CN101890763A - 布线横移架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种布线横移架，涉及半导体专用加工设备技术领域。具有以下机械传动结构：伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠件通过滚动轴承固定支承于支架上；导向空心光轴通过直线轴承与支架相连，中间设有尼龙管的导向空心光轴通过连接板连在与滚珠丝杠件配合的丝母上；导向空心光轴的另一端连有导轮机构，导轮机构具有轴承、导轮及其密封结构。收线轮或放线轮横移架采用本结构，可以实现多线切割机收线轮或放线轮的自动收或放排线，其结构紧凑、密封性好、传动平稳、精度高、使用安装方便、有利于提高切割质量和工作效率、降低成本、节约人力、物力、财力，可满足加工不同规格的晶片加工。

Description

布线横移架

技术领域

本发明涉及半导体专用加工设备技术领域，特别是一种进行单晶、多晶、太阳能材料多线切割排绕线装置用布线横移架。

背景技术

随着现代半导体加工工业的迅猛发展，新材料、新技术在半导体制造行业内不断涌现。更多的半导体材料需要快速高质量的切割，布线横移架是决定放线、收线保证切割质量的关键部件，它的发明，标志着国产多线切割机关键件实现国产化。国内外现有多线切割设备中，收、放线机构采用开式齿轮、齿条啮合传动，导向机构采用直线导轨，实际工作中砂粒容易侵入齿轮、齿条啮合部位而引起齿面的磨粒磨损，磨粒磨损不仅导致轮齿失去正确的齿形，而且还会由于齿厚不断减薄而最终引起齿断，不易实现快速运动，震动冲击较大，也不易于实现理想的防尘措施。在半导体专用设备行业，进行单晶、多晶、太阳能材料的多线切割中，急需一种高速度、高效率、使用方便、成本低的排绕线装置，以适应不同规格，不同尺寸的晶片切割。

发明内容

本发明的目的是提供一种布线横移架，收线轮或放线轮横移架采用本结构，可以实现多线切割机收线轮或放线轮的自动收或放排线，其结构紧凑、传动平稳、精度高，有利于提高切割质量和工作效率、使用方便、降低成本；可适应不同规格，不同尺寸的晶片切割。

本发明是这样实现的：一种布线横移架，包括支架，其特征在于具有以下机械传动结构：伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠件通过滚动轴承固定支承于支架上；导向空心光轴通过直线轴承与支架相连，中间设有尼龙管的导向空心光轴通过连接板连在与滚珠丝杠件配合的丝母上；导向空心光轴的另一端连有导轮机构，导轮机构具有轴承、导轮及其密封结构。

所述的导向空心光轴的外面、在直线轴承与和导轮机构之间设有伸缩式的第三钢琴罩较好。

在所述的滚珠丝杠件的外面、在丝母的一端和支架之间设有伸缩式的第二钢琴罩，在丝母的另一端和支架之间设有伸缩式的第一钢琴罩较好。

所述的导轮机构和导向空心光轴之间设有快换接头较好。。

所述的导轮机构具有以下结构较好：导轮采用筋板式结构，固定于外套上，外套通过轴承和密封器相连，外套和密封器间设有密封圈，外套下端设有连接器。

所述的支架上装有3～5个光电限位开关，以便于电路自动控制。

本发明的积极效果是：可以有效解决现有的机械冲孔机灵活性不足且加工效率不高的问题，收线轮或放线轮横移架采用本结构，可以实现多线切割机收线轮或放线轮的自动收或放排线，其结构紧凑、密封性好、传动平稳、精度高，使用安装方便、有利于提高切割质量和工作效率、降低成本、节约人力、物力、财力，可满足加工不同规格的晶片加工。是一种高速度、高效率、使用方便、成本低的排绕线装置，可适应不同规格，不同尺寸的晶片切割。提高切割效率，降低材料成本，节约人力、物力、财力，满足加工不同规格的晶片提供方便、简单、易于操作加工的工作平台。

