用于磷化铟晶片自动清洗的包括流量控制的定量供给装置

技术领域

本发明涉及磷化铟晶片技术领域，具体涉及用于磷化铟晶片自动清洗的包括流量控制的定量供给装置。

背景技术

磷化铟晶片是一种半导体材料，通常用于制造高频、高速和光电子器件。这种晶片由磷元素和铟元素组成，具有优良的电子特性和光电子性能，因此在通信、微波、光子学和其他领域中得到广泛应用；

在磷化铟晶片的生产过程中，需要使用专门的清洗方法来清洗磷化铟晶片，例如授权公告号为CN102456549B的中国专利公开的磷化铟晶片及其表面清洗方法以及申请公开号为CN113690128A的专利公开的一种磷化铟晶片的清洗方法，一般需要使用有机溶剂和DI水配合清洗，由于磷化铟晶片经过有机溶剂清洗后，磷化铟晶片的表面会残留溶剂，需要使用DI水冲洗，为了保护磷化铟晶片，DI水冲洗的力度受到限制，需要在安全流量下冲洗磷化铟晶片的顶面，为保证磷化铟晶片的清洗效果，只能延长DI水冲洗的时间，导致磷化铟晶片的清洗效率无法提升。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供用于磷化铟晶片自动清洗的包括流量控制的定量供给装置，以解决现有技术中，使用DI水冲洗磷化铟晶片时，为了保护磷化铟晶片，DI水冲洗的力度受到限制，需要在安全流量下冲洗磷化铟晶片的顶面，为保证磷化铟晶片的清洗效果，只能延长DI水冲洗的时间，导致了磷化铟晶片的清洗效率无法提升的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

具体是提供一个用于磷化铟晶片自动清洗的包括流量控制的定量供给装置，包括清洗机构，其内部设有氮气处理室、超声波清洗室和DI水冲洗室，其在清洗机构的顶面设置有定量供给机构，定量供给机构通过旋转方式在氮气处理室、超声波清洗室和DI水冲洗室之间同时转运若干磷化铟晶片本体，在氮气处理室的外侧设有氮气供给机构，在DI水冲洗室的外侧设有DI水供给机构，氮气供给机构和DI水供给机构上均安装有流量控制喷头，分别向氮气处理室中的磷化铟晶片本体的顶面提供氮气和向DI水冲洗室中的磷化铟晶片本体的顶面提供DI水。

作为本发明进一步的方案：所述氮气处理室、超声波清洗室和DI水冲洗室呈环形设置在清洗机构的内部。

作为本发明进一步的方案：所述定量供给机构包括液压推杆，液压推杆的底端连接有驱动电机，驱动电机安装在清洗机构的内部中心位置。

作为本发明进一步的方案：所述液压推杆的侧面固定连接有三根旋转臂，三根旋转臂远离液压推杆的一端连接有伸缩臂，伸缩臂的底端连接有若干真空吸附机构。

作为本发明进一步的方案：若干所述真空吸附机构竖直堆叠设置。

作为本发明进一步的方案：所述真空吸附机构包括底座，底座的顶面中间位置固定连接有调节座，调节座的顶面中间位置设有真空吸附盘，调节座的内部靠近真空吸附盘的底部设有电动机，电动机的输出轴与真空吸附盘的底面圆心位置固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述调节座的顶面靠近真空吸附盘的外侧位置设有四根伸缩杆，伸缩杆的外侧嵌套有调节臂。

作为本发明进一步的方案：所述调节臂远离伸缩杆的一端顶面开设有连接孔，调节臂的顶面靠近连接孔的位置设有橡胶挡块，橡胶挡块远离连接孔的一侧设有弧形曲面。

作为本发明进一步的方案：所述流量控制喷头包括喷头主体，喷头主体的一侧固定连接有连接臂，喷头主体的底面安装有若干组喷嘴，若干组喷嘴的倾斜角度各不相同。

作为本发明进一步的方案：所述喷头主体的顶面中心位置固定连接有红外感应器。

本发明的有益效果：

本发明中，通过设置的清洗机构和定量供给机构，由于定量供给机构是通过旋转方式在氮气处理室、超声波清洗室和DI水冲洗室之间同时转运若干磷化铟晶片本体，即定量供给机构可以同时处理三组磷化铟晶片本体，每组磷化铟晶片本体的数量也是多个，这大大提高了该定量供给装置处理磷化铟晶片本体的数量，保证了该定量供给装置的工作效率。

