專利名稱：磨片機(jī)砂漿流量自動調(diào)節(jié)裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅片加工設(shè)備，涉及一種磨片機(jī)砂漿流量自動調(diào)節(jié)裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體硅片、水晶以及各種硬脆材料的研磨過程中，砂漿的作用至關(guān)重要， 對于表面要求嚴(yán)格的材料來說，砂漿的流量越大，其帶走研磨屑等雜質(zhì)的能力就越強(qiáng)， 磨料被研磨的就越充分，磨料表面劃傷就越少，但是砂流量越大，加工成本就越高，產(chǎn) 品的競爭力也就越低。隨著電子行業(yè)的飛速發(fā)展，對于硅片等材料的表面要求也越來越嚴(yán)格，使用充 足的砂流量研磨硅片等材料可以提高表面質(zhì)量，但是生產(chǎn)成本也隨著增加。顯然，以往 恒定砂流量的研磨方式將不能滿足加工需求，因此，具有自動調(diào)節(jié)功能的砂流量供給方 式越來越受到關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是目前恒定砂流量的研磨方式若想提高表面質(zhì)量，需要 加大砂流量，這樣的話會造成砂漿的浪費(fèi)。對于研磨來講，研磨前期只需要提供滿足磨 削速度的砂流量即可，后期加大砂流量來對磨料表面進(jìn)行修研。本發(fā)明要解決的問題就是避免研磨前期的砂漿的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本的同 時(shí)提高磨料的表面質(zhì)量。本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種磨片機(jī)砂漿流量自動調(diào)節(jié)裝置，其 特征在于包括磨料厚度測試部分(ALC)、可編程控制器(PLC)控制部分、控制面 板及蠕動泵轉(zhuǎn)速控制部分；
所述的磨料厚度測試部分包括工控機(jī)、厚度檢測儀和測試探頭，通過測試探頭測量 磨料厚度，根據(jù)測試磨料目標(biāo)厚度發(fā)出TTL信號；
所述的可編程控制器(PLC)控制部分包括數(shù)字輸入和繼電器輸出端，PLC的兩個(gè) 數(shù)字輸入端分別連接ALC測厚儀繼電器輸出端的一端，ALC測厚儀繼電器輸出端的另一 端連接DC24V電源；ALC測厚儀通過輸出TTL信號控制PLC兩個(gè)數(shù)字輸入接通或斷開 DC24V ； PLC根據(jù)預(yù)制程序控制兩個(gè)繼電器輸出端；
PLC的兩個(gè)繼電器輸出端的一端分別依次串接中間繼電器Rl和R2的線圈和 DC24V +電源，PLC的兩個(gè)繼電器輸出端的另一端接PLC的DC24V —端； 中間繼電器Rl的常開觸點(diǎn)串接R2的常閉觸點(diǎn)及電位器Tl與蠕動泵連接； 中間繼電器R2的常開觸點(diǎn)串接Rl的常閉觸點(diǎn)及電位器T2與蠕動泵連接； 所述的控制面板為可觸摸屏式控制面板，控制面板與可編程控制器(PLC)的通訊 模塊相連接，可觸摸屏式控制面板設(shè)有流量控制界面，該界面設(shè)有兩個(gè)蠕動泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 鍵，分別為轉(zhuǎn)速1鍵和轉(zhuǎn)速2鍵，通過這兩個(gè)控制鍵可以設(shè)定蠕動泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)速；
所述的蠕動泵轉(zhuǎn)速控制部分包括蠕動泵旋轉(zhuǎn)方向控制開關(guān)和控制蠕動泵轉(zhuǎn)速的電位器。
—種磨片機(jī)砂漿流量自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于包括如下步驟(1)通過對ALC測厚儀(AutomaticLevelControl)進(jìn)行設(shè)定，蠕動泵的轉(zhuǎn)速自動 調(diào)節(jié)機(jī)理是通過繼電器Rl、R2來控制的；(2)當(dāng)點(diǎn)擊“泵速1”時(shí)，通過PLC的控制，中間繼電器Rl被驅(qū)動，R2不被驅(qū) 動，泵速1對應(yīng)的電路導(dǎo)通，泵速2對應(yīng)的電路斷開，調(diào)節(jié)電位器Tl的阻值來設(shè)定泵速 