CN109176300A - 一种用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统，包括电机、研磨驱动机构、一级传动机构和二级传动机构，电机的电机驱动轴上安装有主驱动齿轮，研磨驱动机构包括游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮、下磨盘驱动齿轮、游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮和上磨盘驱动齿轮等，一级传动机构与主驱动齿轮传动连接并驱动游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮和上磨盘驱动齿轮同时转动，二级传动机构与一级传动机构传动连接并驱动游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮和下磨盘驱动齿轮同时转动；该用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统有利于提高研磨机的制造效益，以及简化硅晶片研磨工艺的指导，提升研磨机操作的效率和降低误操作的风险。

Description

一种用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统

技术领域

本发明涉及一种用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统。

背景技术

硅晶片双面研磨机(非特指时，下称：研磨机)的磨削机构是由上、下两个磨盘，以及置于两个磨盘之间的游星轮片组成。研磨前，被磨削的硅晶片放置在游星轮片的圆形空格内，置于两个磨盘的相对盘面之间。研磨时，研磨机的上、下两个磨盘的盘面按需要的力度上下贴住其间的游星轮片和硅晶片，然后由驱动机构，分别驱动上、下磨盘作相反方向的共轴旋转，另外也驱动两个磨盘之间的游星轮片作行星般旋转。研磨时还必须在两个磨盘的盘面之间加入液体状的磨料，经过一段时间，便可实现对硅晶片的双面研磨、减薄。

当前用于研磨机的研磨驱动机构，普遍采用由三个电机，并配套相应传动机构组成的技术方案，如图1所示，其中：上磨盘由一个电机驱动：正转(电机A)；游星轮片的内圈驱动轮由一个电机驱动：正转(电机B)；下磨盘和游星轮片的外圈驱动轮合共由一个电机驱动：反转(电机C)。工作时，调整电机A、B、C的转速，可以满足相应的研磨要求。

上述方法中，由于在一台磨片机上配备三个电机，用于分别驱动上、下两个磨盘和用于驱动游星轮片的内、外圈驱动轮，这样，在实际的研磨机制造和研磨机使用中，会带来以下不足：

造成研磨机制造成本的增加，以及与每个电机配套的相应管理工作的增加。电机在研磨驱动机构中是唯一的，且不可修改的精确设备(上、下磨盘的平面精确度可以在研磨机整机做成后，通过“修盘”来做到)，这就使电机的成本占到整个驱动机构成本的绝大部分。所以，减少电机使用的数量，及顺带减少每个电机配套的润滑、冷却、配线、供电管理等，可大比例地减少驱动机构的成本。

在研磨机使用中，由于可调整因素增加，带来误操作的风险增大。配备三个驱动电机的研磨机构，在操作时，需要对各个驱动部分进行分别调整(即对三个驱动电机的转速分别调整)，它更适用于科研，实验和其他新材料的工艺试验。而现在大量用于硅晶片研磨的研磨机，都已在成熟的工艺指导下使用，各个驱动之间的转速配比都已固定，无需再分别调整。如果调整选择项多，反而不利于研磨机操作的培训和研磨工艺的管理，操作失误的风险更大，研磨硅晶片的良品率的保证受到影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提供一种有利于提高研磨机的制造效益，以及简化硅晶片研磨工艺的指导，提升研磨机操作的效率和降低误操作的风险的用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统，来解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统，包括电机、研磨驱动机构、一级传动机构和二级传动机构，所述电机的电机驱动轴上安装有主驱动齿轮，所述研磨驱动机构包括中心轴、游星轮片外圈驱动轮的传动轴、下磨盘驱动轴、游星轮片内圈驱动轮的传动轴、上磨盘驱动轴、游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮、下磨盘驱动齿轮、游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮和上磨盘驱动齿轮，所述游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮固定连接在游星轮片外圈驱动轮的传动轴上，所述下磨盘驱动齿轮固定连接在下磨盘驱动轴上，所述游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮固定连接在游星轮片内圈驱动轮的传动轴上，所述上磨盘驱动齿轮固定连接在上磨盘驱动轴上，所述一级传动机构与主驱动齿轮传动连接并驱动游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮和上磨盘驱动齿轮同时转动，所述二级传动机构与一级传动机构传动连接并驱动游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮和下磨盘驱动齿轮同时转动。

