CN211589698U - 研磨装置及研磨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种研磨装置及研磨系统。研磨装置包含本体以及砂轮组，砂轮组设置于本体上并用以研磨待磨元件，砂轮组包含砂轮座、至少一砂轮及旋转轴件。砂轮的一端面连接于砂轮座的一端，砂轮的另一端面用以研磨待磨元件，旋转轴件连接于本体并穿设于砂轮座，并用以带动砂轮座及砂轮旋转，且旋转轴件的一端朝向待磨元件。由此，可避免研磨装置的砂轮消耗不均匀，以延长砂轮的寿命，且可降低待磨元件破碎的机率，以提升研磨品质。

Description

研磨装置及研磨系统

技术领域

本实用新型涉及一种研磨装置及研磨系统，尤其涉及一种可降低待磨元件破碎的机率的研磨装置及研磨系统。

背景技术

在半导体产业中，常见的工艺设备为了对产品(如晶片或玻璃基板)进行加工，多为利用砂轮对产品进行研磨加工。举例来说，现有的研磨设备中，为了研磨产品的侧表面会将砂轮的枢转轴设置成与产品的上表面垂直，然而此种设置方法将导致砂轮长时间使用同一位置对产品进行研磨而产生不规则沟痕导致研磨品质降低且会降低砂轮寿命；又或者将砂轮的枢转轴设置成与产品的行进方向平行，然而这将导致切削方向与产品垂直，研磨外力将完全作用于产品上，造成产品边缘破碎的机率增加，从而降低研磨品质。

有鉴于此，一种可降低待磨元件于研磨加工时破碎的机率及可提升砂轮的使用寿命的研磨装置及研磨系统为业界目前亟需研究开发的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研磨装置及研磨系统，通过将旋转轴件的一端朝向待磨元件，以降低待磨元件破碎的机率，进而提升研磨品质。

依据本实用新型的一实施方式提供一种研磨装置，其包含本体以及砂轮组。砂轮组设置于本体上，并用以研磨待磨元件。砂轮组包含砂轮座、至少一砂轮及旋转轴件。至少一砂轮的一端面连接于砂轮座的一端，其另一端面用以研磨待磨元件。旋转轴件连接于本体并穿设于砂轮座，并用以带动砂轮座及至少一砂轮旋转，其中旋转轴件的一端朝向待磨元件。

由此，研磨装置于研磨待磨元件时，可避免砂轮持续使用同一位置对待磨元件进行研磨加工，进而避免砂轮产生不规则沟痕，以提升研磨品质及砂轮的使用寿命。

根据前段所述实施方式的研磨装置，其中至少一砂轮定义有研磨区及内缘上端区。研磨区是与待磨元件接触，并与旋转轴件于预设方向上具有第一距离。内缘上端区与旋转轴件于预设方向上具有第二距离。第一距离小于第二距离。

根据前段所述实施方式的研磨装置，还包含罩体。罩体设置于本体，以形成研磨空间，砂轮组设置于研磨空间。

根据前段所述实施方式的研磨装置，其中罩体包含研磨槽及至少一温度调整单元。研磨槽与研磨空间连通，并与至少一砂轮的研磨区对应设置。至少一温度调整单元设置于研磨槽的至少一侧。

根据前段所述实施方式的研磨装置，还包含角度调整单元。角度调整单元可枢转地设置于本体上，以调整本体的角度。

根据前段所述实施方式的研磨装置，其中当至少一砂轮的数量为两个时，砂轮包含第一砂轮及第二砂轮。第一砂轮设置于砂轮座，并与旋转轴件具有第一枢转半径，第一砂轮具有一第一粒度。第二砂轮设置于砂轮座，并与旋转轴件具有第二枢转半径，其中第一枢转半径大于第二枢转半径，第二砂轮具有第二粒度，且第二粒度小于第一粒度。

