CN110744386A

CN110744386A - 异形晶片轮廓修磨倒角机

Info

Publication number: CN110744386A
Application number: CN201910874137.2A
Authority: CN
Inventors: 马世杰; 周立庆; 侯晓敏; 赵忠志; 岳军; 范新丽; 田志峰
Original assignee: Northwest Electronic Equipment Institute of Technology
Current assignee: Northwest Electronic Equipment Institute of Technology
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2020-02-04

Abstract

本发明公开了一种异形晶片轮廓修磨倒角机，解决了如何在修磨倒角工艺过程中最大程度地获得取料毛坯晶片的问题。在X向丝杠导轨副（1）上的X向移动平台上设置有Y向丝杠导轨副（2），在Y向丝杠导轨副的Y向移动平台（10）上连接有直接驱动电机，在旋转吸盘（12）上吸附有异形晶片，在X向丝杠导轨副（1）后侧的工作台上设置有砂轮安装支架（26），在砂轮安装支架上设置有异形晶片轮廓修磨倒角砂轮（17），在X向丝杠导轨副前侧的工作台上设置有视觉识别系统（32），在电控器中设置有对异形晶片进行修磨倒角轮廓轨迹控制程序，该修磨倒角轮廓轨迹控制程序是根据视觉识别系统识别出的异形晶片和产品晶片尺寸自动生成的控制程序。

Description

异形晶片轮廓修磨倒角机

技术领域

本发明涉及一种异形晶片轮廓修磨倒角设备，特别涉及一种对沿晶向将柱状晶体切割成的片状晶片的轮廓进行修磨倒角的设备。

背景技术

碲锌镉（CdZnTe）晶体是一种重要的功能晶体材料，由于其具有优异的性能，广泛应用于国防军工、信息、微电子和光电子等尖端技术领域，CdZnTe晶体的另外一个用途是作为红外光学晶体碲镉汞薄膜生长的外延衬底；CdZnTe晶体具有脆性大和硬度低的特性，属于各向异性软脆性功能晶体材料；CdZnTe晶体的生产过程是：先在铸锭炉内培养生长出柱状晶体，然后，沿晶向将柱状晶体切割成片状晶片，由于晶体所生长的晶向不规则，切割得到的片状晶片是多样的和不规则的，需要对得到的片状晶片的尖角及轮廓进行修磨，以防其在后续抛磨工艺中，在片状晶片的尖角处和轮廓边棱处出现应力集中的现象，导致片状晶片在抛磨中碎裂；片状晶片经轮廓修磨和倒角后形成了取料毛坯晶片，在取料毛坯晶片上切割取出产品晶片。

将片状晶片加工成取料毛坯晶片是通过轮廓修磨倒角机上进行的，现有的倒角设备是先对不规则的片状晶片进行轮廓识别，识别出它的最大内接圆直径，并以此为修磨轮廓轨迹；一般是将被修磨的片状晶片吸附在轮廓修磨倒角机上的旋转吸盘上，旋转吸盘是连接在直接驱动电机（DD马达）上，DD马达安装在Y向导轨副上，Y向导轨副又安装在X向导轨副上，使片状晶片能实现XYθ三轴的复合运动，使其外缘轮廓与砂轮接触，实现修磨和倒角，片状晶片在倒角过程中，有冷却液不断的冲刷晶片与倒角砂轮，以达到冷却磨削温度的目的，由于轮廓修磨倒角是一个动态执行过程，而执行该过程的X向导轨副、Y向导轨副和DD马达均属于精密执行机构，如何最大程度地避免冲刷晶片与倒角砂轮冷却水进入到精密执行机构中，使晶片轮廓修磨倒角执行机构具有良好的防水性能，成为保障其正常运行的突出问题；另外，现有的对异形晶片的轮廓进行修磨和倒角的方式，会将沿晶向将柱状晶体切割成的片状晶片的最大内接圆轮廓以外的可用可利用晶片边角浪费掉，造成昂贵材料的浪费，如何在修磨倒角工艺过程中最大程度地获得取料毛坯晶片，是现场急需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种异形晶片轮廓修磨倒角机，解决了如何在修磨倒角工艺过程中最大程度地获得取料毛坯晶片的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：在倒角机中建立异形晶片轮廓识别系统和在取料毛坯晶片上切割取出的产品晶片尺寸的要求系统，将产品晶片尺寸与异形晶片轮廓进行结合生成修磨倒角轮廓轨迹，本发明的倒角机执行机构根据该修磨倒角轮廓轨迹进行异形晶片轮廓的倒角修磨，从而得到最大利用率的取料毛坯晶片。

