CN117620883B - 一种opa芯片端面抛光研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OPA芯片端面抛光研磨机，涉及芯片加工技术领域。本发明可以在每次对芯片进行打磨抛光的时候进行调节校准，保证每次对芯片加工的精度都是统一的；设置的稳持组件，可以停止将多个芯片进行固定，还能防止芯片因夹持力度过大而造成的损坏；可以根据不同的芯片厚度进行夹持，保证不同厚度的芯片都能获得最大的夹持面积，保证夹持的稳定性。

Description

一种OPA芯片端面抛光研磨机

技术领域

本发明涉及芯片加工技术领域，具体为一种OPA芯片端面抛光研磨机。

背景技术

电子芯片抛光工艺多为wafer正面或背面抛光，对端面的粗糙度要求不高。硅光芯片所用到的硅基材料是作为光传输的通道去使用的，与传统电子芯片作为覆盖保护层不同，端面的粗糙度影响了光进出的传输损耗和耦合效率，因此对端面粗糙度的打磨抛光是硅光芯片重点。OPA芯片端面抛光可以去除OPA芯片端面上的杂质、划痕、凸起、凹陷等缺陷，提高OPA芯片端面的平整度和光滑度，从而提高OPA芯片的性能和可靠性。

目前在现有技术中，存在公开号为CN116713836A的发明专利，该发明专利是一种芯片加工用抛光装置，该装置可以对不同厚度芯片的上下端统一抛光，但是无法同时固定多个芯片，并且也没有办法在每次加工的时候对打磨部进行校准，以保证加工的可靠性。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种OPA芯片端面抛光研磨机，底座上通过转动台支柱固定安装有转动台，转动台上转动安装有用于固定芯片的稳持组件，所述转动台上通过打磨支撑平台柱固定安装有打磨支撑平台，打磨支撑平台上固定安装有进给电缸，进给电缸的伸缩杆端部固定安装有旋转盘，旋转盘下表面的圆心处通过球关节活动安装有打磨旋转盘，打磨旋转盘的下表面粘贴有打磨片，所述旋转盘与打磨旋转盘之间滑动配设有三个三角滑块；所述稳持组件包括与转动台转动配合的从动转动块，从动转动块上固定安装有转动柱，转动柱上固定安装有旋转平台，旋转平台上配设有用于固定芯片的定夹块和动夹块。

优选地，所述旋转盘上固定安装有三个微调电缸，三个微调电缸的伸缩杆分别与三个三角滑块固定连接，所述进给电缸的伸缩杆与打磨支撑平台采用花键的方式滑动配合。

优选地，所述定夹块上滑动安装有外侧夹持片，所述动夹块上滑动安装有内侧夹持片，所述旋转平台上还开设有内夹持片滑槽，所述的内侧夹持片滑动配设在内夹持片滑槽上，所述动夹块沿着旋转平台的径向方向滑动设置。

优选地，所述内侧夹持片与动夹块的滑动方向和内侧夹持片与内夹持片滑槽的滑动方向垂直设置，所述定夹块与旋转平台固定配合。

优选地，所述旋转平台上还沿着径向滑动配设有弹性组件支撑滑块，弹性组件支撑滑块与动夹块之间设置有弹性组件，所述旋转平台的圆心处转动配设有夹持转盘，夹持转盘与弹性组件支撑滑块之间通过夹持连杆活动连接。

优选地，所述内侧夹持片的底部固定安装有同步滑动杆，同步滑动杆与外侧夹持片滑动配合，所述转动柱上固定安装有滑动块固定盘，滑动块固定盘上通过第二连接杆滑动块滑动安装有第二连接杆，第二连接杆的其中一端通过第三连接杆与外侧夹持片的底部通过第三连接杆活动连接。

优选地，所述转动柱上还滑动安装有夹持升降环，夹持升降环与第二连接杆的另一端通过第一连接杆活动连接，所述转动柱内部的轴心位置转动配合有传动轴，传动轴的顶端与夹持转盘固定连接。

优选地，所述转动柱内部的底端还转动配设有单向转动柱，单向转动柱与传动轴的底端固定连接，所述单向转动柱上开设有两个对称设置的挤压斜面，每个挤压斜面上均搭接设置有挤压三角块，挤压三角块与转动柱摩擦滑动配合，所述挤压三角块上还固定安装有用于驱使挤压三角块沿着挤压斜面朝向转动柱靠近的弧形板簧。

