CN116147352A - 一种硅质保温桶及加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种硅质保温桶,包括:桶体,呈圆柱状,内腔中空,无底;桶体的上表面中心设置连接台;所述连接台和桶体一体成型;连接台沿轴向开设通孔,所述通孔与桶体的内腔连通;桶体的上表面绕圆周方向对称设置两个横向定位孔;桶体的上表面绕圆周方向对称设置四个纵向定位孔;桶体的侧壁对称设置四个散热孔;桶体的侧壁底端沿内沿圆周开设环状卡槽;桶体的侧壁底端沿外沿对称开设两个V型槽;一种硅质保温桶的加工方法,包括:S1、受入毛坯晶棒,依次进行截断、滚圆和圆磨,获得待加工晶棒;S2、将待加工晶棒的下表面粘接在石英方板上,并装夹至加工机床的工作台面上,获得已装夹晶棒;S3、将已装夹晶棒进行加工,获得成品硅质保温桶。
Description
技术领域
本发明涉硅片加工设备技术领域,特别涉及一种硅质保温桶及加工方法。
背景技术
硅片是现代超大规模集成电路的主要衬底材料,一般是通过拉晶、切片、倒角、磨片、腐蚀、背封、抛光、清洗等工艺过程做成的集成电路级半导体硅片。硅片热处理时半导体器件或电路加工过程中一个重要的工序,热处理包含CVD、氧化、扩散、退火等众多工艺,占据了集成电路制造工艺的大部分。在热处理工艺中需要一种装载半导体硅片的载体,将半导体硅片放到载体上,再放入热处理炉中进行处理,这种载体在业界称为硅舟,硅舟下方需要用保温桶进行支撑,并且在工艺结束后,保温桶随着硅舟下降到微环境中。
目前,市场上常用的保温桶有石英保温桶、碳化硅保温桶、还有高纯硅保温桶,其中,石英保温桶在超过1000摄氏度的处理温度下,长时间使用易软化变形,且因其材料与硅舟材料不同,热胀冷缩系数不一致,在升温和降温时会出现冷点,导致晶格塌失,晶粒错位,影响支撑和保温效果;而碳化硅保温桶,机械加工量较大,而碳化硅材料加工难,加工时间长,无法满足市场需求;高纯硅保温桶,因其在高温下具有良好的稳定性,且拥有与硅舟相同的材质,可以避免在升降温时应力差造成的晶格缺陷,因此逐渐成为保温桶中的主流。申请号为CN202210909334.5的专利公开了一种立式氧化炉的硅质保温桶,用于支撑硅片载体,并且提供保温的功效,但此硅质保温桶为组合式结构,其中的硅质鳍片,为薄片状,由于硅为脆性材料,呈薄片状时更易损毁,因此此申请中的保温桶在制造过程中易磕碰报废,制造难度较大。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种无需组合、一体式的硅质保温桶及加工方法。
根据本发明的一个方面,提供了一种硅质保温桶,包括:桶体,呈圆柱状,内腔中空,无底;桶体的上表面中心设置连接台;连接台呈环台状,用于与硅舟的底部连接;所述连接台和桶体一体成型;连接台沿轴向开设通孔,所述通孔与桶体的内腔连通;桶体的上表面绕圆周方向对称设置两个横向定位孔,所述横向定位孔与硅舟底部的横向定位孔相匹配;桶体的上表面绕圆周方向对称设置四个纵向定位孔,所述纵向定位孔与硅舟底部的纵向定位孔相匹配;桶体的侧壁对称设置四个散热孔,所述散热孔为沿纵向设置的腰形长孔;桶体的侧壁底端沿内沿圆周开设环状卡槽;桶体的侧壁底端沿外沿对称开设两个V型槽。
优选的,所述横向定位孔为销孔;所述纵向定位孔为螺纹孔。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种硅质保温桶的加工方法,包括以下步骤:
S1、受入毛坯晶棒,依次利用单线截断机及滚磨机,将毛坯晶棒依次进行截断和滚圆,再利用圆磨机,将滚圆后的毛坯晶棒上下截面进行磨削,获得待加工晶棒;
S2、利用粘接工序将待加工晶棒的下表面粘接在石英方板上,并将粘接好待加工晶棒的石英方板装夹至加工机床的工作台面上,获得已装夹晶棒;
