双槽超声清洗机-毕业设计.doc

双槽超声清洗机毕业设计题目：双槽超声清洗机摘要：目前，很多微电子行业单位使用的硅片清洗机还是传统的继电器控制的设备，存在可靠性低、控制精度低、生产效率低和能耗高等缺点，而且采用的清洗剂是对人体有害的，一旦程序出现问题要进行手动放液，排液要依次寻找放液/排液按钮，操作极为不方便。通过对这些设备进行可编程化改造，花费较少资金能全面提高清洗机的技术含量和人机对话功能，提高产品质量，降低生产成本，操作方便，具有十分巨大的市场前景。各种错误情况在人机界面上可一一得到提示，方便维修。文章详细地分析说明了双槽超声清洗机的各主要部分的结构、作用以及材料的选用等，简要说明了双槽超声清洗机的自动化和人机一体。总结了硅片自动清洗机技术发展方向。关键词：清洗机，机械设计，触摸屏第一章 序言随着我国半导体行业的飞速发展，国内外对微电子需求也越来越大，大规模集成电路的出现，都依赖于微电子行业的发展，微电子产品众多如晶体二极管，晶体三极管，MOS管，可控硅管.。巨大的市场前景对微电子行业提出了高效率，才能抢占市场。硅片的生产工艺包括硅片的切割，腐蚀，清洗，扩散，光刻，CVD，切片。本课题的设计工作重点是为硅片处理工艺中的光刻区段所服务。在我工作的华润微电子公司，许多这样的设备都依靠进口，造价高，而且技术被国外垄断，对本厂的维修人员来说，维修工作是很难进行的。双槽自动硅片清洗机采用可编程逻辑控制思路，简化控制电路，维修方便。采用了人机界面和PLC进行实时数据串行通行，使操作者更能方便的观察机器的运行状态和程序的出错状况，方便电工的维修，采用数字式温控仪对处理槽，预热桶和混合桶进行控制精度达到1的温度控制，并且有报警超温输出，使用更安全，采用电气通用的24V电源对电器控制设备的控制，对人体没有伤害，配备的自动称量系统，使操作人员不必再去来回的配比不同工艺的溶液，减少了对人体的伤害，因为许多清洗剂是对人体有害的，搬运途中难免不发生泄漏，腐蚀等危险，只要将化工厂里的化学药剂瓶中插入抽液管，就能进行自动抽液了，减少了麻烦，更加人性化称量桶还配备了高低位称量传感器，为光电接近开关，响应速度快。感应精确，根据不同工艺对溶液的配比要求，可灵活调整称量位传感器的位置，达到预定的配比容量。独到的高位和低位传感器，不仅对称量提出了限位报警要求，还有输出报警接头，可作为PLC的信号输入口，在触摸屏上直接反映称量状态，根据出现的问题及时调整传感器的位置和精度，直到达到满意的效果。程序的设计采用了顺控指令编程使逻辑上更通俗易懂，使修改更容易，采用了人机界面，使修改运行参数更容易。操作各方便，减少了硬件上面的布线。使运行过程更生动，还能根据使用者的需要，编制使用者喜欢的触摸屏程序，而且触摸屏程序的编制通俗易懂，很容易学习。设计中重点对机器的机械部分用了很大的篇幅。自动化，人性化也做了简单说明，讲究人机一体，方便操作。在设计过程中得到了华润电气工程师和机械设计工程师的指导，支持帮助。还得到了专业指导老师的热切帮助，我在此表示由衷的感谢。本设计肯定有许多不足之处，竭诚希望指导老师的批评和指正。 第二章 双槽超声清洗机技术要求及工艺流程本章主要介绍了化学清洗技术，包括了沾污的类型、危害以及解决方案等，它是双槽超声清洗机在设计与制造过程中的主要依据。.硅片沾污类型及危害硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，硅片表面质量的主要指标有：微粗糙度（RMS）、金属沾污和表面颗粒度以及有机沾污，这些指标对器件性能有重大影响。对于硅表面的微粗糙度主要受RCA清洗工艺和HF清洗的影响，但可以通过降低氨水含量和稀释HF得以抑制。