CN101352828B - 一种半导体晶片与吸盘表面清洗打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种半导体晶片与吸盘表面清洗打磨结构。其结构紧凑、构件少、运动控制简单，有效提高半导体晶片的加工精度和表面质量。其包括箱体、晶片刷、吸盘刷、油石盘，所述箱体包括上箱体和下箱体，所述晶片刷、吸盘刷、油石盘分别通过各自支架安装于下箱体，其特征在于：其还包括带导杆气缸、分度驱动系统和旋转驱动系统，所述带导杆气缸通过托架固定在磨床上，所述上箱体和下箱体之间通过所述分度驱动系统连接，所述气缸的活塞杆与上箱体连接，所述分度驱动系统与所述旋转驱动系统以及所述带导杆气缸电控连接。

Description

一种半导体晶片与吸盘表面清洗打磨装置

(一)技术领域

本发明涉及半导体晶片表面磨削部件领域，具体为一种半导体晶片与吸盘表面清洗打磨装置。

(二)背景技术

在半导体晶片的生产中，对半导体晶片的加工精度和表面质量要求越来越苛刻。在半导体晶片经过磨削后，其表面会存留磨屑和砂轮脱落的颗粒等微粒，仅通过去离子水冲洗和干燥空气吹干的方法是无法全部去除的，这就会在后道抛光工序中微粒处形成复映，严重影响到晶片表面质量。在晶片磨削过程中，多孔陶瓷吸盘利用真空吸附晶片，其上表面作为晶片定位面，表面形状直接影响到晶片磨削后的形状。如果多孔陶瓷吸盘表面存在颗粒，在吸盘负压作用下，颗粒处的晶片会翘曲或碎裂，严重影响晶片表面磨削质量；假如颗粒将多孔陶瓷吸盘上的微孔堵塞，就会使多孔陶瓷吸盘失去真空吸附作用。因此在晶片磨床中会采取手动清洗或自动清洗方式清除晶片表面微粒、清除多孔陶瓷吸盘表面颗粒和打磨吸盘表面，以保证多孔陶瓷吸盘面型和良好透气性，提高晶片表面磨削质量。

手动方式一般仅用去离子水冲洗晶片表面，并用干燥空气吹干，清洗过程中不使用晶片刷来清洗晶片表面微粒。手动方式清洗多孔陶瓷吸盘时，吸盘通入高压水气混合体的同时，使用刷子清洗吸盘，然后使用油石打磨吸盘表面。该手动方式清洗效率低，不方便在自动化磨削过程中使用，清洗的质量也不够稳定。目前也有晶片磨床上采用自动清洗装置，即全自动完成晶片磨削面的清洗、多孔陶瓷吸盘吸附定位面的清洗和油石盘打磨，但该自动清洗装置中的晶片刷、吸盘刷和油石盘三个部分采用相互独立驱动，即晶片刷、吸盘刷和油石盘各自相对实现旋转、横向和纵向进给运动。在结构上，该清洗装置结构紧凑性差且复杂，在控制上，由于运动件和驱动件较多，控制的实现也较复杂。

(三)发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种半导体晶片与吸盘表面清洗打磨结构，其结构紧凑、构件少、运动控制简单，有效提高半导体晶片的加工精度和表面质量。

其技术方案是这样的：其包括箱体、晶片刷、吸盘刷、油石盘，所述箱体包括上箱体和下箱体，所述晶片刷、吸盘刷、油石盘分别通过各自支架安装于下箱体，其特征在于：其还包括带导杆气缸、分度驱动系统和旋转驱动系统，所述带导杆气缸通过托架固定在磨床上，所述上箱体和下箱体之间通过所述分度驱动系统连接，所述气缸的活塞杆与上箱体连接，所述分度驱动系统与所述旋转驱动系统以及所述带导杆气缸电控连接；

其进一步特征在于：

所述分度驱动系统包括微型电机、减速器、齿轮传动系统以及信号传递系统，所述齿轮传动系统包括从动不完全齿轮和主动不完全齿轮，所述从动不完全齿轮套装于所述下箱体的中心轴承孔中的转轴上，所述主动不完全齿轮套装于所述上箱体轴承孔中的转轴上，并与上述的从动不完全齿轮啮合，所述上箱体轴承孔中的转轴与减速器的输出端通过联轴器连接，所述减速器输入端与所述微型电机相连接，所述信号传递系统包括金属块和接近开关，所述金属块固定在主动不完全齿轮上，所述接近开关安装在所述上箱体上；

