CN115284460A - 一种适用于划片机的喷嘴组件以及划片机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于划片机的喷嘴组件以及划片机，其中一种适用于划片机的喷嘴组件，包括设置在划片机的刀片的径向一侧的连接块，以及垂直设置在所述连接块底部的连接杆，所述连接杆的轴线与所述刀片的轴线平行，所述连接杆外周可转动地设置有旋转杆，所述旋转杆与所述连接杆共轴且其外周连接有喷嘴。本方案增加了喷出水流的水压，确保水流在一定喷射距离内不散射，实现对刀刃精准、高效地冷却和清洗，同时有效冲刷刀片和晶圆表面附着的颗粒物。

Description

一种适用于划片机的喷嘴组件以及划片机

技术领域

本发明涉及晶圆加工设备领域，尤其涉及一种适用于划片机的喷嘴组件以及划片机。

背景技术

划片机在切割产品时，由于刀片高速旋转，在对工件进行磨削时会产生大量的热，高温会对晶圆产生不良影响，从而影响切割品质，因此，在现有技术中，通常会在刀片附近设置用于冷却刀刃的喷水罩装置，如中国专利申请号为：201110241740.0，专利名称为《划片机的刀具冷却装置及划片机》的发明专利，包括设置于划片机的刀片的径向一侧的喷射装置，该喷射装置包括滑座、连杆体、连接管、导管体、第三喷管，所述连杆体通过调节 螺钉连接在所述滑座上，所述导管体与所述连杆体垂直连接，所述导管体平行于所述划片机的主轴，所述连接管带动第三喷管可旋转地套于所述导管体的外部。该喷射装置能够较好地对刀片的刀刃处进行冷却，但是，在实际操作中，刀刃的冷却和对刀刃表面因切割产生的颗粒物的冲刷需要通过一定的水流量来实现，当冲刷刀刃的水流量较小时，冷却效率降低，难以实现刀刃的快速冷却，同时也难以有效清洗刀刃表面附着的颗粒物。另外，用于冷却、清洗刀刃表面的水流需要具备稳定的、相对较强的水压，防止冷却液断流、回流或出现水压不稳等状况。

同时，划片机需要分别针对刀片的刀刃、刀片侧面进行冷却和清洗，从而提高刀片的冷却效率并确保刀片表面无颗粒物附着，另外，在切割过程中，也应当对晶圆表面进行清洗冲刷，防止因切割晶圆的过程中产生的硅晶体碎屑和金属碎屑影响晶圆的品质。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明提供了一种适用于划片机的喷嘴组件以及划片机。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适用于划片机的喷嘴组件，包括设置在划片机的刀片的径向一侧的连接块，以及垂直设置在所述连接块底部的连接杆，所述连接杆的轴线与所述刀片的轴线平行，所述连接杆外周可转动地设置有旋转杆，所述旋转杆与所述连接杆共轴且其外周连接有喷嘴，所述连接块、连接杆和旋转杆内部设置有相互连通的用于输送冷却液的流道，所述喷嘴内部设置有腔体，所述腔体与流道相通，所述腔体包括依次设置在进液口和出液口之间的进水段、收窄段和出水段，所述收窄段的直径自与进水段连接的一端向与出水段连接的一端逐渐收窄。

优选的，所述进水段的孔径为4mm-4.5mm，所述出水段的孔径为2mm-2.5mm，所述收窄段与进水段相连接的一端的孔径与进水段的孔径相等，所述收窄段与出水段相连接的一端的孔径与出水段的孔径相等，所述收窄段的长度为3mm-4mm。

优选的，所述连接块内设置有第一流道，所述连接杆内设置有第二流道，所述连接杆垂直穿入所述连接块并穿过所述第一流道，所述连接杆与所述第一流道的连接处设置有第一通孔，所述第一通孔与第二流道相通。

优选的，所述连接杆自连接块表面向外延伸的部分的外周设置有环形槽，所述环形槽内设置有第二通孔，所述第二通孔与第二流道相通，所述旋转杆内部设置有第三流道，所述第三流道的进液端与环形槽的槽面相连接且随旋转杆可转动地设置在所述环形槽的槽面上。

优选的，所述第三流道的内壁设置有螺纹，所述喷嘴在进液口一端的外周设置有与所述第三流道的内壁上螺纹相匹配的螺纹，所述喷嘴与所述旋转杆通过螺纹连接并随所述旋转杆转动，所述喷嘴的出液口与刀片的刀刃相对。

