CN220590903U - 一种晶片刷洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶片刷洗装置，包括刷洗槽、夹持机构、喷射机构及刷洗机构，夹持机构顶部位于刷洗槽内且具有夹持区域，其顶部可在水平面上旋转，喷射机构包括二流体喷头、喷射驱动组件，二流体喷头位于刷洗槽内，喷射驱动组件设置在刷洗槽底部并与二流体喷头连接，用于驱动二流体喷头在水平面上摆动、沿上下方向移动，刷洗机构包括刷头、第一刷洗驱动组件及第二刷洗驱动组件，刷头位于刷洗槽内，第一刷洗驱动组件设置在刷洗槽底部并与刷头连接，用于驱动刷头在水平面上摆动、沿上下方向移动，第二刷洗驱动组件与刷头连接，用于驱动刷头绕自身轴线旋转。本实用新型可实现对晶片的全面高效刷洗，清洗效果好，结构简单，自动化程度高，实用性好。

Description

一种晶片刷洗装置

技术领域

本实用新型属于半导体加工技术领域，具体涉及一种晶片刷洗装置。

背景技术

在半导体器件的应用方面，随着碳化硅生产成本的降低，碳化硅晶片由于具备优良的性能而可能取代硅晶片，打破硅晶片由于材料本身性能的瓶颈。碳化硅晶片主要应用于LED固体照明领域和高频率器件领域，其具有高出传统硅数倍的禁带、漂移速度、击穿电压、热导率、耐高温等优良特性，在高温、高压、高频、大功率、光电、抗辐射、微波性等电子应用领域和航天、军工、核能等极端环境应用有着不可替代的优势。

碳化硅晶片在生产过程中，或者在使用一段时间后，往往需要对其表面进行刷洗，最常见的刷洗方式为人工刷洗，即操作人员对碳化硅晶片手动进行刷洗，人工刷洗方式消耗了大量人力，工作效率低下，且易对碳化硅晶片表面造成损伤，并且人工刷洗的清洗效果较差，容易影响碳化硅晶片的后续使用。当然，目前也出现了采用刷洗设备对碳化硅晶片进行自动刷洗，即刷洗设备自动向碳化硅晶片喷射氮气与清水(去离子水)混合形成的气液二相流体以实现表面清洗，但是现有的刷洗设备通常结构复杂、设备成本高、清洗时间长，且清洗效果仍无法达到最佳。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、清洗效果好的晶片刷洗装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种晶片刷洗装置，包括：

刷洗槽；

夹持机构：所述的夹持机构的顶部位于所述的刷洗槽内，所述的夹持机构的顶部具有用于夹持晶片的夹持区域，且所述的夹持机构的顶部可在水平面上旋转使位于所述的夹持区域内的晶片旋转；

喷射机构：所述的喷射机构包括二流体喷头、喷射驱动组件，所述的二流体喷头位于所述的刷洗槽内，所述的喷射驱动组件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的喷射驱动组件与所述的二流体喷头连接，用于驱动所述的二流体喷头在水平面上摆动、沿上下方向移动；

刷洗机构：所述的刷洗机构包括刷头、第一刷洗驱动组件以及第二刷洗驱动组件，所述的刷头位于所述的刷洗槽内，所述的第一刷洗驱动组件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的第一刷洗驱动组件与所述的刷头连接，用于驱动所述的刷头在水平面上摆动、沿上下方向移动，所述的第二刷洗驱动组件与所述的刷头连接，用于驱动所述的刷头绕自身轴线旋转。

优选地，所述的喷射驱动组件包括第一喷射驱动件、第二喷射驱动件，所述的第一喷射驱动件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的第一喷射驱动件的输出轴与所述的第二喷射驱动件连接，所述的第二喷射驱动件的输出轴与所述的二流体喷头连接，所述的第一喷射驱动件用于驱动所述的第二喷射驱动件移动带动所述的二流体喷头移动，所述的第二喷射驱动件用于驱动所述的二流体喷头摆动。

