CN209533056U - 磨角机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体器件芯片制造技术领域，公开了一种磨角机，包括上磨头、安装盘、弹性组件、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件，安装盘上固定有磨料载板；第一驱动组件能够驱动所述安装盘绕其轴线旋转，第二驱动组件能够驱动上磨头绕其轴线转动；且第三驱动组件能够驱动上磨头上下升降，以使上磨头靠近或远离安装盘。本实用新型磨角机降低了操作者的劳动强度，提升了测量样片的一致性，保证了样片的测量精度。

Description

磨角机

技术领域

本实用新型涉及半导体器件芯片制造技术领域，尤其是涉及一种磨角机。

背景技术

半导体芯片加工工艺中，扩散段测量样片结深前，需要对样片进行磨角处理。一般是用金刚砂将样片手工磨成45°角，操作者需要手持样片，反复用金刚砂研磨，最终使其形成45°角。

首先，人工对样片进行磨角，费事费力，劳动强度大；其次，由于每个人的手法不同，磨出来的角度也有所差异，因此样片磨角后的一致性差异较大，对后续的测量也会产生不同程度的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种磨角机，以解决现有技术中存在的半导体芯片加工工艺中需要人工磨角，费时费力且对后续测量产生不同程度影响的技术问题。

基于上述目的，本实用新型提供了一种磨角机，所述磨角机包括上磨头、安装盘、弹性组件、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件；

所述安装盘上固定有磨料载板，所述安装盘与所述第一驱动组件连接，所述第一驱动组件能够驱动所述安装盘绕其轴线旋转；

所述上磨头安装在所述安装盘的上方，所述上磨头设置有夹具，所述夹具用于夹持待磨样片；所述上磨头分别与所述第二驱动组件和所述第三驱动组件连接，所述第二驱动组件能够驱动所述上磨头绕其轴线转动；且所述第三驱动组件能够驱动所述上磨头上下升降，以实现所述上磨头靠近或远离所述安装盘；

所述弹性组件连接在所述上磨头上，所述弹性组件使得所述上磨头具有面向所述安装盘移动的趋势。

进一步地，所述磨角机还包括底座，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件、所述第三驱动组件及所述安装盘分别设置在所述底座上；

所述上磨头通过所述第二驱动组件悬挂固定。

进一步地，所述第一驱动组件包括第一电机、传动带、传动齿轮以及传动槽轮；

所述安装盘设置有旋转轴；

所述第一电机通过电机架固定在所述底座的第一端，所述传动带的一端通过传动齿轮与所述第一电机的输出轴连接，所述传动带的另一端通过传动槽轮的与安装盘的旋转轴连接；

所述安装盘设置在所述底座的第二端。

进一步地，所述底座包括安装面，所述安装盘安装在所述安装面的第二端的上方，所述电机架、第一电机、旋转轴、传动齿轮以及传动槽轮分别设置在所述安装面的下方。

进一步地，所述第二驱动组件和所述第三驱动组件通过支撑架固定在所述底座上；

所述支撑架包括设置在底座第一端的主轴、与主轴连接的悬臂以及连接在悬臂一端的第三安装板，所述悬臂对应所述第三安装板的一端向下延伸有第二安装板；

所述第三驱动组件固定在所述第三安装板上，所述第二驱动组件滑动连接在所述第二安装板上；

所述第三驱动组件的动力输出端能够与第二驱动组件连接，并驱动第二驱动组件与所述上磨头同步上下运动。

进一步地，所述第二驱动组件包括第二电机，所述第二电机通过轴承套与第二电机的输出轴连接，所述第二电机的输出轴与所述上磨头通过所述弹性组件上下连接固定；

所述第二电机的轴承套滑动连接在所述第二安装板上。

进一步地，所述第二电机的轴承套上固定连接有滑块导轨，所述第二安装板设置有上下延伸的导向槽；

所述滑块导轨与所述导向槽适配，且所述滑块导轨滑动设置在所述导向槽内。

进一步地，所述第三驱动组件包括气缸，所述气缸的输出杆与所述第二驱动组件连接。

进一步地，所述安装盘上设置有挡圈，所述挡圈设置在所述磨料载板的下方。

进一步地，所述磨料载板为玻璃板，所述玻璃板通过第一压板固定在所述安装盘上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的磨角机，包括上磨头、安装盘、弹性组件、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件；所述安装盘上固定有磨料载板，所述安装盘与所述第一驱动组件连接，所述第一驱动组件能够驱动所述安装盘绕其轴线旋转；所述上磨头安装在所述安装盘的上方，所述上磨头设置有夹具，所述夹具用于夹持待磨样片；所述上磨头与所述第二驱动组件和所述第三驱动组件分别连接，所述第二驱动组件能够驱动所述上磨头绕其轴线转动；且所述第三驱动组件能够驱动所述上磨头上下升降，以实现所述上磨头靠近或远离所述安装盘；所述弹性组件连接在所述上磨头上，所述弹性组件使得所述上磨头具有面向所述安装盘移动的趋势。可以理解的是，本实用新型磨角机可通过机械自动完成样品磨角，相比现有人工的方式，降低了操作者的劳动强度，且采用机械统一研磨样片，提升了测量样片的一致性，保证了样片的测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例磨角机的示意图；