因此，我们通过降低氨水浓度和极度稀释HF的清洗技术来更好地保证硅片表面的微粗糙度，鉴于此，金属沾污和表面颗粒度的控制显得更为重要。金属沾污金属沾污会破坏薄氧化层的完整性、增加漏电流密度、减少少子寿命；活动离子如钠会在氧化层中引起移动电荷，影响MOS器件的稳定性；重金属离子会增加暗电流；快扩散离子，如铜、镍，易沉积于硅表面，形成微结构缺陷（S-Pits）；铁沉淀会使栅氧化层变薄。另外铜会在硅二氧化硅界面形成富铜沉淀，在高温（1200/20s）时过饱和铜硅化物会使氧化层弯曲、破裂，直至穿透，在低温（900/20s）时形成透镜状沉淀，使氧化层变薄5。当金属沾污严重时，还会形成雾状缺陷（Haze）。微缺陷和雾状缺陷都与氧化诱生层错（OSF）和外延层错相关。金属沾污在硅片表面的方式主要有三种：物理吸附（范德华力）、化学吸附（形成共价键）、金属替位（电子转移）。如以酸性溶液结束，能使表面形成氧化层以阻止金属电化学沉淀，在酸性溶液中能溶解阳离子以免物理吸附，同时使表面呈正电，避免化学吸附，因此，我们研究了改进的RCA清洗工艺来有效地去除金属沾污。添加了活性剂和HF的RCA改进工艺有良好的去金属沾污能力，且明显优于标准的RCA工艺和稀释的RCA工艺。表面颗粒 表面颗粒度会引起图形缺陷、外延前线、影响布线的完整性，是提高成品率的最大障碍。特别是在硅片键合时，引入微隙，同时也引起位错，影响键合强度和表层质量。颗粒的去除一般认为是静电排斥作用所致。颗粒表面一般都带负电，当硅片表面呈正电时易于吸引颗粒，降低颗粒去除效率，还会引起颗粒的再沉淀；当硅片表面呈负电时，由于静电排斥作用，颗粒被“推离”硅表面，达到去除的目的。另外，离子强度会影响颗粒去除。在酸性溶液中，离子强度高，颗粒易于沉淀；随着pH值的增加，颗粒沉淀减少。因此我们采用了添加了表面活性剂的极度稀释RCA 1来有效地去除表面颗粒，并结合极度稀释的RCA 2改进工艺来有效地减少颗粒的重新沉淀。有机杂质沾污： 可通过有机试剂的溶解作用，结合超声波清洗技术来.清洗原理金属沾污必须采用化学的方法才能清洗其沾污，硅片表面金属杂质沾污有两大类：a. 一类是沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。b. 另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。一般可按下述办法进行清洗去除沾污：a. 使用强氧化剂使“电镀”附着到硅表面的金属离子、氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。 b. 用无害的小直径强正离子（如H+）来替代吸附在硅片表面的金属离子，使之溶解于清洗液中。c. 用大量去离水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。颗粒沾污硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（约6nm呈亲水性），该氧化膜又被NH4OH腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。 自然氧化膜约0.6nm厚，其与NH4OH、H2O2浓度及清洗液温度无关。 SiO2的腐蚀速度，随NH4OH的浓度升高而加快，其与H2O2的浓度无关。 Si的腐蚀速度，随NH4OH的浓度升高而快，当到达某一浓度后为一定值，H2O2浓度越高这一值越小。 NH4OH促进腐蚀，H2O2阻碍腐蚀。 若H2O2的浓度一定，NH4OH浓度越低，颗粒去除率也越低，如果同时降低H2O2浓度,可抑制颗粒的去除率的下降。 