一种自动清洁装置的制作方法

1.本发明涉及半导体晶片技术领域，具体而言，涉及一种自动清洁装置。


背景技术：

2.半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、大功率电源转换等领域都有着广泛应用。而半导体晶片抛光夹具的清洗工作显得尤为重要，半导体晶片在进行抛光后，晶片和夹具上都沾有抛光液结晶的颗粒和晶片抛光后留下的细小颗粒，为防止划伤和污染下一片需要抛光的晶片就需要对抛光夹具进行清洗。清洗抛光夹具首先需要固定该抛光夹具，固定好抛光夹具后便对抛光夹具进行清洗。
3.现有的半导体设备在进行晶片抛光后，对抛光夹具的清洗多采用人工清洗，在清洗时时比较麻烦，耗费大量人力、物力和时间，而且难以清洗干净。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动清洁装置，其能够代替人力对抛光夹具进行自动清洁，提高清洁效率，减少人力、物力和时间，提高清洁后的干净程度。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种自动清洁装置，用于对半导体晶片的抛光夹具进行清洁，包括清洁腔体、夹紧机构和清洁机构；
7.所述支撑架的顶部设置有清洁腔体，所述清洁腔体上设置所述夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧所述抛光夹具并使所述抛光夹具位于所述清洁腔体内，所述清洁机构与所述支撑架连接，且所述清洁机构的位置与所述抛光夹具的位置对应设置。
8.进一步地，所述清洁机构包括清刷机构，所述清刷机构设置于所述抛光夹具的正下方；
9.所述清刷机构包括驱动电机、空心转轴、清洁毛刷组件和喷液机构，所述空心转轴竖直穿设于所述清洁腔体的底部，所述空心转轴的顶端设置有清洁毛刷组件，所述空心转轴的底端开口与喷液机构连通，所述空心转轴的顶端开口处设置有多个喷液口，所述驱动电机的输出轴与所述空心转轴连接，用于驱动所述空心转轴旋转。
10.进一步地，所述清刷机构还包括交叉防水结构和轴承座，所述空心转轴的上部通过所述交叉防水结构与所述清洁腔体内底部连接，所述空心转轴的下部通过所述轴承座与所述支撑架连接。
11.进一步地，所述清刷机构还包括传动轮组件，所述驱动电机的输出轴通过所述传动轮组件与所述空心转轴连接。
12.进一步地，所述传动轮组件包括主动皮带轮、从动皮带轮和传动皮带，所述主动皮带轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述从动皮带轮与所述空心转轴连接，所述主动皮带轮和所述从动皮带轮通过所述传动皮带连接传动；
13.或者，所述传动轮组件包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述驱动电机
的输出轴连接，所述从动齿轮与所述空心转轴连接，所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合连接，或者，所述主动齿轮和所述从动齿轮通过传动链条连接传动。
14.进一步地，所述清洁机构还包括吹干机构，所述吹干机构包括摆动气缸、空心喷气摆臂和喷气机构，所述摆动气缸设置于所述清洁腔体上，所述摆动气缸与所述空心喷气摆臂连接，用于驱动所述空心喷气摆臂摆动，所述空心喷气摆臂的进气口与喷气机构连通，所述空心喷气摆臂上设置有多个喷头，所述喷头与所述抛光夹具对应设置。
15.进一步地，所述夹紧机构设置于所述清洁腔体的顶部，所述夹紧机构包括两个相对设置的夹紧组件，所述抛光夹具位于两个所述夹紧组件之间；
16.所述夹紧组件包括伸缩气缸和伸缩抓手，所述伸缩气缸与所述伸缩抓手连接，所述伸缩气缸用于驱动所述伸缩抓手行进并对所述抛光夹具进行夹紧。
17.进一步地，所述夹紧组件还包括抓手导槽体，所述抓手导槽体设置于所述清洁腔体的顶部，所述伸缩抓手位于所述抓手导槽体内，所述伸缩抓手能够沿所述抓手导槽体的导槽方向行进。
18.进一步地，所述的自动清洁装置还包括升降机构，所述清刷机构通过所述升降机构与所述支撑架连接，所述升降机构用于驱动所述清刷机构进行升降。
19.进一步地，所述升降机构包括滑轨、滑块、安装架和升降驱动单元，所述滑轨竖直安装于所述支撑架上，所述滑块与所述滑轨滑动连接，所述滑轨上设置所述安装架，所述安装架的一端与所述清刷机构固定连接，所述安装架的另一端与所述升降驱动单元连接，所述升降驱动单元用于驱动所述清刷机构进行升降。
