CN212191752U - 一种半导体加工用切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体加工用切割装置，主要解决现有半导体加工在晶棒切割时，未对切割烟尘进行处理，会对仪器造成磨损，而且不利于操作人员的身体健康。该切割装置包括切割平台，设置于切割平台上的导轨，滑动设置于导轨上的晶棒固定夹具，设置于切割平台上将晶棒固定夹具整体罩住的隔离罩，设置于隔离罩内部上方的激光切割装置，以及正对激光切割装置的切割部位的切割平台下方设置的烟尘吸收装置；其中，所述烟尘吸收装置正对的切割平台的台面上设置有烟尘通过的筛孔。本实用新型在进行晶棒切割时，烟尘被阻挡在隔离罩内，并利用烟尘吸收装置将烟尘进行吸收处理，避免烟尘污染生产车间，对操作人员的身体健康带来威胁，给设备带来磨损。

Description

一种半导体加工用切割装置

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，具体地说，是涉及一种半导体加工用切割装置。

背景技术

近些年来，随着半导体照明及其他新兴应用的迅速发展，对蓝宝石晶体材料的质量要求也越来越高，低成本、高质量的蓝宝石产品的市场需求越来越大。蓝宝石最终用作半导体基片衬底材料，通常需要经过晶体生长、掏棒、切割、研磨、抛光等一系列过程，每一个过程的成本都直接影响最终衬底片成本。因此，为了进一步降低成本，满足市场需要，不但要从晶体生长方面进行研究，以提高蓝宝石晶体的生长成品率、降低成本，还应从蓝宝石的加工方法、设备等方面进行优化与改进，提高材料利用率，降低加工成本。

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆由晶棒切割而来，在对晶棒进行切割时，会产生有害的烟尘，产生的烟尘将逸散到车间，落到仪器的转动部件上，会加速转动部件的磨损，降低仪器工作的精度和寿命；而且，长期接触烟尘的作业人员，因长期吸入烟尘，可引发尘肺病。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体加工用切割装置，主要解决现有半导体加工，在晶棒切割时，未及时有效对切割烟尘进行处理，会对仪器造成磨损，而且不利于操作人员的身体健康。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种半导体加工用切割装置，包括切割平台，设置于切割平台上的导轨，滑动设置于导轨上的晶棒固定夹具，设置于切割平台上将晶棒固定夹具整体罩住的隔离罩，设置于隔离罩内部上方的激光切割装置，以及正对激光切割装置的切割部位的切割平台下方设置的烟尘吸收装置；其中，所述烟尘吸收装置正对的切割平台的台面上设置有烟尘通过的筛孔。

进一步地，所述隔离罩由透明材质制成，且隔离罩沿着晶棒固定夹具滑动的两端铰接设置有方便开启的隔离板。

进一步地，所述晶棒固定夹具包括底座框架，设置于底座框架上与导轨滑动连接的滑槽，分别设置于底座框架左右两侧的用于调节夹持半径的横向调节结构，与横向调节结构固定连接并与底座框架滑动连接的固定块，设置于固定块上夹持半环机构，设置于固定块上用于调节夹持半环机构高度的高度调节螺杆，设置于夹持半环机构上的充气胶垫，设置于固定块上用于向充气胶垫泵气的气泵，以及竖向设置于底座框架中部的传送装置。

进一步地，所述夹持半环机构包括开设于固定块上的安装槽，设置于安装槽内的弹簧，与弹簧另一端相连的连接块，以及与连接块朝向底座框架内的侧壁相连的夹持半环；其中，所述高度调节螺杆贯穿固定块的上部与连接块的上端相抵；所述充气胶垫紧贴夹持半环的内侧壁设置，且具有与夹持半环一样的弧度。

进一步地，所述激光切割装置包括设置于隔离罩内部上方的两根横梁，设置于的两根横梁前侧面的滑轨，设置于顶端的横梁的顶面上的传动链，设置于隔离罩侧壁上用于驱动传动链的驱动电机，以及与传动链固定连接并与滑轨间隙嵌合连接的激光切割机。

进一步地，所述烟尘吸收装置的气路流通方向上依次安装有吸尘罩、烟尘过滤筛、烟气净化装置和风机。

进一步地，所述导轨远离激光切割装置一端延伸出所述隔离罩，所述导轨靠近激光切割装置一端设置有限位块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过设置隔离罩，使得切割装置在进行切割时，烟尘被阻挡在隔离罩内，并且在烟尘吸收装置的吸收作用下，将烟尘进行吸收处理，避免烟尘污染生产车间，对操作人员的身体健康带来威胁，给设备带来磨损。

(2)本实用新型对晶棒进行切割时，晶棒放置于传送装置上，利用高度调节螺杆和横向调节结构使夹持环不断向晶棒靠拢，当晶棒整体位于夹持环内快要被夹持环夹起时，通过气泵向充气胶垫中泵入气体，使充气胶垫鼓起，从而将晶棒稳定夹起，晶棒固定好后，将整个夹具推入隔离罩中进行切割，切割完成后，再通过气泵抽掉气体，晶棒又落到传送装置上，通过驱动电机驱动主动滚轮，使晶棒整体向前移动进行下一次切割，移动十分方便，且对同一晶棒多次切割时不需要人工手动调节夹持环，操作简单。

