CN209737195U - 一种半导体晶棒的夹持机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体晶棒的夹持机构，该夹持机构包括工作台以及设置于工作台上的固定端夹持组件和活动端夹持组件，固定端夹持组件和活动端夹持组件均包括电机、减速机、中心轴和夹头组件，固定端夹持组件或活动端夹持组件的夹头组件设置为弹性夹头组件，弹性夹头组件包括夹紧盘以及多个平头顶针、压板和弹簧；固定端夹持组件和活动端夹持组件的中心轴中心均设置有用于安装莫氏检验棒的莫氏锥孔，两个莫氏锥孔的开孔方向相对设置。该夹持机构可实现对不同长度晶棒的夹持旋转，固定端夹持组件和活动端夹持组件的中心轴的同轴度可实现精确调整，调节精度高，并且夹头组件的设计可适应晶棒的不平整端面，可保证该夹持机构夹持晶棒的可靠性。

Description

一种半导体晶棒的夹持机构

技术领域

本实用新型涉及半导体晶棒加工设备技术领域，特别是涉及一种半导体晶棒的夹持机构。

背景技术

半导体晶棒磨削过程中，需要一种夹持装置将圆形晶棒夹持并旋转，使晶棒接受滚圆磨削。其中，对夹持装置两端夹头轴线的同轴度要求较高，以保证晶棒磨削后的圆柱度。由于晶棒的端面并不是绝对的平面，所以还要求夹头组件能够适应晶棒的不平整端面，以保证牢靠的夹持住晶棒。目前，行业现有夹持装置的夹头轴线同轴度精度低，且未考虑夹头组件对晶棒不平整端面的适应性，不能保证夹持可靠。

针对上述问题，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种半导体晶棒的夹持机构，该夹持机构可实现对不同长度晶棒的夹持旋转，固定端夹持组件和活动端夹持组件的中心轴的同轴度可实现精确调整，调节精度高，并且夹头组件的设计可适应晶棒的不平整端面，可保证该夹持机构夹持晶棒的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种半导体晶棒的夹持机构，包括工作台、固定于工作台一端的固定端夹持组件以及设置于工作台另一端可相对于固定端夹持组件来回滑动的活动端夹持组件，固定端夹持组件和活动端夹持组件的相对端均设置有夹头组件，固定端夹持组件或活动端夹持组件的夹头组件设置为弹性夹头组件，弹性夹头组件包括夹紧盘以及多个平头顶针、压板和弹簧，所述夹紧盘用于夹紧晶棒的端面上设置有多个安装孔，压板固定于安装孔的开口处，压板上沿安装孔的轴线方向开设有通孔，所述平头顶针设置为“凸”形结构，平头顶针的凸起端穿过通孔且可在通孔内自由伸缩，平头顶针非凸起部分的径向尺寸大于通孔的孔径，弹簧的一端与安装孔的端面连接，另一端与平头顶针非凸起端的底端连接。

优选的，安装孔包括上安装孔和下安装孔，上安装孔靠近夹紧盘的端面，上安装孔的孔径大于下安装孔的孔径，所述平头顶针非凸起端的端面中心垂直设置有圆柱形的凸起柱，凸起柱置于下安装孔内，弹簧套设于凸起柱上，弹簧的尺寸与下安装孔的尺寸相匹配。

优选的，所述上安装孔内设置有衬套，所述衬套套设于平头顶针上，平头顶针在衬套内可沿其轴向方向自由移动。

优选的，固定端夹持组件和活动端夹持组件中的一个夹头组件设置为弹性夹头组件，另一个夹头组件设置为浮动夹头组件，浮动夹头组件包括浮动体、固定体、设置于浮动体和固定体之间的钢球和联轴器膜片以及多个设置于浮动体端面用于顶紧晶棒的顶紧螺钉。

优选的，所述固定端夹持组件和活动端夹持组件均包括中心轴，中心轴的一端与电机连接，另一端与夹头组件连接，所述固定端夹持组件和活动端夹持组件的中心轴中心均设置有用于安装莫氏检验棒的莫氏锥孔，两个莫氏锥孔的开孔方向相对设置。