本发明中，通过设置的真空吸附盘，当打开电动机后，电动机的输出轴便可以带动真空吸附盘转动，而真空吸附盘是将磷化铟晶片本体吸附住，所以真空吸附盘也会带动磷化铟晶片本体旋转，当磷化铟晶片本体在氮气处理室内时，高速旋转的磷化铟晶片本体在遇到氮气处理室内的流量控制喷头喷出的氮气时，氮气与磷化铟晶片本体的顶面会产生较大的速度差，这样不仅提高氮气预处理的效果，也会提高氮气吹干的效果，在DI水冲洗室中，高速旋转的磷化铟晶片本体会使处于磷化铟晶片本体顶面的DI水产生离心力，这样有助于DI水在磷化铟晶片本体顶面快速流淌，提高了DI水对磷化铟晶片本体的冲洗效果。

本发明中，通过设置的真空吸附机构，由于空气腔通过输气通道与圆柱槽相连通，所以圆柱槽相连通也会形成负压，这样调节臂在气压的作用下就会克服弹簧的弹力，向真空吸附盘一端移动，并作用在磷化铟晶片本体的端面上，根据连通器原理，四个调节臂内部的圆柱槽内的压强一致，所以四个调节臂对磷化铟晶片本体的作用力也相同，这样可以将磷化铟晶片本体固定在真空吸附盘的中心位置，此时真空吸附盘工作，吸附住磷化铟晶片本体，而气泵关闭，四个调节臂在弹簧弹力的作用下会自动展开，这样设置的目的是可以保证磷化铟晶片本体吸附在真空吸附盘的中心位置，这样在真空吸附盘带动磷化铟晶片本体高速旋转时，能够保证磷化铟晶片本体更加平稳。

本发明中，每两个真空吸附机构之间通过两根连接杆连接，并且连接杆是与对位的两个连接孔配合，当真空吸附机构上的调节臂在调整磷化铟晶片本体的位置时，多个真空吸附机构之间的调节臂在连接杆的作用下会同步移动，这样只要多个真空吸附机构中有一个真空吸附机构上的调节臂移动到位，就能保证所有真空吸附机构上的调节臂移动到位，可以避免调节臂由于多次使用而导致调节不精确的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明中定量供给机构的结构示意图；

图4是本发明中真空吸附机构的堆叠结构示意图；

图5是本发明中真空吸附机构的结构示意图；

图6是本发明中调节臂的局部结构示意图；

图7是本发明中流量控制喷头的底部结构示意图；

图8是本发明中流量控制喷头的顶部结构示意图。

图中：1、清洗机构；11、氮气处理室；12、超声波清洗室；13、DI水冲洗室；2、定量供给机构；21、液压推杆；22、旋转臂；23、伸缩臂；24、真空吸附机构；241、底座；242、调节座；243、伸缩杆；244、调节臂；2441、连接孔；2442、橡胶挡块；2443、弧形曲面；245、真空吸附盘；25、连接杆；3、氮气供给机构；4、DI水供给机构；5、流量控制喷头；51、喷头主体；52、连接臂；53、喷嘴；54、红外感应器；6、磷化铟晶片本体。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1和图2所示，本发明公开了用于磷化铟晶片自动清洗的包括流量控制的定量供给装置，包括清洗机构1，其内部设有氮气处理室11、超声波清洗室12和DI水冲洗室13，其在清洗机构1的顶面设置有定量供给机构2，定量供给机构2通过旋转方式在氮气处理室11、超声波清洗室12和DI水冲洗室13之间同时转运若干磷化铟晶片本体6，在氮气处理室11的外侧设有氮气供给机构3，在DI水冲洗室13的外侧设有DI水供给机构4，氮气供给机构3和DI水供给机构4上均安装有流量控制喷头5，分别向氮气处理室11中的磷化铟晶片本体6的顶面提供氮气和向DI水冲洗室13中的磷化铟晶片本体6的顶面提供DI水；