依据本实用新型的另一实施方式提供一种研磨系统，包含龙门以及至少两个研磨装置。龙门包含主体及至少一调整单元。至少一调整单元可位移地设置于主体上。至少两个研磨装置设置于龙门，且至少两个研磨装置相对设置，其中各研磨装置包含本体及砂轮组。砂轮组设置于本体，并用以研磨待磨元件。砂轮组包含砂轮座、至少一砂轮及旋转轴件。至少一砂轮的一端面连接于砂轮座的一端，其另一端面用以研磨待磨元件。旋转轴件连接于本体并穿设于砂轮座，并用以带动砂轮座及至少一砂轮旋转，其中旋转轴件的一端朝向待磨元件。

由此，研磨系统可依据待磨元件的尺寸调整至少两个研磨装置的间距以对待磨元件的相对两侧进行研磨，且于研磨待磨元件时，可降低研磨外力，使待磨元件破碎的机率降低，进而提升研磨品质。

根据前段所述实施方式的研磨系统，其中龙门还包含至少一马达及至少一调整轴。至少一马达设置于主体上。至少一调整轴设置于主体上，并与至少一马达及至少一调整单元连接，至少一调整轴受至少一马达带动以调整至少一调整单元于龙门上的位置。

根据前段所述实施方式的研磨系统，其中至少一砂轮定义有研磨区及内缘上端区。研磨区与旋转轴件于预设方向上具有第一距离。内缘上端区与旋转轴件于预设方向上具有第二距离，其中第一距离小于第二距离。

根据前段所述实施方式的研磨系统，其中各研磨装置还包含罩体。罩体设置于本体上，以形成研磨空间，砂轮组设置于研磨空间。罩体包含研磨槽及至少一温度调整单元。研磨槽与研磨空间连通，并与至少一砂轮的研磨区对应设置。至少一温度调整单元设置于研磨槽的至少一侧，并与至少一砂轮的研磨区对应设置。

根据前段所述实施方式的研磨系统，其中各研磨装置还包含角度调整单元。角度调整单元可枢转地设置于本体上，以调整本体的角度。

根据前段所述实施方式的研磨系统，其中当至少一砂轮的数量为两个时，砂轮包含第一砂轮及第二砂轮。第一砂轮设置于砂轮座，并与旋转轴件具有第一枢转半径，第一砂轮具有第一粒度。第二砂轮设置于砂轮座，并与旋转轴件具有第二枢转半径，其中第一枢转半径大于第二枢转半径，第二砂轮具有第二粒度，且第二粒度小于第一粒度。

本发明的有益效果在于，研磨装置于研磨待磨元件时，可避免砂轮持续使用同一位置对待磨元件进行研磨加工，进而避免砂轮产生不规则沟痕，以提升研磨品质及砂轮的使用寿命。

附图说明

图1示出依照本实用新型一实施方式的研磨装置的示意图；

图2示出依照图1实施方式的一实施例的研磨装置的主视图；

图3示出依照图1实施方式的另一实施例的研磨装置的主视图；

图4示出依照图3实施例中研磨装置与待磨元件的侧视图；

图5示出依照图1实施方式的研磨装置及其罩体的示意图；

图6示出依照图1实施方式的研磨装置及其罩体的主视图；以及

图7示出依照本实用新型另一实施方式的研磨系统的示意图。

附图标记如下：

100…研磨装置

100a…第一研磨装置

100b…第二研磨装置

100c…第三研磨装置

100d…第四研磨装置

110…本体

120…砂轮组

121…砂轮座

122…砂轮

122a…第一砂轮

122b…第二砂轮

122c…研磨区

122d…内缘上端区

123…旋转轴件

130…罩体

131…研磨空间

132…研磨槽

133…温度调整单元

140…角度调整单元

200…研磨系统

210…龙门

211…主体

220…调整单元

230…马达

240…调整轴

300…待磨元件

d1…第一距离

d2…第二距离

d3…第二枢转半径

d4…第一枢转半径

X…旋转轴

Y…方向

Z…预设方向

F…研磨外力

θ…角度

Fcosθ…外力

Fsinθ…水平分力

具体实施方式

以下将参照附图说明本实用新型的多个实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。

图1示出依照本实用新型一实施方式的研磨装置100的示意图，图2示出依照图1实施方式的一实施例的研磨装置100的主视图，图3示出依照图1实施方式的另一实施例的研磨装置100的主视图。由图1、图2及图3可知，研磨装置100包含本体110以及砂轮组120。砂轮组120设置于本体110上。