随着清洗洗液温度升高，颗粒去除率也提高，在一定温度下可达最大值。 颗粒去除率与硅片表面腐蚀量有关，为确保颗粒的去除要有一 定量以上的腐蚀。 超声波清洗时，由于空洞现象，只能去除 0.4 m 颗粒。兆声清洗时，由于0.8Mhz的加速度作用，能去除 0.2 m 颗粒，即使液温下降到40也能得到与80超声清洗去除颗粒的效果，而且又可避免超声洗晶片产生损伤。 在清洗液中，硅表面为负电位，有些颗粒也为负电位，由于两者的电的排斥力作用，可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正电位，由于两者电的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。去除有机物。由于H2O2的氧化作用，晶片表面的有机物被分解成CO2、H2O而被去除。.超声波清洗原理及优点超声波清洗原理：超声波是利用超声波在液体中产生每秒数十万次振动形成空化作用将液体振碎成大量微小气泡。这些气泡在连续波作用下反复收缩膨胀并相互碰撞后产生的100个大气压的强大冲击力，从而使被清洗物上的污垢被乳化、分散，脱离达到清洗的目的。由于超声波的作用使发生在整个液体内部，被清洗物与液体接触的表面都能被彻底清洗干净。特别适合于清洗形状复杂夹缝多，不能用硬物洗擦的光洁或脆弱的物体，因此用超声波清洗速度快，质量好。超声清洗的物理机制主要是超声空化，所以要达到良好的清洗效果必须选择适当的声学参数和清洗剂的物理化学性质。 声强。声强愈高，空化愈强烈。但声强达到一定值后，空化趋于饱和。声强过大会产生大量气泡增加散射衰减，同时声强增大会增加非线性衰减，而减弱远离声源地方的清洗效果。频率。频率越高空化阈愈高，也就是说要产生声空化，频率愈高，所需要的声强愈大。例如在水中要产生空化，在400kHz时所需要的功率要比在10kHz时大10倍。一般采用的频率范围是2040kHz。低频空化强度高，适用于大清洗件表面及污物与清洗件表面结合强度高的场合，但不易穿透深孔和表面形状复杂的部件，且噪声大；较高频率虽然空化强度较弱，但噪声小，适用于较复杂表面形状、狭缝及污物与清洗件表面结合力弱的清洗。声场分布。稳定的混响场对清洗有利，如果清洗槽中有驻波声场，则因声压分布不均匀，清洗件得不到均匀的清洗。因此，在可能的条件下，槽的几何形状要选择适合于建立混合声场的形状。除此以外，可以采用双频、多频和扫频工作方式以避免清洗“死区”。清洗液的温度。温度升高液体的表面张力系数和粘滞系数会下降，因而空化阈值下降，使空化易于产生；但由于温升，蒸汽压增大会降低空化强度。水的较佳温度为60摄氏度，不同的清洗剂有不同的最佳温度。粘滞系数。粘滞系数大的液体难于产生空化，而且传播损失也加大，不利于清洗。蒸汽压。蒸汽压低，空化阈高，产生的空泡少，但空泡闭合时产生的冲击力大。反之，蒸汽压高，易于空化，但空化强度下降。表面张力。液体的表面张力大，空化强度高，但不易于产生空化。液体中所含气体的种类。气体的比热容越大，空化强度越高。因此，使用单原子气体，如氦、氖和氩，比使用双原子气体，如氮和氧要好。此外，清洗液不流动时对空化有利，但清洗液不经过滤循环，则污物会重新沉积于清洗件表面，故需流动，但不应流动过快。超声波清洗优点超声波清洗与清洗相比有以下优点： 高精度：由于超音波的能量能够穿透细微的缝隙和小孔，故可以应用于任何零部件或装配件清洗。被清洗件为精密部件或装配件时，超音清洗往往成为能满足其特殊技术要求的唯一的清洗方式。 快速：超音清洗相对常规清洗在工作除尘除垢方面要快得多。装配件无须拆除即可清洗。超音清洗可节省劳动力的优点往往使其成为最经济的清洗方式。 