CN117400091B - 一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，从属于碳化硅晶锭打磨技术领域。本发明针对的问题是：碳化硅晶锭表面凹凸不平，受到过度硬性挤压易产生崩裂。包括有机床，所述机床的上部固接有主轴架，所述主轴架的上部滑动连接有对称分布的支撑杆，对称分布的所述支撑杆共同通过安装块转动连接有电动转轴，所述支撑杆和所述电动转轴的安装块之间固接有第一弹性件，所述主轴架的上部固接有压力传感器，所述电动转轴固接有主磨轮。本发明通过压力传感器检测一定时间内主磨轮和碳化硅晶锭之间的挤压力，在碳化硅晶锭凸起与主磨轮的挤压力合适时停止进给，在碳化硅晶锭凸起处被磨薄后再进给，避免碳化硅晶锭受到过度挤压产生崩裂。

Description

一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置

技术领域

本发明涉及碳化硅晶锭打磨技术领域，具体公开了一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置。

背景技术

碳化硅作为新兴半导体材料，通常通过物理气相沉积法生产，生产出的碳化硅晶体需要确定晶相选定轴心，并根据所定轴心打磨成方便后续加工固定的圆柱型碳化硅晶锭，但因为碳化硅在生产完成时通常表面凹凸不平，且本身硬度仅次于金刚石，同时具有又硬又脆的物理特性，现有装置仅通过程序设定进给速度和打磨时间，滚磨装置不能根据碳化硅晶锭的边缘凸起情况进行适应性调整，若进给速度过快易导致其凸起边缘与主磨轮相撞或硬性挤压，造成碳化硅晶锭边缘崩裂，加工人员为保证出现崩裂的产品可以正常使用，通常会额外增加打磨厚度，保持产品的边缘处于光滑状态，上述方式会导致严重浪费材料，同时导致打磨工时增加，而进给速度过慢则会影响整体打磨效率。

发明内容

为了克服碳化硅晶锭表面凹凸不平，受到过度硬性挤压易产生崩裂的缺点，提出了一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置。

技术方案为：一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，包括有机床，所述机床安装有密封壳，所述机床上的密封壳固接有操控面板，所述机床的上部固接有主轴架，所述主轴架的上部滑动连接有对称分布的支撑杆，对称分布的所述支撑杆与所述主轴架的滑动连接处存在阻尼，对称分布的所述支撑杆共同通过安装块转动连接有电动转轴，所述支撑杆和所述电动转轴的安装块之间固接有第一弹性件，所述主轴架的上部固接有用于检测相邻所述第一弹性件压力的压力传感器，所述电动转轴固接有主磨轮，所述主轴架的上部固接有支撑架，所述支撑架固接有磨轮罩，所述机床的上部设有对碳化硅晶锭进行固定的固定机构，所述电动转轴、所述压力传感器和所述固定机构均与所述操控面板电连接。

作为优选方案，所述固定机构包括有第一电动滑块，所述机床固接有导轨，所述第一电动滑块滑动连接于所述机床的导轨上，所述第一电动滑块固接有第一电动推杆，所述第一电动推杆的伸缩端固接有第一电动滑轨，所述第一电动滑轨的上侧滑动连接有第二电动滑块，所述第二电动滑块固接有固定架，所述固定架的上部固接有第二电动推杆和第一连接杆，所述第一连接杆转动连接有电动转轮，所述电动转轮固接有固定壳，所述第二电动推杆的伸缩端固接有连接圆盘，所述连接圆盘转动连接有转动圆盘，所述转动圆盘通过第二连接杆固接有第一推盘，所述第一推盘与所述固定壳滑动连接，所述固定壳内滑动连接有第二推盘，所述第一推盘和所述第二推盘之间固接有第二弹性件，所述固定壳远离所述第一连接杆的一端固接有弹性垫，所述固定壳通过所述弹性垫与所述碳化硅晶锭配合，所述固定壳设有用于防止所述碳化硅晶锭脱落的紧固组件，所述第一电动滑块、所述第一电动推杆、所述第一电动滑轨、所述第二电动推杆和所述电动转轮均与所述操控面板电连接。

作为优选方案，所述紧固组件包括有传动齿轮，所述传动齿轮通过支架转动连接于所述固定壳靠近所述第一连接杆的一侧，所述固定壳的外侧滑动连接有第三推盘，所述第三推盘和所述第二推盘均固接有与所述传动齿轮啮合的齿条，所述固定壳的外侧滑动连接有与所述弹性垫配合的挤压环，所述挤压环和所述第三推盘之间固接有第三弹性件。

作为优选方案，所述第三弹性件的弹力小于所述第二弹性件的弹力，且所述弹性垫为软性材质。

作为优选方案，还包括有调节研磨液喷射量的自动调节机构，所述自动调节机构设置于所述支撑架，所述自动调节机构包括有托板，所述托板固接于所述支撑架，所述托板靠近所述主磨轮的一侧固接有高压储液壳，所述高压储液壳通过软管连通有输送研磨液的液压泵，所述托板远离所述主磨轮的一侧滑动连接有均匀分布的滑动支杆，所述滑动支杆与所述托板之间固接有第四弹性件，所述滑动支杆远离所述托板的一侧固接有检测块，所述滑动支杆滑动连接有推动块，所述滑动支杆和相邻的所述推动块之间固接有第五弹性件，所述托板的下侧固接有与相邻的所述检测块和相邻的所述推动块滑动连接的固定支杆，所述托板固接有均匀分布的第一液压推杆，所述第一液压推杆的伸缩端与相邻的所述推动块固接，所述高压储液壳的外侧通过支架固接有均匀分布的第二液压推杆，所述第一液压推杆与相邻的所述第二液压推杆通过软管连通，所述第二液压推杆的伸缩端穿透所述高压储液壳并固接有遮挡板，所述高压储液壳的下侧固接并连通有均匀分布且与相邻所述遮挡板密封配合的高压喷管，所述支撑架远离所述磨轮罩的一端设有用于冲洗所述碳化硅晶锭的冲洗组件，所述冲洗组件与所述操控面板电连接。