进一步优选地，所述的喷射机构还包括喷射支架，所述的喷射支架包括沿上下方向延伸的第一支架、沿水平方向延伸的第二支架，所述的第一支架的一端与所述的第二喷射驱动件的输出轴连接，所述的第一支架的另一端与所述的第二支架的一端连接，所述的二流体喷头连接在所述的第二支架的另一端。

优选地，所述的第一刷洗驱动组件包括第一刷洗驱动件、第二刷洗驱动件，所述的第一刷洗驱动件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的第一刷洗驱动件的输出轴与所述的第二刷洗驱动件连接，所述的第二刷洗驱动件的输出轴与所述的刷头连接，所述的第一刷洗驱动件用于驱动所述的第二刷洗驱动件移动带动所述的刷头移动，所述的第二刷洗驱动件用于驱动所述的刷头摆动。

进一步优选地，所述的刷洗机构还包括刷洗支架，所述的刷洗支架包括沿上下方向延伸的第一连杆、沿水平方向延伸的第二连杆，所述的第一连杆的一端与所述的第二刷洗驱动件的输出轴连接，所述的第一连杆的另一端与所述的第二连杆的一端连接，所述的刷头连接在所述的第二连杆的另一端。

更进一步优选地，所述的第一连杆、第二连杆的内部中空，所述的第二刷洗驱动组件包括第三刷洗驱动件，所述的第三刷洗驱动件设置在所述的第一连杆内，所述的第三刷洗驱动件的输出轴与所述的刷头通过传动组件连接，所述的第三刷洗驱动件用于驱动所述的刷头绕自身轴线旋转。

再进一步优选地，所述的传动组件包括转轴、第一传动轮以及第二传动轮，所述的转轴的一端与所述的第三刷洗驱动件的输出轴连接，所述的转轴的另一端伸入至所述的第二连杆内，所述的第一传动轮、第二传动轮设置在所述的第二连杆内，所述的第一传动轮与所述的转轴的另一端连接，所述的第二传动轮与所述的刷头连接，所述的第一传动轮、第二传动轮之间通过传动带传动连接。

优选地，所述的夹持机构包括夹持件、夹持驱动件，所述的夹持件设置在所述的刷洗槽内，所述的夹持件的顶部具有所述的夹持区域，所述的夹持驱动件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的夹持驱动件与所述的夹持件连接，用于驱动所述的夹持件旋转。

进一步优选地，所述的夹持件与所述的夹持驱动件之间通过连接组件连接，所述的连接组件包括连接轴、第一旋转轮以及第二旋转轮，所述的连接轴的一端与所述的夹持件连接，所述的第一旋转轮设置在所述的连接轴的另一端，所述的第二旋转轮与所述的夹持驱动件的输出轴连接，所述的第一旋转轮、第二旋转轮之间通过连接带传动连接。

进一步优选地，所述的夹持件包括主体板、吸附件，所述的主体板与所述的夹持驱动件连接，所述的吸附件设置在所述的主体板上，所述的吸附件设置有多个，多个所述的吸附件绕所述的主体板的轴线分布，多个所述的吸附件共同形成所述的夹持区域。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型通过设置夹持机构、喷射机构以及刷洗机构，使得晶片在刷洗过程中可自动旋转、喷淋气液二相流体以及刷头自动刷洗，实现对晶片的全面高效刷洗，减少了人力消耗，提高了刷洗效率，清洗效果好，且不会对晶片造成损伤，装置结构简单、设计巧妙，降低了成本，自动化程度高，实用性好。