一致：无论被清洗件是大是小，简单还是复杂，单件还是批量或在自动流水线上，使用超音清洗可以获得手工清晰无可比拟的均一的清洁度。 安全：不须人手接触清洗液，安全可靠对深孔、细缝和工件隐蔽处亦清洗干净。.双槽超声清洗机各清洗方式的工艺流程双槽超声清洗机的工艺流程,力求做到简单明了,通过工艺流程用顺控编程的方法,编制清洗程序.工艺流程请参照图.- 双槽超声清洗机工艺流程序号处理步骤内容方式1方式2方式3方式4备注1称量1A B DI-清洗腔内同时喷林2混合1A B DI-DI已预热3供给1混合好的-1分钟4处理1X分-可设定5排液115秒-废水管路6重复1TX次-可设定7称量2B DI-清洗腔内同时喷林8混合2B DI-DI已预热9供给2混合好的-1分钟10处理2X分-可设定11排液215秒-废水管路12重复2TX次-可设定13称量3C DI-14混合3C DI-DI已预热15供给3混合好的-1分钟16处理3X分-可设定17排液315秒-废水管路18重复3TX次-可设定原液: A:TMH/NAOHB:NCW-601C:HF- 表示要进行的步骤当清洗程序结束时双槽超声清洗机会自动发出报警,提示操作人员按下复位纽,进行放水操作,然后提出装硅片的花篮,放入摔干机.第三章 双槽超声清洗机外形1 双槽超声清洗机外形尺寸双槽超声清洗机采用分体式结构，控制箱位于处理槽的右面，但根据实际情况调整控制箱的位置。整台设备用立方体结构构造，美观 大方易于移动。具体视图可参照31图31 双槽超声清洗机外观视图此图为示意图，具体图形及尺寸请翻阅后面所附的图纸双槽超声清洗机外形尺寸为 2314*2200*1550 mm其内部结构安排侧视图如图32图32双槽超声清洗机内部器件视图3.2双槽超声清洗机控制箱视图双槽超声清洗机控制箱整体结构采用PP塑料材料构成，这样做可大大减少箱体的重量，硅片清洗剂大都采用酸性腐蚀剂，如果采用金属壳体，会被腐蚀掉。而且机器采用三相四线供电，属于强电部分一旦漏电对操作人员伤害较大。采用塑料，可大大减少这些危害。而且电源运用了接地保护，这大大加大机器的安全性能。在主电路上还加了漏电断路器，保证了机器的绝对人性化设计。控制箱视图如图3.21 3.22 图3.21控制面板图图3.22控制箱侧面内视图控制箱内各组成部分名称请参照表3.23双槽超声清洗机控制箱里面的轴流风机的安装是因为控制箱内安装了大量的三相固态继电器和单相固态继电器，还有大功率的开关电源，中间继电器，PLC,触摸屏，他们工作时发出了大量的热量，需要风机进行风冷。图标代号为8 11 12的部分为固态继电器继电器、中间继电器、PLC、熔断器座、开关电源安装板。控制面板最上面安装了一槽.二槽.预热桶的数字式温控仪，对三个槽进行控制精度到达0.1精度的温度控制。温控仪下面安装了MT510TVC4信号的触摸屏。采用RS232无协议串行口通讯技术和FX2NMR系列的三菱PLC进行指令交换 数据通信。对双槽超声清洗机进行手动/自动操作。减少了众多的按钮开关，节省了成本。使操作人员清楚地看见了清洗的当前状况。控制面板的最下面便是便捷的俩个槽的启动/停止/复位按钮这几个按钮方便操作人员当发现机器出现异常情况时及时停止机器，检查机器状况，便于维修人员维修。整个控制箱的底部便是药液柜了，里面放了俩种液体分别是TMH和C400都是硅片的清洗剂。药液柜和电气控制箱中间用一层PP塑料王透明板隔开。整个机器结构分明，维修容易。3.3双槽超声清洗机处理槽双槽超声清洗机处理槽可分为内槽和外槽，内槽主要是放入超声发生装置及石英缸处理槽，石英缸处理槽里面放入了由石英材料制成的空心石英管，里面穿入2KW的加热丝，加热丝的引线采用镀银的高温导线接入。高温导线可以承受500度的高温而不被烧坏。