CN112223117A - 一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：(1)对棒材进行依次进行热处理和研磨，得到中间料；(2)将步骤(1)得到的中间料依次进行粗加工和精加工，得到所述不锈钢棒材；所述精加工中夹具的上端面设置有V型槽；所述粗加工后的棒材粘结于所述V型槽中进行精加工。通过对加工方法的改进及采用特定的夹具，实现了平面度≤0.03mm的用于晶圆传输时所用棒材的制备，加工过程简单，加工效率高，所得棒材无弯曲，强度高。

Description

一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法
技术领域
本发明涉及加工领域，具体涉及一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法。
背景技术
目前，用于晶圆片的传送的半导体设备上的机械手，，其加工的难度在于4个斜面需要在同一个平面上，要求构建的平面其平面度在0.03mm以内。要保证这个平面度尺寸，重点为：1、安装的基座平面度好；2、手指本身的平面度或直线度，及关键平面与安装面的平行度。因安装基座属于相对厚且结实的板材，即其基准面的平面度基本可以通过设备本身的性能来保证。然而晶圆片传输中所用棒材即传输手指又细又长，平面度度要求高，加工极其困难。
现行技术对于产品的装夹一般都通过夹、压、吸等方式进行装夹加工。如CN109014387A公开了一种棒材夹持装置，包括底座、传动装置、送料装置、夹持装置、切割装置，所述传动装置设置在底座内部，所述送料装置设置在底座上部，所述夹持装置由传动装置驱动，所述切割装置连接于夹持装置，结构简单，便于操作，大大减少了人力的同时也为企业省下成本，通过传动装置联动，自动完成长棒材的送料、压紧、切割、松开四个步骤的循环，省去了人工操作，大大减少了人力成本，并且连贯的动作循环大大增加了工作效率，且蜗杆凸轮间歇运动机构的应用使得送料距离更加容易控制。
CN108177031A公开了一种棒材多边形、异形加工方法，包括如下步骤：
S1、把毛胚棒材夹紧固定；
S2、调整压轮V块机构的V块位置并固定；
S3、移动Y轴进给机构，使棒材穿过V块，压下压轮V块机构的压轮；
S4、移动Z轴进给机构，使Y轴进给机构、主轴头机构的工作头、V块支撑机构一起进给到磨削起始位置；
S5、根据设置的多边形或异形第一道磨削轨迹，Z轴进给机构、C轴机构、X轴粗磨机构、V轴精磨机构插补进行磨削；
S6、退回X轴粗磨机构、V轴精磨机构、Z轴进给机构到起始磨削位置；
S7、旋转C轴机构到下一工序起始磨削位置，按照步骤S5循环完成后续轨迹的磨削加工。其实现一次装夹完成多边形、异性磨削，提高加工精度及加工效率。
然而对于圆棒，同时圆棒一般是要被加工。所以用夹的方式只能加持一半以下的圆，这样的状态下，圆棒是夹不住的。采用压的方式，因为大部分表面要加工，只能压局部区域，所以没压的地方会不稳定，会震刀。采用吸的方式，因为市面的通用吸盘都是平的，对于这种棒子的圆弧面，通用吸盘是吸不住的，可以定制专用吸盘吸住，但专用吸盘生产成本高，加工周期长，且这个吸盘夹具只能做这一个尺寸的圆棒(大批量流水线生产可以考虑定制)，同时吸盘吸的时候回对棒子产生力，让棒子贴平吸盘夹具，但吸盘夹具和产品不可能完全匹配，导致棒材会产生微变形，这对最终的平面度度会产生影响(影响程度具体看吸盘夹具和棒子本身的匹配度)。
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平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法，实现了平面度≤0.03mm的用于晶圆传输时所用棒材的制备，加工过程简单，加工效率高，所得棒材无弯曲，强度高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)对棒材依次进行热处理和研磨，得到中间料；
(2)将步骤(1)得到的中间料依次进行粗加工和精加工，得到所述不锈钢棒材；
所述精加工中夹具的上端面设置有V型槽；
所述粗加工后的棒材粘结于所述V型槽中进行精加工。
通过对加工方法的改进及采用特定的夹具，实现了平面度≤0.03mm的用于晶圆传输时所用棒材的制备，加工过程简单，加工效率高，所得棒材无弯曲，强度高。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述热处理的温度1000-1150℃，例如可以是1000℃、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1100℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃或1150℃等，但不限于所列举的数值，该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(1)所述热处理的时间为70-90min，例如可以是70min、71min、72min、73min、74min、75min、76min、77min、78min、79min、80min、81min、82min、83min、84min、85min、86min、87min、88min、89min或90min等，但不限于所列举的数值，该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(1)所述研磨的方式为机械研磨。