S3、将已装夹晶棒进行加工,获得成品硅质保温桶;
所述步骤S3中,将已装夹晶棒的进行加工,具体步骤为:
S30、对已装夹晶棒的上表面进行加工,获得第一中间产品;
S31、对第一中间产品的侧面进行加工,获得第二中间产品;
S32、对第二中间产品的底面进行加工,获得第三中间产品;
S33、依次对第三中间产品的内腔和外侧面进行加工,获得成品硅质保温桶。
优选的,所述步骤S30,对已装夹晶棒的上表面进行加工,具体包括:
S300、利用开粗刀具对已装夹晶棒的上表面进行磨削,将中心废料取出,加工出具有通孔的第一一中间产品;所述开粗刀具直径为15-25mm,目数为100~200目;
S301、利用精加工刀具对第一一中间产品的通孔上壁内径进行磨削,获得第一二中间产品;所述精加工刀具直径为10-15mm,目数为200-320目;
S302、先利用精加工刀具对第一二中间产品的上表面进行磨削,加工出连接台,再对连接台的边缘进行倒角,获得第一三中间产品;所述精加工刀具直径为60-80mm,目数为270-320目;
S303、先利用铣孔刀具在第一三中间产品的上表面铣孔,加工出初级横向定位孔,及初级纵向定位孔;再利用T型刀具对初级横向定位孔和初级纵向定位孔进行倒角,加工出横向定位销孔,及次级纵向定位孔;最后利用螺纹铣刀对次级纵向定位孔铣螺纹,加工出纵向定位螺纹孔,获得第一中间产品;所述铣孔刀具直径为6-8mm,目数为200-270目;所述T型刀具直径为9mm,厚度为1mm;所述螺纹铣刀直径为10mm,节距为1.75mm。
优选的,所述步骤S31,对第一中间产品的侧面进行加工,具体包括:
S310、利用开粗刀具,在第一中间产品的侧面对称加工出四个定位平面,获得第二一中间产品;所述开粗刀具直径为60-80mm,目数为100-180目;
S311、利用脱蜡工序将第二一中间产品和石英方板分离,获得第二二中间产品;
S312、先依次将第二二中间产品的四个定位平面与石英板粘接,再依次装夹在机床上,并利用铣孔刀具依次在四个定位平面上加工出腰形长孔,获得第二中间产品;所述铣孔刀具直径为4-8mm,目数为200-300目。
优选的,所述步骤S32,对第二中间产品的底面进行加工,具体包括:
S320、利用粘接工序将第二中间产品的上表面粘接在石英板上,并装夹至机床上,获得已装夹的第三一中间产品;
S321、利用精加工铣刀对已装夹的第三一中间产品的底面进行磨削,加工出环状卡槽,获得第三二中间产品;所述精加工铣刀刀具的直径为6-10mm,目数为200-270目;
S322、利用精加工铣刀对第三二中间产品的底面进行磨削,加工出V型槽,获得第三中间产品;所述精加工铣刀直径为3-4mm,目数为200-270目。
优选的,所述步骤S33,依次对第三中间产品的内腔和外侧面进行加工,具体包括:
S330、利用开粗刀具对第三中间产品的内部进行粗加工磨削,加工出内腔,获得第四一中间产品;所述开粗刀具直径为50-80mm,目数为100-180目;
S331、利用精加工刀具对第四一中间产品的内腔精加工磨削,获得第四二中间产品;所述精加工刀具直径为50-80mm,目数为270-320目;;
S332、利用精加工刀具对第四三中间产品的外侧面进行精加工磨削,获得第四三中间产品;所述精加工刀具直径为50-80mm,目数为270-320目;
S333、利用脱蜡工序将第四三中间产品和石英板分离,获得成品硅质保温桶。
优选的,在所述步骤S320中,当将第二中间产品的上表面粘接在石英板上,并装夹至机床上时,需要在第二中间产品的上表面与石英板之间垫入工装,所述工装与第二中间产品的上表面和石英板之间的空隙匹配。
优选的,所述步骤S1中,对毛坯晶棒进行截断和滚圆时,圆截面公差为+5-10mm,单边高度尺寸公差为0.5-1mm。