一种异形晶片轮廓修磨倒角机，包括电控器和在工作台上固定设置的X向丝杠导轨副，在X向丝杠导轨副上的X向移动平台上设置有Y向丝杠导轨副，在Y向丝杠导轨副的Y向移动平台上连接有直接驱动电机，在向上伸出的直接驱动电机的输出轴上连接有旋转吸盘，在旋转吸盘上吸附有异形晶片，在X向丝杠导轨副后侧的工作台上设置有砂轮安装支架，在砂轮安装支架上设置有异形晶片轮廓修磨倒角砂轮，在X向丝杠导轨副前侧的工作台上设置有视觉识别系统，X向丝杠导轨副驱动电机、Y向丝杠导轨副驱动电机、直接驱动电机、异形晶片轮廓修磨倒角砂轮的砂轮驱动电机和视觉识别系统分别与电控器电连接在一起，在电控器中设置有对异形晶片进行修磨倒角轮廓轨迹控制程序，该修磨倒角轮廓轨迹控制程序是根据视觉识别系统识别出的异形晶片和产品晶片尺寸自动生成的控制程序。

在砂轮安装支架上固定设置有上下方向的Z向丝杠导轨副，在Z向丝杠导轨副的移动平台上固定设置有砂轮主轴安装座，在砂轮主轴安装座中设置有砂轮主轴，在砂轮主轴的下端连接有异形晶片轮廓修磨倒角砂轮，在砂轮安装支架上设置有砂轮驱动电机，在砂轮驱动电机的输出轴与砂轮主轴上端轴之间设置有传动皮带。

在异形晶片轮廓修磨倒角砂轮的两侧均设置有冷却水喷嘴，在X向丝杠导轨副的四周外侧的工作台上固定设置有晶片轮廓修磨倒角操作盒支架，晶片轮廓修磨倒角操作盒支架上固定设置有中空的回字形台板，在回字形台板的前侧台面上设置有前侧X向倒L形导轨，在回字形台板的后侧台面上设置有后侧X向倒L形导轨，前侧X向倒L形导轨与后侧X向倒L形导轨是彼此平行设置的，在前侧X向倒L形导轨的左部与后侧X向倒L形导轨的左部之间活动设置有左部X向伸缩弹性皮腔，在前侧X向倒L形导轨的右部与后侧X向倒L形导轨的右部之间活动设置有右部X向伸缩弹性皮腔，在左部X向伸缩弹性皮腔的右端面上固定连接有Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板，在右部X向伸缩弹性皮腔的左端面上固定连接有Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板，在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板的前部与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板的前部之间活动设置有前部Y向伸缩弹性皮腔，在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板的后部与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板的后部之间活动设置有后部Y向伸缩弹性皮腔，在前部Y向伸缩弹性皮腔的后侧面与后部Y向伸缩弹性皮腔的前侧面之间连接有Y向移动平台，在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板的前端与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板的前端之间固定连接有前端安装板，在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板的后端与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板的后端之间固定连接有后端安装板，在前侧X向倒L形导轨和后侧X向倒L形导轨的外侧四周的回字形台板上设置有长方形框架，在长方形框架上分别设置有排水口和箱内湿气抽吸口。