优选的，莫氏锥孔设置为莫氏二号锥孔。

优选的，电机与中心轴之间设置有减速机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供了一种半导体晶棒的夹持机构，该夹持机构中的夹头组件设置为浮动夹头组件或者弹簧夹头组件，浮动夹头组件或者弹簧夹头组件的设计可适应晶棒的不平整端面，可保证该夹持机构夹持晶棒的可靠性；固定端夹持组件和活动端夹持组件的中心轴中心均开设有用于安装莫氏检验棒的莫氏锥孔，这样可以调整固定端夹持组件和活动端夹持组件的中心轴的同轴度，使得半导体晶棒磨削更加精确。

附图说明

为了更清楚地说明本新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型半导体晶棒的夹持机构的结构示意图。

图2为本实用新型固定端夹持组件的局部剖视图。

图3为本实用新型活动端夹持组件的局部剖视图。

图中：1—电机，2—固定端夹持组件，3—夹头组件，5—活动端夹持组件，6—头架体壳，7—尾架体壳，9—轴承，10—中心轴，11—固定体，12—浮动体，13—钢球，14—顶紧螺钉，15—联轴器膜片，16—减速机，17—平头顶针，18—夹紧盘，19—压板，20—衬套，21—弹簧，101—工作台，102—莫氏二号锥孔，103—凸起块，104—夹紧电机，105—滑台。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种半导体晶棒的夹持机构，该夹持机构可实现对不同长度晶棒的夹持旋转，固定端夹持组件和活动端夹持组件的中心轴的同轴度可实现精确调整，调节精度高，并且夹头组件的设计可适应晶棒的不平整端面，可保证该夹持机构夹持晶棒的可靠性。

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1、2和3所示，本具体实施例中提供的半导体晶棒的夹持机构包括工作台101、固定端夹持组件2和活动端夹持组件5，工作台101沿其长度方向的一端设置有向上凸起的凸起块103，固定端夹持组件2安装于凸起块103上，工作台101上还设置有丝杠、导轨和滑台105，丝杠和导轨平行于工作台101的长度方向设置，丝杠的一端连接有夹紧电机104，滑台105安装于导轨和丝杠上，活动端夹持组件5安装于滑台105上，固定端夹持组件2和活动端夹持组件5相对设置，活动端夹持组件5随滑台105在夹紧电机104的驱动下相对于固定端夹持组件2来回滑动，达到夹紧不同长度晶棒的目的。

固定端夹持组件2和活动端夹持组件5均包括电机1、减速机16、中心轴10和夹头组件3，减速机16的一端与中心轴10连接，另一端和电机1的输出端连接，中心轴10的另一端与夹头组件3连接，中心轴10上套设有轴承9，固定端夹持组件2还包括头架体壳6，固定端夹持组件2的中心轴10与轴承9置于头架体壳6内，活动端夹持组件5还包括尾架体壳7，活动端夹持组件5的中心轴10与轴承9置于尾架体壳7内。

固定端夹持组件2的夹头组件3设置为浮动夹头组件，浮动夹头组件包括浮动体12、固定体11、钢球13、联轴器膜片15和多个顶紧螺钉14，钢球13置于浮动体12和固定体11之间，浮动体12和固定体11通过联轴器膜片15连接，固定体11和浮动体12相对面的中心处各开有球形孔，且球形孔半径和钢球13球半径相同，钢球13置于两个球孔中间位置，顶紧螺钉14安装于浮动体12的端面位置。当固定端夹持组件2夹紧晶棒时，浮动体12在联轴器膜片15作用下可有弹性的绕钢球13进行万向调节，从而保证每个顶紧螺钉14都顶住晶棒，以适应晶棒的不平整端面。

活动端夹持组件5的夹头组件3设置为弹性夹头组件，弹性夹头组件包括夹紧盘18以及多个平头顶针17、压板19和弹簧21，夹紧盘18用于夹紧晶棒的端面上设置有多个安装孔，安装孔包括上安装孔和下安装孔，上安装孔靠近夹紧盘18的端面，上安装孔的孔径大于下安装孔的孔径。压板19固定于安装孔的开口处，压板19上沿安装孔的轴线方向开设有通孔，平头顶针17设置为“凸”形结构，平头顶针17的凸起端穿过通孔且可在通孔内自由伸缩，平头顶针17非凸起端的端面中心垂直设置有圆柱形的凸起柱，凸起柱置于下安装孔内，弹簧21套设于凸起柱上，弹簧21的尺寸与下安装孔的尺寸相匹配，这样使得下安装孔对弹簧起到了一个限位作用，使得弹簧21在下安装孔内不会径向移动。平头顶针17非凸起部分的径向尺寸即平头顶针17中间较粗部位的直径大于通孔的孔径，以使压板19具有一个限位作用，使得平头顶针17非凸起端只能在上安装孔内沿其轴向方向移动，不会移出上安装孔。