优选的,所述步骤S2中,对初级待加工晶棒的上下截面进行磨削时,平行度设定标准为小于0.1mm,平面度设定标准为小于0.05mm。
上述硅质保温桶,通过在桶体上设置连接台,实现保温桶和硅舟的连接,并通过设置横向定位孔和纵向定位孔,保证硅舟和保温桶在横向和纵向连接的稳固性,通过在连接台中心开设通孔,桶体内腔中空,并使通孔和桶体的内腔连通,及在桶体侧壁对称设置腰型长孔,使保温桶和硅舟中的空气循环流通,保证保温桶内外温度环境平衡,热容均匀,实现了保温桶对硅舟的支撑和保温作用;由于桶体和连接台为一体成型,与现有技术中组合式结构的硅质保温桶相比,本发明结构简单,制造过程中避免了因组合带来的报废风险,难度系数小,成品率高。
附图说明
图1为本发明中硅质保温桶的第一立体结构示意图。
图2为本发明中硅质保温桶的第二立体结构示意图。
图3为本发明中硅质保温桶的加工流程。
图4为省略石英板的第一中间产品的结构示意图。
图5为省略石英板的第二中间产品的结构示意图。
图6为省略石英板的第三中间产品的结构示意图。
图中:桶体1;内腔10;连接台2;通孔20;横向定位孔3;纵向定位孔4;散热孔5;环状卡槽6;V型槽7;定位平面8;第一中间产品90;第二中间产品91;第三中间产品92。
具体实施方式
为了给出降低硅质保温桶制造过程中的难度系数,提高成品率,本发明实施例提供了一种结构简单、一体式的硅质保温桶及其加工方法,以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的实施例中,加工硅质保温桶时,所用刀具均为金属金刚砂刀具。
请参看图1和图2所示,本发明实施例提供的一种硅质保温桶,包括:桶体1,呈圆柱状,内腔10中空,无底;桶体1的上表面中心设置连接台2;连接台2呈环台状,用于与硅舟的底部连接;连接台2和桶体1一体成型;连接台2沿轴向开设通孔,通孔20与桶体1的内腔10连通;桶体1的上表面绕圆周方向对称设置两个横向定位孔3,横向定位孔3与硅舟底部的横向定位孔相匹配;桶体1的上表面绕圆周方向对称设置四个纵向定位孔4,纵向定位孔4与硅舟底部的纵向定位孔相匹配;桶体1的侧壁对称设置四个散热孔5,散热孔5为沿纵向设置的腰形长孔;桶体1的侧壁底端沿内沿圆周开设环状卡槽6;桶体1的侧壁底端沿外沿对称开设两个V型槽7。
由于硅为脆性材质,锋利的边角易被磕损,在本实施例中,为了保证硅质保温桶在和硅舟连接时的安全性和稳固性,桶体1的上表面边缘、侧壁边缘、连接台2的上表面边缘、及横向定位孔3和纵向定位孔4的上下边缘均设置倒角;通过在侧壁上设置对称的散热孔5,并将散热孔5设置为沿纵向的腰型长孔,使得作业时保温桶和硅舟之间的空气更易循环流动,热量随空气可以均匀地流通,保温桶和硅舟之间的热容更加一致,内外温度环境平衡;通过在桶体1侧壁底端设置环状卡槽6和V型槽7,实现保温桶与其下方设备的稳固连接。
进一步地,参看图1和图2所示,横向定位孔3为销孔;纵向定位孔4为螺纹孔;
在本实施例中,通过将横向定位孔3设置为销孔,使硅舟和保温桶在连接时,通过插销保证硅舟和保温桶之间在横向,即水平向上的相对固定;通过将纵向定位孔4设置为螺纹孔,通过螺栓和螺母保证硅舟和保温桶在纵向,即竖直向上的相对固定。
请参看图3-6所示,本发明提供了一种硅质保温桶的加工方法,包括以下步骤:
S1、受入毛坯晶棒,依次利用单线截断机及滚磨机,将毛坯晶棒依次进行截断和滚圆,再利用圆磨机,将滚圆后的毛坯晶棒上下截面进行磨削,获得待加工晶棒;由于硅质保温桶的侧壁有四个散热孔5,在后序工艺制作中,需要利用四个定位平面8进行吸附打孔和寻边定位,因此对毛坯晶棒进行滚圆时,设定其圆直径的标准为成品硅质保温桶的圆直径+10-20mm,若大于20mm,会造成原材料浪费,若小于10mm,则会导致后续工序无法进行吸附打孔和寻边定位。同时,截断和滚圆时,圆截面公差为+5-10mm,单边高度尺寸公差为0.5-1mm;将滚圆后的毛坯晶棒上下截面进行磨削时,平行度设定标准为小于0.1mm,平面度设定标准为小于0.05mm。
