使用声能处理基板的系统、设备和方法_3

文档序号:9421456阅读:来源:国知局
所示的换能器组件210,只有一些较小的差别。因此,可以理解在采用换能器组件210类似特征的描述情况下,为了简明起见,换能器组件220的某些方面将不在此重复,。相同的标号将用于表示相同的特征,在220中的数字将用于描述图3B的特征,而210中的数位用来描述图3A的特征。
[0069]在图3B中,换能器组件220如上述图3A—样相对于芯片50配置,从而当将液体施加到芯片50时,在换能器组件220和芯片50的第一表面51之间形成液体薄膜。具体地,换能器组件220以悬臂方式配置,使得换能器组件220 —个端部固定(端部不在芯片50的顶部上方)和另一个端部自由(末端分离,放置在芯片50的顶部上方)。换能器组件220通常包括传输结构221、第一组换能器222和第二组换能器223。在其实施例中,第一组换能器222包括四个分开的和不同的换能器222a-d,第二组换能器223包括五个分开的和不同的换能器223a_e,但是,本发明不应受限于在所有实施例中每组的换能器的确切数量。第一组换能器222中的每个换能器222a-d和第二组换能器223中的每个换能器223a_e配置成用来产生声能。具体地,每个换能器222a-d、223a-e可以连接到电能信号源23,以使换能器222a-d、223a-e可将电能信号转换为振动机械能(即声能)并将其传送到正在处理的芯片50。
[0070]第一组换能器222在纵向轴线的第一侧以间隔开的方式声学地联接到传输结构221。虽然并不在所有实施例中要求,但在该示例性实施例中,第一组换能器222沿基本平行于纵向轴线A-A的第一轴线B-B对齐。在其它实施例中,第一组换能器222可以沿不平行于纵向轴线A-A的轴线对齐。第二组换能器223在传输结构221的纵向轴线A-A的第二侧上以间隔开的方式在声学地联接到传输结构221。尽管不在所有实施例中要求,但在该示例性实施例中,第二组换能器223沿基本平行于纵向轴线A-A的第二轴线C-C对齐。第二组换能器223可以沿不平行于纵向轴线A-A的纵向轴线对齐。
[0071]如同图3A所示的实施例中,换能器的第一组和第二组换能器222、223沿纵向轴线A-A交错排列。然而,在该实施例中第一组和第二组换能器222、223的换能器之间存在一些重叠。由此,在该实施例中,横切于纵向轴线A-A的平面(如图3B中的平面D-D)与第一组换能器222的至少一个换能器(例如换能器222a)和第二组换能器223的至少一个换能器(例如换能器223a)相交。事实上,对于第一组换能器222的各换能器222a-d,横切于纵向轴线的平面与第一组换能器222的换能器222a-d和第二组换能器223的至少一个换能器223a_e相交,反之亦然。这可以有利地确保在处理过程中更均匀地使用声能覆盖在芯片50的第一表面51。具体地,在某些实施例中,换能器222a-d,223a-e从沿换能器222a_d,223a_e长度方向的中心区域传送的声能波的强度比从其边缘传输的声能波的强度更大。因此,通过重叠,使冗余的声能波接触芯片50的第一表面51上的声能波较低强度的区域。
[0072]为了进一步描述第一组换能器222的换能器222a_d与第二组换能器223的换能器223a-e之间的关系,以下应注意。第一组换能器222相邻的换能器通过间隙224隔开,第二组换能器的相邻的换能器223通过间隙225隔开。第一组换能器222中的每个换能器222a-d横向对齐第二组换能器223的相邻换能器223a_e之间的间隙225之一,和第二组换能器223的至少一个换能器的223a-e —部分。第二组换能器223的每个换能器223a_e横向对齐第一组换能器222的相邻换能器222a-d之间的间隙224之一,以及第一组换能器222的至少一个换能器222a-d的一部分。
[0073]特别地采用另一种方式就第一组换能器222的第一换能器222a进行阐述、讨论和说明,第一组换能器222的第一换能器222a具有第一部分226、第二部分227和第三部分228。第二部分227设置在第一部分226和第三部分228之间,并形成换能器222a的中央区域或一部分。第一组换能器222的第一换能器222a的第一部分226横向对齐第二组换能器223的第一换能器223a。第一组换能器222的第一换能器222a的第三部分228横向对齐第二组换能器223的第二换能器223b。第一组换能器222的第一换能器222a的第二部分227横向对齐第二组换能器223的第一换能器223a和第二换能器223b之间的间隙225。尽管上面仅关于第一换能器222a进行讨论,此第一部分、第二部分和第三部分讨论和相对位置关系适用于第一组和第二组换能器222、223的每个换能器。