优选地，所述转动柱的底端还转动安装有销柱杆支撑盘，销柱杆支撑盘上固定安装有两个对称布置的销柱杆，销柱杆与挤压三角块接触配合，所述销柱杆支撑盘上固定安装有磁吸片，磁吸片与转动柱转动配合，所述底座上固定安装有花键轴套筒，花键轴套筒上通过花键滑动安装有花键轴，花键轴的顶端固定安装有电磁体，电磁体与磁吸片磁吸配合。

优选地，所述从动转动块上固定安装有夹持电缸，夹持电缸的伸缩杆端部与夹持升降环固定配合，用于驱动夹持升降环在转动柱上轴向滑动，所述转动台上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上固定安装有主动带轮，主动带轮与从动转动块通过传动带传动配合。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明可以在每次对芯片进行打磨抛光的时候进行调节校准，保证每次对芯片加工的精度都是统一的；（2）本发明设置的稳持组件，可以停止将多个芯片进行固定，还能防止芯片因夹持力度过大而造成的损坏；（3）本发明可以根据不同的芯片厚度进行夹持，保证不同厚度的芯片都能获得最大的夹持面积，保证夹持的稳定性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明驱动电机处结构示意图。

图3为本发明球关节处结构示意图。

图4为本发明夹持升降环处结构示意图。

图5为本发明图4中A处结构示意图。

图6为本发明夹持转盘处结构示意图。

图7为本发明图6中B处结构示意图。

图8为本发明传动轴处结构示意图。

图9为本发明单向转动柱处结构示意图。

图10为本发明转动柱结构示意图。

图11为本发明图10中C处结构示意图。

图中：101-底座；102-转动台支柱；103-转动台；104-打磨支撑平台柱；105-打磨支撑平台；106-进给电缸；107-旋转盘；108-微调电缸；109-三角滑块；110-打磨旋转盘；111-球关节；112-打磨片；201-从动转动块；202-夹持电缸；203-转动柱；204-传动带；205-主动带轮；206-驱动电机；207-夹持升降环；208-第一连接杆；209-第二连接杆；210-滑动块固定盘；211-第二连接杆滑动块；212-第三连接杆；213-外侧夹持片；214-同步滑动杆；215-内侧夹持片；216-旋转平台；2161-内夹持片滑槽；217-定夹块；218-动夹块；219-弹性组件；220-弹性组件支撑滑块；221-夹持连杆；222-夹持转盘；223-传动轴；224-单向转动柱；2241-挤压斜面；225-销柱杆支撑盘；226-销柱杆；227-挤压三角块；228-弧形板簧；229-磁吸片；230-电磁体；231-花键轴；232-花键轴套筒；3-垫环。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种OPA芯片端面抛光研磨机，底座101上通过转动台支柱102固定安装有转动台103，转动台103上转动安装有用于固定芯片的稳持组件，转动台103上通过打磨支撑平台柱104固定安装有打磨支撑平台105，打磨支撑平台105上固定安装有进给电缸106，进给电缸106的伸缩杆端部固定安装有旋转盘107，旋转盘107下表面的圆心处通过球关节111活动安装有打磨旋转盘110，打磨旋转盘110的下表面粘贴有打磨片112，旋转盘107与打磨旋转盘110之间滑动配设有三个三角滑块109。旋转盘107上固定安装有三个微调电缸108，三个微调电缸108的伸缩杆分别与三个三角滑块109固定连接，进给电缸106的伸缩杆与打磨支撑平台105采用花键的方式滑动配合。

