CN104668895B - 芯片夹持环的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种芯片夹持环的制作方法，包括：将圆柱形坯料形成圆环柱形坯料，在圆环柱形坯料的第一环形端面边缘形成包围圆孔的第一环形槽，在第一环形槽与圆孔间形成包围圆孔的第二环形槽，第一环形槽包围第二环形槽；形成第三环形槽，第二环形槽包围第三环形槽，第三环形槽底与圆孔相通，在第三环形槽底形成第一凸台；在第二环形端面与圆孔侧壁交界处形成第二凸台；第二、第一环形槽间形成至少两个第一安装孔；第一环形槽外侧壁与圆环柱形坯料侧面间形成第二安装孔，第一环形槽内侧壁与第一安装孔孔壁间形成第三安装孔，第二、第三安装孔分别垂直第一安装孔，且同轴，第三安装孔与第一安装孔相通。采用本发明的方法，能制作出芯片夹持环，且制作精度高。

Description

芯片夹持环的制作方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及芯片夹持环的制作方法。

背景技术

真空溅镀是由电子在电场的作用下加速飞向芯片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向芯片，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子(或分子)沉积在芯片上成膜，而最终达到对芯片表面镀膜的目的。为了更好的固定芯片，提高芯片表面镀膜质量，需要采用芯片夹持环来使芯片稳固固定。

芯片夹持环的结构复杂且精度要求高，目前对芯片夹持环的机械加工工艺不成熟，很难实现芯片夹持环的机械加工。

发明内容

本发明解决的问题是芯片夹持环的结构复杂且精度要求高目前对芯片夹持环的机械加工工艺不成熟，很难实现芯片夹持环的机械加工。

为解决上述问题，本发明提供一种芯片夹持环的制作方法，包括

提供圆柱形坯料，在所述圆柱形坯料内形成一个圆孔，所述圆孔与所述圆柱形坯料同轴，形成圆环柱形坯料，所述圆环柱形坯料包括第一环形端面、第二环形端面和位于第一环形端面、第二环形端面之间的侧面；

在所述圆环柱形坯料的第一环形端面的边缘形成包围所述圆孔的第一环形槽，在所述第一环形槽与所述圆孔之间形成包围所述圆孔的第二环形槽，所述第一环形槽包围第二环形槽；

形成第三环形槽，所述第二环形槽包围所述第三环形槽，所述第三环形槽底部与所述圆孔相通，在所述第三环形槽的环形底部形成若干个第一凸台，所述若干个第一凸台沿所述环形底部圆周方向均匀分布；

在第二环形端面与所述圆孔侧壁的交界处形成若干个第二凸台，所述第二凸台沿所述圆孔圆周均匀分布；

在第二环形槽与第一环形槽之间形成至少两个第一安装孔，所述至少两个第一安装孔沿所述第二环形槽圆周均匀分布，每个所述第一安装孔的孔轴线垂直于所述第二环形槽的底面；

在所述第一环形槽外侧壁与所述圆环柱形坯料的侧面之间形成第二安装孔，在所述第一环形槽内侧壁与第一安装孔的孔壁之间形成第三安装孔，所述第二安装孔、第三安装孔分别垂直于第一安装孔，且同轴，所述第三安装孔与所述第一安装孔相通。

可选的，所述圆孔一步粗车到位。

可选的，所述第一环形槽与第二环形槽的深度相同，所述第三环形槽的深度大于第一环形槽的深度。

可选的，所述第一凸台与所述第三环形槽一体成型。

可选的，所述第一凸台为方形结构。

可选的，所述第二凸台与所述圆孔侧壁一体成型。

可选的，所述第一凸台的数量为四个，所述第二凸台的数量为六个。

可选的，所述第一环形槽、第二环形槽、第三环形槽的形成方法为车削。

可选的，所述第二凸台的形成方法为铣削。

可选的，形成所述第三环形槽和第一凸台后，形成所述第二凸台之前，粗车所述圆环柱形坯料外圆后留0.4mm～0.6mm余量，粗车所述第一环形端面后留0.7mm～0.9mm余量，粗车所述第二环形端面后留0.7mm～0.9mm余量。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

相对于第二环形端面，第一环形端面将被加工成第一环形槽至第三环形槽，因此，以较平第二环形端面为基准面，先对第一环形端面进行第一环形槽至第三环形槽加工，可以显著提高加工精度。

