当下压力作用至柔性吸盘上，柔性吸盘再作用至晶圆上时，柔性密封扩口件36211的内部封闭区域内气体受到挤压导致刚度增加，此时柔性吸盘的总刚度为当前内部封闭区域内气体的刚度与合成刚度之和。为保证晶圆不受到损伤，在将晶圆贴合在陶瓷盘6的无蜡垫上时，在下压力作用下，所述柔性吸盘的总刚度小于晶圆刚度。具体的，在柔性吸盘的结构确定时，可通过调整下压力来使得柔性吸盘的总刚度满足需求。在下压力确定时，可通过调整柔性吸盘的结构组成来使得总刚度满足需求。
在此基础上，为进一步提高对晶圆的吸附稳定性，如图6所示，柔性骨架36210的边缘不延伸至柔性密封扩口件36211的边缘并保持一定的间距，即柔性骨架36210的开口端直径小于所述柔性密封扩口件36211开口端直径，从而使得柔性密封扩口径的边缘能够更好地产生形变以便于提高对晶圆的吸附稳定性。柔性密封扩口件36211可采用硅橡胶材质，为使柔性骨架36210能够更好地产生一定量的形变，柔性骨架36210的边缘厚度由内至外逐渐减小，使靠近柔性密封扩口件36211边缘的一端较薄从而能够配合柔性密封扩口件36211的形变。
在此基础上，如图6所示，柔性骨架36210的边缘朝向背离所述柔性密封扩口件的方向翘起，使得柔性骨架36210的边缘与柔性密封扩口件36211的外侧之间具有间距，从而便于柔性密封扩口件36211在吸附晶圆时向外扩开。
在从对心工位39吸附晶圆后机械臂361继续动作将晶圆转运至陶瓷盘6上布置有无蜡垫的凹槽内，此时机械臂361能够带动第二吸附组件3621下压，该压力将作用至柔性骨架36210和柔性密封扩口件36211上，进而作用至晶圆上。由于柔性骨架36210的存在，使得机械臂361的下压力能够更好地传递至晶圆上，从而能够将晶圆压合至凹槽内。
为使晶圆能够被稳定地吸附在凹槽内的无蜡垫上，需要尽量排出晶圆与无蜡垫之间的空气。为此，如图6所示，本实施例中的第二吸附组件3621还包括旋转连接件365，旋转连接件365的第一端与壳体36212转动连接，第二端与柔性骨架36210固定连接，旋转连接件365内设置有与负压气道364和柔性密封扩口件36211连通的气体通道3651，旋转连接件365可受驱动地旋转。
在将晶圆压合在凹槽的无蜡垫上后，为排出晶圆与无蜡垫之间的空气，可通过旋转连接件365带动柔性骨架36210、柔性密封扩口件36211和晶圆同步旋转，从而挤出位于晶圆和无蜡垫之间的气泡（该操作能够模拟人工贴片操作），从而使得晶圆稳固地吸附在陶瓷盘6上。在本实施例中旋转连接件365的内部中空设置，从而形成气体通道3651。在旋转连接件365的外侧能够通过套接齿轮的方式实现与电机的传动连接，利用电机带动旋转连接件365旋转。
在定位机构38的一种实施方式中，定位机构38包括视觉检测组件，视觉检测组件用于陶瓷盘6上的无蜡垫进行视觉检测，以确定陶瓷盘6的凹槽位置信息，旋转操作端可基于位置信息控制陶瓷盘6旋转，以使凹槽处于设定位置。
在本实施例中，视觉检测组件可采用相关技术中的图像识别定位技术，在此基础上，可在陶瓷盘6上的特定位置布置能够被视觉识别的定位球，通过识别定位球的位置能够更好地确定陶瓷盘6上凹槽位置信息。
在升降旋转平台402的一种实施方式中，如图3和图4所示，升降旋转机构40包括升降平台401、旋转平台402和支撑平台403；
升降平台401设于晶圆贴片工位332的下方，支撑平台403设于晶圆贴片工位332，旋转平台402设于支撑平台403和升降平台401之间；
当传送机构33将晶圆传送至晶圆贴片工位332时，陶瓷盘6与支撑平台403上下对应。
在本实施例中，升降平台401、旋转平台402和支撑平台403从下往上依次串联，升降平台401能够带动旋转平台402和支撑平台403同步升降，旋转平台402能够带动支撑平台403旋转。当传送机构33将晶圆传送至晶圆贴片工位332时，陶瓷盘6位于支撑平台403的上方，此时升降平台401带动支撑平台403上升并抬升陶瓷盘6至设定高度后，旋转平台402带动支撑平台403旋转，完成后续的晶圆贴片操作。在本实施例中，升降平台401可采用多种升降结构，例如采用气缸升降结构、剪叉式升降结构等等，旋转平台402则大致包括一旋转电机以及相应的传动结构，通过旋转电机和传动结构配合带动支撑平台403旋转。需要说明的是，上述对于各个平台的具体结构说明并不是限制性的。