其中稳持组件包括与转动台103转动配合的从动转动块201，从动转动块201上固定安装有转动柱203，转动柱203上固定安装有旋转平台216，旋转平台216上配设有用于固定芯片的定夹块217和动夹块218。定夹块217上滑动安装有外侧夹持片213，动夹块218上滑动安装有内侧夹持片215，旋转平台216上还开设有内夹持片滑槽2161，内侧夹持片215滑动配设在内夹持片滑槽2161上，动夹块218沿着旋转平台216的径向方向滑动设置。内侧夹持片215与动夹块218的滑动方向和内侧夹持片215与内夹持片滑槽2161的滑动方向垂直设置，定夹块217与旋转平台216固定配合。旋转平台216上还沿着径向滑动配设有弹性组件支撑滑块220，弹性组件支撑滑块220与动夹块218之间设置有弹性组件219，旋转平台216的圆心处转动配设有夹持转盘222，夹持转盘222与弹性组件支撑滑块220之间通过夹持连杆221活动连接。内侧夹持片215的底部固定安装有同步滑动杆214，同步滑动杆214与外侧夹持片213滑动配合，转动柱203上固定安装有滑动块固定盘210，滑动块固定盘210上通过第二连接杆滑动块211滑动安装有第二连接杆209，第二连接杆209的其中一端通过第三连接杆212与外侧夹持片213的底部通过第三连接杆212活动连接。转动柱203上还滑动安装有夹持升降环207，夹持升降环207与第二连接杆209的另一端通过第一连接杆208活动连接，转动柱203内部的轴心位置转动配合有传动轴223，传动轴223的顶端与夹持转盘222固定连接。转动柱203内部的底端还转动配设有单向转动柱224，单向转动柱224与传动轴223的底端固定连接，单向转动柱224上开设有两个对称设置的挤压斜面2241，每个挤压斜面2241上均搭接设置有挤压三角块227，挤压三角块227与转动柱203摩擦滑动配合，挤压三角块227上还固定安装有用于驱使挤压三角块227沿着挤压斜面2241朝向转动柱203靠近的弧形板簧228。转动柱203的底端还转动安装有销柱杆支撑盘225，销柱杆支撑盘225上固定安装有两个对称布置的销柱杆226，销柱杆226与挤压三角块227接触配合，销柱杆支撑盘225上固定安装有磁吸片229，磁吸片229与转动柱203转动配合，底座101上固定安装有花键轴套筒232，花键轴套筒232上通过花键滑动安装有花键轴231，花键轴231的顶端固定安装有电磁体230，电磁体230与磁吸片229磁吸配合。从动转动块201上固定安装有夹持电缸202，夹持电缸202的伸缩杆端部与夹持升降环207固定配合，用于驱动夹持升降环207在转动柱203上轴向滑动，转动台103上固定安装有驱动电机206，驱动电机206的输出轴上固定安装有主动带轮205，主动带轮205与从动转动块201通过传动带204传动配合。

本发明公开的一种OPA芯片端面抛光研磨机的工作原理如下：将垫环3方在旋转平台216上（垫环3的厚度根据实际的OPA芯片厚度选择），具体放在外侧夹持片213和内侧夹持片215之间，用于支撑OPA芯片。然后控制夹持电缸202，夹持电缸202的伸缩杆带动夹持升降环207在转动柱203上滑动，转动柱203通过第一连接杆208拉动第二连接杆209在第二连接杆滑动块211上滑动，第二连接杆209通过第三连接杆212拉动外侧夹持片213在旋转平台216上垂直滑动，并且配合上同步滑动杆214可以带动内侧夹持片215同步运动，此步骤的目的是，根据不同厚度的OPA芯片，让外侧夹持片213和内侧夹持片215将其夹持住，是的OPA芯片的打磨面露出（不能让OPA芯片的打磨面低于外侧夹持片213和内侧夹持片215的顶端），还能增加夹持的面积，从而增加稳定性。