石英缸里面安装了液位浮子，当液位没有达到位置时液位浮子不会断开，也就是说PLC的输入口没有信号，可编程逻辑控制器不会输出加热指令。石英槽底部由溢流 纯水功能。由PVC塑料管外部引进。石英槽槽上方还配备了喷林功能，这样能方便硅片在等待处理液的时候，喷林一直在进行，让硅片一直处于湿润的情况下，这样硅片才不会被污染。整个处理槽内腔还配备了腔体喷林功能，这样当有酸液在处理槽清洗硅片时由于加热会挥发，如果操作人员打开槽门，会有酸务溢出，对操作人员的身体不好。程序会让腔体喷林功能在处理快要结束时，打开喷林功能。取出腔体里的酸雾。具体视图可参照图3.31 3.32处理槽视图 图3.31图3.32具体元件清单请参照表3.33表3.33处理槽元件大都采用国标，其材料大都采用耐腐蚀的PP塑料材料，耐酸，高强度，耐高温。采用国家标准，市场易加工 标准件。这里不做着重介绍。3. 双槽超声清洗机称量配液系统1 . 双槽超声清洗机的称量配液系统，无论从软件还是硬件都是这台机器的重中之重，硬件上除去数字式温控仪和浮子开关的五个输入信号外，几乎所有的输入信号都来自称量传感器的，它组成了这台机器上的心脏PLC的动力系统血液。2. 双槽超声清洗机的称量配液软件上决定了处理槽的加热与否，称量与否，过冲与否。在顺控指令程序中，更是决定了处理程序的进行。3.双槽超声清洗机所有的称量桶都采用石英材料制成透明 易观察，吸取称量液采用宏吸原理，由PLC控制宏吸电磁阀进行吸液，混合称量桶里面加装了加热和氮气鼓泡功能。加快了混合的效果。4称量系统中的纯水称量则不是采用宏吸原理，由生产厂家提供外部高压水，在纯水供应路上，各个需要供应纯水的地方，都用气控隔膜阀控制进水与不进水，而气控隔膜阀的通断则是由外部电磁阀控制外部高压气体是否通入气控隔膜阀。请参照图3.34,具体请看附图.图3.34双槽超声清洗机称量配液原理图 5.称量桶进行容积设计时要考虑到药液的配比、混合槽的大小，以称量桶为例：混合槽380x260x320=31.60.5%31.6x0.5%=0.158 按计算结果，称量桶容积为0.158，但在实际设计中，称量桶容积不可能这样，要比计算值大倍，采用0.3的容积设计，具体请看附图第四章 双槽超声清洗机电气控制系统本章主要介绍了双槽超声清洗机的电气控制系统，包括了清洗机的主电路的布线工作原理，辅助控制电路的布线及它们的控制原理，还介绍了气控与电控之间的工作原理，并配备了主要视图供读者参考。电器部分设计流程设计流程：A主电路的控制，加热、电机、超声等，选用固态继电器控制，漏电保护装置。B根据温控要求确定温控仪的个数，温度传感器选用PT-100，价格合理，能达到设计要求了。根据液体的种类，确定称量桶的个数及传感器的个数。确定控制对象，如阀、电机、风扇、超声、加热丝、按钮指示灯的个数，以此可达到选择合理的。因为的价格是以点数算钱的。画电器原理图、接口分配图、面板接线图、固态继电器板接线图、板接线图、开关电源板接线图、电磁阀板接线图。编制触摸屏程序，编制程序。接线、安装、调试。41 双槽超声清洗机主电路控制系统双槽超声清洗机主电路系统包括，一槽 二槽和预热桶和混合一桶的加热，还有一槽和二槽的超声主电路，还有许多电器件的供电电路包括PLC 开关电源 轴流风扇 温控仪 中间机电器，双槽的摇动搅拌电路等。一槽、二槽、预热桶、AB混合桶都有加热，一槽2根加热丝，每根2千瓦，二槽与一槽相同，AB混合桶2根2千瓦的加热丝，预热桶2根3千瓦的加热丝，共计18千瓦，选用固态继电器进行控制。一槽和二槽分别有个1千瓦的超声，也选用固态继电器控制。一槽、二槽均有电机摇动，因无其他特殊要求，可选一般的电机，选用继电器控制。