在一种实施方式中，升降平台401包括升降气缸，旋转平台402包括旋转电机，支撑平台403设置为十字形承载台；
旋转电机设于升降气缸的输出端，十字形承载台设于旋转电机的输出端；
晶圆贴片工位332内设置有陶瓷盘传动辊3320，陶瓷盘传动辊3320设于十字形承载台的四周并可受驱动地旋转。
如图3所示，在本实施例中，当陶瓷盘6传送至晶圆贴片工位332时有陶瓷盘传动辊3320支撑，陶瓷盘传动辊3320在布局上需要避开十字形承载台的升降运动范围。当陶瓷盘6到达陶瓷盘传动辊3320上后，升降气缸带动旋转电机和十字形承载台上升，由十字形承载台抬升陶瓷盘6至设定高度，然后旋转电机带动十字形承载台旋转，从而带动陶瓷盘6旋转。在晶圆贴片完成后，升降气缸带动陶瓷盘6下降至落在陶瓷盘传动辊3320上，然后陶瓷盘传动辊3320旋转将陶瓷盘6传送至陶瓷盘下料工位333。本实施例中位于晶圆贴片工位332的陶瓷盘传动辊3320与位于陶瓷盘上料工位331和下料工位的传动辊可保持联动也可单独动作，在联动时可通过皮带轮实现，具体的联动方式可根据实际需求进行设计，本实施例在此对其不做限制。在本实施例陶瓷盘传动辊3320作为晶圆贴片工位332内的传送辊轮。
如图3和图4所示，由于在晶圆贴片过程中需要下压晶圆，为保证陶瓷盘6的稳定性，本实施例中的贴片装置还包括设于晶圆贴片工位332两侧的夹紧机构34，夹紧机构34用于在陶瓷盘6抬升后夹持陶瓷盘6的两侧以固定陶瓷盘6。
在本实施例中，夹紧机构34设置为两个并分布在陶瓷盘6的两侧，当陶瓷盘6被抬升至设定高度后与夹紧机构34对应，此时夹紧机构34动作将陶瓷盘6夹紧，使得陶瓷盘6在后续的晶圆贴片过程中不会产生位移。在夹紧机构34的一种实施方式中，夹紧机构34为气缸夹具，两个气缸夹具对称设置，通过气缸动作实现对陶瓷盘6的夹持和释放。
由于陶瓷盘6涉及在晶圆贴片工位332的停顿以进行晶圆贴片操作，因此为使陶瓷盘6在整个输送线上能够准确输送至特定位置，如图3所示，本实施例中的贴片装置还包括多组限位机构35，其中一组限位机构35设于陶瓷盘上料工位331和晶圆贴片工位332之间，用于在晶圆贴片过程中限制陶瓷盘上料工位331的陶瓷盘6进入晶圆贴片工位332；
其中一组限位机构35设于晶圆贴片工位332，用于将传送至晶圆贴片工位332内的陶瓷盘6限制在与升降旋转机构40的对应的位置，从而保证升降旋转机构40能够准确地抬升陶瓷盘6；
其中一组限位机构35设于陶瓷盘下料工位333，用于将贴片后的陶瓷盘6限制在下料位置，从而保证输送至下料位置的陶瓷盘6能够被准确的下料。
在限位机构35的一种实施方式中，限位机构35包括至少两个相对布置的升降档杆，通过升降档杆的升降实现对陶瓷盘6的限位和通行。
为便于陶瓷盘下料，本实施例中的贴片装置还包括升降机构，升降机构设于陶瓷盘下料工位333的下料位置（图上未示出），用于将陶瓷盘6抬升并传送入物料盒。升降机构的具体结构可根据陶瓷盘6的下料过程进行设计，在一种实施方式中，陶瓷盘6的下料过程主要包括抬升以及平移至物料盒，因此相应的升降机构便包括实现抬升的升降组件和实现平移的平移组件。升降组件也可为升降气缸，平移组件也可为配置在升降机构上的具有平移能力的运动件。当然也可直接采用机械臂361来抓取陶瓷盘6，使其从陶瓷盘下料工位333直接转运至物料盒。
如图7所示，根据本发明的另一方面，提供一种晶圆无蜡抛光上料设备41，包括上述的晶圆贴片装置410以及晶圆无蜡抛光预处理机构412。
晶圆无蜡抛光预处理机构412用于对陶瓷盘6进行预处理，包括对陶瓷盘6进行清洗，以及将清洗后的陶瓷盘6转运至晶圆贴片装置410中的陶瓷盘上料工位331。
在一种实施方式中，如图8至图11所示，晶圆无蜡抛光预处理机构412包括升降传送机构1、第一翻转机构2、清洗机构3和第二翻转机构4；
