CN102825672A

CN102825672A - 单晶棒定向夹紧装置

Info

Publication number: CN102825672A
Application number: CN201210278182XA
Authority: CN
Inventors: 金慧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2012-12-19

Abstract

一种单晶棒定向夹紧装置，包括底板和夹持架，所述夹持架通过销轴可摆动地安装在底板上，调整支承块固定在底板侧面，调整丝杆通过调整支承块的孔，所述调整丝杆固定在所述调整支承座上，调整手轮固定在调整丝杆的头部，调整螺母固定在夹持架上，所述调整螺母通过螺纹和所述调整丝杆相连接，所述调整丝杆与所述夹持架固定连接，所述底座上安装用以指示所述夹持架摆动角度的标尺。本发明提供一种切割时预先切出晶向偏角、避免材料浪费、大大提高单晶利用率的单晶棒定向夹紧装置。

Description

单晶棒定向夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种单晶棒夹紧装置。

背景技术

目前国内所有的半导体晶圆生产厂家，在制成单晶晶棒后，先需经过去头尾、割断、滚磨等工序，将整根单晶棒分成长度为300～400mm的短棒，以适应切片机的最大加工长度，然后在切片机上切成晶片。在切割110等晶向晶片时，切片时存在一个2～5度的晶向偏角，也就是要求在一定的晶向下，端面与轴线有2～5度的倾斜。而目前的切断机割断时不能偏转角度，无法切割出这个晶向偏角，这样会在每段单晶短棒的两端因为这个晶向偏角产生不完整片而无法利用。按目前常见的6英寸单晶计算，每端的长度达到15mm。按一根晶棒长1200mm计算，切成四根短棒，每根短棒浪费15mm，相当于每根晶棒因晶向偏角原因浪费60mm，这部份的重量达到2.5KG。而一台割断机一天的切割量在10根单晶棒以上，由此产生的经济效益是非常可观的。

发明内容

为了克服已有单晶棒夹紧装置的无法切割晶向偏角、材料浪费严重、利用率较低的不足，本发明提供一种切割时预先切出晶向偏角、避免材料浪费、大大提高单晶的利用率的单晶棒定向夹紧装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种单晶棒定向夹紧装置，包括底板和夹持架，所述夹持架通过销轴可摆动地安装在底板上，调整支承块固定在底板侧面，调整丝杆通过调整支承块的孔，所述调整丝杆固定在所述调整支承座上，调整手轮固定在调整丝杆的头部，调整螺母固定在夹持架上，所述调整螺母通过螺纹和所述调整丝杆相连接，所述调整丝杆与所述夹持架固定连接，所述底座上安装用以指示所述夹持架摆动角度的标尺。

进一步，所述夹持架包括底座、主轴、前卡盘和后卡盘，所述底座上加工有主轴孔，所述主轴孔的前后装有一对复合轴承，所述主轴安装于主轴孔内，所述前卡盘和后卡盘分别安装在主轴前后两端；用以挡住前卡盘的挡圈固定在底座的前端面，用以挡住前后盘的后挡圈固定在底座的后端面，所述底座后端安装有锁紧圈，所述锁紧圈上加工有通槽，操作手柄与锁紧手柄联动，所述锁紧手柄与锁紧圈配合，所述锁紧圈与后挡圈联动，所述底座底部联接有调节螺母，所述调节螺母与所述调整丝杆相联。

再进一步，所述夹紧装置还包括定向支架，所述定向支架包括定向支座、齿条调整轴、辅助轴、联接片、固定架和调节齿轮，所述定向支座加工有二个平行导向孔，前后安装有导向套，所述齿条调整轴和辅助轴穿过导向套并能前后滑移，所述齿条调整轴通过三角把手与定向支座锁紧，所述齿条调整轴和辅助轴通过联接片联接在一起；所述定向支座侧面开有安装孔，所述调节齿轮安装在定向支座上，所述调节齿轮和齿条调整轴啮合，所述调节齿轮两端固定在定向支座上，所述调节齿轮的端部和波形手轮联动；所述固定架固定在所述齿条调整轴前端，所述固定架通过销轴与定位板可转动地连接，所述销轴固定在固定架上，所述定向支座固定在底板上。

更进一步，所述夹紧装置还包括辅助支架，所述辅助支架包括辅助架、转轴和滚轮，所述转轴通过一对轴承安装在辅助架上，所述滚轮套在转轴上，所述轴承用一对闷盖固定在辅助架上，所述辅助架固定在所述底板上。