详细来说，砂轮组120用以研磨待磨元件300。砂轮组120包含砂轮座121、至少一砂轮122及旋转轴件123，其中图1实施方式中，砂轮122的数量为一，但本实用新型不以此为限。砂轮122的一端面连接于砂轮座121的一端，其另一端面用以研磨待磨元件300。旋转轴件123连接于本体110并穿设于砂轮座121，并用以带动砂轮座121及砂轮122旋转，且旋转轴件123的一端朝向待磨元件300的侧表面，且旋转轴件123是沿旋转轴X进行旋转，其中旋转轴X的轴向是朝向待磨元件300。简单来说，由于旋转轴件123穿设于砂轮座121，且砂轮122设置于砂轮座121并环设于旋转轴件123。因此，当旋转轴件123沿旋转轴X旋转时，可带动砂轮座121及砂轮122沿旋转轴X旋转，以利用砂轮122的端面对待磨元件300的侧表面进行研磨加工。由此，研磨装置100于研磨待磨元件300时，可避免砂轮122持续使用同一位置对待磨元件300进行研磨加工，进而避免砂轮122产生不规则沟痕，以提升砂轮122的使用寿命及研磨品质。

为了避免砂轮122于研磨加工时，待磨元件300与砂轮122间接触的位置不正确，造成砂轮122的部分位置过度与待磨元件300接触，而导致砂轮122产生不规则沟痕，甚至影响砂轮122研磨面的均匀性，进而影响研磨品质。砂轮122可定义有研磨区122c及内缘上端区122d。研磨区122c与待磨元件300接触，且研磨区122c与旋转轴件123于预设方向Z上具有第一距离d1。内缘上端区122d与旋转轴件123于预设方向Z上具有第二距离d2，且内缘上端区122d为砂轮122的内缘与旋转轴件123于预设方向Z上具有最大距离的部位，其中第一距离d1小于第二距离d2。也就是说，于预设方向Z上，研磨区122c与旋转轴件123的距离会小于内缘上端区122d与旋转轴件123的距离。因为当第一距离d1大于第二距离d2时，砂轮122会有消耗不均匀的问题，而导致砂轮122产生不规则沟纹，进而影响研磨品质。因此，第一距离d1小于第二距离d2的配置，可避免砂轮122消耗不均匀，即避免砂轮122产生不规则沟纹。此外，当第一距离d1小于第二距离d2时，更可避免研磨装置100的研磨外力完全作用于待磨元件300上，可降低待磨元件300破碎的机率。在图2中，当研磨装置100的研磨外力为F，角度为θ时，垂直施加于待磨元件300的外力为Fcosθ(Fsinθ为水平分力，在此不进行讨论)，尤其当待磨元件300在预设方向Z的厚度比较薄时，待磨元件300所能承受的垂直外力也相对变小。由此，研磨装置100可降低待磨元件300破碎的机率，且可提升砂轮122的使用寿命，并提升研磨品质。

请配合参照图3以及图4，其中图3示出依照图1实施方式的另一实施例的研磨装置100的主视图，图4示出依照图3实施例中研磨装置100与待磨元件300的侧视图。为了提升研磨加工的效率，砂轮122的数量可为多个；具体而言，在图3实施例中，砂轮122的数量为两个，但本实用新型不以此为限。当砂轮122的数量为两个时，砂轮122包含第一砂轮122a及第二砂轮122b。第一砂轮122a可设置于砂轮座121，并与旋转轴件123具有第一枢转半径d4，且第一砂轮122a具有第一粒度。第二砂轮122b设置于砂轮座121，并与旋转轴件123具有第二枢转半径d3，其中第一枢转半径d4大于第二枢转半径d3。第二砂轮122b具有第二粒度，且第二粒度小于第一粒度。换句话说，由于第一砂轮122a的第一粒度大于第二砂轮122b的第二粒度，第一砂轮122a可对待磨元件300进行细研磨加工，第二砂轮122b可对待磨元件300进行粗研磨加工，其中，第一砂轮122a的粒度可为800，第二砂轮122b的粒度可为600，但本实用新型不以此为限。此外，由于第一砂轮122a的第一枢转半径d4大于第二砂轮122b的第二枢转半径d3，因此，第一砂轮122a环设于第二砂轮122b的外侧。当旋转轴件123沿旋转轴X旋转而待磨元件300沿方向Y移动时，旋转轴件123可带动第一砂轮122a及第二砂轮122b沿旋转轴X旋转以对待磨元件300进行粗研磨加工及细研磨加工，进而提升研磨加工的效率。