在左部X向伸缩弹性皮腔的前侧下端设置有倒L形导轨前端安装凹槽，在左部X向伸缩弹性皮腔的后侧下端设置有倒L形导轨后端安装凹槽，前侧X向倒L形导轨设置在倒L形导轨前端安装凹槽中，后侧X向倒L形导轨设置在倒L形导轨后端安装凹槽中。

本发明根据不规则晶片的不规则形状进行轮廓处理，生成最终晶片修磨倒角轮廓轨迹，在同一设备上通过一次操作同时完成轮廓修磨和倒角工艺，极大的提高了昂贵材料的利用率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的轮廓修磨倒角执行机构的结构示意图；

图3是本发明的Y向移动平台、前部Y向伸缩弹性皮腔14、后部Y向伸缩弹性皮腔13、左部X向伸缩弹性皮腔6和右部X向伸缩弹性皮腔7之间的连接关系图；

图4是左部X向伸缩弹性皮腔6与后侧X向倒L形导轨21及前侧X向倒L形导轨20之间的配合关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种异形晶片轮廓修磨倒角机，包括电控器和在工作台上固定设置的X向丝杠导轨副1，在X向丝杠导轨副1上的X向移动平台上设置有Y向丝杠导轨副2，在Y向丝杠导轨副2的Y向移动平台10上连接有直接驱动电机，在向上伸出的直接驱动电机的输出轴11上连接有旋转吸盘12，在旋转吸盘12上吸附有异形晶片，在X向丝杠导轨副1后侧的工作台上设置有砂轮安装支架26，在砂轮安装支架26上设置有异形晶片轮廓修磨倒角砂轮17，在X向丝杠导轨副1前侧的工作台上设置有视觉识别系统32，X向丝杠导轨副1驱动电机、Y向丝杠导轨副2驱动电机、直接驱动电机、异形晶片轮廓修磨倒角砂轮17的砂轮驱动电机31和视觉识别系统32分别与电控器电连接在一起，在电控器中设置有对异形晶片进行修磨倒角轮廓轨迹控制程序，该修磨倒角轮廓轨迹控制程序是根据视觉识别系统32识别出的异形晶片和产品晶片尺寸自动生成的控制程序；视觉识别系统32中的工业相机清晰地识别所述不规则晶片的轮廓，并形成图像传递给电控器中的计算机，在电控器中的计算机里储存有产品晶片的图像，计算机将产品晶片的图像与不规则晶片的轮廓进行比对，设计出最大程度地利用不规则晶片的修磨倒角轮廓轨迹，有效地充分地将不规则晶片充分利用，生产出最多的产品晶片。

在砂轮安装支架26上固定设置有上下方向的Z向丝杠导轨副27，在Z向丝杠导轨副27的移动平台上固定设置有砂轮主轴安装座28，在砂轮主轴安装座28中设置有砂轮主轴29，在砂轮主轴29的下端连接有异形晶片轮廓修磨倒角砂轮17，在砂轮安装支架26上设置有砂轮驱动电机31，在砂轮驱动电机31的输出轴与砂轮主轴29上端轴之间设置有传动皮带30，在对异形晶片进行修磨倒角过程中，异形晶片轮廓修磨倒角砂轮17的位置是不变化的，沿修磨倒角轮廓轨迹行走的是Y向移动平台10，Y向移动平台10上的旋转吸盘12带动吸附其上的异形晶片沿修磨倒角轮廓轨迹行走，完成对异形晶片的倒角和修磨。

