本发明涉及一种通过式片盒片架清洗设备，用于半导体、太阳能和LED等行业内片盒/片架的清洗干燥领域，以有效去除表面附着的颗粒和有机物，并做到片盒、片架干进干出。
背景技术：
在目前半导体、太阳能和LED等行业中对于使用后的硅片承载的片盒/片架一般采用的是人工方式清洗，即片盒/片架放置于有含有表面活性剂的超声波水槽中，浸泡一段时间后再用纯水冲洗，最后用气枪将残留的水冲干。这种方式的效率是非常低的，耗时耗人工。
如申请号：201410144428.3涉及一种抛光片载片盒的清洗工艺，它包括以下步骤：在清洗槽内放入纯水并加入亲水性有机溶剂，得到清洗液，将载片盒浸没在清洗槽内的清洗液中浸泡后取出；用纯水对取出的载片盒进行冲洗，直至载片盒表面无明显清洗剂泡沫为止；将冲洗好的载片盒放入清洗架，再将装好载片盒的清洗架放入超声波清洗机的清洗槽内进行超声波清洗，超声波清洗完成后取出载片盒；使用无尘布蘸拭酒精对载片盒表面进行擦拭；使用气枪喷出气体对载片盒进行吹喷干燥；最后将干燥后的载片盒运至洁净室或净化工作台待用。采用发明工艺经过清洗后的载片盒可替代高洁净度的载片盒，不仅省去了高洁净度辅料的成本，而且加强了抛光片表面颗粒的控制。
技术实现要素：
本发明目的在于：提供一种通过式片盒片架清洗设备，以解决片盒/片架清洗干燥过程中的耗时耗人工问题，提高清洗效率，减少人为因素的干扰。
通过下述技术方案实现发明目的：一种通过式片盒片架清洗设备，用于半导体、太阳能和LED等行业内对片盒/片架清洗干燥，将片盒/片架放置在承载母篮内，由电气控制器控制清洗、干燥过程，包括了外壳、水清洗结构和气体干燥结构，所述的进料结构、清洗腔、干燥腔、出料结构依序组装在一起，形成设备的主体部分，在设备主体部分内部安装有输送机构、水路系统、气路系统和电气控制器，所述的输送机构二端分别连接进料结构和出料结构，中间贯通清洗腔、干燥腔，所述的承载母篮经进料结构被放置在输送机构上，清洗、干燥后被送至出料结构上，所述的清洗腔和干燥腔设在外壳内，所述的外壳为封闭结构，在清洗腔进口、清洗腔与干燥腔之间及干燥腔的出口均设密封门一、二、三和位置传感器；所述的水清洗结构，包括清洗腔、水清洗结构的执行机构，设在清洗腔内与水路系统连通的高压喷淋设备由该执行机构控制操作，通过高压喷淋设备清洗片盒/片架；所述的气体干燥结构，包括干燥腔和气体干燥结构的执行机构，设在干燥腔内与气路系统连通的耐温压力喷嘴由该执行机构控制操作，承载母篮随着输送机构在干燥腔内往复运动，采用喷气吹扫干燥片盒/片架，实现喷嘴无死角的吹扫，直至完全干燥；承载母篮随输送机构通过出料端密封门三时，安装在此的除静电装置被打开，以消除高温干燥给承载母篮上带来的静电；除静电的片盒/片架随着承载母篮被输送至出料结构上。
本发明由电气控制器控制各个运动部件和传感器，通过外壳、进料结构、自动密封门、清洗腔、干燥腔、出料结构、输送机构、片盒/片架承载母篮、水路系统、气路系统和电气控制部分相互之间配合，形成一个自动化程度高的整体设备。满足半导体、太阳能和LED等行业对片盒/片架清洗的高效、洁净的要求。可实现片盒/片架的手动或自动清洗、干燥的全过程的连续化，如前一批次清洗的片盒/片架在干燥腔内进行干燥，后一批的片盒/片架在清洗腔内进行清洗，实现整个生产过程连续化。保证片盒/片架的干进、干出，提高清洗效率，减少人为因素的干扰。
在上述方案基础上，所述的电气控制器包括MCU/CPU控制的带手动按钮和自动按钮的操作面板，内含可编程逻辑控制器PLC，接受传感器信号控制电气连接的密封门一、二、三，输送机构，水清洗结构的执行机构和气体干燥结构的执行机构。
进一步的，将放有待清洗的片盒/片架的承载母篮放置于进料结构上，由传感器将信号传给所述的电气控制器，控制开启进料端的密封门一，片盒/片架随承载母篮进入清洁腔内的设定位置后，位置传感器发出位置信号，密封门一关闭，清洗结构的执行机构动作，在清洗腔内完成清洗；清洗执行机构停止清洗，密封门二被指示开启，启动输送机构把承载母篮输送至干燥腔内，待密封门二关闭后，干燥结构的执行机构动作，通过气路系统完成烘干；烘干完成后，打开出料端的密封门三，承载母篮通过输送机构被输送至出料结构上，整个清洗干燥过程结束。
