專利名稱：一種壓電超聲振動吸附拾取器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓電超聲振動吸附拾取器，具體來說，涉及一種利用壓電效應的超聲振動吸附拾取裝置。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發展，太陽能硅晶片等薄脆晶片材料的應用范圍不斷擴大， 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，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，導致真空吸盤的拾取力不穩定；
2、真空吸盤拾取裝置的抓取力峰值過大，偶爾會導致晶片破碎；
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、放氣反應時間久，效率低。
發明內容
為了克服使用真空泵導致的體積大、功耗大、能效低、吸附力不均等局限性，本發明提出了一種全新的壓電超聲振動吸附拾取器，該結構具有體積小、功耗小、響應速度快、 性能穩定等優點。本發明的技術方案是 一種超聲振動吸附拾取器，包括
一振動腔體、振動腔體的內部設有一空間作為振動腔，
一振動盤，置于振動腔的后端，連接在振動腔體的內部，振動盤的后端設有壓電陶瓷片，與振動盤粘接為一體，壓電陶瓷片與壓電超聲驅動電源連接，
一拾取吸盤，連接在振動腔體的前端，與振動腔連通，拾取吸盤的后端還連通有吸氣閥和排氣閥，拾取吸盤的前端設有一個或多個小型彈性空腔，每個小型彈性空腔都與吸氣閥相連通。
優選的，所述振動盤通過壓緊端蓋彈性固定在振動腔體的內部。所述拾取吸盤前端設置的彈性空腔，促使吸盤前端唇部與被拾取物表面貼合，形成密閉空腔。所述排氣閥與振動腔體下端的內孔之間構成環形排氣通道，所述吸氣閥與排氣閥的內孔之間構成吸氣通道，吸氣通道和排氣通道為變截面的環形縫隙。所述振動腔體與吸氣閥、排氣閥、振動盤構成封閉的振動腔。
本發明還具有以下優點1.本發明所述振動盤采用壓電陶瓷驅動。具有振幅大小可調，吸附抓取力可調，結構簡單等優點。
2.在保證吸附抓取力的基礎上，可最大限度的減少能源的消耗。
3.拾取效率高，可是實現瞬間拾取。
4.應用廣泛本發明不但可以使用于硅晶片等薄脆晶片的的抓取，還可以應用于能源動力、化學化工、信息電子、航空航天以及生物工程等較多領域的物體的抓取。
圖1是本發明的一種壓電超聲振動吸附拾取器的結構示意圖。
圖2是本發明的一種壓電超聲振動吸附拾取器工作時吸氣與排氣通道的氣流示意圖。
圖3是本發明的一種壓電超聲振動吸附拾取器的吸氣閥的側視圖。
圖4是本發明的一種壓電超聲振動吸附拾取器的吸氣閥的仰視圖。
圖5是本發明的一種壓電超聲振動吸附拾取器的排氣閥的側視圖。
圖6是本發明的一種壓電超聲振動吸附拾取器的排氣閥的俯視圖。
圖中標號說明1.壓電陶瓷片，2.振動盤，3.振動腔，4.吸氣閥，5.排氣閥，6.振動腔體，7.拾取吸盤，8.壓緊端蓋。
具體實施方式
實施例1結合圖1所示，一種壓電超聲振動吸附拾取器，包括一振動腔體6，振動腔體6的內部設有一空間作為振動腔3 ；一振動盤2，置于振動腔3的后端，通過壓緊端蓋8彈性固定在振動腔體6的內部，振動盤2的后端設有壓電陶瓷片1，壓電陶瓷片1與振動盤2粘接為一體組成壓電振動盤，壓電陶瓷片1連接有壓電超聲驅動電源；一拾取吸盤7，連接在振動腔體6的前端，與振動腔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的前端設有一個或多個小型彈性空腔，每個小型彈性空腔都與吸氣閥4相連通。拾取吸盤7的前端設置的空腔，與被拾取物表面接觸后構成密閉的空腔。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。