1的轉(zhuǎn)速值；(3)泵速1設(shè)定完畢后，點(diǎn)擊“泵速2”，通過PLC的控制，中間繼電器Rl不被 驅(qū)動，中間繼電器R2被驅(qū)動，泵速1對應(yīng)的電路斷開，泵速2對應(yīng)的電路導(dǎo)通，調(diào)節(jié)電 位器T2的阻值來設(shè)定泵速2的轉(zhuǎn)速值；(4)中間繼電器Rl和中間繼電器R2的動作與不動作受到PLC發(fā)出的TTL信號控 制，當(dāng)測厚儀ALC檢測的厚度值未到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum時(shí)，Rl動作，R2不動作， 泵速1電路閉合，泵速2電路斷開，蠕動泵的轉(zhuǎn)速為泵速1;當(dāng)測厚儀ALC檢測的厚度 值到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum時(shí)，測厚儀ALC發(fā)出TTL信號Si，PLC接收到Sl信號后， Rl不動作，R2動作，泵速1電路斷開，泵速2電路閉合，蠕動泵的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為泵速2， 研磨機(jī)進(jìn)入修研階段；當(dāng)測厚儀檢測的厚度到達(dá)目標(biāo)厚度時(shí)，測厚儀發(fā)出第二個(gè)TTL信 號幻，PLC接受到此信號后，停止主機(jī)轉(zhuǎn)動，研磨完成。
本發(fā)明的砂漿流量的自動調(diào)節(jié)裝置，通過測厚儀ALC發(fā)出的TTL信號，控制 PLC輸出，通過控制中間繼電器的動作來切換蠕動泵轉(zhuǎn)速，當(dāng)磨料厚度到達(dá)目標(biāo)值時(shí)， 測厚儀ALC發(fā)出一個(gè)TTL信號，PLC接收到該信號后，停止主機(jī)轉(zhuǎn)動，研磨結(jié)束，其優(yōu) 點(diǎn)是，有效的解決磨料表面的高質(zhì)量和高成本之間的矛盾，在研磨前期，砂漿流量滿足 正常的研磨速度即可，沒有必要考慮表面質(zhì)量，當(dāng)?shù)竭_(dá)研磨后期時(shí)，加大砂流量，對磨 料的表面進(jìn)行充分修研，這樣就可以在不增加砂漿成本的同時(shí)提高了磨料的表面質(zhì)量， 進(jìn)而提高了產(chǎn)品的競爭力。


圖1是是蠕動泵轉(zhuǎn)速設(shè)定示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更清楚的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明如圖1所示，蠕動泵的轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)機(jī)理是通過繼電器Rl、R2來控制的；當(dāng)點(diǎn)擊 “泵速1”時(shí)，通過PLC的控制，Rl動作，R2不動作，泵速1的電路導(dǎo)通，泵速2的電 路斷開，調(diào)節(jié)電位器Tl的阻值來設(shè)定泵速1的轉(zhuǎn)速值；泵速1設(shè)定完畢后，點(diǎn)擊“泵速 2”，通過PLC的控制，Rl不動作，R2動作，泵速1的電路斷開，泵速2的電路閉合， 調(diào)節(jié)電位器T2的阻值來設(shè)定泵速2的轉(zhuǎn)速值。
Rl和R2的動作與不動作受到PLC發(fā)出的TTL信號控制，當(dāng)測厚儀ALC檢測 的厚度值未到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum時(shí)，Rl驅(qū)動，R2不驅(qū)動，泵速1電路閉合，泵速2 電路斷開，蠕動泵的轉(zhuǎn)速為泵速1;當(dāng)測厚儀ALC檢測的厚度值到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum 時(shí)，測厚儀ALC發(fā)出TTL信號Si，PLC接收到Sl信號后，Rl不驅(qū)動，R2驅(qū)動，泵速1電路斷開，泵速2電路閉合，蠕動泵的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為泵速2，研磨機(jī)進(jìn)入修研階段；當(dāng) 測厚儀檢測的厚度到達(dá)目標(biāo)厚度時(shí)，測厚儀發(fā)出第二個(gè)TTL信號S2，PLC接受到此信號 后，停止主機(jī)轉(zhuǎn)動，研磨完成。