CN116652423A - 一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及校位设备技术领域，提出了一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其在保证晶圆多工位切割作业的基础上，能够伴随晶圆的上下料进行切割角度的随动调整，各部件之间的联动效果较高，提高了晶圆切割过程中的加工效率，保证了晶圆加工精度，包括多个转动工作台，还包括整体架，多个转动工作台均安装在整体架内，整体架开设有多个传动腔，多个传动腔内均设置有转动齿轮，多个转动齿轮分别与多个转动工作台连接，多个转动齿轮均啮合有第一传动齿轮，多个第一传动齿轮均啮合有第二传动齿轮，多个第一传动齿轮分别转动连接在多个传动腔内，整体架的前端开设有滑动槽和扇形腔，滑动槽内滑动连接有轨道条、上传动齿条和下传动齿条。
Description
技术领域
本发明涉及校位设备的技术领域，具体涉及一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备。
背景技术
众所周知，晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品，综合考虑硅晶片的尺寸等级，为实现加工过程的精度保证通常使用激光进行加工，而且由于晶圆为圆形，所以为针对晶圆加工的角度定位，提出一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，以保证晶圆的加工角度的精确。
现有的激光切割晶圆加工过程中通常采用在激光划切设备中配套转动工作台，转动工作台上设置有晶圆的装夹腔，加工过程中将晶圆置入装夹腔内，并实现对应的辅助定夹紧，而后通过激光划切设备实现激光的发生，达到对晶圆进行加工的目的，由于日常生活中晶圆的需求量巨大，因此如何在保证加工精度的前提下，达到加工效率的提高成为经久不衰的研究方向之一。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其在保证晶圆多工位切割作业的基础上，能够伴随晶圆的上下料进行切割角度的随动调整，各部件之间的联动效果较高，提高了晶圆切割过程中的加工效率，同时具备误差补偿结构，能够保证晶圆的加工精度。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，包括多个转动工作台，多个所述转动工作台上均设置有晶圆的装夹腔，还包括整体架，多个所述转动工作台均安装在所述整体架内，整体架的底端开设有多个传动腔，多个所述传动腔内均设置有转动齿轮，多个所述转动齿轮分别与多个转动工作台连接，多个转动齿轮均啮合有第一传动齿轮，多个所述第一传动齿轮均啮合有第二传动齿轮，多个第一传动齿轮分别转动连接在多个传动腔内，整体架的前端开设有滑动槽和扇形腔，所述滑动槽内滑动连接有轨道条、上传动齿条和下传动齿条，多个第二传动齿轮均与所述上传动齿条啮合，多个第二传动齿轮均与所下传动齿条啮合，所述轨道条的后端开设有滑动条槽，上传动齿条和下传动齿条均固定连接有连接块，两个所述连接块均滑动连接在所述滑动条槽内，且两个连接块的相互远离的一端均固定连接有连接簧，两个所述连接簧的相互远离的一端均固定连接在滑动条槽内，所述扇形腔内安装有摆动结构，所述摆动结构用于轨道条的驱动，轨道条上固定连接有多个立柱，多个所述立柱上均安装有上下料结构。
在前述方案的基础上进一步的，所述摆动结构包括伺服电机和耳孔板，所述伺服电机安装在所述整体架上，所述耳孔板与所述轨道条固定连接，耳孔板通过连接轴连接有伸缩杆，所述伸缩杆上滑动连接有伸缩套，所述伸缩套转动连接在所述扇形腔内，伸缩套上设置有扇形齿环，所述扇形齿环啮合有直齿轮，所述直齿轮与所述伺服电机的驱动轴连接。
在前述方案的基础上进一步的，多个所述上下料结构均包括转动架，多个所述转动架分别转动连接在多个所述立柱上，多个立柱上均安装有控制电机，多个所述控制电机分别用于多个转动架分别相对于多个立柱的转动驱动和控制，多个所述转动架上均安装有第一平行四边形结构和第二平行四边形结构，多个所述第一平行四边形结构上均安装有用于取料的电动伸缩取料杆，多个所述电动伸缩取料杆上均安装有取料吸盘，多个所述第二平行四边形结构上均安装有用于卸料的电动伸缩卸料杆，多个所述电动伸缩卸料杆上均安装有卸料吸盘。