作为优选方案，所述固定支杆和相邻的所述推动块的滑动连接处存在阻尼，所述滑动支杆与所述托板的滑动连接处存在的阻尼，且所述检测块的下侧设有倾斜面，所述检测块与相邻的所述高压喷管处于同一竖直面内。

作为优选方案，所述冲洗组件包括有均匀分布的第三连接杆，均匀分布的所述第三连接杆均固接于相邻的所述滑动支杆的上端，所述支撑架远离所述磨轮罩的一端固接有储水壳，所述储水壳通过软管连通有清洗水泵，所述储水壳的上侧滑动连接有均匀分布的遮挡件，所述遮挡件与相邻的所述第三连接杆固接，所述储水壳的下侧固接并连通有均匀分布的与相邻的所述遮挡件配合的出水管。

作为优选方案，所述储水壳位于所述碳化硅晶锭远离所述主磨轮的一侧，所述储水壳内液体喷出方向与所述碳化硅晶锭远离所述主磨轮一侧的转动方向相反。

作为优选方案，还包括有对所述碳化硅晶锭进行定轴的定心机构，所述定心机构设置于所述机床，所述定心机构包括有x光检测器，所述x光检测器固接于所述第二电动滑块远离所述固定壳的一端，所述机床的上侧固接有第三电动推杆，所述第三电动推杆的伸缩端固接有第二电动滑轨，所述第二电动滑轨与所述机床滑动连接，所述第二电动滑轨滑动连接有第三电动滑块，所述第三电动滑块的上侧转动连接有电动转盘，所述电动转盘固接有对称且均匀分布的弧形电动导轨，所述弧形电动导轨滑动连接有第四电动滑块，所述第四电动滑块转动连接有第四电动推杆，其中一组对称分布的所述第四电动推杆的伸缩端均固接有固定滑块，所述固定滑块滑动连接有移动夹块，所述固定滑块和相邻的所述移动夹块之间固接有对称分布的第六弹性件，另一组对称分布的所述第四电动推杆的伸缩端均固接有固定夹块，所述第三电动推杆、所述x光检测器、所述第二电动滑轨、所述电动转盘、所述弧形电动导轨和所述第四电动推杆均与所述操控面板电连接。

作为优选方案，还包括有用于对所述碳化硅晶锭的端面进行平整打磨的端面研磨机构，所述端面研磨机构设置于所述机床，所述端面研磨机构包括有端面磨床，所述端面磨床固接于所述机床的上侧，所述端面磨床固接有第三电动滑轨，所述第三电动滑轨通过滑块滑动连接有移动架，所述移动架的上侧滑动连接有对称分布的滑动块，所述移动架通过电动转轴转动连接有控制齿轮，对称分布的所述滑动块均设有与所述控制齿轮啮合的齿条，所述滑动块固接有用于将所述碳化硅晶锭端面打磨平整的端面打磨件，所述第三电动滑轨、所述移动架、所述控制齿轮的电动转轴和所述端面打磨件均与所述操控面板电连接。

本发明相比于现有技术的优势最少包括以下几种：

本发明通过压力传感器检测相邻的第一弹性件所受压力，检测一定时间内主磨轮和碳化硅晶锭之间的挤压力大小，在碳化硅晶锭凸起与主磨轮之间挤压力合适时停止进给，在碳化硅晶锭凸起处被磨薄后，碳化硅晶锭凸起处与主磨轮之间的挤压力减小后再进行进给，避免碳化硅晶锭受到过度硬性挤压产生崩裂。

本发明通过第二弹性件拉动第二推盘，同时通过第三弹性件同步挤压挤压环，增大弹性垫与碳化硅晶锭之间的接触面积，实现进一步的压紧固定，避免固定壳与碳化硅晶锭之间因震动产生缝隙，导致碳化硅晶锭在打磨过程中脱落，造成不必要的经济损失。

本发明通过碳化硅晶锭挤压滑动支杆和检测块，以此检测碳化硅晶锭的宽度，依照碳化硅晶锭的宽度喷洒研磨液和清洗液，增加研磨液和清洗液的使用效率，同时通过碳化硅晶锭挤压滑动支杆和检测块上移的距离，检测碳化硅晶锭的凸起位置，在凸起位置喷洒更多研磨液，加速主磨轮对碳化硅晶锭的打磨。

本发明通过电动转盘上的多个弧形电动导轨配合x光检测器对碳化硅晶锭进行晶相定心，随后通过端面打磨和直接靠近固定壳进行固定，增加了固定壳所固定轴心的准确性，避免多次拆卸和定心的繁琐步骤，提高了整体打磨效率和定心的精准度。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明主磨轮、主轴架和固定机构的立体结构示意图；