[0074]现在参看图3C,根据本发明的一个实施例示出了换能器组件230的另一个实施例。换能器组件220类似于图3A和3B所示的换能器组件210、220,只有一些较小的差别。因此,可以理解在采用换能器组件210、220类似特征的描述情况下,为了简明起见,换能器组件230的某些方面将不在此重复。相同的标号将用于表示相同的特征,只是230中的数字将用于描述图3C的特征,而210中的数位用来描述图3A的特征,220中的数字用来描述图3B的特征。
[0075]在图3C中,换能器组件220与图3A和图3B —样相对于芯片50配置,从而当将液体施加到芯片50,在换能器组件230和芯片50的第一表面51之间形成了液体薄膜。换能器组件230通常包括传输结构231、第一组换能器232和第二组换能器233。在这个示例性实施例中,第一组换能器232包括四个分开的和不同的换能器232a-d,第二组的换能器233包含四个分开的和不同的换能器233a-d,但是,本发明不限于在所有实施方式中每个组的确切的换能器数量。第一组换能器232中的每个换能器232a-d和第二组换能器233中的每个换能器233a-d配置成用来产生声能。具体地,每个换能器232a-d、233a-d可以联接到电能信号源23,使得换能器232a-3d、233a-d可以将电能信号转换成振动机械能(即声能)并将其传送到正在处理的芯片50。
[0076]第一组换能器232在传输结构231的纵向轴线A-A的第一侧上以间隔开的方式声学联接到传输结构231。尽管不在所有实施例中要求,但在示例性实施例中,第一组换能器232沿基本上平行于纵向轴线A-A的第一轴线B-B对齐。在其它实施例中,第一组换能器232也可以沿不平行于纵向轴线A-A的轴线对齐。第二组换能器233在传输结构231的纵向轴线A-A的第二侧以间隔开的方式声学联接到传输结构231。尽管不在所有实施例中要求,但在示例性实施例中,第二组换能器233沿基本平行于纵向轴线A-A的第二轴线C-C对齐。在其它实施例中,第二组换能器233可以沿着不平行于纵向轴线A-A的纵向轴线对齐。
[0077]不同于图3A和3B的这些实施方式,在图3C中的第一组和第二组换能器232、233对齐而不是交错排列。因此,第一组和第二组换能器232、233成对沿纵向轴线对齐,以便第一组换能器232的第一换能器232a横向对齐第二组换能器233的第一换能器233,第一组换能器232的第二换能器232b横向对齐第二组换能器233的第二换能器233b,依此类推。类似地,第一组换能器232相邻的换能器之间的间隙234横向对齐第二组换能器233相邻的换能器之间的间隙235。因此,图3C的实施例通过成对对齐配置各个组的换能器为各组的换能器的交错提供一种备选配置。
[0078]可以在某些实施例中修改图3C,以使得相邻的换能器端对端布置,在邻近的换能器之间无间隙。因此,多个不同的换能器可以在纵向轴线A-A的相对侧上联接到传输结构231,但是它们可以彼此靠近联接,使得相邻换能器的端部处于接触,或相邻换能器之间只留有很小的空间(大约按0.1毫米至3毫米\0.1毫米到2毫米,或0.1毫米到I毫米顺序)。
[0079]无论哪种具体的结构设置用于换能器(例如图3A、3B、3C所示的或其它),当使用多个换能器时,应考虑均匀性。具体地,芯片在换能器组件下方旋转,同时声能被施加到芯片的表面。在芯片的中央区域比在芯片边缘附近的区域行进得更慢,因此应当进行调节,以确保在芯片的中央区域没有获得太大的声能而可能会导致损坏芯片的那些区域。还应该进行适应性调节以确保芯片的边缘接收声能从而保证足够的颗粒去除效果。
[0080]就此而言,在一个实施例中,位于芯片中心区域的换能器可以比位于芯片边缘的换能器在更低的功率电平下工作。每一区域的目标可以是芯片的每个面积或区域具有相同或基本相同的平均能量/面积/单位时间(包括在芯片的中心区域和芯片的边缘区域)。在另一个实施例中,在芯片中心区域上的换能器可以运行一段较短的时间,随后停用(关闭),然后从芯片中心到芯片边缘的连续的换能器可以一次一个或多个停用。在又一个替换实施例中,沿其长度方向具有多个换能器的传输器可以从芯片中心移出,移向并脱离芯片边缘。这将使得芯片的边缘能够接收扩展的声能以提高均匀性。当换能器离开芯片的边缘时,它们可以关闭或者停用,以延长其寿命周期和防止烧坏,这将在下面更详细地讨论。
[0081]同时参照图4-7,换能器组件300将根据本发明的一个实施例描述。就换能器的配置方面,换能器组件300类似于图3A的实施例。然而,如在下面更详细地讨论的,本发明不限于此,并且换能器配置能够类似于图3B、3C或在其它实施例中任何其它需要的配置。换句话说,本文关于图4-7描述的结构细节适用于图3A-3C的实施例中的每一个和本文中未明确描述的其它实施例。
[0082]换能器组件300通常包括基部301、传输结构302,以及配置为第一组换能器312和第二组换能器313的多个换能器。在该实施例中,传输结构302是大体细长的管状结构,其从换能器组件300的基部301以悬臂方式延伸。因此,传输结构302是限定有内腔303的中空管状结构。各种换能器在内腔303内联接到传输结构302,这将在下面更详细地讨论。