S2、利用粘接工序将待加工晶棒的下表面粘接在石英方板上,并将粘接好待加工晶棒的石英方板装夹至加工机床的工作台面上,获得已装夹晶棒;
S3、将已装夹晶棒进行加工,获得成品硅质保温桶;
步骤S3中,将已装夹晶棒的进行加工,具体步骤为:
S30、对已装夹晶棒的上表面进行加工,加工出硅质保温桶的上表面特征,即连接台2、连接台2中心的通孔20、横向定位孔3及纵向定位孔4,获得第一中间产品90;
S31、对第一中间产品的侧面进行加工,加工出四个定位平面8,及硅质保温桶侧面特征中的散热孔5,获得第二中间产品91;
S32、对第二中间产品的底面进行加工,加工出硅质保温桶的底部特征,即环状卡槽6及V型槽7,获得第三中间产品92;
S33、依次对第三中间产品的内腔和外侧面进行加工,加工出硅质保温桶的内腔10,及侧面特征中呈圆柱状的侧面,获得成品硅质保温桶。
在本发明实施例中,由于内腔10中空的状况下,加工上表面会导致上表面破损塌陷,因此,上表面加工放在内腔10加工之前;由于毛坯晶棒侧面是圆柱面,需要先加工出定位平面8,再加工侧面的散热孔5;因此,为了保证加工过程中工艺的稳定性、及成品率,先加工出硅质保温桶的上表面特征,再加工出硅质保温桶侧面特征中的散热孔5,之后加工出硅质保温桶的底面特征,再后加工出硅质保温桶的内腔10特征,最后加工出硅质保温桶的侧面特征中呈圆柱状的表面。
在本发明的实施例中,粘接工序,具体为将所需粘接的坯料和石英板均放置在加热平台进行加热至170度,然后将黄石蜡均匀涂抹至石英板中央,之后将所需粘接的坯料放置在石英板中央表面,其次用佩戴手套的手掌按压所需粘接的坯料上表面,是所需粘接的坯料按顺时针方向转动,按压滑行十圈左右,将所需粘接的坯料下表面与石英板上表面之间的气泡排出,最后取一定质量的砝码放在所需粘接的坯料上表面,静置等候温度下降为室温,即粘接完成。
在本发明的实施例中,将粘接好石英板的坯料装夹至机床时,需要在石英板四个边角装夹钢制压板;由于石英板性脆,极易破碎,因此需要在钢制压板下垫一块软性材料,避免钢制压板和石英板直接接触,损伤石英板;在装夹拧紧螺丝前,需要在产品表面利用百分表来打表测量平行度,平行度不良的需要在石英板下垫固定厚度的塞尺来保证坯料上下表面的平行度在标准内,以保证加工出的产品平行度尺寸符合要求。
进一步地,参阅图4所示,步骤S30,对已装夹晶棒的上表面进行加工,具体包括:
S300、根据设计尺寸,利用开粗刀具对已装夹晶棒的上表面进行磨削,将中心废料取出,加工出具有通孔20的第一一中间产品;取出的中心废料可回炉重铸,提高材料的利用率;开粗刀具直径为15-25mm,目数为100~200目;开粗刀具的单圈磨削深度0.1-0.2mm、磨削宽度15-25mm、磨削速度500-700mm/min;
S301、利用精加工刀具对第一一中间产品的通孔10上壁内径进行精加工磨削,获得第一二中间产品;精加工刀具直径为10-15mm,目数为200-320目;精加工刀具的单圈磨削深度0.03-0.05mm、磨削宽度10-15mm、磨削速度600-800 mm/min;
S302、先利用精加工刀具对第一二中间产品的上表面进行磨削,加工出连接台2,再对连接台2的边缘进行倒角,获得第一三中间产品;精加工刀具直径为60-80mm,目数为270-320目;精加工刀具的单圈磨削深度0.03-0.05mm、磨削宽度40-60mm、磨削速度500-700mm/min;