图2为本实用新型实施例磨角机的上磨头的剖视放大示意图；

图3为本实用新型实施例磨角机的安装盘的俯视示意图；

图4为图3的剖视示意图；

图5为本实用新型实施例磨角机的主轴的示意图；

图6为本实用新型实施例磨角机的旋转轴示意图；

图7为本实用新型实施例磨角机的悬臂的俯视示意图；

图8为图7的A-A剖视图；

图9为本实用新型实施例磨角机的第一压板的俯视示意图；

图10为本实用新型实施例磨角机的导向槽的示意图；

图11为图10的侧视图；

图12为本实用新型实施例磨角机的滑块导轨的示意图；

图13为图12的侧视图；

图14为校准平台的俯视示意图；

图15为校准平台的主视示意图。

图标：1-底座；1a-安装面；2-上磨头；21-夹具；211-磨头基板；212-第二压板；213-压板螺栓；3-安装盘；31-磨料载板；32-挡圈；33-第一压板；34-旋转轴；4-第一驱动组件；41-第一电机；42-传动齿轮；43-传动带；44-传动槽轮；45-电机架；5-第二驱动组件；51-第二电机；52-轴承套；53-第二电机的输出轴；54-电机固定板；6-第三驱动组件；61-气缸；62-第三安装板；7-支撑架；71-主轴；72-悬臂；721-第二安装板；8-导向槽；9-滑块导轨；10-弹性组件；11-校准平台。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1至图15所示，本实施例提供了一种磨角机，包括上磨头2、安装盘3、弹性组件10、第一驱动组件4、第二驱动组件5和第三驱动组件6。

安装盘3上固定有磨料载板31，安装盘3与第一驱动组件4连接，第一驱动组件4能够驱动安装盘3绕其轴线旋转。上磨头2安装在安装盘3的上方，上磨头2设置有夹具21，夹具21用于夹持待磨样片。上磨头2与第二驱动组件5和第三驱动组件6分别连接，第二驱动组件5能够驱动上磨头2绕其轴线转动；第三驱动组件6能够驱动上磨头2上下升降，以实现上磨头2靠近或远离安装盘3，其中上磨头2移动到最靠近安装盘3的位置(该位置，对应于图1的布置形式，应当是上磨头2能够移动的最低位)时，上磨头2上夹持的待磨样片能够与磨料载板接触。弹性组件10连接在上磨头2上，弹性组件10使得所述上磨头2具有面向安装盘3移动的趋势。

需要说明的是，磨料载板31通常采用玻璃板，在具体使用时，玻璃板可通过图9所示的4个缺角的第一压板33固定在玻璃板的四角上进行固定，在研磨时需要在磨料载板31上涂上用于研磨样片的研磨料。上磨头2的夹具21应当能够稳定夹持待磨样片并能够使待磨样片需要研磨的边角位置面向安装盘3。弹性组件10可以是弹簧或弹力足够大的橡胶等，其作用是使上磨头2有微小的面向安装盘3的伸缩量，以确保样片在研磨时始终与研磨料接触。

本实用新型实施例磨角机通过第二驱动组件5驱动上磨头2带动待磨样片旋转，待磨样片在旋转时与安装盘3的磨料载板31上的研磨料接触并被研磨料研磨出所需角度。第一驱动组件4带动安装盘3转动，从而确保待磨样片在研磨过程中，上磨头2可对应于安装盘3的磨料载板31的不同位置，避免了样片在研磨过程中，研磨料被样片携带走，而使得样片无法完成研磨；第三驱动组件6可实现上磨头2的上下升降，方便了待磨样片安装在上磨头2的夹具21上或将已完成研磨的样片从夹具21上取下。

如图1所示，本实用新型实施例研磨机可通过底座1支撑设置。第一驱动组件4、第二驱动组件5、第三驱动组件6及安装盘3分别设置在底座1上；上磨头2通过第二驱动组件5悬挂固定。