20.相比于现有技术而言，本发明的有益效果是：
21.本技术能够代替人力，对抛光夹具进行自动清洁，提高清洁效率，减少人力、物力和时间，并提高了抛光夹具清洁后的干净程度。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本发明实施例1自动清洁装置的正视结构示意图；
24.图2为本发明实施例1自动清洁装置的俯视结构示意图；
25.图3为本发明实施例1图2中a-a处的剖面结构示意图；
26.图4为本发明实施例1驱动电机、减速机、传动轮组件及空心转轴之间的连接结构示意图；
27.图5为本发明实施例1清洁毛刷组件、空心转轴、清洁腔体以及交叉防水结构之间的连接结构示意图；
28.图6为本发明实施例2自动清洁装置的立体结构示意图；
29.图7为本发明实施例2自动清洁装置的正视结构示意图；
30.图8为本发明实施例2自动清洁装置的俯视结构示意图；
31.图9为本发明实施例2图7中b-b处的剖面结构示意图；
32.图10为本发明实施例2自动清洁装置的右视结构示意图。
33.图中：(附图标记说明)
34.1-抛光夹具；2-伸缩抓手；3-摆动气缸支架；4-空心喷气摆臂；5-清洁毛刷组件；501-安装座；502-喷液口；503-水腔；6-支撑架；7-空心转轴；8-轴承座；9-l型架；10-安装架；11-驱动电机；12-减速机；13-滑轨；14-滑块；15-清洁腔体；16-滑轨固定板；17-盖板；18-摆动气缸；19-伸缩气缸垫板；20-抓手导槽体；21-伸缩气缸；22-传动轮组件；23-电机安装板；24-升降驱动单元；25-排水管；26-交叉防水结构；261-内防水管；262-外套件；263-外防水管；264-o形圈；27-安装槽孔。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本发明的描述中，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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.实施例1
43.参照图1-图5，本实施例提供一种技术方案，如下所示：
44.一种自动清洁装置，用于对半导体晶片的抛光夹具1进行清洁，包括支撑架6、夹紧
机构和清洁机构。
45.需要说明的是：本实施例所提供的自动清洁装置主要用于对抛光夹具1进行自动清洁，同时本装置也可以适用于对其它需要清洁的物体进行清洁。
46.支撑架6的顶部设置有清洁腔体15，清洁腔体15上设置有夹紧机构，具体地，清洁腔体15包括槽体和盖板17，槽体的顶部开口设置盖板17。将夹紧机构设置于盖板17的顶部，盖板17上设置有安装槽孔27，通过人力或者机械手将抛光夹具1移动至安装槽孔27内，抛光夹具1的上部通过夹紧机构夹紧固定，抛光夹具1下部的待清洁部分则位于清洁腔体15内。
47.夹紧机构用于夹紧抛光夹具1并使抛光夹具1的待清洁部分位于清洁腔体15内，清洁机构与清洁腔体15连接，且清洁机构的位置与抛光夹具1的位置对应设置。
48.夹紧机构包括两个相对设置的夹紧组件，抛光夹具1位于两个夹紧组件之间。
49.夹紧组件包括伸缩气缸21和伸缩抓手2，伸缩气缸21与伸缩抓手2连接，伸缩气缸21用于驱动伸缩抓手2行进，两个伸缩气缸21同时驱动使得两个伸缩抓手2相对运行而实现对抛光夹具1夹紧固定。
50.夹紧组件还包括抓手导槽体20，抓手导槽体20通过螺钉固定于盖板17的顶部，伸缩抓手2位于抓手导槽体20内，伸缩抓手2能够沿抓手导槽体20的导槽方向行进，设置抓手导槽体20以便于伸缩抓手2在行进时，避免行进方向发生偏转，保证行进稳定性。
51.在本实施例中优选的实施方式为，伸缩气缸21通过螺钉紧固安装于伸缩气缸垫板19上，伸缩气缸垫板19和抓手导槽体20通过螺钉紧固安装于盖板17上。
52.清洁机构包括清刷机构，清刷机构与支撑架6连接，在本实施例中优选的实施方式为，清刷机构设置于抛光夹具1的正下方。
53.具体地，清刷机构包括驱动电机11、交叉防水结构26、轴承座8、空心转轴7、清洁毛刷组件5和喷液机构，空心转轴7竖直穿设于清洁腔体15的底部，空心转轴7的上部通过交叉防水结构26与清洁腔体15内底部连接，交叉防水结构26与清洁腔体15的内底面通过螺栓连接，空心转轴7的下部通过轴承座8与支撑架6连接，交叉防水结构26和轴承座8的内部均设置有角接触球轴承，以实现与空心转轴7的转动连接。空心转轴7的底端开口与喷液机构连通，空心转轴7的顶端设置有清洁毛刷组件5，空心转轴7的顶端开口处设置有多个喷液口502，喷液机构用于向空心转轴7内喷液并从多个喷液口502喷出，以实现对抛光夹具1的清洗，喷液机构喷出的液体为清洗液，例如水。驱动电机11的输出轴与空心转轴7连接，用于驱动空心转轴7旋转。