一般的研磨流程中，PLC只接收到1個(gè)TTL信號，即磨料厚度到達(dá)目標(biāo)厚度時(shí) 所發(fā)出的信號；本發(fā)明的研磨流程中，PLC接收到2個(gè)TTL信號，第一個(gè)信號用于調(diào)節(jié) 蠕動泵轉(zhuǎn)速，第二個(gè)信號用于停止主機(jī)轉(zhuǎn)動。利用PLC控制蠕動泵轉(zhuǎn)速，設(shè)定2個(gè)蠕動泵轉(zhuǎn)速，分別命名為轉(zhuǎn)速1和轉(zhuǎn)速2， 在磨料厚度到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum之前使用轉(zhuǎn)速1，當(dāng)磨料厚度到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum 時(shí)使用轉(zhuǎn)速2進(jìn)行修研。設(shè)定ALC測厚儀測試的厚度在距離目標(biāo)厚度Xum時(shí)發(fā)出一個(gè)TTL信號，磨料 厚度未到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum時(shí)，繼電器Rl驅(qū)動，R2不驅(qū)動，蠕動泵轉(zhuǎn)速為速度1 ；當(dāng) 磨料厚度到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum時(shí)，測厚儀ALC發(fā)出一個(gè)TTL信號，PLC接收到TTL 信號后，繼電器Rl不驅(qū)動，R2驅(qū)動，蠕動泵轉(zhuǎn)速為速度2。蠕動泵2個(gè)轉(zhuǎn)速的設(shè)定點(diǎn)擊“流量”界面的泵速1鍵，此時(shí)繼電器Rl驅(qū) 動，R2不驅(qū)動，調(diào)節(jié)電位器Tl來設(shè)定蠕動泵泵速1的轉(zhuǎn)速；點(diǎn)擊“流量”界面的泵速 2鍵，此時(shí)繼電器Rl不驅(qū)動，R2驅(qū)動，調(diào)節(jié)電位器T2來設(shè)定蠕動泵泵速2的轉(zhuǎn)速。軟件部分包括 (1)設(shè)定蠕動泵轉(zhuǎn)速
點(diǎn)擊“流量”界面的轉(zhuǎn)速1鍵，調(diào)節(jié)電位器Tl來設(shè)定蠕動泵泵速1的速度；在點(diǎn) 擊轉(zhuǎn)速2鍵，調(diào)節(jié)電位器T2來設(shè)定蠕動泵泵速2的速度。(2)主機(jī)啟動，開啟測厚儀ALC，啟動蠕動泵，此時(shí)蠕動泵以轉(zhuǎn)速1進(jìn)行抽 砂，當(dāng)磨料厚度到達(dá)距離目標(biāo)值Xum時(shí)，測厚儀ALC發(fā)出一個(gè)TTL信號，PLC接收到 該信號后，改變繼電器的驅(qū)動方式來切換蠕動泵轉(zhuǎn)速，此時(shí)蠕動泵以轉(zhuǎn)速2進(jìn)行抽砂， 研磨進(jìn)入修研階段，當(dāng)磨料厚度到達(dá)目標(biāo)值時(shí)，測厚儀ALC發(fā)出一個(gè)TTL信號，PLC接 收到該信號后，停止主機(jī)轉(zhuǎn)動，研磨結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種磨片機(jī)砂漿流量自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于包括磨料厚度測試部分ALC、 可編程控制器PLC控制部分、控制面板及蠕動泵轉(zhuǎn)速控制部分；所述的磨料厚度測試部 分包括工控機(jī)、厚度檢測儀和測試探頭，通過測試探頭測量磨料厚度，根據(jù)測試磨料目 標(biāo)厚度發(fā)出TTL信號；所述的可編程控制器PLC控制部分包括數(shù)字輸入和繼電器輸出 端，PLC的兩個(gè)數(shù)字輸入端分別連接ALC測厚儀繼電器輸出端的一端，ALC測厚儀繼電 器輸出端的另一端連接DC24V電源；ALC測厚儀通過輸出TTL信號控制PLC兩個(gè)數(shù)字 輸入接通或斷開DC24V ； PLC根據(jù)預(yù)制程序控制兩個(gè)繼電器輸出端；PLC的兩個(gè)繼電器 輸出端的一端分別依次串接中間繼電器Rl和R2的線圈和DC24V +電源，PLC的兩個(gè) 繼電器輸出端的另一端接PLC的DC24V —端；中間繼電器Rl的常開觸點(diǎn)串接R2的常 