CN209317615U - 一种溶液配比和混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种溶液配比和混合装置，属于研磨液生产设备技术领域，包括混合器、量液器和浆液输送机构，混合器包括混合桶和第一回流管，混合桶上设置有进液管、第一输液机构和第一液位检测器，第一回流管一端连接于第一输液机构，另一端连接于混合桶；量液器通过第一管路连通于混合桶，且第一管路上均设置有第一控制阀；浆液输送机构连通于量液器，被配置为向量液器输送浆液。本实用新型通过量液器准确量取一定量的浆液，在混合桶上设置第一液位检测器确定通入的水的量，并通过第一输液机构和第一回流管实现对浆液和水的搅拌混合，有利于提高研磨液的生产效率，避免人工量取时的人为误差或误操作导致研磨液的配比失衡，提升研磨液的质量。

Description

一种溶液配比和混合装置

技术领域

本实用新型涉及研磨液生产设备技术领域，尤其涉及一种溶液配比和混合装置。

背景技术

随着半导体和光电行业下游技术的不断进步，对于硅片的加工精度要求越来越高。除了要求表面加工无缺陷外，对晶片表面整体平整度(TTV)，甚至局部平整度也有更高要求。当前国内，对硅片的研磨加工以化学机械抛光(CMP)为主，在硅片的化学机械抛光过程中，需要相应的研磨液进行研磨抛光，以达到硅表面无缺陷，无平整度缺陷，同时增加硅的去除量。而研磨液是由浆液(磨料与添加剂的混合液)和其他液体(水)进行配比并混合后制成的。

目前，研磨液的配比和混合主要由人工通过量杯量取特定量的浆液并且与特定量的水混合进行配比，随后通过搅拌进行混合，但是人工通过量杯量取浆液和水进行配比不仅效率低，而且存在较大的误差，还容易出现误操作的情况，导致研磨液的配比失衡，影响研磨液的质量，最终影响硅片的抛磨质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种溶液配比和混合装置，实现浆液和水的精确配比，且充分混合，提升研磨液的质量。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种溶液配比和混合装置，包括：

混合器，包括混合桶和第一回流管，所述混合桶上设置有进液管、第一输液机构和第一液位检测器，所述第一回流管一端连接于所述第一输液机构，另一端连接于所述混合桶；

量液器，通过第一管路连通于所述混合桶，且所述第一管路上设置有第一控制阀；

浆液输送机构，连通于所述量液器，被配置为向所述量液器输送浆液。。

进一步地，所述量液器包括量筒和与所述量筒连通的第一液位显示管，所述第一液位显示管上设置有第二液位检测器。

进一步地，所述混合桶上设置有与所述混合桶连通的第二液位显示管，所述第二液位显示管上设置有所述第一液位检测器。

进一步地，所述浆液输送机构包括浆液桶和浆液管，所述浆液管一端连接于所述量液器，另一端连接于所述浆液桶。

进一步地，所述浆液输送机构还包括空气压缩机构，所述空气压缩机构连接于所述浆液桶，被配置为驱动所述浆液桶内的浆液由所述浆液管流动至所述量液器。

进一步地，还包括压缩空气管，所述压缩空气管一端连接于所述空气压缩机构，另一端连通于所述浆液桶。

进一步地，还包括储存器，所述储存器通过第一输液管连接于所述第一输液机构，且所述第一输液管上设置有第二控制阀。

进一步地，所述储存器包括储存桶和第二输液管，所述储存桶底部设置有第二输液机构，所述第二输液管连接于所述第二输液机构。

进一步地，所述储存器还包括第二回流管，所述第二回流管一端连接于所述第二输液机构，另一端连接于所述储存桶，所述第二输液管连接于所述第二回流管。

进一步地，还包括控制器，所述控制器分别连接于所述第一输液机构和第一控制阀。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的溶液配比和混合装置，通过量液器量取一定量的浆液，并通过第一管路注入到混合桶内，并且通过进液管向混合桶内注入一定量的液体(水)，第一液位检测器检测液位来确定注入的液体(水)的量，并通过第一输液机构和第一回流管实现对浆液和水的搅拌，使得浆液和水充分混合而形成研磨液，有利于提高研磨液的生产效率。通过设置量液器能够实现浆液的准确量取，避免人工量取时的人为误差或误操作导致研磨液的配比失衡，提升研磨液的质量。