54.需要注意的是：清洁毛刷组件5包括清洁毛刷和安装座501，清洁毛刷设置于安装座501上，安装座501对应安装于空心转轴7顶端，且空心转轴7的顶端与安装座501通过螺钉紧固连接。在本实施例中，优选的设计方式为：安装座501呈圆柱体形状，安装座501的内部设置有水腔503，而多个喷液口502则设置于安装座501上，且喷液口502与水腔503连通，安装座501与空心转轴7连接固定后，空心转轴7的顶端开口与安装座501内的水腔503连通，具体参照图5所示。
55.在本实施例中优选的实施方式为，本技术还设计有交叉防水结构26，由于空心转轴7竖直穿设于清洁腔体15的底部，在清洁腔体15的底部设置有用于空心转轴7穿过的穿孔，在空心转轴7与该穿孔处设置所述的交叉防水结构，如图5所示，具体地，交叉防水结构包括内防水管261和外套件262，外套件262的形状如图5所示，外套件262套装于空心转轴7
的外侧，内防水管261和外套件262与空心转轴7处于同意中心轴线上，内防水管261焊接于清洁腔体15内的底部且其连接处不漏水，而且在内防水管261与外套件262之间还安装有o形圈264，用于防止漏水，具体参照图5所示。具体地，在外套件262上设置有外防水管263，外套件262与外防水管263为一体结构，外防水管263与内防水管261也同轴设置，且外防水管263位于内防水管261的外侧。
56.则交叉防水结构26的工作原理为：首先内防水管261与外套件262之间还安装有o形圈264，用于防止漏水，其次，在空心转轴7升降时，外套件262和外防水管263随之升降，而当外防水管263下降至与清洁腔体15内底部抵接时，能够防止水飞溅到空心转轴7上并顺着空心转轴7外表面漏出往下流至设备中而造成漏电或损坏设备的问题，此时外套件262扣在内防水管261上，外防水管263则刚好位于内防水管261的外侧，呈现了其间的交叉现象，起到了防水效果。
57.在本实施例中优选的实施方式为，清刷机构还包括减速机12，减速机12和驱动电机11组装安装而配合使用，驱动电机11的输出轴与减速机12连接，减速机12的输出轴与空心转轴7连接。
58.由于空心转轴7的底端开口需要与喷液机构连通，因此减速机12的输出轴在与空心转轴7连接时不能将空心转轴7的底端开口封堵，在这里减速机12的输出轴与空心转轴7有多种连接方式，而在本实施例中优选的实施方式为：减速机12的输出轴通过传动轮组件22与空心转轴7连接，连接后，也不会影响空心转轴7底端开口与喷液机构的连通。
59.具体地，传动轮组件22至少有以下两种设计方式：
60.第一种为皮带传动方式，传动轮组件22包括主动皮带轮、从动皮带轮和传动皮带，主动皮带轮与减速机12的输出轴连接，从动皮带轮与空心转轴7连接，从动皮带轮安装于空心转轴7的外侧，主动皮带轮和从动皮带轮通过传动皮带连接传动，驱动电机11运行带动主动皮带轮转动，通过皮带传动使从动皮带轮和空心转轴7旋转。
61.第二种为齿轮传动或链条传动方式，传动轮组件22包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与减速机12的输出轴连接，从动齿轮与空心转轴7连接，从动齿轮安装于空心转轴7的外侧，主动齿轮和从动齿轮啮合连接，或者，主动齿轮和从动齿轮通过传动链条连接传动，驱动电机11运行带动主动齿轮转动，通过齿轮传动或者链条传动使从动齿轮和空心转轴7旋转。
62.具体地，驱动电机11、减速机12、传动轮组件22及空心转轴7之间的连接结构示意图，参照图4。
63.清洁机构还包括吹干机构，吹干机构包括摆动气缸18、空心喷气摆臂4和喷气机构，摆动气缸18设置于清洁腔体15上，摆动气缸18与空心喷气摆臂4连接，用于驱动空心喷气摆臂4摆动，空心喷气摆臂4位于清洁腔体15内，空心喷气摆臂4上设置有进气口和多个出气口，空心喷气摆臂4的进气口与喷气机构连通，空心喷气摆臂4上设置有多个喷头，多个喷头对应安装在多个出气口上，并且喷头与抛光夹具1对应设置，喷气机构运行能够通过多个喷头将抛光夹具1吹干。
64.需要注意的是：喷气机构可以为空气压缩罐或气泵，空气压缩罐或气泵通过气管与空心喷气摆臂4的进气口连通，实现供气作用。
65.在本实施例中优选地设计方式为，空心喷气摆臂4设计为l型，摆动气缸18通过摆