为了进一步实现本发明，所述一级传动机构包括主驱动轴、反向驱动轴驱动齿轮、主驱动轴传动齿轮、游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮和上磨盘传动齿轮，所述反向驱动轴驱动齿轮、主驱动轴传动齿轮、游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮和上磨盘传动齿轮均固定安装在主驱动轴上，所述主驱动轴传动齿轮与主驱动齿轮传动连接，所述游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮与游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮传动连接，所述上磨盘传动齿轮与上磨盘驱动齿轮传动连接。

为了进一步实现本发明，所述二级传动机构包括反向驱动轴、游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮、反向驱动轴传动齿轮和下磨盘传动齿轮，所述游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮、反向驱动轴传动齿轮和下磨盘传动齿轮固定安装在反向驱动轴上，所述反向驱动轴驱动齿轮与反向驱动轴传动齿轮传动连接，所述游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮与游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮传动连接，所述下磨盘传动齿轮与下磨盘驱动齿轮传动连接。

为了进一步实现本发明，所述电机采用三相变频调速电机或三相变极调速电机或三相变转差率调速电机。

有益效果

本发明改变研磨机的研磨机构，由三个电机驱动改为一个电机驱动，有利于提高研磨机的制造效益，以及简化硅晶片研磨工艺的指导，提升研磨机操作的效率和降低误操作的风险。

附图说明

图1为现有技术中的多电机驱动系统的结构示意图；

图2为本发明用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、电机；2、主驱动齿轮；3、上磨盘传动齿轮；4、游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮；5、主驱动轴传动齿轮；6、反向驱动轴驱动齿轮；7、主驱动轴；8、反向驱动轴传动齿轮；9、反向驱动轴；10、游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮；11、游星轮片外圈驱动轮的传动轴；12、下磨盘驱动轴；13、游星轮片内圈驱动轮的传动轴；14、上磨盘驱动轴；15、中心轴；16、上磨盘驱动齿轮；17、游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮；18、下磨盘驱动齿轮；19、下磨盘传动齿轮；20、游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮；21、电机驱动轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，本具体实施的方向以图1方向为标准。

实施例一

如图2所示，本发明用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统包括电机1、研磨驱动机构、一级传动机构和二级传动机构，其中：

电机1采用三相变频调速电机或三相变极调速电机或三相变转差率调速电机，电机1的电机驱动轴21上安装有主驱动齿轮2。

研磨驱动机构包括中心轴15、游星轮片外圈驱动轮的传动轴11、下磨盘驱动轴12、游星轮片内圈驱动轮的传动轴13、上磨盘驱动轴14、游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮20、下磨盘驱动齿轮18、游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮17和上磨盘驱动齿轮16，游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮20固定连接在游星轮片外圈驱动轮的传动轴11上，下磨盘驱动齿轮18固定连接在下磨盘驱动轴12上，游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮17固定连接在游星轮片内圈驱动轮的传动轴13上，上磨盘驱动齿轮16固定连接在上磨盘驱动轴14上。

一级传动机构与主驱动齿轮2传动连接并驱动游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮17和上磨盘驱动齿轮16同时转动。

二级传动机构与一级传动机构传动连接并驱动游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮20和下磨盘驱动齿轮18同时转动。

一级传动机构包括主驱动轴7、反向驱动轴驱动齿轮6、主驱动轴传动齿轮5、游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮4和上磨盘传动齿轮3，反向驱动轴驱动齿轮6、主驱动轴传动齿轮5、游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮4和上磨盘传动齿轮3均固定安装在主驱动轴7上，主驱动轴传动齿轮5与主驱动齿轮2传动连接，游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮4与游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮17传动连接，上磨盘传动齿轮3与上磨盘驱动齿轮16传动连接。

二级传动机构包括反向驱动轴9、游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮10、反向驱动轴传动齿轮8和下磨盘传动齿轮19，游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮10、反向驱动轴传动齿轮8和下磨盘传动齿轮19固定安装在反向驱动轴9上，反向驱动轴驱动齿轮6与反向驱动轴传动齿轮8传动连接，游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮10与游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮20传动连接，下磨盘传动齿轮19与下磨盘驱动齿轮18传动连接。

上述结构中，反向驱动轴9，采用龙门架式固定，以保证上、下、左、右、前、后的稳定，也可采用悬臂式固定；主驱动轴7和中心轴15，采用立柱式固定，辅助龙门架式固定；齿轮传动均采用平行轴设计；所有的齿轮均采用直齿轮，也均可采用斜齿轮、人字齿轮等。

