半导体硅片日益增长的市场需求,给硅片加工行业带来前所未有机遇的同时也伴随着巨大挑战。硅片抛光片的标准直径不断增大,表面精度要求也越来越高,这使得硅片加工难度也随之增大。更新换代现有的硅片加工设备,开发适应大直径硅片抛光而且加工精度更高的高产能自动化设备已经迫在眉睫。而作为半导体硅片加工的重要步骤之一,化学机械抛光(CMP)技术中的有蜡抛光过程,其自动化程度同样急需提高。由于国内有蜡抛光过程自动化设备研发起步较晚,加上国外技术封锁,目前企业生产中使用的自动化设备多数都是国外进口的低端设备。这样严重阻碍了我国硅片抛光片生产质量和效率,影响行业的发展。同时国内外自动设备厂商对有蜡抛光过程中陶瓷盘清洗工序重视程度不高,这也导致了陶瓷盘清洗工序自动化程度远低于其它步骤。因此本文针对有蜡抛光过程中陶瓷盘清洗工序,结合传统的陶瓷盘清洗工艺,提出了新的自动清洗工艺,开发了一台全自动陶瓷盘清洗机。提高陶瓷盘清洗效率的同时,有效保证了盘面的清洁度,极大地提高了整个有蜡抛光过程的自动化程度,加速了硅片抛光行业自动化设备的国产化。本文根据既定的自动清洗工艺,结合企业提出的要求,运用三维建模软件CATIA进行了陶瓷盘清洗机结构设计,包括整机框架、陶瓷盘手推料车、供料系统、翻转系统、清洗系统、翻转下料系统和搬运系统七大部分。对于结构设计中应用到的核心标准零部件,直线导轨、滚珠丝杆、伺服电机和气缸等进行了选型与校核。并对设备所需的各类传感器、超声系统和循环泵等零部件进行选型。确定了各类零部件的厂家与型号。运用有限元分析技术,在分析软件ANSYS中进行了清洗机重要承载部件的静力学分析,验证了承载结构的可靠与稳定。对清洗机整机框架进行了动力学模态分析,得出整机框架六阶模态振型和各阶振型的固有频率。进行了陶瓷盘清洗机控制系统设计,通过控制需求分析,确定系统所用PLC及其扩展模块的型号。根据硬件选型结果,搭建了控制系统硬件结构。进行控制系统主电路、控制电路和气路图设计。