附图说明

附图1为本实施例的晶片刷洗装置的立体示意图一；

附图2为本实施例的晶片刷洗装置的立体示意图二；

附图3为本实施例的晶片刷洗装置的俯视示意图；

附图4为本实施例的夹持机构的立体示意图；

附图5为本实施例的夹持机构的俯视示意图；

附图6为附图5中A-A的剖视示意图；

附图7为本实施例的喷射机构的立体示意图；

附图8为本实施例的喷射机构的俯视示意图；

附图9为本实施例的喷射机构的主视示意图；

附图10为本实施例的刷洗机构的立体示意图；

附图11为本实施例的刷头、第二刷洗驱动组件以及刷洗支架的俯视示意图；

附图12为附图11中B-B的剖视示意图。

以上附图中：

1、刷洗槽；11、排液口；12、喷水件；

2、夹持机构；20、夹持区域；21、夹持件；211、主体板；212、吸附件；213、定位件；22、夹持驱动件；23、连接组件；230、连接轴；231、第一旋转轮；232、第二旋转轮；233、连接带；

3、喷射机构；31、二流体喷头；32、喷射驱动组件；321、第一喷射驱动件；322、第二喷射驱动件；33、喷射支架；331、第一支架；332、第二支架；

4、刷洗机构；40、刷头；41、第一刷洗驱动组件；411、第一刷洗驱动件；412、第二刷洗驱动件；42、第二刷洗驱动组件；421、第三刷洗驱动件；422、传动组件；4220、转轴；4221、第一传动轮；4222、第二传动轮；4223、传动带；43、刷洗支架；431、第一连杆；432、第二连杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种晶片刷洗装置，如图1、图2和图3所示，包括刷洗槽1、夹持机构2、喷射机构3以及刷洗机构4，夹持机构2、喷射机构3以及刷洗机构4均设置在刷洗槽1内，夹持机构2具有用于夹持晶片的夹持区域20，喷射机构3用于向晶片喷射气液二相流体，刷洗机构4用于对晶片进行刷洗。

以下具体对各个部件及其连接关系做详细介绍：

如图1、图2和图3所示，刷洗槽1整体呈方形，刷洗槽1的顶部敞开，刷洗槽1的底部开设有可开闭的排液口11；刷洗槽1的侧壁上设置有喷水件12，喷水件12具有多个喷水口，通过多个喷水口可向刷洗槽1内部喷淋清水。

如图4、图5和图6所示，夹持机构2的顶部位于刷洗槽1内，夹持机构2的顶部具有用于夹持晶片的夹持区域20，且夹持机构2的顶部可在水平面上旋转使位于夹持区域20内的晶片旋转。夹持机构2包括夹持件21、夹持驱动件22，夹持件21设置在刷洗槽1内，夹持驱动件22设置在刷洗槽1的底部，夹持驱动件22与夹持件21之间通过连接组件23相连接，夹持驱动件22用于驱动夹持件21旋转。

具体而言：

如图4和图5所示，夹持件21包括主体板211、吸附件212以及定位件213，吸附件212的一端设置在主体板211上，吸附件212的一端具有吸附入口，另一端则具有吸附出口，吸附入口可连接真空吸附设备，吸附出口用于吸附晶片；吸附件212设置有多个，多个吸附件212绕主体板211的轴线呈圆环形分布，多个吸附件212共同形成了用于夹持晶片的夹持区域20；定位件213设置在主体板211上，且定位件213较吸附件212远离主体板211的中心，定位件213也设置有多个，多个定位件213绕主体板211的轴线呈圆环形分布；当晶片放置在夹持区域20内时，多个定位件213对晶片进行限位，使其位于主体板211的中心处，多个吸附件212可将晶片固定在夹持件21上。在本实施例中：吸附件212、定位件213均设置有两圈，位于内圈的吸附件212和定位件213的高度低于位于外圈的吸附件212和定位件213的高度，以实现两种不同尺寸的晶片的夹持。