为了让待磨元件300可先通过第二砂轮122b进行粗研磨加工再通过第一砂轮122a进行细研磨加工，由图1可知，研磨装置100可还包含角度调整单元140。角度调整单元140可枢转地设置于本体110，以调整本体110的角度。角度调整单元140可为插销，但本实用新型不以此为限。此外，角度调整单元140可由人工校调或是通过控制统进行自动调整，使研磨装置100可与待磨元件300的移动方向具有研磨角度，以使待磨元件300可于研磨区122c与砂轮122接触，以进行粗研磨加工及细研磨加工。

图5示出依照图1实施方式的研磨装置100及其罩体130的示意图，图6示出依照图1实施方式的研磨装置100及其罩体130的主视图。由图5及图6可知，研磨装置100可还包含罩体130。罩体130设置于本体110，以形成研磨空间131，砂轮组120设置于研磨空间131。罩体130可包含研磨槽132及至少一温度调整单元133。研磨槽132与研磨空间131连通，并与砂轮122的研磨区122c对应设置。也就是说，待磨元件300的侧表面于进行研磨加工时，可通过研磨槽132延伸入研磨空间131，并于研磨槽132中进行位移，使砂轮122的研磨区122c与待磨元件300接触，以对待磨元件300进行研磨加工。为了降低待磨元件300于研磨加工时的温度，罩体130可包含温度调整单元133。温度调整单元133设置于研磨槽132的至少一侧；详细来说，温度调整单元133设置于靠近研磨区122c的一侧，以于研磨加工时调整研磨区122c及待磨元件300的温度。在图5及图6的实施方式中，温度调整单元133的数量为两个，且分别设置于罩体130靠近研磨区122c的一侧的上下两侧，但本实用新型不以此为限。此外，温度调整单元133可为喷水装置，但本实用新型不以此为限。另外，罩体130更可避免研磨装置100于进行研磨加工时所产生的废液及研磨碎屑喷出而污染工艺环境及待磨元件。

图7示出依照本实用新型另一实施方式的研磨系统200的示意图。由图1及图7可知，研磨系统200包含龙门210以及至少两个研磨装置100。至少两个研磨装置100，设置于龙门210，且至少两个研磨装置100相对设置，以对待磨元件300的相对两侧进行研磨加工。

龙门210包含主体211及至少一调整单元220。调整单元220可位移地设置于主体211上。各研磨装置100包含本体110及砂轮组120。砂轮组120包含砂轮座121、砂轮122及旋转轴件123。砂轮122的一端面连接于砂轮座121的一端，砂轮122的另一端面用以研磨待磨元件300。旋转轴件123连接于本体110并穿设砂轮座121，用以带动砂轮座121及砂轮122旋转。旋转轴件123的一端朝向待磨元件300。在图7中，调整单元220的数量为两个，至少两个研磨装置100的数量为四，但本实用新型不以此为限。图7中的各研磨装置100的作动方式及结构与图1至图6的研磨装置100相同，在此不另赘述。详细来说，各研磨装置100的本体110可与龙门210的调整单元220连接，以使研磨系统200可根据待磨元件300的尺寸控制二个调整单元220的相对间距，而调整分别设置于二调整单元220上的研磨装置100的相对间距，进而可同时针对待磨元件300的相对两侧表面进行研磨加工。由此，研磨系统200可依据待磨元件300的尺寸调整至少两个研磨装置100的间距以对待磨元件300的相对两侧进行研磨加工，且可避免过大的研磨外力施加于待磨元件300，以降低待磨元件300破碎的机率，即如图2所示，进而提升研磨品质。