在上述方案基础上，所述的高压喷淋设备设有上下两组喷淋管，承载母篮进入清洗腔后开启高压水泵将纯水增压后由上下两组喷淋管进行高压淋洗，清涤剂或表面活性剂经计量泵向喷淋管中定量添加。
在上述方案基础上，所述的耐温压力喷嘴为不锈钢喷嘴，设在干燥腔内与气路系统连接，通过气路系统从不锈钢喷嘴喷出高温高压的纯净气体，将附着在干燥腔内片盒/片架表面的水烘干，片盒/片架承载母篮在干燥腔内由输送机构驱动做往复运动。
本发明的工作原理是：由电气控制器控制各个运动部件和传感器，其中，输送机构负责将承载母篮从进料结构依次送至清洗腔、干燥腔和出料结构；各腔体通过密封门开启或关闭，实现工作状态时腔体内相对密闭；水路系统将洗涤剂定量、定时添加至喷淋管路中，再经过高压泵泵至喷淋设备中，与高压水混合喷淋至片盒/片架上，将片盒/片架清洗干净；气路系统可利用高纯的气体经过加热器加热后由316不锈钢喷嘴吹扫至片盒/片架上，将片盒/片架彻底烘干。
本发明提供一种通过式片盒片架清洗设备的操作方法，依下述步骤：选择手动或自动按钮，
1）当选择手动时，清洗、干燥、水路系统、气路系统控制阀由手动完成，所述的密封门为手动密封门，清洗、干燥、输送机构的参数设置 由管理员输入密码确认通过后进行；
2）当选择自动按钮时，设备自动对各部位进行自检，符合要求后自动流程启动，自动流程依序为：片盒/片架的承载母篮放置到进料结构后并符合要求给出开信号，密封门一开启；承载母篮进入清洗腔，到设定位置后密封门一关闭，在清洗腔内执行清洗，清洗完毕后判断干燥腔是否在工作，如果为否时，密封门门二开启；承载母篮进入干燥腔到位后，自动门二关闭，在干燥腔内执行干燥，干燥完成后，判断出料结构是否有料，如果为否时，自动门三开启，出料到位后自动门三关闭；进行静电去除后在出料结构处等待取料。
所述的设备自动对各部位进行自检包括：一路判断是否满足自动状态，符合时进入自动模式，检测水路系统的水箱水量、温度，水箱达到要求时水箱准备完成；另一路判断是否清洗剂和水路系统无漏液、CAD压力、变频故障、出错报警（TC1至TC3），为否时，按开始按钮，否则自动回到自检判断是否满足自动状态。
本发明与现有通用做法比较，优越性在于：
1、自动化程度高，可根据不同工艺条件进行不同的清洗干燥步骤；
2、将清洗效率进一步提高，实现连续生产；
3、实现干进干出，避免人为因素造成的二次污染；
4、片盒/片架的承载母篮在干燥腔的来回摆动，可实现无死角的烘干；
5、大量减少了操作人员数量，降低了人工成本。
附图说明
图1，本发明结构示意图；
图2，密封门结构示意图，图2a为密封门的主视示意图，图2b为密封门的侧视示意图；
图3，为设在密封门三后面的除静电装置示意图；
图4，本发明电路原理图；
图5，本发明手动状态框图；
图6，本发明电动状态框图；
图7，为自检测程序框图；
本发明程序原理框图；
图中标号说明：
1——外壳；2——进料结构；
3——清洗腔；4——干燥腔；
5——出料结构；6——输送机构；
7——承载母篮；
8——水路系统；81——高压喷淋设备；82——高压水泵；83——计量泵；
9——气路系统；91——耐温压力喷嘴；92——加热器；
10——电气控制器；
11——密封门；111、112、113——密封门一、二、三；
12——除静电装置；
PS——传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1和图4所示，一种通过式片盒片架清洗设备，将片盒/片架放置在承载母篮7内，由电气控制器10控制清洗、干燥过程，包括了外壳1、水清洗结构和气体干燥结构，进料结构2、清洗腔3、干燥腔4、出料结构5依序组装在一起，形成设备的主体部分，在设备主体部分内部安装有输送机构6、水路系统8、气路系统9和电气控制器10，所述的输送机构6二端分别连接进料结构2和出料结构5，中间贯通清洗腔3和干燥腔4，所述的承载母篮7经进料结构2被放置在输送机构6上，清洗、干燥后被送至出料结构5上，所述的清洗腔3和干燥腔4设在外壳1内，所述的外壳1为封闭结构，在清洗腔进口、清洗腔与干燥腔之间及干燥腔的出口均设密封门一、二、三111、112、113和位置传感器；所述的水清洗结构，包