动气缸支架3安装于盖板17上，具体地，摆动气缸18与摆动气缸支架3通过通过螺栓连接，摆动气缸支架3与盖板17通过螺栓连接。
66.自动清洁装置还包括升降机构，清刷机构通过升降机构与支撑架6连接，升降机构用于驱动清刷机构进行升降。
67.具体地，升降机构包括滑轨13、滑块14、安装架10和升降驱动单元24，滑轨13竖直安装于支撑架6上，滑块14与滑轨13滑动连接，滑轨13上设置安装架10，安装架10的一端与清刷机构固定连接，具体地，安装架10上设置有电机安装板23，驱动电机11和减速机12组装安装于电机安装板23上实现固定，安装架10的另一端与升降驱动单元24连接，升降驱动单元24用于驱动清刷机构进行升降，升降驱动单元24可以选用电动伸缩杆、液压缸或者升降气缸。
68.在本实施例中优选的实施方式为，升降机构中的滑轨13和滑块14均设计为两个，两个滑轨13并列且竖直安装于支撑架6上，且两个滑轨13通过滑轨固定板16与支撑架6连接，两个滑块14分别安装于两个滑轨13上，且安装架10与两个滑块14通过螺栓连接。
69.在本实施例中优选的实施方式为，升降驱动单元24通过l型架9与支撑架6连接，l型架9的一侧与支撑架6固定连接，l型架9的另一侧为水平状态且升降驱动单元24安装于其上。
70.本装置整体工作原理是：通过夹紧机构将抛光夹具1夹紧并使抛光夹具1的待清洁部分位于清洁腔体15内，然后通过升降机构将清刷机构升至合适位置，同时驱动电机11运行使空心转轴7清洁毛刷组件5旋转对抛光夹具1进行清刷，同时喷液机构运行从空心转轴7的顶端的多个喷液口(502)喷水以对抛光夹具1清洗，最后吹干机构对抛光夹具1吹干处理，完成自动清洁。
71.需要注意的是，清洁腔体15的底部设置有一个或多个排水管25，用于排出清洁腔体15内积聚的清洁液。
72.实施例2
73.本实施例提供一种自动清洁装置，用于对多个抛光夹具1进行清洁，包括支撑架6、多组夹紧机构、多组清洁机构和多组升降机构。夹紧机构、清洁机构和升降机构的数量与抛光夹具1的数量对应设置。
74.在本实施例中，需要清洁的抛光夹具1为多个。比如当抛光夹具1为两个时，参照图6-图10，一种自动清洁装置，用于对两个抛光夹具1同时进行清洁或依次进行清洁，包括支撑架6、两组夹紧机构、两组清洁机构和两组升降机构。
75.需要注意的是：本实施例中的夹紧机构与实施例1中的夹紧机构结构相同，本实施例中的清洁机构与实施例1中的清洁机构结构相同，本实施例中的升降机构与实施例1中升降机构结构相同。
76.支撑架6的顶部设置有清洁腔体15，清洁腔体15包括槽体和盖板17，槽体的顶部开口设置盖板17，盖板17上设置两个安装槽孔27，分别用于安装两个抛光夹具1，在盖板17的顶部设置两组夹紧机构，两组夹紧机构分别用于夹紧两个抛光夹具1并使两个抛光夹具1的待清洁部分位于清洁腔体15内，两个清洁机构分别与两个抛光夹具1对应设置，清洁机构包括清刷机构和吹干机构，其中一组清刷机构通过第一组升降机构与支撑架6连接，另一组清刷机构通过第二组升降机构与支撑架6连接，两组吹干机构设置于清洁腔体15上且分别与
两个抛光夹具1对应设置。
77.本实施例的工作方式分为两种：
78.第一种，两组清洁机构对两个抛光夹具1同时进行清洁，具体地，两组升降机构同时运行，驱动两组清刷机构升至合适位置，两组清刷机构同时对两个抛光夹具1进行清刷和清洗，然后两组吹干机构同时对两个抛光夹具1进行吹干处理。
79.第二种，两组清洁机构依次对两个抛光夹具1进行清洁，具体地，首先对第一个抛光夹具1进行清洁，第一组升降机构先运行，驱动对应的第一组清刷机构升至合适位置，第一组清刷机构对第一个抛光夹具1进行清刷和清洗，然后对应的第一组吹干机构对第一个抛光夹具1进行吹干处理；然后对第二个抛光夹具1进行清洁，第二组升降机构运行，驱动对应的第二组清刷机构升至合适位置，第二组清刷机构对第二个抛光夹具1进行清刷和清洗，然后对应的第二组吹干机构对第二个抛光夹具1进行吹干处理。
80.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
81.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
82.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
83.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。