夹持驱动件22设置在刷洗槽1的底部，具体可通过连接支架固定在刷洗槽1上；夹持驱动件22可采用例如驱动电机、马达等，但也不仅限于该实施方式。

如图6所示，连接组件23包括连接轴230、第一旋转轮231以及第二旋转轮232，连接轴230的一端与夹持件21的主体板211同轴连接，第一旋转轮231同轴设置在连接轴230的另一端，第二旋转轮232与夹持驱动件22的输出轴同轴连接，第一旋转轮231、第二旋转轮232之间通过连接带233传动连接。当夹持驱动件22工作时，驱动第二旋转轮232旋转，带动第一旋转轮231旋转，使得连接轴230旋转，以实现夹持件21及位于夹持件21上的晶片旋转。

如图7、图8和图9所示，喷射机构3包括二流体喷头31、喷射驱动组件32，二流体喷头31位于刷洗槽1内，喷射驱动组件32设置在刷洗槽1的底部，喷射驱动组件32与二流体喷头31通过喷射支架33连接，喷射驱动组件32用于驱动二流体喷头31在水平面上摆动、沿上下方向移动。

具体而言：

二流体喷头31的一端具有入口，另一端具有出口，二流体喷头31的入口可同导管同时连接不同的介质源，例如二流体喷头31的入口分别连接清水源和氮气源，清水和氮气在二流体喷头31内混合后形成气液二相流体，气液二相流体可从二流体喷头31的出口喷出。

如图7所示，喷射驱动组件32包括第一喷射驱动件321、第二喷射驱动件322，第一喷射驱动件321设置在刷洗槽1的底部，具体可通过连接支架固定在刷洗槽1上，第一喷射驱动件321可驱动连接在其输出轴上的零部件沿上下方向移动，第一喷射驱动件321可采用例如驱动气缸，但也不仅限于该实施方式；第二喷射驱动件322连接在第一喷射驱动件321的输出轴上，第二喷射驱动件322可驱动连接在其输出轴上的零部件摆动，第二喷射驱动件322可采用例如驱动电机、马达等，但也不仅限于该实施方式。

如图9所示，喷射支架33包括第一支架331、第二支架332，第一支架331沿上下方向延伸，第二支架332沿水平方向延伸，第一支架331的一端与第二喷射驱动件322的输出轴同轴连接，第一支架331的另一端与第二支架332的一端连接，二流体喷头31连接在第二支架332的另一端。当喷射驱动组件32工作时，第一喷射驱动件321驱动第二喷射驱动件322沿上下方向移动，带动喷射支架22沿上下方向移动，使得二流体喷头31沿上下方向移动，第二喷射驱动件332驱动喷射支架22在水平面上摆动，带动二流体喷头31在水平面上摆动。

如图10、图11和图12所示，刷洗机构4包括刷头40、第一刷洗驱动组件41以及第二刷洗驱动组件42，刷头40位于刷洗槽1内，刷头40采用PVA材料制成，第一刷洗驱动组件41设置在刷洗槽1的底部，且第一刷洗驱动组件41与刷头40通过刷洗支架43连接，第一刷洗驱动组件41用于驱动刷头40在水平面上摆动、沿上下方向移动，第二刷洗驱动组件42与刷头40连接，用于驱动刷头40绕自身轴线旋转。

具体而言：

如图10所示，第一刷洗驱动组件41包括第一刷洗驱动件411、第二刷洗驱动件412，第一刷洗驱动件411设置在刷洗槽1的底部，具体可通过连接支架固定在刷洗槽1上，第一刷洗驱动件411可驱动连接在其输出轴上的零部件沿上下方向移动，第一刷洗驱动件411可采用例如驱动气缸，但也不仅限于该实施方式；第二刷洗驱动件412连接在第一刷洗驱动件411的输出轴上，第二刷洗驱动件412可驱动连接在其输出轴上的零部件摆动，第二刷洗驱动件412可采用例如驱动电机、马达等，但也不仅限于该实施方式。

