CN201347468Y - 一种石英晶片腐蚀机的驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石英晶片腐蚀机的驱动系统，所述驱动系统包括：摆动机构，具有：机械手、机械臂以及副机械臂；滑动机构，具有：平行滑道和滑动板，通过两机构的配合，实现驱动系统钩挂的腐蚀篮同时作上下往复运动和正反旋转运动，使腐蚀篮中的微型晶片充分浸泡在腐蚀液中，提高了石英晶片腐蚀的质量和腐蚀效率。

Description

一种石英晶片腐蚀机的驱动系统

技术领域

本实用新型涉及石英晶片腐蚀领域，尤其涉及一种石英晶片腐蚀机的驱动系统。

背景技术

石英晶体的研究开发和生产活动中，对晶片的生产加工需要一个腐蚀过程。现有技术的腐蚀工艺为在晶片腐蚀机的机械臂上悬挂腐蚀架，该腐蚀架具有若干蜂窝状空格，每个空格中装载一个被腐蚀的晶片，装载晶片的空格既要使腐蚀液充分进入，又不能让晶片掉出来，因此这种腐蚀架结构比较复杂。悬挂完毕之后晶片腐蚀机的驱动系统带动腐蚀架在腐蚀液内上下往复运动，对晶片表面进行腐蚀作业。腐蚀完成后需要将腐蚀架内的晶片连同腐蚀架一起清洗干净，再将腐蚀架拆开，把晶片取出。

因此，大量的生产实践表明现有的石英晶片腐蚀机的驱动系统带动腐蚀架在腐蚀液内上下往复运动，腐蚀架在腐蚀液中的运动轨迹简单，不能够充分的使腐蚀架内的石英晶片浸泡在腐蚀液中，因此，腐蚀石英晶片的效率和质量较低。

综上可知，现有技术的石英晶片腐蚀机的驱动系统在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种石英晶片腐蚀机的驱动系统，以使设置于石英晶片腐蚀机的腐蚀篮内的石英晶片充分与腐蚀液接触，提高了石英晶片腐蚀的质量和腐蚀效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种石英晶片腐蚀机的驱动系统，用于石英晶片腐蚀机在腐蚀槽与清洗槽中腐蚀石英晶片，包括：

摆动机构，具有

机械手，其上端设置有从动齿轮，下端设置有挂钩，该挂钩钩挂一腐蚀篮，该腐蚀篮内任意容装若干待腐蚀石英晶片；该机械手的中部设置连杆，通过该连杆与机械臂的下端连接；

机械臂，其上端设置有旋转气缸，其下端通过所述连杆与所述机械手连接；

副机械臂，其上端通过一曲柄摇杆机构与减速电机输出轴连接；其下端设置有主动齿轮，当所述腐蚀篮置于所述腐蚀槽中进行腐蚀时，该主动齿轮与所述从动齿轮啮合；

滑动机构，具有

平行滑道，该平行滑道由两组直线轴承、两组直线轴以及轴固定架组装而成；

滑动板，该滑动板安装于所述平行滑道上，并且所述摆动机构安装于该滑动板上；

双向气缸，该双向气缸安装于所述滑动机构上，其作用点对应于所述滑动板，并且该双向气缸上设置若干磁性开关，以控制所述滑动板上下往复运动。

根据所述的驱动系统，所述副机械臂上端设置第二摇臂，该第二摇臂通过一摆杆连接到所述减速电机输出轴上设置的与所述第二摇臂长度不等的第一摇臂；其中，所述减速电机转动带动所述第一摇臂作周转运动，通过摆杆的带动所述第二摇臂作正反往复运动，由该第二摇臂带动所述副机械臂作正反往复旋转运动；

所述机械手通过其上端设置的从动齿轮与所述副机械臂下端设置的主动齿轮的啮合，作正反往复旋转运动；

所述双向气缸的上、中、下部分别设置一个磁性开关，通过所述双向气缸的中部和下部的两个磁性开关感应双向气缸活塞的磁环信号，以控制所述滑动板上下往复运动；以及

所述双向气缸上部的磁性开关感应该双向气缸活塞的磁环信号，控制所述滑动板沿所述平行滑道向上滑动至所述机械手钩挂的腐蚀篮的水平位置高度高于所述腐蚀槽与清洗槽之间的槽壁的高度；以及，所述机械臂上端的旋转气缸转动带动与所述机械臂连接的机械手产生转动，以控制所述机械手转换于腐蚀槽与清洗槽的工位。

