CN215887299U - 填料装置、填料设备和电化学沉积系统 - Google Patents
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Abstract
公开一种填料装置、填料设备和电化学沉积系统，填料装置包括：进料结构，所述进料结构包括第一进料口和第一出料口；容纳仓，所述容纳仓包括第二进料口和第二出料口，所述第二进料口与所述第一出料口连通，所述第二出料口用作所述填料装置的出料口；设置在所述容纳仓上的称重器件，所述称重器件配置为检测所述容纳仓中的物料的重量；传输结构，所述传输结构设置在所述第一出料口与所述第二进料口之间，并配置为将所述第一出料口输出的物料向所述第二进料口传输；控制结构，所述控制结构连接所述称重器件、所述传输结构，并配置为根据所述称重器件所检测到的重量控制所述传输结构的传输速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及显示产品的生产领域，具体涉及一种填料装置、填料设备和电化学沉积系统。
背景技术
电化学沉积工艺是一种低成本的化学性成膜方式，可以沉积得到2～20um厚的具备较低阻值的金属层。电化学沉积工艺是指在外电场作用下，通过包含金属离子的电解质溶液中正负离子的迁移，在阴极产生金属离子的还原，而在基板上获得金属镀层的工艺。
实用新型内容
本实用新型提出了一种填料装置、填料设备和电化学沉积系统。
第一方面，本实用新型提供一种填料装置，包括：
进料结构，所述进料结构包括第一进料口和第一出料口；
容纳仓，所述容纳仓包括第二进料口和第二出料口，所述第二进料口与所述第一出料口连通，所述第二出料口用作所述填料装置的出料口；
设置在所述容纳仓上的称重器件，所述称重器件配置为检测所述容纳仓中的物料的重量；
传输结构，所述传输结构设置在所述第一出料口与所述第二进料口之间，并配置为将所述第一出料口输出的物料向所述第二进料口传输；
控制结构，所述控制结构连接所述称重器件、所述传输结构，并配置为根据所述称重器件所检测到的重量控制所述传输结构的传输速度。
在一些实施例中，所述传输结构包括：
传输管路，所述传输管路连接在所述第一出料口与所述第二进料口之间；
设置在所述传输管路内的螺旋件，所述螺旋件包括：转轴和设置在所述转轴上的螺旋叶片；
其中，所述控制结构与所述转轴连接，并通过控制所述转轴的速度来控制所述传输结构的传输速度。
在一些实施例中，所述控制结构包括：控制器和驱动器，其中，
所述控制器与所述称重器件耦接，配置为根据所述称重器件所检测的重量，向所述驱动器发送控制信号；
所述驱动器配置为根据所述控制信号控制所述转轴的转动速度。
在一些实施例中，所述控制结构具体配置为，当所述称重器件所检测到的重量小于或等于目标重量的a倍时，控制所述传输结构以第一速度进行物料传输；当所述称重器件所检测到的重量大于目标重量的a倍、且小于所述目标重量时，控制所述传输结构以第二速度进行物料传输；当所述称重器件所检测到的重量达到所述目标重量时，控制所述传输结构停止进行物料传输；
其中，0＜a＜1，所述第一速度大于所述第二速度。
在一些实施例中，所述容纳仓还设置有第二阀门，
所述控制结构与所述第二阀门连接，所述控制结构还被配置为，当所述称重器件所检测到的重量达到所述目标重量时，控制所述第二阀门打开形成所述第二出料口。
在一些实施例中，所述进料结构包括：
上料机，所述上料机的进料口用作所述第一进料口；
缓存仓，所述缓存仓的进料口与所述上料机的出料口连通，所述缓存仓的出料口用作所述第一出料口；
设置在所述上料机上的第一阀门，所述第一阀门配置为控制所述上料机输出至所述缓存仓的物料量。
在一些实施例中，所述填料装置还包括：支架，所述容纳仓和所述进料结构均设置在所述支架上。
在一些实施例中，所述填料装置还包括：显示器件，所述显示器件与所述称重器件耦接，配置为对所述称重器件所检测到的重量进行显示。
第二方面，本实用新型实施例还提供一种填料设备，包括：供给源和上述的填料装置，所述供给源与所述进料装置的第一进料口连通。
第三方面，本实用新型实施例还提供一种电化学沉积系统，包括上述的填料设备。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型的一些实施例中提供的填料装置的部分结构的立体图。
图2为本实用新型的一些实施例中提供的填料装置的侧视图。
图3为本实用新型的一些实施例中提供的传输结构和驱动器的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