如图10所示，升降传送机构1包括升降部102和传送部101，升降部102用于将物料盒5中的陶瓷盘6抬升，传送部101用于将陶瓷盘6传送至第一翻转机构2；
第一翻转机构2，用于将陶瓷盘6翻转，以使陶瓷盘6上设置有凹槽和无蜡垫的端面朝下设置，其中无蜡垫贴合在凹槽中；
清洗机构3包括多个清洗槽7和吊装机构31，清洗槽7的底部设置有用于对陶瓷盘6上设置有无蜡垫的端面进行超声清洗的超声设备；吊装机构31用于将陶瓷盘6在第一翻转机构2和清洗槽7之间进行转运、在任意相邻的两个清洗槽7之间进行转运、以及在清洗槽7和第二翻转机构4之间转运；
第二翻转机构4，用于将陶瓷盘6进行翻转，以使陶瓷盘6上设置有无蜡垫的端面朝上设置，从而便于在陶瓷盘6的无蜡垫上贴片。
在本实施例中，在陶瓷盘6上料之前，多个陶瓷盘6沿竖向存放在物料盒5内。物料盒5的下端具有开口，其两侧的内壁上设置有托板，每一侧的托板均设置为多个并沿竖向均匀分布。多个陶瓷盘6可逐一存放在各个托板上，在竖向上相邻的陶瓷盘6之间保持一定的间距，以提供陶瓷盘6在取出时的抬升空间。
该晶圆无蜡抛光预处理机构主要包括升降传送机构1、第一翻转机构2、清洗机构3和第二翻转机构4，各个机构对应陶瓷盘6上料中的不同工序。其中，升降传送机构1主要包括升降部102和传送部101，其中升降部102负责实现升降，传送部101负责水平移动，二者采用串联的方式进行连接。升降部102在上升的过程中逐渐靠近物料盒5内最下端的陶瓷盘6，在与陶瓷盘6的下表面接触后持续上升，从而将陶瓷盘6抬升并脱离物料盒5内的托板。然后传送部101动作带动陶瓷盘6水平移动至与第一翻转机构2对应的工位。需要说明的是，本实施例对于升降传送机构1的具体构成不做限制，可以采用任一具有直线运动输出能力的结构串联形成，利用采用升降气缸配合直线传送导轨的方式。
在一种实施方式中，传送部101包括直线导轨、滑座、水平丝杠传动机构，升降部102包括框架、气缸和顶板。水平丝杠传动机构设于直线导轨上，滑座与直线导轨滑动连接并与水平丝杠传动机构中的丝杠螺母固定连接，丝杠传动机构能够驱动滑座沿滑轨直线移动。框架固定在滑座上，气缸安装在框架上，顶板安装在气缸的上端，顶板可框架之间可布置多个导向杆，从而提升顶板升降的稳定性，顶板则用于承托陶瓷盘6。
第一翻转机构2主要用于对传送过来的陶瓷盘6进行夹持和翻转180°。在本实施例中对陶瓷盘6进行翻转的目的在于使陶瓷盘6上设置有凹槽和无蜡垫的端面朝下设置，从而在后续进入清洗槽7进行超声清洗时能够对凹槽和无蜡垫进行更加彻底的清洗。根据第一翻转机构2所要实现的功能，其也包括两部分结构，其中一部分结构负责夹持陶瓷盘6，另一部分结构负责翻转。在本实施例中负责夹持陶瓷盘6的结构能够通过相对的水平运动来夹持陶瓷盘6，并通过相背离的水平运动来释放陶瓷盘6。而负责翻转的结构则是通过电机带动绕水平轴正向旋转和反向旋转即可。本实施例中同样对其具体结构不做限制，可以采用任一具有相应运动输出能力的结构串联形成，利用采用夹持气缸配合旋转电机的方式。
清洗机构3用于对翻转后的陶瓷盘6进行超声清洗，其主要由多个清洗槽7和吊装机构31构成，每个清洗槽7内布置有相应的超声设备，相邻的清洗槽7之间隔离。本实施例通过设置多个清洗槽7能够对陶瓷盘6进行多次超声清洗，进一步提高陶瓷盘6的清洗洁净程度。吊装机构31用于对陶瓷盘6进行转运，其转运路径大致包括抓取第一翻转机构2上已翻转的陶瓷盘6，将该陶瓷盘6移动至第一个清洗槽7上方，然后下放陶瓷盘6进入清洗槽7内并释放陶瓷盘6进行超声清洗，然后夹持提升陶瓷盘6，同时移动至下一个清洗槽7上方，重复上述步骤使陶瓷盘6依次在各个清洗槽7内完成超声清洗。在清洗完成后，再将陶瓷盘6转运至第二翻转机构4对应的工位，并释放陶瓷盘6。根据吊装机构31对陶瓷盘6的转运过程可知，吊装机构31包括对陶瓷盘6的夹持结构、提升和下放结构和平移结构，三者可采用依次串联的方式进行布置。
如图9所示，为便于在清洗时更好地支撑陶瓷盘6，在清洗槽7内安装有支撑架28，支撑架28可设置为至少三个，优选为设置为四个并对称分布在清洗槽7的两侧。
