CN111360569A - 一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法 - Google Patents

一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半导体零件的装夹方法，所述装夹方法包括如下步骤：(1)根据待加工半导体零件的尺寸制备装夹槽具，将所述待加工半导体零件嵌入所述装夹槽具的凹槽内并露出待加工表面；(2)利用胶水对步骤(1)所述待加工表面的边缘处进行点胶，待所述胶水凝固后完成装夹。本发明提供的装夹方法，待半导体零件加工之后，利用简单的热胀冷缩即可使得所述胶水脱开，从而取出半导体零件。所述装夹方法对半导体零件的材质、形状没有特殊要求，还可以实现装夹槽具灵活快捷地制备，能够实现快捷装夹，保证较高的尺寸公差，而且利用胶水固定，没有外力作用，后续拆卸方便，减小了半导体零件受力变形的风险，尤其适用于薄壁件。

Description

一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法
技术领域
本发明涉及零部件加工技术领域，尤其涉及一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法。
背景技术
机械加工是指通过一种机械设备对待加工零件的外形尺寸或性能进行改变的过程。半导体零件作为半导体IC制造流程中相关设备上的关键零部件，对平面度和平行度有较高的要求。在半导体零件的机械加工过程中，如果装夹方法选用不当，半导体零件极易发生变形，导致平面度和平行度不达标，进而导致关联尺寸发生偏差，造成半导体零件报废。例如，当半导体零件为薄壁件时，往往会因为装夹不牢或者装夹挤压力太大，造成薄壁件因外力作用而发生变形；当半导体零件为不规则零件时，现有技术中的三爪或四爪夹盘根本无法对零件进行牢固装夹，进而导致半导体零件加工不当。
目前，现有的半导体零件的装夹方式主要是压、夹、吸三种方式，但三种方式各有利弊。压的装夹方式虽然固定效果较好，但是需要半导体零件提供施压位置，导致施压位置无法进行加工，而且施压不当还会造成半导体零件发生变形；夹的装夹方式虽然技术比较成熟，对于外形规则的半导体零件应用十分广泛，但是对于不规则零件或者薄壁件时，固定效果不佳且极易造成零件的变形；吸的装夹方式分为磁吸和真空吸两种，但是磁吸要求待加工两件必须具备良好的磁性，真空吸则要求待加工零件能提供粗糙度低的较大平面用于真空吸，且待加工零件本身不能有空洞，不能破坏真空环境。
CN 110774030A提供了一种薄壁件的装夹结构及薄壁件的装夹方法和用途，所述装夹结构包括基台和盖板，基台包括底座和从底座中心向上凸起的凸台，并通过贯穿盖板伸入凸台内的固定装置将凸台与盖板固定，采用上下夹持的方式实现对薄壁件的装夹，使薄壁件在加工过程中不发生振动，可保障薄壁件加工后的平面度。利用所述装夹结构的装夹方法虽然能够适度避免薄壁件的扭曲变形，但是仍然存在装夹不牢或者装夹挤压力太大的问题，进而造成薄壁件因外力作用而发生变形。
CN 109318018A公开了一种用于数控车床加工不规则外形零件的夹具，所述夹具包括支撑部件、定位部件以及固定部件，所述的支撑部件包括支撑底座、支撑板及支撑面板，所述的定位部件包括轴肩定位螺钉，所述的固定部件包括锁紧螺栓及固定螺母；所述的支撑板设有两块，左右两块支撑板竖直放置在支撑底座上，所述的支撑面板设置在左右支撑板上，所述的锁紧螺栓从上到下将支撑面板与左右两块支撑板固定在支撑底座上；待加工不规则外形零件通过轴肩定位螺钉定位在支撑面板上，并通过固定螺母固定，所述的支撑底座为外圆台阶结构，用于直接固定在数控车床的三爪卡盘上。所述夹具结构复杂，操作麻烦，不适合大规模推广。
综上所述，目前亟需开发一种行之有效的半导体零件的装夹方法和拆卸方法。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法，所述装夹方法首先根据待加工半导体零件的尺寸制备装夹槽具，将待加工半导体零件嵌入凹槽内并露出待加工表面，然后利用胶水将两者进行有效固定完成装夹；所述拆卸方法依次进行升温和降温操作，使得胶水脱开并取出半导体零件。本发明所述装夹方法和拆卸方法成本低，操作简单，适用范围广泛，利用简单的热胀冷缩即可完成拆卸，且不会对半导体零件产生外力作用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种半导体零件的装夹方法，所述装夹方法包括如下步骤：
(1)根据待加工半导体零件的尺寸制备装夹槽具，将所述待加工半导体零件嵌入所述装夹槽具的凹槽内并露出待加工表面；
(2)利用胶水对步骤(1)所述待加工表面的边缘处进行点胶，待所述胶水凝固后完成装夹。
本发明所述装夹方法不仅适用范围广泛，对半导体零件的材质、形状没有特殊要求，还可以实现装夹槽具灵活快捷地制备，有效缩短了半导体零件装夹的准备时间和周期，又能够实现快捷装夹，保证较高的尺寸公差；此外，所述装夹方法利用胶水固定，没有外力作用，方便后续拆卸，减小了半导体零件受力变形的风险，尤其适用于薄壁件。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述凹槽的底面边缘处包括边缘槽。