S303、先利用铣孔刀具在第一三中间产品的上表面铣孔,加工出初级横向定位孔,及初级纵向定位孔;再利用T型刀具对初级横向定位孔和初级纵向定位孔进行倒角,加工出横向定位孔3,及次级纵向定位孔;最后利用螺纹铣刀对次级纵向定位孔铣螺纹,加工出纵向定位孔4,获得第一中间产品90;铣孔刀具直径为6-8mm,目数为200-270mu;T型刀具直径为9mm,厚度为1mm;螺纹铣刀直径为10mm,节距为1.75mm。
进一步地,参阅图5所示,步骤S31,对第一中间产品90的侧面进行加工,具体包括:
S310、利用开粗刀具,在第一中间产品90的侧面对称加工出四个定位平面8,获得第二一中间产品;开粗刀具直径为60-80mm,目数为100-180目;开粗刀具的单圈磨削深度0.08-0.15mm、磨削宽度5-20mm、磨削速度300-500mm/min;
S311、利用脱蜡工序将第二一中间产品和石英方板分离,获得第二二中间产品;
S312、先依次将第二二中间产品的四个定位平面与石英板粘接,再依次装夹在机床上,并利用铣孔刀具依次在四个定位平面上加工出腰形长孔,获得第二中间产品91;铣孔刀具直径为4-8mm,目数为200-300目;铣孔刀具的单圈磨削深度0.03-0.05mm、磨削宽度4-8mm、磨削速度200-400mm/min。
本实施例中,加工腰形长孔的过程为,先将第二二中间产品的一个定位面与石英板粘接,粘接完毕后装夹到机床上,在和已粘接石英板的定位平面相对的定位平面上加工腰型长孔,加工完毕后从机床下取下加工品,重复上述过程,进行下一个腰形长孔的加工;
为防止上边缘出现崩边缺口,加工腰型长孔时使用螺旋下刀方式;
在将定位平面装夹到机床上时,利用百分表来保证定位平面中与上表面相平行的边与机床X轴平行。
本发明实施例中,脱蜡工序,为利用热水浇注吹起法进行脱蜡,具体为:先用一百度热水在需脱蜡的产品上浇注一分钟,第一作业人员双手握住产品侧壁进行旋转,当判断出黄石蜡已经软化,第二作业人员开始用气枪对准产品表面与石英板接触缝隙进行吹气,同时第一作业人员双手握住产品侧壁,缓慢旋转将产品从石英板上抬起,即可完成。
进一步地,参阅图6所示,步骤S32,对第二中间产品91的底面进行加工,具体包括:
S320、利用粘接工序将第二中间产品91的上表面粘接在石英板上,并装夹至机床上,获得已装夹的第三一中间产品;
S321、利用精加工铣刀对已装夹的第三一中间产品的底面进行磨削,加工出环状卡槽6,获得第三二中间产品;精加工铣刀的直径为6-10mm,目数为200-270目;精加工铣刀的单圈磨削深度0.08-0.15mm、磨削宽度4-8mm、磨削速度400-800mm/min;
S322、利用精加工铣刀对第三二中间产品的底面进行磨削,加工出V型槽7,获得第三中间产品92;精加工铣刀直径为3-4mm,目数为200-270目;精加工铣刀刀具的单次磨削深度0.01-0.04mm、磨削宽度2-4mm、切削速度100-300mm/min;加工V型槽时,精加工铣刀采用固定下刀的方式。
进一步地,参阅图2所示,步骤S33,依次对第三中间产品的内腔和外侧面进行加工,具体包括:
S330、利用开粗刀具对第三中间产品的内部进行粗加工磨削,加工出内腔10,获得第四一中间产品;开粗刀具直径为50-80mm,目数为100-180目;开粗刀具的单圈磨削深度0.1-0.2mm、磨削宽度40-60mm、磨削速度400-600mm/min;
S331、利用精加工刀具对第四一中间产品的内腔精加工磨削,获得第四二中间产品;精加工刀具直径为50-80mm,目数为270-320目;(确认刀具类型和参数是否匹配);精加工刀具的单圈磨削深度0.03-0.05mm、磨削宽度10-30mm、磨削速度600-800mm/min;