图3为本发明固定机构、定心机构和端面研磨机构的立体结构示意图；

图4为本发明主轴架、电动转轴和支撑架的剖视图；

图5为本发明固定机构的立体结构示意图；

图6为本发明固定机构的剖视图；

图7为本发明紧固组件的立体结构示意图；

图8为本发明自动调节机构的立体结构示意图；

图9为本发明自动调节机构的剖视图；

图10为本发明冲洗组件的立体结构示意图；

图11为本发明端面研磨机构、x光检测器和固定壳的立体结构示意图；

图12为本发明定心机构的立体结构示意图；

图13为本发明定心机构的剖视图；

图14为本发明端面研磨机构的立体结构示意图。

图中标号名称：101、机床，102、主轴架，103、支撑杆，104、电动转轴，105、第一弹性件，106、压力传感器，107、主磨轮，108、支撑架，109、磨轮罩，110、碳化硅晶锭，201、第一电动滑块，202、第一电动推杆，203、第一电动滑轨，204、第二电动滑块，205、固定架，206、第二电动推杆，207、第一连接杆，208、电动转轮，209、固定壳，210、连接圆盘，211、转动圆盘，212、第二连接杆，213、第一推盘，214、第二弹性件，215、第二推盘，216、弹性垫，217、传动齿轮，218、第三推盘，219、第三弹性件，220、挤压环，301、托板，302、高压储液壳，303、滑动支杆，304、第四弹性件，305、检测块，306、推动块，307、第五弹性件，308、固定支杆，309、第一液压推杆，310、第二液压推杆，311、遮挡板，312、高压喷管，313、第三连接杆，314、储水壳，315、遮挡件，316、出水管，401、x光检测器，4012、第三电动推杆，402、第二电动滑轨，403、第三电动滑块，404、电动转盘，405、弧形电动导轨，406、第四电动滑块，407、第四电动推杆，408、固定滑块，409、移动夹块，410、第六弹性件，411、固定夹块，501、端面磨床，502、移动架，5021、第三电动滑轨，503、滑动块，504、控制齿轮，505、端面打磨件，1、固定机构，2、紧固组件，3、自动调节机构，4、冲洗组件，5、定心机构，6、端面研磨机构。

具体实施方式

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，如图1-图4所示，包括有机床101，机床101的上侧固接有密封壳，机床101上的密封壳固接有操控面板，机床101上部的前侧固接有主轴架102，主轴架102的上部滑动连接有前后对称的两个支撑杆103，两个支撑杆103共同通过安装块转动连接有与操控面板电连接的电动转轴104，支撑杆103和电动转轴104的安装块之间固接有第一弹性件105，第一弹性件105设为弹簧，主轴架102的上部固接有与操控面板电连接的压力传感器106，压力传感器106位于相邻第一弹性件105的下侧，用于检测相邻第一弹性件105的压力大小，电动转轴104的中部固接有主磨轮107，两个支撑杆103与主轴架102的滑动连接处存在阻尼，用于延迟第一弹性件105复位的时间，避免压力传感器106在打磨过程中因第一弹性件105复位过快，错误检测到碳化硅晶锭110凹陷处的压力，使主磨轮107向右进给，导致碳化硅晶锭110凸起处再次与主磨轮107配合时所受压力过大，从而使碳化硅晶锭110产生崩裂，主轴架102的上部固接有支撑架108，支撑架108在主磨轮107的上侧固接有磨轮罩109，用于防止碎料或研磨液飞溅，机床101的上部设有与操控面板电连接的固定机构1，用于对碳化硅晶锭110进行夹紧固定，同时控制碳化硅晶锭110的进给速度。

如图2和图4-图6所示，固定机构1包括有与操控面板电连接的第一电动滑块201，机床101上侧的前部固接有导轨，第一电动滑块201滑动连接于机床101的导轨上，第一电动滑块201的上侧固接有与操控面板电连接的第一电动推杆202，第一电动推杆202的伸缩端固接有与操控面板电连接的第一电动滑轨203，第一电动滑轨203的上侧滑动连接有第二电动滑块204，第二电动滑块204的左侧固接有固定架205，固定架205的上部固接有与操控面板电连接的第二电动推杆206和第一连接杆207，第一连接杆207的后侧转动连接有电动转轮208，电动转轮208的后侧固接有固定壳209，第二电动推杆206的伸缩端固接有连接圆盘210，连接圆盘210的后侧转动连接有转动圆盘211，转动圆盘211的后侧固接有第二连接杆212，第二连接杆212穿透固定壳209并固接有第一推盘213，第一推盘213位于固定壳209内并与其滑动连接，当固定壳209转动时，固定壳209通过第二连接杆212带动转动圆盘211一同转动，连接圆盘210和第二电动推杆206维持原位不受影响，固定壳209内滑动连接有第二推盘215，第二推盘215位于第一推盘213的后侧，第一推盘213和第二推盘215之间固接有第二弹性件214，第二弹性件214设置为拉簧，当第一推盘213向前移动时，第一推盘213通过第二弹性件214拉动第二推盘215一同向前移动，当第二推盘215受力无法移动时，第二弹性件214拉伸，固定壳209的后侧固接有弹性垫216，当弹性垫216贴紧碳化硅晶锭110时，二者密封配合，同时碳化硅晶锭110、固定壳209和第二推盘215之间形成密封空腔，固定壳209设有防止密封空腔内意外进入空气使密封失效，导致碳化硅晶锭110脱落的紧固组件2。

如图5-图7所示，紧固组件2包括有传动齿轮217，传动齿轮217通过支架转动连接于固定壳209的前端，固定壳209的外侧滑动连接有第三推盘218，第三推盘218固接有与传动齿轮217啮合的齿条，第二推盘215固接有穿透第一推盘213并与传动齿轮217啮合的齿条，且二者齿条长度相等，固定壳209的外侧滑动连接有挤压环220，挤压环220与弹性垫216挤压配合，弹性垫216为软性材质，碳化硅晶锭110和挤压环220共同挤压弹性垫216，使弹性垫216变形，增加弹性垫216和碳化硅晶锭110之间的接触面积，从而增加二者之间的密封性，用于弹性垫216贴紧碳化硅晶锭110，避免弹性垫216和碳化硅晶锭110之间产生的缝隙，挤压环220和第三推盘218之间固接有第三弹性件219，第三弹性件219设为弹簧，第三弹性件219的弹力小于第二弹性件214的弹力，使碳化硅晶锭110不会因第三推盘218对挤压环220施加挤压力而脱落。