閉觸點(diǎn)及電位器Tl與蠕動泵連接；中間繼電器R2的常開觸點(diǎn)串接Rl的常閉觸點(diǎn)及電位 器T2與蠕動泵連接；所述的控制面板為可觸摸屏式控制面板，控制面板與可編程控制器 PLC的通訊模塊相連接，可觸摸屏式控制面板設(shè)有流量控制界面，該界面設(shè)有兩個(gè)蠕動 泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)鍵，分別為轉(zhuǎn)速1鍵和轉(zhuǎn)速2鍵，通過這兩個(gè)控制鍵可以設(shè)定蠕動泵的兩個(gè)轉(zhuǎn) 速；所述的蠕動泵轉(zhuǎn)速控制部分包括蠕動泵旋轉(zhuǎn)方向控制開關(guān)和控制蠕動泵轉(zhuǎn)速的電位器。
2.—種磨片機(jī)砂漿流量自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于包括如下步驟(1)通過對ALC測厚儀進(jìn)行設(shè)定，蠕動泵的轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)機(jī)理是通過繼電器 Rl、R2來控制的；(2)當(dāng)點(diǎn)擊“泵速1”時(shí)，通過PLC的控制，中間繼電器Rl被驅(qū)動，R2不被驅(qū) 動，泵速1對應(yīng)的電路導(dǎo)通，泵速2對應(yīng)的電路斷開，調(diào)節(jié)電位器Tl的阻值來設(shè)定泵速 1的轉(zhuǎn)速值；(3)泵速1設(shè)定完畢后，點(diǎn)擊“泵速2”，通過PLC的控制，中間繼電器Rl不 被驅(qū)動，中間繼電器R2被驅(qū)動，泵速1對應(yīng)的電路斷開，泵速2對應(yīng)的電路導(dǎo)通，調(diào)節(jié) 電位器T2的阻值來設(shè)定泵速2的轉(zhuǎn)速值；(4)中間繼電器Rl和中間繼電器R2的動作與不動作受到PLC發(fā)出的TTL信號控 制，當(dāng)測厚儀ALC檢測的厚度值未到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum時(shí)，Rl動作，R2不動作， 泵速1電路閉合，泵速2電路斷開，蠕動泵的轉(zhuǎn)速為泵速1;當(dāng)測厚儀ALC檢測的厚度 值到達(dá)距離目標(biāo)厚度Xum時(shí)，測厚儀ALC發(fā)出TTL信號Si，PLC接收到Sl信號后， Rl不動作，R2動作，泵速1電路斷開，泵速2電路閉合，蠕動泵的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為泵速2， 研磨機(jī)進(jìn)入修研階段；當(dāng)測厚儀檢測的厚度到達(dá)目標(biāo)厚度時(shí)，測厚儀發(fā)出第二個(gè)TTL信 號S2，PLC接受到此信號后，停止主機(jī)轉(zhuǎn)動，研磨完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磨片機(jī)砂漿流量自動調(diào)節(jié)裝置及其方法，砂漿流量自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于包括磨料厚度測試部分ALC、可編程控制器PLC控制部分、控制面板及蠕動泵轉(zhuǎn)速控制部分，通過測厚儀ALC發(fā)出的TTL信號，控制PLC輸出，通過控制中間繼電器的動作來切換蠕動泵轉(zhuǎn)速，當(dāng)磨料厚度到達(dá)目標(biāo)值時(shí)，測厚儀ALC發(fā)出一個(gè)TTL信號，PLC接收到該信號后，停止主機(jī)轉(zhuǎn)動，研磨結(jié)束，其優(yōu)點(diǎn)是，有效的解決磨料表面的高質(zhì)量和高成本之間的矛盾，在研磨前期，砂漿流量滿足正常的研磨速度即可，沒有必要考慮表面質(zhì)量，當(dāng)?shù)竭_(dá)研磨后期時(shí)，加大砂流量，對磨料的表面進(jìn)行充分修研，這樣就可以在不增加砂漿成本的同時(shí)提高了磨料的表面質(zhì)量，進(jìn)而提高了產(chǎn)品的競爭力。
文檔編號B24B57/02GK102023649SQ201010607210
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉錚, 李海龍, 王巖, 王生遠(yuǎn), 耿輝, 靳立輝, 高樹良 申請人:天津市環(huán)歐半導(dǎo)體材料技術(shù)有限公司