S332、利用精加工刀具对第四三中间产品的外侧面进行精加工磨削,获得第四三中间产品;精加工刀具直径为50-80mm,目数为270-320目;精加工刀具的单次磨削深度0.03-0.05mm、磨削宽度10-20mm、磨削速度400-600mm/min;
S333、利用脱蜡工序将第四三中间产品和石英板分离,获得成品硅质保温桶。
在本实施例中,由于硅材料易碎易裂,虽然常规磨削采用刀具侧壁,加工速率更快,但磨削脆性加工对产品产生的力较大,加工过程中易导致保温桶侧壁碎裂,因此,除了在加工V型槽时采用固定下刀的方式,其它特征均采用刀具底部磨削,螺旋下刀的方式进行,特别是内腔和外侧面的加工,以降低外侧面底部碎裂的风险,每圈下刀0.05mm以内,进一步保证内腔侧面和外侧面无刀痕。
进一步地,步骤S320中,由于第二中间产品91的上表面已经加工出连接台2,当将第二中间产品91的上表面粘接在石英板上,并装夹至机床上时,有一部分是悬空状态,在后续加工中,易出现产品碎裂的情况,因此需要在第二中间产品91的上表面与石英板之间垫入工装,工装与第二中间产品91的上表面和石英板之间的空隙匹配,以进行支撑。
上述硅质保温桶,通过在桶体1上设置连接台2,实现保温桶和硅舟的连接,并通过设置横向定位孔3和纵向定位孔4,保证硅舟和保温桶在横向和纵向连接的稳固性,通过在连接台2中心开设通孔20,桶体1内腔10中空,并使通孔20和桶体1的内腔10连通,及在桶体1侧壁对称设置腰型长孔状的散热孔5,使保温桶和硅舟中的空气循环流通,保证保温桶内外温度环境平衡,热容均匀,实现了保温桶对硅舟的支撑和保温作用;由于桶体1和连接台2为一体成型,与现有技术中组合式结构的硅质保温桶相比,本发明结构简单,制造过程中避免了因组合带来的报废风险,难度系数小,成品率高。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种硅质保温桶,其特征在于,包括:桶体,呈圆柱状,内腔中空,无底;桶体的上表面中心设置连接台;连接台呈环台状,用于与硅舟的底部连接;所述连接台和桶体一体成型;连接台沿轴向开设通孔,所述通孔与桶体的内腔连通;桶体的上表面绕圆周方向对称设置两个横向定位孔,所述横向定位孔与硅舟底部的横向定位孔相匹配;桶体的上表面绕圆周方向对称设置四个纵向定位孔,所述纵向定位孔与硅舟底部的纵向定位孔相匹配;桶体的侧壁对称设置四个散热孔,所述散热孔为沿纵向设置的腰形长孔;桶体的侧壁底端沿内沿圆周开设环状卡槽;桶体的侧壁底端沿外沿对称开设两个V型槽。
2.如权利要求1所述的硅质保温桶,其特征在于:所述横向定位孔为销孔;所述纵向定位孔为螺纹孔。
3.一种硅质保温桶的加工方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、受入毛坯晶棒,依次利用单线截断机及滚磨机,将毛坯晶棒依次进行截断和滚圆,再利用圆磨机,将滚圆后的毛坯晶棒上下截面进行磨削,获得待加工晶棒;
S2、利用粘接工序将待加工晶棒的下表面粘接在石英方板上,并将粘接好待加工晶棒的石英方板装夹至加工机床的工作台面上,获得已装夹晶棒; S3、将已装夹晶棒进行加工,获得成品硅质保温桶; 所述步骤S3中,将已装夹晶棒的进行加工,具体步骤为:
S30、对已装夹晶棒的上表面进行加工,获得第一中间产品;
S31、对第一中间产品的侧面进行加工,获得第二中间产品;
S32、对第二中间产品的底面进行加工,获得第三中间产品;
S33、依次对第三中间产品的内腔和外侧面进行加工,获得成品硅质保温桶。
4.如权利要求3所述的硅质保温桶的加工方法,其特征在于:所述步骤S30,对已装夹晶棒的上表面进行加工,具体包括:
S300、利用开粗刀具对已装夹晶棒的上表面进行磨削,将中心废料取出,加工出具有通孔的第一一中间产品;所述开粗刀具直径为15-25mm,目数为100~200目; S301、利用精加工刀具对第一一中间产品的通孔上壁内径进行磨削,获得第一二中间产品;所述精加工刀具直径为10-15mm,目数为200-320目;
S302、先利用精加工刀具对第一二中间产品的上表面进行磨削,加工出连接台,再对连接台的边缘进行倒角,获得第一三中间产品;所述精加工刀具直径为60-80mm,目数为270-320目;
S303、先利用铣孔刀具在第一三中间产品的上表面铣孔,加工出初级横向定位孔,及初级纵向定位孔;再利用T型刀具对初级横向定位孔和初级纵向定位孔进行倒角,加工出横向定位销孔,及次级纵向定位孔;最后利用螺纹铣刀对次级纵向定位孔铣螺纹,加工出纵向定位螺纹孔,获得第一中间产品;所述铣孔刀具直径为6-8mm,目数为200-270目;所述T型刀具直径为9mm,厚度为1mm;所述螺纹铣刀直径为10mm,节距为1.75mm。
5.如权利要求3所述的硅质保温桶的加工方法,其特征在于:所述步骤S31,对第一中间产品的侧面进行加工,具体包括:
S310、利用开粗刀具,在第一中间产品的侧面对称加工出四个定位平面,获得第二一中间产品;所述开粗刀具直径为60-80mm,目数为100-180目;
S311、利用脱蜡工序将第二一中间产品和石英方板分离,获得第二二中间产品;
S312、先依次将第二二中间产品的四个定位平面与石英板粘接,再依次装夹在机床上,并利用铣孔刀具依次在四个定位平面上加工出腰形长孔,获得第二中间产品;所述铣孔刀具直径为4-8mm,目数为200~300目。
6.如权利要求3所述的硅质保温桶的加工方法,其特征在于:所述步骤S32,对第二中间产品的底面进行加工,具体包括:
S320、利用粘接工序将第二中间产品的上表面粘接在石英板上,并装夹至机床上,获得已装夹的第三一中间产品;
S321、利用精加工铣刀对已装夹的第三一中间产品的底面进行磨削,加工出环状卡槽,获得第三二中间产品;所述精加工铣刀的直径为6-10mm,目数为200-270目;
S322、利用精加工铣刀对第三二中间产品的底面进行磨削,加工出V型槽,获得第三中间产品;所述精加工铣刀直径为3-4mm,目数为200-270目。
7.如权利要求3所述的硅质保温桶的加工方法,其特征在于:所述步骤S33,依次对第三中间产品的内腔和外侧面进行加工,具体包括: S330、利用开粗刀具对第三中间产品的内部进行粗加工磨削,加工出内腔,获得第四一中间产品;所述开粗刀具直径为50-80mm,目数为100-180目; S331、利用精加工刀具对第四一中间产品的内腔精加工磨削,获得第四二中间产品;所述精加工刀具直径为50-80mm,目数为270-320目; S332、利用精加工刀具对第四三中间产品的外侧面进行精加工磨削,获得第四三中间产品;所述精加工刀具直径为50-80mm,目数为270-320目;
S333、利用脱蜡工序将第四三中间产品和石英板分离,获得成品硅质保温桶。
8.如权利要求6所述的硅质保温桶的加工方法,其特征在于:
在所述步骤S320中,当将第二中间产品的上表面粘接在石英板上,并装夹至机床上时,需要在第二中间产品的上表面与石英板之间垫入工装,所述工装与第二中间产品的上表面和石英板之间的空隙匹配。
9.如权利要求3所述的硅质保温桶的加工方法,其特征在于:所述步骤S1中,对毛坯晶棒进行截断和滚圆时,圆截面公差为+5-10mm,单边高度尺寸公差为0.5-1mm。
10.如权利要求3所述的硅质保温桶的加工方法,其特征在于:所述步骤S2中,对初级待加工晶棒的上下截面进行磨削时,平行度设定标准为小于0.1mm,平面度设定标准为小于0.05mm。
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