在图7实施方式中，研磨系统200的研磨装置100的数量为四，且分别为第一研磨装置100a、第二研磨装置100b、第三研磨装置100c及第四研磨装置100d。第一研磨装置100a及第二研磨装置100b设置于右侧的调整单元220上，第三研磨装置100c及第四研磨装置100d设置于左侧的调整单元220上。第一研磨装置100a的砂轮122的粒度与第三研磨装置100c的砂轮122的粒度相同。第二研磨装置100b的砂轮122的粒度与第四研磨装置100d的砂轮122的粒度相同。当待磨元件300的移动方向为由第一研磨装置100a朝向第二研磨装置100b移动时，第一研磨装置100a及第三研磨装置100c的粒度可为600，第二研磨装置100b及第四研磨装置100d的粒度可为800，但不以此为限。此外，研磨系统200可根据待磨元件300的尺寸调整二调整单元220于龙门210上的位置，进而调整设置于右侧的调整单元220的第一研磨装置100a与第二研磨装置100b相对于设置于左侧的调整单元220的第三研磨装置100c与第四研磨装置100d间的间距。由此，研磨系统200可同时对待磨元件300的相对两侧表面进行粗研磨加工及细研磨加工。

龙门210还包含至少一马达230及至少一调整轴240。马达230设置于主体211上。调整轴240设置于主体211上，并与马达230及调整单元220连接。调整轴240受马达230带动以调整调整单元220于龙门210上的位置。在图7实施方式中，马达230及调整轴240的数量皆为四个，但本实用新型不以此为限。设置于主体211左侧的二马达230分别可带动与其连接的调整轴240以调整设置于主体211左侧的调整单元220于龙门210上的位置，设置于主体211右侧的二马达230可带动与其连接的调整轴240以调整设置于主体211右侧的调整单元220于龙门210上的位置。

图7中的各研磨装置100的砂轮122与图1至图6的研磨装置100的砂轮122的配置相同，在此不另赘述。

图7中的各研磨装置100的罩体130与图5及图6的研磨装置100的罩体130的配置相同，在此不另赘述。

另外，研磨系统200的各研磨装置100的砂轮122的数量可为两个，但本实用新型不以此为限。各研磨装置100的砂轮122可包含第一砂轮122a及第二砂轮122b。第一砂轮122a设置于砂轮座121，并与旋转轴件123具有第一枢转半径d4，第一砂轮122a具有第一粒度。第二砂轮122b设置于砂轮座121，并与旋转轴件123具有第二枢转半径d3，其中第一枢转半径d4大于第二枢转半径d3。第二砂轮122b具有第二粒度，且第二粒度小于第一粒度。第一研磨装置100a的第一砂轮122a及第二砂轮122b与第三研磨装置100c的第一砂轮122a及第二砂轮122b的粒度相同，第二研磨装置100b的第一砂轮122a及第二砂轮122b与第四研磨装置100d的第一砂轮122a及第二砂轮122b的粒度相同。

当待磨元件300的移动方向为由第一研磨装置100a朝向第二研磨装置100b移动时，其研磨程度由粗至细方式来进行研磨，也就是说，第一研磨装置100a及第三研磨装置100c的第二砂轮122b的粒度小于第一研磨装置100a及第三研磨装置100c的第一砂轮122a的粒度，第一研磨装置100a及第三研磨装置100c的第一砂轮122a的粒度小于第二研磨装置100b及第四研磨装置100d的第二砂轮122b的粒度，第二研磨装置100b及第四研磨装置100d的第二砂轮122b的粒度小于第二研磨装置100b及第四研磨装置100d的第一砂轮122a的粒度。此外，研磨系统200的各研磨装置100可还包含角度调整单元140(标示于图1)。角度调整单元140可枢转地设置于本体110上以调整本体110的角度。详细来说，角度调整单元140可用以调整各研磨装置100相对于龙门210的角度，使各研磨装置100与待磨元件300的移动方向具有研磨角度，以使各研磨装置100可先对待磨元件300进行粗研磨加工再进行细研磨加工。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视随附的权利要求所界定为准。