以下结合一个较佳的具体实施例及附图作详述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图。

图2是图1的上部导轮机构的放大示意图。

图3是图1的中部固定支承端部放大示意图。

图4是图1的下部伺服电机直连端放大示意图。

图中各符号含义：1.尼龙管 2.伸缩罩后固定板 3.联轴器 4.内外丝5.第一钢琴罩 6.连接板 7.压套 8.固定锁母 9.空心光轴 10.支架 11.过线套 12.第二钢琴罩 13.隔套 14.快换接头 15.第三钢琴罩 16.连接器 17.密封器 18.轴承.19.定位垫圈 20.第一轴承压盖 21.密封盖 22.锁母 23.聚氨酯大滑轮 24.导轮 25.外套 26.前防尘盖 27.直线轴承(或导套) 28.第二轴承压盖 29.轴承座 30.锁母垫圈 31.轴承 32.护罩前定位块 33.开关架 34.光电限位开关 35.滚珠丝杠 36.紧固块 37.挡光板 38.托架 39.固定环 40伺服电机

具体实施方式

此处所描述的较佳具体实施例仅用以解释本发明，并不适于限定本发明。

参见图1～图3，该布线横移架，包括支架10，并具有以下机械传动结构：伺服电机40通过联轴器3与滚珠丝杠35连接，滚珠丝杠件35通过滚动轴承固定支承于支架10上；导向空心光轴9通过直线轴承27与支架10相连，中间设有尼龙管1的导向空心光轴9通过连接板6连在与滚珠丝杠件35配合的丝母上；导向空心光轴9的另一端连有导轮机构，导轮机构具有轴承18、导轮24及其密封结构。导向空心光轴9的外面、在直线轴承27与和导轮机构之间设有伸缩式的第三钢琴罩15。滚珠丝杠件35的外面、在丝母的一端和支架10之间设有伸缩式的第二钢琴罩12，在丝母的另一端和支架10之间设有伸缩式的第一钢琴罩5。导轮机构和导向空心光轴9之间设有快换接头14。导轮机构的导轮24采用筋板式结构，固定于外套25上，外套25通过轴承18和密封器17相连，外套25和密封器17间设有密封圈，外套25下端设有连接器16。支架10上装有3～5个光电限位开关34(其电路一般技术人员均可设计实施，略)。

伺服电机40用4个内六角圆柱头螺钉M6×30安装在支架10上，其轴端通过刚性连轴器件3与精密滚珠丝杠35直接相连接。

精密滚珠丝杠35另一端采用一对背靠背精密滚动轴承31固定支承于支架10上。

精密空心光轴9作直线导向作用，一端配以两套精密直线滚动轴承27固定支撑于整机支座上，另一端通过件连接板6、固定锁母8与精密滚珠丝杠35相连。

采用一对背靠背精密滚动轴承18作为导轮机构的滚动元件，导轮机构通过连接器16与空心光轴9螺纹连接。

快换接头14分别螺纹连接固定于连接器16、内外丝4上，内外丝4螺纹连接于精密空心光轴端部。在快换接头14上按图插入尼龙管1接入压力空气源实现气密封。

布线横移架是用来实现多线切割机收、放线轮的自动收、放排线，使横移架按照切割线具体直径设定的步距沿收、放线轮轴向被动收、放排线，当每一层排线完成时即刻碰到相应限位返回继续下一层排线，伺服电机直连驱动精密滚珠丝杠往复运动，丝杠螺母带动导向光轴往复直线运动，光轴端部安装有气密封和精密滚动轴承的导轮机构；由于安装结构要求，直线导轨需要定位工作台，对于空间要求较大，制造成本高，而导向光轴具有结构紧凑，安装方便，成本低的特点。

布线横移架的工作过程：布线横移架分为收、放线两套横移架，结构相同，工作时两套机构必须协同收、放线轮机构同步工作，当放线轮在伺服电机旋转带动工作时，放线横移架聚氨酯大滑轮在切割钢丝带动下被动旋转，放线伺服电机同步工作，丝杠转动通过丝杠螺母直线移动导向光轴，装在导向光轴端部的滑轮机构同步移动，移动速度按切割钢丝直径和放线轮上当前钢线层周长计算，随着不断放线，当前钢线层周长按函数关系逐渐减小，从而保证放线轮正确放线，同理收线轮在伺服电机旋转带动下同步工作，收线横移架聚氨酯大滑轮在切割钢丝带动下被动旋转，收线横移架驱动伺服电机也同步工作保证收线轮正确收线。由于切割过程中，切割钢线往返运动，进两步退一步，这就要求频繁收、放线，收、放线横移架导向光轴往复移动，保证收、放线轮上切割钢线整齐分布排列缠绕。

