CN114536574B - 一种刀具调节结构及划片机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种刀具调节结构及划片机，属于机械传动技术领域，刀具调节结构包括：安装座，与划片机本体固定连接；划刀支架，通过旋转轴转动安装在所述安装座上；驱动件，驱动端与所述旋转轴连接；所述驱动件带动所述旋转轴进行转动，改变所述划刀与晶圆接触时施加的抵接力；本发明将划刀支架通过旋转轴安装在安装座上，所以划刀能围绕旋转轴进行旋转，通驱动件带动旋转轴旋转，驱动件间接带动划刀围绕旋转轴旋转，划刀的旋转一方面可以改变划刀与晶圆的抵接的深度，另一方面可以改变在划刀的轴线的方向上划刀施加到晶圆上的力，进而够调整划刀与晶圆接触时施加的抵接力，从而实现晶圆切割过程中精确调节切割力的大小的优点。

Description

一种刀具调节结构及划片机

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，具体涉及一种刀具调节结构及划片机。

背景技术

主要针对砷化镓、磷化铟材质的光通信芯片，晶圆在使用前需要进行切割，传统的晶圆切割技术，都是手工采用金刚石刀进行切割，耗材大，力度不能确定，切割出来的晶圆芯片相距的宽度比较大，不均匀，适用性差，效率低下。

现有技术中使用弹簧压力的方式，但是精度会有误差，并且弹簧的使用寿命较短，所以提供一种晶圆切割过程中能够精准调节切割力大小的装置成为目前晶圆切割的主要问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的不能精准调节切割力的缺陷，从而提供一种刀具调节结构：包括

安装座，与划片机本体固定连接；

划刀支架，通过旋转轴转动安装在所述安装座上；所述划刀支架的一端连接有划刀；

驱动件，驱动端与所述旋转轴连接；所述驱动件带动所述旋转轴进行转动，改变所述划刀与晶圆接触时施加的抵接力。

配重块，与所述旋转轴连接；所述划刀支架与所述配重块分别设置在所述旋转轴的两侧。

作为优选方案，还包括：

拨杆，一端与所述旋转轴呈角度连接，另一端与驱动件连接。

作为优选方案，所述驱动件为电机；所述电机通过传动结构与所述拨杆连接；所述传动结构将电机的旋转运动转换成直线运动。

作为优选方案，还包括：

张力计，通过传动结构与所述驱动件的驱动端连接；所述张力计具有阻挡杆；所述阻挡杆设置在所述拨杆旋转方向的前端。

作为优选方案，所述划刀支架具有以所述旋转轴为中心，朝向晶圆方向转动的趋势；所述阻挡杆设置在所述拨杆的靠近所述划刀的一侧。

作为优选方案，所述拨杆与所述旋转轴垂直设置；所述阻挡杆与所述旋转轴平行设置。

作为优选方案，还包括：

连接座，与安装座连接；所述连接座内设置有安装槽，所述划刀支架通过旋转轴转动设置在所述安装槽内。

作为优选方案，所述划刀施加到晶圆上的力的范围为3g-20g。

一种划片机，包括上述任一项所述的刀具调节结构。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的刀具调节结构包括，安装座，与划片机本体固定连接；划刀支架，通过旋转轴转动安装在所述安装座上；所述划刀支架的一端连接有划刀；驱动件，驱动端与所述旋转轴连接；所述驱动件带动所述旋转轴进行转动，改变所述划刀与晶圆接触时施加的抵接力。

本发明将划刀支架通过旋转轴安装在安装座上，所以划刀能围绕旋转轴进行旋转，通过驱动件带动旋转轴旋转，驱动件间接带动划刀围绕旋转轴旋转，从而实现驱动件带动划刀旋转，划刀的旋转一方面可以改变划刀与晶圆的抵接的深度，另一方面可以改变在划刀的轴线的方向上划刀施加到晶圆上的力，进而够调整划刀与晶圆接触时施加的抵接力，从而实现晶圆切割过程中精确调节切割力的大小的优点。

