CN117383811B - 一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石英半导体领域，提供了一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具及装置，通过间隔设置在操作台上的第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，所述第一滚轮和第三滚轮上均设有凹槽，两个凹槽形成用于放置待抛光石英圆板的容纳区域；所述第一滚轮和第三滚轮配合带动所述石英圆板进行旋转；所述第二滚轮沿水平方向移动限制所述石英圆板旋转时的摆动幅度，所述水平方向与所述石英圆板所在的平面相交；或所述第二滚轮通过升降装置沿竖直方向移动对石英圆板的底部进行支撑，提高治具的适用范围，不仅能够限制质量较轻的石英圆板的摆动幅度，还能够对质量较重的石英圆板进行支撑，从而减少质量较重的石英圆板的磨损程度，提高火焰抛光的效果和产品品质。

Description

一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具及装置

技术领域

本发明涉及石英半导体领域，尤其涉及一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具及装置。

背景技术

目前，在石英半导体行业中，石英圆板火焰抛光操作时，需要先治具对待抛光的石英圆板进行装夹，装夹后采用喷火枪精烧石英圆板表面完成火焰抛光。现在常用的火焰抛光工艺有人工手动方式和机器人自动方式，人工手动方式工作效率低，劳动强度大，还存在烫伤的安全隐患。机器人自动方式能够提高工作效率，避免烫伤的安全隐患，但是现有的治具通常是采用两个具有凹槽的滚轮，使用时将石英圆板放置在两个凹槽之间，然后滚轮转动带动石英圆板不断的旋转，然后机器人控制抛光枪在石英圆板旋转过程中，对石英圆板的表面进行抛光，但是抛光过程中部分质量较轻的石英圆板容易出现摆动，导致抛光枪的火焰和石英圆板之间的距离不断变化，导致火焰抛光不均匀，影响产品品质，严重时甚至会出现因为摆动幅度过大而脱离治具，而另一部分质量较重的石英圆板的边缘容易出现磨损过多的问题。

因此，亟需一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具及装置以改善上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具及装置，能够提高治具的适用范围，限制质量较轻的石英圆板的摆动幅度以及减少质量较重的石英圆板的磨损程度，提高火焰抛光的效果和产品品质。

第一方面，本发明提供一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具，包括：间隔设置在操作台上的第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，所述第一滚轮和第三滚轮上均设有凹槽，两个凹槽形成用于放置待抛光石英圆板的容纳区域；

所述第一滚轮和第三滚轮配合带动所述石英圆板进行旋转；

所述第二滚轮沿水平方向移动限制所述石英圆板旋转时的摆动幅度，所述水平方向与所述石英圆板所在的平面相交；或所述第二滚轮通过升降装置沿竖直方向移动对石英圆板的底部进行支撑。

可选的，所述第一滚轮和第三滚轮之间的间距可调节，用于使得不同直径的石英圆板的圆心高度固定不变。

可选的，还包括第一滚轮架和设置在操作台内的第一滑轨；

所述第一滚轮通过第一滚轮轴设置在所述第一滚轮架上；

所述第一滑轨水平设置，所述第一滚轮架的底部与所述第一滑轨相连接，且所述第一滚轮架可沿所述第一滑轨滑动，调节所述第一滚轮和第三滚轮之间的间距。

可选的，还包括第二滚轮架；

所述第二滚轮设有两个，且两个第二滚轮均通过第二滚轮轴设置在所述第二滚轮架上，且两个第二滚轮均可沿所述第二滚轮轴在水平方向上移动；

所述第二滚轮架的底部与设置在操作台内的升降装置相连接，且所述第二滚轮架通过所述升降装置沿竖直方向移动；

分离后的两个第二滚轮一个位于所述石英圆板的一侧面，另一个位于所述石英圆板的另一侧面，用于限制所述石英圆板旋转时的摆动幅度，合并后的两个第二滚轮位于所述石英圆板的下方，用于对所述石英圆板进行支撑。

可选的，至少一个凹槽相对于所述石英圆板所在的平面倾斜设置，用于和石英圆板形成点接触。

可选的，所述凹槽相对的两个侧面为斜面，且所述凹槽的开口大小随着凹槽深度的增加逐渐减小。

可选的，所述第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的转动方向相同，且第二滚轮的高度低于所述第一滚轮的高度或第三滚轮的高度。

可选的，还包括隔热层；

所述隔热层设置在所述操作台的表面上；

所述第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮均设置在所述隔热层上。

可选的，所述第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的材质均为石墨，和/或所述隔热层的材质为石墨。