附图说明

图1是本实用新型提供的溶液配比和混合装置的结构示意图。

图中：

11、混合桶；12、第一回流管；121、第一回流阀；13、进液管；131、进液阀；14、第二液位显示管；15、第一输液机构；

21、量筒；22、第一管路；221、第一控制阀；23、第二管路；231、冲洗阀；24、第一液位显示管；

31、浆液桶；32、浆液管；321、浆液阀；33、压缩空气管；331、进气阀；

41、储存桶；42、第二回流管；421、第二回流阀；43、第二输液机构；44、第三液位显示管；45、第二输液管；451、输液阀；

5、第一输液管；51、第二控制阀；

61、第一感应器；62、第二感应器；63、第三感应器；

7、报警器；

8、控制器。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

本实施例提供了一种溶液配比和混合装置，主要用于生产抛光研磨液时浆液和水的配比和混合，当然还可用于其他溶液的各个组分的配比和混合。

如图1所示，该溶液配比和混合装置包括混合器、量液器和浆液输送机构。其中，混合器包括混合桶11和第一回流管12，混合桶11上设置有进液管13、第一输液机构15和第一液位检测器，第一回流管12一端连接于第一输液机构15，另一端连接于混合桶11，且第一回流管12上设置有第一回流阀121，第一回流阀121处于常开状态，第一输液机构15始终处于工作状态，在本实施例中，第一输液机构15为水泵，当然在其他实施例中，第一输液机构15还可为其他能够输送液体的结构。量液器通过第一管路22连通于混合桶11，且第一管路22上设置有第一控制阀221。浆液输送机构连接于量液器，能够向量液器内输送浆液。

通过量液器量取一定量的浆液，并通过第一管路22注入到混合桶11内，并且通过进液管13向混合桶11内注入一定量的液体(水)，第一液位检测器检测液位来确定注入的液体(水)的量，并通过第一输液机构15和第一回流管12实现对浆液和水的搅拌，使得浆液和水充分混合而形成研磨液，有利于提高研磨液的生产效率。通过设置量液器能够实现浆液的准确量取，避免人工量取时的人为误差或误操作导致研磨液的配比失衡，提升研磨液的质量。

如图1所示，进液管13设置于混合桶11顶部，且进液管13上设置有进液阀131。此外，混合桶11上设置有与混合桶11相连通的第二液位显示管14，第二液位显示管14上设置有上述第一液位检测器，在本实施例中，第一液位检测器包括两个第一感应器61，其中一个第一感应器61通过检测第二液位显示管14内浆液和水的混合液的上限位来检测混合桶11内混合液的上限位，另外一个第一感应器61通过检测第二液位显示管14内浆液和水的混合液的下限位来检测混合桶11内混合液的下限位。

浆液输送机构包括浆液桶31、浆液管32和空气压缩机构(图中未示出)，浆液管32一端连通于浆液桶31，另一端连通于量液器，且浆液管32上设置有浆液阀321。空气压缩机构能够驱动浆液桶31内的浆液由浆液管32流动至量液器内。具体而言，空气压缩机构和浆液桶31之间连接有压缩空气管33，且压缩空气管33上设置有进气阀331，当进气阀331和浆液阀321均开启时，空气压缩机构产生的压缩空气由压缩空气管33进入到浆液桶31内，驱动浆液沿浆液管32进入到量液器内。

具体而言，上述量液器包括量筒21和与量筒21相连通的第一液位显示管24，第一液位显示管24上设置有第二液位检测器，在本实施例中，第二液位检测器包括两个第二感应器62，其中一个第二感应器62通过检测第一液位显示管24内浆液的上限位来检测量筒21内浆液的上限位，另一个第二感应器62通过检测第一液位显示管24内浆液的下限位来检测量筒21内浆液的下限位。此外，量筒21通过第一管路22连通于混合桶11，且第一管路22上设置有上述第一控制阀221，量筒21通过第二管路23连通于进液管13，且第二管路23上设置有冲洗阀231。