本发明的有益效果主要表现在：1、改原先的V型铁夹紧为前后夹盘夹紧，并且前后夹盘能围绕自身轴线旋转，整个夹持架可以绕销轴偏摆。通过晶棒的转动和偏摆，使得晶棒切断时就与晶向偏角一致；2、定向支架用于连续切割时，只需调整晶棒，使原先带晶向偏角端面与定位板对平，即可切割下一根晶棒，减少计算调整时间；3、定位杆伸出长度可调，能满足不同长度要求晶棒的切割；4、辅助支架在上料时能起到导向和支承作用，减少操作难度和劳动强度。

附图说明

图1是单晶棒定向夹紧装置的立体图。

图2是单晶棒定向夹紧装置的主视图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2的左视图。

图5是夹持架的结构图。

图6是夹持架的半剖图。

图7是定向支架的结构图。

图8是定向支架的主视图。

图9是辅助支架的结构图。

图10是辅助支架的半剖图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图10，一种单晶棒定向夹紧装置，包括底板1、夹持架3、销轴5、定向支架2、辅助架4和调整手轮7、调整丝杆11、调整螺母12、调整支承块10、锁紧圈8及标尺6等。所述夹持架3通过销轴5安装在底板1上，所述调整支承块10固定在底板1侧面，所述调整丝杆11通过调整支承块10的孔，所述锁紧圈8通过直销9把调整丝杆7固定在所述调整支承座10上，所述调整手轮7固定在调整丝杆的头部。所述调整螺母固定在夹持架3上，并通过螺纹和所述调整丝杆11相连接。通过转动调整手轮7，驱动调整丝杆11转动，使得螺母12移动，从面带动夹持架绕销轴5摆动，然后用螺栓13固定住所述夹持架3。

所述夹持架3包含底座15、挡圈16、复合轴承17、主轴18、前卡盘19、后卡盘20等，所述底座15上加工有主轴孔，前后装有一对复合轴承17，所述主轴18安装于主轴孔内，所述前卡盘19和后卡盘20分别安装在主轴前后两端，所述前后卡盘19、20随主轴18同步旋转。所述挡圈16固定在底座15的前端面，以挡住前卡盘19。所述底座15后端安装有锁紧圈21，所述锁紧圈21上加工有通槽，通过手柄24带动锁紧手柄23旋转，使锁紧圈21径向收缩，抱紧所述后卡盘20上的后档圈22，从而锁紧主轴18。所述底座15底部联接有调节螺母12，所述调节螺母12与前述调整丝杆11相联，如前述，通过转动调整手轮7，驱动调整丝杆11转动，使得螺母12移动，从而带动夹持架绕销轴5摆动，所述底座1后部装有标尺6，以指示夹持架摆动角度。

所述定向支架2包含有定向支座26、齿条调整轴28、辅助轴30、联接片29及固定架37、调节齿轮40等，所述定向支座26加工有二个平行导向孔，前后安装有导向套27，所述齿条调整轴28和辅助轴30穿过导向套27并能前后滑移，所述齿条调整轴28通过三角把手31与定向支座26锁紧，所述齿条调整轴28和辅助轴30通过联接片29联接在一起，使移动同步。所述定向支座26侧面开有安装孔，所述调节齿轮40安装在定向支座26上，并和齿条调整轴28啮合。所述调节齿轮40两端通过调整垫片38、定位法兰39固定在定向支座26上，端部和波形手轮41连接。通过转动所述波形手轮41，带动所述调节齿轮40转动，从而带动齿条调整轴28前后移动。所述固定架37通过定位螺钉32固定在所述齿条调整轴28前端，所述固定架37通过销轴36与定位板33连接，并使得定位板33能绕所述销轴36转动。所述销轴36通过垫片34和开口销35固定在固定架37上。所述定位板30绕销轴36转动的二个极限位置，分别对应于定位板30的工作位置和收起位置。所述定向支架2通过定向支座26上的四个螺纹孔固定在底板上。

所述辅助支架4包含有辅助架42、转轴43和滚轮44，所述转轴43通过一对轴承46安装在辅助架42上，所述滚轮44套在转轴43上，并随转轴43一起旋转。所述轴承用一对闷盖47固定在辅助架42上。整个辅助支架通过辅助架42上的二个螺纹孔固定在前述底板1上。

