一种抛光液供给系统技术方案

一种抛光液供给系统，包括触摸屏、PLC、抛光液搅拌模块、恒温控制模块、抛光液泵送清洗模块、pH值监测模块以及自动报警模块；触摸屏作为系统的人机交互装置，与PLC相连；PLC作为系统的控制核心，根据该触摸屏得到的输入信息，控制抛光液搅拌模块、恒温控制模块、抛光液泵送清洗模块、pH值监测模块以及自动报警模块实现相应的功能；抛光液搅拌模块用于实现抛光液的均匀混合；恒温控制模块用于实现抛光液抛光温度的恒定；抛光液泵送清洗模块采用电动隔膜泵，实现抛光液的定时、定量输送以及抛光液供给系统的清洗；pH监测模块用于检测抛光液的pH值，并在触摸屏上显示；自动报警模块用于在抛光液的液位过低时发出报警并保护系统。具有操作简单，控制方便，运行可靠价格低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种抛光液供给系统
本专利技术涉及化学机械抛光领域，尤其是涉及一种用于化学机械抛光设备中的抛光液供给系统。
技术介绍
化学机械抛光(CMP)已成为公认的纳米级全局平坦化精密超精密加工技术。CMP抛光是指在化学试剂及抛光压力的作用下借助磨料的机械去除作用及化学作用去除工件表面的材料，从而获得光学精密表面。抛光液在CMP过程中发挥着重要作用，是化学机械抛光的关键要素之一，在抛光的过程中，抛光液的pH值、温度、施液速度、施液流量等因素对于工件表面质量有至关重要的影响。市场上相关装置只能够实现对抛光液影响因素的部分控制，不易清洗且造价较高。有必要存在一种操作简单，控制方便，运行可靠的抛光液供给系统以满足市场的需要。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低成本，操作简单的抛光液供给系统，它可以代替人工添加抛光液，在触摸屏和PLC的作用下实现时间、流量、速度可控地泵送抛光液。本专利技术的技术方案是：一种抛光液供给系统，包括触摸屏、PLC、抛光液搅拌模块、恒温控制模块、抛光液泵送清洗模块、pH值监测模块、自动报警模块。触摸屏作为系统的人机交互装置，与PLC相连；PLC作为系统的控制核心，根据该触摸屏得到的输入信息，控制抛光液搅拌模块、恒温控制模块、抛光液泵送清洗模块、pH值监测模块、自动报警模块实现相应的功能；抛光液泵送清洗模块包括清洗液入口、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六、电磁阀七、电磁阀八、去离子水容器、抛光粉容器、双氧水容器、抛光液容器、旋转清洗喷头、流量计、电动隔膜泵、电动隔膜泵继电器、模拟量输出模块、出水龙头、干粉流量阀、液体流量阀一、液体流量阀二、抛光液出口、以及清洗液出口。去离子水容器和双氧水容器分别通过液体流量阀二和液体流量阀一与抛光液容器连接，抛光粉容器通过干粉流量阀与抛光液容器连接，抛光液容器通过电磁阀五、流量计与电动隔膜泵相连，通过电磁阀六连接到抛光液出口，通过电磁阀七连接到清洗液出口，清洗液入口通过电磁阀一连接到去离子水容器、通过电磁阀二连接到双氧水容器、通过电磁阀三连接到抛光粉容器和通过电磁阀四连接到旋转清洗喷头。恒温控制模块包括加热管、冷却管、加热管继电器、冷却管继电器和温度传感器，加热管继电器、冷却管继电器、电动隔膜泵继电器、蜂鸣器均与PLC的输出相连接，由PLC控制其通断，从而控制加热管、冷却管、电动隔膜泵、蜂鸣器的启动与停止。pH值监测模块包括pH值探头，该pH值探头装在抛光液容器底座上。自动报警模块包括最低液位传感器、报警液位传感器和蜂鸣器，最低液位传感器和报警液位传感器安装在抛光液容器的侧壁上。抛光液搅拌模块包括搅拌伺服电机和搅拌棒。旋转清洗喷头和电磁阀四装在抛光液容器顶端。搅拌棒、加热管、温度传感器和冷却管装在抛光液容器底座上。触摸屏作为人机交互装置，其操作界面包括参数设置、手动控制模式、自动控制模式、温度流量实时曲线、和实时参数显示。