CN112140373B - 一种高精度晶圆分切机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片加工技术领域，具体公开了一种高精度晶圆分切机,包括整体固定架、装夹固定机构与移动切割机构，所述整体固定架由顶板与支撑腿构成，所述装夹固定机构由侧固定架组件、固定夹板与滑动夹板构成，所述移动切割机构由切割架驱动组件、切割架与切割组件构成；本发明中，硅晶棒在固定夹板槽与滑动夹板槽之间被夹装固定，因此在加工过程中保证硅晶棒装夹的牢固性，不会出现因为装夹不牢导致的让刀现象，并且通过切割组件对硅晶棒一次性多片加工，加工效率高；通过吸尘管与外接风机连通，对防护罩内进行抽风，使切割片在切割硅晶棒过程中产的粉尘被瞬时吸走，因此提高了加工质量，同时降低了粉尘污染。
Description
技术领域
本发明涉及芯片加工技术领域，具体为一种高精度晶圆分切机。
背景技术
芯片加工中，晶圆的分切是其中一个重要环节，现有技术中通过高速切削的方式对硅晶棒进行分切，进而得到晶圆毛坯，在高速切削的过程中，高速旋转的切割刀与硅晶棒进给切削，通过定量进给获得厚度相当的晶圆，现有技术中的这种切割可以满足一般的使用要求，但在实际的加工过程中仍存在以下弊端：
1.现有技术中的分切机，其切割为单片切割，硅晶棒为单头固定，切割过程中会存在一定的让刀，因此会降低晶圆表面的切削质量，同时单头单片切割的效率也较低；
2.现有的切割过程中，高度切削会产生大量的粉末，而粉末散落到工件切割表面后，会在高速切割的过程中，造成对切削面的二次伤害，因此降低了表面的切割质量，同时加工中产生的粉末四散，也会对环境造成一定的污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度晶圆分切机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度晶圆分切机,包括整体固定架、整体固定架左端所设的装夹固定机构与整体固定架上端所设的移动切割机构，所述整体固定架由顶板与顶板下端四角位置处固定连接的支撑腿构成，所述整体固定架下端的前后两侧对称设有两条滑槽I，所述装夹固定机构由整体固定架左侧所设的侧固定架组件、侧固定架组件内侧上端固定所设的固定夹板与侧固定架组件内侧下端滑配的滑动夹板构成，所述移动切割机构由顶板上端左右两侧所设的切割架驱动组件、切割架驱动组件中间并且在顶板下端面上所滑配的切割架与切割架中间所设的切割组件构成。
优选的，所述侧固定架组件的上端设有顶部固定支撑板，所述顶部固定支撑板的上端面与顶板的下端面通过螺栓固定连接，所述顶部固定支撑板的下端通过螺栓固定连接有中间固定支撑板，所述中间固定支撑板的内侧面上左右对称开设有两条滑槽II。
优选的，所述顶部固定支撑板的下端通过螺栓固定连接有底部固定支撑板，所述底部固定支撑板的底部固定安装有伸缩电缸，所述伸缩电缸的活塞杆的顶部固定安装有推拉板，所述推拉板与滑动夹板的下端面通过螺栓相固定连接。
优选的，所述固定夹板由与中间固定支撑板的内侧面通过螺栓固定相连的固定夹板座与固定夹板座端部固定连接的半圆拱形结构的固定夹板槽构成，所述滑动夹板由滑动夹板座与滑动夹板座端部固定连接的半圆拱形结构的滑动夹板槽构成，所述滑动夹板座的外侧面上左右对称设有两条与滑槽II相滑配的滑块II。
优选的，所述切割架驱动组件的左右两端设有与顶板的外侧面固定相连的端板，且在两端板的中间通过轴承套接有螺杆，所述端板的端部并且在螺杆的外侧固定安装有电机安装座I，所述驱动电机I的端部固定安装有驱动电机I，且驱动电机I的主轴与螺杆通过联轴器相固定连接。
优选的，所述切割架的顶部设有板状结构的切割架顶板，且在切割架顶板下端面的左右两侧对称设有切割架侧板，所述切割架顶板上端面的左右两侧对称设有两条与滑槽I相滑配的滑块I，所述切割架顶板的中间与螺杆相螺接。
优选的，所述切割组件的中间设有切割轴，且切割轴的两端分别与切割架侧板通过轴承相套接，所述切割轴的外圆上并且在两切割架侧板中间固定套接有切割片，所述切割架侧板的外侧面上固定安装有电机安装座II，且在电机安装座II的外侧面上固定安装有切割电机，所述切割电机的主轴与切割轴的轴端通过联轴器相固定连接。
优选的，所述切割片的外侧并且在切割架侧板的中间固定设有防护罩，所述防护罩的前后两端开设有切削口，所述切割轴的上下两端对称设有与防护罩内壁相连通的吸尘箱，且在吸尘箱的外侧固定连通有吸尘管。
优选的，所述固定夹板槽与滑动夹板槽的中间均布开设有与切割片位置相对应的切割槽，且在切割槽的正下方设有槽体结构的落料槽。