第二方面，本发明提供一种用于石英圆板自动火焰抛光的装置，包括第一方面任意一种可能组合的治具，以及设置在所述治具的操作台周围的第一机械臂和第二机械臂；

所述第一机械臂，用于在治具带动石英圆板旋转的过程中，沿设定轨迹控制抛光枪对所述石英圆板进行自动抛光；

所述第二机械臂，用于将待抛光的石英圆板放置在容纳区域，夹取抛光后自然冷却的石英圆板，并放置新的石英圆板至所述容纳区域上。

本发明的冶具及装置的有益效果为：通过间隔设置在操作台上的第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，所述第一滚轮和第三滚轮上均设有凹槽，两个凹槽形成用于放置待抛光石英圆板的容纳区域；所述第一滚轮和第三滚轮配合带动所述石英圆板进行旋转；所述第二滚轮沿水平方向移动限制所述石英圆板旋转时的摆动幅度，所述水平方向与所述石英圆板所在的平面相交；或所述第二滚轮通过升降装置沿竖直方向移动对石英圆板的底部进行支撑，提高治具的适用范围，不仅能够限制质量较轻的石英圆板的摆动幅度，还能够对质量较重的石英圆板进行支撑，从而减少质量较重的石英圆板的磨损程度，提高火焰抛光的效果和产品品质。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具的俯视图；

图2为本发明提供的一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具的主视图；

图3为本发明提供的一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具的侧视图；

图4为本发明提供的一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具的凹槽的剖视图；

图5为本发明提供的一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具的两个第二滚轮合并后的示意图；

图6为本发明提供的一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具的两个第二滚轮分离后的示意图；

图7为本发明提供的一种用于石英圆板自动火焰抛光的装置的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、操作台；2、第一滚轮；3、第二滚轮；4、第三滚轮；5、第一滚轮架；6、第二滚轮架；7、隔热层；8、第一机械臂；9、操作手柄；10、石英圆板；11、抛光枪；12、凹槽；13、限位件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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作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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

如图1至6所示，本发明提供了一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具，包括：间隔设置在操作台1上的第一滚轮2、第二滚轮3、第三滚轮4和第二滚轮架6，以及设置在所述操作台1内的驱动装置（未示出），所述驱动装置用于驱动所述第三滚轮4转动，所述第一滚轮2和第三滚轮4上均设有凹槽12，两个凹槽12形成用于放置待抛光石英圆板10的容纳区域；所述第一滚轮2和第三滚轮4之间的间距可调节，用于使得不同直径的石英圆板10的圆心高度固定不变，便于抛光前第一机械臂8（未示出）进行原点定位，确定石英圆板10的中心点，提高作业效率；所述第二滚轮3设有两个，且两个第二滚轮3均通过第二滚轮轴设置在所述第二滚轮架6上，且两个第二滚轮3均可沿所述第二滚轮轴（未标出）在水平方向上移动；所述第二滚轮架6的底部与设置在操作台1内的升降装置（未示出）相连接，且所述第二滚轮架6通过所述升降装置沿竖直方向移动；分离后的两个第二滚轮3位于所述石英圆板10的侧面，用于限制所述石英圆板10旋转时的摆动幅度，合并后的两个第二滚轮3位于所述石英圆板10的下方，用于对所述石英圆板10进行支撑，所述第一滚轮2和第三滚轮4配合带动所述石英圆板10进行旋转，分离后的两个第二滚轮3位于所述石英圆板10的侧面，限制质量较轻的石英圆板10的摆动幅度，合并后的两个第二滚轮3通过升降装置移动至所述石英圆板10的下方，对所述石英圆板10进行支撑，对质量较重的石英圆板10进行支撑，从而减少质量较重的石英圆板10的磨损程度，提高火焰抛光的效果和产品品质。其中，所述升降装置可以为升降滑轨、电动推杆或气动推杆；所述第二滚轮3套设在第二滚轮轴上，可以通过螺纹配合调节两个第二滚轮3之间的距离，也可以通过在两个第二滚轮3的外侧分别设置一限位件13，利用限位件13改变两个第二滚轮3之间的距离并对两个第二滚轮3的位置进行固定，如图5和图6所示。值得说明的是，滚轮固定在滚轮轴上，滚轮轴和滚轮架之间可转动；所述驱动装置为电机，电机的输出端通过皮带与所述第三滚轮4的滚轮轴的一端相连接；如图6所示，当两个第二滚轮3分离后，石英圆板10的底部和第二滚轮轴之间存在间隙，减少磨损，提高产品质量。

在一些具体的实施例中，如图1所示，为了便于第一机械臂8进行原点定位，确定石英圆板10的中心点，提高作业效率，该治具还包括第一滚轮架5、操作手柄9和设置在操作台1内的第一滑轨（未示出）；所述第一滚轮2通过第一滚轮轴（未标出）设置在所述第一滚轮架5上；所述第一滑轨水平设置，所述第一滚轮架5的底部与所述第一滑轨相连接，且所述第一滚轮架5可沿所述第一滑轨滑动，使用时可通过摇动操作手柄9调节所述第一滚轮2和第三滚轮4之间的间距，以便更好的对石英圆板10进行固定支撑。值得说明的是，也可以通过设置电动推杆或气动推杆，带动第一滚轮架5移动调节第一滚轮2和第三滚轮4之间的间距。