除非另作定义，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在进行电化学工艺时，利用载具装载基板，并将基板放置在电化学沉积设备的反应槽中，该反应槽中容纳有包含金属离子的电解质溶液。电化学沉积设备的阳极结构连接电源的正向输出端，载具连接负向输出端，从而在阳极结构和基板之间形成电场。在电场作用下，电解质溶液中正负离子发生迁移，从而在基板上获得金属镀层。例如，电解质溶液中的金属离子为铜离子时，获得的金属镀层即为铜膜层。
在电化学沉积工艺中，电解质溶液中的离子平衡会影响膜层的沉积效果。而随着电化学沉积工艺的进行，电解质溶液中的金属离子的含量也将逐渐减小，因此，当电解质溶液中的金属离子的含量较小时，需要及时补充金属离子，且准确控制金属离子的补充量。
图1为本实用新型的一些实施例中提供的填料装置的部分结构的立体图，图2为本实用新型的一些实施例中提供的填料装置的侧视图，填料装置用于向电化学沉积设备的反应槽中补充物料。该物料为粉末。例如，电化学沉积设备用于在基板上沉积金属膜层，填料装置所补充的物料可以为金属氧化物粉末，该金属氧化物中的金属离子与反应槽中电解质溶液的金属离子相同，例如，反应槽中的电解质溶液中的金属离子为铜离子，则上述金属氧化物粉末为氧化铜粉末。
如图1和图2所示，该填料装置包括：进料结构10、容纳仓20、称重器件 (未示出)、传输结构30和控制结构40。其中，进料结构10包括第一进料口 11a和第一出料口12b，第一进料口11a用于与供给源连通。
容纳仓20包括第二进料口20a和第二出料口20b，第二进料口20a与第一出料口12b连通，第二出料口20b用作填料装置的出料口。示例性地，第二进料口20a位于容纳仓20顶部，第二出料口20b位于容纳仓20的底部，容纳仓 20可以呈漏斗状，以使物料从第二进料口20a进入容纳仓20之后，可以顺利地滑落至第二出料口20b。
称重器件设置在容纳仓20上，称重器件配置为检测所述容纳仓20中的物料的重量。例如，称重器件设置在容纳仓20的底部，具体可以采用压力传感器等。在一些实施方式中，容纳仓20底部可以为一板状结构，该板状结构与容纳仓20的侧壁可以相互接触并形成盒状空间，也可以相对转动以实现二者的部分分离，或者板状结构中的部分区域可以移动。当称重器件检测到物料的重量达到目标重量时，可以控制板状结构与容纳仓20的侧壁的至少一部分分离或者使得板状结构的部分区域移动，从而形成第二出料口20b，此时，容纳仓20中的物料可以从第二出料口20b输出。
传输结构30设置在第一出料口12b与第二进料口20a之间，且配置为将第一出料口12b输出的物料向第二进料口20a传输。
控制结构40连接称重器件、传输结构30，并配置为根据称重器件所检测到的重量控制传输结构30的传输速度。
在本实用新型实施例中，控制结构40可以根据称重器件所检测到的重量控制传输结构30的传输速度，因此，当容纳仓20中的物料小于目标重量时，控制结构40控制传输结构30的传输速度大于零；当容纳仓20中的物料小于目标重量时，控制结构40控制传输结构30的传输速度等于零，即，停止物料传输。这样，通过控制结构40的控制，可以准确地控制进入容纳仓20中的物料的重量，从而可以准确地控制投入电化学沉积设备中的物料的重量，进而有利于实现电解质溶液中金属离子的平衡。
进一步地，控制结构40具体配置为，当称重器件所检测到的重量小于或等于目标重量的a倍时，控制传输结构30以第一速度进行物料传输；当称重器件所检测到的重量大于目标重量的a倍、且小于目标重量时，控制传输结构30以第二速度进行物料传输；当称重器件所检测到的重量达到目标重量时，控制传输结构30停止进行物料传输。其中，0＜a＜1，第一速度大于第二速度。例如， a为0.6。
也就是说，当容纳仓20中的物料的重量小于目标重量、且与目标重量相差较多时，控制结构40控制传输结构30以较大的速度进行物料传输；当容纳仓 20中的物料接近目标重量时，控制结构40控制传输结构30以较小的速度进行物料传输；当容纳仓20中的物料达到目标重量时，控制结构40控制传输结构 30的传输速度为零，即，停止物料传输。当容纳仓20中的物料的重量达到目标重量时，将容纳仓20中的物料排放至电解质溶液中。这样，通过控制结构40 的控制，可以更准确地控制进入容纳仓20中的物料的重量，进而有利于实现电解质溶液中金属离子的平衡。