优选的，所述两相邻切割片之间设有与切割轴相固定套配的固定限位套，且固定限位套的两侧面分别与切割片的两侧面相贴合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：
1.本发明中，硅晶棒在固定夹板槽与滑动夹板槽之间被夹装固定，在切割时，保证每段切割片的两侧均被固定，因此在加工过程中保证硅晶棒装夹的牢固性，不会出现因为装夹不牢导致的让刀现象，并且通过切割组件对硅晶棒一次性多片加工，加工效率高；
2.本发明中，通过吸尘管与外接风机连通，对防护罩内进行抽风，使切割片在切割硅晶棒过程中产的粉尘被瞬时吸走，避免粉尘粘结在切割片上对工件加工面进行二次破坏，因此提高了加工质量，同时降低了粉尘污染；
3.本发明中，顶板相对整机启动一个顶部的固定支撑作用，而支撑腿相对顶板起到一个底部的固定支撑作用，滑槽I相对切割架起到一个滑动导向作用，侧固定架组件相对固定夹板、滑动夹板起到一个固定支撑与导向的作用，而固定夹板与滑动夹板相对工件起到一个固定装夹的作用，切割架驱动组件相对切割架起到一个驱动的作用，而切割组件则相对工件起到一个切割与除尘的作用。
附图说明
图1为本发明轴侧结构视图I；
图2为本发明轴侧结构视图II；
图3为本发明整体结构主视图；
图4为图3中A-A处剖面结构轴侧视图；
图5为本发明整体结构左视图；
图6为图5中B-B处剖面结构视图。
图中：1、整体固定架；2、侧固定架组件；3、固定夹板；4、滑动夹板；5、伸缩电缸；6、推拉板；7、切割架驱动组件；8、切割架；9、切割组件；10、落料槽；101、顶板；102、支撑腿；103、滑槽I；201、顶部固定支撑板；202、中间固定支撑板；203、底部固定支撑板；204、滑槽II；301、固定夹板座；302、固定夹板槽；401、滑动夹板座；402、滑动夹板槽；701、端板；702、电机安装座I；703、驱动电机I；704、螺杆；801、切割架顶板；802、滑块I；803、切割架侧板；901、切割轴；902、切割片；903、固定限位套；904、防护罩；905、电机安装座II；906、切割电机；907、吸尘箱；908、吸尘管；909、切削口。
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至图6，本发明提供一种技术方案：一种高精度晶圆分切机,包括整体固定架1、整体固定架1左端所设的装夹固定机构与整体固定架1上端所设的移动切割机构，整体固定架1由顶板101与顶板101下端四角位置处固定连接的支撑腿102构成，整体固定架1下端的前后两侧对称设有两条滑槽I 103，装夹固定机构由整体固定架1左侧所设的侧固定架组件2、侧固定架组件2内侧上端固定所设的固定夹板3与侧固定架组件2内侧下端滑配的滑动夹板4构成，移动切割机构由顶板101上端左右两侧所设的切割架驱动组件7、切割架驱动组件7中间并且在顶板101下端面上所滑配的切割架8与切割架8中间所设的切割组件9构成，其中，顶板101相对整机启动一个顶部的固定支撑作用，而支撑腿102相对顶板101起到一个底部的固定支撑作用，滑槽I 103相对切割架8起到一个滑动导向作用，侧固定架组件2相对固定夹板3、滑动夹板4起到一个固定支撑与导向的作用，而固定夹板3与滑动夹板4相对工件起到一个固定装夹的作用，切割架驱动组件7相对切割架8起到一个驱动的作用，而切割组件9则相对工件起到一个切割与除尘的作用。
侧固定架组件2的上端设有顶部固定支撑板201，顶部固定支撑板201的上端面与顶板101的下端面通过螺栓固定连接，顶部固定支撑板201的下端通过螺栓固定连接有中间固定支撑板202，中间固定支撑板202的内侧面上左右对称开设有两条滑槽II 204，此处滑槽II 204相对滑动夹板4起到一个滑动导向作用。
顶部固定支撑板201的下端通过螺栓固定连接有底部固定支撑板203，底部固定支撑板203的底部固定安装有伸缩电缸5，伸缩电缸5的活塞杆的顶部固定安装有推拉板6，推拉板6与滑动夹板4的下端面通过螺栓相固定连接，其中，当伸缩电缸5启动伸缩时，伸缩电缸5的活塞杆带动推拉板6与滑动夹板4沿滑槽II 204导向在固定夹板3下端上下移动。
固定夹板3由与中间固定支撑板202的内侧面通过螺栓固定相连的固定夹板座301与固定夹板座301端部固定连接的半圆拱形结构的固定夹板槽302构成，滑动夹板4由滑动夹板座401与滑动夹板座401端部固定连接的半圆拱形结构的滑动夹板槽402构成，滑动夹板座401的外侧面上左右对称设有两条与滑槽II 204相滑配的滑块II，其中，固定夹板槽302与滑动夹板槽402构成环形卡槽结构，当滑动夹板槽402向固定夹板槽302靠近时，可将环形卡槽内的工件夹紧。