(3)本实用新型的切割装置中的晶棒固定夹具通过调节夹持环夹持半径及夹持环的高度，使得该夹具可适应直径大于夹持环半径的晶棒的切割，使用范围相对较广。

附图说明

图1为本实用新型的剖面结构示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型中晶棒固定夹具的固定块安装结构左视图。

图4为本实用新型中晶棒固定夹具的主视图。

图5为本实用新型中激光切割机与横梁安装位置示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-切割平台，2-导轨，3-晶棒固定夹具，4-隔离罩，5-激光切割装置，6-烟尘吸收装置，7-筛孔，8-隔离板，9-底座框架，10-横向调节结构，11-固定块，12-夹持半环机构，13-高度调节螺杆，14-充气胶垫，15-气泵，16-传送装置，17-安装槽，18-弹簧，19-连接块，20-夹持半环，21-横梁，22-滑轨，23-传动链，24-驱动电机，25-激光切割机，26-吸尘罩，27-烟尘过滤筛，28-烟气净化装置，29-风机，30-限位块，31-滚珠丝杆，32-丝杆滑台，33-旋转手柄，34-滑条凸起，35-凹槽，36-主动滚轴，37-从动滚轴，38-链条，39-滚轴驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1～5所示，本实用新型公开的一种半导体加工用切割装置，包括切割平台1，设置于切割平台1上的导轨2，滑动设置于导轨2上的晶棒固定夹具3，设置于切割平台1上将晶棒固定夹具3整体罩住的隔离罩4，设置于隔离罩4内部上方的激光切割装置5，以及正对激光切割装置5的切割部位的切割平台1下方设置的烟尘吸收装置6；其中，所述烟尘吸收装置6正对的切割平台1的台面上设置有烟尘通过的筛孔7。其中，所述导轨2远离激光切割装置5一端延伸出所述隔离罩4，所述导轨2靠近激光切割装置5一端设置有限位块29。

在进行晶棒进行切割时，首先在隔离罩外将晶棒固定于晶棒固定夹具，然后将晶棒固定夹具整体送入隔离罩中进行切割，切割时，烟尘被阻挡在隔离罩内，并且在烟尘吸收装置的吸收作用下，将烟尘进行吸收处理，避免烟尘污染生产车间，对操作人员的身体健康带来威胁，给设备带来磨损。

在本实施例中，所述隔离罩4由透明材质制成，且隔离罩4沿着晶棒固定夹具3滑动的两端铰接设置有方便开启的隔离板8。便于将晶棒固定夹具整体送入，同时切割完成后便于从另一端切割好的产品取出。

在本实施例中，所述晶棒固定夹具3包括底座框架9，设置于底座框架9上与导轨2滑动连接的滑槽，分别设置于底座框架9左右两侧的用于调节夹持半径的横向调节结构10，与横向调节结构10固定连接并与底座框架9滑动连接的固定块11，设置于固定块11上夹持半环机构12，设置于固定块11上用于调节夹持半环机构12高度的高度调节螺杆13，设置于夹持半环机构12上的充气胶垫14，设置于固定块3上用于向充气胶垫14泵气的气泵15，以及竖向设置于底座框架9中部的传送装置16。具体切割时，将晶棒放置于传送装置上，利用高度调节螺杆和横向调节结构使夹持环不断向晶棒靠拢，当晶棒整体位于夹持环内快要被夹持环夹起时，通过气泵向充气胶垫中泵入气体，使充气胶垫鼓起，从而将晶棒稳定夹起，晶棒固定好后，将整个夹具推入隔离罩中进行切割，切割完成后，再通过气泵抽掉气体，晶棒又落到传送装置上，通过驱动电机驱动主动滚轮，使晶棒整体向前移动进行下一次切割，移动十分方便，且对同一晶棒多次切割时不需要人工手动调节夹持环。

在本实施例中，所述夹持半环机构12包括开设于固定块11上的安装槽17，设置于安装槽17内的弹簧18，与弹簧18另一端相连的连接块19，以及与连接块19朝向底座框架9内的侧壁相连的夹持半环20；其中，所述高度调节螺杆13贯穿固定块11的上部与连接块19的上端相抵；所述充气胶垫14紧贴夹持半环20的内侧壁设置，且具有与夹持半环20一样的弧度。

在本实施例中，所述横向调节结构10包括设置于底座框架9上的滚珠丝杆31，与滚珠丝杆31螺纹连接的丝杆滑台32，以及设置于滚珠丝杆31远离底座框架9的端头设置的旋转手柄33；其中，所述丝杆滑台32与固定块11固定连接。其中，所述固定块11两端设置有滑条凸起34，所述底座框架9上设置有与滑条凸起34对应的凹槽35。通过旋转手柄转动丝杆，使得与丝杆螺纹连接的丝杆滑台移动，从而带动固定块移动，实现夹持环半径调节。