如图12所示，刷洗支架43包括第一连杆431、第二连杆432，第一连杆431沿上下方向延伸，第二连杆432沿水平方向延伸，第一连杆431的一端与第二刷洗驱动件412的输出轴同轴连接，第一连杆431的另一端与第二连杆432的一端连接，刷头40连接在第二连杆432的另一端。当第一刷洗驱动组件41工作时，第一刷洗驱动件411驱动第二刷洗驱动件412沿上下方向移动，带动刷洗支架43沿上下方向移动，使得刷头40沿上下方向移动，第二刷洗驱动件412驱动刷洗支架43在水平面上摆动，带动刷头40在水平面上摆动。

如图12所示，第二刷洗驱动组件42包括第三刷洗驱动件421，刷洗支架43的内部中空，第三刷洗驱动件421设置在刷洗支架43内，且第三刷洗驱动件421与刷头40通过传动组件422连接，第三刷洗驱动件421用于驱动刷头40绕自身轴线旋转，具体地：第一连杆431、第二连杆432的内部均呈中空状，第三刷洗驱动件421设置在第一连杆431内，第三刷洗驱动件421可采用例如驱动电机、马达等，但也不仅限于该实施方式；传动组件422包括转轴4220、第一传动轮4221以及第二传动轮4222，转轴4220的一端与第三刷洗驱动件421的输出轴同轴连接，转轴4220的另一端从第一连杆431伸入至第二连杆432内，第一传动轮4221、第二传动轮4222设置在第二连杆432内，第一传动轮4221与转轴4220的另一端同轴连接，第二传动轮4222与刷头40同轴连接，第一传动轮4221、第二传动轮4222之间通过传动带4223传动连接。当第二刷洗驱动组件42工作时，第三刷洗驱动件421驱动转轴4220旋转，带动第一传动轮4221旋转，使得第二传动轮4222旋转，以实现刷头40绕自身轴线旋转。

以下具体阐述本实施例的晶片刷洗装置的工作过程：

将待刷洗的晶片置于夹持机构2的夹持区域20内，通过夹持件21将晶片夹紧；通过喷射驱动组件32的第一喷射驱动件321控制二流体喷头31沿上下方向移动，使二流体31移动至位于夹持区域20内的晶片上方的合适位置；通过第一刷洗驱动组件41的第一刷洗驱动件411控制刷头40沿上下方向移动，使刷头40与位于夹持区域20内的晶片相接触；

通过夹持驱动件22驱动夹持件21旋转，带动位于夹持区域20内的晶片绕自身轴线旋转；通过喷射驱动组件32的第二喷射驱动件322驱动二流体喷头31在水平面上摆动，并控制二流体喷头31工作，使其向位于夹持区域20内的晶片喷射清水和氮气混合后形成气液二相流体；通过第一刷洗驱动组件41的第二刷洗驱动件412驱动刷头40在水平面上摆动，同时通过第二刷洗驱动组件42的第三刷洗驱动件421驱动刷头40绕自身轴线旋转，以实现对晶片表面的刷洗工作。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶片刷洗装置，其特征在于：包括：

刷洗槽；

夹持机构：所述的夹持机构的顶部位于所述的刷洗槽内，所述的夹持机构的顶部具有用于夹持晶片的夹持区域，且所述的夹持机构的顶部可在水平面上旋转使位于所述的夹持区域内的晶片旋转；

喷射机构：所述的喷射机构包括二流体喷头、喷射驱动组件，所述的二流体喷头位于所述的刷洗槽内，所述的喷射驱动组件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的喷射驱动组件与所述的二流体喷头连接，用于驱动所述的二流体喷头在水平面上摆动、沿上下方向移动；