所述旋转驱动系统包括旋转驱动的微型电机、旋转驱动减速器、旋转驱动齿轮传动系统以及旋转驱动信号传递系统，所述旋转驱动齿轮传动系统包括主动齿轮和分别与所述晶片刷、吸盘刷和油石盘对应的三个从动齿轮，所述三个从动齿轮分别安装在与其对应的下箱体上，并且所述三个从动齿轮分别与对应的晶片刷、吸盘刷和油石盘的支架连接，所述三个从动齿轮在工作位时均能与所述主动齿轮啮合，所述主动齿轮安装在所述上箱体的轴承孔中的转轴上，所述上箱体的轴承孔中的转轴与所述旋转驱动减速器的输出端通过联轴器连接，所述旋转驱动信号传递系统包括旋转驱动金属块和接近开关，所述旋转驱动金属块设置有三块分别固定在所述三个从动齿轮上，所述接近开关安装在所述上箱体上。

运用本发明结构的半导体晶片与吸盘表面清洗打磨装置，其有益效果是：结构紧凑，构件少，运动控制简单，能有效提高半导体晶片的加工精度和表面质量。

(四)附图说明

图1为安装本发明的晶片与吸盘清洗装置的晶片磨床的整体结构示意图；

图2为本发明的的结构外形图；

图3为本发明的晶片与吸盘清洗装置的结构示意图；

图4晶片与吸盘清洗装置的传动原理俯视图；

图5为晶片刷(吸盘刷和油石盘)分度驱动系统剖视图；

图6为晶片与吸盘清洗装置旋转驱动系统。

(五)具体实施方式

见图1、图2、图3、图4，本发明包括箱体、晶片刷45、吸盘刷46、油石盘47，箱体包括上箱体34和下箱体35，晶片刷45、吸盘刷46、油石盘47分别通过各自支架41、42、43安装于下箱体35，本发明还包括带导杆气缸33、分度驱动系统和旋转驱动系统，带导杆气缸33通过托架32固定在磨床上，上箱体34和下箱体35之间通过分度驱动系统连接，气缸33的活塞杆与上箱体34连接，分度驱动系统与旋转驱动系统以及带导杆气缸33电控连接。

见图5，分度驱动系统37包括微型电机52、减速器54、齿轮传动系统以及信号传递系统，齿轮传动系统包括从动不完全齿轮58和主动不完全齿轮57，从动不完全齿轮58套装在下箱体35的中心轴承孔中的转轴59上，主动不完全齿轮57与减速器54的输出端通过联轴器56连接，此时主动不完全齿轮57与从动不完全齿轮58啮合，减速器37输入端与微型电机52相连接，信号传递系统包括金属块61和接近开关63，金属块61固定在主动不完全齿轮57上，接近开关63安装在上箱体34上。

见图4、图6，旋转驱动系统36包括旋转驱动的微型电机51、旋转驱动减速器53、旋转驱动齿轮传动系统以及旋转驱动信号传递系统，旋转驱动齿轮传动系统包括主动齿轮48和分别与晶片刷45、吸盘刷46和油石盘47对应的三个从动齿轮49、50、18，三个从动齿轮轴分别安装在与其对应的下箱体35的轴承孔中，晶片刷45、吸盘刷46和油石盘47的安装支架41、42、43分别套装于三个从动齿轮的齿轮轴(见图3、图6)，三个从动齿轮在工作位时均能与主动齿轮48啮合，主动齿轮48套装在上箱体34的轴承孔中的转轴上，旋转驱动信号传递系统分别包括旋转驱动金属块60a和接近开关62，旋转驱动金属块60a共3块，分别固定在三个从动齿轮上，接近开关62安装在上箱体34上；