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述研磨中砂轮型号为800#砂轮。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述研磨中砂轮的转速为2000-2200r/min，例如可以是2000r/min、2010r/min、2020r/min、2030r/min、2040r/min、2050r/min、2060r/min、2070r/min、2080r/min、2090r/min、2100r/min、2110r/min、2120r/min、2130r/min、2140r/min、2150r/min、2160r/min、2170r/min、2180r/min、2190r/min或2200r/min等，但不限于所列举的数值，该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(1)所述研磨中砂轮的进给量为0.01-0.02mm，例如可以是0.01mm、0.011mm、0.012mm、0.013mm、0.014mm、0.015mm、0.016mm、0.017mm、0.018mm、0.019mm或0.02mm等，但不限于所列举的数值，该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V型槽的开口角度为80-100°，例如可以是80°、81°、82°、83°、84°、85°、86°、87°、88°、89°、90°、91°、92°、93°、94°、95°、96°、97°、98°、99°或100°等，但不限于所列举的数值，该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(1)所述精加工中棒材的中心与所述夹具上端面的垂直距离为0.5-1mm，例如可以是0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm、0.85mm、0.9mm、0.95mm或1mm等，但不限于所列举的数值，该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，所述加工方法包括如下步骤：
(1)对棒材进行依次进行热处理和研磨，得到中间料；
(2)将步骤(1)得到的中间料依次进行粗加工和精加工，得到所述不锈钢棒材；
所述精加工中夹具的上端面设置有V型槽；所述粗加工后的棒材粘结于所述V型槽中进行精加工；所述热处理的温度1000-1150℃；所述V型槽的开口角度为80-100°。
本发明中，通过将棒材粘结于夹具上，可以使产品在自然状态下加工。如果用夹、压、吸等方式固定，势必会对产品产生力的作用，使产品产生微变形，当产品加工好后，在去除夹、压、吸等外力装夹，产品之前的微变形因为弹性变形的原因而是最终加工好的产品平面度变差。而胶水在液态的时候是去顺应产品的本身结构，固化后，又保持了本身结构，所以加工后去除胶水后，产品不会有变形产生。
当精加工结束后，将产品和夹具一起放入热水，待胶水失效，产品和夹具自然脱离，产品在不受外力的情况下加工，平面度变形问题得以保证。
本发明中，粗加工采用线切割的方式进行。
本发明中，研磨的终点为研磨至设计尺寸即停止。
本发明中，精加工为采用切削等方式进行。
本发明中，粗加工为在棒材相应位置加工出手指所需台阶和凹槽，精加工为在棒材凹槽的侧面加工出所需的斜面。
与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
通过对加工方法的改进及采用特定的夹具，实现了平面度≤0.03mm的用于晶圆传输时所用棒材的制备，加工过程简单，加工效率高，所得棒材无弯曲，强度高。
附图说明
图1是本发明实施例1中所得不锈钢棒材的示意图。
图中：虚线框内斜面为精加工作业后斜面。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实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，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)对棒材依次进行热处理和研磨，得到中间料；
(2)将步骤(1)得到的中间料依次进行粗加工和精加工，得到所述不锈钢棒材；
所述热处理的温度1075℃，时间为80min；
所述研磨的方式为机械研磨，研磨中砂轮型号为800#砂轮，砂轮的转速为2100r/min，研磨中砂轮的进给量为0.01mm