刷洗机构：所述的刷洗机构包括刷头、第一刷洗驱动组件以及第二刷洗驱动组件，所述的刷头位于所述的刷洗槽内，所述的第一刷洗驱动组件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的第一刷洗驱动组件与所述的刷头连接，用于驱动所述的刷头在水平面上摆动、沿上下方向移动，所述的第二刷洗驱动组件与所述的刷头连接，用于驱动所述的刷头绕自身轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的喷射驱动组件包括第一喷射驱动件、第二喷射驱动件，所述的第一喷射驱动件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的第一喷射驱动件的输出轴与所述的第二喷射驱动件连接，所述的第二喷射驱动件的输出轴与所述的二流体喷头连接，所述的第一喷射驱动件用于驱动所述的第二喷射驱动件移动带动所述的二流体喷头移动，所述的第二喷射驱动件用于驱动所述的二流体喷头摆动。

3.根据权利要求2所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的喷射机构还包括喷射支架，所述的喷射支架包括沿上下方向延伸的第一支架、沿水平方向延伸的第二支架，所述的第一支架的一端与所述的第二喷射驱动件的输出轴连接，所述的第一支架的另一端与所述的第二支架的一端连接，所述的二流体喷头连接在所述的第二支架的另一端。

4.根据权利要求1所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的第一刷洗驱动组件包括第一刷洗驱动件、第二刷洗驱动件，所述的第一刷洗驱动件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的第一刷洗驱动件的输出轴与所述的第二刷洗驱动件连接，所述的第二刷洗驱动件的输出轴与所述的刷头连接，所述的第一刷洗驱动件用于驱动所述的第二刷洗驱动件移动带动所述的刷头移动，所述的第二刷洗驱动件用于驱动所述的刷头摆动。

5.根据权利要求4所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的刷洗机构还包括刷洗支架，所述的刷洗支架包括沿上下方向延伸的第一连杆、沿水平方向延伸的第二连杆，所述的第一连杆的一端与所述的第二刷洗驱动件的输出轴连接，所述的第一连杆的另一端与所述的第二连杆的一端连接，所述的刷头连接在所述的第二连杆的另一端。

6.根据权利要求5所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的第一连杆、第二连杆的内部中空，所述的第二刷洗驱动组件包括第三刷洗驱动件，所述的第三刷洗驱动件设置在所述的第一连杆内，所述的第三刷洗驱动件的输出轴与所述的刷头通过传动组件连接，所述的第三刷洗驱动件用于驱动所述的刷头绕自身轴线旋转。

7.根据权利要求6所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的传动组件包括转轴、第一传动轮以及第二传动轮，所述的转轴的一端与所述的第三刷洗驱动件的输出轴连接，所述的转轴的另一端伸入至所述的第二连杆内，所述的第一传动轮、第二传动轮设置在所述的第二连杆内，所述的第一传动轮与所述的转轴的另一端连接，所述的第二传动轮与所述的刷头连接，所述的第一传动轮、第二传动轮之间通过传动带传动连接。

8.根据权利要求1所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的夹持机构包括夹持件、夹持驱动件，所述的夹持件设置在所述的刷洗槽内，所述的夹持件的顶部具有所述的夹持区域，所述的夹持驱动件设置在所述的刷洗槽的底部，所述的夹持驱动件与所述的夹持件连接，用于驱动所述的夹持件旋转。

9.根据权利要求8所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的夹持件与所述的夹持驱动件之间通过连接组件连接，所述的连接组件包括连接轴、第一旋转轮以及第二旋转轮，所述的连接轴的一端与所述的夹持件连接，所述的第一旋转轮设置在所述的连接轴的另一端，所述的第二旋转轮与所述的夹持驱动件的输出轴连接，所述的第一旋转轮、第二旋转轮之间通过连接带传动连接。

10.根据权利要求8所述的晶片刷洗装置，其特征在于：所述的夹持件包括主体板、吸附件，所述的主体板与所述的夹持驱动件连接，所述的吸附件设置在所述的主体板上，所述的吸附件设置有多个，多个所述的吸附件绕所述的主体板的轴线分布，多个所述的吸附件共同形成所述的夹持区域。