另外，对第一环形端面进行第一环形槽至第三环形槽的加工时，先加工位于第一环形端面边缘的第一环形槽，其次加工位于第一环形槽和圆孔之间的第二环形槽，最后加工位于第一环形端面中间的第三环形槽，之所以按照在第一环形端面沿外至里的加工顺序进行加工，可以最大化程度的减小后续形成的芯片夹持环的变形量。

附图说明

图1是本发明具体实施例中的圆柱形坯料的俯视结构示意图；

图2是本发明具体实施例中的圆柱形坯料的侧视结构示意图；

图3是本发明具体实施例中的圆环柱形坯料的俯视结构示意图；

图4是本发明具体实施例中的第一夹具固定圆环柱形坯料的沿图3的AA方向的剖视结构示意图；

图5是本发明具体实施例中的加工出圆环柱形坯料第一环形端面的第一环形槽至第三环形槽的俯视结构示意图；

图6是图5中沿BB线和沿CC线叠加后的剖面结构示意图；

图7是采用第一夹具粗车圆环柱形第二环形端面的剖面结构示意图；

图8是采用第一夹具精车圆环柱形第一环形端面的剖面结构示意图；

图9是采用第一夹具精车圆环柱形第二环形端面的剖面结构示意图；

图10是本发明具体实施例中的第二夹具的立体结构示意图；

图11是本发明具体实施例中在第一环形端面加工出第二凸台的俯视结构示意图；

图12是图11的沿DD线和沿EE线方向叠加的剖面结构示意图；

图13是图12中的F虚线框部分的局部放大示意图；

图14是形成第二安装孔的圆环柱形坯料的侧面结构示意图；

图15是图14中的G虚线框部分的局部放大示意图；

图16是在第二环形端面形成第二凸台的平面结构示意图。

具体实施方式

为了解决上述技术问题，本发明提供一种芯片夹持环的制作方法，采用本发明的方法不仅能够实现芯片夹持环的机械加工，而且加工出的芯片夹持环的精度高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。具体如下：

参考图1至图4，执行步骤S11，提供圆柱形坯料10，在所述圆柱形坯料10内形成一个圆孔13，所述圆孔13与所述圆柱形坯料10同轴，形成圆环柱形坯料11，所述圆环柱形坯料11包括第一环形端面111、第二环形端面112和位于第一环形端面111、第二环形端面112之间的侧面113。具体如下：

参考图1和图2，圆柱形坯料10包括第一圆形端面、第二圆形端面和位于第一圆形端面、第二圆形端面之间的侧面。

参考图3和图4，提供第一夹具51，第一夹具51为圆柱形，在第一夹具51的一个圆形表面形成一个凹槽，该凹槽用来放置圆柱形坯料10，因此，第一夹具51上的凹槽直径尺寸与圆柱形坯料的直径尺寸相匹配，但是凹槽高度小于圆柱形坯料10的高度。将第一夹具51固定在车床上，将圆柱形坯料10固定在第一夹具51上，第一夹具51露出圆柱形坯料10的被加工面。对圆柱形坯料10进行粗车，在圆柱形坯料内形成一个圆孔13。

需要说明的是，受粗车参数的影响，现有技术中粗车圆孔的方法为：第一夹具露出第一圆形端面，车削刀具从第一圆形端面的圆心开始，以一定的进给量一圈一圈的移动至圆孔的半径预定距离，车削出第一圆形凹槽，第一圆形凹槽的深度等于圆柱形坯料高度的一半。接着，翻转圆柱形坯料，第一夹具露出第二圆形端面，车削刀具从第二圆形端面的圆心开始，以一定的进给量一圈一圈的移动至圆孔的半径预定距离，形成圆孔，原有的在圆孔位置的圆柱形坯料为屑状，无法利用。本发明中的粗车圆孔的方法为：第一夹具露出第一圆形端面，车削刀具直接从第一端面的圆孔半径的预定距离开始沿圆形轨迹切割出第二圆形凹槽，该第二圆形凹槽的深度为圆柱形坯料10的高度的一半，接着，翻转圆柱形坯料，使得第一夹具露出第二圆形端面，车削刀具直接从第二圆形端面的圆孔半径的预定距离开始将第二圆形凹槽打通形成圆形通孔13。采用本发明的方法形成圆形通孔13的效率高，精度高，并且原有的在圆孔13的位置的圆柱形坯料为一个圆块，可以重复再利用。

