CN203664250U - 无母篮清洗机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无母篮清洗机，包括机架、安装于机架上的清洗槽和机械手，所述机械手的悬臂位于清洗槽的上方，在悬臂上滑动支承有两运动方向相反的抓取钩座，各抓取钩座均固定设置有硅片篮抓取钩，所述清洗槽内设置有硅片篮托盘。该无母篮清洗机不仅可以在每一工位同时进行数个硅片篮的清洗，具有较高的生产效率，而且无需清洗母篮，减少用工，降低使用成本。

Description

无母篮清洗机

技术领域

本实用新型涉及半导体、光伏、LED等行业的硅/晶片清洗设备，尤其涉及硅/晶片的多槽式清洗机。

背景技术

半导体行业中晶元、光伏行业中的硅片以及LED行业的蓝宝石晶片等在制造过程中都必须经过清洗工序，以清除硅/晶片表面的金属离子污染、有机物污染或颗粒物污染，其清洗过程是在专门的多槽式清洗中进行的。

上述的多槽式清洗机一般主要由设置于机架上的清洗槽、清洗液管路系统、超声波系统、加热系统、清洗抛动装置，以及清洗篮输送系统和电控部分构成，需要清洗的硅/晶片通常是放置在专用的硅片篮内，为了提高清洗效率，通常清洗机都是配备有清洗母篮，清洗时将数个硅片篮放置在一个母篮内，由清洗篮输送系统将清洗母篮逐个输送至各清洗槽中，从而对清洗母篮中各硅片篮内的硅/晶片进行清洗。

利用清洗母篮承载硅片篮进行清洗，一次可以清洗多个硅片篮，明显提高了清洗机的工作效率，但一台清洗机通常都有十多个工位，加上周转所需要的数量，一台清洗机会需要至少二十个清洗母篮，并且清洗母篮需要耐清洗用化学液的腐蚀，一般的金属材料无法使用，需要使用耐化学液的工程塑料，清洗母篮的制造加工需要专业设备，故清洗母篮的成本会较高，另外，清洗母篮在使用过程中在上料端装篮，清洗完成后取出清洗母篮中的硅片篮，空的清洗母篮需要连续不断地回送至上料端再次装载硅片篮，用工多，工作量大，还容易造成清洗母篮的损坏进而影响正常生产。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无母篮清洗机，它不仅可以在每一工位同时进行数个硅片篮的清洗，具有较高的生产效率，而且无需清洗母篮，减少用工，降低使用成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种无母篮清洗机，包括机架、安装于机架上的清洗槽和机械手，所述机械手的悬臂位于清洗槽的上方，在悬臂上滑动支承有两运动方向相反的抓取钩座，各抓取钩座均固定设置有硅片篮抓取钩，所述清洗槽内设置有硅片篮托盘。

在上述结构中，由于机械手的悬臂位于清洗槽的上方，在悬臂上滑动支承有两运动方向相反的抓取钩座，各抓取钩座均固定设置有硅片篮抓取钩，则各硅片篮抓取钩位于清洗槽的上方，可以从清洗槽的上方对硅片篮进行抓取操作，两运动方向相反的抓取钩座可以带动各自的硅片篮抓取钩同时作相反方向的运动，当两抓取钩座相向运动时，带动各自的硅片篮抓取钩向内侧运动，可以夹持位于各抓取钩之间的硅片篮，而当两抓取钩座相背运动时，带动各自的硅片篮抓取钩向外侧运动，可以放开夹持于各硅片篮抓取钩之间的硅片篮，每次所抓取的硅片篮的数量取决于所设置的硅片篮抓取钩数量的多少；机械手同时抓取数个硅片篮按清洗工艺流程从一个清洗槽输送到另一清洗槽中，从而实现在每一工位同时进行数个硅片篮的清洗，具有较高的生产效率，而且无需清洗母篮，相应地减少了清洗母篮返回输送所需的人工，同时也节省了生产清洗母篮所需的成本及由于清洗母篮使用过程中可能造成的损坏而对清洗母篮进行维护的生产成本。又由于所述清洗槽内设置有硅片篮托盘，这样使得各硅片篮被机械手抓取进入清洗槽内后可以放置在硅片篮托盘内，使得硅片篮在清洗槽内具有确定的位置，从而可以保证硅片篮在该槽内清洗完成后机械手能准确的完成对各硅片篮的抓取，从而保证数个硅片篮无母篮清洗的正常运行。