工作人员在加工之前首先需要找准碳化硅晶锭110的轴心，随后将碳化硅晶锭110放在其轴心与固定壳209的轴心相重合的位置，并使碳化硅晶锭110紧贴在弹性垫216上，随后工作人员通过操控面板控制第二电动推杆206收缩，第二电动推杆206收缩时通过相连接的连接圆盘210、转动圆盘211和第二连接杆212拉动第一推盘213向前移动，第一推盘213向前移动的过程中通过第二弹性件214拉动第二推盘215前移，因为此时碳化硅晶锭110紧贴在弹性垫216上，即此时第二推盘215向前移动使其和碳化硅晶锭110之间的密封空腔体积变大，形成负压状态，将碳化硅晶锭110吸在固定壳209上，且随着负压逐渐增大，碳化硅晶锭110和第二推盘215受到的吸力均缓慢增大，第二弹性件214逐渐被拉伸，第二推盘215在前移的同时，通过其上固接的齿条使传动齿轮217转动，传动齿轮217转动推动第三推盘218上齿条向后移动，使第三推盘218向后移动并压缩第三弹性件219，第三弹性件219逐渐挤压挤压环220，挤压环220向后移动，并与碳化硅晶锭110配合共同挤压弹性垫216，增加弹性垫216和碳化硅晶锭110之间的密封性，当第二电动推杆206收缩至尽头时，工作人员通过操控面板关闭第二电动推杆206，并完成对碳化硅晶锭110的固定。

在完成对碳化硅晶锭110的固定后，工作人员开始通过操控面板控制本装置对碳化硅晶锭110进行打磨，工作人员首先通过操控面板启动电动转轴104，电动转轴104工作使主磨轮107高速顺时针转动，工作人员通过操控面板控制高压泵向主磨轮107喷洒研磨液，同时通过控制第一电动推杆202调节碳化硅晶锭110的高度，通过第一电动滑块201调节碳化硅晶锭110的前后位置，使碳化硅晶锭110的侧面边缘与主磨轮107的宽度相对应，随后工作人员控制操控面板开始打磨工序。

在打磨工序刚开始时，操控面板首先控制电动转轮208开始逆时针转动，使固定壳209带动碳化硅晶锭110低速逆时针转动，随后控制第二电动滑块204向左侧滑动，使碳化硅晶锭110接近主磨轮107，当碳化硅晶锭110与主磨轮107接触时，主磨轮107受到的挤压力大于第一弹性件105的弹力时，带动电动转轴104向左移动，压缩第一弹性件105，此时压力传感器106检测到第一弹性件105压缩程度并向操控面板输送信号，操控面板控制第二电动滑块204停止向左侧滑动，碳化硅晶锭110在转动过程中，其凸起部分与主磨轮107脱离后，因为支撑杆103与主轴架102之间存在阻尼，阻碍第一弹性件105的复位速度，当碳化硅晶锭110与主磨轮107的短暂脱离时，主磨轮107不会因失去碳化硅晶锭110对其的挤压力，而导致第一弹性件105快速复位，使操控面板收到压力传感器106传输错误的信号，重新启动第二电动滑块204向左滑动，只有当碳化硅晶锭110的凸起处被打磨平整后，碳化硅晶锭110不能对主磨轮107进行挤压，使第一弹性件105所受挤压力持续变小，支撑杆103在第一弹性件105复位作用下逐渐复位，压力传感器106通过检测第一弹性件105所受挤压力，将正确的信号传输至操控面板，操控面板控制第二电动滑块204继续向左侧滑动，重复上述过程，直至将碳化硅晶锭110外径打磨至规定尺寸。

因为碳化硅晶锭110的外圆在打磨之前处于凹凸不平状态，因此当碳化硅晶锭110在转动过程中，其凸起部分与主磨轮107接触后，当继续转动至凹陷部分时会与主磨轮107脱离，若此时碳化硅晶锭110继续向左移动，当碳化硅晶锭110凸起部分转动回来与主磨轮107重新接触时，会因为硬性挤压力过大导致碳化硅晶锭110的边缘脆性崩裂，因此通过控制第二电动滑块204向左侧滑动的频率有效避免碳化硅晶锭110边缘的崩裂。

当主磨轮107对碳化硅晶锭110的打磨完成后，工作人员通过操控面板关闭电动转轴104等零件，并操控第二电动滑块204等零件使本装置反向复位，取下打磨完成的碳化硅晶锭110，重复上述过程进行下一个碳化硅晶锭110的打磨。

