CN110640923B - 一种单晶硅晶圆切片设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单晶硅晶圆切片设备，其结构包括支撑架、过滤网板、遮挡块、收集腔、底座支撑架、控制面板、工作平台、切割刀片、刀片稳定机构、驱动器，驱动器固定安装于支撑架前端，本发明通过设置冷却辅助固定机构，切割刀片在快速的与滑板进行摩擦滑动时，将会产生高温，而滑板在制冷片作用下，将会产生冷气，对切割刀片刀片进行降温，在滑板的辅助平衡的作用下，能够保证切割刀片在对硅晶棒进行切割时，不发生扭转，左右平动的现象，且能够实时的对切割刀片进行降温，避免切割刀片在高速的摩擦运作下，产生高温，而致使切割刀片发生变形，同时能够有效的保证了，切割刀片能够平稳的对硅晶棒进行切片，使得切割刀片能够水平的对硅晶棒切割。

Description

一种单晶硅晶圆切片设备
技术领域
本发明涉及晶圆切片技术领域，具体为一种单晶硅晶圆切片设备。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，在晶圆切片的过程中，是通过将硅晶棒进行切片处理，从而产生晶圆，然后在将其应用到集成电路上去，现有在对硅晶棒进行切割时，通常通过人工对其进行切割，或者自动化晶圆切片设备对其进行切割，但是现有技术具有以下缺陷：
在通过自动化晶圆切片设备对硅晶棒进行切割时，由于硅晶棒的厚度不一，而切割刀片的长度是一致大小的，且较为柔软，导致在对厚度较小的硅晶棒进行切割时，由于切割刀片的长度过长，而与硅晶棒接触的点太小，容易致使切割刀片发生偏折的现象，造成所切割出来的硅晶片表面不平整。
本发明内容(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种单晶硅晶圆切片设备，解决了在通过自动化晶圆切片设备对硅晶棒进行切割时，由于硅晶棒的厚度不一，而切割刀片的长度是一致大小的，且较为柔软，导致在对厚度较小的硅晶棒进行切割时，由于切割刀片的长度过长，而与硅晶棒接触的点太小，容易致使切割刀片发生偏折的现象，造成所切割出来的硅晶片表面不平整的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种单晶硅晶圆切片设备，其结构包括支撑架、过滤网板、遮挡块、收集腔、底座支撑架、控制面板、工作平台、切割刀片、刀片稳定机构、驱动器，所述驱动器固定安装于支撑架前端，所述遮挡块安装于工作平台上方，所述过滤网板镶嵌在工作平台上方，所述收集腔上方与工作平台下方滑动连接，所述底座支撑架上端与工作平台下端固定连接，所述控制面板与底座支撑架电连接，所述切割刀片与驱动器机械连接，所述刀片稳定机构安装于驱动器上，所述切割刀片贯穿于刀片稳定机构左侧，所述刀片稳定机构包括螺纹支撑导线柱、驱动小电机、固定旋转机构、冷却辅助固定机构，所述螺纹支撑导线柱与固定旋转机构螺纹连接，所述驱动小电机安装于固定旋转机构上，所述螺纹支撑导线柱下端与冷却辅助固定机构上端相焊接。
作为优选，所述固定旋转机构包括主动齿轮、从动旋转轮机构、固定环座，所述主动齿轮与从动旋转轮机构相啮合，所述从动旋转轮机构安装于固定环座上且活动连接，所述固定环座内部设有环形槽。
作为优选，所述从动旋转轮机构包括内螺纹、齿轮柱、下连接环、固定环，所述内螺纹与齿轮柱内部呈一体浇铸成型，所述齿轮柱下端与下连接环上端相焊接，所述下连接环与固定环为一体化结构，所述齿轮柱外部呈齿状结构。
作为优选，所述冷却辅助固定机构包括滑板、制冷片、制冷控制器、槽壳、槽口、线槽架、卷线机构，所述滑板共设有两片，且安装于槽壳左侧，所述槽壳内左侧设有制冷片，所述制冷片与制冷控制器电连接，所述线槽架与槽壳内部固定连接，所述卷线机构贯穿于线槽架两侧且安装在槽壳上，所述槽壳与槽口为一体化结构。
作为优选，所述卷线机构包括滚轴、连接长板、档环板、转柱、缓冲弹簧，所述轴与转柱为一体化结构，所述连接长板位于档环板之间，所述连接长板通过缓冲弹簧与转柱相焊接，所述档环板共设有两个，且呈环形结构。
(三)有益效果
本发明提供了一种单晶硅晶圆切片设备。具备以下有益效果：
本发明通过设置冷却辅助固定机构，由于切割刀片在快速的与滑板进行摩擦滑动时，将会产生高温，而滑板在制冷片作用下，将会产生冷气，对切割刀片刀片进行降温，在滑板的辅助平衡的作用下，能够保证切割刀片在对硅晶棒进行切割时，不发生扭转，左右平动的现象，且能够实时的对切割刀片进行降温，避免切割刀片在高速的摩擦运作下，产生高温，而致使切割刀片发生变形，同时能够有效的保证了，切割刀片能够平稳的对硅晶棒进行切片，使得切割刀片能够水平的对硅晶棒切割。