第二翻转机构4作为整个工序末端的结构，其用于将清洗完成的陶瓷盘6翻转180°，使得陶瓷盘6上设置有无蜡垫的端面朝上设置，从而便于在陶瓷盘6的无蜡垫上贴片。在本实施例中第二翻转机构4与第一翻转机构2的结构类似，其所执行的动作基本一致，因此在此不做赘述。
在本实施例中升降传送机构1、第一翻转机构2、清洗机构3和第二翻转机构4可通过PLC实现自动化控制，从而达到了自动化地进行陶瓷盘6的取用、清洗和转运，高效地实现晶圆无蜡抛光上料工序，并且在此过程中通过第一翻转机构2的设置使得在清洗时陶瓷盘6上具有凹槽和无蜡垫的一面能够朝下，在清洗时能够提高清洗程度，同时通过第二翻转机构4能够再次翻转清洗后的陶瓷盘6使得具有凹槽和无蜡垫的一面重新朝上，便于后续直接取用陶瓷盘6进行贴片，另外还通过多个清洗槽7的布置使得陶瓷盘6在清洗时能够进一步提高清洗的洁净程度。
在第一翻转机构2的一种实施方式中，第一翻转机构2包括夹持部和翻转部，夹持部用于夹持固定陶瓷盘6，翻转部用于翻转夹持部以翻转陶瓷盘6。在本实施例中，夹持部可为相对布置的两个直线运动构件，例如相对布置的两个夹持气缸或者相对布置的丝杠传动结构。夹持部可布置在翻转部上，使其能够在保持夹持陶瓷盘6的状态下由翻转部带动翻转。
具体的，如图10所示，在一种实施方式中，翻转部包括相对布置的主动翻转组件8和从动翻转组件9，主动翻转组件8和从动翻转组件9均设于升降部102的上方，从而能够带动位于升降部102上的陶瓷盘6动作。进一步的，如图11所示，主动翻转组件8和从动翻转组件9均包括基座10和翻转架13，基座10上固定有轴承座11，轴承座11内安装有轴承，轴承内套接有连接轴12，连接轴12的第一端与翻转架13固定连接，第二端与驱动机构传动连接。夹持部设于翻转架13上，夹持部可受驱动地朝向和远离陶瓷盘6，以夹持和释放陶瓷盘6。
如图11所示，在夹持部的一种实施方式中，夹持部包括滑动块14、导向轨道15、伸缩驱动机构16和夹紧块17；
伸缩驱动机构16固设于翻转架13上，夹紧块17与伸缩驱动机构16的伸缩端相连，夹紧块17上设置有用于连接陶瓷盘6的边缘的凹槽（图上未示出）；
导向轨道15设于翻转架13的侧面，滑动块14的第一端与夹紧块17固定连接，第二端与导向轨道15滑动连接。
在本实施例中，导向轨道15安装在翻转架13的两侧，每侧的导向轨道15上均安装有可滑动的滑动块14，在两个滑动块14的前端固定夹紧块17，伸缩驱动机构16可安装在翻转架13的中部，其输出端与夹紧块17的中部连接，从而在运动时能够使夹紧块17受力均匀，进而使得被夹紧块17夹紧的陶瓷盘6受力均匀。为使夹紧块17能够更加稳定地夹持陶瓷盘6，在夹紧块17上朝向陶瓷盘6的一侧形成有具有一定深度的凹槽，该凹槽能够与陶瓷盘6的边缘卡接，从而能够夹持陶瓷盘6的同时支撑陶瓷盘6，能够避免在翻转过程中陶瓷盘6产生位移。在本实施例中伸缩驱动机构16可采用任一具有直线运动输出的结构实现，例如可采用气缸或丝杠传动机构。
如图11所示，主动翻转组件8还包括第一驱动机构18，第一驱动机构18固设于基座10上，第一驱动机构18的输出端与连接轴12传动连接，用于驱动连接轴12转动。在本实施例中第一驱动机构18可根据不同的驱动方式采用不同的结构，在一种实施方式中，第一驱动机构18包括电机、主动带轮、从动带轮和皮带。基座10上固定一电机安装架，电机固定在电机安装架上并与主动带轮传动连接，从动带轮固定在连接轴12的第二端，从动带轮和主动带轮之间通过皮带连接。由于夹持部安装在主动翻转组件8和从动翻转组件9的翻转架13上，当两侧的夹持部夹紧陶瓷盘6时，通过电机驱动主动翻转组件8的翻转架13绕连接轴12的轴线旋转能够带动两个夹持部、从动翻转组件9中的翻转架13以及陶瓷盘6同步旋转。
由于从动翻转组件9的动作是由主动翻转组件8驱动实现的，其本身不具备对翻转架13旋转进行限制的功能，因此在释放陶瓷盘6后，从动翻转组件9的翻转架13可能会产生旋转，导致后续夹持部偏移而无法夹持下一个陶瓷盘6。因此为使在释放陶瓷盘6后从动翻转组件9的翻转架13能够处于设定的位置，需要在从动翻转组件9中布置能够对翻转架13进行限位的结构。