具体的，如图1所示，底座1可呈空心结构，底座1的上端面定义为安装面1a。

第一驱动组件4包括第一电机41、传动带43、传动齿轮42以及传动槽轮44；安装盘3设置有旋转轴34。第一电机41通过电机架45固定在底座1的第一端，传动带43的一端通过传动齿轮42与第一电机41的输出轴连接，传动带43的另一端通过传动槽轮44的与安装盘3的旋转轴34连接；安装盘3设置在底座1的第二端。具体而言，安装盘3通过旋转轴34限位安装在安装面1a的第二端的上方，电机架45、第一电机41、旋转轴34、传动齿轮42以及传动槽轮44分别设置在安装面1a的下方，其中，电机架45可大致呈U型，电机架45的U型开口的两侧可分别通过螺栓与底座1的安装面1a固定连接，第一电机41可通过第一电机的壳体螺接在电机架45的底面上。旋转轴34可通过限位卡板等穿设在安装面1a以及安装盘3的中心位置。

第二驱动组件5和第三驱动组件6通过支撑架7固定在底座1的安装面1a的上方；支撑架7包括通过固定在底座1第一端的主轴71、与主轴71连接的悬臂72以及连接在悬臂72一端的第三安装板62，悬臂72对应第三安装板62的一端向下延伸有第二安装板721。第三驱动组件6固定在第三安装板62上，第二驱动组件5滑动连接在第二安装板721上。第三驱动组件6的动力输出端能够与第二驱动组件5连接，并驱动第二驱动组件5与上磨头2同步上下运动。

其中，主轴71的底部设置有第一固定板，主轴的上部设置有第二安装板。第一固定板通过螺栓固定底座1的安装面1a上，以实现主轴71与底座1的固定连接；第二固定板用于支撑设置悬臂72，且主轴71的上端穿过悬臂72并通过螺栓将悬臂压紧固定在第二固定板上。第三安装板62可通过螺栓或螺钉等固定在悬臂72靠近底座1第二端的一端的上方。

具体的，第二驱动组件5可包括第二电机51，第二电机51通过轴承套52与第二电机的输出轴53连接，第二电机的输出轴53与上磨头2通过弹性组件10上下连接固定；第二电机51的轴承套52滑动连接在第二安装板721上。

为了保证上磨头2上升下降的稳定性，第二电机51的轴承套52上固定连接有滑块导轨9，第二安装板721设置有上下延伸的导向槽8；滑块导轨9与导向槽8适配，且滑块导轨9滑动设置在导向槽8内。

如图11所示，本实施例导向槽8的截面优选为燕尾槽；相应的如图13所示，滑块导轨9的截面为与所述燕尾槽适配的燕尾型凸起。

可以理解的是，燕尾槽配合燕尾凸起的形式，其结构稳定性强，且滑块导轨9与导向槽8形成自锁相对固定，也即，滑块导轨9不会与导向槽8产生垂直于导向槽8的延伸方向的相对移动，从而滑块导轨9不需要其他的固定结构就可稳定的设置在导向槽8内。

第三驱动组件6可为包括气缸61，气缸61的输出杆与第二电机51通过电机固定板54连接。

本实施例磨角机的磨头上可设置多个夹具21，一般可采用4个，4个夹具21间隔成环形设置。每个夹具21可包括磨头基板211、第二压板212和压板螺栓213，其中第二压板212通过螺栓连接在磨头基板211上，在使用时待磨样片放置在第二压板212和磨头基板211之间，并将待磨样片需要研磨的边角面向安装盘3，同时保证需研磨的位置裸露在第二压板212和磨头基板211外；拧动压板螺栓213可推动第二压板212面向磨头基板211挤压待磨样片，以将待磨样片夹紧固定。

在一个上磨头2上同时安装多个夹具21时，为了保证多个夹具21上的待磨样片的安装高度一致，以使各个待磨样片与安装盘3上的磨料载板31接触良好，本实施例研磨机还可设置校准平台11。

为了防止研磨材料沿安装盘3进入旋转轴34，本实施例磨角机在安装盘3的底部设置一个挡圈32，挡圈32应当环绕在旋转轴34的周向外侧，以使研磨料顺着挡圈32流淌，防止进入到旋转轴34，影响旋转轴34旋转。

同时，本实用新型安装盘还包括控制系统，控制系统的操作键可设置在底座1的侧壁上。控制系统应当与气缸61、第一电机41、第二电机51的控制器分别连接。控制系统用来控制上磨头2升降，上磨头2旋转，安装盘3旋转和研磨时间。

本实施例磨角机在安装时，上磨头2与安装盘3的中心应当不重合，也即上磨头2可设置在安装盘3的中心的一侧，以避免上磨头2和安装盘3同心时，上磨头2仅能与安装盘3的同一位置接触，而导致该接触位置研磨料过分利用，不利于样片的研磨。