双槽超声清洗机总电源采用三相五线制接入，然后分别接入最大断开电流为20A的断路器，20A的短路器是由计算得到的。由欧姆定律可以得到： W= U2/R已知U220V W=2KW, R=24.2 I=9A由欧姆定律可知I(总)I1+ I2 从数字上可以达到电流为20A，其实根据三相电每一相相差转角为120, U=220Vsin(wt+)其实一槽 二槽预热桶混合桶加热他们各个电流都不会超过18A 由于sin(wt+)1所以20A得交流断路器不会因为电流偏大而以外跳闸。主电路由断路器引进，然后分配给各个主电路，主电路经过了断路器然后分给俩个三相固态继电器三相固态继电器的最大通过电流为32A，符合加热电流的最大电流限制。固态继电器的控制部分采用可控硅控制原理，通入24V的直流电流可控硅控制部分触发主电路导通，直流24V电流由开关电源提供。 由5HD断路器控制的各种交流电器的通电，交流电器包括开关电源，PLC 轴流风扇和数字式温控仪。还有一槽和二槽的搅拌电机。整个主电路都是集中在胶木上，这样不会使电器漏电伤害到操作人员。根据电流的大小，我们来选择主电路线的直径，根据公式 R=PL/S X2=4A所以10A的电流我们可以选择2.5平方的导线，至于温控仪，PLC 轴流风扇，根据他们的功率可以推算出他们的电流，功率的公式为 I=W/U根据其功率，推算他们的电流都不超过4A,所以1A的电流够了。4.2 温度控制的选择预热桶、混合桶、两个处理槽都有温度的控制，因温控要求不高，所以根据情况选择松下温控仪和PT-100热电阻传感器。PT-100的引线长度可以订制。温控仪有两个报警点，利用低位报警，进行加热控制信号，利用高位报警信号，输出信号作为阀的控制信号之一。4.3 确定传感器的种类及个数硅片是放入硅片提篮里面的，清洗时对硅片进行上下提拉，这样有助于硅片的清洗效果。根据客户要求称量里面分配了六个称量筒。预热桶，液桶，液桶，混合桶，液桶，混合稀释桶。要求有传感器只，其中预热桶上有板有个。称量部分安置在机身后面，称量是体积称量，其具体配比为对方公司保密，只给定一个体积范围，定做石英缸称量桶，上装有多只传感器，低位和高位两个，各传感器的位置上下可调。低位传感器主要是保证供液完成，称量位传感器主要是保证达到配比要求。在有加热的预热桶内的传感器中，称量位的传感器除了有体积称量的作用外，还有一个加热保护的功能，也就是说，当水位低于称量位时，加热管是不工作的，以防干烧。处理槽中的传感器与其他称量的传感器有所不同，使用的是浮子型的传感器，这个传感器主要是在处理槽加热和超生工作是作用，当液位低于工作液面时，处理槽不加热，超生波不工作，同时触摸屏上会有报警显示。称量桶上的传感器使用了两种，一种是接近开关，一种是光电开关。因为洗涤剂在通过抽真空抽到称量桶时会产生泡沫，这些泡沫会影响光电传感器的精度，所以使用接近开关。在石英缸的测液位柱里放置一个中间镶有铁块的塑料浮子，此浮子会随着液位的上升而上升。当然此浮子的密封性和表面光洁度要可靠，否则会因为漏水而浮不起来或因为表面粗糙而卡在石英管壁的某处造成称量异常。预热桶中装根千瓦的加热丝，加热丝穿在石英玻璃管内，防止加热丝污染纯水。预热桶的功效，主要是为了提高混合桶的工作效率，预热桶的温度控制采用温控仪控制。AB混合桶配备了专门预热桶纯水供给阀，只要程序在自动状态下，称量纯水阀便会打开，混合桶开始称量纯水，直到纯水到达纯水称量传感器位置，纯水阀由程序进行关闭，PLC程序开始对纯水开始加热，大家不必担心会超温，不会因为在控制面板上我们给混合桶单独配备了数字式温控仪有超温输出，温度到后，A桶和B桶的称量液称液完毕，由程序控制液和液供给AB混合桶，如果超温，报警输出，然后PLC发出信号，固态继电器控制的主电路停止加热。