CN210757078U - 一种平面磁流变抛光机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种平面磁流变抛光机，其包括床身，床身的上端面固定有回收池，回收池内连接有升降台，升降台的顶部连接有十字滑台，十字滑台上连接有用于固定工件的夹具；床身上固定有架设在回收池上方的龙门架，龙门架上固定有沿竖直方向设置的驱动电机，主轴的底部固定有永磁体抛光头；所述床身的一侧上固定有储液桶和第一泵，储液桶用于装纳磁流变抛光液，所述第一泵的进水端通过第一循环管与回收池连接，第一泵的出水端通过第二循环管与储液桶连接，床身的另一侧固定有第二泵，第二泵的进水端通过第一传输管与储液桶连接，第二泵的出水端连接有第二传输管，第二传输管的出水口固定有喷嘴。本实用新型具有加工高效等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁流变抛光技术领域，尤其涉及一种平面磁流变抛光机。
背景技术
英特尔创始人之一戈登·摩尔曾提出一项预测，即当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，这便是摩尔定律。时至今日，随着科学技术的飞速发展，晶圆的制造工艺不断提高，使得其上所集成的晶体管数量大幅度增长，从而提高了集成电路的性能。在晶圆的集成电路制造，为了降低器件热阻、提高工作散热及冷却能力、便于封装，在硅晶圆正面制作完集成电路后，需要进行背面减薄。晶圆的背面研磨工艺，是在晶圆的正面贴一层膜保护已经制作好的集成电路，然后通过研磨机来进行减薄。
晶圆背面研磨减薄后，表面会形成一层损伤层，且翘曲度高，容易破片。为了解决这些问题，需要对晶圆背面进行湿法硅腐蚀，去除损伤层，释放晶圆应力，减小翘曲度及使表面粗糙化。使用槽式的湿法机台腐蚀时，晶圆正面及背面均与腐蚀液接触，正面贴的膜必须耐腐蚀，从而保护正面的集成电路。使用单片作业的湿法机台，晶圆的正面通常已被机台保护起来，不会与腐蚀液或者腐蚀性的气体有接触，可以撕膜后再进行腐蚀。
减薄晶圆背面，采用的是传统研磨方法，但研磨减薄后，表面会形成一层损伤层，且翘曲度高，容易破片，还需要对晶圆背面进行湿法硅腐蚀，去除损伤层，释放晶圆应力，减小翘曲度及使表面粗糙化。由此可以看出，现有减薄晶圆背面包括两个部分，如果能够使用一种抛光方法减薄晶圆背面而不会产生损伤层，那么就能缩短制造流程、节省时间、提高成品率。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够提高加工效率又不会损伤工件表面的平面磁流变抛光机。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种平面磁流变抛光机，包括床身，所述床身的上端面固定有回收池，所述回收池内连接有升降台，所述升降台的顶部连接有十字滑台，所述升降台带动十字滑台在竖直方向上运动；所述十字滑台上连接有用于固定工件的夹具，所述十字滑台带动工件在水平面内沿X向和Y向进给；所述床身上固定有架设在回收池上方的龙门架，龙门架上固定有沿竖直方向设置的驱动电机，驱动电机输出轴通过联轴器与一主轴相连，主轴的底部固定有永磁体抛光头；所述床身的一侧上固定有储液桶和第一泵，储液桶用于装纳磁流变抛光液，所述第一泵的进水端通过第一循环管与回收池连接，第一泵的出水端通过第二循环管与储液桶连接，所述床身的另一侧固定有第二泵，第二泵的进水端通过第一传输管与储液桶连接，第二泵的出水端连接有第二传输管，第二传输管的出水口固定有喷嘴，该喷嘴朝永磁体抛光头喷射磁流变抛光液。
所述回收池的底部连接有集液器，回收池的底面具有向集液器斜向下倾斜的斜度，所述过第一循环管与集液器连接。
所述床身的一侧上具有凸台，所述储液桶和第一泵分别固定于凸台的顶部。