本实用新型的一种优选实施方式，所述每一抓取钩座上均设置有两排硅片篮抓取钩，一抓取钩座左侧一排的硅片篮抓取钩与另一抓取钩座左侧一排的硅片篮抓取钩构成抓取钩对，一抓取钩座右侧的一排硅片篮抓取钩与另一抓取钩座右侧的一排硅片篮抓取钩构成抓取钩对。采用该实施方式，由于所述每一抓取钩座上均设置有两排硅片篮抓取钩，这样，两运动方向相反的抓取钩座就可以形成两对抓取钩对，每一抓取钩对可以抓取一排硅片篮，同一驱动机械所驱动的两运动方向相反的抓取钩座可以同时抓取两排硅片篮，则机械手可以同时抓取的硅片篮数量更多，生产效率更高。

本实用新型的另一种优选实施方式，所述硅片篮托盘安装在清洗槽内的托盘架上。采用该实施方式，硅片篮托盘可以随托盘架上、下运动或固定不动，以满足清洗过程的不同工艺要求。

本实用新型的又一种优选实施方式，所述硅片篮托盘上设置有硅片篮定位卡槽。这样，可以保证硅片篮在硅片篮托盘上的位置，不会随托盘架的运动而改变位置，定位精度更高，保证机械手的可靠抓取。

本实用新型的进一步的优选实施方式，所述机架上设置有传送带，该传送带的传送方向与被清洗物料的传送方向相反。采用该实施方式，当被清洗的载有硅片的硅片篮完成清洗后，硅片篮中的硅片会从硅片篮中取出送检，空的硅片篮就可以通过所设置的传动带从清洗机的出料端输送传送回到清洗机的进料端，重新由清洗机的前道工序将待清洗的硅片插入硅片篮中，再次进入清洗机进行清洗，省去了从清洗机出料端向清洗机进料端进行空硅片篮运送所需的人工。

本实用新型的又一进一步的优选实施方式，所述机械手上附设有物料篮检测装置，每一硅片篮对应有一该物料篮检测装置。采用该实施方式，可以对机械手在抓放篮及输送过程中物料篮的存在与否进行检测，从而避免机械手在抓放篮过中可能出现的差错，所述物料检测装置形式多样，可以是光电传感器，也可以是超声波传感器或其它形式的传感器。每一硅片篮对应有一该物料篮检测装置可以保证机械手上同时输送的所有硅片篮都得到检测，只要有一只硅片篮未被正确抓放，都有异常检测信号发送到设备的控制系统。