上安装孔内设置有衬套20，衬套20套设于平头顶针17的中间较粗的部位上，衬套20的外尺寸与上安装孔的尺寸相匹配，衬套20的设置对平头顶针17起到了限位作用，使平头顶针17只能在衬套20内可沿其轴向方向移动而不会沿径向方向晃动，保证夹持棒料的可靠性。当夹紧晶棒时，平头顶针17在弹簧21作用下，可保证每个平头顶针17都顶紧晶棒端面。

固定端夹持组件2和活动端夹持组件5的中心轴10中心均设置有用于安装莫氏二号检验棒的莫氏二号锥孔102，两个莫氏二号锥孔102的开孔方向相对设置。当需要调整两中心轴10同轴度时，将莫氏二号检验棒置于莫氏二号锥孔102中，通过调整头架体壳6和尾架体壳7的位置或者通过对头架体壳6和尾架体壳7的安装面进行刮研处理来进行两中心轴10同轴度的调整。

该夹持机构配合自动上下料机器人使用，通过自动上下料机器人夹爪上的探针检测旋转晶棒的中心轴线位置并对晶棒位置做出调整，使晶棒的轴线与固定端夹持组件2和活动端夹持组件5的中心轴10的轴线重合，以实现对晶棒自动对中。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种半导体晶棒的夹持机构，包括工作台、固定于工作台一端的固定端夹持组件以及设置于工作台另一端可相对于固定端夹持组件来回滑动的活动端夹持组件，固定端夹持组件和活动端夹持组件的相对端均设置有夹头组件，其特征在于，固定端夹持组件或活动端夹持组件的夹头组件设置为弹性夹头组件，弹性夹头组件包括夹紧盘以及多个平头顶针、压板和弹簧，所述夹紧盘用于夹紧晶棒的端面上设置有多个安装孔，压板固定于安装孔的开口处，压板上沿安装孔的轴线方向开设有通孔，所述平头顶针设置为“凸”形结构，平头顶针的凸起端穿过通孔且可在通孔内自由伸缩，平头顶针非凸起部分的径向尺寸大于通孔的孔径，弹簧的一端与安装孔的底端连接，另一端与平头顶针非凸起端的端面连接。

2.根据权利要求1所述的半导体晶棒的夹持机构，其特征在于，安装孔包括上安装孔和下安装孔，上安装孔靠近夹紧盘的端面，上安装孔的孔径大于下安装孔的孔径，所述平头顶针非凸起端的端面中心垂直设置有圆柱形的凸起柱，凸起柱置于下安装孔内，弹簧套设于凸起柱上，弹簧的尺寸与下安装孔的尺寸相匹配。

3.根据权利要求2所述的半导体晶棒的夹持机构，其特征在于，所述上安装孔内设置有衬套，所述衬套套设于平头顶针上，平头顶针在衬套内可沿其轴向方向自由移动，衬套的外尺寸与上安装孔的尺寸相匹配。

4.根据权利要求1、2或3所述的半导体晶棒的夹持机构，其特征在于，固定端夹持组件和活动端夹持组件中的一个夹头组件设置为弹性夹头组件，另一个夹头组件设置为浮动夹头组件，浮动夹头组件包括浮动体、固定体、设置于浮动体和固定体之间的钢球和联轴器膜片以及多个设置于浮动体端面用于顶紧晶棒的顶紧螺钉。

5.根据权利要求4所述的半导体晶棒的夹持机构，其特征在于，所述固定端夹持组件和活动端夹持组件均包括中心轴，中心轴的一端与电机连接，另一端与夹头组件连接，所述固定端夹持组件和活动端夹持组件的中心轴中心均设置有用于安装莫氏检验棒的莫氏锥孔，两个莫氏锥孔的开孔方向相对设置。

6.根据权利要求5所述的半导体晶棒的夹持机构，其特征在于，莫氏锥孔设置为莫氏二号锥孔。

7.根据权利要求5所述的半导体晶棒的夹持机构，其特征在于，电机与中心轴之间设置有减速机。