CN112078036A - 用于半导体石墨圆晶加工的切割设备及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，包括底板、调节机构、升降机构、切割机构，加工板的底面与底板的顶面中部之间安装有调节机构；底板的顶面两端设有一对竖板，位于一对竖板之间在矩形长箱下方设有升降板，矩形长箱内安装有升降机构，且升降机构内一对铰接杆的底端分别与升降板的顶面两端活动铰接；升降板的顶面中部纵向凹陷有矩形长孔，矩形框上安装有切割机构。本发明还公开了用于半导体石墨圆晶加工的切割设备的切割方法；本发明通过各机构的配合使用，提高了圆晶片固定的稳定性，避免了圆晶板崩边现象的发生，方便了切割时多方位调节，提高了圆晶板切割的效率。

Description

用于半导体石墨圆晶加工的切割设备及其切割方法

技术领域

本发明涉及石墨加工设备技术领域，尤其涉及用于半导体石墨圆晶加工的切割设备及其切割方法。

背景技术

现有的圆晶片切割设备，在切割过程中，多采用金刚石砂轮或树脂刀线等机械切割的方式，存在如下缺点：1)圆晶片在切割前需要通过人工进行手动固定，固定过程复杂，较为繁琐；2）圆晶片的切割面在切割时极易产生崩边，影响产品的质量和产能；3）因采用机械刀进行切割，往往不能及时对机械刀进行多方位的调节，导致圆晶片表面要留有较宽的切割道，严重影响产品的产能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的用于半导体石墨圆晶加工的切割设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，包括底板、调节机构、升降机构、切割机构，所述底板为横向放置的矩形板状，所述底板的顶面中部设有加工板，且所述加工板的顶面中部凹陷有圆形负压槽，所述加工板的底面与底板的顶面中部之间安装有调节机构；所述底板的顶面两端设有一对竖板，且一对竖板的顶部设有矩形长箱；位于一对竖板之间在矩形长箱下方设有升降板，所述矩形长箱内安装有升降机构，且所述升降机构内一对铰接杆的底端分别与升降板的顶面两端活动铰接；所述升降板的顶面中部纵向凹陷有矩形长孔，所述矩形长孔内设有矩形框，所述矩形框上安装有切割机构。

优选地，所述调节机构包括调节滑杆、调节连板、调节伸缩缸、负压泵，位于加工板的底面下方在底板顶面设有一对调节滑杆，且每根调节滑杆的两端均设有调节固定块，且每块调节固定块均与底板顶面固接，每根所述调节滑杆中部均套设有调节滑筒，且两个调节滑筒之间设有调节连板，所述调节连板的两端分别与对应的调节滑筒固接；所述调节滑筒的顶面与加工板的底面固接；位于调节连板一侧在底板的顶面安装有调节伸缩缸，所述调节伸缩缸的伸缩杆端部设有第一连块，所述第一连块与调节连板一侧固接；位于调节连板另一侧在底板的顶面凹陷有负压泵槽，所述负压泵槽内安装有负压泵，所述负压泵的吸气端通过吸气管与圆形负压槽连通。

优选地，所述升降机构包括电机、螺纹杆、螺纹筒、铰接杆，所述矩形长箱内一端安装有电机，所述电机的电机轴端部设有联轴器，所述联轴器的外侧输出端设有螺纹杆；所述矩形长箱内另一端安装有轴承，且螺纹杆另一端插设在轴承内；所述螺纹杆中部固定套设有分隔环，位于分隔环两侧在螺纹杆上套设有一对螺纹筒；所述矩形长箱的底面横向凹陷有矩形滑槽，每个所述螺纹筒的底面均设有矩形滑块，且每块矩形滑块均滑动贯穿卡合在矩形滑槽内；每块矩形滑块底面均设有第一双耳座，所述第一双耳座与铰接杆顶端活动铰接。

优选地，位于矩形长箱的每端两侧在竖板的内侧面顶部均设有一对梯形连块，且每块梯形连块的底面均设有支撑竖杆，每根支撑竖杆的底端均与底板顶面固接，每根支撑竖杆的中部均套设有支撑滑筒，且每个支撑滑筒的外侧均设有连接杆，且每根连接杆的外端分别与升降板对应的拐角固接。