根据所述的驱动系统，所述双向气缸的两端设置有限流器，该限流器调节滑动板上下往复运动的频率；和/或

所述旋转气缸上设置有两个磁性开关，通过所述两个磁性开关以及一电磁阀组控制所述旋转气缸转动带动所述机械臂正反往复旋转运动。

根据所述的驱动系统，所述滑动板上下往复运动的行程由所述双向气缸的中部和下部的两个磁性开关的距离决定；

所述机械手钩挂的腐蚀篮在转换腐蚀槽与清洗槽工位时的水平位置高度，由所述双向气缸的上部磁性开关控制。

根据所述的驱动系统，所述副机械臂带动所述机械手在腐蚀槽中作正反往复旋转运动的旋转弧度为90～115弧度；

所述机械臂带动所述机械手在腐蚀槽或清洗槽中工作以转换工位的旋转弧度为180弧度。

根据所述的驱动系统，所述机械手包括轴、轴承套、轴承、挂钩接头、挂钩、固定块和从动齿轮；所述轴安装于所述轴承上，所述轴承套将所述轴和轴承套装于其内；所述轴的上端与所述从动齿轮连接，所述轴的下端与所述挂钩接头连接；所述挂钩接头下端设置一固定块，该固定块通过一紧固装置与所述挂钩连接；

所述机械臂的上端与一旋转气缸连接，该旋转气缸通过一连轴节与所述机械臂的轴接头连接；

所述副机械臂的轴安装于轴承套内。

根据所述的驱动系统，所述主动齿轮的齿数和模数与所述从动齿轮的齿数和模数相等；和/或，

所述主动齿轮与从动齿轮为尼龙齿轮。

根据所述的驱动系统，所述摆杆的两端分别通过一关节轴承与所述第一摇臂和第二摇臂连接。

根据所述的驱动系统，所述机械手、机械臂以及副机械臂的主体呈圆柱体形。

本实用新型提供的石英晶片腐蚀机的驱动系统包括摆动机构和滑动机构，通过两机构的工作配合，可以使置于驱动系统中腐蚀篮的石英晶片同时作上下往复运动和正反旋转运动，这样石英晶片能够充分的接触腐蚀液，以及在腐蚀槽与清洗槽中轻松转换工位；提高了石英晶片腐蚀的质量和腐蚀效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的石英晶片腐蚀机的驱动系统结构示意图；

图2是图1中本实用新型提供的石英晶片腐蚀机的驱动系统的俯视图；

图3是图1中本实用新型石英晶片腐蚀机的驱动系统中副机械臂的结构示意图；

图4是图1中本实用新型提供的石英晶片腐蚀机的驱动系统的部分构件的剖视图；

图5是本实用新型提供的驱动系统中的曲柄摇杆机构的运动示意图；

图6是本实用新型提供的驱动系统中的机械手和机械臂的结构示意图；

图7是本实用新型提供的驱动系统中的机械手在腐蚀工位和清洗工位的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的基本思想是：提供一种石英晶片腐蚀机的驱动系统，该驱动系统包括摆动机构和滑动机构，通过两机构的配合，实现驱动系统钩挂的腐蚀篮同时作上下往复运动和正反旋转运动，使腐蚀篮中的微型晶片充分浸泡在腐蚀液中，提高了石英晶片腐蚀的质量和腐蚀效率。