在本实施例中，所述传送装置16包括设置于底座框架9前端的主动滚轴36和设置于主动滚轴36后方的若干从动滚轴37，以及通过链条38与主动滚轴36相连的滚轴驱动电机39。滚轴驱动电机带动主动滚轴转动，从而使得晶棒向前运动。

在本实施例中，所述激光切割装置5包括设置于隔离罩4内部上方的两根横梁21，设置于的两根横梁21前侧面的滑轨22，设置于顶端的横梁21的顶面上的传动链23，设置于隔离罩4侧壁上用于驱动传动链23的驱动电机24，以及与传动链23固定连接并与滑轨22间隙嵌合连接的激光切割机25。这样的设计，使得激光切割机可以在横梁21移动，便于切割。

在本实施例中，所述烟尘吸收装置6的气路流通方向上依次安装有吸尘罩26、烟尘过滤筛27、烟气净化装置28和风机29。在经过烟尘过滤筛27时将烟尘中的固体颗粒分离，随后烟气经过烟气净化装置28过滤后排放。避免污染，车间。

需要说明的是，本实用实用新型中所涉及的电机均通过PLC控制系统控制，在整个装置使用过程中，各部分会按照预先设定的工作时序控制启动。

通过上述设计，本实用新型在进行晶棒切割时，烟尘被阻挡在隔离罩内，并且在烟尘吸收装置的吸收作用下，将烟尘进行吸收处理，避免烟尘污染生产车间，对操作人员的身体健康带来威胁，给设备带来磨损。因此，与现有技术相比，本实用新型具有实质性的特点和进步。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种半导体加工用切割装置，其特征在于，包括切割平台(1)，设置于切割平台(1)上的导轨(2)，滑动设置于导轨(2)上的晶棒固定夹具(3)，设置于切割平台(1)上将晶棒固定夹具(3)整体罩住的隔离罩(4)，设置于隔离罩(4)内部上方的激光切割装置(5)，以及正对激光切割装置(5)的切割部位的切割平台(1)下方设置的烟尘吸收装置(6)；其中，所述烟尘吸收装置(6)正对的切割平台(1)的台面上设置有烟尘通过的筛孔(7)。

2.根据权利要求1所述的一种半导体加工用切割装置，其特征在于，所述隔离罩(4)由透明材质制成，且隔离罩(4)沿着晶棒固定夹具(3)滑动的两端铰接设置有方便开启的隔离板(8)。

3.根据权利要求2所述的一种半导体加工用切割装置，其特征在于，所述晶棒固定夹具(3)包括底座框架(9)，设置于底座框架(9)上与导轨(2)滑动连接的滑槽，分别设置于底座框架(9)左右两侧的用于调节夹持半径的横向调节结构(10)，与横向调节结构(10)固定连接并与底座框架(9)滑动连接的固定块(11)，设置于固定块(11)上夹持半环机构(12)，设置于固定块(11)上用于调节夹持半环机构(12)高度的高度调节螺杆(13)，设置于夹持半环机构(12)上的充气胶垫(14)，设置于固定块(11)上用于向充气胶垫(14)泵气的气泵(15)，以及竖向设置于底座框架(9)中部的传送装置(16)。

4.根据权利要求3所述的一种半导体加工用切割装置，其特征在于，所述夹持半环机构(12)包括开设于固定块(11)上的安装槽(17)，设置于安装槽(17)内的弹簧(18)，与弹簧(18)另一端相连的连接块(19)，以及与连接块(19)朝向底座框架(9)内的侧壁相连的夹持半环(20)；其中，所述高度调节螺杆(13)贯穿固定块(11)的上部与连接块(19)的上端相抵；所述充气胶垫(14)紧贴夹持半环(20)的内侧壁设置，且具有与夹持半环(20)一样的弧度。

5.根据权利要求4所述的一种半导体加工用切割装置，其特征在于，所述激光切割装置(5)包括设置于隔离罩(4)内部上方的两根横梁(21)，设置于的两根横梁(21)前侧面的滑轨(22)，设置于顶端的横梁(21)的顶面上的传动链(23)，设置于隔离罩(4)侧壁上用于驱动传动链(23)的驱动电机(24)，以及与传动链(23)固定连接并与滑轨(22)间隙嵌合连接的激光切割机(25)。

6.根据权利要求5所述的一种半导体加工用切割装置，其特征在于，所述烟尘吸收装置(6)的气路流通方向上依次安装有吸尘罩(26)、烟尘过滤筛(27)、烟气净化装置(28)和风机(29)。

7.根据权利要求6所述的一种半导体加工用切割装置，其特征在于，所述导轨(2)远离激光切割装置(5)一端延伸出所述隔离罩(4)，所述导轨(2)靠近激光切割装置(5)一端设置有限位块(30)。

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