电机1是研磨机驱动机构的唯一驱动电机，电机1开动时，通过电机驱动轴21和主驱动齿轮2，将动力通过主驱动轴传动齿轮5，传递到主驱动轴7；主驱动轴7上的上磨盘传动齿轮3，将动力传递给上磨盘驱动齿轮16，并通过与上磨盘驱动齿轮16固定连接的上磨盘驱动轴14，后续去推动研磨机的上磨盘绕中心轴15转动(正转)；主驱动轴7上的游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮4，将动力传递给游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮17，并通过与游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮17固定连接的游星轮片内圈驱动轮的传动轴13，后续去推动游星轮片内圈驱动轮绕中心轴15转动(正转)。

主驱动轴7上的反向驱动轴驱动齿轮6，将动力传递给反向驱动轴9；反向驱动轴9上的下磨盘传动齿轮19，将动力传递给下磨盘驱动齿轮18，并通过与下磨盘驱动齿轮18固定连接的下磨盘驱动轴12，后续去推动研磨机的下磨盘绕中心轴15转动(反转)；反向驱动轴9上的游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮10，将动力传递给游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮20，并通过与游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮20固定连接的游星轮片外圈驱动轮的传动轴11，后续去推动游星轮片外圈驱动轮绕中心轴15转动(反转)。

以上过程，实现了由一个电机同时驱动：上磨盘正转；游星轮片的内圈驱动轮正转；下磨盘反转；游星轮片的外圈驱动轮反转。

上述的“正转”和“反转”仅有相对意义，可以随电机1的转动方向不同作相应的改变，但在工作过程中只能保持一个转向。

以上所述同在中心轴15上的四个驱动齿轮：上磨盘驱动齿轮16、游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮17、下磨盘驱动齿轮18、游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮20，以及后续与其各自相连接的研磨机构，在工作时，是同时绕中心轴15的中轴线转动的。这四个驱动齿轮的转速，可以通过各自动力传递过程中，各对齿合的齿轮(以上均为外齿轮)的传动比不同，进行设计选择。最后可以通过电机1进行统一调速，在调速过程中，这四个驱动齿轮的转速比将保持不变。

本发明改变研磨机的研磨机构，由三个电机驱动改为一个电机驱动，有利于提高研磨机的制造效益，以及简化硅晶片研磨工艺的指导，提升研磨机操作的效率和降低误操作的风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (4)

1.一种用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统，包括电机和研磨驱动机构，所述电机的电机驱动轴上安装有主驱动齿轮，所述研磨驱动机构包括中心轴、游星轮片外圈驱动轮的传动轴、下磨盘驱动轴、游星轮片内圈驱动轮的传动轴、上磨盘驱动轴、游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮、下磨盘驱动齿轮、游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮和上磨盘驱动齿轮，所述游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮固定连接在游星轮片外圈驱动轮的传动轴上，所述下磨盘驱动齿轮固定连接在下磨盘驱动轴上，所述游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮固定连接在游星轮片内圈驱动轮的传动轴上，所述上磨盘驱动齿轮固定连接在上磨盘驱动轴上，其特征在于，还包括一级传动机构和二级传动机构；

所述一级传动机构与主驱动齿轮传动连接并驱动游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮和上磨盘驱动齿轮同时转动；

所述二级传动机构与一级传动机构传动连接并驱动游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮和下磨盘驱动齿轮同时转动。

2.根据权利要求1所述的用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统，其特征在于，所述一级传动机构包括主驱动轴、反向驱动轴驱动齿轮、主驱动轴传动齿轮、游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮和上磨盘传动齿轮，所述反向驱动轴驱动齿轮、主驱动轴传动齿轮、游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮和上磨盘传动齿轮均固定安装在主驱动轴上，所述主驱动轴传动齿轮与主驱动齿轮传动连接，所述游星轮片内圈驱动轮的传动齿轮与游星轮片内圈驱动轮的驱动齿轮传动连接，所述上磨盘传动齿轮与上磨盘驱动齿轮传动连接。

3.根据权利要求1所述的用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统，其特征在于，所述二级传动机构包括反向驱动轴、游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮、反向驱动轴传动齿轮和下磨盘传动齿轮，所述游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮、反向驱动轴传动齿轮和下磨盘传动齿轮固定安装在反向驱动轴上，所述反向驱动轴驱动齿轮与反向驱动轴传动齿轮传动连接，所述游星轮片外圈驱动轮的传动齿轮与游星轮片外圈驱动轮的驱动齿轮传动连接，所述下磨盘传动齿轮与下磨盘驱动齿轮传动连接。

4.根据权利要求1所述的用于硅晶片双面研磨机研磨机构的单电机驱动系统，其特征在于，所述电机采用三相变频调速电机或三相变极调速电机或三相变转差率调速电机。