一种电解抛光过程中表面光滑度的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电解抛光过程中表面光滑度的控制方法及系统，其包括：将预制的电极棒插入母管内部，调节进入母管内的酸液温度、酸液浓度、酸液流动压力、稳定电流和行走速度，使各参数分别满足各自的预设条件；电极棒在母管内以设定的行走速度进行移动放电，将携带大量能量的β粒子不断的轰击到母管内壁上，在母管内壁生成一层均匀一致且极度光滑的致密的氧化膜，使母管内壁表面的粗糙度Ra＜0.1。本发明专利技术通过调节酸液温度、及时补充酸液浓度、酸液流动压力，使电流和行走速度稳定，进而使抛光表面的光滑度Ra＜0.1，使气体管路内壁光滑度达到芯片生产的要求。到芯片生产的要求。到芯片生产的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种电解抛光过程中表面光滑度的控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种芯片生产制造
，特别是关于一种电解抛光过程中表面光滑度的控制系统及方法。

技术介绍

[0002]在芯片的的生产中使用的气体管道是芯片生产的血液，没有健康的血液，整个行业都是不健康的，故如何研发出合格的管道系统是目前该行业亟需解决的技术问题。
[0003]洁净气体管路的材质选择需要根据具体使用场合确定，而316L BA管常使用于和芯片接触但不参与过程反应的气体。在芯片生产过程中，所必需的高纯度气体应通过管道输送至各仪表点，当管内气流为不连续流动时，管材对所通过的气体，在较高压力下吸附，气流停止通过时，管材所吸附的气体又形成降压解析，使得管材内表面金属沉积一定的粉末，这种金属粉尘粒子会污染管内纯净的气体。为了确保输送的气体的纯净度，不仅要求管材内表面有一个极高的光滑度（Ra<0.1），而且，应当具有很高的耐磨特性，均匀性越好，其粗糙度越低，耐磨性越好，使气体颗粒携带可能性大大降低，因此管材的这一特性至关重要。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种电解抛光过程中表面光滑度的控制系统及方法，其能使气体管路内壁光滑度达到芯片生产的要求。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本专利技术采取的技术方案为：一种电解抛光过程中表面光滑度的控制方法，以待抛光的气体管路作为母管，其包括：将预制的电极棒插入母管内部，调节进入母管内的酸液温度、酸液浓度、酸液流动压力、稳定电流和行走速度，使各参数分别满足各自的预设条件；电极棒在母管内以设定的行走速度进行移动放电，将携带大量能量的β粒子不断的轰击到母管内壁上，在母管内壁生成一层均匀一致且极度光滑的致密的氧化膜，使母管内壁表面的粗糙度Ra＜0.1。
[0006]进一步，电极棒的行走速度与抛光效果成正比，且电极棒的行走速度需满足预设条件；行走速度的预设条件为：行走速度需保持在3～5mm/s。
[0007]进一步，行走速度的设定方法为：根据电极棒表面电流强度，确定电抛时间，并设置电极棒长度和电流大小，计算出行走速度：行走速度=电极棒长度/电抛时间。
[0008]进一步，酸液温度的预设条件为：使酸液温度保持在预设范围内，预设酸液温度的正常范围为70
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90℃之间；酸液浓度的预设条件为：若酸液浓度低于预设浓度标准值时，通过补充酸液使酸液浓度达到预设浓度标准值；酸液流动压力的预设条件为：设定酸液流动压力的阈值范围，使酸液流动压力保持在阈值范围内。
[0009]第二方面，本专利技术采取的技术方案为：一种电解抛光过程中表面光滑度的控制系统，其特征在于，用于实现上述电解抛光过程中表面光滑度的控制方法，包括：电极棒，其第一端从母管的第一端插入母管内部；电流稳定放电模块，其正极与母管外壁连接，负极与电极棒的第二端端部连接；酸液温度控制模块，位于母管下方，用于检测进入母管内酸液的温度信息，并传输至控制器；酸液浓度检测模块，位于母管下方，用于检测进入母管内酸液的浓度信息，并传输至控制器；酸液压力控制模块，设置在母管第二端外部，通过酸液传输管路与母管内部连通，用于检测母管内酸液的压力信息，并传输至控制器；控制器根据接收到的酸液温度信息、浓度信息和压力信息，向电流稳定放电模块传输控制信息，由电极棒放电对母管内壁进行抛光，使母管内壁光滑度Ra＜0.1，达到EP管等级。
[0010]进一步，电极棒包括电极主体以及若干条状线体；电极主体上设置有若干安装孔，每个安装孔内设置有一个条状线体，若干条状线体形成电极主体的支撑防护结构。
[0011]进一步，还包括机架，各个模块均设置在机架上；机架上设置有多个母管和多个电极棒，能同时对多个母管进行抛光处理。
[0012]进一步，还包括设置在机架上的行走控制模块，由控制器控制其进行工作，且行走控制模块与电极棒的第二端连接；行走控制模块在控制器的控制下带动电极棒在母管内移动；行走控制模块包括连接杆、行走机构和行程限位开关；连接杆的一端与电极棒的第二端连接，连接杆的另一端与行走机构的输出端连接，行走机构由控制器控制其进行前后运动；并在行走机构的预设极限位置处设置有行程限位开关，且行程开关的开关信号反馈至控制器。