优选地，所述切割机构包括U形槽钢板、微型电推缸、切割机，位于矩形框的外侧在升降板的顶面中部设有U形槽钢板，所述U形槽钢板内顶面设有工字滑轨，所述工字滑轨的底面中部设有凹形滑板，所述U形槽钢板内后端两侧设有一对微型电推缸，每个所述微型电推缸的电推杆端部均设有电推连块，每块所述电推连块分别与凹形滑板的对应一侧面固接，所述凹形滑板的底面安装有切割机，所述切割机位于矩形框内中部，且切割机的输出端插设有切割钻杆。

优选地，所述底板的四个拐角处设有梯形座；所述调节伸缩缸通过第一电源线与外接电源电性连接，所述负压泵通过第二电源线与外接电源电性连接，所述电机通过第三电源线与外接电源电性连接，所述微型电推缸通过第四电源线与外接电源电性连接，所述切割机通过第五电源线与外接电源电性连接。

本发明还提出了用于半导体石墨圆晶加工的切割设备的切割方法，包括以下步骤：

步骤一，调节伸缩缸、负压泵、电机、微型电推缸、切割机分别与外接电源接通；在待切割的圆晶片的背面贴上一层薄膜，再将贴有薄膜的圆晶片放入圆形负压槽内；

步骤二，启动负压泵，通过吸气管对圆形负压槽内进行抽气，使得圆晶片底面与圆形负压槽之间的空间形成负压，进而对圆晶片进行固定；启动切割机，开始带动切割钻杆高速转动，；

步骤三，控制调节伸缩缸的伸缩杆伸缩，通过第一连块带动调节连板横向移动，进而带动两侧的调节滑筒沿着对应的调节滑杆横向滑动，进而带动加工板横向移动，使得圆晶板顶在切割钻杆正下方横向移动；

步骤四，控制微型电推缸的电推杆伸缩，通过电推连块带动凹形滑板沿着工字滑轨纵向滑动，进而带动切割机在矩形框内纵向移动，进而带动切割钻杆纵向移动；

步骤五，启动电机，通过联轴器带动螺纹杆与电机轴同步转动，进而带动两个螺纹筒同向或者反向螺旋转动，进而带动矩形滑块沿着矩形滑槽横向滑动，在铰接作用配合下，通过铰接杆带动升降板升降，同时通过连接杆带动支撑滑筒沿着支撑竖杆竖向滑动，进而带动切割钻杆竖向移动；

步骤六，通过上述步骤配合使用，完成了对切割钻杆的竖向、横向、纵向相对圆晶片位置的移动，实现了对圆晶片的切割工作，待切割完成后，取下圆晶片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、负压泵通过吸气管对圆形负压槽内进行抽气形成负压，方便了切割前对圆晶片进行固定；

2、切割机通过带动切割钻杆高速转动，避免采用金刚石砂轮或树脂刀线进行切割，解决了圆晶片切割时极易产生崩边的问题；

3、通过调节机构、升降机构、切割机构的配合使用，方便了对切割钻杆竖向、横向、纵向的移动，实现了切割时多方位调节；

综上所述，本发明解决了圆晶片固定不便、切割时易崩边及不能多方位切割的问题，通过各机构的配合使用，提高了圆晶片固定的稳定性，避免了圆晶板崩边现象的发生，方便了切割时多方位调节，提高了圆晶板切割的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的主视剖面图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的调节机构俯视剖面图；

图4为本发明的切割机构仰视剖面图；

图5为本发明的图1中A处放大图；

图6为本发明的切割方法示意图；

图中序号：底板1、梯形座11、调节滑杆12、调节滑筒13、调节连板14、调节伸缩缸15、负压泵16、加工板17、竖板2、矩形长箱21、机22、螺纹杆23、螺纹筒24、铰接杆25、梯形连块26、支撑竖杆27、支撑滑筒28、连接杆29、升降板3、U形槽钢板31、工字滑轨32、凹形滑板33、微型电推缸34、切割机35、切割钻杆36。

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。

实施例1：参见图1-5，用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，包括底板1、调节机构、升降机构、切割机构，所述底板1为横向放置的矩形板状，所述底板1的四个拐角处设有梯形座11，梯形座11增加了底板1的稳定性；所述底板1的顶面中部设有悬空放置的加工板17，所述加工板17为圆形板状，且所述加工板17的顶面中部凹陷有圆形负压槽，所述加工板17的底面与底板1的顶面中部之间安装有调节机构；所述底板1的顶面两端设有一对竖向对称放置的竖板2，且一对竖板2的顶部设有横向放置的矩形长箱21，且所述矩形长箱21的两端分别与竖板2的顶端固接；位于一对竖板2之间在矩形长箱21下方设有横向放置的升降板3，所述矩形长箱21内安装有升降机构，且所述升降机构内一对铰接杆25的底端分别与升降板3的顶面两端活动铰接；所述升降板3的顶面中部纵向凹陷有矩形长孔，所述矩形长孔内设有上下贯通的矩形框37，所述矩形框37上安装有切割机构。