优选的，所述第三流道的孔径为6.5mm-7mm，所述第三流道的长度为4mm-6mm。

优选的，所述环形槽的两侧设置有密封圈，所述密封圈设置在所述连接杆与所述旋转杆之间。

优选的，所述流道之间的连接处设置有控制冷却液单向流动的管接头。

划片机，包括如上所述的一种适用于划片机的喷嘴组件

优选的，还包括等距离地设置在所述刀片轴向两侧用于冲刷产品表面切割区域的晶圆喷嘴组件，以及设置在刀片径向上远离所述喷嘴组件一侧的双杆组件，所述双杆组件包括高度可调地设置在刀片轴向两侧的喷水杆，每一喷水杆朝刀片所在方向均设置有三个槽孔，相邻两个槽孔之间的间距为5mm-6.5mm，所述槽孔深度等于所述喷水杆的半径。

本发明技术方案的有益效果主要体现在：

1、喷嘴内部的腔体包括依次设置在进液口和出液口之间的进水段、收窄段和出水段，进水段的孔径较大，便于冷却液流入，同时储蓄冷却液，确保水流量从而实现喷嘴持续、稳定地出水，防止断流，腔体向出液口收窄，从而增加喷出水流的水压，确保水流在一定喷射距离内不散射，实现对刀刃精准、高效地冷却和清洗。

2、连接杆自连接块表面向外延伸的部分的外周设置有环形槽，环形槽内设置有第二通孔，冷却液自第二通孔流入环形槽内，能够在第二通孔与第三流道的进液端形成一定的高度差，结合环形槽两侧设置的密封圈，能够防止在工作过程中冷却液漏出，同时，环形槽内还能够设置多个第二通孔，确保持续不断地向第三流道内输出冷却液。

3、第三流道的孔径大于喷嘴内腔体的孔径，为喷嘴与旋转杆的螺纹配合提供空间，同时能够在冷却液进入腔体前提供一段蓄水空间，确保腔体内水压和水流的稳定。

4、划片机中分别设置用于喷射刀刃的喷嘴组件、用于冲刷产品表面切割区域的晶圆喷嘴组件，以及用于冲刷刀片两侧的双杆组件，能够提高刀片的冷却效率，同时有效冲刷刀片和晶圆表面附着的颗粒物。

附图说明

图1：是一种适用于划片机的喷嘴组件的结构示意图；

图2：是喷嘴的透视图；

图3：是一种适用于划片机的喷嘴组件的局部透视图；

图4：是一种适用于划片机的喷嘴组件与晶圆喷嘴组件的连接状态示意图；

图5：是一种适用于划片机的喷嘴组件、双杆组件和晶圆喷嘴组件与刀片的位置关系示意图；

图6：是双杆组件与刀片的位置关系示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

同时声明，在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“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。

此外，本方案中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示对重要性的排序，或者隐含指明所示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明揭示了一种适用于划片机的喷嘴组件，如图1-图3所示，包括设置在划片机的刀片10的径向一侧的连接块1，以及垂直设置在所述连接块1底部的连接杆2，所述连接杆2的轴线与所述刀片10的轴线平行，所述连接杆2外周可转动地设置有旋转杆3，所述旋转杆3与所述连接杆2共轴且其外周连接有喷嘴4，所述连接块1、连接杆2和旋转杆3内部设置有相互连通的用于输送冷却液的流道。

所述喷嘴4内部设置有腔体，所述腔体与流道相通，所述腔体包括依次设置在进液口404和出液口405之间的进水段401、收窄段402和出水段403，所述收窄段402的直径自与进水段401连接的一端向与出水段403连接的一端逐渐收窄。

在一优选实施例中，所述进水段401的孔径为4mm-4.5mm，发明人通过研究得出，此时喷嘴4处的出水水流量达到1.3 L/min～1.5L/min，同时便于冷却液流入，同时储蓄冷却液，确保水流量从而实现喷嘴4持续、稳定地出水，防止断流，所述出水段403的孔径为2mm-2.5mm，能够增加冷却液在靠近出液口405处的水压，从而增加喷出的水流对刀刃的冲击力，有效冲刷刀片10上附着的颗粒物，同时提高冷却效率，所述收窄段402与进水段401相连接的一端的孔径与进水段401的孔径相等，所述收窄段402与出水段403相连接的一端的孔径与出水段403的孔径相等，为增加腔体的蓄水空间，保证出水段403有足够的水压，所述收窄段402需要具备一定的长度，发明人通过研究得出，当所述收窄段402的长度为3mm-4mm时，喷嘴4喷射出的水流在500mm的距离下不发生散射，为提高冷却效率，增加冷却面积，喷嘴4在工作过程中需要不断变化喷水角度，此时喷嘴4的出液口405与刀刃的距离发生变化，当喷嘴4喷射出的水柱的喷射距离不够或者因水压不够出现散射的问题时，冷却液可能会接触不到刀刃，从而影响冷却效果。