2.本发明提供的刀具调节结构还包括，配重块，配重块与划刀支架分别设置在旋转轴两侧，因为划刀与旋转轴的重心不共线，所以划刀具有旋转的趋势，为了平衡划刀旋转的趋势，设置有配重块，并使整体装置更加精密。

3.本发明提供的刀具调节结构中的驱动件为电机，在驱动件的输出端连接有传动结构，在电机的输出轴设有丝杠结构，电机在丝杠结构的作用下能够实现将电机的旋转运动转变为直线运动，满足本装置中拨杆带动旋转轴的运动。

4.本发明提供的刀具调节结构还包括，拨杆，一端与所述旋转轴呈角度连接，另一端与驱动件连接。拨杆与旋转轴固定连接能够保证内部的传动效率不会丢失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的刀具调节结构的第一种实施方式整体示意图。

图2为本发明提供的刀具调节结构中配重块的示意图。

图3为本发明提供的刀具调节结构的张力计的示意图。

图4为本发明提供的刀具调节结构的电机的示意图。

图5为本发明提供的刀具调节结构的第二种实施方式整体示意图。

图6为本发明提供的刀具调节结构的第二种实施方式局部结构示意图。

附图标记说明：

1、划刀支架；2、划刀；3、阻挡杆；4、张力计；5、拨杆；6、配重块；7、电机；8、旋转轴；9、丝杠；10、安装座；11、连接座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供的刀具调节结构包括，安装座10，与划片机本体固定连接；划刀支架1，通过旋转轴8转动安装在所述安装座10上；所述划刀支架1的一端连接有划刀2；驱动件，驱动端与所述旋转轴8连接；所述驱动件带动所述旋转轴8进行转动，改变所述划刀2与晶圆接触时施加的抵接力。

本发明将划刀支架1通过旋转轴8安装在安装座10上，所以划刀2能围绕旋转轴8进行旋转，通过驱动件带动旋转轴8旋转，驱动件间接带动划刀2围绕旋转轴8旋转，从而实现驱动件带动划刀2旋转，划刀2的旋转一方面可以改变划刀2与晶圆的抵接的深度，另一方面可以改变在划刀2的轴线的方向上划刀2施加到晶圆上的力，进而够调整划刀2与晶圆接触时施加的抵接力，从而实现晶圆切割过程中精确调节切割力的大小的优点。

如图1所示，在安装座10上连接有连接座11，所述连接座11内开设有安装槽，划刀支架1通过旋转轴8转动安装在安装槽内；

划刀支架1设置在旋转轴8的一侧，并且划刀支架1的重心并不在旋转轴8上，划刀支架1的重心在远离旋转轴8的一侧，所以在重力的作用下划刀支架1会绕旋转轴8进行旋转，划刀支架1会朝向重力大的一侧旋转，当划刀支架1具有朝向晶圆方向的旋转趋势时，所述阻挡杆3可以设置在所述拨杆5的靠近所述划刀2的一侧。在划刀支架1上设有划刀2，所述划刀2设置在划刀支架1的底部，所述划刀2材质是金刚石材质。

在旋转轴8上还固定连接有配重块6，所述配重块6和所述划刀支架1分别设置在所述旋转轴8的两侧，并且对称设置在连接座11的两侧。

如图2所示，当配重块6的重力小于划刀支架1的重力，配重块6的设置可以抵消一部分划刀支架1的部分重力，可以阻挡划刀支架1朝向晶圆方向旋转的趋势，通过设置配重块6可以将划刀支架1朝向晶圆旋转的趋势减弱，配重块6能抵消大部分的旋转趋势；

如图5-图6所示，当配重块6的重力大于划刀支架1的重力，划刀支架1具有远离晶圆方向旋转趋势，阻挡杆3可以设置在拨杆5的远离划刀2的一侧。直接通过驱动件抵消划刀支架1远离晶圆方向旋转趋势。