在本发明中，所述调节机构包括调节滑杆12、调节连板14、调节伸缩缸15、负压泵16，位于加工板17的底面下方在底板1顶面设有一对横向放置的调节滑杆12，且每根调节滑杆12的两端均设有调节固定块，且每块调节固定块均与底板1顶面固接，每根所述调节滑杆12中部均套设有滑动连接的调节滑筒13，且两个调节滑筒13之间设有纵向放置的调节连板14，所述调节连板14的两端分别与对应的调节滑筒13固接；所述调节滑筒13的顶面与加工板17的底面固接；位于调节连板14一侧在底板1的顶面安装有输出端朝内的调节伸缩缸15，所述调节伸缩缸15的型号为HH110-S300，所述调节伸缩缸15通过第一电源线与外接电源电性连接，所述调节伸缩缸15的伸缩杆端部设有第一连块，所述第一连块与调节连板14一侧固接；位于调节连板14另一侧在底板1的顶面凹陷有负压泵槽，所述负压泵槽内安装有负压泵16，所述负压泵16的型号为XD-100，所述负压泵16通过第二电源线与外接电源电性连接，所述负压泵16的吸气端通过吸气管与圆形负压槽连通；负压泵16通过吸气管对圆形负压槽内进行抽气形成负压，方便了切割前对圆晶片进行固定；通过调节机构配合使用，方便了对切割钻杆36横向的移动。

在本发明中，所述升降机构包括电机22、螺纹杆23、螺纹筒24、铰接杆25，所述矩形长箱21内一端安装有输出端朝内的电机22，所述电机22的型号为YB3，所述电机22通过第三电源线与外接电源电性连接，所述电机22的电机轴端部设有同轴联接的联轴器，所述联轴器的外侧输出端设有同轴联接的螺纹杆23；所述矩形长箱21内另一端安装有轴承，且螺纹杆23另一端插设在轴承内；所述螺纹杆23中部固定套设有分隔环，位于分隔环两侧在螺纹杆23上缠绕有对称螺旋的螺纹丝牙，位于分隔环两侧在螺纹杆23上套设有一对螺旋连接的螺纹筒24；所述矩形长箱21的底面横向凹陷有矩形滑槽，每个所述螺纹筒24的底面均设有矩形滑块，且每块矩形滑块均滑动贯穿卡合在矩形滑槽内；每块矩形滑块底面均设有开口朝下的第一双耳座，所述第一双耳座的开口内通过铰接轴与铰接杆25顶端活动铰接，所述升降板3的顶面两端设有一对开口朝上的第二双耳座，每座所述第二双耳座的开口内通过铰接轴与对应的铰接杆25底端活动铰接；通过升降机构的配合使用，方便了对切割钻杆36竖向的移动。

在本发明中，所述切割机构包括U形槽钢板31、微型电推缸34、切割机35，位于矩形框37的外侧在升降板3的顶面中部设有纵向放置且开口朝下的U形槽钢板31，所述U形槽钢板31内顶面设有纵向放置的工字滑轨32，所述工字滑轨32的底面中部设有滑动连接卡合的凹形滑板33，所述U形槽钢板31内后端两侧设有一对输出端朝前的微型电推缸34，所述微型电推缸34的型号为HT2500，所述微型电推缸34通过第四电源线与外接电源电性连接，每个所述微型电推缸34的电推杆端部均设有电推连块，每块所述电推连块分别与凹形滑板33的对应一侧面固接，所述凹形滑板33的底面安装有输出端朝下的切割机35，所述切割机35的型号为TD-100QK，所述切割机35通过第五电源线与外接电源电性连接，所述切割机35位于矩形框37内中部，且切割机35的输出端插设有转动连接的切割钻杆36；切割机35通过带动切割钻杆36高速转动，避免采用金刚石砂轮或树脂刀线进行切割，解决了圆晶片切割时极易产生崩边的问题；通过切割机构的配合使用，方便了对切割钻杆36纵向的移动。