本实用新型实施例磨角机通过气缸61控制上磨头2的升降，并通过燕尾槽型导向槽8保证升降的平稳性；第二电机51使上磨头2旋转，并在第二电机的输出轴53上安装一个弹性组件10，使上磨头2有微小的伸缩量，以保证磨片质量。用第一电机41控制安装盘3的旋转。需要说明的是，上磨头2与安装盘3优选为相向旋转，也即旋转方向相反，以确保研磨料始终能与待磨样片接触。

具体使用是，由控制系统控制各驱动组件动作，上磨头2由气缸61控制升降，由第二电机51控制旋转；安装待磨样片时先将上磨头2升起，将待磨样片固定在夹具21上，用校准平台11校准样片的安装位置，保证4个待磨样片同时与安装盘3上的磨料载板31接触良好，撤下校准平台11后将研磨料均匀涂在磨料载板31上，将上磨头2下降至待磨样片与磨料载板31接触后，启动研磨功能，上磨头2、安装盘3相向旋转，达到将样片磨成45°角到目的。

综上所述，本实施例磨角机代替了原有手工磨角，避免了因手工磨角产生的角度误差，降低了操作者的劳动强度，提升了测量精度，提高了研磨效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种磨角机，其特征在于，所述磨角机包括上磨头、安装盘、弹性组件、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件；

所述安装盘上固定有磨料载板，所述安装盘与所述第一驱动组件连接，所述第一驱动组件能够驱动所述安装盘绕其轴线旋转；

所述上磨头安装在所述安装盘的上方，所述上磨头设置有夹具，所述夹具用于夹持待磨样片；所述上磨头分别与所述第二驱动组件和所述第三驱动组件连接，所述第二驱动组件能够驱动所述上磨头绕其轴线转动；且所述第三驱动组件能够驱动所述上磨头上下升降，以实现所述上磨头靠近或远离所述安装盘；

所述弹性组件连接在所述上磨头上，所述弹性组件使得所述上磨头具有面向所述安装盘移动的趋势。

2.根据权利要求1所述的磨角机，其特征在于，所述磨角机还包括底座，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件、所述第三驱动组件及所述安装盘分别设置在所述底座上；

所述上磨头通过所述第二驱动组件悬挂固定。

3.根据权利要求2所述的磨角机，其特征在于，所述第一驱动组件包括第一电机、传动带、传动齿轮以及传动槽轮；

所述安装盘设置有旋转轴；

所述第一电机通过电机架固定在所述底座的第一端，所述传动带的一端通过传动齿轮与所述第一电机的输出轴连接，所述传动带的另一端通过传动槽轮的与安装盘的旋转轴连接；

所述安装盘设置在所述底座的第二端。

4.根据权利要求3所述的磨角机，其特征在于，所述底座包括安装面，所述安装盘安装在所述安装面的第二端的上方，所述电机架、第一电机、旋转轴、传动齿轮以及传动槽轮分别设置在所述安装面的下方。

5.根据权利要求4所述的磨角机，其特征在于，所述第二驱动组件和所述第三驱动组件通过支撑架固定在所述底座上；

所述支撑架包括设置在底座第一端的主轴、与主轴连接的悬臂以及连接在悬臂一端的第三安装板，所述悬臂对应所述第三安装板的一端向下延伸有第二安装板；

所述第三驱动组件固定在所述第三安装板上，所述第二驱动组件滑动连接在所述第二安装板上；

所述第三驱动组件的动力输出端能够与第二驱动组件连接，并驱动第二驱动组件与所述上磨头同步上下运动。

6.根据权利要求5所述的磨角机，其特征在于，所述第二驱动组件包括第二电机，所述第二电机通过轴承套与第二电机的输出轴连接，所述第二电机的输出轴与所述上磨头通过所述弹性组件上下连接固定；

所述第二电机的轴承套滑动连接在所述第二安装板上。

7.根据权利要求6所述的磨角机，其特征在于，所述第二电机的轴承套上固定连接有滑块导轨，所述第二安装板设置有上下延伸的导向槽；

所述滑块导轨与所述导向槽适配，且所述滑块导轨滑动设置在所述导向槽内。

8.根据权利要求5所述的磨角机，其特征在于，所述第三驱动组件包括气缸，所述气缸的输出杆与所述第二驱动组件连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的磨角机，其特征在于，所述安装盘上设置有挡圈，所述挡圈设置在所述磨料载板的下方。

10.根据权利要求1-8任一项所述的磨角机，其特征在于，所述磨料载板为玻璃板，所述玻璃板通过第一压板固定在所述安装盘上。