附图说明
图1为本发明一种单晶硅晶圆切片设备的结构示意图；
图2为本发明刀片稳定机构正视的结构示意图；
图3为本发明固定旋转机构立体的结构示意图；
图4为本发明从动旋转轮机构立体的结构示意图；
图5为本发明冷却辅助固定机构俯视的结构示意图；
图6为本发明卷线机构立体的结构示意图。
图中：支撑架-1、过滤网板-2、遮挡块-3、收集腔-4、底座支撑架-5、控制面板-6、工作平台-7、切割刀片-8、刀片稳定机构-9、驱动器-10、螺纹支撑导线柱-91、驱动小电机-92、固定旋转机构-93、冷却辅助固定机构-94、主动齿轮-931、从动旋转轮机构-932、固定环座-933、内螺纹-321、齿轮柱-322、下连接环-323、固定环-324、滑板-941、制冷片-942、制冷控制器-943、槽壳-944、槽口-945、线槽架-946、卷线机构-947、滚轴-471、连接长板-472、档环板-473、转柱-474、缓冲弹簧-475。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图6所示，本发明实施例提供一种单晶硅晶圆切片设备，其结构包括支撑架1、过滤网板2、遮挡块3、收集腔4、底座支撑架5、控制面板6、工作平台7、切割刀片8、刀片稳定机构9、驱动器10，所述驱动器10固定安装于支撑架1前端，所述遮挡块3安装于工作平台7上方，所述过滤网板2镶嵌在工作平台7上方，所述收集腔4上方与工作平台7下方滑动连接，所述底座支撑架5上端与工作平台7下端固定连接，所述控制面板6与底座支撑架5电连接，所述切割刀片8与驱动器10机械连接，所述刀片稳定机构9安装于驱动器10上，所述切割刀片8贯穿于刀片稳定机构9左侧，所述刀片稳定机构9包括螺纹支撑导线柱91、驱动小电机92、固定旋转机构93、冷却辅助固定机构94，所述螺纹支撑导线柱91与固定旋转机构93螺纹连接，所述驱动小电机92安装于固定旋转机构93上，所述螺纹支撑导线柱91下端与冷却辅助固定机构94上端相焊接。
其中，所述固定旋转机构93包括主动齿轮931、从动旋转轮机构932、固定环座933，所述主动齿轮931与从动旋转轮机构932相啮合，所述从动旋转轮机构932安装于固定环座933上且活动连接，所述固定环座933内部设有环形槽，通过主动齿轮931带动从动旋转轮机构932进行旋转，致使从动旋转轮机构932在固定环座933上方进行转动，从而能够带动螺纹支撑导线柱91进行上下位移。
其中，所述从动旋转轮机构932包括内螺纹321、齿轮柱322、下连接环323、固定环324，所述内螺纹321与齿轮柱322内部呈一体浇铸成型，所述齿轮柱322下端与下连接环323上端相焊接，所述下连接环323与固定环324为一体化结构，所述齿轮柱322外部呈齿状结构，当齿轮柱322外齿在主动齿轮931带动下进行旋转时，将会使内侧的内螺纹321进行自转，且下连接环323下端的固定环324与固定环座933相互配合后，能够对齿轮柱322移动轨迹进行限制。
其中，所述冷却辅助固定机构94包括滑板941、制冷片942、制冷控制器943、槽壳944、槽口945、线槽架946、卷线机构947，所述滑板941共设有两片，且安装于槽壳944左侧，所述槽壳944内左侧设有制冷片942，所述制冷片942与制冷控制器943电连接，所述线槽架946与槽壳944内部固定连接，所述卷线机构947贯穿于线槽架946两侧且安装在槽壳944上，所述槽壳944与槽口945为一体化结构，当在要对单晶硅晶圆进行切割时，先将冷却辅助固定机构94调至到切割刀片8单晶硅晶圆上方5厘米左右，然后在启动驱动器10，使其带动切割刀片8对单晶硅晶圆进行切割，从而能够有效的避免切割刀片8切割时造成的扭转，致使所切割的硅晶片表面不平整。
其中，所述卷线机构947包括滚轴471、连接长板472、档环板473、转柱474、缓冲弹簧475，所述轴471与转柱474为一体化结构，所述连接长板472位于档环板473之间，所述连接长板472通过缓冲弹簧475与转柱474相焊接，所述档环板473共设有两个，且呈环形结构，当螺纹支撑导线柱91在向下移动时，将会使电源线对连接长板472进行施压，使得连接长板472对缓冲弹簧475进行压缩，使得电源线变长，而当螺纹支撑导线柱91向上移动时，在缓冲弹簧475作用下，使得连接长板472推动电源线膨胀起来，从而起到对电源线进行收卷。