实施例2：在实施例1的基础上，如图4、图8和图9所示，还包括有调节研磨液喷射范围和体积的自动调节机构3，自动调节机构3设置于支撑架108，自动调节机构3包括有托板301，托板301固接于支撑架108的中部，位于主磨轮107的右侧上部，托板301的左侧固接有高压储液壳302，高压储液壳302向主磨轮107方向倾斜，其喷出的研磨液落在主磨轮107与碳化硅晶锭110接触位置的上侧，高压储液壳302通过软管连通有输送研磨液的液压泵，输送研磨液的液压泵与操控面板电连接，托板301的右侧滑动连接有均匀分布的若干滑动支杆303，滑动支杆303与托板301的滑动连接处存在的阻尼，防止滑动支杆303快速下落，每个滑动支杆303与托板301之间均固接有第四弹性件304，第四弹性件304设置为弹簧，滑动支杆303的下侧固接有检测块305，检测块305设有倾斜面，检测块305使用其倾斜面和碳化硅晶锭110挤压配合，用于检测碳化硅晶锭110的宽度和凹凸程度，滑动支杆303滑动连接有推动块306，滑动支杆303和相邻的推动块306之间固接有第五弹性件307，第五弹性件307设为弹簧，托板301的下侧固接有固定支杆308，固定支杆308与相邻的检测块305滑动连接，固定支杆308和相邻的推动块306滑动连接，且二者连接处存在阻尼，用于减缓推动块306跟随相邻的检测块305移动的速度，托板301固接有与滑动支杆303数量相同的第一液压推杆309，第一液压推杆309的伸缩端与相邻的推动块306固接，用于检测推动块306上下移动的距离，高压储液壳302的外侧通过支架固接有与第一液压推杆309数量相同的第二液压推杆310，第一液压推杆309与相邻的第二液压推杆310通过软管连通，第二液压推杆310的伸缩端穿透高压储液壳302的外壁并固接有遮挡板311，当第一液压推杆309内的液体被挤压至相邻的第二液压推杆310时，第二液压推杆310使相邻的遮挡板311移动，高压储液壳302的下侧固接并连通有与滑动支杆303数量相同的高压喷管312，高压喷管312与相邻遮挡板311密封配合，且其与相邻的检测块305处于同一竖直面内，方便通过检测碳化硅晶锭110的宽度对高压喷管312使用数量和打开面积进行调节，支撑架108的右端设有用于冲洗碳化硅晶锭110上侧黏连碎屑和研磨剂颗粒的冲洗组件4，冲洗组件4与操控面板电连接。

如图4、图8和图10所示，冲洗组件4包括有与滑动支杆303数量相同的第三连接杆313，所有第三连接杆313均固接于相邻的滑动支杆303的上端，支撑架108的右端固接有储水壳314，储水壳314竖直向下设置，冲洗碳化硅晶锭110右侧面，当碳化硅晶锭110逆时针转动时，液体喷出方向与碳化硅晶锭110转动方向夹角大于90度，使喷出液体逆向冲洗碳化硅晶锭110表面，增加液体冲洗碳化硅晶锭110的效果，冲洗喷头314通过软管连通有与操控面板电连接的清洗水泵，储水壳314的上侧滑动连接有与滑动支杆303数量相同的遮挡件315，遮挡件315与相邻的第三连接杆313的右端固接，储水壳314的下侧固接并连通有与遮挡件315数量相同的出水管316，当遮挡件315移动至紧贴储水壳314内侧下部时，其遮挡件315与相邻的出水管316密封配合，此时清洗液不能从此处流出，防止清洗液浪费。

在对碳化硅晶锭110打磨的过程中，工作人员通过操控面板控制输送研磨液的液压泵向高压储液壳302中注入研磨液，在碳化硅晶锭110靠近主磨轮107的过程中，碳化硅晶锭110逐渐挤压接触到的检测块305的倾斜面，检测块305受到挤压力带动相邻的滑动支杆303向上移动，压缩相邻的第四弹性件304，滑动支杆303通过相邻的第五弹性件307带动相邻的推动块306一同上移，推动块306通过相邻的挤压第一液压推杆309的伸缩端，使第一液压推杆309内液压油通过相邻的软管流入相邻的第二液压推杆310内，第二液压推杆310的伸缩端推动相邻的遮挡板311向左移动，使遮挡板311和相邻的高压喷管312之间露出缝隙，高压储液壳302中的研磨液从打开的高压喷管312中喷出，喷至左下方的主磨轮107上，此时因为只有被碳化硅晶锭110挤压的检测块305才会通过联动使对应的高压喷管312打开，因此使喷洒的研磨液的面积与碳化硅晶锭110的宽度相互对应，提升了研磨液的使用有效率。

当碳化硅晶锭110上凸起部分挤压相邻的检测块305后，即对应的滑动支杆303和检测块305相较于其他未与碳化硅晶锭110凸起处接触的检测块305，进一步向上移动，使推动块306被带动向上移动，推动块306通过对应的第一液压推杆309和第二液压推杆310带动相邻的遮挡板311进一步向左移动，使对应的高压喷管312打开面积更大，由于碳化硅晶锭110打磨过程主要依靠研磨液中的金刚石颗粒，因此对碳化硅晶锭110凸起部分在挤压过程中加入更多的研磨液，使碳化硅晶锭110凸起部分和主磨轮107之间的金刚石颗粒增多，可有效增加碳化硅晶锭110的打磨速率，且因为推动块306与固定支杆308之间存在阻尼，使推动块306移动速度始终慢于滑动支杆303和检测块305的移动速度，即碳化硅晶锭110凸起部分挤压滑动支杆303和检测块305向上移动后，因为滑动支杆303与托板301的滑动连接处存在阻尼，滑动支杆303和检测块305缓慢向下复位，在此过程中，滑动支杆303始终通过第五弹性件307带动推动块306缓慢向上移动，随着碳化硅晶锭110的转动以及推动块306向上移动，对应的第二液压推杆310一直带动相邻的遮挡板311向左移动，随着碳化硅晶锭110凸起部分逐渐接近主磨轮107，遮挡板311逐渐向左移动，即对应的高压喷管312的打开面积逐渐增大，增加碳化硅晶锭110的凸起部分与主磨轮107接触时喷出的研磨液，随后在碳化硅晶锭110凸起部分经过与主磨轮107的接触位置后，此时第五弹性件307的弹力刚好为零，滑动支杆303和检测块305在第四弹性件304的作用下缓慢下移复位的过程中，通过挤压第五弹性件307推动推动块306及其上零部件向下缓慢正常复位。