需要说明的是，氮气处理室11的内部设有氮气储存瓶，氮气储存瓶的输出端通过管道与流量控制喷头5连接，氮气储存瓶与该流量控制喷头5之间设有电磁阀，该电磁阀主要用于控制流量控制喷头5的氮气的输出流量，即当电磁阀打开后，氮气储存瓶中的氮气可以通过管道进入流量控制喷头5内，流量控制喷头5再将氮气输送至氮气处理室11内，使氮气直接作用在氮气处理室11内的磷化铟晶片本体6上；

氮气处理室11内部的流量控制喷头5喷出氮气主要有两个作用，一是在磷化铟晶片本体6清洗前，流量控制喷头5喷出的氮气会直接作用在磷化铟晶片本体6的顶面，二是磷化铟晶片本体6经过DI水冲洗后，用来吹干磷化铟晶片本体6；

超声波清洗室12内部采用溶剂清洗磷化铟晶片本体6，具体采用的溶剂是无水异丙醇或丙酮等有机溶剂来清洗磷化铟晶片本体6，当磷化铟晶片本体6经过氮气处理室11预处理后，便可以转入超声波清洗室12中，超声波清洗室12的内部还设有超声波发生器，当定量供给机构2将磷化铟晶片本体6完全浸入超声波清洗室12内的溶剂中时，便可以打开超声波发生器，对磷化铟晶片本体6进行超声波清洗；

DI水冲洗室13的内部设有DI水箱，DI水箱内部安装加压泵，DI水箱通过管道与流量控制喷头5连接，DI水箱与该流量控制喷头5之间也安装有电磁阀，该电磁阀主要用于控制DI水箱与该流量控制喷头5之间DI水的流量，当该电磁阀打开后，DI水箱在加压泵的作用下可以将DI水通过管道输送至流量控制喷头5中，流量控制喷头5再将DI水喷洒在磷化铟晶片本体6的顶面，对磷化铟晶片本体6进行冲洗，去除磷化铟晶片本体6表面残留的溶剂；

当磷化铟晶片本体6顶面残留的溶剂被冲洗干净后，定量供给机构2再将磷化铟晶片本体6转入氮气处理室11中，此时氮气处理室11内部的流量控制喷头5输出的氮气主要用来吹干磷化铟晶片本体6；

如图2所示，氮气处理室11、超声波清洗室12和DI水冲洗室13呈环形设置在清洗机构1的内部；

由于定量供给机构2是通过旋转方式在氮气处理室11、超声波清洗室12和DI水冲洗室13之间同时转运若干磷化铟晶片本体6，即定量供给机构2可以同时处理三组磷化铟晶片本体6，每组磷化铟晶片本体6的数量也是多个，这大大提高了该定量供给装置处理磷化铟晶片本体6的数量，保证了该定量供给装置的工作效率。

如图1和图3所示，定量供给机构2包括液压推杆21，液压推杆21的底端连接有驱动电机，驱动电机安装在清洗机构1的内部中心位置，液压推杆21的侧面固定连接有三根旋转臂22，三根旋转臂22远离液压推杆21的一端连接有伸缩臂23，伸缩臂23的底端连接有若干真空吸附机构24，如图4所示，若干真空吸附机构24竖直堆叠设置，这样会使这些真空吸附机构24可以同时处理多个磷化铟晶片本体6；

需要说明的是，定量供给机构2可以定量向氮气处理室11、超声波清洗室12和DI水冲洗室13中提供磷化铟晶片本体6，具体是液压推杆21先提升三根旋转臂22的高度，保证三根旋转臂22可以将若干真空吸附机构24提升至清洗机构1的顶部，然后向真空吸附机构24上放置第一组磷化铟晶片本体6，每个真空吸附机构24对应一块磷化铟晶片本体6，当真空吸附机构24将磷化铟晶片本体6吸附固定后，液压推杆21变化降低三根旋转臂22的高度，保证真空吸附机构24可以将磷化铟晶片本体6带入氮气处理室11中，先对第一组磷化铟晶片本体6进行预处理；