結合圖2-圖6所示，吸氣閥4的外圓和錐面與排氣閥5的內孔組合形成具有錐形截面和微縫隙的環形通道，氣體由大端吸入，經過微縫隙進入振動腔3 ；排氣閥5的外圓和錐面與振動腔體6的下端內孔組合形成具有錐形截面和微縫隙的環形通道，振動腔內的氣體由大端進入，經過微縫隙排到大氣。
系統工作時，壓電振動盤與壓電超聲驅動電源相連，在驅動電源的驅動下，壓電振動盤產生圓盤彎曲振動，振動腔的體積變化。
當振動腔體積增大時，氣體從振動腔外被吸入，由于錐形截面和和微縫隙的作用，由吸氣通道進入振動腔的氣體體積大于由排氣通道進入的氣體體積；反之當振動腔減小時，氣體從振動腔排出，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，在一個振動周期內吸氣通道吸入氣體，排氣通道排出氣體。
壓電振動盤振動時，拾取吸盤密閉空腔內的空氣被吸入振動腔體，再通過排氣通道排入大氣，從而在吸盤內形成負壓，產生吸附力，進而能夠拾取物體，完成拾取工作。
當需要放下被拾取物時，驅動電源停止工作，振動盤不再振動，振動腔體積不再變化，拾取吸盤的密閉腔通過吸氣通道和排氣通道與大氣連通，內外壓差消失，吸盤與被拾取物之間自然分離。
上述實施例只是為了說明本發明的技術構思及特點，其目的是在于讓本領域內的普通技術人員能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡是根據本發明內容的實質所作出的等效的變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。權利要求
1.一種壓電超聲振動吸附拾取器，其特征在于，包括一振動腔體(6 )、振動腔體(6 )的內部設有一空間作為振動腔(3 )， 一振動盤(2)，置于振動腔(3)的后端，連接在振動腔體(6)的內部，振動盤(2) 的后端設有壓電陶瓷片(1)，一拾取吸盤(7)，連接在振動腔體(6)的前端，與振動腔(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)的前端設有一個或多個小型彈性空腔，每個小型彈性空腔都與吸氣閥(4)相連通。
2.根據權利要求1所述的壓電超聲振動吸附拾取器，其特征在于，所述壓電陶瓷片(1)與振動盤(2)粘接為一體。
3.根據權利要求1或2所述的壓電超聲振動吸附拾取器，其特征在于，所述的壓電陶瓷片(1)連接有壓電超聲驅動電源。
4.根據權利要求1所述的壓電超聲振動吸附拾取器，其特征在于，所述振動盤(2)通過壓緊端蓋(8)彈性固定在振動腔體(6)的內部。
5.根據權利要求1所述的壓電超聲振動吸附拾取器，其特征在于，所述排氣閥(5)與振動腔體(6 )的前端內孔之間構成變截面的環形排氣通道。
6.根據權利要求1所述的壓電超聲振動吸附拾取器，其特征在于，所述吸氣閥(4) 與排氣閥(5)的內孔之間構成變截面的環形吸氣通道。
全文摘要
本發明公開了一種壓電超聲振動吸附拾取器，包括一內部設有振動腔和振動盤的振動腔體，振動盤上粘接有壓電陶瓷片，振動腔體的前端設有與振動腔連通的拾取吸盤，拾取吸盤的后端連通有吸氣閥和排氣閥，拾取吸盤的前端設有與吸氣閥相連通的一個或多個小型彈性空腔。振動腔體與吸氣閥、排氣閥、振動盤構成封閉的振動腔，振動盤在電源驅動下振動，使得振動腔的體積變化，密閉振動腔內的空氣被排入大氣，吸盤內形成了負壓，從而完成拾取工作。本發明的壓電超聲振動吸附拾取器，體質輕便、功率容量大、抓取速度快、吸附力變化平穩、生產成本低、對環境污染小，可應用于超薄硅晶片等薄脆材料的上下料、能源動力、信息電子、航空航天及生物工程等較多領域。
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 優先權日2011年11月25日
發明者張峰, 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:蘇州科技學院