所述精加工中夹具的上端面设置有V型槽；所述粗加工后的棒材粘结于所述V型槽中进行精加工；所述V型槽的开口角度为90°；精加工中棒材的中心与所述夹具上端面的垂直距离为0.75mm。
所得不锈钢棒材的平面度为0.01mm。
实施例2
本实施例提供一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)对棒材依次进行热处理和研磨，得到中间料；
(2)将步骤(1)得到的中间料依次进行粗加工和精加工，得到所述不锈钢棒材；
所述热处理的温度1000℃，时间为70min；
所述研磨的方式为机械研磨，研磨中砂轮型号为800#砂轮，砂轮的转速为2000r/min，研磨中砂轮的进给量为0.02mm
所述精加工中夹具的上端面设置有V型槽；所述粗加工后的棒材粘结于所述V型槽中进行精加工；所述V型槽的开口角度为100°；精加工中棒材的中心与所述夹具上端面的垂直距离为0.5mm。
所得不锈钢棒材的平面度为0.02mm。
实施例3
本实施例提供一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
(1)对棒材依次进行热处理和研磨，得到中间料；
(2)将步骤(1)得到的中间料依次进行粗加工和精加工，得到所述不锈钢棒材；
所述热处理的温度1000℃，时间为90min；
所述研磨的方式为机械研磨，研磨中砂轮型号为800#砂轮，砂轮的转速为2200r/min，研磨中砂轮的进给量为0.015mm
所述精加工中夹具的上端面设置有V型槽；所述粗加工后的棒材粘结于所述V型槽中进行精加工；所述V型槽的开口角度为80°；精加工中棒材的中心与所述夹具上端面的垂直距离为1mm。
所得不锈钢棒材的平面度为0.017mm。
对比例1
与实施例1的区别仅在于不进行热处理，所得不锈钢棒材的平面度为0.032mm，强度降低15％。
对比例2
与实施例1的区别仅在于不进行研磨，所得不锈钢棒材的平面度为0.034mm，强度降低10％。
对比例3
与实施例1的区别仅在于精加工中不采用夹具，所得不锈钢棒材的平面度为0.04mm，强度降低2％。
通过上述实施例和对比例的结果可知，通过对加工方法的改进及采用特定的夹具，实现了平面度≤0.03mm的用于晶圆传输时所用棒材的制备，加工过程简单，加工效率高，所得棒材无弯曲，强度高。
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)

1.一种平面度≤0.03mm不锈钢棒材的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
(1)对棒材依次进行热处理和研磨，得到中间料；
(2)将步骤(1)得到的中间料依次进行粗加工和精加工，得到所述不锈钢棒材；
所述精加工中夹具的上端面设置有V型槽；
所述粗加工后的棒材粘结于所述V型槽中进行精加工。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述热处理的温度1000-1150℃。
3.如权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述热处理的时间为70-90min。
4.如权利要求1-3任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述研磨的方式为机械研磨。
5.如权利要求1-4任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述研磨中砂轮型号为800#砂轮。
6.如权利要求1-5任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述研磨中砂轮的转速为2000-2200r/min。
7.如权利要求1-6任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述研磨中砂轮的进给量为0.01-0.02mm。
8.如权利要求1-7任一项所述的加工方法，其特征在于，所述V型槽的开口角度为80-100°。
9.如权利要求1-8任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述精加工中棒材的中心距离所述夹具上端面的垂直距离为0.5-1mm。
10.如权利要求1-9任一项所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
(1)对棒材依次进行热处理和研磨，得到中间料；
(2)将步骤(1)得到的中间料依次进行粗加工和精加工，得到所述不锈钢棒材；
所述精加工中夹具的上端面设置有V型槽；所述粗加工后的棒材粘结于所述V型槽中进行精加工；所述热处理的温度1000-1150℃；所述V型槽的开口角度为80-100°。
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