参数设置中能设置抛光液的温度、泵送速度、泵送流量、和泵送时间；手动控制模式中包含清洗开始、清洗结束、加热管启动、加热管停止、冷却管启动、冷却管停止、隔膜泵启动、隔膜泵停止、急停、报警解除按钮；自动控制模式中包含启动和停止两个按钮；温度流量实时曲线用于显示实时温度曲线和实时流量曲线；实时参数显示包括清除和暂停两个按钮，用于显示当前流量、当前温度、累计流量、工作时间、pH值，当按下清除按钮时，所有参数值清零，当按下暂停按钮时，暂停累计流量及时间，暂停按钮变成灰色，当再次按下暂停按钮时，继续累计流量和时间，暂停按钮变亮。在手动控制模式下，当按下清洗开始时开始清洗，当按下清洗停止时停止清洗；当按下加热管启动时加热管开始工作，当按下加热管停止时加热管停止工作；当按下冷却管启动时冷却管开始工作，当按下冷却管停止时冷却管停止工作；当按下隔膜泵启动时隔膜泵开始工作，当按下隔膜泵停止时隔膜泵停止工作。在自动控制模式下，当按下启动按钮时，系统对温度传感器检测的实时温度和触摸屏上设定的抛光液温度进行比较，如果实时温度低于设定温度，则启动加热管直到两者相等时停止加热管，如果实时温度高于设定温度，则启动冷却管直到两者相等时停止冷却管，如果实时温度等于设定温度，则启动搅拌伺服电机，一分钟之后启动电动隔膜泵，开始泵送抛光液，当抛光液的液位低于报警液位时，系统启动声音报警，此时加入抛光液使液位高于该报警液位或者按触摸屏上的报警消除按钮时，报警解除，当抛光液的液位到达最低液位或者按触摸屏上自动模式下的停止按钮时，系统停止工作。在本抛光液供给系统中，抛光液由抛光粉、双氧水和去离子水按一定的配比混合而成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用触摸屏、PLC、隔膜泵及相应的传感器来完成抛光液供给控制过程，具有操作简单，控制方便，运行可靠价格低的优点。附图说明图1为根据本专利技术的抛光液供给系统的结构示意图；图2为根据本专利技术的抛光液供给系统硬件组成图；图3为根据本专利技术的抛光液供给系统触摸屏操作界面图；图4为根据本专利技术的抛光液供给系统工作流程图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果更加清楚的理解，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的内容并不限于所述范围。下面参考图1和图2详细说明抛光液供给系统的结构。如图2所示，抛光液供给系统包括触摸屏、PLC、自动报警模块、pH值监测模块、抛光液泵送清洗模块、恒温控制模块和抛光液搅拌模块。如图1和图2所示，抛光液搅拌模块包括搅拌伺服电机16和搅拌棒17。恒温控制模块包括加热管20、冷却管15、加热管继电器(与PLC相连，图中未示出)、冷却管继电器(与PLC相连，图中未示出)和温度传感器19。抛光液泵送清洗模块包括清洗液入口A、电磁阀一1、电磁阀二2、电磁阀三3、电磁阀四4、电磁阀五8、电磁阀六11、电磁阀七12、电磁阀八14、去离子水容器24、抛光粉容器25、双氧水容器26、抛光液容器27、旋转清洗喷头5、流量计9、电动隔膜泵10、电动隔膜泵继电器(与PLC相连，图中未示出)、模拟量输出模块(与PLC相连，图中未示出)、出水龙头13、干粉流量阀21、液体流量阀一22、液体流量阀二23、抛光液出口B、清洗液出口C。pH值监测模块包括pH值探头18。自动报警模块包括最低液位传感器7、报警液位传感器6和蜂鸣器(与PLC相连，图中未示出)。本领域技术人员应该理解，本专利技术中的加热管继电器、冷却管继电器、电动隔膜泵继电器、蜂鸣器均与PLC的输出相连接，由PLC控制其通断，从而控制加热管、冷却管、电动隔膜泵、蜂鸣器的启动与停止。本领域技术人员还应该理解，本专利技术中的模拟量输出模块由PLC系统提供，能给电动隔膜泵10提供大小可调的输出电压，从而控制电动隔膜泵10的泵送流量。抛光液泵送清洗模块在清洗时，清洗液从清洗液入口A处进入，分别经过抛光粉容器25、去离子水容器24、双氧水容器26、旋转清洗喷头5进入到抛光液容器27中，最终通过电动隔膜泵10和电磁阀七12从清洗液出口C流出，或者通过电磁阀八14从出水龙头13流出，从而完成整个抛光装置的清洗。