[0013]进一步，酸液温度控制模块包括：加热棒、酸液槽、冷却管和温度传感器；酸液槽位于母管下方，其内设置有酸液，用于向母管提供酸液；位于酸液槽的一侧壁上设置有温度传感器，用于将检测到的温度信息传输至控制器，酸液槽内设置有加热棒和冷却管，冷却管与外部用于容置冷却液的容器通过冷却泵连接；加热棒的控制端和冷却泵都与控制器连接，控制器将接收到的温度信息与预设温度阈值进行比较，根据比较结果分别向加热棒的控制端和泵传输控制指令；酸液浓度控制模块包括：酸液浓度传感器、磁力泵和配酸罐；酸液浓度传感器设置在酸液槽的侧壁上，用于检测酸液浓度信息并传输至控制器；酸液槽与配酸罐之间通过加酸管道连接，并在加酸管道上设置有磁力泵，该磁力泵由控制器控制其工作；酸液压力控制模块包括：增压泵、酸液循环管路、汇流排和测压仪；汇流排的一端经酸液循环管路与酸液槽连接，位于酸液循环管路上设置有增压泵，增压泵由控制器控制其工作；汇流排的另一端设置有测压仪，用于检测汇流排内酸液的压力信息并传输至控制器；汇流排经酸液传输管路将酸液传输至各母管内；控制器将接收到的压力信息与预设酸液压力阈值进行比较，控制增压泵的电机工作，以达到动态平衡维持稳定的酸液压力。
[0014]进一步，电流稳定放电模块包括整流稳压电路、阳极连接电缆和阳极座；整流稳压电路与控制器连接，由控制器控制其输出的电压电流；整流稳压电路的输入端与外部交流电源连接，输出端正极经阳极连接电缆与阳极座连接，阳极座设置在母管外壁上，输出端负极经阴极连接电缆与阴极座连接。
[0015]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：通过调节酸液温度、及时补充酸液浓度、酸液流动压力，使电流和行走速度稳定，
进而使抛光表面的光滑度Ra＜0.1。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一实施例中电解抛光过程中表面光滑度的控制方法流程图；图2是本专利技术一实施例中电解抛光过程中表面光滑度的控制系统示意图；图3是本专利技术一实施例中电极棒结构示意图；图4是本专利技术一实施例中行走控制模块结构示意图；图5是本专利技术一实施例中行走机构中的传动齿条和传动齿轮结构示意图；图6是本专利技术一实施例中行走控制模块中的行走限位开关设置示意图；图7是本专利技术一实施例中酸液温度控制模块结构示意图；图8是本专利技术一实施例中酸液浓度检测模块结构示意图；图9是本专利技术一实施例中酸液压力控制模块结构示意图；图10是本专利技术一实施例中电流稳定放电模块结构示意图；附图标记：1
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电极棒，11
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电极主体，12
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条状线体；2
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母管；3
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电流稳定放电模块，31
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整流稳压电路，32
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阳极连接电缆，33本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解抛光过程中表面光滑度的控制方法，以待抛光的气体管路作为母管，其特征在于，包括：将预制的电极棒插入母管内部，调节进入母管内的酸液温度、酸液浓度、酸液流动压力、稳定电流和行走速度，使各参数分别满足各自的预设条件；电极棒在母管内以设定的行走速度进行移动放电，将携带大量能量的β粒子不断的轰击到母管内壁上，在母管内壁生成一层均匀一致且极度光滑的致密的氧化膜，使母管内壁表面的粗糙度Ra＜0.1。2.如权利要求1所述电解抛光过程中表面光滑度的控制方法，其特征在于，电极棒的行走速度与抛光效果成正比，且电极棒的行走速度需满足预设条件；行走速度的预设条件为：行走速度需保持在3～5mm/s。3.如权利要求1所述电解抛光过程中表面光滑度的控制方法，其特征在于，行走速度的设定方法为：根据电极棒表面电流强度，确定电抛时间，并设置电极棒长度和电流大小，计算出行走速度：行走速度=电极棒长度/电抛时间。4.如权利要求1所述电解抛光过程中表面光滑度的控制方法，其特征在于，酸液温度的预设条件为：使酸液温度保持在预设范围内，预设酸液温度的正常范围为70
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90℃之间；酸液浓度的预设条件为：若酸液浓度低于预设浓度标准值时，通过补充酸液使酸液浓度达到预设浓度标准值；酸液流动压力的预设条件为：设定酸液流动压力的阈值范围，使酸液流动压力保持在阈值范围内。5.一种电解抛光过程中表面光滑度的控制系统，其特征在于，用于实现如权利要求1至4任一项所述电解抛光过程中表面光滑度的控制方法，包括：电极棒，其第一端从母管的第一端插入母管内部；电流稳定放电模块，其正极与母管外壁连接，负极与电极棒的第二端端部连接；酸液温度控制模块，位于母管下方，用于检测进入母管内酸液的温度信息，并传输至控制器；酸液浓度检测模块，位于母管下方，用于检测进入母管内酸液的浓度信息，并传输至控制器；酸液压力控制模块，设置在母管第二端外部，通过酸液传输管路与母管内部连通，用于检测母管内酸液的压力信息，并传输至控制器；控制器根据接收到的酸液温度信息、浓度信息和压力信息，向电流稳定放电模块传输控制信息，由电极棒放电对母管内壁进行抛光，使母管内壁光滑度Ra＜0.1，达到EP管等级。6.如权利要求5所述电解抛光过程中表面光滑度的控制系统，其特征在于，电极棒包括电极主体以及若干条状线体；电极主体上设置有若干安装孔，每个安装孔内设置有一个条状线体，若干条状线体形成电极主体的支撑防...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵明月，耿德占，
申请(专利权)人：中科艾尔北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：