图1是本实用新型提供的石英晶片腐蚀机的驱动系统结构示意图，描述如下：

本实用新型中的石英晶片腐蚀机的驱动系统1包括：摆动机构，具有：机械手11，其上端设置有从动齿轮111，下端设置有挂钩112，该挂钩112下端可以钩挂一腐蚀篮(图中未示)，该腐蚀篮内任意容装若干待腐蚀石英晶片；该机械手11的中部设置连杆20，通过该连杆20与机械臂12的下端连接；机械臂12，其上端设置有旋转气缸13，其下端通过连杆20与机械手11连接；图2是图1中本实用新型提供的石英晶片腐蚀机的驱动系统的俯视图，图3是本实用新型石英晶片腐蚀机的驱动系统中副机械臂的结构示意图；其中，副机械臂14，其上端通过一曲柄摇杆机构与减速电机15输出轴连接；其下端设置有主动齿轮144，当腐蚀篮置于腐蚀槽100中进行腐蚀时，该主动齿轮144与从动齿轮啮合111；滑动机构，参见图1，具有：平行滑道16，该平行滑道16由两组直线轴承161、两组直线轴162以及轴固定架163组装而成；滑动板17，该滑动板17安装于平行滑道16上，并且摆动机构安装于该滑动板17上；双向气缸18，该双向气缸18安装于滑动机构上，其作用点对应于滑动板17，并且该双向气缸18上设置若干磁性开关18a～18c，以控制滑动板17上下往复运动。在本实用新型中，机械手11、机械臂12以及副机械臂14的主体均呈圆柱体形。

现有技术中石英晶片腐蚀机的腐蚀架具有若干蜂窝状空格，每个空格中装载一个被腐蚀的晶片，其如此设置是为了让每片晶片都能充分的受到腐蚀液体的浸泡。而在本实用新型中，由于对驱动系统1进行了改进，通过驱动系统1带动腐蚀篮作上下往复运动和正反旋转运动，使得腐蚀篮内的晶片也能获得同样的运动效果，即腐蚀篮在腐蚀液内进行垂直的上下往复运动的同时，还进行以篮的中心轴线为圆心的正反向往复旋转运动或正反摇摆运动，达到理想腐蚀效果。而腐蚀篮并不需要制作成特别的形状。因此，可以同时将若干的石英晶片放入腐蚀篮内，其摆放顺序以及方位等方面没有任何的要求。而石英晶片在腐蚀过程中无秩地在腐蚀液中进行漂移，每片石英晶片都有相同的时间和机率和腐蚀液充分接触，从而达到理想的腐蚀效果。

图4是图1中本实用新型提供的石英晶片腐蚀机的驱动系统的部分构件的剖视图；由图4表示滑动机构的平行滑道16以及摆动机构的副机械臂14的侧向剖视图。同时参见图3，在本实用新型的一个实施例中，曲柄摇杆机构包括副机械臂14上端设置第二摇臂141，该第二摇臂141通过一摆杆142连接到减速电机15输出轴上设置的与第二摇臂141长度不等的第一摇臂143；其中，减速电机15转动带动第一摇臂143作周转运动，通过摆杆142的带动第二摇臂141作正反往复运动，由该第二摇臂141带动副机械臂14作正反往复旋转运动。其中，作正反旋转运动是由带有减速箱的减速电机15，其型号为60YYNCY-06-60，由电机转速为1250转/分的旋转力矩带动减速箱转动，速比为10∶1；减速箱的输出轴获得一个理想的转矩和转速，该转速决定机械手11作正反旋转运动的速度。装于减速箱输出轴上的第二摇臂141以相同的转速做360度旋转，经摆杆142再将该运动传递给副机械臂14。

图5是本实用新型的驱动系统中的曲柄摇杆机构的运动示意图；A、B分别为第一摇臂143、第二摇摆臂141的运动轨迹，皆为圆形，L3为两轨迹圆的圆心连线，L1、L2分别为过两轨迹圆的圆心且与圆心连线L3垂直的轴线，A1、A2、A3、A4为第一摇摆臂143上在运动状态的四个典型位置，在第二摇摆臂141上与该四点对应的四点分别为B1、B2、B3、B4。从图中可清晰的理解，第一摇摆臂143一直在作周转运动，第二摇摆臂141一直在作摇摆运动。通过第一摇臂143的带动，副机械臂14作正反往复旋转运动。另外，摆杆142的两端分别通过一关节轴承147与第一摇臂143和第二摇臂141连接。

图6是本实用新型的驱动系统中的机械手和机械臂的结构示意图；机械手11通过其上端设置的从动齿轮111与副机械臂14下端设置的主动齿轮144的啮合，作正反往复旋转运动。

参见图1，双向气缸18的上、中、下部分别设置一个磁性开关18a～18c，通过双向气缸18的中部和下部的两个磁性开关18b、18c感应双向气缸18的磁环信号，以控制滑动板17往复运动；机械臂12的上下往复运动由双向气缸18控制的，即滑动板17的上下往复运动由双向气缸18控制的，在本实用新型的一个实施例中，该双向气缸18的型号是SMCCDM2C25-200AJC73-3。在该气缸的外部分上、中、下分别安装一个磁性开关，该磁性开关的型号可为SMCDC73L，当磁性开关18a或18b感应到双向气缸活塞磁环的信号，双向气缸活塞即进行反向运动。而滑动板17上下往复运动的行程由双向气缸18的中部和下部的两个磁性开关18b～18c的距离决定。