当第一组磷化铟晶片本体6进行预处理后，液压推杆21再提升三根旋转臂22的高度，提升完成后，清洗机构1的内部中心位置的驱动电机会通过液压推杆21带动三根旋转臂22，保证三根旋转臂22可以带动第一组磷化铟晶片本体6逆时针旋转120°，使第一组磷化铟晶片本体6刚好处于超声波清洗室12的正上方，此时可以向处于氮气处理室11上方的真空吸附机构24提供第二组磷化铟晶片本体6，然后定量供给机构2将第一组磷化铟晶片本体6和第二组磷化铟晶片本体6分别带入超声波清洗室12和氮气处理室11中，第一组磷化铟晶片本体6在超声波清洗室12内进行超声清洗的同时，第二组磷化铟晶片本体6在氮气处理室11内进行预处理；

第一组磷化铟晶片本体6和第二组磷化铟晶片本体6均处理完成后，液压推杆21再次提升三根旋转臂22的高度，然后再逆时针旋转120°，此时第一组磷化铟晶片本体6处于DI水冲洗室13的正上方，第二组磷化铟晶片本体6处于超声波清洗室12的正上方，然后向处于氮气处理室11上方的真空吸附机构24提供第三组磷化铟晶片本体6；

当此时的定量供给机构2下降时，第一组磷化铟晶片本体6会进入DI水冲洗室13进行DI水冲洗操作，第二组磷化铟晶片本体6会进入超声波清洗室12进行超声波清洗，第三组磷化铟晶片本体6进入氮气处理室11内进行预处理；

当三组磷化铟晶片本体6均处理完成后，定量供给机构2带动三组磷化铟晶片本体6最后再旋转120°，第一组磷化铟晶片本体6重新回到氮气处理室11的上方，进入氮气处理室11内后便可以进行吹干操作，当第一组磷化铟晶片本体6吹干完成后，便可以去除，换上第四组磷化铟晶片本体6，如此循环清洗磷化铟晶片本体6。

实施例2

如图5所示，真空吸附机构24包括底座241，底座241的顶面中间位置固定连接有调节座242，调节座242的顶面中间位置设有真空吸附盘245，调节座242的内部靠近真空吸附盘245的底部设有电动机，电动机的输出轴与真空吸附盘245的底面圆心位置固定连接；

需要说明的是，电动机的输出轴直接与真空吸附盘245的底面圆心位置固定连接，所以当打开电动机后，电动机的输出轴便可以带动真空吸附盘245转动，而真空吸附盘245是将磷化铟晶片本体6吸附住，所以真空吸附盘245也会带动磷化铟晶片本体6旋转，当磷化铟晶片本体6在氮气处理室11内时，高速旋转的磷化铟晶片本体6在遇到氮气处理室11内的流量控制喷头5喷出的氮气时，氮气与磷化铟晶片本体6的顶面会产生较大的速度差，这样不仅提高氮气预处理的效果，也会提高氮气吹干的效果，在DI水冲洗室13中，高速旋转的磷化铟晶片本体6会使处于磷化铟晶片本体6顶面的DI水产生离心力，这样有助于DI水在磷化铟晶片本体6顶面快速流淌，提高了DI水对磷化铟晶片本体6的冲洗效果，缩短了磷化铟晶片本体6的整体清洗时间。

实施例3

如图5所示，调节座242的顶面靠近真空吸附盘245的外侧位置设有四根伸缩杆243，伸缩杆243的外侧嵌套有调节臂244，调节臂244的内部开设有圆柱槽，圆柱槽与伸缩杆243相匹配，圆柱槽的内部还设有弹簧，弹簧的一端作用在伸缩杆243的端面上，保证调节臂244在弹簧弹力的作用下可以向外展开；

需要说明的是，调节座242的内部设有气泵，气泵通过管道连接有空气腔，四根伸缩杆243的内部开设有输气通道，输气通道的一端与空气腔连通，输气通道的另一端与调节臂244内部的圆柱槽相连通；