所述夹具为真空吸盘，通过真空吸盘的抽吸定位工件，该真空吸盘具有一容纳工件的腔体，腔体顶部为开口，腔体底部具有抽真空孔，抽真空孔连接至真空抽吸泵。
所述驱动电机为交流伺服电机。
所述第一泵和第二泵分别为卧式单级离心泵。
所述龙门架上固定有管道支架，管道支架用于固定第二传输管。
本实用新型采用以上技术方案，具有以下有益效果：
1、本实用新型可加工硬脆性工件，比如晶圆，与传统研磨相比，磁流变抛光加工出的表面粗糙度极高，不会损伤工件表面，且不会改变工件的表面形精度。其中抛光轮内的磁场源由永磁体提供，可产生较大的磁场强度，磁场强度与抛光液的剪切应力有关，较大的磁场强度使得抛光液的剪切应力随之变大，从而有效增加了工件表面材料的去除效率。
2、本实用新型采用磁流变抛光液循环回路，可重复回收使用用抛光液，而且抛光液在加工过程中能够不断更新，防止加工过程中去除的工件表面材料二次划伤工件表面。
3、本实用新型是基于磁流变抛光技术，磁流变液中加入抛光磨粒制成的磁流变抛光液具有确定的去除函数，材料去除均匀，且不会损伤工件表面。
4、本实用新型采用真空抽吸的方式固定工件，不仅装夹效率高，而且不会对工件造成损伤。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；
图1为本实用新型的立体图；
图2为本实用新型的俯视图。
具体实施方式
如图1或2所示，本实用新型一种平面磁流变抛光机，包括床身1，所述床身1的上端面固定有回收池2，回收池2内连接有升降台3，升降台3的顶部连接有十字滑台4，升降台3带动十字滑台4在竖直方向上运动；十字滑台4上连接有用于固定工件的夹具5，十字滑台4带动工件在水平面内沿X向和Y向进给；所述床身1上固定有架设在回收池2上方的龙门架6，龙门架6上固定有沿竖直方向设置的驱动电机7，驱动电机7输出轴通过联轴器与一主轴相连，主轴的底部固定有永磁体抛光头8；所述床身1的一侧上固定有储液桶9和第一泵10，储液桶9用于装纳磁流变抛光液，所述第一泵10的进水端通过第一循环管11与回收池2连接，第一泵10的出水端通过第二循环管12与储液桶9连接，所述床身1的另一侧固定有第二泵13，第二泵13的进水端通过第一传输管14与储液桶9连接，第二泵13的出水端连接有第二传输管15，第二传输管15的出水口固定有喷嘴16，该喷嘴16朝永磁体抛光头8喷射磁流变抛光液。
本实用新型基于磁流变抛光技术，磁流变液中加入抛光磨粒制成的磁流变抛光液具有确定的去除函数，材料去除均匀，且不会损伤工件表面。
本实用新型中的升降台3和十字滑台4均为现有机床中成熟的技术，比如升降台3可以采用沿竖直方向设置的油缸驱动升降滑台做升降运动，达到控制工件升降的目的；十字滑台4则可以采用两个在水平方向相互垂直的丝杆伺服机构来分别驱动X轴滑台和Y轴滑台运动，以实现工件X、Y方向的移动。
所述回收池2的底部连接有集液器21，回收池2的底面具有向集液器21斜向下倾斜的斜度，所述过第一循环管11与集液器21连接。在抛光过程中，磁流变抛光液落入回收池2，由于回收池2底部存在一定斜度，抛光液受到重力的作用，缓慢流向回收池2内的集液器21，当第一泵10工作时，堆积在集液器21周围的抛光液受到吸力，通过第一泵10送至储液桶9，完成抛光液的收集。
所述床身1的一侧上具有凸台，储液桶9和第一泵10分别固定于凸台的顶部。利用凸台抬高储液桶9的高度，可以增加磁流变抛光液自身的重力势能，从而可以提高磁流变抛光液喷射的动能。
所述夹具5为真空吸盘，通过真空吸盘的抽吸定位工件。真空吸盘能够有效定位脆性工件，而又不会损坏工件。真空吸盘具有一容纳工件的腔体，腔体顶部为开口，腔体底部具有抽真空孔，抽真空孔连接至真空抽吸泵。
本实用新型中，驱动电机7为交流伺服电机，第一泵10和第二泵13分别为卧式单级离心泵。
