CN106826537B - 具有吸尘功能的晶片研磨设备 - Google Patents

Abstract

本专利申请涉及光电子信息技术领域，公开了一种具有吸尘功能的晶片研磨设备，包括基台、晶片托台、工作台、研磨机构和加压机构，所述工作台内部设置有第一驱动机构，所述第一驱动机构包括电机和传动结构，所述工作台表面设置有连通工作台内部的第一通孔，传动机构的转轴穿过通孔用于支撑所述晶片托台，在所述晶片托台和所述从动齿轮之间的转轴上设置有扇叶，所述工作台下方连接有油箱，所述工作台底部设置有连通所述油箱的第二通孔，所述油箱连接有输油管，所述输油管的出油口设置在第一通孔处。本专利申请意在提供一种具有吸尘功能的晶片研磨设备，在研磨晶片的过程中，不仅能吸收研磨产生的粉屑，还能对设备起到散热和润滑作用。

Description

具有吸尘功能的晶片研磨设备

技术领域

本发明涉及光电子信息技术领域，具体涉及一种具有吸尘功能的晶片研磨设备。

背景技术

传统晶片研磨装置加工的晶片普遍存在晶片边缘容易塌边的问题。造成这个问题的原因是规则的研磨路径造成了边缘磨损大于内部而容易形成塌边，原有的晶片研磨装置得到的成品的合格率低，加工时间长造成加工效率低和成本高，而且表面粗糙度、平整度、晶片厚度公差等指标都不能达到加工图形化衬底晶片的要求。

随着光电技术的飞速发展，光电产品需要大量的晶片，为了满足光学器件发展的需求，市面出现了多种工作效率高、废品率低、产品平滑度高、成本低的研磨装置，但是这些研磨装置在加工过程中，会产生很多粉屑，而粉屑会到处飞扬，不易打扫，且研磨所用的动力设备长期运转容易生锈、老化，需要定期为动力设备进行润滑维护和清洁，非常麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有吸尘功能的晶片研磨设备，在研磨晶片的过程中，不仅能吸收研磨产生的粉屑，还能对设备起到散热和润滑作用。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

具有吸尘功能的晶片研磨设备，包括用于支撑研磨设备的基台、用于固定晶片的晶片托台、用于支撑所述晶片托台的工作台、位于所述工作台上方的研磨机构和位于所述研磨机构上方的加压机构，所述工作台内部设置有空腔，所述研磨机构包括研磨头、固定所述研磨头的连接件和设置在研磨头上方的驱动电机；所述工作台内部设置有第一驱动机构，所述第一驱动机构包括电机和传动结构，所述传动结构包括输出齿轮、调速齿轮和从动齿轮，所述输出齿轮与所述电机的输出轴连接，所述调速齿轮与所述输出齿轮啮合，所述调速齿轮与所述从动齿轮同轴连接，所述调速齿轮与所述从动齿轮均设置在转轴上，所述工作台表面设置有连通工作台内部的第一通孔，所述转轴穿过通孔用于支撑所述晶片托台，在所述晶片托台和所述从动齿轮之间的转轴上设置有扇叶，所述工作台下方连接有油箱，所述工作台底部设置有连通所述油箱的第二通孔，所述油箱连接有输油管，所述输油管的出油口设置在第一通孔处。

本发明基础方案的工作原理：加工时，将晶片放置在晶片托台上，启动研磨头上方的驱动电机和第一驱动机构的电机工作，研磨头被驱动电机带动作旋转运动，第一驱动机构的电机通过调速齿轮实现减速，再通过转轴带动从动齿轮转动，从而带动安装在转轴上的晶片托台旋转，所述晶片托台的转向与所述研磨头的转向相反，此时加压机构驱使研磨头以一定压力压住晶片托台上的晶片，以实现研磨头对晶片的研磨。

在研磨过程中，所述设置在转轴上的扇叶跟随转轴的转动而转动，扇叶带动工作台内部的空气加速流动，在第一通孔处形成负压，研磨产生的晶片粉屑被吸入所述工作台内部，避免了加工过程中的粉屑飞扬、加工完不易清洁的问题；同时，工作台内部产生负压，使得工作台内部压强变小，从而使得油管与工作台内部形成压强差，将油箱内的机油因为压强的作用通过输油管被吸至第一通孔处，实现自动上油，机油从第一通孔重新流入工作台内部，对第一驱动机构进行润滑和散热，不用额外定期进行润滑和维护，然后机油再从第二通孔流回油箱，整个过程能实现机油的自动循环利用，即方便，又有利于节省能源。