所述连接块1内设置有第一流道101，所述连接杆2内设置有第二流道201，所述连接杆2垂直穿入所述连接块1并穿过所述第一流道101，所述连接杆2与所述第一流道101的连接处设置有第一通孔202，所述第一通孔202与第二流道201相通，具体地，所述第一通孔202与所述第一流道101共轴，第二流道201的孔轴与所述第一流道101的孔轴垂直，所述第一通孔202与第一流道101孔径相当并与第二流道201相通，确保第一流道101内的冷却液流入第二流道201中。

所述旋转杆3可转动地设置在所述连接杆2自连接块1表面向外延伸的部分的外周，所述连接杆2自连接块1表面向外延伸的部分的外周设置有环形槽203，所述环形槽203内设置有第二通孔204，所述第二通孔204与第二流道201相通，所述旋转杆3内部设置有第三流道301，所述第三流道301的进液端与环形槽203的槽面相连接且随旋转杆3可转动地设置在所述环形槽203的槽面上，所述环形槽203向内凹陷设置，能够在第二通孔204与第三流道301的进液端形成一定的高度差，冷却液自第二通孔204流入环形槽203，所述第三流道301的进液端始终与环形槽203的槽面相对设置，确保在所述喷嘴4的转动过程中，环形槽203内的冷却液能够始终稳定流入第三流道301中，所述环形槽203的两侧设置有密封圈205，所述密封圈205设置在所述连接杆2与所述旋转杆3之间，能够防止在工作过程中冷却液漏出，在一实施例中，所述环形槽203内设置有多个第二通孔204，确保第二流道201与第三流道301的连接处的水流量稳定。

所述第三流道301的内壁设置有螺纹，所述喷嘴4在进液口404一端的外周设置有与所述第三流道301的内壁上螺纹相匹配的螺纹，所述喷嘴4与所述旋转杆3通过螺纹连接并随所述旋转杆3转动，所述喷嘴4的出液口405与刀片10的刀刃相对，所述喷嘴4的转动距离小于等于所述刀片10的直径，使喷嘴4内的冷却液能够始终精准喷向刀刃处。

为确保第三流道301向腔体输入的水流量，需要对第三流道301的孔径和长度进行限定，为喷嘴4与旋转杆3的螺纹配合提供空间，同时能够在冷却液进入腔体前提供一段蓄水空间，确保腔体内水压和水流的稳定，发明人通过研究得出，当所述第三流道301的孔径为6.5mm-7mm，所述第三流道301的长度为4mm-6mm时，水流量稳定。

所述流道之间的连接处设置有控制冷却液单向流动的管接头，具体地，所述管接头上设置有控制冷却液向单方向流动的结构，该结构”可以参考单向阀结构，如中国专利申请号为：202122474881 .9，专利名称为《一种高压泵集成单向阀》的单向阀结构，在具体实施方式中，所述管接头上也可以设置其他结构实现使冷却液单向流动的功能，具体地，所述第一流道101内的冷却液单向流入第二流道201，所述第二流道201内的冷却液单向流入第三流道301，防止冷却液回流，确保冷却液稳定地输出。

划片机，如图4-图6所示，包括如上所述的一种适用于划片机的喷嘴组件，还包括等距离地设置在所述刀片10轴向两侧用于冲刷产品表面切割区域的晶圆喷嘴组件5，以及设置在刀片10径向上远离所述喷嘴组件一侧的双杆组件6。

所述晶圆喷嘴组件5设置在连接块1上，内部设置管道，所述管道底部设置有出液口405，所述晶圆喷嘴组件5的底部还设置有一段用于引导所述管道的出液方向的弧面501，所述出液口405与所述弧面501相对，确保自上述出液口405流出的水流落在所述弧面501上，且弧面501引导水流的喷洒方向，具体地，在晶圆进行切割加工时，所述弧面501设置在用于对产品进行定位的工作平台一侧的上方，晶圆放置在工作平台上，所述刀片10设置在所述工作平台的上方，所述弧面501为朝向所述刀片10的凹面，管道内的水流自出液口405流出后落在弧面501上，弧面501增加水流的喷淋面积并引导水流向工作平台方向喷洒，避免水流流向工作平台外部。

如图5、图6所示，所述双杆组件6包括高度可调地设置在刀片10轴向两侧的喷水杆601，每一喷水杆601朝刀片10所在方向均设置有三个槽孔602，由于槽孔602具备一定宽度，因此，自槽孔602喷出的水流会在宽度方向上形成扇形的水面并最终喷洒在刀片10侧面，当相邻两个槽孔602之间的间距过小时，两个槽孔602内喷出的水流会互相干涉，从而减小喷淋面积，影响冷却、清洗效果；当相邻两个槽孔602的间距过大时，远离喷水杆601进水处的槽孔602水流量小，水压不足，难以持续、有效地清洗刀片10；发明人通过研究得出，当相邻两个槽孔602之间的间距为5mm-6.5mm时，相邻两个槽孔602内喷出的水流不会互相干涉且能够确保每个槽孔602内喷出的水流均能够持续、稳定地喷洒在刀片10表面。

