CN106826491B - 用于晶片研磨的加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学晶片制作领域，具体为一种用于晶片研磨的加工设备，包括下方用于固定晶片的可转动的基台和对晶片进行研磨的研磨机构，研磨机构从下往上依次设置有处于基台上方的研磨头、驱动研磨头上下移动的可伸缩的驱动杆和用于夹持晶片的夹持板；研磨头的侧壁上铰接有连杆的一端，连杆的另一端铰接在夹持板的内壁上；夹持板为弹性的弧形板，夹持板的上部连接在驱动杆上，夹持板在受到驱动杆的压力后两边可向上翘起。本发明意在提供一种在研磨后不需要对晶片进行擦拭的加工设备。

Description

用于晶片研磨的加工设备
技术领域
本发明涉及光学晶片制作领域，具体为一种用于晶片研磨的加工设备。
背景技术
晶片作为成像设备的一种透光器材，在加工过程中需要对晶片的表面进行研磨抛光处理。晶片研磨的基本技术是磨削加工，通过研磨机磨板的旋转和分散在磨板上的磨剂对作行星式运动的晶片进行连续的磨削加工，以达到去除切片过程中产生的刀痕、切片损伤层和控制厚度的目的。精密的磨片机加工出的晶片，在同一盘上的晶片厚度公差小于1μm，不同盘次公差小于5μm；不平行度小于2μm。
现有的研磨机包括放置晶片的工作台及对晶片进行研磨的研磨头，研磨时，将晶片放置到工作台上后，研磨头下降，将晶片压紧在工作台上后，工作台转动，晶片随着工作台一起转动，研磨头对晶片进行打磨。而在完成对晶片的打磨后，需要操作人员手动将打磨好的晶片取下来，无法实现晶片的自动下料操作，这样一来，增加了晶片研磨的工序，降低了加工的效率。因此急需一种可以提高晶片加工效率的研磨设备。
发明内容
本发明意在提供一种在研磨后可以实现晶片的自动下料操作的加工设备。
本发明提供基础方案是：用于晶片研磨的加工设备，包括下方用于固定晶片的可转动的基台和对晶片进行研磨的研磨机构，其中，研磨机构从下往上依次设置有处于基台上方的研磨头、驱动研磨头上下移动的可伸缩的驱动杆和用于夹持晶片的夹持板；研磨头的侧壁上铰接有连杆的一端，连杆的的另一端铰接在夹持板的内壁上；夹持板为弹性的弧形板，形状为开口向下的碗状，夹持板的上部连接在驱动杆上，夹持板在受到驱动杆的压力后两边可向上翘起。
基础方案的工作原理：将待研磨的晶片放置到基台上，晶片被固定在基台上；驱动杆下降，驱动研磨头下降，在研磨头的研磨面与晶片接触后，驱动杆继续下降，驱动杆开始收缩，并使得研磨头的研磨面紧贴在晶片上；随着驱动杆的下降，夹持板受到驱动杆的压力，两边向上翘，铰接在夹持板上的连杆同时向上翘起；基台转动，固定在基台上的晶片跟着一起转动，研磨头与晶片此刻处于相对运动的状态，研磨头开始对晶片进行研磨；待晶片研磨完成后，停下基台，松开晶片，驱动杆上升，驱动杆开始伸长，研磨头上升，而此时由于伸长的驱动杆不再对夹持板施加压力，夹持板的两边为了恢复原始状态而往下翻，连杆也向下翻，往下翻的夹持板的两边就会对研磨头下方的晶片进行夹持，随着驱动杆的继续上升，夹持板上升，从而将晶片从基台上取下，完成对晶片的研磨操作。
基础方案的有益效果是：1.在取出晶片时，利用夹持板对晶片进行夹持，不会在晶片上留下指纹，因此无需再对晶片进行擦拭，从而提高了研磨的效率；
2.夹持板的状态改变由研磨头的驱动机构提供动力，无需另外设置驱动机构；
3.采用机械进行夹持，相较人工的拿取，提高了拿取的稳定性。
优选方案一：作为基础方案的优选，连杆设有四根，四根连杆均匀间隔的设置在研磨头的侧壁的四周上。有益效果：利用四根连杆实现夹持板与研磨头的连接，保证了夹持板的稳定。
优选方案二：作为基础方案的优选，基台包括固定板和下方的动力室，动力室内部设有驱动固定板转动的电机。有益效果：设置电机，电机转动后，驱动固定板进行转动，带动晶片进行转动，结构简单。
优选方案三：作为优选方案二的优选，固定板为中空板，固定板设有用于吸附晶片的第一气孔和用于抽出内部空气的第二气孔。有益效果：将固定板设置为中空板，放置晶片时，将晶片放置在固定板上后，晶片位于第一气孔上，此时通过第二气孔将固定板中的空气抽出后，关闭第二气孔，固定板内形成真空环境，小于外界的气压后，晶片被外界的气压压附在了固定板上，实现固定操作，结构简单。
优选方案四：作为优选方案二的优选，电机的输出轴连接有驱动齿轮，驱动齿轮啮合有主动齿轮，主动齿轮通过连接轴与固定板连接。有益效果：电机转动，驱动齿轮转动，驱动啮合的主动齿轮转动，连接轴跟着转动，最后带动固定板转动，从而带动晶片进行转动，实现晶片的研磨操作，结构简单。
优选方案五：作为优选方案四的优选，基台上设置有多块固定板，其中一块固定板的连接轴上的主动齿轮与驱动齿轮啮合，该连接轴上还固定有第二主动齿轮，第二主动齿轮与相邻的主动齿轮啮合，其余相邻的主动齿轮两两啮合。有益效果：电机转动后，驱动齿轮驱动第二主动齿轮转动，与第二主动齿轮连接在同一连接轴上的主动齿轮转动，该主动齿轮转动后，带动相邻的主动齿轮啮合，与这些主动齿轮啮合的其他主动齿轮也开始转动，最终实现多块固定板一起转动，可以同时完成对多块晶片的研磨，提高了研磨效率。
附图说明
图1为本发明用于晶片研磨的加工设备实施例中研磨机构与放置了晶片的加工台的初始状态的示意图；
图2为研磨时设备的示意图；