具体的，如图12所示，在本实施例中从动翻转组件9中的基座10上固定有轴承座11，轴承座11通过轴承与对应的翻转架13铰接。在轴承座11的两侧分别固定一连接臂，连接臂的端部开设定位孔20，两侧的定位孔20沿连接轴12的轴线对称。同时在与从动翻转组件9对应的滑动块14上设置有与定位孔20对应的定位销轴19，定位销轴19可插接配合至定位孔20内。
具体的，在夹持陶瓷盘6之前，滑动块14位于初始位置，此时定位销轴19插入连接轴12一侧的连接孔内，使得翻转架13不会产生转动。在夹持陶瓷盘6时，滑动块14朝向陶瓷盘6移动使得定位销轴19脱离连接轴12一侧的定位孔20，在翻转后定位销轴19位置变化至连接轴12的另一侧，并与连接轴12另一侧的定位孔20前后对应。在释放陶瓷盘6时，滑动块14后退，定位销轴19同步后退至插入该定位孔20内，使得翻转架13依然不会产生转动。
吊装机构31作为夹持陶瓷盘6并转运陶瓷盘6的结构，如图8和图13所示，在本实施例中吊装机构31包括吊装架311、多个升降夹具312、第一滑动轨道314、第一驱动装置22；其中，
第一滑动轨道314设于机架29上，第一滑动轨道314沿清洗槽7的分布方向延伸，吊装架311滑动安装在第一滑动轨314道上，第一驱动装置22用于驱动吊装架311在第一滑动轨道314上直线移动；
多个升降夹具312沿清洗槽7的分布方向依次设于吊装架311上，用于将陶瓷盘6在第一翻转机构2和清洗槽7之间进行转运、在任意相邻的两个清洗槽7之间进行转运、以及在清洗槽7和第二翻转机构4之间转运；
具体的，需要说明的是，该清洗装置包括由型材制成的机架29，机架29作为各个机构的安装基础，物料盒5、升降传送机构1、第一翻转机构2、吊装机构31、清洗槽7和第二翻转机构4均安装在机架上。对于吊装机构31而言，其整体位于清洗槽7的上方。吊装机构31中第一滑动轨道314沿着清洗槽7的分布方向布置在机架上，第一滑动轨道314可设置为对称的两个。吊装架311安装在第一滑动轨道314上，吊装架311大致为平板状结构，吊装架311的两侧与对应的第一滑动轨道314滑动连接。第一驱动装置22安装在吊装架311上，其能够驱动吊装架311沿第一滑动轨道314移动。为使吊装架311的运动准确，本实施例中在吊装架311的上端安装有导向带槽23，导向带槽23内装配有导向带，导向带的第一端固定至机架上，另一端固定至导向带槽23的端部。
在一种实施方式中，第一驱动装置22可包括驱动电机和滚轮，滚轮安装在第一滑动轨道314上，驱动电机能够驱动滚轮旋转，从而带动吊装架311沿第一滑动轨道314移动。在另一种实施方式中，第一驱动装置22可包括驱动电机、齿轮和齿条，齿条可固定在机架上，齿轮与齿条啮合并与驱动电机传动连接，通过驱动电机带动齿轮转动同样能够带动吊装架311沿第一滑动轨道314移动。需要说明的是，本实施例上述对于第一驱动装置22的说明并不是限制性的，可根据实际需求采用合适的结构来实现。
如图13所示，升降夹具312安装在吊装架311的下表面，升降夹具312主要实现对陶瓷盘6的夹持、释放和升降，根据其功能大致包括具有升降功能的部分以及具有夹持功能的部分，二者可采用串联的方式进行安装。如图14所示，在一种实施方式中，升降夹具312包括第一横向安装板3120、竖向安装板3121和第二横向安装板3122，第一横向安装板3120固定在吊装架311上，竖向安装板3121固定在第一横向安装板3120上。竖向安装板3121上布置沿竖向的丝杠传动机构，第一横向安装板3120上布置与该丝杠传动机构对应的驱动机构，利用电机与带轮的配合，通过带动驱动丝杠传动机构中的丝杠定轴旋转。第二横向安装板3122则固定在该丝杠传动机构的螺母滑块上，通过丝杠的旋转控制第二安装横向板的升降。
在第二横向安装板3122上可布置夹持装置，具体的，夹持装置可为安装在第二横向安装板3122两端的夹爪3123，两个夹爪3123通过在第二横向安装板3122上相对运动实现对陶瓷盘6的夹持，通过相背离运动实现对陶瓷盘6的释放。两个夹爪3123的运动驱动可通过配置两个气缸或两个直线运动机构实现。