在本发明中，位于矩形长箱21的每端两侧在竖板2的内侧面顶部均设有一对梯形连块26，且每块梯形连块26的底面均设有竖向放置的支撑竖杆27，每根支撑竖杆27的底端均与底板1顶面固接，每根支撑竖杆27的中部均套设有滑动连接的支撑滑筒28，且每个支撑滑筒28的外侧均设有横向放置的连接杆29，且每根连接杆29的外端分别与升降板3对应的拐角固接；通过调节机构、升降机构、切割机构的配合使用，方便了对切割钻杆36竖向、横向、纵向的移动，实现了切割时多方位调节。

实施例2：参见图6，在本实施例中，本发明还提出了用于半导体石墨圆晶加工的切割设备的切割方法，包括以下步骤：

步骤一，调节伸缩缸15、负压泵16、电机22、微型电推缸34、切割机35分别与外接电源接通；在待切割的圆晶片的背面贴上一层薄膜，再将贴有薄膜的圆晶片放入圆形负压槽内；

步骤二，启动负压泵16，通过吸气管对圆形负压槽内进行抽气，使得圆晶片底面与圆形负压槽之间的空间形成负压，进而对圆晶片进行固定；启动切割机35，开始带动切割钻杆36高速转动，；

步骤三，控制调节伸缩缸15的伸缩杆伸缩，通过第一连块带动调节连板14横向移动，进而带动两侧的调节滑筒13沿着对应的调节滑杆12横向滑动，进而带动加工板17横向移动，使得圆晶板顶在切割钻杆36正下方横向移动；

步骤四，控制微型电推缸34的电推杆伸缩，通过电推连块带动凹形滑板33沿着工字滑轨32纵向滑动，进而带动切割机35在矩形框37内纵向移动，进而带动切割钻杆36纵向移动；

步骤五，启动电机22，通过联轴器带动螺纹杆23与电机轴同步转动，进而带动两个螺纹筒24同向或者反向螺旋转动，进而带动矩形滑块沿着矩形滑槽横向滑动，在铰接作用配合下，通过铰接杆25带动升降板3升降，同时通过连接杆39带动支撑滑筒28沿着支撑竖杆27竖向滑动，进而带动切割钻杆36竖向移动；

步骤六，通过上述步骤配合使用，完成了对切割钻杆36的竖向、横向、纵向相对圆晶片位置的移动，实现了对圆晶片的切割工作，待切割完成后，取下圆晶片。

本发明解决了圆晶片固定不便、切割时易崩边及不能多方位切割的问题，通过各机构的配合使用，提高了圆晶片固定的稳定性，避免了圆晶板崩边现象的发生，方便了切割时多方位调节，提高了圆晶板切割的效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，包括底板（1）、调节机构、升降机构、切割机构，其特征在于：所述底板（1）为横向放置的矩形板状，所述底板（1）的顶面中部设有加工板（17），且所述加工板（17）的顶面中部凹陷有圆形负压槽，所述加工板（17）的底面与底板（1）的顶面中部之间安装有调节机构；所述底板（1）的顶面两端设有一对竖板（2），且一对竖板（2）的顶部设有矩形长箱（21）；位于一对竖板（2）之间在矩形长箱（21）下方设有升降板（3），所述矩形长箱（21）内安装有升降机构，且所述升降机构内一对铰接杆（25）的底端分别与升降板（3）的顶面两端活动铰接；所述升降板（3）的顶面中部纵向凹陷有矩形长孔，所述矩形长孔内设有矩形框（37），所述矩形框（37）上安装有切割机构。

2.根据权利要求1所述的用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，其特征在于：所述调节机构包括调节滑杆（12）、调节连板（14）、调节伸缩缸（15）、负压泵（16），位于加工板（17）的底面下方在底板（1）顶面设有一对调节滑杆（12），且每根调节滑杆（12）的两端均设有调节固定块，且每块调节固定块均与底板（1）顶面固接，每根所述调节滑杆（12）中部均套设有调节滑筒（13），且两个调节滑筒（13）之间设有调节连板（14），所述调节连板（14）的两端分别与对应的调节滑筒（13）固接；所述调节滑筒（13）的顶面与加工板（17）的底面固接；位于调节连板（14）一侧在底板（1）的顶面安装有调节伸缩缸（15），所述调节伸缩缸（15）的伸缩杆端部设有第一连块，所述第一连块与调节连板（14）一侧固接；位于调节连板（14）另一侧在底板（1）的顶面凹陷有负压泵槽，所述负压泵槽内安装有负压泵（16），所述负压泵（16）的吸气端通过吸气管与圆形负压槽连通。