经过上述操作，圆柱形坯料10成为圆环柱形坯料11。

接着，参考图5和图6，执行步骤S12，在所述圆环柱形坯料11的第一环形端面111的边缘形成包围所述圆孔13的第一环形槽14，在所述第一环形槽14与所述圆孔13之间形成包围所述圆孔13的第二环形槽15，所述第一环形槽14包围第二环形槽15。

形成第一环形槽14、第二环形槽15的方法为粗车。第一环形槽14包围第二环形槽15且同轴，第二环形槽15包围圆孔13且同轴，也就是说，第一环形槽14的内圆直径大于第二环形槽15的外圆直径，第二环形槽15的内圆直径大于圆孔13的直径。第一环形槽14的深度等于第二环形槽15的深度。第二环形槽15外侧壁151具有两个朝第二环形槽15内侧壁152方向延伸的延伸部16，这两个延伸部16互成180度，这两个延伸部16的连线与第二环形槽15的直径同方向。单个延伸部16呈半圆柱形，延伸部16的高度等于第二环形槽15的深度。其他实施例中，延伸部为两个以上，沿第二环形槽15圆周方向均匀分布，也属于本发明的保护范围之内。

接着，继续参考图5和图6，执行步骤S13，形成第三环形槽17，所述第二环形槽15包围所述第三环形槽17，所述第三环形槽17底部与所述圆孔13相通，在所述第三环形槽17的环形底部形成若干个第一凸台18，所述若干个第一凸台18沿所述环形底部圆周方向均匀分布。

本实施例中，形成第三环形槽17的方法也为粗车。第三环形槽17的深度大于第一环形槽14的深度。在第三环形槽17的底部圆周方向形成四个第一凸台18。第一凸台18为长方体片状结构，第一凸台18的凸出方向垂直于第三环形槽17的底部。其他实施例中，在第三环形槽17的底部也可以形成其他数量的第一凸台，只要能够沿第三环形槽17的环形底部沿圆周方向均匀分布就属于本发明的保护范围。

本实施例中，第三环形槽17与第一凸台18一体成型，并且粗车形成第三环形槽17的同时也形成了四个第一凸台18。这样一次成型的粗车第三环形槽17和第一凸台18方法可以提高粗车效率，并且提高后续形成的芯片夹持环的精度。

本实施例中，在圆环柱形坯料11中形成第三环形槽17及第一凸台18后，还包括下列步骤：粗车圆环柱形坯料11的外圆，使外圆半径留0.4mm～0.6mm余量。接着，粗车圆环柱形坯料11的具有第一环形槽14、第二环形槽15和第三环形槽17的第一环形端面，留0.6mm～1.0mm的余量，然后，参考图7，粗车圆环柱形11的第二环形端面，留0.6mm～1.0mm的余量。

本实施例中，粗车的工艺参数如下：采用型号为CCGT-120404-HP的肯钠刀具(KENNAMETAL)，车床的主轴转速范围为340～360转/秒或290转/秒～310转/秒，背吃刀量为0.3毫米～0.4毫米。

其中，车削车床的转速过快，车削时温度会上升，大大缩短车削刀具的使用寿命；车削车床转速过慢，容易使被加工面被加工成凸凹不平的表面，造成加工后的表面粗糙。但是，车削车床的转速如果比较高，则可以减小刀具对圆环柱形坯料的冲击力，避免产生大的应力；对于由此引起的温升，可以通过冷却介质解决。

车削过程是剪切与挤压并存的过程，背吃刀量为在被加工表面厚度方向上的相对位移。如果背吃刀量过小，挤压效果大于剪切效果，使得距表层不同深度的晶粒间大小不同，造成被加工表面残余应力大；如果背吃刀量过大，则在加工中易出现打滑现象。

需要说明的是：(1)粗车圆环柱形坯料11的外圆、第一环形端面、第二环形端面之所以留有上述余量，是为后续的精车工艺做准备，使得后续形成的芯片夹持环的变形量小，加工精度高。

(2)采用第一夹具51对圆环柱形坯料11的第一环形端面111先进行粗加工的原因如下：第二环形端面112与第一夹具51的接触面积大于第一环形端面111与第一夹具51的接触面积，因此，先以第二环形端面112为基准面，对第一环形端面111进行粗加工，可以显著提高加工精度。

(3)对第一环形端面111进行第一环形槽14至第三环形槽17的加工时，先加工位于第一环形端面111外侧的第一环形槽14，其次加工位于第一环形槽14和圆孔13之间的第二环形槽15，最后加工位于第一环形端面111中间的第三环形槽17，之所以按照在第一环形端面111沿外至里的加工顺序进行加工，可以最大化程度的减小后续形成的芯片夹持环的变形量。