在前述方案的基础上进一步的，多个所述第一平行四边形结构均包括第一电动机和第一连轴，多个所述第一电动机分别安装在多个所述转动架上，多个所述第一连轴分别转动连接在多个转动架内，多个第一连轴分别与多个第一电动机的转动轴连接，多个第一连轴上均转动连接有第一上连接架，多个所述第一上连接架分别与多个所述电动伸缩取料杆连接，多个电动伸缩取料杆上均连接有第一下连接架，多个所述第一下连接架分别与多个转动架连接，多个所述第二平行四边形结构均包括第二电动机和第二连轴，多个所述第二电动机分别安装在多个转动架上，多个所述第二连轴分别转动连接在多个转动架内，多个第二连轴分别与多个第二电动机的转动轴连接，多个第二连轴上均连接有第二上连接架，多个所述第二上连接架分别与多个所述电动伸缩卸料杆连接，多个电动伸缩卸料杆上均连接有第二下连接架，多个所述第二下连接架分别与多个转动架连接。
在前述方案的基础上进一步的，多个所述第一连轴分别与多个第二连轴转动连接，多个第一下连接架分别与多个第二下连接架转动连接。
在前述方案的基础上进一步的，所述取料吸盘和卸料吸盘均连通有气路管。
在前述方案的基础上进一步的，所述取料吸盘和卸料吸盘均连通有快接管，所述快接管与所述气路管匹配。
在前述方案的基础上进一步的，所述电动伸缩取料杆和电动伸缩卸料杆均安装有引导套，所述引导套用于所述气路管的引导和限位。
在前述方案的基础上进一步的，所述气路管为可伸缩的软管。
所述整体架上固定连接有多个辅助安装板，多个所述辅助安装板上均设置有安装孔。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，具备以下有益效果：
1.本发明中，通过多个转动工作台在整体架上的安装，形成多个晶圆的夹持定位结构，保证晶圆多工位切割作业，通过上下料结构的设计，方便实现多个晶圆的辅助上下料。
2.本发明中，通过转动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、上传动齿条和下传动齿条的配合，形成上下料结构运行过程中，转动工作台的随动调整，伴随晶圆的上下料进行切割角度的随动调整，各部件之间的联动效果较高，提高了晶圆切割过程中的加工效率。
3.本发明中，通过连接块和连接簧的配合，形成第一传动齿轮和第二传动齿轮的相对运动趋势的具备，从而达到轨道条与第二传动齿轮之间的往复传动时的传动间隙的补偿，具备误差补偿结构，能够保证晶圆的加工精度。
附图说明
图1为本发明整体的立体结构示意图；
图2为本发明图1中A处的局部放大结构示意图；
图3为本发明图1中B处的局部放大结构示意图；
图4为本发明轨道条、上传动齿条和下传动齿条配合的立体结构示意图；
图5为本发明轨道条、上传动齿条和下传动齿条等配合的分解的立体结构示意图；
图6为本发明整体的局部剖视的立体结构示意图；
图7为本发明图6中C处的局部放大结构示意图；
图8为本发明图6中D处的局部放大结构示意图；
图9为本发明整体的仰视的立体结构示意图；
图10为本发明整体的仰视的局部剖视的立体结构示意图；
图11为本发明图10中E处的局部放大结构示意图；
图12为本发明轨道条、上传动齿条和下传动齿条配合的另一角度的立体结构示意图；
图13为本发明轨道条、上传动齿条和下传动齿条等配合的分解的另一角度的立体结构示意图；
图14为本发明图13中F处的局部放大结构示意图；
图15为本发明图13中G处的局部放大结构示意图。
图中：1、转动工作台；2、整体架；3、传动腔；4、转动齿轮；5、第一传动齿轮；6、第二传动齿轮；7、滑动槽；8、扇形腔；9、轨道条；10、上传动齿条；11、下传动齿条；12、滑动条槽；13、连接块；14、连接簧；15、立柱；16、伺服电机；17、耳孔板；18、伸缩杆；19、伸缩套；20、扇形齿环；21、直齿轮；22、转动架；23、控制电机；24、电动伸缩取料杆；25、取料吸盘；26、电动伸缩卸料杆；27、卸料吸盘；28、第一电动机；29、第一连轴；30、第一上连接架；31、第一下连接架；32、第二电动机；33、第二连轴；34、第二上连接架；35、第二下连接架；36、气路管；37、快接管；38、引导套；39、辅助安装板。