需要说明的是，物料在进入容纳仓20的过程中，容纳仓20的第二出料口 20b处于关闭状态。具体地，容纳仓20中设置有第二阀门20c，控制结构40与第二阀门20c连接，控制结构40还被配置为，当所述称重器件所检测到的重量达到所述目标重量时，控制第二阀门20c打开，以使容纳仓20中的物料输出。例如，容纳仓20底部可以为一板状结构，该板状结构与容纳仓20的侧壁可以相互接触并形成密闭空间，也可以相对转动以实现二者的部分分离，或者板状结构中的部分区域可以移动当称重器件检测到物料的重量未达到目标重量时，第二阀门20c保持关闭，控制板状结构与容纳仓20的侧壁相互紧密接触，保证容纳仓构成盒状空间以免物料滑落；当称重器件检测到物料的重量达到目标重量时，通过控制第二阀门20c开启，可以使得板状结构与容纳仓20的侧壁的至少一部分分离或者使得板状结构的部分区域移动，从而形成第二出料口20b，此时，容纳仓20中的物料可以从第二出料口20b输出。例如，第二阀门20c具体可以由铰链、卡扣、电磁吸扣，旋钮锁扣、MEMS(Micro ElectroMechanical System，微机电系统)等结构中的一种或几种组合实现。
在一些实施例中，填料装置还包括：显示器件(未示出)，显示器件与称重器件连接，配置为对称重器件所检测到的重量进行显示，以提示操作人员。例如，显示器件包括显示屏。
在一些实施例中，如图1和图2所示，填料装置还包括支架60，容纳仓20 和进料结构10均设置在支架60上，进料结构10位于容纳仓20上方。为了提高支架60的支撑稳定性，可选地，支架60采用不锈钢制成。
在一些实施例中，如图2所示，进料结构10包括：上料机11、缓存仓12 以及设置在上料机11上的第一阀门13。
其中，上料机11的进料口用作所述第一进料口11a。上料机11例如为真空上料机11，其包括：具有进料口、出料口和通气口的机体，进料口与供给源连接，通气口与真空发生器(例如，型号为VAH-6000)111连通，通过真空发生器111在上料机11中产生负压，从而使供给源所提供的物料被吸入机体中。
例如，供给源包括一供给仓，供给仓具有投料口和供料口，投料口设置有仓门。当仓门打开时，物料从投料口投入供给仓。供料口通过供料管路与上料机11的进料口连通，供料口设置在供给仓的底部，供给仓内的物料由于重力作用进入供料口。供给仓上还可以设置动力结构，用于将供给仓中的物料驱动至供料管路中。当真空发生器111在上料机11中产生负压时，供给仓中的物料通过供料管路向上料机11传输。另外，供给仓顶部还可以设置风机和过滤器，风机用于对供给仓进行抽风操作，并将容纳仓中飞散的物料粉尘抽送至过滤器中，过滤器用于吸附物料粉尘，这样，可以防止仓门打开时，物料粉尘飞散至外部的操作间中。
缓存仓12的进料口与上料机11的出料口连通；缓存仓12的出料口用作第一出料口12b，从而与传输结构30连接。可选地，缓存仓12可以为漏斗状结构，例如，缓存仓12的上半部分为圆柱形结构，下半部分为倒锥形结构，第一出料口12b设置在缓存仓12的底部，以利于缓存仓12中的物料从第一出料口12b 输出。当然，缓存仓12也可以设置为其他形状，只要便于物料从第一出料口12b 输出即可。
第一阀门13配置为控制上料机11输出至缓存仓12的物料量(其中，物料量是指，物料的重量)，例如，在向缓存仓12加入物料之前，可以先将第一阀门13关闭，之后，向缓存仓12加入物料之后，将第一阀门13打开。可选地，第一阀门13采用电磁阀。
图3为本实用新型的一些实施例中提供的传输结构和驱动器的示意图，结合图2和图3所示，可选地，传输结构30包括：传输管路31和设置在传输管路31内的螺旋件32。其中，传输管路31的进料口与第一出料口12b连通，传输管路31的出料口31b与第二进料口20a连通。螺旋件32包括：转轴32a和设置在转轴32a上的螺旋叶片32b，当转轴32a转动时，螺旋叶片32b带动传输管路31内的物料向传输管路31的出料口传输。控制结构40与转轴32a连接，并通过控制转轴32a的速度来控制传输结构30的传输速度。可选地，如图2所示，控制结构40包括：控制器41和驱动器42，控制器41与称重器件耦接，配置为根据称重器件所检测的重量，向驱动器42发送控制信号。驱动器42配置为根据控制信号控制转轴32a的转动速度。示例性地，驱动器42采用伺服电机。
例如，当称重器件所检测到的重量小于或等于目标重量的a倍时，控制器 41发出第一控制信号，驱动器42根据该第一控制信号驱动转轴32a以较大的转速进行转动，从而使传输管路31内的物料以上述第一速度进行传输；当称重器件所检测到的重量大于目标重量的a倍、且小于目标重量时，控制器41发出第二控制信号，驱动器42根据该第二控制信号驱动转轴32a以较小的转速进行转动，从而使传输管路31内的物料以上述第二速度进行传输；当称重器件所检测到的重量等于目标重量时，控制器41发出第三控制信号，驱动器42根据第三控制信号驱动转轴32a停止转动，从而使传输管路31内的物料停止传输。