在异形晶片轮廓修磨倒角砂轮17的两侧均设置有冷却水喷嘴18，在X向丝杠导轨副1的四周外侧的工作台上固定设置有晶片轮廓修磨倒角操作盒支架3，晶片轮廓修磨倒角操作盒支架3上固定设置有中空的回字形台板4，在回字形台板4的前侧台面上设置有前侧X向倒L形导轨20，在回字形台板4的后侧台面上设置有后侧X向倒L形导轨21，前侧X向倒L形导轨20与后侧X向倒L形导轨21是彼此平行设置的，在前侧X向倒L形导轨20的左部与后侧X向倒L形导轨21的左部之间活动设置有左部X向伸缩弹性皮腔6，在前侧X向倒L形导轨20的右部与后侧X向倒L形导轨21的右部之间活动设置有右部X向伸缩弹性皮腔7，在左部X向伸缩弹性皮腔6的右端面上固定连接有Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板8，在右部X向伸缩弹性皮腔7的左端面上固定连接有Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板9，在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板8的前部与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板9的前部之间活动设置有前部Y向伸缩弹性皮腔14，在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板8的后部与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板9的后部之间活动设置有后部Y向伸缩弹性皮腔13，在前部Y向伸缩弹性皮腔14的后侧面与后部Y向伸缩弹性皮腔13的前侧面之间连接有Y向移动平台10，在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板8的前端与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板9的前端之间固定连接有前端安装板16，在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板8的后端与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板9的后端之间固定连接有后端安装板15，在前侧X向倒L形导轨20和后侧X向倒L形导轨21的外侧四周的回字形台板4上设置有长方形框架5，在长方形框架5上分别设置有排水口和箱内湿气抽吸口19。

在左部X向伸缩弹性皮腔6的前侧下端设置有倒L形导轨前端安装凹槽22，在左部X向伸缩弹性皮腔6的后侧下端设置有倒L形导轨后端安装凹槽23，前侧X向倒L形导轨20设置在倒L形导轨前端安装凹槽22中，后侧X向倒L形导轨21设置在倒L形导轨后端安装凹槽23中；右部X向伸缩弹性皮腔7与前侧X向倒L形导轨20及后侧X向倒L形导轨21之间的配合关系与左部X向伸缩弹性皮腔6与该两导轨的配合关系是相同的；Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板8、Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板9、后端安装板15和前端安装板16组成一个中央长方体框架，该中央长方体框架的左侧边与左部X向伸缩弹性皮腔6连接在一起，该中央长方体框架的右侧边与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板9连接在一起，组成一个长方形状的可沿X向伸缩的弹性皮腔风箱；在该中央长方体框架内由后部Y向伸缩弹性皮腔13、Y向移动平台10和前部Y向伸缩弹性皮腔14组成了一个可沿Y向伸缩的弹性皮腔风箱；当Y向移动平台10向后移动时，后部Y向伸缩弹性皮腔13收缩，前部Y向伸缩弹性皮腔14拉伸，当Y向移动平台10向前移动时，后部Y向伸缩弹性皮腔13拉伸，前部Y向伸缩弹性皮腔14收缩；当Y向移动平台10向左移动时，左部X向伸缩弹性皮腔6收缩，右部X向伸缩弹性皮腔7拉伸，当Y向移动平台10向右移动时，左部X向伸缩弹性皮腔6拉伸，右部X向伸缩弹性皮腔7收缩；在Y向移动平台10上的向上伸出的直接驱动电机的输出轴11上设置有密封圈，以防止冷却水从输出轴11的缝隙中渗入电机中。

Claims

1.一种异形晶片轮廓修磨倒角机，包括电控器和在工作台上固定设置的X向丝杠导轨副（1），在X向丝杠导轨副（1）上的X向移动平台上设置有Y向丝杠导轨副（2），在Y向丝杠导轨副（2）的Y向移动平台（10）上连接有直接驱动电机，在向上伸出的直接驱动电机的输出轴（11）上连接有旋转吸盘（12），在旋转吸盘（12）上吸附有异形晶片，在X向丝杠导轨副（1）后侧的工作台上设置有砂轮安装支架（26），在砂轮安装支架（26）上设置有异形晶片轮廓修磨倒角砂轮（17），其特征在于，在X向丝杠导轨副（1）前侧的工作台上设置有视觉识别系统（32），X向丝杠导轨副（1）驱动电机、Y向丝杠导轨副（2）驱动电机、直接驱动电机、异形晶片轮廓修磨倒角砂轮（17）的砂轮驱动电机（31）和视觉识别系统（32）分别与电控器电连接在一起，在电控器中设置有对异形晶片进行修磨倒角轮廓轨迹控制程序，该修磨倒角轮廓轨迹控制程序是根据视觉识别系统（32）识别出的异形晶片和产品晶片尺寸自动生成的控制程序。