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。
实施例
请参阅附图1-附图15，一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，包括多个转动工作台1，多个转动工作台1上均设置有晶圆的装夹腔，还包括整体架2，多个转动工作台1均安装在整体架2内，通过多个转动工作台1在整体架2上的安装，形成多个晶圆的夹持定位结构，保证晶圆多工位切割作业，整体架2的底端开设有多个传动腔3，多个传动腔3内均设置有转动齿轮4，多个转动齿轮4分别与多个转动工作台1连接，多个转动齿轮4均啮合有第一传动齿轮5，多个第一传动齿轮5均啮合有第二传动齿轮6，多个第一传动齿轮5分别转动连接在多个传动腔3内，整体架2的前端开设有滑动槽7和扇形腔8，滑动槽7内滑动连接有轨道条9、上传动齿条10和下传动齿条11，多个第二传动齿轮6均与上传动齿条10啮合，多个第二传动齿轮6均与所下传动齿条11啮合，通过转动齿轮4、第一传动齿轮5、第二传动齿轮6、上传动齿条10和下传动齿条11的配合，形成上下料结构运行过程中，转动工作台1的随动调整，伴随晶圆的上下料进行切割角度的随动调整，各部件之间的联动效果较高，提高了晶圆切割过程中的加工效率。
还需进一步说明的是，轨道条9的后端开设有滑动条槽12，上传动齿条10和下传动齿条11均固定连接有连接块13，两个连接块13均滑动连接在滑动条槽12内，且两个连接块13的相互远离的一端均固定连接有连接簧14，两个连接簧14的相互远离的一端均固定连接在滑动条槽12内，通过连接块13和连接簧14的配合，形成第一传动齿轮5和第二传动齿轮6的相对运动趋势的具备，从而达到轨道条9与第二传动齿轮6之间的往复传动时的传动间隙的补偿，具备误差补偿结构，能够保证晶圆的加工精度，扇形腔8内安装有摆动结构，摆动结构包括伺服电机16和耳孔板17，伺服电机16安装在整体架2上，耳孔板17与轨道条9固定连接，耳孔板17通过连接轴连接有伸缩杆18，伸缩杆18上滑动连接有伸缩套19，伸缩套19转动连接在扇形腔8内，伸缩套19上设置有扇形齿环20，扇形齿环20啮合有直齿轮21，直齿轮21与伺服电机16的驱动轴连接，摆动结构用于轨道条9相对于整体架2的左右的驱动调整。
还需更进一步说明的是，轨道条9上固定连接有多个立柱15，多个立柱15上均安装有上下料结构，多个上下料结构均包括转动架22，多个转动架22分别转动连接在多个立柱15上，多个立柱15上均安装有控制电机23，多个控制电机23分别用于多个转动架22分别相对于多个立柱15的转动驱动和控制，多个转动架22上均安装有第一平行四边形结构和第二平行四边形结构，多个第一平行四边形结构上均安装有用于取料的电动伸缩取料杆24，多个电动伸缩取料杆24上均安装有取料吸盘25，多个第二平行四边形结构上均安装有用于卸料的电动伸缩卸料杆26，多个电动伸缩卸料杆26上均安装有卸料吸盘27，通过上下料结构的设计，方便实现多个晶圆的辅助上下料，多个第一平行四边形结构均包括第一电动机28和第一连轴29，多个第一电动机28分别安装在多个转动架22上，多个第一连轴29分别转动连接在多个转动架22内，多个第一连轴29分别与多个第一电动机28的转动轴连接，多个第一连轴29上均转动连接有第一上连接架30，多个第一上连接架30分别与多个电动伸缩取料杆24连接，多个电动伸缩取料杆24上均连接有第一下连接架31，多个第一下连接架31分别与多个转动架22连接，多个第二平行四边形结构均包括第二电动机32和第二连轴33，多个第二电动机32分别安装在多个转动架22上，多个第二连轴33分别转动连接在多个转动架22内，多个第二连轴33分别与多个第二电动机32的转动轴连接，多个第二连轴33上均连接有第二上连接架34，多个第二上连接架34分别与多个电动伸缩卸料杆26连接，多个电动伸缩卸料杆26上均连接有第二下连接架35，多个第二下连接架35分别与多个转动架22连接，使电动伸缩取料杆24、取料吸盘25、电动伸缩卸料杆26和卸料吸盘27位置调整过程中，能够保证取料吸盘25和卸料吸盘27的水平位置的保持，从而能够保证晶圆的夹持角度的保持和夹持后相对于转动工作台1放置时的水平位置的保持。