超声发生装置放在处理槽底部，清洗硅片时启动超声处理程序。4.4 控制面板安装后视图及人机界面操作及原理说明本章着重介绍了整个双槽超声清洗机面对操作人员的部分，包括简单的停止，启动按钮还有能用于手动和自动操作的人机界面及它的操作和使用说明及操作原理。双槽超声清洗机的安装前视图即面对操作者那部分的已在前面双槽超声清洗机的机械部分做了介绍，这里不再做介绍了，我们这里介绍操作面板的后视图及他们的具体接线图具体视图。从视图中我们可以看出温控仪控制温度有俩重保险它有直流24V输出它们分别是温控仪上面的六七端口，六输出24V七端口输出0V，还有3 4和3 5组成的双重继电器输出，他们通给三菱PLC当程序运行时，自动监控由热电偶传送过来的温度信息，当测定温度超过设定温度使继电器的动和触点闭合，PLC的输入口响应断开加热的输出口，从而达到精度达到0.1的温度控制。温控仪我选择的是由松下公司生产的型号为AKT4112200的温控仪，它价格便宜，控制精度稳定，性能有保障。是市场通用的温控仪。它可接入不同型号的热电偶，只要改变温度控制参数就可以了，因为不同的热电偶对应不同的设定参数。位于温控仪下面的是人机界面，所选型号为MT510TV4CN的触摸屏。这种触摸屏是专门面向PLC应用的，它不同于一些简单的仪表或其他的一些简单的PLC设备，其功能非常强大，使用非常方便，非常合适现代化供液越来越大的工作量及功能的需求，日益成为现代工业必不可少的设备之一。EVIEW人机界面主要由以下几个功能来构成。1. 指示灯（PLC I/O显示 内部节点显示 多段指示灯）2. 开关（位状态型开关 多段开关 切换窗口开关等）3. 各种动态图表（棒图 仪表 移动元件 趋势图）4. 数据显示（数字显示 ASCII显示 文字显示）5. 数据输入（数值输入 ASCII输入 文字输入）6. 异常报警（报警显示 跑马灯显示 事件显示）具体的触摸屏外观图可参照图4.41图4.41 触摸屏外观MT510系列触摸屏操作极其方便,编程容易.编程软件提供了大量的向量图库和位图库可供编程者选用,有形式众多的数字输入元件和数字显示元件,能与PLC惊醒实时数据通信,能直观显示程序进行的状态.实时的报警输出弹出直接窗口,更能方便维修人员的维修工序.软件提供的位状态切换,设定元件能方便的代替繁多的按钮元件,无论是自锁按钮还是自复位按钮只要改变其参数竟能达到相应的功能,这里举一个例子提供参考请参照图4.4-2图4.4-2整个双槽超声清洗机触摸屏程序包括三个部分一是双槽的手动控制部分,二是自动控制界面,三是双槽自动运行程序的参数设定界面.手动控制部分可参照图4.2-3,图4.4-3手动操作时按下手动按钮,加热 鼓泡,排液按钮为自锁按钮进行操作时按下按钮,停止操作时重复触摸按钮动作停止.称量按钮为自复位按钮,由PLC程序进行称量自锁,由称量传感器进行称量程序断开,遇到紧急情况请触摸停止按钮,然后触摸复位按钮.自动操作界面请参照图4.4-4图4.4-4 自动操作界面进入自动运行界面时先触摸自动按钮看到自动按钮显示被按下为止,然后选择运行的方式,有四个方式可供选择触摸方式按钮知道显示被按下为止,按下启动按钮就进行走自动程序了参数设定界面可参照图4.4-5(参数设定界面) 图4.4-5 参数设定界面进入参数设定界面时点击相应的处理或重复清洗数据寄存器,会出现一个跳出式窗口,如图4.4-5在键盘上输入相应寄存器的数值,PLC得内部寄存器的数值就被改变,处理或清洗参数就被改变了,设置完毕进入自动清洗界面就能进行自动处理清洗操作了.4.5 气控阀门控制原理说明及选型说明本章着重介绍了双槽硅片自动清洗机的气动部分，双槽超声清洗机气动部分分为以下几个方面一是称量系统，二是供液系统，三是双槽系统的俩个槽的放液及俩个供液箱的推出控制。