在本实施例中，吊装架311实质为在初始位置至第一翻转机构2对应的位置上往复移动。具体的，以清洗槽7为四个，升降夹具312也为四个为例。在首次上料时，吊装架311的初始位置为各个升降夹具312与各个清洗槽7对应的位置。在第一个陶瓷盘6由第一翻转机构2翻转后，吊装架311从初始位置移动第一翻转机构2对应的位置，此时第一个升降夹具312与第一翻转机构2上的陶瓷盘6对应，第一个升降夹具312动作将第一个陶瓷盘6夹持并提升，然后吊装架311回到初始位置，此时第一个升降夹具312与第一个清洗槽7对应，该升降夹具312动作将陶瓷盘6放入清洗槽7内，在此过程中升降转运机构和第一翻转机构2持续动作完成了第二个陶瓷盘6的取出和翻转。吊装架311则从初始位置再次回到与第一翻转机构2对应的位置上，此时第一个升降夹具312和第二个升降夹具312同步动作，第一个升降夹具312夹持当前第一翻转机构2上的陶瓷盘6，第二个升降夹具312则夹持第一个清洗槽7内的陶瓷盘6，并同步提升两个陶瓷盘6，然后吊装架311再次回到初始位置，此时第二个陶瓷盘6与第一个清洗槽7对应，第一个陶瓷盘6则与第二清洗槽7对应，再将两个陶瓷盘6均放置至对应的清洗槽7内后。
当所有的清洗槽7内均放置有陶瓷盘6后，末端的清洗槽7内的陶瓷盘6在完成清洗后需要转运至第二翻转机构4。在一种实施方式中，升降夹具312的数量比清洗槽7的数量多一个，当吊装架311位于初始位置时，末端的升降夹具312与第二翻转机构4的位置对应，从而在吊装架311往复运动的过程中，末端的升降夹具312能够将末端的清洗槽7内的陶瓷盘6转运至第二翻转机构4。
本实施例中吊装架311和升降夹具312的布置使得陶瓷盘6的取用、清洗和转运能够连续进行，进一步提高了陶瓷盘6的清洗效率。
在一种实施方式中，为减少升降夹具312的使用，本实施例升降夹具312的数量与清洗槽7的数量一致。如图9和图13所示，在该实施方式下，为实现将末端的清洗槽7内的陶瓷盘6转运至第二翻转机构4，吊装机构31还包括转运架313、第二驱动装置26和第二滑动轨道27；
第二滑动轨道27固设于吊装架311上并位于第一滑动轨道远离第一翻转机构2的一端；
第二滑动轨道27与第一滑动轨道不平行，转运架313滑动地安装在第二滑动轨道27上，第二驱动装置26用于驱动转运架313在第二滑动轨道27上直线移动；
多个升降夹具312中距离第一翻转机构2最远的一个升降夹具312设置为转运夹具24，转运夹具24设于转运架313上，用于将最后一个清洗槽7内的陶瓷盘6转运至第二翻转机构4、以及将上一个清洗槽7内的陶瓷盘6转运至最后一个清洗槽7内。
具体的，需要说明的是，当依然通过吊装架311往复运动实现将末端的陶瓷盘6转运至第二翻转机构4时，升降夹具312的数量较多，同时吊装架311的横向长度较长，导致整个设备的横向占用面积增加。而单纯的减少升降夹具312的数量时，仅依靠吊装架311的往复运动无法将末端的陶瓷盘6转运至第二翻转机构4。为此，本实施例为减少升降夹具312的数量同时减少装置的横向长度，在吊装架311的基础上额外配置一个可移动的转运架313来辅助末端的升降夹具312相对于吊装架311单独移动，并且可转运架313的移动方向与吊装架311的移动方向不同，其移动方向可为吊装架311的侧向。
对应至本实施例中，如图13所示，在布置有吊装架311的基础上额外布置有转运架313、第二驱动装置26和第二滑动轨道27，第二滑动轨道27决定转运架313的移动方向，因此为减小横向占用长度，第二滑动轨道27与第一滑动轨道不平行，优选地，为最大化减小横向占用长度，第二滑动轨道27与第一滑动轨道垂直。转运架313与第二滑动轨道27滑动连接，其通过安装在转运架313上的第二驱动装置26实现沿第二滑动轨道27行走，从而带动末端的升降夹具312从末端的清洗槽7位置移动至与第二翻转机构4对应的位置。