图3为研磨后设备的示意图；
图4为图1中A的放大图；
图5为图1中基台和动力室的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：气压缸20、驱动板21、驱动杆230、夹持板231、研磨头233、晶片1、基台10、动力室30、连杆235、固定板103、电机311、驱动齿轮321、第二主动齿轮323、主动齿轮330。
如图1和图4所示的用于晶片1研磨的加工设备，包括下方用于固定晶片1的可转动的基台10和对晶片1进行研磨的研磨机构；
如图5所示，基台10包括多块固定板103和下方的动力室30，固定板103为中空板，固定板103设有用于吸附晶片1的第一气孔和用于抽出内部空气的第二气孔；固定板103的下端面固定有连接轴，连接轴上固定有主动齿轮330，各所述主动齿轮330两两啮合，其中一根连接轴上还固定有位于主动齿轮330下方的第二主动齿轮323；动力室30内部设有驱动固定板103转动的电机311，电机311的输出轴连接有驱动齿轮321，驱动齿轮321与第二主动齿轮323啮合；
研磨机构从下往上依次设置有处于基台10上方的研磨头233、驱动研磨头233上下移动的可伸缩的驱动杆230和用于夹持晶片1的夹持板231；研磨头233的侧壁上均匀的间隔铰接有四根连杆235的一端，连杆235的的另一端铰接在夹持板231的内壁上；夹持板231为弹性的弧形板，形状为开口向下的碗状结构，夹持板231的上部连接在驱动杆230上，夹持板231在受到驱动杆230的压力后两边可向上翘起，驱动杆230通过驱动板21连接有气压缸20。
将待研磨的晶片1放置到固定板103的第一气孔上，打开第二气孔，通过第二气孔将固定板103中的空气抽出后，封闭第二气孔，此时固定板103内部形成真空状态，由于此时固定板103内的气压小于固定板103外部的气压，晶片1被大气压附在固定板103上；气压缸20工作，驱动杆230下降，研磨头233下降，在研磨头233的研磨面与晶片1接触后，驱动杆230继续下降，驱动杆230开始收缩，并使得研磨头233的研磨面紧贴在晶片1上；随着驱动杆230的下降，夹持板231受到驱动力的压力，两边向上翘，铰接在夹持板231上的连杆235同时向上翘起，如图2所示；
启动电机311，驱动齿轮321转动，啮合的第二主动齿轮323转动，连接轴转动，该连接轴上的主动齿轮330转动，从而带动相啮合的其余主动齿轮330转动，最后所有的主动齿轮330都开始转动，所有的固定板103转动，固定在基台10上的晶片1跟着一起转动，研磨头233与晶片1此刻处于相对运动的状态，研磨头233开始对晶片1进行研磨；
待晶片1研磨完成后，停下电机311，固定板103最终停止转动，此时打开第二气孔，固定板103中进入空气后，不再处于真空状态，第一气孔松开对晶片1的固定，气压缸20带动驱动杆230上升，驱动杆230开始伸长，研磨头233上升，而此时由于伸长的驱动杆230不再对夹持板231施加压力，夹持板231的两边为了恢复原始状态而往下翻，连杆235也向下翻，往下翻的夹持板231的两边就会对研磨头233下方的晶片1进行夹持，随着驱动杆230的继续上升，夹持板231上升，从而将晶片1从固定板103上取下，完成对晶片1的研磨操作，如图3所示。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.用于晶片研磨的加工设备，包括下方的用于固定晶片的可转动的基台和对晶片进行研磨的研磨机构，其特征在于：所述研磨机构从下往上依次设置有处于基台上方的研磨头、驱动所述研磨头上下移动的可伸缩的驱动杆和用于夹持晶片的夹持板；所述研磨头的侧壁上铰接有连杆的一端，所述连杆的另一端铰接在所述夹持板的内壁上；所述夹持板为弹性的弧形板，所述夹持板的形状为开口向下的碗状，所述夹持板的上部连接在所述驱动杆上，所述夹持板在受到驱动杆的压力后两边可向上翘起。
2.根据权利要求1所述的用于晶片研磨的加工设备，其特征在于：所述连杆设有四根，四根所述连杆均匀间隔地设置在所述研磨头的侧壁的四周上。
3.根据权利要求1所述的用于晶片研磨的加工设备，其特征在于：所述基台包括固定晶片的固定板和下方的动力室，所述动力室内部设有驱动所述固定板转动的电机。
4.根据权利要求3所述的用于晶片研磨的加工设备，其特征在于：所述固定板为中空板，所述固定板设有用于吸附晶片的第一气孔和用于抽出内部空气的第二气孔。
5.根据权利要求3所述的用于晶片研磨的加工设备，其特征在于：所述电机的输出轴连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮啮合有主动齿轮，所述主动齿轮通过连接轴与所述固定板连接。
6.根据权利要求5所述的用于晶片研磨的加工设备，其特征在于：所述基台上设置有多块固定板，其中一块固定板的连接轴上的主动齿轮与所述驱动齿轮啮合，该所述连接轴上还固定有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮与相邻的主动齿轮啮合，其余相邻的主动齿轮两两啮合。
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