本发明基础方案的有益效果：利用该设备的驱动机构，不仅能实现晶片的研磨，而且还能在研磨的同时吸收研磨产生的粉屑，并且能使机油自动循环以实现润滑设备和散热的作用。

优选方案一：作为基础方案的优选方案，所述从动齿轮分别啮合有第二从动齿轮和第三从动齿轮，所述第二从动齿轮和第三从动齿轮分别同轴连接有第二转轴和第三转轴，所述第二转轴和第三转轴的上端穿过所述工作台的第一通孔后，分别连接有所述晶片托台，所述第二转轴和第三转轴上均固设有所述扇叶，可同时加工多个晶片，提高加工效率。

优选方案二：作为基础方案的优选方案，所述晶片托台上设置气孔，通过该气孔利用工作台内部空腔产生的负压吸附晶片，采用吸附的方式固定晶片，可以避免因蜡粘结方式所造成的晶片定位不平的问题和蜡的清洗问题。

优选方案三：作为基础方案的优选方案，所述连接件包括活动支架和支臂，支臂的一端固定连接于活动支架上，所述研磨头分布设置在所述支臂上，所述研磨头的覆盖范围小于晶片表面，使得边缘研磨时间稍少于内部，保证整个晶片表面的研磨均匀，减少塌边的产生。

优选方案四：作为基础方案的优选方案，所述工作台还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构位于所述工作台的底部，所述第二驱动机构包括用以驱动所述工作台产生径向往复运动的第一丝杠和用以驱动所述工作台产生前后往复运动的第二丝杠，为所述工作台径向和前后往复运动提供动力，对晶片进行不规则的路径研磨，以均衡衬底内部和边缘的研磨时间，进一步减少塌边的产生。

优选方案五：作为基础方案的优选方案，所述加压机构采用气压装置，以对晶片研磨提供压力。

附图说明

图1是本发明具有吸尘功能的晶片研磨设备实施例的结构示意图；

图2是图1中工作台的结构示意图。

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：基台1、晶片托台2、工作台3、研磨机构4、加压机构5、研磨头6、连接件7、活动支架8、支臂9、晶片10、第一驱动机构11、电机12、传动结构13、输出齿轮14、调速齿轮15、从动齿轮16、转轴17、第二从动齿轮18、第三从动齿轮19、第二转轴20、第三转轴21、第一通孔22、扇叶23、油箱24、输油管25、第二驱动机构26、第二通孔27。

本实施例基本如图1所示：

具有吸尘功能的晶片研磨设备，包括用于支撑研磨设备的基台1、用于固定晶片的晶片托台2、工作台3、位于工作台3上方的研磨机构4和位于研磨机构4上方的加压机构5，该加压机构5采用型号为ZTA-ZTV02的气压装置；研磨机构4包括研磨头6、用于固定研磨头6的连接件7和设置在研磨头6上方的驱动电机（未绘出）；连接件7包括活动支架8和支臂9，支臂9的一端固定连接于活动支架8上，研磨头6分布设置在支臂9上，研磨头6的覆盖范围小于晶片10表面，使得边缘研磨时间稍少于内部，保证整个晶片表面的研磨均匀，减少塌边的产生；晶片托台2上设置气孔（未绘出），用以吸附晶片10，采用吸附的方式固定晶片，可以避免因蜡粘结方式所造成的晶片定位不平的问题和蜡的清洗问题，工作台3包括第二驱动机构26，第二驱动机构26位于工作台3的底部，包括用以驱动工作台3产生径向往复运动第一丝杠（未绘出）和用以驱动工作台3产生前后往复运动的第二丝杠（未绘出），为工作台3进行径向和前后往复运动提供动力，使得对晶片进行不规则的路径研磨，以均衡衬底内部和边缘的研磨时间，进一步减少塌边的产生。

如图2所示，工作台3表面设置有连通工作台3内部的三个第一通孔22，工作台3内部设置有第一驱动机构11，第一驱动机构11包括电机12和传动结构13，传动结构13包括输出齿轮14、调速齿轮15和从动齿轮16，输出齿轮14与电机12的输出轴连接，调速齿轮15与输出齿轮14啮合，调速齿轮15与从动齿轮16通过转轴17同轴连接，从动齿轮16分别啮合有第二从动齿轮18和第三从动齿轮19，第二从动齿轮18和第三从动齿轮19分别同轴连接有第二转轴20和第三转轴21，转轴17、第二转轴20和第三转轴21的上端分别穿过工作台3的三个第一通孔22后，在分别与相应的晶片托台2连接，用以支撑晶片托台2，可同时加工三个晶片，提高加工效率；转轴17、第二转轴20和第三转轴21上均固设有扇叶23；工作台3下方设置有油箱24，工作台3底部设置有连通油箱24的第二通孔27，油箱24连接有输油管25，输油管25的出油口设置在第一通孔22处。