本实用新型的另一进一步的优选实施方式，所述物料篮检测装置包括附设于至少一硅片篮抓取钩上的导杆，所述导杆内封装有干簧管，所述干簧管的导线同样被封装并连向电控装置；在所述导杆上还可活动地套装有浮球，所述浮球内封装有磁铁零件。采用该实施方式，附设于硅片篮抓取钩上的导杆随硅片篮抓取钩一同进出清洗槽，并随之一同完成在清洗槽内进行的抓放篮运动。当机械手未夹持硅片篮处于清洗槽上方时，附设于硅片篮抓取钩上的导杆上所套装的浮球处于导杆的最低处，封装于浮球内的磁铁零件与导杆内封装的相应位置的干簧管作用，使干簧管动作，通过导线向电控装置给出信号，电控装置据此判断为无篮，当机械手进入清洗槽中准备抓取硅片篮时，硅片篮抓取钩及其上附设的导杆进入到清洗槽中的清洗液内，此时套装于导杆上的浮球将由于液体浮力的作用而一直漂浮在清洗液表面，当机械手上的两抓取钩座带动各自硅片篮抓取钩向内侧相向运动时，硅片篮抓取钩的钩板处于硅片篮上翻边下方，对硅片篮实施夹持，硅片篮抓取钩向上提升时，硅片篮上翻边就搁置在硅片篮抓取钩上，当机械手夹持硅片篮向上运动而逐渐脱离液面时，导杆上的浮球与导杆最低端的距离随之逐渐减小，直到硅片篮被提升至液面以上时，浮球的一边会搁置在硅片篮上翻边上不再下降，这样其与导杆内最低处封装的干簧管尚有一段距离，浮球内封装的磁铁零件不能与干簧管产生作用，这就说明机械手上有篮，抓篮动作正确实现，反之，如果机械手没能正确抓取硅片篮，浮球会一直下降到导杆的最低位置，干簧管就会发出信号，表示此时机械手上无篮，说明抓篮动作未能正确实现。往清洗槽内放篮的过程与上述过程相反，当放篮完成后机械手抓取钩离开液面时，导杆上的浮球应该处于导杆的最低端使干簧管动作，如果机械手未能正确放篮，硅片篮会仍处于硅片篮抓取钩上，浮球会搁置在硅片篮上翻边上，无法使干簧管动作发出相应信号，表明放篮失败需要人工处置。根据机械手抓取机构所确定的同时抓取的硅片篮的数量，每一硅片篮对应的硅片篮抓取钩上附设有一套上述的导杆及浮球等其它相应零件，就可以对每一硅片篮进行检测。该实施方式结构简单、动作可靠，相对于其它传感器而言，成本大为降低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型无母篮清洗机作进一步详细说明。

图1是本实用新型无母篮清洗机一种优选实施方式的横断面结构示意图；

图2是图1所示结构的俯视示意图；

图3是图1所示结构中硅片篮抓取部分结构示意图；

图4是本实用新型无母篮清洗机中硅片篮抓取部分的仰视图；

图5是图3中物料篮检测装置的结构示意图；

图6是图1所示结构中硅片篮托盘的结构示意图；

图7是图6所示结构的俯视图。

　　图中：1－机架、2－传送带、3－机械手、4－悬臂、5－抓取钩座、6－硅片篮抓取钩、7－托盘架、8－硅片篮托盘、9－清洗槽、10－气缸、11－直线导轨、12－浮子式物料篮检测装置、13－硅片篮、14－硅片篮定位卡槽、15－干簧管、16－浮球、17－磁铁零件、18－导杆、19－导线。

具体实施方式

在图1、图2所示的无母篮清洗机中，机架1的主体为为六面体矩形框架式结构件，在机架1的外部覆有面板或门窗组件，内部清洗槽区域与其它部件之间也设有隔板, 使得清洗机清洗槽区域构成一相对封闭的工作空间。在框架式机架1内沿长度方向依次设置有十个清洗槽9，清洗槽 9固定地安装于机架1下部的架体上。用于提供清洗液的管路系统通向清洗槽9内，在清洗槽9中还根据工艺要求设置有超声波系统、加热系统等部件。在清洗机的进料端（图2的下端）设置有进料槽，待清洗的硅片篮13通过放置于进料槽内的硅片篮托盘8从清洗机外侧进入清洗机内，由机械手3将其依次输送到各清洗槽9中逐槽进行清洗，此时硅片篮13被放置于清洗槽9中的硅片篮托盘8中，清洗槽9中的硅片篮托盘8安装在清洗槽9内的托盘架7上，托盘架7可以在清洗槽9内上下缓慢运动，以增加对清洗篮13中硅片的清洗效果，硅片篮13从最后一个清洗槽9中清洗完成后，由机械手3抓取放置到与清洗机出料端与清洗机配套的烘干机上由烘干机上的输送装置输送进入烘干机进行烘干，烘干完成后的硅片篮13通过烘干机输送装置输送出去，其中的硅片被取出送检，空的硅片篮13被放置到传送带2上，传动带2安装在清洗槽9一侧的机架1的底部，该传送带2的传送方向与被清洗物料的传送方向相反，将空的硅片篮13从清洗机的出料端向清洗机的进料端输送，传送带2为平皮带，由电机通过皮带轮驱动。