还需继续进一步说明的是，多个第一连轴29分别与多个第二连轴33转动连接，多个第一下连接架31分别与多个第二下连接架35转动连接，提高第一连接轴和第二连接轴之间的结构强度，以及第一下连接架31和第二下连接架35之间的相对结构强度的保持，取料吸盘25和卸料吸盘27均连通有气路管36，能够为取料吸盘25和卸料吸盘27提供真空空间，达到对于晶圆的抓取的效果，取料吸盘25和卸料吸盘27均连通有快接管37，快接管37与气路管36匹配，电动伸缩取料杆24和电动伸缩卸料杆26均安装有引导套38，引导套38用于气路管36的引导和限位。
该实施例中的伺服电机16、控制电机23、电动伸缩取料杆24、电动伸缩卸料杆26、第一电动机28和第二电动机32均为市面上购买的本领域技术人员公知的常规设备，本专利中我们只是对其进行使用，并未对其结构和功能进行改进，其设定方式、安装方式和电性连接方式，对于本领域的技术人员来说，只要按照其使用说明书的要求进行调试操作即可，在此不再对其进行赘述。
综上所述，该激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备的工作过程为，在使用时，首先将该激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备安装在配套的激光划切设备内，之后根据激光划切设备的配套电路实现伺服电机16、控制电机23、电动伸缩取料杆24、电动伸缩卸料杆26、第一电动机28和第二电动机32的对应的控制电路的安装，安装完成后伺服电机16工作实现轨道条9相对于整体架2的左右驱动和相对于整体架2的位置的控制，在轨道条9运动过程中由于上传动齿条10、下传动齿条11和第二传动齿轮6的配合作用，转动工作台1会伴随轨道条9的左右移动而发生对应的联动转动，如此伴随晶圆上料的进行，转动工作台1也会实现角度的联动变化，因此伴随上下料的进行即可实现晶圆切割过程中相对角度的改变，实现伴随晶圆的上下料进行切割角度的随动调整，提高了晶圆切割过程中的加工效率。
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 (10)
1.一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，包括多个转动工作台(1)，多个所述转动工作台(1)上均设置有晶圆的装夹腔，其特征在于，还包括整体架(2)，多个所述转动工作台(1)均安装在所述整体架(2)内，整体架(2)的底端开设有多个传动腔(3)，多个所述传动腔(3)内均设置有转动齿轮(4)，多个所述转动齿轮(4)分别与多个转动工作台(1)连接，多个转动齿轮(4)均啮合有第一传动齿轮(5)，多个所述第一传动齿轮(5)均啮合有第二传动齿轮(6)，多个第一传动齿轮(5)分别转动连接在多个传动腔(3)内，整体架(2)的前端开设有滑动槽(7)和扇形腔(8)，所述滑动槽(7)内滑动连接有轨道条(9)、上传动齿条(10)和下传动齿条(11)，多个第二传动齿轮(6)均与所述上传动齿条(10)啮合，多个第二传动齿轮(6)均与所下传动齿条(11)啮合，所述轨道条(9)的后端开设有滑动条槽(12)，上传动齿条(10)和下传动齿条(11)均固定连接有连接块(13)，两个所述连接块(13)均滑动连接在所述滑动条槽(12)内，且两个连接块(13)的相互远离的一端均固定连接有连接簧(14)，两个所述连接簧(14)的相互远离的一端均固定连接在滑动条槽(12)内，所述扇形腔(8)内安装有摆动结构，所述摆动结构用于轨道条(9)的驱动，轨道条(9)上固定连接有多个立柱(15)，多个所述立柱(15)上均安装有上下料结构。