工作时，将晶片10放置在晶片托台2上，启动第一驱动机构11 的电机12，带动输出齿轮14转动，通过调速齿轮15调节转速，通过转轴17带动从动齿轮16 转动，从而带动安装在转轴17上的晶片托台2旋转，因为从动齿轮16分别于第二从动齿轮18和第三从动齿轮19啮合，其他从动齿轮有分别与这三个从动齿轮啮合，从而实现安装在工作台3 上的多个晶片托台2 以相同的转速旋转。同时启动研磨头6上方的驱动电机，此时加压机构5驱使研磨头6以一定压力压住晶片托台2上的晶片10，研磨机构4 的多个研磨头6在驱动电机的作用下自转，研磨头6的转向与其配套晶片托台2 的转向相反，转速相同，以实现研磨头对晶片的研磨。在晶片托台2 带动晶片10自转的同时，工作台3 通过第二驱动机构带动工作台径向往复运动和前后往复运动，晶片托台2通过工作台3内部的相应转轴跟随工作台3做径向往复运动和前后往复运动，从而使得对晶片10进行不规则的路径研磨，以均衡衬底内部和边缘的研磨时间，进一步减少塌边的产生。

在研磨过程中，扇叶23分别跟随转轴17、第二转轴20和第三转轴21转动，扇叶23带动工作台3内部的空气加速流动，在第一通孔22处形成负压，通过气孔将晶片10吸附到晶片托台2 上再进行研磨，研磨产生的晶片粉屑被吸入工作台3内部，避免了加工过程中的粉屑飞扬、加工完不易清洁的问题；同时，工作台3内部产生负压，使得工作台3内部空腔压强变小 ，从而使得输油管25与工作台3内部空腔形成压强差，使得油箱24内的机油因为压强的作用通过输油管25被吸至第一通孔22处，机油从第一通孔22重新流入工作台3内部，再从第二通孔27流回油箱24，实现对第一驱动机构11的自动上油，对第一驱动机构11进行润滑和散热，不用额外定期进行润滑和维护，整个过程能实现机油的自动循环利用，即方便，又有利于节省能源。

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 (5)

1.一种具有吸尘功能的晶片研磨设备，包括用于支撑研磨设备的基台、用于固定晶片的晶片托台、用于支撑所述晶片托台的工作台、位于所述工作台上方的研磨机构和位于所述研磨机构上方的加压机构，所述工作台内部设置有空腔，所述研磨机构包括研磨头、固定所述研磨头的连接件和设置在研磨头上方的驱动电机；所述工作台内部设置有第一驱动机构，所述第一驱动机构包括电机和传动结构，所述传动结构包括输出齿轮、调速齿轮和从动齿轮，所述输出齿轮与所述电机的输出轴连接，所述调速齿轮与所述输出齿轮啮合，所述调速齿轮与所述从动齿轮同轴连接，所述调速齿轮与所述从动齿轮均设置在转轴上，其特征在于，所述工作台表面设置有连通工作台内部的第一通孔，所述转轴穿过通孔用于支撑所述晶片托台，在所述晶片托台和所述从动齿轮之间的转轴上设置有扇叶，所述工作台下方连接有油箱，所述工作台底部设置有连通所述油箱的第二通孔，所述油箱连接有输油管，所述输油管的出油口设置在第一通孔处；所述晶片托台上设置气孔。

2.根据权利要求1所述的具有吸尘功能的晶片研磨设备，其特征在于，所述从动齿轮分别啮合有第二从动齿轮和第三从动齿轮，所述第二从动齿轮和第三从动齿轮分别同轴连接有第二转轴和第三转轴，所述第二转轴和第三转轴的上端穿过所述工作台的第一通孔后，分别连接有所述晶片托台，所述第二转轴和第三转轴上均固设有所述扇叶。

3.根据权利要求1所述的具有吸尘功能的晶片研磨设备，其特征在于，所述连接件包括活动支架和支臂，支臂的一端固定连接于活动支架上，所述研磨头分布设置在所述支臂上，所述研磨头的覆盖范围小于晶片表面。

4.根据权利要求1所述的具有吸尘功能的晶片研磨设备，其特征在于，所述工作台还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构位于所述工作台的底部，所述第二驱动机构包括用以驱动所述工作台产生径向往复运动的第一丝杠和用以驱动所述工作台产生前后往复运动的第二丝杠。

5.根据权利要求1所述的具有吸尘功能的晶片研磨设备，其特征在于，所述加压机构采用气压装置。