在一些实施例中，至少一个凹槽12和石英圆板10的接触为点接触。

在一些具体的实施例中，如图4所示，为了使得凹槽12和石英圆板10形成点接触，能够减少抛光过程中对石英圆板10表面的伤害，提高产品品质，所述凹槽相对的两个侧面为斜面，且所述凹槽12的开口大小随着凹槽12深度的增加逐渐减小，设置凹槽12上大下小可以适用于不同厚度的石英圆板10的抛光使用。

在一些实施例中，如图2所示，为了提高石英圆板10旋转的稳定性，所述第一滚轮2、第二滚轮3和第三滚轮4的转动方向相同，且第二滚轮3的高度低于所述第一滚轮2的高度或第三滚轮4的高度。

在一些实施例中，如图2所示，该治具还包括隔热层7；所述隔热层7设置在所述操作台1的表面上；所述第一滚轮2、第二滚轮3和第三滚轮4均设置在所述隔热层7上。

在一些具体的实施例中，如图2所示，所述第一滚轮2、第二滚轮3和第三滚轮4的材质均为石墨，通过设置滚轮的材质为石墨，利用石墨的高导热性和高温环境下的稳定性，能够提高石英抛光的效果，将隔热层7设置为石墨，利用石墨的导热性对热量进行分散能够防止操作台1局部过热融化。

如图7所示，本发明提供一种用于石英圆板自动火焰抛光的装置，包括上述治具，以及设置在所述治具的操作台周围的第一机械臂8和第二机械臂（未示出）；所述第一机械臂8，用于在治具带动石英圆板10旋转的过程中，沿设定的轨迹控制抛光枪11对所述石英圆板10进行自动抛光；所述第二机械臂，用于将待抛光的石英圆板10放置在容纳区域，夹取抛光后自然冷却的石英圆板10，并放置新的石英圆板10至所述容纳区域上，其中，设定的轨迹优选为沿着石英圆板10的直径方向由外向内或由内向外移动，从而保证抛光的效果。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (9)

1.一种用于石英圆板自动火焰抛光的治具，其特征在于，包括：间隔设置在操作台上的第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮，以及设置在所述操作台内的驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述第三滚轮转动，所述第一滚轮和第三滚轮上均设有凹槽，两个凹槽形成用于放置待抛光石英圆板的容纳区域；

所述第一滚轮和第三滚轮配合带动所述石英圆板进行旋转；

所述第二滚轮沿水平方向移动限制所述石英圆板旋转时的摆动幅度，所述水平方向与所述石英圆板所在的平面相交；所述第二滚轮通过升降装置沿竖直方向移动对石英圆板的底部进行支撑；

还包括第二滚轮架；

所述第二滚轮设有两个，且两个第二滚轮均通过第二滚轮轴设置在所述第二滚轮架上，且两个第二滚轮均可沿所述第二滚轮轴在水平方向上移动；

所述第二滚轮架的底部与设置在操作台内的升降装置相连接，且所述第二滚轮架通过所述升降装置沿竖直方向移动；

分离后的两个第二滚轮一个位于所述石英圆板的一侧面，另一个位于所述石英圆板的另一侧面，用于限制所述石英圆板旋转时的摆动幅度，合并后的两个第二滚轮位于所述石英圆板的下方，用于对所述石英圆板进行支撑。

2.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述第一滚轮和第三滚轮之间的间距可调节，用于使得不同直径的石英圆板的圆心高度固定不变。

3.根据权利要求2所述的治具，其特征在于，还包括第一滚轮架和设置在操作台内的第一滑轨；

所述第一滚轮通过第一滚轮轴设置在所述第一滚轮架上；

所述第一滑轨水平设置，所述第一滚轮架的底部与所述第一滑轨相连接，且所述第一滚轮架可沿所述第一滑轨滑动，调节所述第一滚轮和第三滚轮之间的间距。

4.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，至少一个凹槽和石英圆板的接触为点接触。

5.根据权利要求4所述的治具，其特征在于，所述凹槽相对的两个侧面为斜面，且所述凹槽的开口大小随着凹槽深度的增加逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的转动方向相同，且第二滚轮的高度低于所述第一滚轮的高度或第三滚轮的高度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的治具，其特征在于，还包括隔热层；

所述隔热层设置在所述操作台的表面上；

所述第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮均设置在所述隔热层上。

8.根据权利要求7所述的治具，其特征在于，所述第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮的材质均为石墨，和/或所述隔热层的材质为石墨。

9.一种用于石英圆板自动火焰抛光的装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的治具，以及设置在所述治具的操作台周围的第一机械臂和第二机械臂；

所述第一机械臂，用于在治具带动石英圆板旋转的过程中，沿设定轨迹控制抛光枪对所述石英圆板进行自动抛光；

所述第二机械臂，用于将待抛光的石英圆板放置在容纳区域，夹取抛光后自然冷却的石英圆板，并放置新的石英圆板至所述容纳区域上。