Claims (12)

1.一种研磨装置，其特征在于，包含：

一本体；以及

一砂轮组，设置于该本体上，并用以研磨一待磨元件，该砂轮组包含：

一砂轮座；

至少一砂轮，其一端面连接于该砂轮座的一端，其另一端面用以研磨该待磨元件；以及

一旋转轴件，连接于该本体并穿设于该砂轮座，并用以带动该砂轮座及该至少一砂轮旋转，其中该旋转轴件的一端朝向该待磨元件。

2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，该至少一砂轮定义有：

一研磨区，与该待磨元件接触，并与该旋转轴件于一预设方向上具有一第一距离；及

一内缘上端区，与该旋转轴件于该预设方向上具有一第二距离，其中该第一距离小于该第二距离。

3.如权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，还包含：

一罩体，设置于该本体，以形成一研磨空间，该砂轮组设置于该研磨空间。

4.如权利要求3所述的研磨装置，其特征在于，该罩体包含：

一研磨槽，与该研磨空间连通，并与该至少一砂轮的该研磨区对应设置；及

至少一温度调整单元，设置于该研磨槽的至少一侧。

5.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，还包含：

一角度调整单元，可枢转地设置于该本体上，以调整该本体的角度。

6.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，当该至少一砂轮的数量为两个时，多个所述砂轮包含：

一第一砂轮，设置于该砂轮座，并与该旋转轴件具有一第一枢转半径，该第一砂轮具有一第一粒度；及

一第二砂轮，设置于该砂轮座，并与该旋转轴件具有一第二枢转半径，其中该第一枢转半径大于该第二枢转半径，该第二砂轮具有一第二粒度，且该第二粒度小于该第一粒度。

7.一种研磨系统，其特征在于，包含：

一龙门，其包含：

一主体；及

至少一调整单元，可位移地设置于该主体上；以及

至少两个研磨装置，设置于该龙门，且该至少两个研磨装置相对设置，其中各该研磨装置包含：

一本体；及

一砂轮组，设置于该本体，并用以研磨一待磨元件，该砂轮组包含：

一砂轮座；

至少一砂轮，其一端面连接于该砂轮座的一端，其另一端面用以研磨该待磨元件；以及

一旋转轴件，连接于该本体并穿设于该砂轮座，并用以带动该砂轮座及该至少一砂轮旋转，其中该旋转轴件的一端朝向该待磨元件。

8.如权利要求7所述的研磨系统，其特征在于，该龙门还包含：

至少一马达，设置于该主体上；

至少一调整轴，设置于该主体上，并与该至少一马达及该至少一调整单元连接，该至少一调整轴受该至少一马达带动以调整该至少一调整单元于该龙门上的位置。

9.如权利要求7所述的研磨系统，其特征在于，该至少一砂轮定义有：

一研磨区，与该旋转轴件于一预设方向上具有一第一距离；及

一内缘上端区，与该旋转轴件于该预设方向上具有一第二距离，其中该第一距离小于该第二距离。

10.如权利要求9所述的研磨系统，其特征在于，各该研磨装置还包含：

一罩体，设置于该本体上，以形成一研磨空间，该砂轮组设置于该研磨空间，并包含：

一研磨槽，与该研磨空间连通，并与该至少一砂轮的该研磨区对应设置；及

至少一温度调整单元，设置于该研磨槽的至少一侧，并与该至少一砂轮的该研磨区对应设置。

11.如权利要求7所述的研磨系统，其特征在于，各该研磨装置还包含：

一角度调整单元，可枢转地设置于该本体上，以调整该本体的角度。

12.如权利要求7所述的研磨系统，其特征在于，当该至少一砂轮的数量为两个时，多个所述砂轮包含：

一第一砂轮，设置于该砂轮座，并与该旋转轴件具有一第一枢转半径，该第一砂轮具有一第一粒度；及

一第二砂轮，设置于该砂轮座，并与该旋转轴件具有一第二枢转半径，其中该第一枢转半径大于该第二枢转半径，该第二砂轮具有一第二粒度，且该第二粒度小于该第一粒度。

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