在工作人员通过操控面板控制输送研磨液的液压泵向高压储液壳302中注入研磨液时，工作人员同时通过操控面板启动清洗水泵向储水壳314中注入清洗液，滑动支杆303和检测块305被碳化硅晶锭110挤压向上移动时，滑动支杆303通过第三连接杆313带动相邻的遮挡件315同步上移，打开相对应的高压喷管312，使清洗液通过出水管316喷出淋在碳化硅晶锭110的右侧，使清洗液冲洗翻转过来的碳化硅晶锭110上的碎屑和研磨颗粒，避免碳化硅晶锭110上黏连的碎屑和研磨颗粒增加研磨误差。

实施例3：在实施例2的基础上，如图3和图11-图13所示，还包括有与操控面板电连接的定心机构5，定心机构5用于对碳化硅晶锭110进行定轴和移动，确保固定壳209沿正确方向对碳化硅晶锭110进行夹紧，定心机构5设置于机床101的上侧，定心机构5包括有与操控面板电连接的x光检测器401，x光检测器401固接于第二电动滑块204的右侧，x光检测器401用于观测碳化硅晶锭110的晶格方向，方便工作人员对其进行定位，机床101的上侧固接有与操控面板电连接的第三电动推杆4012，第三电动推杆4012的伸缩端固接有与操控面板电连接的第二电动滑轨402，第二电动滑轨402与机床101滑动连接，第二电动滑轨402通过电控于机床101的上相对应的滑槽内滑动，第二电动滑轨402滑动连接有第三电动滑块403，第二电动滑轨402的长度大于第二电动滑块204的长度，允许第三电动滑块403从x光检测器401处直接滑动至固定壳209对应位置，且x光检测器401移动时，固定壳209同样跟随第二电动滑块204移动，使固定壳209和x光检测器401的距离始终相等，方便后续进行精准固定，第三电动滑块403的上侧转动连接有与操控面板电连接的电动转盘404，电动转盘404用于使碳化硅晶锭110转动方便后续进行端面打磨，电动转盘404固接有均匀分布的两组与操控面板电连接的弧形电动导轨405，每组为对称分布的两个弧形电动导轨405，四个弧形电动导轨405均为弧形，且圆弧圆心处于电动转盘404的中心，弧形电动导轨405滑动连接有第四电动滑块406，第四电动滑块406转动连接有与操控面板电连接的第四电动推杆407，其中一组第四电动推杆407沿相邻的弧形电动导轨405翻转时，另一组第四电动推杆407转动以维持其对中部碳化硅晶锭110的固定，上下对称分布的两个第四电动推杆407的伸缩端均固接有固定滑块408，固定滑块408通过滑槽滑动连接有移动夹块409，固定滑块408和相邻的移动夹块409之间固接有对称分布的两个第六弹性件410，第六弹性件410设为拉簧，当移动夹块409不受力时，两个第六弹性件410将相邻的移动夹块409拉动到固定滑块408的中部位置，左右对称分布的两个第四电动推杆407的伸缩端均固接有固定夹块411，当对碳化硅晶锭110进行夹紧时，先进行上下夹紧，再进行左右夹紧。

如图3和图11和图14所示，还包括有与操控面板电连接的端面研磨机构6，端面研磨机构6用于对碳化硅晶锭110的端面进行打磨，使碳化硅晶锭110的两个端面处于竖直状态，端面研磨机构6设置于机床101的上侧，端面研磨机构6包括有端面磨床501，端面磨床501固接于机床101上侧的后侧，端面磨床501的上侧固接有与操控面板电连接的第三电动滑轨5021，第三电动滑轨5021通过滑块滑动连接有移动架502，移动架502的上侧通过滑槽滑动连接有对称分布的两个滑动块503，移动架502的上侧通过与操控面板电连接的电动转轴转动连接有控制齿轮504，两个滑动块503均设有与控制齿轮504啮合的齿条，当控制齿轮504转动时，两个滑动块503同时靠近或远离，滑动块503固接有与操控面板电连接的端面打磨件505，端面打磨件505为现有打磨工具，用于将碳化硅晶锭110的端面打磨平整，且因为在打磨过程碳化硅晶锭110的过程中，碳化硅晶锭110始终被电动转盘404及其上零部件夹紧，即打磨端面始终为观测后，人为确定下碳化硅晶锭110的轴向面，方便打磨之后直接移动至固定壳209处进行夹紧，省略多次交换夹紧时需要重新定心的步骤。

在研磨之前，为方便对碳化硅晶锭110更稳定准确的进行定轴，避免传统加工过程中定轴和磨圆过程分开导致磨圆过程需要重新定位轴心的问题，工作人员首先将切好一面的碳化硅晶锭110安装在电动转盘404上，随后进行定心和端面研磨工作，具体过程如下：工作人员首先将切好一面的碳化硅晶锭110拿到电动转盘404中间，随后工作人员通过操控面板控制上下两侧的第四电动推杆407伸长，上下两侧的第四电动推杆407通过移动夹块409夹紧碳化硅晶锭110的上下两端，工作人员松手并通过操控面板控制左右两侧的第四电动推杆407伸长，左右两侧的第四电动推杆407伸长带动固定夹块411夹紧碳化硅晶锭110的左右两侧，在此过程中，因为上下两侧的移动夹块409相对于固定滑块408处于可左右滑动状态，若上下两端的移动夹块409夹紧碳化硅晶锭110时所处的竖直线，并不处于碳化硅晶锭110形心的竖直线上，则在固定夹块411夹紧碳化硅晶锭110的左右两端时，上下两端的移动夹块409一同移动，方便左右两端的固定夹块411同时对碳化硅晶锭110进行夹紧，此时移动夹块409移动时，一侧的第六弹性件410被拉伸，另一侧的第六弹性件410收缩复位。