导轮机构的两个滑轮部分处于收、放线室中，位于支座板前方，收、放线室是一密闭空间，收、放线室横移架安装在支座板上，位于支座板后面，切割室中进行切割时需要大量浇注切割砂浆，高速运行的钢丝切割线很容易把切割磨粒带入收、放线室，这就要求所设计的横移架导轮机构必需密封，否则磨粒很容易被带入导轮机构内部破坏轴承致使导轮机构无法使用。通过在空心导向光轴中接入压缩空气源，不断地往导轮机构内部腔体吹入压力空气，气流从导轮机构相对旋转零件缝隙间流出达到阻止磨粒进入内部，从而起到密封作用。

精密空心光轴是一根直线度、刚度比较高的不锈钢轴类零件，一端固定进气快换接头用于接入尼龙气管，另一端固定安装导轮机构，光轴连接气源轴端部分固定连接在滚珠丝杠的传动螺母上，光轴另一端用直线轴承支承于整机支座板的轴承孔内，工作时光轴穿过支座板的轴承孔进入收、放线室，光轴在丝杠螺母的带动下往复运动，从而实现导轮机构的同步往复移动。由于这是一个单元机构技术，解决了正确收、放布线、提高效率的难题，分析其工作原理离不开与其他单元协同工作的原理，切割钢丝运行路线图整体反映了钢丝运行路径，而布线横移架的两个滑轮相对放、收线轮的轴向作同步移动从而实现了正确排线。收、放布线横移架是同一种机构采用了两种安装方式，即安装在不同位置，并互成90度，这是实际整机结构布局决定的，它们同步运转，同步移动。实践证明这一单元技术获得了成功，很有推广价值。

本发明由于采用伺服电机直接通过刚性连轴器与精密滚珠丝杠连接，省去原精密滚珠丝杠一端铰支承，启、停快速敏捷，结构紧凑。本发明采用精密光轴作直线导向作用，并可配以2套精密直线滚动轴承支承。本发明采用一对背靠背精密滚动轴承作为导轮机构的滚动元件，转动灵活。导轮机构作为传动的小单元，其导轮采用筋板式结构，重量小，惯性小，适于高速旋转。导轮机构的密封器、连接器、端盖，都采用了密封结构设计，防止导轮高速旋转时砂浆微粉固体颗粒侵入。还可采用导入高压空气流体进入旋转导轮内部进行气密封，防止导轮高速旋转时砂浆微粉固体颗粒侵入。精密滚珠丝杠和精密导向光轴上安装有伸缩性的钢琴罩，充分保护和防止尘砂侵入。采用3～5个光电开关精确控制限位。采用铸件支架支承，结构稳定紧凑、精巧，减震，成本低。

Claims (6)

1.一种布线横移架，包括支架(10)，其特征在于具有以下机械传动结构：伺服电机(40)通过联轴器(3)与滚珠丝杠(35)连接，滚珠丝杠件(35)通过滚动轴承固定支承于支架(10)上；导向空心光轴(9)通过直线轴承(27)与支架(10)相连，中间设有尼龙管(1)的导向空心光轴(9)通过连接板(6)连在与滚珠丝杠件(35)配合的丝母上；导向空心光轴(9)的另一端连有导轮机构，导轮机构具有轴承(18)、导轮(24)及其密封结构。

2.根据权利要求1所述的布线横移架，其特征在于在所述的导向空心光轴(9)的外面、在直线轴承(27)与和导轮机构之间设有伸缩式的第三钢琴罩(15)。

3.根据权利要求2所述的布线横移架，其特征在于在所述的滚珠丝杠件(35)的外面、在丝母的一端和支架(10)之间设有伸缩式的第二钢琴罩(12)，在丝母的另一端和支架(10)之间设有伸缩式的第一钢琴罩(5)。

4.根据权利要求1所述的布线横移架，其特征在于所述的导轮机构和导向空心光轴(9)之间设有快换接头(14)。

5.根据权利要求1所述的布线横移架，其特征在于在所述的导轮机构的导轮(24)采用筋板式结构，固定于外套(25)上，外套(25)通过轴承(18)和密封器(17)相连，外套(25)和密封器(17)间设有密封圈，外套(25)下端设有连接器(16)。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的布线横移架，其特征在于在所述的支架(10)上装有3～5个光电限位开关(34)。

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