在向量筒21内通入浆液时，冲洗阀231处于关闭状态，当量筒21内的浆液到达量筒21的上限位时，停止通入浆液，然后第一控制阀221开启，量筒21内的浆液通过第一管路22注入混合桶11内，当量筒21内的浆液到达量筒21的下限位时，第一控制阀221关闭，冲洗阀231开启，进液管13内的水通过第二管路23进入到量筒21内对量筒21进行冲洗，冲洗完成后冲洗阀231关闭，第一控制阀221开启，量筒21内的浆液和水的混合液通过第一管路22注入混合桶11内，随后第一控制阀221关闭。

另外，该溶液配比和混合装置还包括报警器7，当混合桶11内的液位低于混合桶11的下限位时，报警器7报警以提示再次加入浆液和水。报警器7为现有技术中的结构，比如蜂鸣器、LED灯等，在此不再赘述。

如图1所示，该溶液配比和混合装置还包括储存器，储存器通过第一输液管5连接于第一输液机构15，且第一输液管5上设置有第二控制阀51，当第二控制阀51关闭时，浆液和水通过第一输液机构15和第一回流管12实现搅拌混合；当第二控制阀51开启时，研磨液成品由第一输液机构15、第一输液管5进入到储存器内。

具体而言，储存器包括储存桶41、第二回流管42和第二输液管45。其中，储存桶41的底部设置有第二输液机构43，在本实施例中，第二输液机构43为水泵，当然在其他实施例中，第二输液机构43还可为其他能够输送液体的结构。第二回流管42上设置有第二回流阀421，且第二回流管42的一端连通于第二输液机构43，另一端连通于储存桶41。第二输液管45连通于第二回流管42，第二输液管45和第二回流管42的连接端位于第二输液机构43和第二回流阀421之间，且第二输液管45上设置有输液阀451。

在本实施例中，第二输液机构43始终处于工作状态，第二回流阀421处于常开状态。当输液阀451关闭时，研磨液通过第二输液机构43、第二回流管42再次流回到储存桶41内对研磨液进行搅拌，避免研磨液出现沉淀现象，且可通过第二回流阀421控制研磨液的循环流量；当输液阀451开启时，研磨液经第二输液机构43、第二输液管45被输送至各使用终端。

此外，储存桶41上设置有与储存桶41相连通的第三液位显示管44，第三液位显示管44上设置有第三液位检测器，在本实施例中，第三液位检测器包括两个第三感应器63，其中一个第三感应器63通过检测第三液位显示管44内研磨液的上限位来检测储存桶41内研磨液的上限位，另外一个第三感应器63通过检测第三液位显示管44内研磨液的下限位来检测储存桶41内研磨液的下限位。当储存桶41内的研磨液的液位到达下限位时，第一输液管5上的第二控制阀51开启，混合桶11内的成品研磨液被输送至储存桶41。

该溶液配比和混合装置还包括第一底座、第二底座和控制器8，混合桶11设置于第一底座上，储存桶41设置于第二底座上。第一控制阀221、第二控制阀51、进气阀331、浆液阀321、进液阀131、冲洗阀231、第一回流阀121、第二回流阀421和输液阀451均连接于控制器8。第一输液机构15、第二输液机构43和空气压缩机构均连接于控制器8。第一感应器61、第二感应器62、第三感应器63和报警器7也均连接于控制器8，且在本实施例中，第一感应器61、第二感应器62和第三感应器63均为液位传感器。此外，控制器8包括电源、可编程控制器等，且控制器8的操作界面上设置有电源指示灯、电源启动/关闭按钮、复位键、第一输液机构启动/停止按钮、第二输液机构启动/停止按钮等按键。通过设置控制器8，能够实现浆液配比和混合过程的自动化进行，有效地的提高生产效率。

以下将对该溶液配合和混合装置的工作过程进行详细的说明。

1.控制器8控制进液阀131、进气阀331和浆液阀321开启，通过进液管13向混合桶11内注水。浆液桶31内的浆液在压缩空气的驱动下经浆液管32进入到量筒21内，当量筒21内的浆液到达量筒21的上限位时，感应上限位的第二感应器62传递信号到控制器8，控制器8控制压缩空气机构停止工作、进气阀331和进液阀131关闭。同时控制器8控制第一控制阀221打开，量筒21内的浆液由第一管路22进入到混合桶11内，当量筒21内的浆液到达量筒21的下限位时，感应下限位的第二感应器62传递信号到控制器8，控制器8控制第一控制阀221关闭，冲洗阀231打开，进液管13内的水通过第二管路23进入到量筒21内对量筒21进行冲洗，随后控制器8控制冲洗阀231关闭，第一控制阀221打开，量筒21内的浆液和水的混合液通过第一管路22进入到混合桶11内，随后控制器8控制第一控制阀221关闭。