当固定夹块411和移动夹块409均对碳化硅晶锭110进行夹紧后，工作人员启动x光检测器401，并通过操控面板观察碳化硅晶锭110的晶相，在观察碳化硅晶锭110的晶相，需要碳化硅晶锭110上下翻转以准确确定碳化硅晶锭110的轴向时，通过上下两侧的第四电动滑块406沿对应的弧形电动导轨405滑动，使碳化硅晶锭110上下翻转，在需要碳化硅晶锭110进行左右翻转时，通过左右两侧的第四电动滑块406沿对应的弧形电动导轨405滑动，使碳化硅晶锭110左右翻转，经过上述操作综合调整碳化硅晶锭110的转动方向，寻找碳化硅晶锭110晶相的垂直面，随后工作人员通过操控面板控制第一电动滑块201、第一电动推杆202和第一电动滑轨203移动，同时调整x光检测器401和固定壳209的位置，将x光检测器401对应至碳化硅晶锭110适合做轴心的位置，此时因为x光检测器401和固定壳209一同移动，当轴心定好后，将电动转盘404横移至与固定壳209配合固定的位置，此时当电动转盘404横移距离与x光检测器401和固定壳209之间的距离相等时，固定壳209的转动轴心与人为确定的碳化硅晶锭110的轴心重合，工作人员可直接操作固定壳209对碳化硅晶锭110进行固定。

在工作人员通过x光检测器401确定好碳化硅晶锭110的轴心后，此时碳化硅晶锭110端面处于非平整状态，因此工作人员通过操控面板控制第三电动推杆4012收缩，使第二电动滑轨402向后移动，且第三电动滑块403向左移动，使电动转盘404带动碳化硅晶锭110移动至端面磨床501右侧，工作人员随后通过操控面板控制第三电动滑轨5021带动移动架502及其上零部件右移，直至两个端面打磨件505位于碳化硅晶锭110的前后两侧，工作人员接着启动控制齿轮504和端面打磨件505，控制齿轮504转动通过对向啮合的齿条带动两个滑动块503相互靠近，通过滑动块503带动两个端面打磨件505靠近碳化硅晶锭110并对其两个端面同时进行打磨。

当打磨完成后，碳化硅晶锭110的两个端面均形成平整面，随后工作人员通过使端面磨床501上零部件复位，随后通过操作电动转盘404的位置带动碳化硅晶锭110移动至固定壳209附近，对碳化硅晶锭110进行夹持固定，同时反向操作解除电动转盘404及其上零部件对碳化硅晶锭110的固定，随后重复上述过程进行对侧面进行打磨。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，其特征在于：包括有机床（101），所述机床（101）安装有密封壳，所述机床（101）上的密封壳固接有操控面板，所述机床（101）的上部固接有主轴架（102），所述主轴架（102）的上部滑动连接有对称分布的支撑杆（103），对称分布的所述支撑杆（103）与所述主轴架（102）的滑动连接处存在阻尼，对称分布的所述支撑杆（103）共同通过安装块转动连接有电动转轴（104），所述支撑杆（103）和所述电动转轴（104）的安装块之间固接有第一弹性件（105），所述主轴架（102）的上部固接有用于检测相邻所述第一弹性件（105）压力的压力传感器（106），所述电动转轴（104）固接有主磨轮（107），所述主轴架（102）的上部固接有支撑架（108），所述支撑架（108）固接有磨轮罩（109），所述机床（101）的上部设有对碳化硅晶锭（110）进行固定的固定机构（1），所述电动转轴（104）、所述压力传感器（106）和所述固定机构（1）均与所述操控面板电连接；

所述固定机构（1）包括有第一电动滑块（201），所述机床（101）固接有导轨，所述第一电动滑块（201）滑动连接于所述机床（101）的导轨上，所述第一电动滑块（201）固接有第一电动推杆（202），所述第一电动推杆（202）的伸缩端固接有第一电动滑轨（203），所述第一电动滑轨（203）的上侧滑动连接有第二电动滑块（204），所述第二电动滑块（204）固接有固定架（205），所述固定架（205）的上部固接有第二电动推杆（206）和第一连接杆（207），所述第一连接杆（207）转动连接有电动转轮（208），所述电动转轮（208）固接有固定壳（209），所述第二电动推杆（206）的伸缩端固接有连接圆盘（210），所述连接圆盘（210）转动连接有转动圆盘（211），所述转动圆盘（211）通过第二连接杆（212）固接有第一推盘（213），所述第一推盘（213）与所述固定壳（209）滑动连接，所述固定壳（209）内滑动连接有第二推盘（215），所述第一推盘（213）和所述第二推盘（215）之间固接有第二弹性件（214），所述固定壳（209）远离所述第一连接杆（207）的一端固接有弹性垫（216），所述固定壳（209）通过所述弹性垫（216）与所述碳化硅晶锭（110）配合，所述固定壳（209）设有用于防止所述碳化硅晶锭（110）脱落的紧固组件（2），所述第一电动滑块（201）、所述第一电动推杆（202）、所述第一电动滑轨（203）、所述第二电动推杆（206）和所述电动转轮（208）均与所述操控面板电连接；

所述紧固组件（2）包括有传动齿轮（217），所述传动齿轮（217）通过支架转动连接于所述固定壳（209）靠近所述第一连接杆（207）的一侧，所述固定壳（209）的外侧滑动连接有第三推盘（218），所述第三推盘（218）和所述第二推盘（215）均固接有与所述传动齿轮（217）啮合的齿条，所述固定壳（209）的外侧滑动连接有与所述弹性垫（216）配合的挤压环（220），所述挤压环（220）和所述第三推盘（218）之间固接有第三弹性件（219）。