在本实施例中，由于转运架313、第二滑动轨道27整体依然安装在吊装架311上，即其整体需要随着吊装架311进行往复运动，在吊装架311进行一次往复运动的过程中，转运架313需要独立的进行一次往复运动，即带动末端的升降夹具312从末端的清洗槽7移动至第二翻转机构4对应的位置，并从第二翻转机构4对应的位置移动至与清洗槽7对应的位置。具体的，当吊装架311回到初始位置时，末端的升降夹具312（即转运夹具24）将夹持的陶瓷盘6释放至末端的清洗槽7内进行超声清洗，在吊装架311再次运动之前，转运夹具24夹持该陶瓷盘6，通过转运架313将陶瓷盘6转运至第二翻转机构4对应的位置并释放陶瓷盘6，然后通过转运架313移动至与清洗槽7对应的位置。
在另一种实施方式，转运夹具24从第二翻转机构4对应的位置移动至与清洗槽7对应的位置的过程可与吊装架311再次运动的过程同步进行，只需要保证在吊装架311运动至第一个升降夹具312移动至与第一翻转机构2对应的同时，转运夹具24运动至与倒数第二个清洗槽7对应的位置即可。在采用该方式时，吊装架311的移动频率进一步提高，从而使得陶瓷盘6的清洗效率进一步提高。
对应至本实施例中，同一个陶瓷盘6在末端的清洗槽7内的清洗时间将小于在其他清洗槽7内的清洗时间，同时由于陶瓷盘6在进入末端的清洗槽7内超声清洗之前已经进行了多次清洗，因此即使清洗时间较短也能满足清洗效果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种晶圆无蜡抛光预处理机构，其特征在于，包括：升降传送机构（1）、第一翻转机构（2）、清洗机构（3）和第二翻转机构（4）；其中，
所述升降传送机构（1）包括升降部（102）和传送部（101），所述升降部（102）用于将物料盒（5）中的陶瓷盘（6）抬升，所述传送部（101）用于将所述陶瓷盘（6）传送至所述第一翻转机构（2）；
所述第一翻转机构（2），用于将所述陶瓷盘（6）翻转，以使所述陶瓷盘（6）上设置有凹槽和无蜡垫的端面朝下设置，其中所述无蜡垫贴合在所述凹槽中；
所述清洗机构（3）包括多个清洗槽（7）和吊装机构（31），所述清洗槽（7）的底部设置有用于对所述陶瓷盘（6）上设置有无蜡垫的端面进行超声清洗的超声设备；所述吊装机构（31）用于将所述陶瓷盘（6）在所述第一翻转机构（2）和所述清洗槽（7）之间进行转运、在任意相邻的两个所述清洗槽（7）之间进行转运、以及在所述清洗槽（7）和所述第二翻转机构（4）之间进行转运；
所述吊装机构（31）包括吊装架（311）和多个升降夹具（312），多个升降夹具（312）沿清洗槽（7）的分布方向依次设于吊装架（311）上，所述吊装架（311）可受驱动地在初始位置和所述第一翻转机构（2）之间往复运动，所述初始位置为所述升降夹具（312）与清洗槽（7）对应的位置；
在所述吊装架（311）往复运动的过程中，所述升降夹具（312）用于将陶瓷盘（6）在所述第一翻转机构（2）和所述清洗槽（7）之间进行转运、在任意相邻的两个所述清洗槽（7）之间进行转运、以及在所述清洗槽（7）和所述第二翻转机构（4）之间进行转运；
所述第二翻转机构（4），用于将所述陶瓷盘（6）进行翻转，以使所述陶瓷盘（6）上设置有无蜡垫的端面朝上设置，从而便于在所述陶瓷盘（6）的无蜡垫贴片；
所述第一翻转机构（2）和所述第二翻转机构（4）均包括夹持部和翻转部，夹持部用于夹持固定陶瓷盘（6），翻转部用于翻转夹持部以翻转陶瓷盘（6）；
所述翻转部包括相对布置的主动翻转组件（8）和从动翻转组件（9）；
当所述第一翻转机构（2）的夹持部夹紧陶瓷盘（6）时，驱动所述第一翻转机构（2）的主动翻转组件（8）旋转带动陶瓷盘（6）和所述从动翻转组件（9）同步旋转，以使所述陶瓷盘（6）上设置有凹槽和无蜡垫的端面朝下；
当所述第二翻转机构（4）的夹持部夹紧陶瓷盘（6）时，驱动所述第二翻转机构（4）的主动翻转组件（8）旋转带动陶瓷盘（6）和所述从动翻转组件（9）同步旋转，以使所述陶瓷盘（6）上设置有凹槽和无蜡垫的端面朝上。
2.根据权利要求1所述的晶圆无蜡抛光预处理机构，其特征在于，所述主动翻转组件（8）和所述从动翻转组件（9）均包括基座（10）和翻转架（13），所述翻转架（13）通过连接轴（12）铰接于所述基座（10）上，所述翻转架（13）可受驱动地绕所述连接轴（12）的轴线旋转；