控制外侧夹持片213和内侧夹持片215的之间的距离，需要移动内侧夹持片215靠近外侧夹持片213，内侧夹持片215的移动是通过弹性组件支撑滑块220带动，弹性组件支撑滑块220移动会通过弹性组件219带动动夹块218移动，因为内侧夹持片215滑动安装在动夹块218上，因此动夹块218会带动内侧夹持片215靠近外侧夹持片213，而弹性组件219的目的是，由于每个OPA芯片的宽度不可能完全相同，因此设置弹性组件219可以保证每个OPA芯片都可以稳固的夹持在外侧夹持片213和内侧夹持片215之间，同时还能保护OPA芯片不会因夹持力度过大而损坏。弹性组件支撑滑块220的移动是通过夹持转盘222的旋转，夹持转盘222旋转通过夹持连杆221带动弹性组件支撑滑块220在旋转平台216上直线移动，夹持转盘222的旋转是通过传动轴223带动，传动轴223本身不会转动，实际上为传动轴223与旋转平台216之间发生相对转动，具体为，驱动电机206的输出轴带动主动带轮205转动（驱动电机206输出轴高速转动即可打磨抛光，且电磁体230需要处于断电状态），主动带轮205通过传动带204带动夹持电缸202转动，夹持电缸202带动转动柱203转动，转动柱203转动带动旋转平台216转动（或者人工手动慢慢推动旋转平台216转动），在此之前启动电磁体230，电磁体230产生磁力，向着靠近磁吸片229的方向移动，并且与磁吸片229贴合吸住，由于花键轴231和花键轴套筒232只能轴向移动，因此电磁体230无法转动，磁吸片229也就无法转动，而转动柱203正在转动，相对于磁吸片229在转动，由于销柱杆226固定在销柱杆支撑盘225上，销柱杆支撑盘225与磁吸片229固定，所以销柱杆226无法转动，如图11，当转动柱203转动的时候（逆时针），会通过摩擦力带动挤压三角块227向左移动，而左侧挤压斜面2241与转动柱203之间的空间越来越小，但是挤压三角块227被销柱杆226挡住无法移动，因此相对于挤压三角块227是无法移动，由于两个挤压三角块227对称设置，另一个挤压三角块227则会受到摩擦力朝向压缩弧形板簧228的方向移动，此方向空间变大，因此挤压斜面2241与转动柱203对挤压三角块227的摩擦力消失（挤压力没了），此时转动柱203就会相对于单向转动柱224转动，由于传动轴223和单向转动柱224固定，因此旋转平台216和传动轴223之间发生相对转动，此时就可以通过夹持转盘222和夹持连杆221带动弹性组件支撑滑块220在旋转平台216上径向移动（由于旋转平台216打磨的时候要旋转，在正式打磨旋转的时候，电磁体230需要断电，让磁吸片229与电磁体230分离）。由于存在弹性组件219，弹性组件219的方向作用力会作用到夹持转盘222上，让夹持转盘222旋转，夹持转盘222会通过传动轴223带动单向转动柱224旋转（此时不能让单向转动柱224旋转），单向转动柱224若要转动会通过挤压斜面2241推动挤压三角块227旋转，无论挤压三角块227朝向任何方向旋转，由于是两个对称设置的挤压三角块227，所以始终有一个挤压三角块227会受到转动柱203的摩擦力朝向靠近销柱杆226的方向移动（此时磁吸片229与电磁体230分离了，所以销柱杆226处于自由转动状态，也就不会限制挤压三角块227），从而导致转动柱203和挤压斜面2241对挤压三角块227的挤压力增大，使其挤压三角块227卡死在转动柱203和挤压斜面2241之间，导致单向转动柱224无法转动，也就让OPA芯片固定在外侧夹持片213和内侧夹持片215之间。

控制进给电缸106的伸缩杆，进给电缸106的伸缩杆带动旋转盘107朝向靠近旋转平台216的方向移动进行打磨，由于旋转平台216是旋转的，因此OPA芯片也是旋转的，打磨旋转盘110上的打磨片112就会对OPA芯片进行打磨抛光，可以通过控制三个微调电缸108伸缩杆的伸缩量来控制三角滑块109在旋转盘107和打磨旋转盘110之间的径向位移量，实现将打磨旋转盘110调整到与旋转平台216上的OPA芯片平行的位置（旋转平台216和打磨旋转盘110上设置水平仪）。保证每次打磨抛光时候的精度都是准确可靠的。

Claims (6)

1.一种OPA芯片端面抛光研磨机，其特征在于：包括底座（101），底座（101）上通过转动台支柱（102）固定安装有转动台（103），转动台（103）上转动安装有用于固定芯片的稳持组件，所述转动台（103）上通过打磨支撑平台柱（104）固定安装有打磨支撑平台（105），打磨支撑平台（105）上固定安装有进给电缸（106），进给电缸（106）的伸缩杆端部固定安装有旋转盘（107），旋转盘（107）下表面的圆心处通过球关节（111）活动安装有打磨旋转盘（110），打磨旋转盘（110）的下表面粘贴有打磨片（112），所述旋转盘（107）与打磨旋转盘（110）之间滑动配设有三个三角滑块（109）；