参考图8，粗车完毕后，翻转圆环柱形坯料11，将圆环柱形坯料11的第一环形端面111露出，以第二环形端面112为基准，将圆环柱形坯料11的外圆的尺寸精车到位。

接着，精车圆环柱形坯料11的已经具有第一环形槽14至第三环形槽17的第一环形端面111，留有0.3mm～0.7mm的余量。参考图9，精车完第一环形槽端面111时，精车圆环柱形坯料11的第二环形端面112，留有0.3mm～0.7mm的余量。

然后，继续翻转圆环柱形坯料11，将圆环柱形坯料11的第一环形端面111露出，以第二环形端面112为基准，具有第一环形槽14至第三环形槽17的第一环形端面111尺寸精车加工到位。第一环形端面111的尺寸到位后，将圆环柱形坯料11的第二环形端面112露出，以第一环形端面111为基准，使得第二环形端面112尺寸精车加工到位。

本实施例中，精车的工艺参数如下：采用型号为KC5025的肯钠刀具，车床的主轴转速范围为390转/秒～400转/秒，背吃刀量为0.04毫米～0.06毫米。

其中，精车圆环柱形坯料11的要求比粗车圆环柱形坯料11的要求高，所以对圆环柱形坯料11的精车参数更难设定。其中，车削车床的转速过快，车削时温度会上升，大大缩短车削刀具的使用寿命；车削车床转速过慢，容易使得被加工表面加工成凸凹不平的表面，造成圆环柱形坯料11表面粗糙。但是，车削车床的转速如果比较高，则可以减小刀具对圆环柱形坯料11的冲击力，避免产生大的应力；对于由此引起的温升，可以通过冷却介质解决。

如果背吃刀量过小，挤压效果大于剪切效果，使得距表层不同深度的晶粒间大小不同，造成圆环柱形坯料11表面残余应力大；如果背吃刀量过大，则在加工中易出现打滑现象。

需要说明的是：(1)精车圆柱形坯料11的外圆、第一环形端面111、第二环形端面112之所以留有上述余量，是为后续的精车尺寸到位做准备，使得后续的形成的芯片夹持环的变形量小，加工精度高。

(2)采用第一夹具51对圆环柱形坯料的第一环形端面111先进行精加工的原因如下：第二环形端面112与第一夹具51的接触面积大于第一环形端面111与第一夹具51的接触面积，因此，先以第二环形端面112为基准面，对第一环形端面111进行精加工时，可以提高加工精度。

另外，本实施例制作了适用于车床的第一夹具51，将圆环柱形坯料固定在第一夹具51上进行车床加工，实现了加工过程中稳固固定圆环柱形坯料的目的，提高加工精度。接着，参考图10和图11，执行步骤S14，在第二环形端面与所述圆孔13侧壁的交界处形成若干个第二凸台19，所述第二凸台19沿所述圆孔13圆周均匀分布。

参考图10，提供第二夹具52，第二夹具52适用于铣床。具体包括圆环柱形底座521和位于圆环柱形底座521上的锁扣522，锁扣522沿底座521的圆周均匀分布。本实施例中，锁扣522有三个。

参考图11，本实施例中，将精车后的圆环柱形坯料11放在圆环柱形底座521上，并用锁扣522将圆环柱形坯料11的外圆固定。露出具有第一环形槽至第三环形槽的第一环形端面111，在圆孔13侧壁和第二环形端面112的交界处形成6个第二凸台19，第二凸台19是第三环形槽底部向圆孔13方向水平延伸的部分，并且该延伸方向垂直于圆孔13侧壁方向。第二凸台19的延伸端头为弧形，因此，第二凸台19为弧形凸台。

第二凸台19不与第一凸台18重合。本实施例的6个第二凸台19沿圆孔13的圆周均匀分布，也就是说每个第二凸台19之间的弧线距离相等。第二凸台19与圆孔13侧壁一体成型。

其他实施例中，第二凸台也可以为其他数量，只要能够沿圆孔的圆周方向均匀分布也属于本发明的保护范围。

接着，继续参考图11至图13，执行步骤S15，在第二环形槽15与第一环形槽14之间形成至少两个第一安装孔20，所述至少两个第一安装孔20沿所述第二环形槽15圆周均匀分布，每个所述第一安装孔20的孔轴线垂直于所述第二环形槽15的底面。

