УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОТМЫВКИ И НАНЕСЕНИЯ КОМПОЗИЦИЙ

Полезная модель относится оборудованию для отмывки полупроводниковых пластин и нанесения композиций на них, и может быть использована в электронной и приборостроительной промышленности.
Известна установка для очистки тонких дисковых заготовок, содержащая держатель вакуумного типа, щеточный узел с возможностью поворота перемещения пластины /1/.
Известно устройство с поворотным столиком, в котором имеются отверстия вакуумного присасывания, механизмом подачи пластины в зону обработки /2/.
Также известно устройство для обработки полупроводниковых пластин, в которых пластину зажимают щетками цилиндрической формы и при вращении пластины она подвергается обработке с двух сторон /3/.
Известна также установка для геттерирующей обработки полупроводниковых пластин, содержащая средство транспортировки с установочными площадками, устройство распыления, резервуар для формирования технологической смеси /4/.
Недостатками данных технических решений являются низкий выход годных пластин из-за неравномерной скорости обработки.
Наиболее близким по технической сущности решением является установка для отмывки и нанесения композиции на полупроводниковые пластины, содержащая рабочий столик с отверстием для вакуумного присасывания, вращающийся от центрифуги, дозаторы, механизмы подачи и приема пластин, защитный кожух с кольцом-ловушкой, причем у механизма подачи пластин имеются центрирующие шторки, нижний размер которых соответствует диаметру обрабатываемой пластины, а вакуумные присоски механизмов перемещения пластин закреплены на каретках с общими для них направляющими, которые соединены с пневмоцилиндрами рычагами /5/.
Недостатком данного технического решения является техническое несовершенство, а именно: использование пневмоцилиндров не возволяет установить скорость перемещения пластин точной, поскольку имеет место
субъективная зависимость от оператора, необходимость использования сжатого воздуха, сложность конструкции, что сказывается на качестве обрабатываемых пластин.
Цель полезной модели - повышение качества отмывки и нанесения композиции на полупроводниковые пластины.
Согласно полезной модели установка для гидромеханической отмывки и нанесения композиций содержит механизм подачи пластин в кассете, механизм приема обработанных пластин в кассете, центрифугу с кареткой, два электродвигателя перемещения кассет, вакуумный цилиндр центрифуги, электродвигатель центрифуги, две каретки держателей пластин, два шаговых двигателя, две щетки, электродвигателями перемещения щеток по горизонтали, два вакуумных дозирующих устройства, вытяжной отстойник, блок управления, направляющую планку для перемещения держателей пластин.
Отличие от прототипа заключается в том, что установка позволяет проводить обработку пластин диаметром 200 мм, псевдоквадратов, прямоугольников. Перемещение щеток по вертикали и горизонтали осуществляется с помощью реверсивных синхронных электродвигателей, обеспечивающих плавность перемещения с заданной скоростью. Перемещение регулируется по фотопрерывателям от блока управления, также регулируется давление щеток на поверхность пластины. Щетки перемещаются по поверхности пластины - от центра за пределы пластины, с последующим подъемом и заданным количеством повторных движений, или сканируют по всему диаметру пластины.
Введение в конструкцию направляющей планки с шаговыми электродвигателями вместо направляющих с перемещением от пневмоцилиндров обеспечивает более точное позиционирование пластин по фотопрерывателям плавное их перемещение. Для обработки псевдоквадратов установка оснащена устройством ориентации пластин с фотопрерывателем.
Также установка оснащена вакуумными дозирующими устройствами, поэтому исключено попадание пузырьков сжатого воздуха в состав для отмывки пластин. Защитный кожух с кольцом-ловушкой соединен с вытяжной вентиляцией с возможностью регулирования интенсивности отсасывания отработанных частиц. Установка содержит блок управления, позволяющий оперативно управлять
программой технологического цикла, регулировать обороты двигателей.
На фигуре/представлена схема установки для гидромеханической отмывки полупроводниковых пластин и нанесения композиций, где:
1 - механизм подачи пластин в кассете
2 - механизм приема обработанных пластин в кассете
3, 4 - электродвигатели
5, 6 - механизмы перемещения пластин
7, 8 - каретки с вакуумными присосками
9 - направляющая планка
10, 11 - шаговые электродвигатели с роликами
12 - механизм перемещения центрифуги
13 - электродвигатель
14 - вакуумный цилиндр
15 - вытяжной отстойник
16, 17 - вакуумные дозаторы
18, 19 - щетки
20, 21, 22 - реверсивные синхронные электродвигатели
23 - вакуумный рабочий стол
24, 25 - центрирующие планки
26 - кольцо-ловушка
27 - устройство ориентации пластин
28 - блок управления
29 - коллектор распределения вакуума.