1第一个是A液B液和C液的称量它们采用宏吸原理由生产工厂提供的抽真空管道里抽取空气，外部总抽气管通入称量液体的集装阀集装阀有各个抽量不同液体的电磁阀，然后各个称量电磁阀把抽气管接在对应的称量石英称量缸中。电磁阀采用直流24V的驱动方式所有电磁阀并联连接到由开关电源提供的+24v的+24V端电磁阀的各个-端连接到相应的PLC输出口上，然后将PLC上所有的COM口并联，然后连接到开关电源的端，根据程序决定称量的先后及称量的多少。2. 第二个是供液系统和称量纯水系统组成的气路系统，这些气动元件采用生产厂家的高压气体，由电磁阀控制通断。高压气体通过电磁阀来到气控隔膜阀，气控隔膜阀动作，放液管道导通达到放液目的，电磁阀关闭也就意味着气控隔膜阀关闭，管道关闭。其他原理一样。具体视图可参照第二章的双槽超声清洗机的配液原理图。3.第三种是由双槽排液阀和一槽和二槽的供液箱还有大槽排废液阀组成的气路系统,此中电磁阀采用一位二通工作原理,外部高压气体通入集装阀然后每个相应的电磁阀,电磁阀伸出俩条通气管道通入放水阀或供液阀此中电磁阀一常开一常闭,工作时线圈被通电吸和橡胶,常闭变常开,常开变常闭.具体原理可参照图4.5-1图4.5-1图中1通入常开管,2通入常闭管当阀响应时放水阀活塞动作,开始放水.4.6 双槽超声清洗机调试结果及修改意见双槽超声清洗机所用的人机界面,有各种报警方式,他们以直接弹出窗口的形式,发出报警,并能说明是哪个部分出现的问题.具体形式可参照图4.6-1双槽超声清洗机共提供了12种报警提示,极大的改变了用户的操作和维修.详述如下：1. A液称量异常. 查原液桶A是否空或阀 气管 气压 传感器是否正常2. B液称量异常. 查原液桶B是否空或阀 气管 气压 传感器是否正常3. C液称量异常. 查原液桶C是否空或阀 气管 气压 传感器是否正常4. D液称量异常. 查阀 气管 气压 传感器是否正常5 C液混合桶称量异常. 查阀 气管 气压 传感器是否正常6. D液加热异常 查加热丝 固态继电器 温控仪探头是否正常7 A称供给异常. 查液位传感器或阀 气管 气压 传感器是否正常8 B称供给异常. 查液位传感器或阀 气管 气压 传感器是否正常9 C称供给异常. 查液位传感器或阀 气管 气压 传感器是否正常10 D称供给异常. 查液位传感器或阀 气管 气压 传感器是否正常11 一槽清洗结束. 取走片架,按 “一槽复位”按钮12 二槽清洗结束. 取走片架,按 “二槽复位”按钮第五章 双槽超声清洗机箱体加工工艺本章着重介绍了双槽超声清洗机的箱体加工工艺,说明了在实际加工过程中的主要技术要求和些基本原则。5.1 箱体零件的主要技术要求箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。故箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。 箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。据统计资料表明，一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的l520。 箱体类零件中，机床主轴箱的精度要求较高，可归纳为以下五项精度要求： 孔径精度：孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。孔径过大，配合过松，使主轴回转轴线不稳定，并降低了支承刚度，易产生振动和噪声；孔径太小，会使配合偏