[发明专利]一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗装置，属于蓝宝石晶片生产设备技术领域。

背景技术

蓝宝石具有硬度高、熔点高、透光性好、电绝缘性优良、化学性能稳定等优点，广泛应用于机械、光学、信息等高技术领域，蓝宝石加工后表面布满各种杂质污染物，二沾污会影响器件性能，在蓝宝石晶片的清洗中，一方面基于对晶片表面洁净度要求较高，另一方面由于现有设备的局限性几乎无法通用于不同粗糙度不同尺寸的晶片，所以在清洗的选择上更倾向于传统的湿法清洗的工艺，而湿法清洗的方式带来的弊端是清洗时间较长，清洗能力有限，清洗的稳定性较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗装置，可有效的将物理和化学力作用相结合，具有通用性强、高效、稳定、清洗能力强的特点。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗装置，包括晶片载台、清洗管组、刷洗机构和PLC控制器，其中，所述晶片载台中心设有凸环，所述凸环内设有真空吸盘，所述晶片载台上表面边缘处设有若干卡板，若干卡板绕凸环一周均匀间隔设置，所述晶片载台底部设有底座，所述底座底部设有连接轴承，所述连接轴承一端穿过底座与真空吸盘相连，另一端设有旋转接头，所述旋转接头上设有抽气管，所述抽气管连接有抽真空泵，所述旋转接头连接有电机轴承，所述电机轴承连接有第一旋转电机；

所述清洗管组包括清洗液管、纯水管和氮气管，且分别位于晶片在台顶部三侧，所述清洗液管和纯水管上设有流量调节器，所述氮气管上设有气压阀，所述清洗液管、纯水管和氮气管上均设有电子阀；

所述刷洗机构包括刷洗盘、螺旋杆和第二旋转电机，所述刷洗盘底部设有毛刷，所述刷洗盘位于真空吸盘处，且连接有传动气缸，所述传动气缸上设有调节气阀，所述螺旋杆一端与传动气缸相连，且外部设有支架，所述第二旋转电机设置于支架上，且底部设有传动齿，所述传动齿与螺旋杆配合使用，所述第一旋转电机、电子阀、传动气缸和第二旋转电机均与PLC控制器电连接。

上述一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗装置，其中，所述卡板高度大于真空吸盘至晶片载台上表面的垂直距离。

上述一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗装置，其中，所述底座与晶片载台和连接轴承之间均通过螺丝固定相连，所述螺丝外设有若干螺丝垫片，若干螺丝垫片位于底座和晶片载台之间。

一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗方法，方法如下：

（1）将待清洗的蓝宝石晶片放置于晶片载台上，PLC控制器控制抽真空泵开启，使真空吸盘吸附蓝宝石晶片，并以卡板固定；

（2）PLC控制器控制传动气缸伸长使毛刷与蓝宝石晶片表面接触；

（3）PLC控制器控制第一旋转电机启动，第一旋转电机转速为150~300rpm；

（4）PLC控制器控制第二旋转电机启动，使毛刷在蓝宝石晶片表面往复运动进行刷洗，刷洗同时先开启清洗液管路上的电子阀，通入蓝宝石晶片清洗液清洁蓝宝石晶片表面脏污颗粒，再关闭清洗液管路上的电子阀，开启纯水管路上的电子阀，通入纯水冲刷蓝宝石晶片表面残留脏污和蓝宝石晶片清洗液；

（5）PLC控制器控制传动气缸收缩，将毛刷移出蓝宝石晶片上方，关闭纯水管路上的电子阀，开启氮气管上的电子阀，通入氮气将蓝宝石晶片表面残留纯水冲浄；

（6）关闭第一旋转电机和抽真空泵，取出蓝宝石晶片即得清洗后的晶片成品。

上述一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗方法，其中，所述传动气缸的压力为0.2 ~0.6Mpa。

上述一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗方法，其中，步骤（4）中刷洗盘的移动速度为30~50mm/s，刷洗盘的往复周期依据晶片尺寸设定，保证毛刷刷洗到蓝宝石晶片边缘。

上述一种用于不同粗糙度和尺寸的蓝宝石晶片表面清洗方法，其中，所述蓝宝石晶片清洗液的通入流量为300~400ml/min，时间为10~15s，所述纯水的通入流量为300~400ml/min，时间为10~15s，所述氮气的通入压力为0.3~0.4 Mpa，时间为8~10s。

本发明的有益效果为：