当将磷化铟晶片本体6放在真空吸附盘245的顶面时，便启动气泵，气泵通过管道抽吸空气腔中的空气，使空气腔形成负压，由于空气腔通过输气通道与圆柱槽相连通，所以圆柱槽相连通也会形成负压，这样调节臂244在气压的作用下就会克服弹簧的弹力，向真空吸附盘245一端移动，并作用在磷化铟晶片本体6的端面上，根据连通器原理，四个调节臂244内部的圆柱槽内的压强一致，所以四个调节臂244对磷化铟晶片本体6的作用力也相同，这样可以将磷化铟晶片本体6固定在真空吸附盘245的中心位置，此时真空吸附盘245工作，吸附住磷化铟晶片本体6，而气泵关闭，四个调节臂244在弹簧弹力的作用下会自动展开，这样设置的目的是可以保证磷化铟晶片本体6吸附在真空吸附盘245的中心位置，这样在真空吸附盘245带动磷化铟晶片本体6高速旋转时，能够保证磷化铟晶片本体6更加平稳。

如图6所示，调节臂244远离伸缩杆243的一端顶面开设有连接孔2441，调节臂244的顶面靠近连接孔2441的位置设有橡胶挡块2442，橡胶挡块2442远离连接孔2441的一侧设有弧形曲面2443；

需要说明的是，设置的橡胶挡块2442可以起到缓冲作用，保证在调整磷化铟晶片本体6的位置时，不会碰伤磷化铟晶片本体6，连接孔2441用来配合连接杆25，如图4和图5所示，多个真空吸附机构24直接是通过连接杆25连接的，而连接杆25的两端分别与两个真空吸附机构24上的连接孔2441相配合；

具体的，每两个真空吸附机构24之间通过两根连接杆25连接，并且连接杆25是与对位的两个连接孔2441配合，当真空吸附机构24上的调节臂244在调整磷化铟晶片本体6的位置时，多个真空吸附机构24之间的调节臂244在连接杆25的作用下会同步移动，这样只要多个真空吸附机构24中有一个真空吸附机构24上的调节臂244移动到位，就能保证所有真空吸附机构24上的调节臂244移动到位，可以避免调节臂244由于多次使用而导致调节不精确的问题。

实施例4

如图7所示，流量控制喷头5包括喷头主体51，喷头主体51的一侧固定连接有连接臂52，喷头主体51的底面安装有若干组喷嘴53，若干组喷嘴53的倾斜角度各不相同，这样设置的目的是当流量控制喷头5向磷化铟晶片本体6的顶面喷出氮气或者DI水时，流量控制喷头5可以将氮气或者DI水均匀地喷射在磷化铟晶片本体6的顶面，提高了氮气预处理以及干燥的效果，提高了DI水冲洗的效果；

需要说明的是，若喷嘴53为三组，则最内侧这组喷嘴53竖直向下设置，中间这组喷嘴53与喷头主体51的夹角为22.5度，最外侧这组喷嘴53与喷头主体51的夹角为45度。

如图8所示，喷头主体51的顶面中心位置固定连接有红外感应器54，在底座241底面圆心位置设置与红外感应器54相配合的红外接收器，氮气供给机构3或者DI水供给机构4的内侧设有与单组真空吸附机构24数量一致的流量控制喷头5，并且流量控制喷头5的位置与真空吸附机构24的位置也是一一对应的，在氮气供给机构3或者DI水供给机构4的内部靠近喷头主体51的位置安装电动推杆，当需要使用喷头主体51时，便可以打开氮气供给机构3或者DI水供给机构4内部的电动推杆，电动推杆直接与连接臂52相连接，所以电动推杆可以通过连接臂52推动喷头主体51，使喷头主体51向真空吸附机构24的顶面移动，通过红外感应器54与红外接收器的配合可以保证喷头主体51停留在真空吸附机构24的顶面中心位置，也就是磷化铟晶片本体6的顶面中心位置，在伸缩臂23的底面靠近真空吸附机构24的顶面中心位置也设置一个红外接收器，主要是为了配合最上方的真空吸附机构24。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。