另一方面，图7是本实用新型的石英晶片腐蚀机的机械手在腐蚀工位和清洗工位的示意图；图中F、Q分别为本实用新型在腐蚀工位和清洗工位的状态；其中，双向气缸18的磁性开关18a～18c感应该双向气缸18磁环信号，控制滑动板17沿平行滑道16向上滑动至机械手11钩挂的腐蚀篮的水平位置高度，使之高于腐蚀槽100与清洗槽200之间的槽壁300的高度；以及，机械臂12上端的旋转气缸13转动带动与机械臂12连接的机械手11产生转动，以控制机械手11转换于腐蚀槽100与清洗槽200两工位之间。在本实用新型中，机械手12钩挂的腐蚀篮在转换腐蚀槽100与清洗槽200工位时的水平位置高度时，是由双向气缸18的上部磁性开关18a控制的。

在本实用新型的一个实施例中，双向气缸18的两端设置有限流器19a～19b，该限流器19a、19b调节滑动板17上下往复运动的频率；和/或，旋转气缸13上设置有两个磁性开关18d～18e，通过两个磁性开关18d～18e以及一电磁阀组控制旋转气缸13转动带动机械臂12进行腐蚀清洗互换位，电磁阀组包括设置在旋转气缸13上的两个限流器19c、19d，而两个磁性开关18d～18e的型号可以分别为SMLD-R731和MLD-R732。滑动板17上下往复运动的频率，由双向气缸18两端的限流器19a～19b分别控制。限流器19a～19d的型号为SMCAC2201F-01-06S。

本实用新型中的腐蚀篮的在石英晶片腐蚀机工作时，其运动轨迹包括上下往复及正反旋转运动，这样可以使石英晶片在腐蚀过程中无秩地在腐蚀液中进行漂移，每片石英晶片都有相同的时间和机率和腐蚀液充分接触，从而达到理想的腐蚀效果。而为了达到此效果，该腐蚀篮的速度和频率、角度和行程上均应达到一定数值范围，经过反复实验其优选值如下表：

因此，在本实用新型的一个实施例中，副机械臂14带动机械手11在腐蚀槽100中作正反往复旋转运动的旋转弧度为90～115弧度；和/或，机械臂12带动机械手11在腐蚀槽100和清洗槽200以转换工位的旋转弧度为180弧度。在图7中，F表示腐蚀工位，Q表示清洗工位，当机械手11从腐蚀槽100转换工位到清洗槽200时，需要转过180弧度就可以转换工位到清洗槽200；从清洗槽200到腐蚀槽100同样需要转换一样的角度。

在本实用新型的一个实施例中，如图6所示，机械手11包括轴112、轴承套113、轴承114、挂钩接头115、挂钩116、固定块117和从动齿轮111；轴112安装于轴承114上，轴承套113将轴112和轴承114套装于其内；轴112的上端与从动齿轮111连接，轴112的下端与挂钩接头115连接；挂钩接头115下端设置一固定块117，该固定块117通过一紧固装置与挂钩连接，该紧固装置可以是一螺钉；机械臂12的上端与一旋转气缸连接13，旋转气缸13通过一连轴节121与机械臂12的轴接头122连接；副机械臂的轴145的安装于有轴承套146内。而主动齿轮114的齿数和模数与动齿轮111的齿数和模数相等；对于主动齿轮114与从动齿轮111可以选用尼龙制作而成的尼龙齿轮。

为了满足生产需要，一台石英晶片腐蚀机中可以并列设置多组驱动系统1，如设置5组驱动系统1，每组驱动系统1被独立控制及独立工作。

综上所述，本实用新型提供的石英晶片腐蚀机的驱动系统包括摆动机构和滑动机构，通过两机构的工作配合，可以使置于驱动系统中腐蚀篮的石英晶片同时作上下往复运动和正反旋转运动，这样石英晶片能够充分的接触腐蚀液，以及在腐蚀槽与清洗槽中轻松转换工位；提高了石英晶片腐蚀的质量和腐蚀效率。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1、一种石英晶片腐蚀机的驱动系统，用于石英晶片腐蚀机在腐蚀槽与清洗槽中腐蚀石英晶片，其特征在于，包括：