切割架驱动组件7的左右两端设有与顶板101的外侧面固定相连的端板701，且在两端板701的中间通过轴承套接有螺杆704，端板701的端部并且在螺杆704的外侧固定安装有电机安装座I 702，驱动电机I 703的端部固定安装有驱动电机I 703，且驱动电机I 703的主轴与螺杆704通过联轴器相固定连接，启动驱动电机I 703带动螺杆704与其主轴一同旋转，此处端板701相对螺杆704起到一个旋转支撑的作用。
切割架8的顶部设有板状结构的切割架顶板801，且在切割架顶板801下端面的左右两侧对称设有切割架侧板803，切割架顶板801上端面的左右两侧对称设有两条与滑槽I103相滑配的滑块I 802，切割架顶板801的中间与螺杆704相螺接，当驱动电机I 703带动螺杆704旋转时，使螺杆704与切割架顶板801螺接传动，进而使切割架顶板801沿滑槽I 103导向在顶板101下端移动。
切割组件9的中间设有切割轴901，且切割轴901的两端分别与切割架侧板803通过轴承相套接，此处，切割架侧板803相对切割轴901起到一个旋转支撑的作用，切割轴901的外圆上并且在两切割架侧板803中间固定套接有切割片902，切割架侧板803的外侧面上固定安装有电机安装座II 905，且在电机安装座II 905的外侧面上固定安装有切割电机906，切割电机906的主轴与切割轴901的轴端通过联轴器相固定连接，工作时，启动切割电机906带动切割轴901与切割片902同步旋转，使切割片902相对硅晶棒进行切割动作。
切割片902的外侧并且在切割架侧板803的中间固定设有防护罩904，防护罩904的前后两端开设有切削口909，切割轴901的上下两端对称设有与防护罩904内壁相连通的吸尘箱907，且在吸尘箱907的外侧固定连通有吸尘管908，此处，吸尘管908与外接风机通过风管相连通，工作时，启动风机通过吸尘管908从防护罩904内侧向外抽风，使切割片902切削下的废渣被瞬时吸走，避免废渣与工件表面重复接触导致影响工件表面的加工精度。
固定夹板槽302与滑动夹板槽402的中间均布开设有与切割片902位置相对应的切割槽，且在切割槽的正下方设有槽体结构的落料槽10，硅晶棒切割完成后，启动伸缩电缸5控制滑动夹板4下移，使固定夹板槽302与滑动夹板槽402之间切割后的硅晶片被松卸，松卸的硅晶片向下落入到落料槽10内，完成硅晶片的回收。
两相邻切割片902之间设有与切割轴901相固定套配的固定限位套903，且固定限位套903的两侧面分别与切割片902的两侧面相贴合，增大切割片902两侧的夹持面，因此固定限位套903的这种结构使切割片902被牢固的限位在切割轴901上，提高其结构强度，提供其旋转过程中的稳定性。
本发明的工作原理：
工作时，先将硅晶棒放置在滑动夹板槽402上，启动伸缩电缸5上推滑动夹板4，使滑动夹板槽402与固定夹板槽302扣合，进而将硅晶棒固定完毕，启动与吸尘管908相连通的风机，然后启动切割电机906带动切割片902相对硅晶棒旋转切割，启动驱动电机I 703控制切割架8中间切割片902与硅晶棒之间的距离，通过控制驱动电机I 703的转速来控制切割片902相对硅晶棒的进给速度，通过控制驱动电机I 703的时长控制切割片902相对硅晶棒的进给深度，整个加工过程较为简单，一次装夹，多刀同步加工，切割的效率高，同时产生的粉尘通过吸尘管908被吸走，降低了粉尘污染，同时降低了粉尘对硅晶棒切割面的二次伤害。
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 (4)
1.一种高精度晶圆分切机，包括整体固定架(1)、整体固定架(1)左端所设的装夹固定机构与整体固定架(1)上端所设的移动切割机构，其特征在于：所述整体固定架(1)由顶板(101)与顶板(101)下端四角位置处固定连接的支撑腿(102)构成，所述整体固定架(1)下端的前后两侧对称设有两条滑槽I(103)，所述装夹固定机构由整体固定架(1)左侧所设的侧固定架组件(2)、侧固定架组件(2)内侧上端固定所设的固定夹板(3)与侧固定架组件(2)内侧下端滑配的滑动夹板(4)构成，所述移动切割机构由顶板(101)上端左右两侧所设的切割架驱动组件(7)、切割架驱动组件(7)中间并且在顶板(101)下端面上所滑配的切割架(8)与切割架(8)中间所设的切割组件(9)构成；