[0083]在示例性实施例中,参考图3A所述,第一组和第二组换能器312、313以类似方式排列成行。然而,本发明不限于此,并且第一组和第二组换能器312、313可以以图3B所示的方式或图3C中所示的方式设置,如果需要或以任何其它方式。图4-7仅示出换能器组件300的一种特定实施例,应当理解,在此描述的任何其它实施例(和一些在此未示出)也可以使用。
[0084]在图4、5、6A和7的示例性实施例中,传输结构302包括第一弯曲表面304和的第二表面305,第二表面与第一弯曲表面304相对。在这个示例性实施例中,传输结构302具有管状形状,其有一个外表面306和内表面307。因此,在不例性实施例中,第一弯曲表面304形成传输结构302的外表面306的底部部分。传输结构302的第二表面305包括第一平面部分305a和第二平面部分305b。第一平面部分和第二平面部分305a、305b相对于彼此成非零角度A3布置。在示例性实施例中,非零角度大约在90°和140°之间,更具体地大约在110°和130°之间,以及还更具体地大约在120°和130°之间。在另一实施例中,角A3约在115°和125°之间或约为120°。这些角度范围优选在某些实施例中,以确保反射声波不会对所产生的声波造成干扰,在下面具体参照图7将更详细地讨论。当然,如果需要,也可采用其它的非零角度A3例如基本上成90°的角度或为锐角且小于90°的角度。
[0085]传输结构302的第二表面305的第一平面部分和第二平面部分305a、305b形成传输结构302的内腔303的底板。如可以从观看图7理解,传输结构302的第二表面305的第一平面部分和第二平面部分305a、305b的每个相对于所述传输结构302流体联接的芯片50的第一表面51成角度。这将在下面参考图7更详细地讨论。
[0086]传输结构302的第二表面305的第一平面部分和第二平面部分305a、305b交叉或会聚在传输结构302的内腔303的最底部部分308。此外,第一平面部分和第二平面部分305a、305b的每个随着从远离传输结构302的内腔303的最底部部分308向上倾斜伸出。因此,第一平面部分和第二平面部分305a、305b —起形成“V”形(传输结构302的第二表面305为V形)。第一换能器312a声学地联接到第一平面部分305a,第二换能器313a声学地联接到第二平面部分305b。当然,在示例性实施例中,若干换能器(即,第一组换能器312)联接到第一平面部分305a,若干换能器(S卩,第二组换能器313)联接到第二平面部分305b (见图 5)。
[0087]在示例性实施例中,传输结构302的内表面307的顶部部分309是凹面。当然,本发明不限于此,并且传输结构302的内表面307的顶部部分309可以根据需要采用其它任意形状或轮廓。此外,在示例性实施例中,侧壁310从第一平面部分和第二平面部分305a、305b中的每一个向上延伸到顶部部分309。在示例性实施例中,侧壁310近似垂直地从第一平面部分和第二平面部分305a、305b延伸。因此,虽然在该实施例中传输结构302的外表面306实质上为圆柱形,但内表面307不是。
[0088]传输结构302的内表面307形状的特别设计使换能器312、313所产生的声能将以一个角度接触芯片的表面,从而从芯片反射回的声波将远离换能器组件300。此外,如图所示,在某些实施例中,换能器312、313的每个具有平坦的平面底部表面。因此,在没有具有弯曲底面的换能器312、313的情况下,本发明的传输结构302使得换能器312、313以相对于芯片表面的一个角度向芯片发射声能。这便于换能器312、313的制造,同时仍能实现防止反射声波干扰产生的声波的目的。
[0089]上述结构如图4、6A和7所示。图6B示出了一个替代结构,其中,第一弯曲表面用平坦表面335a、335b来代替。特别地,在图6B中,换能器312a、313a联接的平面表面305a、305b相对的外表面306的部分也是平的平坦表面335a、335b。因此,图6B与图6A除了以下之外都是相同的,即,传输结构302的外表面306的底部部分具有两个彼此朝相反方向倾斜的平坦表面335a、335b。在图6B所示的实施例中,在传输结构302的外表面306的底部部分上的两个平坦表面335a、335b平行于各自相对的联接换能器的平面表面305a、305b。如图所示,两个平坦表面335a、335b可以通过传输结构302的外表面306的短的弯曲部分336或者通过传输结构302的外表面306的直水平部分连接在一起。
[0090]参照图5,传输结构302沿着纵向轴线E-E延伸。此外,第一平面部分和第二平面部分305a、305b的每
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