在通过驱动件带动旋转轴8转动的过程中，驱动件只需要提供较小的力，即可实现旋转轴8的转动，同时，可以使划刀支架1接近平衡状态，当划刀支架1与配重块6之间越接近平衡状态时，驱动件要打破这个平衡状态的力就越小，进一步调节划刀2对晶圆的力就越小，能够实现了本装置调节划刀2对晶圆上受到的力更加精准。

如图3-图4所示，所述拨杆5与所述旋转轴8垂直设置；所述阻挡杆3与所述旋转轴8平行设置。连接座11，与安装座10连接；所述连接座11内设置有安装槽，所述划刀支架1通过旋转轴8转动设置在所述安装槽内；所述划刀支架1和所述配重块6分别设置在所述旋转轴8的两侧。所述旋转轴8一端与拨杆5一端固定连接，拨杆5与旋转轴8具有一定角度，本方案中拨杆5与旋转轴8垂直设置，拨杆5另一端与驱动件连接，通过拨杆5的旋转能够带动划刀2进行旋转，从而调节划刀2对晶圆的力的大小，所述拨杆5还与驱动件连接，在本方案中拨杆5一端与旋转轴8的延伸端固定连接，拨杆5另一端与驱动件连接，能够将驱动件上的力传动到旋转轴8上，实现力的传导，并且通过拨杆5传动能最大的保障传递效率。

所述驱动件为电机7，所述电机7通过传动结构与所述拨杆5连接；所述传动结构将电机7的输出端的旋转运动转换成直线运动，所述传动结构是在电机7的输出端设置有丝杠9，通过丝杠9能够实现将电机7输出端的旋转运动转换成直线运动，通过电机7能够提供本装置所需的力，并且电机7具有使用和控制方便的优点，也能满足本装置的使用。在装置前期需要人工调试，在电机上连接有终端设备，终端设备能检测和控制电机，首先会在划刀2下放置一个克重计，驱动丝杠移动，能通过终端设备检测驱动量与克重计上的数字，得到了丝杠移动和划刀2对晶圆抵接力的对应关系，通过两者的对应关系能够实现驱动件对晶圆上的抵接力的精准控制，本装置中将划刀2对晶圆的抵接力的范围设置在3g-20g。

与驱动件通过传动结构连接有张力计4，传动结构与所述驱动件的驱动端连接，在张力计4的有划刀支架1的一侧固定安装有阻挡杆3，阻挡杆3与拨杆5抵接，阻挡杆3设置在拨杆5旋转方向的前端，使阻挡杆3具有阻挡作用，间接阻挡了划刀支架1绕旋转轴8的运动趋势，当配重块6的重力小于划刀支架1的重力，所述划刀支架1有朝向晶圆方向转动的趋势；所述阻挡杆3设置在所述拨杆5的靠近所述划刀2的一侧。当配重块6的重力大于划刀支架1的重力，所述划刀支架1具有远离晶圆方向转动的趋势；阻挡杆3设置在所述拨杆5的远离所述划刀2的一侧。所述拨杆5与所述旋转轴8垂直设置；所述阻挡杆3与所述旋转轴8平行设置。阻挡杆3起到对划刀支架1在与晶圆接触时施加的抵接力的调节，进一步实现了驱动件能够改变所述划刀2与晶圆接触时施加的抵接力。连接座11与安装座10连接；所述连接座11内设置有安装槽，所述划刀支架1通过旋转轴8转动设置在所述安装槽内；所述划刀支架1和所述配重块6分别设置在所述旋转轴8的两侧。