2.根据权利要求1所述的一种异形晶片轮廓修磨倒角机，其特征在于，在砂轮安装支架（26）上固定设置有上下方向的Z向丝杠导轨副（27），在Z向丝杠导轨副（27）的移动平台上固定设置有砂轮主轴安装座（28），在砂轮主轴安装座（28）中设置有砂轮主轴（29），在砂轮主轴（29）的下端连接有异形晶片轮廓修磨倒角砂轮（17），在砂轮安装支架（26）上设置有砂轮驱动电机（31），在砂轮驱动电机（31）的输出轴与砂轮主轴（29）上端轴之间设置有传动皮带（30）。

3.根据权利要求1或2所述的一种异形晶片轮廓修磨倒角机，其特征在于，在异形晶片轮廓修磨倒角砂轮（17）的两侧均设置有冷却水喷嘴（18），在X向丝杠导轨副（1）的四周外侧的工作台上固定设置有晶片轮廓修磨倒角操作盒支架（3），晶片轮廓修磨倒角操作盒支架（3）上固定设置有中空的回字形台板（4），在回字形台板（4）的前侧台面上设置有前侧X向倒L形导轨（20），在回字形台板（4）的后侧台面上设置有后侧X向倒L形导轨（21），前侧X向倒L形导轨（20）与后侧X向倒L形导轨（21）是彼此平行设置的，在前侧X向倒L形导轨（20）的左部与后侧X向倒L形导轨（21）的左部之间活动设置有左部X向伸缩弹性皮腔（6），在前侧X向倒L形导轨（20）的右部与后侧X向倒L形导轨（21）的右部之间活动设置有右部X向伸缩弹性皮腔（7），在左部X向伸缩弹性皮腔（6）的右端面上固定连接有Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板（8），在右部X向伸缩弹性皮腔（7）的左端面上固定连接有Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板（9），在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板（8）的前部与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板（9）的前部之间活动设置有前部Y向伸缩弹性皮腔（14），在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板（8）的后部与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板（9）的后部之间活动设置有后部Y向伸缩弹性皮腔（13），在前部Y向伸缩弹性皮腔（14）的后侧面与后部Y向伸缩弹性皮腔（13）的前侧面之间连接有Y向移动平台（10），在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板（8）的前端与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板（9）的前端之间固定连接有前端安装板（16），在Y向伸缩弹性皮腔左隔离导轨板（8）的后端与Y向伸缩弹性皮腔右隔离导轨板（9）的后端之间固定连接有后端安装板（15），在前侧X向倒L形导轨（20）和后侧X向倒L形导轨（21）的外侧四周的回字形台板（4）上设置有长方形框架（5），在长方形框架（5）上分别设置有排水口和箱内湿气抽吸口（19）。

4.根据权利要求3所述的一种异形晶片轮廓修磨倒角机，其特征在于，在左部X向伸缩弹性皮腔（6）的前侧下端设置有倒L形导轨前端安装凹槽（22），在左部X向伸缩弹性皮腔（6）的后侧下端设置有倒L形导轨后端安装凹槽（23），前侧X向倒L形导轨（20）设置在倒L形导轨前端安装凹槽（22）中，后侧X向倒L形导轨（21）设置在倒L形导轨后端安装凹槽（23）中。