抛光液泵送清洗模块在泵送抛光液时，去离子水、双氧水、抛光粉分别通过液体流量阀二23、液体流量阀一22、干粉流量阀21从去离子水容器24、双氧水容器26和抛光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抛光液供给系统，其特征在于，包括触摸屏、PLC、抛光液搅拌模块、恒温控制模块、抛光液泵送清洗模块、pH值监测模块以及自动报警模块；其中，所述触摸屏作为系统的人机交互装置，与所述PLC相连；所述PLC作为系统的控制核心，用于根据所述触摸屏得到的输入信息，控制所述抛光液搅拌模块、所述恒温控制模块、所述抛光液泵送清洗模块、所述pH值监测模块以及所述自动报警模块实现相应的功能；所述抛光液泵送清洗模块包括清洗液入口、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六、电磁阀七、电磁阀八、去离子水容器、抛光粉容器、双氧水容器、抛光液容器、旋转清洗喷头、流量计、电动隔膜泵、电动隔膜泵继电器、模拟量输出模块、出水龙头、干粉流量阀、液体流量阀一、液体流量阀二、抛光液出口、清洗液出口；所述去离子水容器和所述双氧水容器分别通过所述液体流量阀二和所述液体流量阀一与所述抛光液容器连接，所述抛光粉容器通过所述干粉流量阀与该抛光液容器连接，所述抛光液容器通过所述电磁阀五、所述流量计与所述电动隔膜泵相连，通过所述电磁阀六连接到所述抛光液出口，通过所述电磁阀七连接到所述清洗液出口，所述清洗液入口通过所述电磁阀一连接到所述去离子水容器、通过所述电磁阀二连接到所述双氧水容器、通过所述电磁阀三连接到所述抛光粉容器和通过所述电磁阀四连接到所述旋转清洗喷头。...

【技术特征摘要】
1.一种抛光液供给系统，其特征在于，包括触摸屏、PLC、抛光液搅拌模块、恒温控制模块、抛光液泵送清洗模块、pH值监测模块以及自动报警模块；其中，所述触摸屏作为系统的人机交互装置，与所述PLC相连；所述PLC作为系统的控制核心，用于根据所述触摸屏得到的输入信息，控制所述抛光液搅拌模块、所述恒温控制模块、所述抛光液泵送清洗模块、所述pH值监测模块以及所述自动报警模块实现相应的功能；所述抛光液泵送清洗模块包括清洗液入口、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六、电磁阀七、电磁阀八、去离子水容器、抛光粉容器、双氧水容器、抛光液容器、旋转清洗喷头、流量计、电动隔膜泵、电动隔膜泵继电器、模拟量输出模块、出水龙头、干粉流量阀、液体流量阀一、液体流量阀二、抛光液出口、清洗液出口；所述去离子水容器和所述双氧水容器分别通过所述液体流量阀二和所述液体流量阀一与所述抛光液容器连接，所述抛光粉容器通过所述干粉流量阀与该抛光液容器连接，所述抛光液容器通过所述电磁阀五、所述流量计与所述电动隔膜泵相连，通过所述电磁阀六连接到所述抛光液出口，通过所述电磁阀七连接到所述清洗液出口，所述清洗液入口通过所述电磁阀一连接到所述去离子水容器、通过所述电磁阀二连接到所述双氧水容器、通过所述电磁阀三连接到所述抛光粉容器和通过所述电磁阀四连接到所述旋转清洗喷头。2.根据权利要求1所述的抛光液供给系统，其特征在于，所述恒温控制模块包括加热管、冷却管、加热管继电器、冷却管继电器和温度传感器；所述加热管继电器、所述冷却管继电器、所述电动隔膜泵继电器均与所述PLC的输出相连接，由所述PLC控制其通断，从而控制所述加热管、所述冷却管、所述电动隔膜泵的启动与停止。3.根据权利要求2所述的抛光液供给系统，其特征在于，所述pH值监测模块包括装在所述抛光液容器的底座上的pH值探头。4.根据权利要求3所述的抛光液供给系统，其特征在于，所述自动报警模块包括最低液位传感器、报警液位传感器和蜂鸣器；所述最低液位传感器和所述报警液位传感器装在所述抛光液容器的侧壁上；所述蜂鸣器与所述PLC的输出相连接。5.根据权利要求4所述的抛光液供给系统，其特征在于，其中，所述抛光液搅拌模块包括搅拌伺服电机和搅拌棒。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛美姣，刘静莉，袁巨龙，胡自化，陈文涛，秦长江，谭志飞，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43