本实施例中，分别在两个延伸部16中形成第一安装孔20。第一安装孔20与半圆柱形的延伸部16同轴。因此，两个第一安装孔20也互成180度，并且两个第一安装孔20的连线与所述第二环形槽15的直径同方向。每个所述第一安装孔20的孔轴线垂直于所述第二环形槽15的底面。第一安装孔20为螺纹孔，制作第一安装孔20内螺纹的过程中，会产生热量，因此，在圆环柱形坯料的第一环形端面提前喷洒酒精，防止在形成第一安装孔20的过程中，圆环柱形坯料产生变形。在其它实施例中，第一安装孔20也可以不为螺纹孔。

其他实施例中，如果延伸部的数量为多个，相应的，第一安装孔的数量也为多个，也属于本发明的保护范围。

接着，参考图14和图15，执行步骤S16，在所述第一环形槽14外侧壁141与所述圆环柱形坯料11的侧面之间形成第二安装孔21，在第一环形槽14内侧壁142与第一安装孔20的孔壁间形成第三安装孔22，所述第二安装孔21、第三安装孔22分别垂直于第一安装孔20，且同轴。所述第三安装孔22与所述第一安装孔20相通。

本实施例中，将圆环柱形坯料11立起来，具有延伸部16的侧面朝上，然后以垂直于第一安装孔20的方向对圆环珠子那个坯料11的侧面113进行钻孔处理至第一安装孔20的孔壁，同时形成第二安装孔21和第三安装孔22。第二安装孔21与第三安装孔22同轴且大小相等。

最后翻转圆环柱形坯料11，使得第二夹具露出第二环形端面112。采用铣床精加工第二凸台19在第二环形端面的表面，使得第二凸台19的尺寸到位。

本实施例中，制作了适用于铣床的第二夹具52，将圆环柱形坯料11固定在第二夹具52上进行铣床加工，实现了稳固固定圆环柱形坯料11的目的，提高了加工进度。而且，本实施例中，先使得第一环形端面111露出进行铣床加工，这样是以与第二夹具52接触面积较大的第二环形端面112为基准进行铣床加工，从而减小铣床加工的变形量，提高加工精度。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种芯片夹持环的制作方法，其特征在于，包括：

提供圆柱形坯料，在所述圆柱形坯料内形成一个圆孔，所述圆孔与所述圆柱形坯料同轴，形成圆环柱形坯料，所述圆环柱形坯料包括第一环形端面、第二环形端面和位于第一环形端面、第二环形端面之间的侧面；

在所述圆环柱形坯料的第一环形端面的边缘形成第一环形槽，在所述第一环形槽与所述圆孔之间形成第二环形槽，所述第一环形槽包围第二环形槽，所述第二环形槽包围所述圆孔；

形成第三环形槽，所述第二环形槽包围所述第三环形槽，所述第三环形槽底部与所述圆孔相通，在所述第三环形槽的环形底部形成若干个第一凸台，所述若干个第一凸台沿所述环形底部圆周方向均匀分布；

在第二环形端面与所述圆孔侧壁的交界处形成若干个第二凸台，所述第二凸台沿所述圆孔圆周均匀分布；

在第二环形槽与第一环形槽之间形成至少两个第一安装孔，所述至少两个第一安装孔沿所述第二环形槽圆周均匀分布，每个所述第一安装孔垂直于所述第二环形槽底部；

在所述第一环形槽外侧壁与所述圆环柱形坯料的侧面之间形成第二安装孔，在第一环形槽内侧壁与第一安装孔的孔壁间形成第三安装孔，所述第二安装孔、第三安装孔分别垂直于第一安装孔，且同轴，所述第三安装孔与所述第一安装孔相通。

2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述圆孔一步粗车到位。

3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，第一环形槽与第二环形槽的深度相同，所述第三环形槽的深度大于第一环形槽的深度。

4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一凸台与所述第三环形槽一体成型。

5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一凸台为方形结构。

6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二凸台与所述圆孔侧壁一体成型。

7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一凸台的数量为四个，所述第二凸台的数量为六个。

8.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一环形槽、第二环形槽、第三环形槽的形成方法为车削。

9.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二凸台的形成方法为铣削。

10.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，形成第三环形槽和第一凸台后，形成第二凸台之前粗车所述圆环柱形坯料外圆后留0.4mm～0.6mm余量，粗车所述第一环形端面后留0.7mm～0.9mm余量，粗车所述第二环形端面后留0.7mm～0.9mm余量。