所述槽孔602深度等于所述喷水杆601的半径，每个所述喷水杆601均单独连接水路，单个所述喷水杆601的水流量为1.3L/min-1.5 L/min，此时每个槽孔602的出水角度为100°-120°，水流的喷淋面积较大，清洗效果好，每一喷水杆601与水路连接处均设置有管接头，所述管接头上设置有使液体单向流入喷水杆601内的结构，该结构与上述“使液体单向流入辅助喷淋块内的结构”一致，在此不做赘述。

所述喷水杆601的高度对喷水杆601的清洗效果具有直接影响，刀片10主要是在刀刃处进行切割，因此刀片10边缘处是最易附着颗粒物的部分，刀片10边缘处的温度也会直接影响晶圆的品质，当喷水杆601位置较高时，主要清洗刀片10的中部，而需要重点清洗和降温的，刀片10边缘处的喷淋面积小；当喷水杆601位置较低时，槽孔602内喷洒出的水流被底部的晶圆阻挡，无法均匀喷洒至刀片10表面，也会减小喷淋面积和喷淋效果，发明人通过研究得出，当所述喷水杆601的最低端的高度高于刀刃最低端的高度1.75mm-2mm时，喷淋面积较大，对刀片10表面的清洗、冷却效果好。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于划片机的喷嘴组件，包括设置在划片机的刀片的径向一侧的连接块，以及垂直设置在所述连接块底部的连接杆，所述连接杆的轴线与所述刀片的轴线平行，所述连接杆外周可转动地设置有旋转杆，所述旋转杆与所述连接杆共轴且其外周连接有喷嘴，其特征在于：所述连接块、连接杆和旋转杆内部设置有相互连通的用于输送冷却液的流道，所述喷嘴内部设置有腔体，所述腔体与流道相通，所述腔体包括依次设置在进液口和出液口之间的进水段、收窄段和出水段，所述收窄段的直径自与进水段连接的一端向与出水段连接的一端逐渐收窄。

2.根据权利要求1所述的一种适用于划片机的喷嘴组件，其特征在于：所述进水段的孔径为4mm-4.5mm，所述出水段的孔径为2mm-2.5mm，所述收窄段与进水段相连接的一端的孔径与进水段的孔径相等，所述收窄段与出水段相连接的一端的孔径与出水段的孔径相等，所述收窄段的长度为3mm-4mm。

3.根据权利要求1所述的一种适用于划片机的喷嘴组件，其特征在于：所述连接块内设置有第一流道，所述连接杆内设置有第二流道，所述连接杆垂直穿入所述连接块并穿过所述第一流道，所述连接杆与所述第一流道的连接处设置有第一通孔，所述第一通孔与第二流道相通。

4.根据权利要求3所述的一种适用于划片机的喷嘴组件，其特征在于：所述连接杆自连接块表面向外延伸的部分的外周设置有环形槽，所述环形槽内设置有第二通孔，所述第二通孔与第二流道相通，所述旋转杆内部设置有第三流道，所述第三流道的进液端与环形槽的槽面相连接且随旋转杆可转动地设置在所述环形槽的槽面上。

5.根据权利要求4所述的一种适用于划片机的喷嘴组件，其特征在于：所述第三流道的内壁设置有螺纹，所述喷嘴在进液口一端的外周设置有与所述第三流道的内壁上螺纹相匹配的螺纹，所述喷嘴与所述旋转杆通过螺纹连接并随所述旋转杆转动，所述喷嘴的出液口与刀片的刀刃相对。

6.根据权利要求5所述的一种适用于划片机的喷嘴组件，其特征在于：所述第三流道的孔径为6.5mm-7mm，所述第三流道的长度为4mm-6mm。

7.根据权利要求4所述的一种适用于划片机的喷嘴组件，其特征在于：所述环形槽的两侧设置有密封圈，所述密封圈设置在所述连接杆与所述旋转杆之间。

8.根据权利要求1所述的一种适用于划片机的喷嘴组件，其特征在于：所述流道之间的连接处设置有控制冷却液单向流动的管接头。

9.划片机，其特征在于：包括如权利要求1-8任一所述的一种适用于划片机的喷嘴组件。

10.根据权利要求9所述的划片机，其特征在于：还包括等距离地设置在所述刀片轴向两侧用于冲刷产品表面切割区域的晶圆喷嘴组件，以及设置在刀片径向上远离所述喷嘴组件一侧的双杆组件，所述双杆组件包括高度可调地设置在刀片轴向两侧的喷水杆，每一喷水杆朝刀片所在方向均设置有三个槽孔，相邻两个槽孔之间的间距为5mm-6.5mm，所述槽孔深度等于所述喷水杆的半径。

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