括清洗腔3、水清洗结构的执行机构，设在清洗腔3内与水路系统8连通的高压喷淋设备81由该执行机构控制操作，通过高压喷淋设备81清洗片盒/片架；所述的气体干燥结构，包括干燥腔4和气体干燥结构的执行机构，设在干燥腔4内与气路系统9连通的耐温压力喷嘴91由该执行机构控制操作，承载母篮7随着输送机构6在干燥腔4内往复运动，采用喷气吹扫干燥片盒/片架，实现喷嘴无死角的吹扫，直至完全干燥；承载母篮7随输送机构6通过出料端密封门三113时，安装在此的除静电装置12被打开，以消除高温干燥给承载母篮上带来的静电；除静电的片盒/片架随着承载母篮被输送至出料结构5上。
图1中前一批次的片盒/片架在干燥腔4内进行干燥，后一批次的片盒/片架随输送机构6进行清洗腔3内，在出料结构5上有清洁且干燥的片盒/片架，在进料结构2上有等待清洗的片盒/片架放在承载母蓝7内。本发明是一个连续清洗、干燥生产设备，效率高，减少人为因素和二次污染。
如图2所示，密封门11由门框支撑，门的中间有窗，方便承载母篮7进出，且保证清洗腔3和干燥腔4在工作状态时相对密闭，在清洗程序时，密封门一、二111、112自动关闭，防止清洗腔3内部水飞溅入干燥腔4中，在连续生产时，可防止将清洗过的承载母篮7内片盒/片架再次淋湿。
首先将放有待清洗的片盒/片架的承载母篮7放置于进料结构2上，由传感器感应后开启进料端的自动密封门一111，通过输送机构6输送至清洗腔3内部；利用水路系统8完成高压喷淋清洗；接着打开密封门二112，启动输送机构6把承载母篮7输送至干燥腔4内，通过气路系统9完成烘干，在烘干的过程中承载母篮7通过输送机构6做来回往复运动，实现喷嘴无死角的吹扫，直至完全干燥；最后打开出料端的密封门三113，承载母篮7通过输送机构6被输送至出料结构5上，整个清洗干燥过程结束。在通过出料端密封门三113时，安装在此的如图3所示除静电装置12打开，以消除高温干燥给承载母篮7上带来的静电。
以上步骤均通过电气控制器10来控制，所述的电气控制器包括MCU/CPU控制的带手动按钮和自动按钮的操作面板，内含可编程逻辑控制器PLC、其他电器元件、传感器PS和人机界面友好的操作面板，通过逻辑控制来实现各个步骤的控制，如接受传感器信号控制电气连接的密封门一、二、三，输送机构，水清洗结构的执行机构和气体干燥结构的执行机构等。
如图4所示，传感器PS至少设四个，分别设在进料结构2的上方、清洗腔3内、干燥腔4中间位置和出料结构5的上方。
如图4所示，所述的高压喷淋设备81设有上下两组喷淋管，承载母篮7进入清洗腔3后开启高压水泵82将纯水增压后由上下两组喷淋管进行高压淋洗，清涤剂或表面活性剂经计量泵83向喷淋管中定量添加。
如图4所示，所述的耐温压力喷嘴91为不锈钢喷嘴，设在干燥腔内与气路系统连接，通过气路系统的加热器92从不锈钢喷嘴喷出高温高压的纯净气体，将附着在干燥腔内片盒/片架表面的水烘干，片盒/片架承载母篮在干燥腔内由输送机构驱动做往复运动。
一种通过式片盒片架清洗设备的操作方法，依下述步骤：选择手动或自动按钮，
1）当选择手动时，如图5本发明手动状态框图所示，清洗、干燥、水路系统、气路系统控制阀由手动完成，清洗、干燥、输送机构的参数设置由管理员输入密码确认通过后进行；
2）当选择自动按钮时，如图6本发明电动状态框图所示，设备自动对各部位进行自检，符合要求后自动流程启动，自动流程依序为：片盒/片架的承载母篮放置到进料结构后并符合要求给出开信号，密封门一开启；承载母篮进入清洗腔，到设定位置后密封门一关闭，在清洗腔内执行清洗，清洗完毕后判断干燥腔是否在工作，如果为否时，密封门门二开启；承载母篮进入干燥腔到位后，自动门二关闭，在干燥腔内执行干燥，干燥完成后，判断出料结构是否有料，如果为否时，自动门三开启，出料到位后自动门三关闭；进行静电去除后在出料结构处等待取料。
所述的设备自动对各部位进行自检，如图7为自检测程序框图所示，包括：一路判断是否满足自动状态，符合时进入自动模式，检测水路系统的水箱水量、温度，水箱达到要求时水箱准备完成；另一路判断是否清洗剂和水路系统无漏液、CAD压力、变频故障、出错报警（TC1至TC3），为否时，按开始按钮，否则自动回到自检判断是否满足自动状态。