优选地，所述边缘槽的深度为0.05-0.1mm，例如0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm或0.1mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述边缘槽的宽度为5-10mm，例如5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述装夹方法通过设置边缘槽，使得点胶后的胶水能够沿着垂直方向的缝隙流动至凹槽底部的边缘槽，进而在边缘槽中固化，将待加工半导体零件和装夹槽具连接在一起；而且，通过控制边缘槽的宽度和深度，使得固化后的胶水具有一定的厚度，既能够保证待加工半导体零件和装夹槽具之间的粘合强度，又能够防止待加工半导体零件被固化后的胶水往上抬起，避免了平面度不达标的风险，还可以实现对固化时间的有效控制。
作为本发明优选的技术方案，先将步骤(1)所述装夹槽具固定在加工车床上，再将所述待加工半导体零件嵌入所述装夹槽具的凹槽内。
优选地，在步骤(2)所述完成装夹之后，还包括半导体零件加工，
优选地，所述半导体零件加工包括钻孔、铣面、螺纹加工或攻牙中的任意一种或至少两种的组合加工，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述用于制备装夹槽具的材料为6061铝合金。
优选地，步骤(1)所述装夹槽具的外部形状为长方体或圆柱体，有利于后续将所述装夹槽具固定在加工车床上，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述胶水为502胶水。
本发明所述502胶水是一种以α－氰基丙烯酸乙酯为主，加入增粘剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂等助剂后得到的胶粘剂，能粘住绝大多数材质的物质，又因为其一接触空气中微量的水汽，即被催化并迅速聚合固化粘着，故有瞬间胶粘剂之称。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述点胶的温度为10-30℃，例如10℃、12℃、14℃、15℃、17℃、19℃、20℃、23℃、25℃、26℃、28℃或30℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述点胶的位置≥3个，例如3个、4个、5个、6个、8个或10个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明步骤(2)所述点胶的位置均匀地分布在待加工表面的边缘处，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述胶水的凝固时间为3-5min，例如3min、3.2min、3.4min、3.5min、3.6min、3.8min、4min、4.1min、4.3min、4.5min、4.7min、4.9min或5min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述装夹方法包括如下步骤：
(1)根据待加工半导体零件的尺寸制备装夹槽具，先将所述装夹槽具固定在加工车床上，再将所述待加工半导体零件嵌入所述装夹槽具的凹槽内并露出待加工表面；
其中，所述凹槽的底面边缘处包括边缘槽，所述边缘槽的深度为0.05-0.1mm，宽度为5-10mm；所述用于制备装夹槽具的材料包括6061铝合金；所述装夹槽具的外部形状为长方体或圆柱体；
(2)利用502胶水对步骤(1)所述待加工表面的边缘处进行点胶，待所述胶水凝固后完成装夹；
其中，所述点胶的温度为10-30℃，所述点胶的位置≥3个；所述胶水的凝固时间为3-5min；
在步骤(2)所述完成装夹之后，还包括半导体零件加工；所述半导体零件加工包括钻孔、铣面、螺纹加工或攻牙中的任意一种或至少两种的组合加工。
本发明的目的之二在于提供一种加工后装夹件的拆卸方法，采用目的之一所述的装夹方法得到的加工后装夹件，将其依次进行升温和降温操作，使得所述胶水脱开并取出半导体零件。
本发明所述拆卸方法针对前面装夹方法形成的凝固后的胶水，通过简单的升降温操作，使得半导体零件和装夹槽具均发生不同程度的热胀冷缩，进而使得将两者固定的胶水受力脱开，从而取出半导体零件；所述拆卸方法操作简单，且不会对半导体零件产生外力作用，减小了半导体零件受力变形的风险，尤其适用于薄壁件。