机械手3通过直线导轨安装在位于清洗槽9一侧、传送带2上方的机架1上，整个清洗机上配置了两组，分别负责所要清洗的硅片篮13在进料槽及第一槽至第六槽间和第六槽至第十槽及至烘干机间的逐工位的水平输送，要清洗的硅片篮13进出清洗槽9的垂直方向的运动由各组机械手3上的垂直运动机构驱动悬置于清洗槽9上方的悬臂4实现，而机械手3对硅片篮13的抓、放篮动作则由安装于机械手3悬臂4上的抓取部分来实现。

图3与图4示出了安装于机械手3上的硅片篮抓取部分的结构示意图，在悬臂4上通过四根直线导轨11分别滑动支承了两抓取钩座5，各抓取钩座5上均固定设置有硅片篮抓取钩6，每一抓取钩座5上所设置的硅片篮抓取钩6排列成两排，两排硅片篮抓取钩6沿抓取钩座5的运动方向排列，一抓取钩座5左侧一排的硅片篮抓取钩6与另一抓取钩座5左侧一排的硅片篮抓取钩6构成抓取钩对，一抓取钩座5右侧的一排硅片篮抓取钩6与另一抓取钩座5右侧的一排硅片篮抓取钩6构成抓取钩对，各抓取钩座5上内侧的一排硅片篮抓取钩6相互交错排列，每一抓取钩对可以抓取一排硅片篮13，两对抓取钩对就可以抓取两排硅片篮13，每排抓取钩对可以抓取两只硅片篮13，这样一次就可以抓取四只硅片篮13。根据抓取钩座5上所设置的硅片篮抓取钩6数量的多少，每排被抓取的硅片篮13也可以是一只，还可以是三只或更多，从而不需要母篮即可以使机械手3直接抓取数个硅片篮13。当然，每一抓取钩座5上的硅片篮抓取钩6也可以是只设置一排，这样一次可抓取一只或二只或三只或更多的硅片篮13。

抓取动作由两抓取钩座5通过各自气缸10驱动，两气缸10分别与各自的抓取钩座5固定连接，其活塞杆通过支架固定连接在悬臂4上，通过气缸10的作用，两抓取钩座5同时作相反方向的运动来带动硅片篮抓取钩6实现对硅片篮13的抓篮或放篮动作。硅片篮抓取钩6由抓取钩杆及位于抓取钩杆底端的抓取钩板构成，抓篮时两抓取钩座5上的硅片篮抓取钩6从两边同时向内侧运动，硅片篮抓取钩6上的抓取钩板进入到硅片篮13上翻边的下面，机械手3向上运动时，硅片篮13两侧上翻边的下平面就会搁置在相应硅片篮抓取钩6上的抓取钩板上，从而实现机械手3对硅片篮13的抓取，硅片篮13在硅片篮抓取钩6上的定位由硅片篮13与硅片篮抓取钩6上相应的侧边来实现，以保证每次抓、放篮动作的准确位置，保证抓、放篮动作的顺利进行。

所述两抓取钩座5也可以由电机通过丝杆螺母机构驱动，丝杆螺母机构的丝杆两端螺旋旋向相反，丝杆两端分别旋接有相应旋向的螺母，两螺母分别固连于两抓取钩座5上，这样通过电机驱动丝杆螺母机械的丝杆就可以通过丝杆螺母机构两端螺母带动两抓取钩座5作相反方向的运动，改变电机转向可以改变两抓取钩座5的运动方向，同样能实现对硅片篮13的抓放篮动作。

在四个角上的硅片篮抓取钩6上分别附设了物料篮检测装置12，这样，每一硅片篮13对应有一该物料篮检测装置12。如图5所示，每一物料篮检测装置12包括附设于硅片篮抓取钩6上的导杆18，导杆18的上、下端分别通过连接件与硅片篮抓取钩6固定连接，在导杆18内封装有干簧管15，该干簧管15的导线19同样被封装并连向电控装置，由电控装置根据干簧管15的通断信号来对机械手3抓、放篮动作正确与否作出判断与相应处理；在所述导杆18上还可活动地套装有浮球16，所述浮球16内封装有磁铁零件17，浮球16与导杆18之间的位置决定了干簧管15动作与否。导杆18为PP材质，浮球16也为PP材质经发泡而成，这样导杆17与浮球16均可以耐受清洗槽9中可能使用的酸、碱化学液的腐蚀，从而保证其使用寿命。

