專利名稱：一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，具體來說，涉及一種利用壓電效應(yīng)的超聲振動(dòng)吸附拾取裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，太陽能硅晶片等薄脆晶片材料的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大， 由于晶片材料本身很脆，加之在加工后晶片的厚度很薄，晶片在切割、邊緣打磨、研磨、蝕刻、拋光、清洗等生產(chǎn)制造過程中的上下料非常困難，并很容易破損。如果方法不當(dāng)，加工后的納米級表面也很容易被破壞。因此，安全、可靠、高效的拾取系統(tǒng)具有重要的作用。目前脆薄晶片的抓取方式，多采用氣體真空吸盤拾取的方式，這種方式存在這下列問題
1、真空吸盤拾取裝置的氣源壓力不恒定，導(dǎo)致真空吸盤的拾取力不穩(wěn)定；
2、真空吸盤拾取裝置的抓取力峰值過大，偶爾會(huì)導(dǎo)致晶片破碎；
3、真空吸盤拾取裝置的抓取力不均勻，晶片的被吸附表面受力不均，容易產(chǎn)生晶片破
裂；
4、真空吸盤拾取裝置的體積大、功耗大、能效低；
5、真空吸盤拾取裝置吸氣、放氣反應(yīng)時(shí)間久，效率低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服使用真空泵導(dǎo)致的體積大、功耗大、能效低、吸附力不均等局限性，本發(fā)明提出了一種全新的壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，該結(jié)構(gòu)具有體積小、功耗小、響應(yīng)速度快、 性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種超聲振動(dòng)吸附拾取器，包括
一振動(dòng)腔體、振動(dòng)腔體的內(nèi)部設(shè)有一空間作為振動(dòng)腔，
一振動(dòng)盤，置于振動(dòng)腔的后端，連接在振動(dòng)腔體的內(nèi)部，振動(dòng)盤的后端設(shè)有壓電陶瓷片，與振動(dòng)盤粘接為一體，壓電陶瓷片與壓電超聲驅(qū)動(dòng)電源連接，
一拾取吸盤，連接在振動(dòng)腔體的前端，與振動(dòng)腔連通，拾取吸盤的后端還連通有吸氣閥和排氣閥，拾取吸盤的前端設(shè)有一個(gè)或多個(gè)小型彈性空腔，每個(gè)小型彈性空腔都與吸氣閥相連通。
優(yōu)選的，所述振動(dòng)盤通過壓緊端蓋彈性固定在振動(dòng)腔體的內(nèi)部。所述拾取吸盤前端設(shè)置的彈性空腔，促使吸盤前端唇部與被拾取物表面貼合，形成密閉空腔。所述排氣閥與振動(dòng)腔體下端的內(nèi)孔之間構(gòu)成環(huán)形排氣通道，所述吸氣閥與排氣閥的內(nèi)孔之間構(gòu)成吸氣通道，吸氣通道和排氣通道為變截面的環(huán)形縫隙。所述振動(dòng)腔體與吸氣閥、排氣閥、振動(dòng)盤構(gòu)成封閉的振動(dòng)腔。
本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明所述振動(dòng)盤采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)。具有振幅大小可調(diào)，吸附抓取力可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。
2.在保證吸附抓取力的基礎(chǔ)上，可最大限度的減少能源的消耗。
3.拾取效率高，可是實(shí)現(xiàn)瞬間拾取。
4.應(yīng)用廣泛本發(fā)明不但可以使用于硅晶片等薄脆晶片的的抓取，還可以應(yīng)用于能源動(dòng)力、化學(xué)化工、信息電子、航空航天以及生物工程等較多領(lǐng)域的物體的抓取。


圖1是本發(fā)明的一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器工作時(shí)吸氣與排氣通道的氣流示意圖。
圖3是本發(fā)明的一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器的吸氣閥的側(cè)視圖。
圖4是本發(fā)明的一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器的吸氣閥的仰視圖。
圖5是本發(fā)明的一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器的排氣閥的側(cè)視圖。
圖6是本發(fā)明的一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器的排氣閥的俯視圖。
圖中標(biāo)號說明1.壓電陶瓷片，2.振動(dòng)盤，3.振動(dòng)腔，4.吸氣閥，5.排氣閥，6.振動(dòng)腔體，7.拾取吸盤，8.壓緊端蓋。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1結(jié)合圖1所示，一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，包括一振動(dòng)腔體6，振動(dòng)腔體6的內(nèi)部設(shè)有一空間作為振動(dòng)腔3 ；一振動(dòng)盤2，置于振動(dòng)腔3的后端，通過壓緊端蓋8彈性固定在振動(dòng)腔體6的內(nèi)部，振動(dòng)盤2的后端設(shè)有壓電陶瓷片1，壓電陶瓷片1與振動(dòng)盤2粘接為一體組成壓電振動(dòng)盤，壓電陶瓷片1連接有壓電超聲驅(qū)動(dòng)電源；一拾取吸盤7，連接在振動(dòng)腔體6的前端，與振動(dòng)腔3連通，拾取吸盤7的后端還連通有吸氣閥4和排氣閥5，拾取吸盤7的前端設(shè)有一個(gè)或多個(gè)小型彈性空腔，每個(gè)小型彈性空腔都與吸氣閥4相連通。拾取吸盤7的前端設(shè)置的空腔，與被拾取物表面接觸后構(gòu)成密閉的空腔。拾取吸盤7 的后端固定在排氣閥的前端面，并與吸氣通道連通。