优选地，所述升温操作将温度升高至60-90℃，例如60℃、63℃、65℃、67℃、70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述升温操作的升温速率为0.5-1.5℃/s，例如0.5℃、0.7℃、0.9℃、1℃、1.2℃、1.4℃或1.5℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述降温操作将温度降低至＜30℃，例如28℃、27℃、25℃、23℃、20℃、18℃、15℃、13℃或10℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述降温操作的降温速率为0.5-1.5℃/s，例如0.5℃、0.7℃、0.9℃、1℃、1.2℃、1.4℃或1.5℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述升温采用水浴，所述降温采用空冷，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明所述装夹方法对待加工半导体零件的材质、形状没有特殊要求，适用范围广泛，具有极大的推广价值；
(2)本发明所述装夹方法具有成本低、操作简单等优点，还能实现快捷装夹，保证较高的尺寸公差；
(3)本发明所述装夹方法可以实现装夹槽具灵活快捷地制备，有效缩短了半导体零件装夹的准备时间和周期，尤其适用于半导体零件的多品种、小批量特性；
(4)本发明所述装夹方法利用胶水固定，没有外力作用，后续拆卸方便，减小了半导体零件受力变形的风险，尤其适用于薄壁件。
附图说明
图1是本发明实施例1所述半导体零件的装夹方法示意图；
图2是图1A-A部的剖面示意图；
图3是图2虚线内的局部放大图；
图4是本发明实施例4所述半导体零件的装夹方法示意图；
图5是图4B-B部的剖面示意图；
图中：1-待加工半导体零件；2-装夹槽具；3-边缘槽。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
实施例1
本实施例提供了一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法，所述待加工半导体零件1为薄壁件，具体包括如下步骤：
半导体零件的装夹方法
(1)利用6061铝合金材料，根据待加工薄壁件的尺寸制备装夹槽具2，先将所述装夹槽具2固定在加工车床上，再将所述待加工薄壁件嵌入所述装夹槽具2的凹槽内并露出待加工表面，如图1和图2所示；
其中，所述凹槽的底面边缘处包括边缘槽3，如图3所示，所述边缘槽3的深度为0.08mm，宽度为7.5mm；所述装夹槽具2的外部形状为长方体；
(2)利用502胶水对步骤(1)所述待加工表面的边缘处进行点胶，图1和图2中的箭头指示点胶位置，待所述胶水凝固后完成装夹；
其中，所述点胶的温度为20℃；所述点胶的位置为3个；所述胶水的凝固时间为5min；
在步骤(2)所述完成装夹之后，对待加工薄壁件进行铣面加工。
半导体零件的拆卸方法
采用上述装夹方法得到的加工后装夹件，将其依次进行升温和降温操作：将所述加工后装夹件采用水浴的升温操作将温度升高至90℃，升温速率为1℃/s，随后采用空冷的降温操作将温度降低至20℃，降温速率为1.2℃/s，使得所述胶水脱开并取出加工后薄壁件。
利用本实施例装夹方法和拆卸方法得到的加工后薄壁件，不仅没有发生变形，且加工后的表面具有良好的平面度和平行度，经三坐标测量机检测，加工后的表面的平面度为0.035mm、平行度为0.031mm。
实施例2
本实施例提供了一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法，除了将装夹方法步骤(1)中边缘槽3的尺寸，由“所述边缘槽3的深度为0.08mm，宽度为7.5mm”替换为“所述边缘槽3的深度为0.03mm，宽度为12mm”，其他条件和实施例1完全相同。
利用本实施例装夹方法和拆卸方法得到的加工后薄壁件，虽然没有发生变形，但是加工后薄壁件出现局部翘曲、轻微脱胶的现象，而且加工后的表面的平面度和平行度较差，经三坐标测量机检测，加工后的表面的平面度为0.121mm、平行度为0.173mm。
实施例3
本实施例提供了一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法，除了将装夹方法步骤(1)中边缘槽3的尺寸，由“所述边缘槽3的深度为0.08mm，宽度为7.5mm”替换为“所述边缘槽3的深度为0.15mm，宽度为11mm”，其他条件和实施例1完全相同。
利用本实施例装夹方法和拆卸方法得到的加工后薄壁件，由于经过拆卸方法的升温、降温操作，工件仍不能自由脱开，外力取出后薄壁件发生了变形，而且加工后的表面的平面度和平行度较差，经三坐标测量机检测，加工后的表面的平面度为0.067mm、平行度为0.035mm。
实施例4
本实施例提供了一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法，所述待加工半导体零件1为不规则工件，具体包括如下步骤：
半导体零件的装夹方法
(1)利用6061铝合金材料，根据待加工不规则工件的尺寸制备装夹槽具2，先将所述装夹槽具2固定在加工车床上，再将所述待加工不规则工件嵌入所述装夹槽具2的凹槽内并露出待加工表面，如图4和图5所示；