具体工作流程如下：
当在对单晶硅晶圆进行切片前，先根据硅晶棒的大小来对刀片稳定机构9高低进行调节，将硅晶棒放置到工作平台7上，然后启动驱动小电机92，使其带动主动齿轮931旋转，由于齿轮柱322外侧与主动齿轮931相啮合，致使齿轮柱322旋转，从而让齿轮柱322内的内螺纹321带动螺纹支撑导线柱91向下进行移动，当螺纹支撑导线柱91向下移动时，将会使冷却辅助固定机构94向下移动，使得切割刀片8在滑板941上进行滑动，当槽壳944的高度与硅晶棒的高度相距5厘米左右时，停止电机转动，然后在启动切割刀片8进行运作，同时让制冷控制器943进行运作，通过切割刀片8对硅晶棒切割，当切割刀片8进行切割时，将会在滑板941上进行快速的滑动，由于切割刀片8在快速的与滑板941进行摩擦滑动时，将会产生高温，而滑板941在制冷片942作用下，将会产生冷气，对切割刀片8刀片进行降温，在滑板941的辅助平衡的作用下，能够保证切割刀片8在对硅晶棒进行切割时，不发生扭转，左右平动的现象，且能够实时的对切割刀片8进行降温，避免切割刀片8在高速的摩擦运作下，产生高温，而致使切割刀片8发生变形，同时能够有效的保证了，切割刀片8能够平稳的对硅晶棒进行切片，使得切割刀片8能够水平的对硅晶棒切割。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种单晶硅晶圆切片设备，其结构包括支撑架(1)、过滤网板(2)、遮挡块(3)、收集腔(4)、底座支撑架(5)、控制面板(6)、工作平台(7)、切割刀片(8)、刀片稳定机构(9)、驱动器(10)，所述驱动器(10)固定安装于支撑架(1)前端，所述遮挡块(3)安装于工作平台(7)上方，所述过滤网板(2)镶嵌在工作平台(7)上方，所述收集腔(4)上方与工作平台(7)下方滑动连接，所述底座支撑架(5)上端与工作平台(7)下端固定连接，所述控制面板(6)与底座支撑架(5)电连接，所述切割刀片(8)与驱动器(10)机械连接，所述刀片稳定机构(9)安装于驱动器(10)上，所述切割刀片(8)贯穿于刀片稳定机构(9)左侧，其特征在于：
所述刀片稳定机构(9)包括螺纹支撑导线柱(91)、驱动小电机(92)、固定旋转机构(93)、冷却辅助固定机构(94)，所述螺纹支撑导线柱(91)与固定旋转机构(93)螺纹连接，所述驱动小电机(92)安装于固定旋转机构(93)上，所述螺纹支撑导线柱(91)下端与冷却辅助固定机构(94)上端相焊接。
2.根据权利要求1所述的一种单晶硅晶圆切片设备，其特征在于：所述固定旋转机构(93)包括主动齿轮(931)、从动旋转轮机构(932)、固定环座(933)，所述主动齿轮(931)与从动旋转轮机构(932)相啮合，所述从动旋转轮机构(932)安装于固定环座(933)上且活动连接。
3.根据权利要求2所述的一种单晶硅晶圆切片设备，其特征在于：所述从动旋转轮机构(932)包括内螺纹(321)、齿轮柱(322)、下连接环(323)、固定环(324)，所述内螺纹(321)与齿轮柱(322)内部呈一体浇铸成型，所述齿轮柱(322)下端与下连接环(323)上端相焊接，所述下连接环(323)与固定环(324)为一体化结构。
4.根据权利要求1所述的一种单晶硅晶圆切片设备，其特征在于：所述冷却辅助固定机构(94)包括滑板(941)、制冷片(942)、制冷控制器(943)、槽壳(944)、槽口(945)、线槽架(946)、卷线机构(947)，所述滑板(941)安装于槽壳(944)左侧，所述槽壳(944)内左侧设有制冷片(942)，所述制冷片(942)与制冷控制器(943)电连接，所述线槽架(946)与槽壳(944)内部固定连接，所述卷线机构(947)贯穿于线槽架(946)两侧且安装在槽壳(944)上，所述槽壳(944)与槽口(945)为一体化结构。
5.根据权利要求4所述的一种单晶硅晶圆切片设备，其特征在于：所述卷线机构(947)包括滚轴(471)、连接长板(472)、档环板(473)、转柱(474)、缓冲弹簧(475)，所述滚 轴(471)与转柱(474)为一体化结构，所述连接长板(472)位于档环板(473)之间，所述连接长板(472)通过缓冲弹簧(475)与转柱(474)相焊接。
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