所述龙门架6上固定有管道支架17，管道支架17用于固定第二传输管15，这样可以保证第二传输管15的稳定性，不会因为第二传输管15的晃动而影响磁流变抛光液的喷射效果。另外，作为优化，管道支架17可以设计成可以调节第二传输管15角度的结构，比如将第二输送管15的一端固定在一滑块上，第二输送管15的另一端则采用软管与第二泵13的出水端连接，上述滑块滑动配合在一弧形导轨上，调整好滑块的位置后用螺钉锁死滑块，即可实现第二传输管15的角度调节。
本实用新型的工作原理：首先将适量的磁流变抛光液加入储液桶9中，随后把工件（晶圆）放置于真空吸盘上，启动真空抽吸泵将工件定位住，接着通过伺服电机调整十字滑台4和升降台3的位置，从而将工件的X，Y，Z轴位置调整至所需位置，保证工件能够顺利加工。而后，开启第一泵10和第二泵13，储液桶9中的磁流变抛光液在第二泵13的作用下，沿着第二传输管15，从喷嘴16喷向永磁体抛光头8，由于永磁体抛光头8具有磁性，使得磁流变抛光液能够吸附在永磁体抛光头上，形成磁性刷。同时，开启驱动电机7，驱动电机7带动永磁体抛光头8旋转，永磁体抛光头8对工件表面开始抛光。在抛光过程中，由于磁性刷在加工工件的过程中受到摩擦力的缘故，磁流变抛光液脱落至回收池2中，磁流变抛光液滴落至回收池2后，在重力的作用下自动流向集液器21，再通过第一泵10的抽吸作用返回至储液桶9，完成了抛光液的回收循环再利用。另外，加工过程中，去除落的工件碎屑被磁流变抛光液带走，为了过滤磁流变抛光液中的杂质，特此在储液桶内部增加过滤网91。
上面结合附图对本实用新型的实施加以描述，但是本实用新型不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式是示意性而不是加以局限本实用新型，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，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种平面磁流变抛光机，包括床身，其特征在于：所述床身的上端面固定有回收池，所述回收池内连接有升降台，所述升降台的顶部连接有十字滑台，所述升降台带动十字滑台在竖直方向上运动；所述十字滑台上连接有用于固定工件的夹具，所述十字滑台带动工件在水平面内沿X向和Y向进给；所述床身上固定有架设在回收池上方的龙门架，龙门架上固定有沿竖直方向设置的驱动电机，驱动电机输出轴通过联轴器与一主轴相连，主轴的底部固定有永磁体抛光头；所述床身的一侧上固定有储液桶和第一泵，储液桶用于装纳磁流变抛光液，所述第一泵的进水端通过第一循环管与回收池连接，第一泵的出水端通过第二循环管与储液桶连接，所述床身的另一侧固定有第二泵，第二泵的进水端通过第一传输管与储液桶连接，第二泵的出水端连接有第二传输管，第二传输管的出水口固定有喷嘴，该喷嘴朝永磁体抛光头喷射磁流变抛光液。
2.根据权利要求1所述的一种平面磁流变抛光机，其特征在于：所述回收池的底部连接有集液器，回收池的底面具有向集液器斜向下倾斜的斜度，所述过第一循环管与集液器连接。
3.根据权利要求1所述的一种平面磁流变抛光机，其特征在于：所述床身的一侧上具有凸台，所述储液桶和第一泵分别固定于凸台的顶部。
4.根据权利要求1所述的一种平面磁流变抛光机，其特征在于：所述夹具为真空吸盘，通过真空吸盘的抽吸定位工件，该真空吸盘具有一容纳工件的腔体，腔体顶部为开口，腔体底部具有抽真空孔，抽真空孔连接至真空抽吸泵。
5.根据权利要求1所述的一种平面磁流变抛光机，其特征在于：所述驱动电机为交流伺服电机。
6.根据权利要求1所述的一种平面磁流变抛光机，其特征在于：所述第一泵和第二泵分别为卧式单级离心泵。
7.根据权利要求1所述的一种平面磁流变抛光机，其特征在于：所述龙门架上固定有管道支架，管道支架用于固定第二传输管。
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