其中，所述凹槽的底面边缘处包括边缘槽3，所述边缘槽3的深度为0.1mm，宽度为8mm；所述装夹槽具2的外部形状为长方体；
(2)利用502胶水对步骤(1)所述待加工表面的边缘处进行点胶，图4和图5中的箭头指示点胶位置，待所述胶水凝固后完成装夹；
其中，所述点胶的温度为25℃；所述点胶的位置为4个；所述胶水的凝固时间为5min；
在步骤(2)所述完成装夹之后，对待加工不规则工件进行铣面和钻孔加工。
半导体零件的拆卸方法
采用上述装夹方法得到的加工后装夹件，将其依次进行升温和降温操作：将所述加工后装夹件采用水浴的升温操作将温度升高至90℃，升温速率为0.8℃/s，随后采用空冷的降温操作将温度降低至20℃，降温速率为1.1℃/s，使得所述胶水脱开并取出加工后不规则工件。
利用本实施例装夹方法和拆卸方法得到的加工后不规则工件，不仅没有发生变形，且加工后的表面具有良好的平面度和平行度，经三坐标测量机检测，加工后的表面的平面度为0.051mm、平行度为0.021mm。
对比例1
本对比例提供了一种半导体零件的装夹方法和拆卸方法，所述待加工半导体零件1为实施例1所述薄壁件，除了没有利用胶水进行固定，其他条件和实施例1完全相同。
利用本对比例装夹方法和拆卸方法得到的加工后薄壁件，发生了严重变形，且加工后的表面的平面度和平行度很差，经三坐标测量机检测，加工后的表面的平面度为0.212mm、平行度为0.227mm。
综上所述，本发明所述装夹方法不仅适用范围广泛，对半导体零件的材质、形状没有特殊要求，还可以实现装夹槽具灵活快捷地制备，能够实现快捷装夹，保证较高的尺寸公差，而且利用胶水固定，没有外力作用，后续拆卸方便，减小了半导体零件受力变形的风险，尤其适用于薄壁件。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种半导体零件的装夹方法，其特征在于，所述装夹方法包括如下步骤：
(1)根据待加工半导体零件的尺寸制备装夹槽具，将所述待加工半导体零件嵌入所述装夹槽具的凹槽内并露出待加工表面；
(2)利用胶水对步骤(1)所述待加工表面的边缘处进行点胶，待所述胶水凝固后完成装夹。
2.根据权利要求1所述的装夹方法，其特征在于，步骤(1)所述凹槽的底面边缘处包括边缘槽；
优选地，所述边缘槽的深度为0.05-0.1mm；
优选地，所述边缘槽的宽度为5-10mm。
3.根据权利要求1或2所述的装夹方法，其特征在于，先将步骤(1)所述装夹槽具固定在加工车床上，再将所述待加工半导体零件嵌入所述装夹槽具的凹槽内；
优选地，在步骤(2)所述完成装夹之后，还包括半导体零件加工；
优选地，所述半导体零件加工包括钻孔、铣面、螺纹加工或攻牙中的任意一种或至少两种的组合加工。
4.根据权利要求1-3任一项所述的装夹方法，其特征在于，步骤(1)所述用于制备装夹槽具的材料为6061铝合金；
优选地，步骤(1)所述装夹槽具的外部形状为长方体或圆柱体。
5.根据权利要求1-4任一项所述的装夹方法，其特征在于，步骤(2)所述胶水为502胶水。
6.根据权利要求1-5任一项所述的装夹方法，其特征在于，步骤(2)所述点胶的温度为10-30℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的装夹方法，其特征在于，步骤(2)所述点胶的位置≥3个。
8.根据权利要求1-7任一项所述的装夹方法，其特征在于，步骤(3)所述胶水的凝固时间为3-5min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的装夹方法，其特征在于，所述装夹方法包括如下步骤：
(1)根据待加工半导体零件的尺寸制备装夹槽具，先将所述装夹槽具固定在加工车床上，再将所述待加工半导体零件嵌入所述装夹槽具的凹槽内并露出待加工表面；
其中，所述凹槽的底面边缘处包括边缘槽，所述边缘槽的深度为0.05-0.1mm，宽度为5-10mm；所述用于制备装夹槽具的材料包括6061铝合金；所述装夹槽具的外部形状为长方体或圆柱体；
(2)利用502胶水对步骤(1)所述待加工表面的边缘处进行点胶，待所述胶水凝固后完成装夹；
其中，所述点胶的温度为10-30℃，所述点胶的位置≥3个；所述胶水的凝固时间为3-5min；
在步骤(2)所述完成装夹之后，还包括半导体零件加工；所述半导体零件加工包括钻孔、铣面、螺纹加工或攻牙中的任意一种或至少两种的组合加工。
10.一种加工后装夹件的拆卸方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的装夹方法得到的加工后装夹件，将其依次进行升温和降温操作，使得所述胶水脱开并取出半导体零件；
优选地，所述升温操作将温度升高至60-90℃；
优选地，所述升温操作的升温速率为0.5-1.5℃/s；
优选地，所述降温操作将温度降低至＜30℃；
优选地，所述降温操作的降温速率为0.5-1.5℃/s；
优选地，所述升温采用水浴，所述降温采用空冷。
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