3.根据权利要求1所述的用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，其特征在于：所述升降机构包括电机（22）、螺纹杆（23）、螺纹筒（24）、铰接杆（25），所述矩形长箱（21）内一端安装有电机（22），所述电机（22）的电机轴端部设有联轴器，所述联轴器的外侧输出端设有螺纹杆（23）；所述矩形长箱（21）内另一端安装有轴承，且螺纹杆（23）另一端插设在轴承内；所述螺纹杆（23）中部固定套设有分隔环，位于分隔环两侧在螺纹杆（23）上套设有一对螺纹筒（24）；所述矩形长箱（21）的底面横向凹陷有矩形滑槽，每个所述螺纹筒（24）的底面均设有矩形滑块，且每块矩形滑块均滑动贯穿卡合在矩形滑槽内；每块矩形滑块底面均设有第一双耳座，所述第一双耳座与铰接杆（25）顶端活动铰接。

4.根据权利要求1所述的用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，其特征在于：位于矩形长箱（21）的每端两侧在竖板（2）的内侧面顶部均设有一对梯形连块（26），且每块梯形连块（26）的底面均设有支撑竖杆（27），每根支撑竖杆（27）的底端均与底板（1）顶面固接，每根支撑竖杆（27）的中部均套设有支撑滑筒（28），且每个支撑滑筒（28）的外侧均设有连接杆（29），且每根连接杆（29）的外端分别与升降板（3）对应的拐角固接。

5.根据权利要求1所述的用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，其特征在于：所述切割机构包括U形槽钢板（31）、微型电推缸（34）、切割机（35），位于矩形框（37）的外侧在升降板（3）的顶面中部设有U形槽钢板（31），所述U形槽钢板（31）内顶面设有工字滑轨（32），所述工字滑轨（32）的底面中部设有凹形滑板（33），所述U形槽钢板（31）内后端两侧设有一对微型电推缸（34），每个所述微型电推缸（34）的电推杆端部均设有电推连块，每块所述电推连块分别与凹形滑板（33）的对应一侧面固接，所述凹形滑板（33）的底面安装有切割机（35），所述切割机（35）位于矩形框（37）内中部，且切割机（35）的输出端插设有切割钻杆（36）。

6.根据权利要求2或3或5所述的用于半导体石墨圆晶加工的切割设备，其特征在于：所述底板（1）的四个拐角处设有梯形座（11）；所述调节伸缩缸（15）通过第一电源线与外接电源电性连接，所述负压泵（16）通过第二电源线与外接电源电性连接，所述电机（22）通过第三电源线与外接电源电性连接，所述微型电推缸（34）通过第四电源线与外接电源电性连接，所述切割机（35）通过第五电源线与外接电源电性连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的用于半导体石墨圆晶加工的切割设备的切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，调节伸缩缸（15）、负压泵（16）、电机（22）、微型电推缸（34）、切割机（35）分别与外接电源接通；在待切割的圆晶片的背面贴上一层薄膜，再将贴有薄膜的圆晶片放入圆形负压槽内；

步骤二，启动负压泵（16），通过吸气管对圆形负压槽内进行抽气，使得圆晶片底面与圆形负压槽之间的空间形成负压，进而对圆晶片进行固定；启动切割机（35），开始带动切割钻杆（36）高速转动，；

步骤三，控制调节伸缩缸（15）的伸缩杆伸缩，通过第一连块带动调节连板（14）横向移动，进而带动两侧的调节滑筒（13）沿着对应的调节滑杆（12）横向滑动，进而带动加工板（17）横向移动，使得圆晶板顶在切割钻杆（36）正下方横向移动；

步骤四，控制微型电推缸（34）的电推杆伸缩，通过电推连块带动凹形滑板（33）沿着工字滑轨（32）纵向滑动，进而带动切割机（35）在矩形框（37）内纵向移动，进而带动切割钻杆（36）纵向移动；

步骤五，启动电机（22），通过联轴器带动螺纹杆（23）与电机轴同步转动，进而带动两个螺纹筒（24）同向或者反向螺旋转动，进而带动矩形滑块沿着矩形滑槽横向滑动，在铰接作用配合下，通过铰接杆（25）带动升降板（3）升降，同时通过连接杆（39）带动支撑滑筒（28）沿着支撑竖杆（27）竖向滑动，进而带动切割钻杆（36）竖向移动；

步骤六，通过上述步骤配合使用，完成了对切割钻杆（36）的竖向、横向、纵向相对圆晶片位置的移动，实现了对圆晶片的切割工作，待切割完成后，取下圆晶片。

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