设置张力计4是为了保障驱动件改变所述划刀2与晶圆接触时施加的抵接力的稳定，目前世界上测量预拉伸线缆张力都是通过改变线缆形状，通过回弹力进行测量。在本方案中是将张力计4进行简单拆解，主要保留张力计4中的弹性件。在调节好划刀2上的克重后，在划刀2对晶圆划切过程中，因为晶圆质地较为坚硬，划刀2在切割过程中所受的的阻力也会产生细微的波动，导致晶圆上受到的抵接力也会发生波动，在本装置中主要利用的是张力计4中的回弹力，将张力计4中的弹性件其中一端与传动结构连接，弹性件的另一端与阻挡杆3连接，当划刀2在划切过程中对晶圆的抵接力产生波动时，因为产生波动的力很小，张力计4内部的弹性件在波动的力的作用下发生细微变化，并且对产生的波动的力反馈回弹力，将划切过程产生波动的力内部消化掉，所以所述张力计4在其中起到缓冲的作用，能够保证划刀2在划切过程中对晶圆的施加的抵接力的稳定。

工作原理及方法

首先将本装置进行调试，将划刀支架1安装在旋转轴8上，将配重块6安装在划刀支架1的对侧，并手动调节拨杆5与旋转轴8的角度，使划刀支架1正好在阻挡杆3与拨杆5的作用下平衡，然后将晶圆放置在工作台上，驱动本划片机，在划片机的作用下可以将金刚石划刀2与晶圆刚好接触，金刚石划刀2会在划切过程前，先在晶圆上进行轻微划切，轻微划切会使用一定标准的力进行，不同材质的晶圆在相同力的作用下，会在表面留下不一样的深度，根据晶圆表面划切的深度然后测算出所需的力，然后将测算出的力通过运算，运算出驱动件提供相应的脉冲，电机7在电流脉冲的作用下，会驱动阻挡杆3的移动，阻挡杆3具有阻挡划刀支架1旋转趋势的作用，当阻挡杆3移动，划刀支架1会旋转，对晶圆产生压力，使用划刀支架1旋转后产生的压力实现了对晶圆的划切，并且能够通过改变阻挡杆3的位置实现对晶圆划切力的调节。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种刀具调节结构，其特征在于，包括：

安装座（10），与划片机本体固定连接；

划刀支架（1），通过旋转轴（8）转动安装在所述安装座（10）上；所述划刀支架（1）的一端连接有划刀（2）；

驱动件，驱动端与所述旋转轴（8）连接；所述驱动件带动所述旋转轴（8）进行转动，改变所述划刀（2）与晶圆接触时施加的抵接力；

配重块（6），与所述旋转轴（8）连接；所述划刀支架（1）与所述配重块（6）分别设置在所述旋转轴（8）的两侧；

还包括：

拨杆（5），一端与所述旋转轴（8）呈角度连接，另一端与驱动件连接；

所述驱动件为电机（7）；所述电机（7）通过传动结构与所述拨杆（5）连接；所述传动结构将电机（7）的旋转运动转换成直线运动；

还包括：

张力计（4），通过传动结构与所述驱动件的驱动端连接；所述张力计（4）具有阻挡杆（3）；所述阻挡杆（3）设置在所述拨杆（5）旋转方向的前端。

2.根据权利要求1所述的刀具调节结构，其特征在于，所述划刀支架（1）具有以所述旋转轴（8）为中心，朝向晶圆方向转动的趋势；所述阻挡杆（3）设置在所述拨杆（5）的靠近所述划刀（2）的一侧。

3.根据权利要求1所述的刀具调节结构，其特征在于，所述拨杆（5）与所述旋转轴（8）垂直设置；所述阻挡杆（3）与所述旋转轴（8）平行设置。

4.根据权利要求1所述的刀具调节结构，其特征在于，还包括：

连接座（11），与安装座（10）连接；所述连接座（11）内设置有安装槽，所述划刀支架（1）通过旋转轴（8）转动设置在所述安装槽内。

5.根据权利要求1所述的刀具调节结构，其特征在于，所述划刀（2）施加到晶圆上的力的范围为3g-20g。

6.一种划片机，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的刀具调节结构。

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