所述稳持组件包括与转动台（103）转动配合的从动转动块（201），从动转动块（201）上固定安装有转动柱（203），转动柱（203）上固定安装有旋转平台（216），旋转平台（216）上配设有用于固定芯片的定夹块（217）和动夹块（218），所述转动柱（203）内部的底端转动配设有单向转动柱（224），所述单向转动柱（224）上开设有两个对称设置的挤压斜面（2241），每个挤压斜面（2241）上均搭接设置有挤压三角块（227），挤压三角块（227）与转动柱（203）摩擦滑动配合，所述挤压三角块（227）上还固定安装有用于驱使挤压三角块（227）沿着挤压斜面（2241）朝向转动柱（203）靠近的弧形板簧（228），所述转动柱（203）的底端还转动安装有销柱杆支撑盘（225），销柱杆支撑盘（225）上固定安装有两个对称布置的销柱杆（226），销柱杆（226）与挤压三角块（227）接触配合，所述销柱杆支撑盘（225）上固定安装有磁吸片（229），磁吸片（229）与转动柱（203）转动配合，所述底座（101）上固定安装有花键轴套筒（232），花键轴套筒（232）上通过花键滑动安装有花键轴（231），花键轴（231）的顶端固定安装有电磁体（230），电磁体（230）与磁吸片（229）磁吸配合，所述定夹块（217）上滑动安装有外侧夹持片（213），所述动夹块（218）上滑动安装有内侧夹持片（215），所述旋转平台（216）上还开设有内夹持片滑槽（2161），所述的内侧夹持片（215）滑动配设在内夹持片滑槽（2161）上，所述动夹块（218）沿着旋转平台（216）的径向方向滑动设置，所述旋转平台（216）上还沿着径向滑动配设有弹性组件支撑滑块（220），弹性组件支撑滑块（220）与动夹块（218）之间设置有弹性组件（219），所述旋转平台（216）的圆心处转动配设有夹持转盘（222），夹持转盘（222）与弹性组件支撑滑块（220）之间通过夹持连杆（221）活动连接，所述从动转动块（201）上固定安装有夹持电缸（202），夹持电缸（202）的伸缩杆端部与夹持升降环（207）固定配合，用于驱动夹持升降环（207）在转动柱（203）上轴向滑动，所述转动台（103）上固定安装有驱动电机（206），驱动电机（206）的输出轴上固定安装有主动带轮（205），主动带轮（205）与从动转动块（201）通过传动带（204）传动配合。

2.根据权利要求1所述的一种OPA芯片端面抛光研磨机，其特征在于：所述旋转盘（107）上固定安装有三个微调电缸（108），三个微调电缸（108）的伸缩杆分别与三个三角滑块（109）固定连接，所述进给电缸（106）的伸缩杆与打磨支撑平台（105）采用花键的方式滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种OPA芯片端面抛光研磨机，其特征在于：所述内侧夹持片（215）与动夹块（218）的滑动方向和内侧夹持片（215）与内夹持片滑槽（2161）的滑动方向垂直设置，所述定夹块（217）与旋转平台（216）固定配合。

4.根据权利要求3所述的一种OPA芯片端面抛光研磨机，其特征在于：所述内侧夹持片（215）的底部固定安装有同步滑动杆（214），同步滑动杆（214）与外侧夹持片（213）滑动配合，所述转动柱（203）上固定安装有滑动块固定盘（210），滑动块固定盘（210）上通过第二连接杆滑动块（211）滑动安装有第二连接杆（209），第二连接杆（209）的其中一端通过第三连接杆（212）与外侧夹持片（213）的底部通过第三连接杆（212）活动连接。

5.根据权利要求4所述的一种OPA芯片端面抛光研磨机，其特征在于：所述转动柱（203）上还滑动安装有夹持升降环（207），夹持升降环（207）与第二连接杆（209）的另一端通过第一连接杆（208）活动连接，所述转动柱（203）内部的轴心位置转动配合有传动轴（223），传动轴（223）的顶端与夹持转盘（222）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种OPA芯片端面抛光研磨机，其特征在于：所述单向转动柱（224）与传动轴（223）的底端固定连接。