图6与图7示出了硅片篮托盘8的结构示意图，硅片篮托盘8由底板与安装在底板上的四块定位板组成，底板与定位板之间通过螺钉与定位销固定连接，底板上开有四个大的长方形孔，以使安装于清洗槽9底部的超声波系统能作用于安装在硅片篮托盘8上的硅片篮13，每块定位板上都加工有两硅片篮定位卡槽14，硅片篮定位卡槽14的形状与硅片篮13底部轮廓相对应，四块定位板上的八硅片篮定位卡槽14对应四个硅片篮13，使四个硅片篮13前、后、左、右的位置都得到限定，从而起到很好的定位作用。

上述仅举出了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不局限于此，在不违背本实用新型基本结构的情况下，还可以作许多的改进和变换。如：所述物料篮检测装置12也可以不是附设在相应的硅片篮抓取钩6上，而是连接到悬臂4上或机械手3的其它部位，所述物料篮检测装置12也可以不是由导杆18与浮球16等构成，而是由反射式光电传感器、超声波传感器等其它检测装置，同样能保证相应的检测效果。因此，只要是不违背本实用新型的基本原理，所作出的任何改进与变换均应落入本实用新型保护范围内。

Claims (9)

1.一种无母篮清洗机，包括机架（1）、安装于机架（1）上的清洗槽（4）和机械手（3），其特征在于：所述机械手（3）的悬臂（4）位于清洗槽（9）的上方，在悬臂（4）上滑动支承有两运动方向相反的抓取钩座（5），各抓取钩座（5）均固定设置有硅片篮抓取钩（6），所述清洗槽（9）内设置有硅片篮托盘（8）。

2.根据权利要求1所述的无母篮清洗机，其特征在于：所述每一抓取钩座（5）上均设置有两排硅片篮抓取钩（6），一抓取钩座（5）左侧一排的硅片篮抓取钩（6）与另一抓取钩座（5）左侧一排的硅片篮抓取钩（6）构成抓取钩对，一抓取钩座（5）右侧的一排硅片篮抓取钩（6）与另一抓取钩座（5）右侧的一排硅片篮抓取钩（6）构成抓取钩对。

3.根据权利要求1或2所述的无母篮清洗机，其特征在于：所述两抓取钩座（5）通过各自气缸（10）驱动。

4.根据权利要求1或2所述的无母篮清洗机，其特征在于：所述两抓取钩座（5）由电机通过丝杆螺母机构驱动，丝杆螺母机构的丝杆两端螺旋旋向相反，丝杆两端分别旋接有相应旋向的螺母，两螺母分别固连于两抓取钩座（5）上。

5.根据权利要求1所述的无母篮清洗机，其特征在于：所述硅片篮托盘（8）安装在清洗槽（9）内的托盘架（7）上。

6.根据权利要求1或5所述的无母篮清洗机，其特征在于：所述硅片篮托盘（8）上设置有硅片篮定位卡槽（14）。

7.根据权利要求1所述的无母篮清洗机，其特征在于：所述机架（1）上设置有传送带（2），该传送带（2）的传送方向与被清洗物料的传送方向相反。

8.根据权利要求1或2所述的无母篮清洗机，其特征在于：所述机械手（3）上附设有物料篮检测装置（12），每一硅片篮（13）对应有一该物料篮检测装置（12）。

9.根据权利要求8所述的无母篮清洗机，其特征在于：所述物料篮检测装置（12）包括附设于硅片篮抓取钩（6）上的导杆（18），所述导杆（18）内封装有干簧管（15），所述干簧管（15）的导线（19）同样被封装并连向电控装置；在所述导杆（18）上还可活动地套装有浮球（16），所述浮球（16）内封装有磁铁零件（17）。

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