所述夹持部设于所述翻转架（13）上，所述夹持部可受驱动地朝向和远离陶瓷盘（6），以夹持和释放所述陶瓷盘（6）。
3.根据权利要求2所述的晶圆无蜡抛光预处理机构，其特征在于，所述夹持部包括滑动块（14）、导向轨道（15）、伸缩驱动机构（16）和夹紧块（17）；
所述伸缩驱动机构（16）固设于所述翻转架（13）上，所述夹紧块（17）与所述伸缩驱动机构（16）的伸缩端相连，所述夹紧块（17）上设置有用于连接所述陶瓷盘（6）的边缘的凹槽；
所述导向轨道（15）设于所述翻转架（13）的侧面，所述滑动块（14）的第一端与所述夹紧块（17）固定连接，第二端与所述导向轨道（15）滑动连接。
4.根据权利要求3所述的晶圆无蜡抛光预处理机构，其特征在于，所述基座（10）上还设置有轴承座（11），所述连接轴（12）通过轴承安装于所述轴承座（11）内；
所述主动翻转组件（8）还包括第一驱动机构（18），所述第一驱动机构（18）固设于所述基座（10）上，所述第一驱动机构（18）的输出端与所述连接轴（12）传动连接，用于驱动所述连接轴（12）转动；
所述从动翻转组件（9）中的基座（10）的两侧设置有定位孔（20），两侧的所述定位孔（20）沿所述连接轴（12）的轴线对称，与所述从动翻转组件（9）对应的所述滑动块（14）上设置有与所述定位孔（20）对应的定位销轴（19），所述定位销轴（19）可插接配合至所述定位孔（20）内。
5.根据权利要求1所述的晶圆无蜡抛光预处理机构，其特征在于，所述吊装机构（31）包括还包括第一滑动轨道（314）、第一驱动装置（22）；其中，
所述第一滑动轨道（314）设于机架上，所述第一滑动轨道（314）沿所述清洗槽（7）的分布方向延伸，所述吊装架（311）滑动安装在所述第一滑动轨道（314）上，所述第一驱动装置（22）用于驱动所述吊装架（311）在所述第一滑动轨道（314）上直线移动。
6.根据权利要求5所述的晶圆无蜡抛光预处理机构，其特征在于，所述升降夹具（312）包括第一横向安装板（3120）、竖向安装板（3121）和第二横向安装板（3122），所述第一横向安装板（3120）固定在所述吊装架（311）上，所述竖向安装板（3121）固定在所述第一横向安装板（3120）上；
所述竖向安装板（3121）上布置沿竖向的丝杠传动机构，所述第二横向安装板（3122）固定在该丝杠传动机构的螺母滑块上，通过丝杠的旋转控制所述第二横向安装板（3122）的升降；
所述第二横向安装板（3122）的两端设置有夹爪，两个所述夹爪通过在所述第二横向安装板（3122）上运动实现对陶瓷盘的夹持和释放。
7.根据权利要求5所述的晶圆无蜡抛光预处理机构，其特征在于，所述吊装机构（31）还包括转运架（313）、第二驱动装置（26）和第二滑动轨道（27）；
所述第二滑动轨道（27）固设于所述吊装架（311）上并位于所述第一滑动轨道（314）远离所述第一翻转机构（2）的一端；
所述第二滑动轨道（27）与所述第一滑动轨道（314）不平行，所述转运架（313）滑动地安装在所述第二滑动轨道（27）上，所述第二驱动装置（26）用于驱动所述转运架（313）在所述第二滑动轨道（27）上直线移动；
多个所述升降夹具（312）中距离所述第一翻转机构（2）最远的一个所述升降夹具（312）设置为转运夹具（24），所述转运夹具（24）设于所述转运架（313）上，用于将最后一个所述清洗槽（7）内的陶瓷盘（6）转运至所述第二翻转机构（4）、以及将上一个所述清洗槽（7）内的所述陶瓷盘（6）转运至最后一个所述清洗槽（7）内。
8.根据权利要求7所述的晶圆无蜡抛光预处理机构，其特征在于，所述第一滑动轨道（314）和所述第二滑动轨道（27）相垂直。
9.一种晶圆无蜡抛光上料设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的晶圆无蜡抛光预处理机构。
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