系统工作时，见图5和图6，当晶片放置在选定的多孔陶瓷吸盘上之前，分度驱动系统工作，微型电机52带动减速器54以及主动不完全齿轮57逆时针旋转，从动不完全齿轮58在主动不完全齿轮57带动下顺时针旋转，下箱体35绕主轴旋转，当金属块61转至接近开关63下方，接近开关63输出信号，分度驱动系统停止驱动，此时吸盘刷转至工作位。与此同时，当金属块60a转至接近开关62下方，接近开关62输出信号，旋转驱动系统开始工作，见图4、图6，旋转驱动的微型电机51经旋转驱动减速器53减速，带动主动齿轮48连续逆时针旋转，主动齿轮48与吸盘刷从动齿轮50啮合且沿顺时针旋转，从而带动吸盘刷46以预设的速度(20～60转/分钟)绕自身轴连续逆时针转动，带导杆汽缸驱动清洗部件竖直下降至吸盘刷46的刷毛末端接触到多孔陶瓷吸盘的吸附表面，刷洗多孔陶瓷吸盘，同时多孔陶瓷吸盘随其工作台一起以预设的速度与吸盘刷46同向旋转，同时外部水嘴喷水。多孔陶瓷吸盘在上表面喷出大流量水气混合体冲走吸盘表面微粒。清洗结束后，带导杆汽缸驱动清洗部件竖直上升使吸盘刷46的刷毛末端离开多孔陶瓷吸盘的吸附表面，旋转驱动系统停止工作，至此完成了对多孔陶瓷吸盘的清洗；当与油石盘47、晶片刷45相对应的旋转驱动金属块60a转至接近开关62下方，接近开关62输出信号，油石盘47对多孔陶瓷吸盘打磨、晶片刷45对经打磨后的晶片进行清洗，与上述吸盘刷46对多孔陶瓷吸盘的清洗过程相同。图1中，1为晶片磨床、2为床身、3为机械手、4为定位台、5为清洗台、6为浸润台、7为上料臂、8为下料臂、9为吸盘清洗装置、10、13、14为前工作台、11、12为片盒、15、16、17为旋转工作台、19为多孔陶瓷吸盘、20为粗磨单元、21为精磨单元、22为立柱、23为直线导轨、24为伺服驱动单元、25为滑板、26为主轴座、27为电主轴、28为砂轮、29为精磨砂轮、30为粗磨石、31为精磨石、38为罩壳支架、39为固定罩壳、40为摆动罩壳、44为弹簧片、55联轴器。

Claims (3)

1.一种半导体晶片与吸盘表面清洗打磨装置，其包括箱体、晶片刷、吸盘刷、油石盘，所述箱体包括上箱体和下箱体，所述晶片刷、吸盘刷、油石盘分别通过各自支架安装于下箱体，其特征在于：其还包括带导杆气缸、分度驱动系统和旋转驱动系统，所述带导杆气缸通过托架固定在磨床上，所述上箱体和下箱体之间通过所述分度驱动系统连接，所述气缸的活塞杆与上箱体连接，所述分度驱动系统与所述旋转驱动系统以及所述带导杆气缸电控连接。

2.根据权利要求1所述一种半导体晶片与吸盘表面清洗打磨装置，其特征在于：所述分度驱动系统包括微型电机、减速器、齿轮传动系统以及信号传递系统，所述齿轮传动系统包括从动不完全齿轮和主动不完全齿轮，所述从动不完全齿轮套装于所述下箱体的中心轴承孔中的转轴上，所述主动不完全齿轮套装于所述上箱体轴承孔中的转轴上，并与上述的从动不完全齿轮啮合，所述上箱体轴承孔中的转轴与减速器的输出端通过联轴器连接，所述减速器输入端与所述微型电机相连接，所述信号传递系统包括金属块和接近开关，所述金属块固定在主动不完全齿轮上，所述接近开关安装在所述上箱体上。

3.根据权利要求2所述一种半导体晶片与吸盘表面清洗打磨装置，其特征在于：所述旋转驱动系统包括旋转驱动的微型电机、旋转驱动减速器、旋转驱动齿轮传动系统以及旋转驱动信号传递系统，所述旋转驱动齿轮传动系统包括主动齿轮和分别与所述晶片刷、吸盘刷和油石盘对应的三个从动齿轮，所述三个从动齿轮分别安装在与其对应的下箱体上，并且所述三个从动齿轮分别与对应的晶片刷、吸盘刷和油石盘的支架连接，所述三个从动齿轮在工作位时均能与所述主动齿轮啮合，所述主动齿轮安装在所述上箱体的轴承孔中的转轴上，所述上箱体的轴承孔中的转轴与所述旋转驱动减速器的输出端通过联轴器连接，所述旋转驱动信号传递系统包括旋转驱动金属块和接近开关，所述旋转驱动金属块设置有三块分别固定在所述三个从动齿轮上，所述接近开关安装在所述上箱体上。

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