結(jié)合圖2-圖6所示，吸氣閥4的外圓和錐面與排氣閥5的內(nèi)孔組合形成具有錐形截面和微縫隙的環(huán)形通道，氣體由大端吸入，經(jīng)過微縫隙進(jìn)入振動(dòng)腔3 ；排氣閥5的外圓和錐面與振動(dòng)腔體6的下端內(nèi)孔組合形成具有錐形截面和微縫隙的環(huán)形通道，振動(dòng)腔內(nèi)的氣體由大端進(jìn)入，經(jīng)過微縫隙排到大氣。
系統(tǒng)工作時(shí)，壓電振動(dòng)盤與壓電超聲驅(qū)動(dòng)電源相連，在驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)下，壓電振動(dòng)盤產(chǎn)生圓盤彎曲振動(dòng)，振動(dòng)腔的體積變化。
當(dāng)振動(dòng)腔體積增大時(shí)，氣體從振動(dòng)腔外被吸入，由于錐形截面和和微縫隙的作用，由吸氣通道進(jìn)入振動(dòng)腔的氣體體積大于由排氣通道進(jìn)入的氣體體積；反之當(dāng)振動(dòng)腔減小時(shí)，氣體從振動(dòng)腔排出，由排氣通道排出的氣體體積大于由吸氣通道排出的氣體體積。所以，在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)吸氣通道吸入氣體，排氣通道排出氣體。
壓電振動(dòng)盤振動(dòng)時(shí)，拾取吸盤密閉空腔內(nèi)的空氣被吸入振動(dòng)腔體，再通過排氣通道排入大氣，從而在吸盤內(nèi)形成負(fù)壓，產(chǎn)生吸附力，進(jìn)而能夠拾取物體，完成拾取工作。
當(dāng)需要放下被拾取物時(shí)，驅(qū)動(dòng)電源停止工作，振動(dòng)盤不再振動(dòng)，振動(dòng)腔體積不再變化，拾取吸盤的密閉腔通過吸氣通道和排氣通道與大氣連通，內(nèi)外壓差消失，吸盤與被拾取物之間自然分離。
上述實(shí)施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，其特征在于，包括一振動(dòng)腔體(6 )、振動(dòng)腔體(6 )的內(nèi)部設(shè)有一空間作為振動(dòng)腔(3 )， 一振動(dòng)盤(2)，置于振動(dòng)腔(3)的后端，連接在振動(dòng)腔體(6)的內(nèi)部，振動(dòng)盤(2) 的后端設(shè)有壓電陶瓷片(1)，一拾取吸盤(7)，連接在振動(dòng)腔體(6)的前端，與振動(dòng)腔(3)連通，拾取吸盤(7) 的后端還連通有吸氣閥(4)和排氣閥(5)，拾取吸盤(7)的前端設(shè)有一個(gè)或多個(gè)小型彈性空腔，每個(gè)小型彈性空腔都與吸氣閥(4)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，其特征在于，所述壓電陶瓷片(1)與振動(dòng)盤(2)粘接為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，其特征在于，所述的壓電陶瓷片(1)連接有壓電超聲驅(qū)動(dòng)電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，其特征在于，所述振動(dòng)盤(2)通過壓緊端蓋(8)彈性固定在振動(dòng)腔體(6)的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，其特征在于，所述排氣閥(5)與振動(dòng)腔體(6 )的前端內(nèi)孔之間構(gòu)成變截面的環(huán)形排氣通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，其特征在于，所述吸氣閥(4) 與排氣閥(5)的內(nèi)孔之間構(gòu)成變截面的環(huán)形吸氣通道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，包括一內(nèi)部設(shè)有振動(dòng)腔和振動(dòng)盤的振動(dòng)腔體，振動(dòng)盤上粘接有壓電陶瓷片，振動(dòng)腔體的前端設(shè)有與振動(dòng)腔連通的拾取吸盤，拾取吸盤的后端連通有吸氣閥和排氣閥，拾取吸盤的前端設(shè)有與吸氣閥相連通的一個(gè)或多個(gè)小型彈性空腔。振動(dòng)腔體與吸氣閥、排氣閥、振動(dòng)盤構(gòu)成封閉的振動(dòng)腔，振動(dòng)盤在電源驅(qū)動(dòng)下振動(dòng)，使得振動(dòng)腔的體積變化，密閉振動(dòng)腔內(nèi)的空氣被排入大氣，吸盤內(nèi)形成了負(fù)壓，從而完成拾取工作。本發(fā)明的壓電超聲振動(dòng)吸附拾取器，體質(zhì)輕便、功率容量大、抓取速度快、吸附力變化平穩(wěn)、生產(chǎn)成本低、對環(huán)境污染小，可應(yīng)用于超薄硅晶片等薄脆材料的上下料、能源動(dòng)力、信息電子、航空航天及生物工程等較多領(lǐng)域。
文檔編號H01L21/683GK102490132SQ20111038000
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者張峰, 曹自洋, 李華, 李艷, 楊建鋒, 殷振, 汪幫富, 謝鷗, 趙江江, 齊文春 申請人:蘇州科技學(xué)院