2.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，其特征在于：所述第三弹性件（219）的弹力小于所述第二弹性件（214）的弹力，且所述弹性垫（216）为软性材质。

3.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，其特征在于：还包括有调节研磨液喷射量的自动调节机构（3），所述自动调节机构（3）设置于所述支撑架（108），所述自动调节机构（3）包括有托板（301），所述托板（301）固接于所述支撑架（108），所述托板（301）靠近所述主磨轮（107）的一侧固接有高压储液壳（302），所述高压储液壳（302）通过软管连通有输送研磨液的液压泵，所述托板（301）远离所述主磨轮（107）的一侧滑动连接有均匀分布的滑动支杆（303），所述滑动支杆（303）与所述托板（301）之间固接有第四弹性件（304），所述滑动支杆（303）远离所述托板（301）的一侧固接有检测块（305），所述滑动支杆（303）滑动连接有推动块（306），所述滑动支杆（303）和相邻的所述推动块（306）之间固接有第五弹性件（307），所述托板（301）的下侧固接有与相邻的所述检测块（305）和相邻的所述推动块（306）滑动连接的固定支杆（308），所述托板（301）固接有均匀分布的第一液压推杆（309），所述第一液压推杆（309）的伸缩端与相邻的所述推动块（306）固接，所述高压储液壳（302）的外侧通过支架固接有均匀分布的第二液压推杆（310），所述第一液压推杆（309）与相邻的所述第二液压推杆（310）通过软管连通，所述第二液压推杆（310）的伸缩端穿透所述高压储液壳（302）并固接有遮挡板（311），所述高压储液壳（302）的下侧固接并连通有均匀分布且与相邻所述遮挡板（311）密封配合的高压喷管（312），所述支撑架（108）远离所述磨轮罩（109）的一端设有用于冲洗所述碳化硅晶锭（110）的冲洗组件（4），所述冲洗组件（4）与所述操控面板电连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，其特征在于：所述固定支杆（308）和相邻的所述推动块（306）的滑动连接处存在阻尼，所述滑动支杆（303）与所述托板（301）的滑动连接处存在的阻尼，且所述检测块（305）的下侧设有倾斜面，所述检测块（305）与相邻的所述高压喷管（312）处于同一竖直面内。

5.根据权利要求3所述的一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，其特征在于：所述冲洗组件（4）包括有均匀分布的第三连接杆（313），均匀分布的所述第三连接杆（313）均固接于相邻的所述滑动支杆（303）的上端，所述支撑架（108）远离所述磨轮罩（109）的一端固接有储水壳（314），所述储水壳（314）通过软管连通有清洗水泵，所述储水壳（314）的上侧滑动连接有均匀分布的遮挡件（315），所述遮挡件（315）与相邻的所述第三连接杆（313）固接，所述储水壳（314）的下侧固接并连通有均匀分布的与相邻的所述遮挡件（315）配合的出水管（316）。

6.根据权利要求5所述的一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，其特征在于：所述储水壳（314）位于所述碳化硅晶锭（110）远离所述主磨轮（107）的一侧，所述储水壳（314）内液体喷出方向与所述碳化硅晶锭（110）远离所述主磨轮（107）一侧的转动方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，其特征在于：还包括有对所述碳化硅晶锭（110）进行定轴的定心机构（5），所述定心机构（5）设置于所述机床（101），所述定心机构（5）包括有x光检测器（401），所述x光检测器（401）固接于所述第二电动滑块（204）远离所述固定壳（209）的一端，所述机床（101）的上侧固接有第三电动推杆（4012），所述第三电动推杆（4012）的伸缩端固接有第二电动滑轨（402），所述第二电动滑轨（402）与所述机床（101）滑动连接，所述第二电动滑轨（402）滑动连接有第三电动滑块（403），所述第三电动滑块（403）的上侧转动连接有电动转盘（404），所述电动转盘（404）固接有对称且均匀分布的弧形电动导轨（405），所述弧形电动导轨（405）滑动连接有第四电动滑块（406），所述第四电动滑块（406）转动连接有第四电动推杆（407），其中一组对称分布的所述第四电动推杆（407）的伸缩端均固接有固定滑块（408），所述固定滑块（408）滑动连接有移动夹块（409），所述固定滑块（408）和相邻的所述移动夹块（409）之间固接有对称分布的第六弹性件（410），另一组对称分布的所述第四电动推杆（407）的伸缩端均固接有固定夹块（411），所述第三电动推杆（4012）、所述x光检测器（401）、所述第二电动滑轨（402）、所述电动转盘（404）、所述弧形电动导轨（405）和所述第四电动推杆（407）均与所述操控面板电连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于碳化硅晶锭的滚磨装置，其特征在于：还包括有用于对所述碳化硅晶锭（110）的端面进行平整打磨的端面研磨机构（6），所述端面研磨机构（6）设置于所述机床（101），所述端面研磨机构（6）包括有端面磨床（501），所述端面磨床（501）固接于所述机床（101）的上侧，所述端面磨床（501）固接有第三电动滑轨（5021），所述第三电动滑轨（5021）通过滑块滑动连接有移动架（502），所述移动架（502）的上侧滑动连接有对称分布的滑动块（503），所述移动架（502）通过电动转轴转动连接有控制齿轮（504），对称分布的所述滑动块（503）均设有与所述控制齿轮（504）啮合的齿条，所述滑动块（503）固接有用于将所述碳化硅晶锭（110）端面打磨平整的端面打磨件（505），所述第三电动滑轨（5021）、所述移动架（502）、所述控制齿轮（504）的电动转轴和所述端面打磨件（505）均与所述操控面板电连接。