2.根据权利要求1所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，所述摆动结构包括伺服电机(16)和耳孔板(17)，所述伺服电机(16)安装在所述整体架(2)上，所述耳孔板(17)与所述轨道条(9)固定连接，耳孔板(17)通过连接轴连接有伸缩杆(18)，所述伸缩杆(18)上滑动连接有伸缩套(19)，所述伸缩套(19)转动连接在所述扇形腔(8)内，伸缩套(19)上设置有扇形齿环(20)，所述扇形齿环(20)啮合有直齿轮(21)，所述直齿轮(21)与所述伺服电机(16)的驱动轴连接。
3.根据权利要求2所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，多个所述上下料结构均包括转动架(22)，多个所述转动架(22)分别转动连接在多个所述立柱(15)上，多个立柱(15)上均安装有控制电机(23)，多个所述控制电机(23)分别用于多个转动架(22)分别相对于多个立柱(15)的转动驱动和控制，多个所述转动架(22)上均安装有第一平行四边形结构和第二平行四边形结构，多个所述第一平行四边形结构上均安装有用于取料的电动伸缩取料杆(24)，多个所述电动伸缩取料杆(24)上均安装有取料吸盘(25)，多个所述第二平行四边形结构上均安装有用于卸料的电动伸缩卸料杆(26)，多个所述电动伸缩卸料杆(26)上均安装有卸料吸盘(27)。
4.根据权利要求3所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，多个所述第一平行四边形结构均包括第一电动机(28)和第一连轴(29)，多个所述第一电动机(28)分别安装在多个所述转动架(22)上，多个所述第一连轴(29)分别转动连接在多个转动架(22)内，多个第一连轴(29)分别与多个第一电动机(28)的转动轴连接，多个第一连轴(29)上均转动连接有第一上连接架(30)，多个所述第一上连接架(30)分别与多个所述电动伸缩取料杆(24)连接，多个电动伸缩取料杆(24)上均连接有第一下连接架(31)，多个所述第一下连接架(31)分别与多个转动架(22)连接，多个所述第二平行四边形结构均包括第二电动机(32)和第二连轴(33)，多个所述第二电动机(32)分别安装在多个转动架(22)上，多个所述第二连轴(33)分别转动连接在多个转动架(22)内，多个第二连轴(33)分别与多个第二电动机(32)的转动轴连接，多个第二连轴(33)上均连接有第二上连接架(34)，多个所述第二上连接架(34)分别与多个所述电动伸缩卸料杆(26)连接，多个电动伸缩卸料杆(26)上均连接有第二下连接架(35)，多个所述第二下连接架(35)分别与多个转动架(22)连接。
5.根据权利要求4所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，多个所述第一连轴(29)分别与多个第二连轴(33)转动连接，多个第一下连接架(31)分别与多个第二下连接架(35)转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，所述取料吸盘(25)和卸料吸盘(27)均连通有气路管(36)。
7.根据权利要求6所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，所述取料吸盘(25)和卸料吸盘(27)均连通有快接管(37)，所述快接管(37)与所述气路管(36)匹配。
8.根据权利要求7所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，所述电动伸缩取料杆(24)和电动伸缩卸料杆(26)均安装有引导套(38)，所述引导套(38)用于所述气路管(36)的引导和限位。
9.根据权利要求8所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，所述气路管(36)为可伸缩的软管。
10.根据权利要求9所述的一种激光切割晶圆加工中可自动旋转校位的设备，其特征在于，所述整体架(2)上固定连接有多个辅助安装板(39)，多个所述辅助安装板(39)上均设置有安装孔。
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