Основанием установки служит каркас из двух плит, соединенных между собой стойками. На каркасе размещены механизмы перемещения и основные узлы. Механизмы подачи пластин в кассете 1 и приема обработанных пластин в кассете 2 состоят из кареток со столиками для кассет, которые перемещаются по вертикали по круглым направляющим с помощью ходовых винтов и электродвигателей 3, 4. Механизмы перемещения пластин 5, 6 состоят из кареток, на которых закреплены вакуумные присоски 7, 8, направляющей планки 9, шаговых электродвигателей 10, 11. Механизм перемещения центрифуги 12 состоит из каретки с закрепленной центрифугой, электродвигателя 13, вакуумного цилиндра 14 для возможности
перемещения центрифуги по вертикали. На нижней плите установки размещен коллектор для распределения вакуума 15. На верхней плите закреплены два вакуумных дозатора 16, 17 для подачи моющего состава и деионизированной воды. Щетки 18, 19 связаны с реверсивным синхронным электродвигателем с редуктором 20, который обеспечивает перемещение щеток по поверхности пластины, и двумя реверсивными электродвигателями синхронизации для подъема и опускания щеток 21, 22. На валу центрифуги закреплены вакуумный рабочий стол 23. Планки 24, 25 служат для центровки пластин, которые выставляются по шаблону или пластине - для каждого диаметра. Защитный кожух центрифуги имеет кольцо-ловушку 26 для отработанных частиц, с помощью патрубка соединяется с отстойником и резервуаром вытяжным устройством. На установке закреплены 23 фотопрерывателя для ограничения перемещения механизмов и включения различных устройств. На установке расположен блок управления 28.
Установка работает следующим образом.
Установка подключается к сети переменного тока 220 В, 50 Гц, к вакуумной магистрали, подводится деионизированная вода, при необходимости моющий состав. Пульт блока управления установки содержит кнопки "сеть", "питание", "пуск", "возврат 1", "возврат 2", энкодер, ЖКИ. Нажатием кнопки "сеть", "питание", "пуск", "возврат 1", "возврат 2" столики кассет подаются в исходное положение: кассета подачи пластин - в крайнее верхнее положение, а кассета для обработанных пластин - в крайнее нижнее положение. Устанавливается кассета подачи с пластинами и кассета для обработанных пластин - пустая. При нажатии кнопки "пуск" кассета 2 поднимается на позицию, которую отслеживает фотопрерыватель, что служит сигналом для перемещения кассеты 1 вниз и включения вакуума до контакта с вакуумной присоской. При этом электродвигатель 4 останавливается и включается шаговый электродвигатель 10. Пластина перемещается и удерживается над центрифугой. Перемещение ограничивается фотопрерывателем, по сигналу которого с помощью вакуумного цилиндра 14 центрифуга занимает верхнее положение, вакуумный столик 23 принимает пластину. Верхнее и нижнее положение центрифуги отслеживается фотопрерывателями, которые обеспечивают:
- снятие вакуума с присоски 7 в момент приема пластин на центрифугу,
- возврат механизма перемещения 5 в исходное положение, что служит сигналом на опускание центрифуги,
- включение технологического цикла по сигналу нижнего фотопрерывателя,
- ориентация псевдоквадрата,
- перемещение и возврат механизма перемещения 6 с обработанной пластиной.
Работа технологического цикла - отмывка
Включается электродвигатель 13 на малых оборотах. Одновременно включается дозатор и опускается щетка. Далее по времени (через 2-3 сек) включается реверсивный синхронный электродвигатель 20, обеспечивая перемещение щетки по времени, после чего щетка поднимается. Время подачи моющего состава и деионизированной воды обеспечивается по заданию. После предварительной отмывки первой щеткой происходит ополаскивание пластины деионизированной водой. Затем следует финишная отмывка второй щеткой с последующим ополаскиванием, выключение дозатора. После сброса с поверности пластины воды (2-3 сек) включаются быстрые обороты. Происходит сушка пластины. Быстрые обороты выключаются по времени, после чего центрифуга поднимается, по сигналу верхнего фотопрерывателя механизм перемещения с присоской перемещается к центрифуге, останавливается по сигналу фотопрерывателя, что служит и сигналом для снятия вакуума с центрифуги и включения вакуума на присоску. Центрифуга опускается вниз, пластина остается на вакуумной присоске. При неприсасывании пластины любой из трех присосок, включая центрифугу, происходит останов установки и включение аварийного сигнала. Возвращение механизма перемещения в исходное положение отслеживается фотопрерывателем, по сигналу которого механизм приема пластин поднимается на следующую позицию, цикл повторяется.
Работа технологического цикла - нанесение композиции Механизм перемещения щеток отсутствует, используется только один дозатор. Центрифуга поднимается, захватывая пластину как при отмывке. При
опускании центрифуги по сигналу нижнего фотопрерывателя по заданному времени на центр пластины подается состав (например, клеящая мастика). Также по времени включаются быстрые обороты для нанесения равномерной пленки. Шторка, перекрывающая нижний фотопрерыватель, - удлиненная, благодаря чему возможна подача дозы состава до опускания центрифуги в нижнее положение во избежании разбрызгивания состава. После нанесения пленки процесс происходит также как при отмывке.
Использование предлагаемой установки позволяет проводить отмывку и нанесение композиций на пластинах диаметром 100, 125, 150 и 200 мм, а также нанесение состава на псевдоквадраты размерами 125×125, 150×150, 150×160 мм, диаметр 200 мм, что требуется, например, для производства солнечных батарей.
Установка работает полностью в автоматической режиме из кассеты в кассету.
Производительность установки не менее:
- при гидромехнической отмыве 50 шт/час двумя щетками, 70 шт/час одной щеткой,
- при нанесении композиции 180 шт/час,
2
- вакуум в установке 1 кг/см,
- габаритные размеры 820×500×700 мм.
Источники информации:
1. Патент ЕПВ №0549377
2. Заявка Японии №3-47574
3. Заявка Японии №4-14494
4. Свидетельство РФ на полезную модель №28286
5. Свидетельство РФ на полезную модель№6944 - прототип