2.当混合桶11内浆液和水的混合液的液位到达混合桶11上限位时，感应上限位的第一感应器61传递信号到控制器8，控制器8控制进液阀131关闭。随后，控制器8控制第二控制阀51开启，第一输液机构15将成品研磨液通过第一输液管5输送至储存桶41内。在第二控制阀51开启之前，浆液和水的混合液经第一输液机构15、第一回流管12再次回流至混合桶11内，实现对浆液和水的搅拌混合。

当混合桶11内浆液和水的混合液的液位到达混合桶11下限位时，感应下限位的第一感应器61传递信号到控制器8，控制器8控制报警器7报警以提示操作人员重复上述操作。

3.当储存桶41内的研磨液的液位到达储存桶41的上限位时，感应上限位的第三感应器63传递信号到控制器8，控制器8控制第二控制阀51关闭。

当需要向外输送研磨液时，控制器8控制输液阀451开启，研磨液经第二输液管45输送至各个使用终端。当储存桶41内的研磨液的液位到达储存桶41的下限位时，感应下限位的第三感应器63传递信号到控制器8，控制器8控制第二控制阀51开启。

当不需要向外输送研磨液时，研磨液经第二输液机构43、第二回流管42再次回流至储存桶41内，实现对研磨液的搅拌。

此外，上述过程循环进行，实现浆液的自动配比、混合和输送。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种溶液配比和混合装置，其特征在于，包括：

混合器，包括混合桶(11)和第一回流管(12)，所述混合桶(11)上设置有进液管(13)、第一输液机构(15)和第一液位检测器，所述第一回流管(12)一端连接于所述第一输液机构(15)，另一端连接于所述混合桶(11)；

量液器，通过第一管路(22)连通于所述混合桶(11)，且所述第一管路(22)上设置有第一控制阀(221)；

浆液输送机构，连通于所述量液器，被配置为向所述量液器输送浆液。

2.根据权利要求1所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，所述量液器包括量筒(21)和与所述量筒(21)连通的第一液位显示管(24)，所述第一液位显示管(24)上设置有第二液位检测器。

3.根据权利要求1所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，所述混合桶(11)上设置有与所述混合桶(11)连通的第二液位显示管(14)，所述第二液位显示管(14)上设置有所述第一液位检测器。

4.根据权利要求1所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，所述浆液输送机构包括浆液桶(31)和浆液管(32)，所述浆液管(32)一端连接于所述量液器，另一端连接于所述浆液桶(31)。

5.根据权利要求4所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，所述浆液输送机构还包括空气压缩机构，所述空气压缩机构连接于所述浆液桶(31)，被配置为驱动所述浆液桶(31)内的浆液由所述浆液管(32)流动至所述量液器。

6.根据权利要求5所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，还包括压缩空气管(33)，所述压缩空气管(33)一端连接于所述空气压缩机构，另一端连通于所述浆液桶(31)。

7.根据权利要求1所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，还包括储存器，所述储存器通过第一输液管(5)连接于所述第一输液机构(15)，且所述第一输液管(5)上设置有第二控制阀(51)。

8.根据权利要求7所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，所述储存器包括储存桶(41)和第二输液管(45)，所述储存桶(41)底部设置有第二输液机构(43)，所述第二输液管(45)连接于所述第二输液机构(43)。

9.根据权利要求8所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，所述储存器还包括第二回流管(42)，所述第二回流管(42)一端连接于所述第二输液机构(43)，另一端连接于所述储存桶(41)，所述第二输液管(45)连接于所述第二回流管(42)。

10.根据权利要求1所述的溶液配比和混合装置，其特征在于，还包括控制器(8)，所述控制器(8)分别连接于所述第一输液机构(15)和第一控制阀(221)。