所述侧固定架组件(2)的上端设有顶部固定支撑板(201)，所述顶部固定支撑板(201)的上端面与顶板(101)的下端面通过螺栓固定连接，所述顶部固定支撑板(201)的下端通过螺栓固定连接有中间固定支撑板(202)，所述中间固定支撑板(202)的内侧面上左右对称开设有两条滑槽II(204)；
所述中间固定支撑板(202)的下端通过螺栓固定连接有底部固定支撑板(203)，所述底部固定支撑板(203)的底部固定安装有伸缩电缸(5)，所述伸缩电缸(5)的活塞杆的顶部固定安装有推拉板(6)，所述推拉板(6)与滑动夹板(4)的下端面通过螺栓相固定连接；
所述固定夹板(3)由与中间固定支撑板(202)的内侧面通过螺栓固定相连的固定夹板座(301)与固定夹板座(301)端部固定连接的半圆拱形结构的固定夹板槽(302)构成，所述滑动夹板(4)由滑动夹板座(401)与滑动夹板座(401)端部固定连接的半圆拱形结构的滑动夹板槽(402)构成，所述滑动夹板座(401)的外侧面上左右对称设有两条与滑槽II(204)相滑配的滑块II；
所述切割架驱动组件(7)的左右两端设有与顶板(101)的外侧面固定相连的端板(701)，且在两端板(701)的中间通过轴承套接有螺杆(704)，所述端板(701)的端部并且在螺杆(704)的外侧固定安装有电机安装座I(702)，所述电机安装座I(702)的端部固定安装有驱动电机I(703)，且驱动电机I(703)的主轴与螺杆(704)通过联轴器相固定连接；
所述切割架(8)的顶部设有板状结构的切割架顶板(801)，且在切割架顶板(801)下端面的左右两侧对称设有切割架侧板(803)，所述切割架顶板(801)上端面的左右两侧对称设有两条与滑槽I(103)相滑配的滑块I(802)，所述切割架顶板(801)的中间与螺杆(704)相螺接；
所述切割组件(9)的中间设有切割轴(901)，且切割轴(901)的两端分别与切割架侧板(803)通过轴承相套接，所述切割轴(901)的外圆上并且在两切割架侧板(803)中间固定套接有多个切割片(902)，所述切割架侧板(803)的外侧面上固定安装有电机安装座II(905)，且在电机安装座II(905)的外侧面上固定安装有切割电机(906)，所述切割电机(906)的主轴与切割轴(901)的轴端通过联轴器相固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度晶圆分切机，其特征在于：所述切割片(902)的外侧并且在切割架侧板(803)的中间固定设有防护罩(904)，所述防护罩(904)的前后两端开设有切削口(909)，所述切割轴(901)的上下两端对称设有与防护罩(904)内壁相连通的吸尘箱(907)，且在吸尘箱(907)的外侧固定连通有吸尘管(908)。
3.根据权利要求2所述的一种高精度晶圆分切机，其特征在于：所述固定夹板槽(302)与滑动夹板槽(402)的中间均布开设有与切割片(902)位置相对应的切割槽，且在切割槽的正下方设有槽体结构的落料槽(10)。
4.根据权利要求3所述的一种高精度晶圆分切机，其特征在于：两相邻切割片(902)之间设有与切割轴(901)相固定套配的固定限位套(903)，且固定限位套(903)的两侧面分别与切割片(902)的两侧面相贴合。
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| CN110435024A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-11-12 | 浦江县恒凯水晶有限公司 | 水晶毛坯料切割设备 |
| CN110722212A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-24 | 江苏新泰隆管件有限公司 | 一种多段加工的特种管道切割装置 |
| CN210550582U (zh) * | 2019-07-09 | 2020-05-19 | 高邮市高袁机械制造有限公司 | 一种便携式平板带燕尾槽工装夹具 |
-
2020
- 2020-09-18 CN CN202010986210.8A patent/CN112140373B/zh active Active
Patent Citations (5)
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