需要说明的是，传输结构30也可以采用其他结构。例如，传输结构30包括传输管路31和设置在传输管路31上的阀门，传输管路31中的物料通过重力作用向容纳仓20传输。控制结构40通过控制传输管路31上的阀门的开启程度，从而控制传输管路31中的物料传输速度。
在一个示例中，需要向电化学沉积设备中补充的物料的目标重量为0.5kg，此时，控制结构40先控制传输结构30停止进行物料传输，上料机11将大于目标重量的物料加入缓冲仓12，例如，将2kg的物料加入缓冲仓12。之后，控制结构40控制传输结构30进行传输，容纳仓20上的称重器件实时检测容纳仓20 中的物料重量。在传输结构30开始传输时，以较大的速度进行传输物料；当容纳仓20中的物料重量达到0.3kg时，控制结构40控制传输结构30以较小的速度传输物料；当容纳仓20中的物料重量达到0.5kg时，控制结构40控制传输结构30停止传输。之后，将容纳仓20中的物料排放至电化学沉积设备中。当再次需要向电化学沉积设备中补充物料时，由于缓冲仓12中还有足够的物料，因此，可以直接控制传输结构30进行物料传输。
本实用新型实施例还提供一种电化学沉积系统，包括用于进行电化学沉积工艺的电化学沉积设备，还包括上述实施例中的填料设备，填料设备用于向电化学沉积设备提供物料。
在本实用新型中，填料装置可以准确地控制投入电化学沉积设备中的物料的重量，从而有利于实现电解质溶液中金属离子的平衡，进而改善电化学沉积设备的成膜效果。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种填料装置，其特征在于，包括：
进料结构，所述进料结构包括第一进料口和第一出料口；
容纳仓，所述容纳仓包括第二进料口和第二出料口，所述第二进料口与所述第一出料口连通，所述第二出料口用作所述填料装置的出料口；
设置在所述容纳仓上的称重器件，所述称重器件配置为检测所述容纳仓中的物料的重量；
传输结构，所述传输结构设置在所述第一出料口与所述第二进料口之间，并配置为将所述第一出料口输出的物料向所述第二进料口传输；
控制结构，所述控制结构连接所述称重器件、所述传输结构，并配置为根据所述称重器件所检测到的重量控制所述传输结构的传输速度。
2.根据权利要求1所述的填料装置，其特征在于，所述传输结构包括：
传输管路，所述传输管路连接在所述第一出料口与所述第二进料口之间；
设置在所述传输管路内的螺旋件，所述螺旋件包括：转轴和设置在所述转轴上的螺旋叶片；
其中，所述控制结构与所述转轴连接，并通过控制所述转轴的速度来控制所述传输结构的传输速度。
3.根据权利要求2所述的填料装置，其特征在于，所述控制结构包括：控制器和驱动器，其中，
所述控制器与所述称重器件耦接，配置为根据所述称重器件所检测的重量，向所述驱动器发送控制信号；
所述驱动器配置为根据所述控制信号控制所述转轴的转动速度。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的填料装置，其特征在于，所述容纳仓还设置有第二阀门，
所述控制结构与所述第二阀门连接，所述控制结构还被配置为，当所述称重器件所检测到的重量达到目标重量时，控制所述第二阀门打开形成所述第二出料口。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的填料装置，其特征在于，所述进料结构包括：
上料机，所述上料机的进料口用作所述第一进料口；
缓存仓，所述缓存仓的进料口与所述上料机的出料口连通，所述缓存仓的出料口用作所述第一出料口；
设置在所述上料机上的第一阀门，所述第一阀门配置为控制所述上料机输出至所述缓存仓的物料量。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的填料装置，其特征在于，所述填料装置还包括：支架，所述容纳仓和所述进料结构均设置在所述支架上。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的填料装置，其特征在于，所述填料装置还包括：显示器件，所述显示器件与所述称重器件耦接，配置为对所述称重器件所检测到的重量进行显示。
8.一种填料设备，其特征在于，包括：供给源和权利要求1至7中任意一项所述的填料装置，所述供给源与所述进料结构的第一进料口连通。
9.一种电化学沉积系统，其特征在于，包括权利要求8所述的填料设备。
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