本装置用于硅单晶切断时的定向夹持。拆除切断机原有的V型块夹紧装置，换上本装置，调整位置，使得本装置夹持架3的轴线与切断机刀片垂直，固定本装置后即可使用。使用前，转动主轴，使得锁紧圈21上的0位刻线对齐后挡圈22上的0度刻线。单晶硅棒依次从后卡盘20、主轴18、前卡盘19中通过，留足切割长度后，锁紧前卡盘19和后卡盘20，夹紧单晶；然后通过转动手柄24带动锁紧手柄23旋转，使锁紧圈21径向收缩，抱紧固定在后卡盘20上的后档圈22，从而锁紧主轴18，固定住主轴、前后卡盘和单晶。启动切断机，试切一片单晶。对这片单晶，在单晶定向仪(另配)上进行测试，以确定正确定向需要单晶棒绕主轴轴线转动的方向和角度及单晶棒相应摆动的角度和(小于5度)和方向。根据以上二组数据，松开锁紧手柄23，转动主轴18，根据所需旋转方向和角度调整主轴18，旋转的角度直接在后挡圈22的刻度上读取。松开六角螺栓13，转动调整手轮7，驱动调整丝杆11转动，使得螺母12移动，从而带动夹持架绕销轴5摆动，夹持架3摆动角度和方向直接用指针26显示。调整完成后，锁紧六角螺栓13和锁紧手柄23，就可以进行切割。

第一段切割完成后，松开后卡盘20和前卡盘19，移动单晶棒到要求长度后，锁紧前卡盘19和后卡盘20。转动手柄24，松开主轴18；转动六角螺栓13，松开夹持架3。转动波形手轮41，使齿条调整轴28前移，目测固定板37超过单晶棒后，转动定位板33到下止位。然后调整波形手轮41，使得固定板37接近单晶棒先前的切割端面，根据目测，转动主轴18和波形手轮7，通过单晶棒绕自身轴线旋转和绕销轴5摆动，使单晶棒前一次切割形成的端面和定位板，33的定位面平行。旋转手柄24，锁紧主轴；拧紧六角螺栓13，锁紧夹持架3，然后可以开始第二段单晶的定向割断。如此重复，可以方便实现单晶棒的定向切割。

Claims

1.一种单晶棒定向夹紧装置，其特征在于：所述夹紧装置包括底板和夹持架，所述夹持架通过销轴可摆动地安装在底板上，调整支承块固定在底板侧面，调整丝杆通过调整支承块的孔，所述调整丝杆固定在所述调整支承座上，调整手轮固定在调整丝杆的头部，调整螺母固定在夹持架上，所述调整螺母通过螺纹和所述调整丝杆相连接，所述调整丝杆与所述夹持架固定连接，所述底座上安装用以指示所述夹持架摆动角度的标尺。

2.如权利要求1所述的单晶棒定向夹紧装置，其特征在于：所述夹持架包括底座、主轴、前卡盘和后卡盘，所述底座上加工有主轴孔，所述主轴孔的前后装有一对复合轴承，所述主轴安装于主轴孔内，所述前卡盘和后卡盘分别安装在主轴前后两端；用以挡住前卡盘的挡圈固定在底座的前端面，用以挡住前后盘的后挡圈固定在底座的后端面，所述底座后端安装有锁紧圈，所述锁紧圈上加工有通槽，操作手柄与锁紧手柄联动，所述锁紧手柄与锁紧圈配合，所述锁紧圈与后挡圈联动，所述底座底部联接有调节螺母，所述调节螺母与所述调整丝杆11相联。

3.如权利要求1或2所述的单晶棒定向夹紧装置，其特征在于：所述夹紧装置还包括定向支架，所述定向支架包括定向支座、齿条调整轴、辅助轴、联接片、固定架和调节齿轮，所述定向支座加工有二个平行导向孔，前后安装有导向套，所述齿条调整轴和辅助轴穿过导向套并能前后滑移，所述齿条调整轴通过三角把手与定向支座锁紧，所述齿条调整轴和辅助轴通过联接片联接在一起；所述定向支座侧面开有安装孔，所述调节齿轮安装在定向支座上，所述调节齿轮和齿条调整轴啮合，所述调节齿轮两端固定在定向支座上，所述调节齿轮的端部和波形手轮联动；所述固定架固定在所述齿条调整轴前端，所述固定架通过销轴与定位板可转动地连接，所述销轴固定在固定架上，所述定向支座固定在底板上。

4.如权利要求1或2所述的单晶棒定向夹紧装置，其特征在于：所述夹紧装置还包括辅助支架，所述辅助支架包括辅助架、转轴和滚轮，所述转轴通过一对轴承安装在辅助架上，所述滚轮套在转轴上，所述轴承用一对闷盖固定在辅助架上，所述辅助架固定在所述底板上。