摆动机构，具有

机械手，其上端设置有从动齿轮，下端设置有挂钩，该挂钩钩挂一腐蚀篮，该腐蚀篮内任意容装若干待腐蚀石英晶片；该机械手的中部设置连杆，通过该连杆与机械臂的下端连接；

机械臂，其上端设置有旋转气缸，其下端通过所述连杆与所述机械手连接；

副机械臂，其上端通过一曲柄摇杆机构与减速电机输出轴连接；其下端设置有主动齿轮，当所述腐蚀篮置于所述腐蚀槽中进行腐蚀时，该主动齿轮与所述从动齿轮啮合；

滑动机构，具有

平行滑道，该平行滑道由两组直线轴承、两组直线轴以及轴固定架组装而成；

滑动板，该滑动板安装于所述平行滑道上，并且所述摆动机构安装于该滑动板上；

双向气缸，该双向气缸安装于所述滑动机构上，其作用点对应于所述滑动板，并且该双向气缸上设置若干磁性开关，以控制所述滑动板上下往复运动。

2、根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述副机械臂上端设置第二摇臂，该第二摇臂通过一摆杆连接到所述减速电机输出轴上设置的与所述第二摇臂长度不等的第一摇臂；其中，所述减速电机转动带动所述第一摇臂作周转运动，通过摆杆的带动所述第二摇臂作正反往复运动，由该第二摇臂带动所述副机械臂作正反往复旋转运动；

所述机械手通过其上端设置的从动齿轮与所述副机械臂下端设置的主动齿轮的啮合，作正反往复旋转运动；

所述双向气缸的上、中、下部分别设置一个磁性开关，通过所述双向气缸的中部和下部的两个磁性开关感应双向气缸活塞的磁环信号，以控制所述滑动板上下往复运动；以及

所述双向气缸上部的磁性开关感应该双向气缸活塞的磁环信号，控制所述滑动板沿所述平行滑道向上滑动至所述机械手钩挂的腐蚀篮的水平位置高度高于所述腐蚀槽与清洗槽之间的槽壁的高度；以及，所述机械臂上端的旋转气缸转动带动与所述机械臂连接的机械手产生转动，以控制所述机械手转换于腐蚀槽与清洗槽的工位。

3、根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述双向气缸的两端设置有限流器，该限流器调节滑动板上下往复运动的频率；和/或

所述旋转气缸上设置有两个磁性开关，通过所述两个磁性开关以及一电磁阀组控制所述旋转气缸转动带动所述机械臂正反往复旋转运动。

4、根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，所述滑动板上下往复运动的行程由所述双向气缸的中部和下部的两个磁性开关的距离决定；

所述机械手钩挂的腐蚀篮在转换腐蚀槽与清洗槽工位时的水平位置高度，由所述双向气缸的上部磁性开关控制。

5、根据权利要求2或3所述的驱动系统，其特征在于，所述副机械臂带动所述机械手在腐蚀槽中作正反往复旋转运动的旋转弧度为90～115弧度；

所述机械臂带动所述机械手在腐蚀槽或清洗槽中工作以转换工位的旋转弧度为180弧度。

6、根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述机械手包括轴、轴承套、轴承、挂钩接头、挂钩、固定块和从动齿轮；所述轴安装于所述轴承上，所述轴承套将所述轴和轴承套装于其内；所述轴的上端与所述从动齿轮连接，所述轴的下端与所述挂钩接头连接；所述挂钩接头下端设置一固定块，该固定块通过一紧固装置与所述挂钩连接；

所述机械臂的上端与一旋转气缸连接，该旋转气缸通过一连轴节与所述机械臂的轴接头连接；

所述副机械臂的轴安装于轴承套内。

7、根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，所述主动齿轮的齿数和模数与所述从动齿轮的齿数和模数相等；和/或，

所述主动齿轮与从动齿轮为尼龙齿轮。

8、根据权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，所述摆杆的两端分别通过一关节轴承与所述第一摇臂和第二摇臂连接。

9、根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述机械手、机械臂以及副机械臂的主体呈圆柱体形。

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