CN215242026U - 适用于半导体材料的拉丝式切割机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种适用于半导体材料的拉丝式切割机，包括：工作台；转动台，以第一轴线为轴转动连接在工作台的上方；夹装组件，包含一个夹装座和一个夹装块以用于装夹待切割的半导体材料；龙门架，固定安装在工作台的上方；滑动块，滑动连接至龙门架以使其能沿第一方向往复运动；切割丝，安装至滑动块以使其随着滑动块往沿第一方向往复滑动；驱动电机，固定安装至龙门架以驱动滑动块的往复运动；其中，转动台的第一轴线垂直于第一方向；装夹座固定连接至转动台，装夹块与装夹座构成活动连接。本申请的有益之处在于提供了一种结构简洁可靠且能够根据具体需求进行个性化加工的适用于半导体材料的拉丝式切割机。

Description

适用于半导体材料的拉丝式切割机

技术领域

本申请涉及一种拉丝式切割机，具体而言，涉及一种适用于半导体材料的拉丝式切割机。

背景技术

现有的应用于产线的半导体切割设备往往是大型设备，其为了生产的效率往往具有较高的切割速度，但是同时为了满足快速切割的需要，应用于产线的半导体切割机往往体积过大。这十分不适于实验室需要少量制备半导体试样的应用场景，无法满足实验样品多样性的需要。

现在尚没有一种适合实验室条件下对半导体原材料进行切割的装置或设备。

发明内容

为了解决现有技术的不足之处，本申请提供了一种适用于半导体材料的拉丝式切割机，包括：工作台；转动台，以第一轴线为轴转动连接在工作台的上方；夹装组件，包含一个夹装座和一个夹装块以用于夹装待切割的半导体材料；龙门架，固定安装在工作台的上方；滑动块，滑动连接至龙门架以使其能沿第一方向往复运动；切割丝，安装至滑动块以使其随着滑动块往沿第一方向往复滑动；驱动电机，固定安装至龙门架以驱动滑动块的往复运动；其中，转动台的第一轴线垂直于第一方向；夹装座固定连接至转动台，夹装块与夹装座构成活动连接。

进一步地，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：导向板，固定安装至龙门架；导向轨道，固定安装至导向板；其中，导向轨道数目为2，并且两条导向轨道平行设置，滑动块滑动连接至导向轨道，导向轨道沿第一方向延伸。

进一步地，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：滚珠丝杠，连接至驱动电机的电机轴以使其能在驱动电机驱动下转动；丝杠螺母，套装至滚珠丝杠并与滑动块构成固定连接以使滚珠丝杠转动时丝杠螺母带动滑动块移动。

进一步地，滚珠丝杆设置在两个导向轨道之间。

进一步地，滑动块包括：连接部，用于连接丝杠螺母或/和导向轨道；安装部，用于安装切割丝；其中，安装部形成有两个相对设置的安装柱，切割丝张紧在两个安装柱之间以使切割丝沿第一方向延伸。

进一步地，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：张紧装置，用于张紧切割丝；张紧装置设置其中一个安装柱的外侧。

进一步地，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：装置支架，安装或连接于龙门架的上方；驱动电源装置，固定安装至装置支架上方以通过其产生的电能驱动该驱动电机。

进一步地，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：翻转进给装置，至少部分连接至转动台以使转动台转动至设定转动位置。

进一步地，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：支撑座，至少具有一个支撑面；翻转进给装置包括：旋杆支架，固定连接至转动台并设有支架孔；支撑旋杆，穿过旋杆支架的支架孔；其中，支架孔设有内螺纹，支撑旋杆设有外螺纹；支架旋杆的底端接触支撑座的支撑面。

进一步地，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：转动轴，与转动台构成止转连接；转动座，固定在工作台顶部且设有供转动轴穿过的轴孔；其中，转动轴穿过转动座的轴孔从而使转动台与工作台构成转动连接；翻转进给装置包括：翻转电机，其电机轴与转动轴构成止转连接以能带动转动轴转动；角度卡盘，固定安装至工作台且位于转动台的一侧；角度卡块，至少具有卡紧角度卡盘的卡紧位置和放松角度卡盘的放松位置；调整螺杆，连接至角度卡块以驱动角度卡块在卡紧位置和放松位置的位移；调整电机，其电机轴与调整螺杆构成连接以驱动调整螺杆的转动。

本申请的有益之处在于：提供了一种结构简洁可靠且能够根据具体需求进行个性化加工的适用于半导体材料的拉丝式切割机。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一种实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机的整体结构示意图；

图2是图1所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机的正面结构示意图；

图3是图1所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机中工作台上方部分组件的结构示意图；

图4是图1所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机中的转动台等组件的结构示意图；

图5是图1所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机中的工作台框架的结构示意图；

图6是图1所示所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机中翻转装置处的局部结构示意图；

图7是图6所示部分从另一角度观察的结构示意图；

图8是图6所示部分中一部分部件的结构示意图；

图9是图1所示所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机中翻转电机处的结构示意图；

图10是图1所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机中夹装组件处的结构示意图；

图11是图1所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机中龙门架及相关部件的结构示意图；

图12是图11所示部分除去滑动块后的结构示意图；

图13是图1所示实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机中滑动块及其相关部件；

图14是根据本申请另一种实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机的整体结构示意图；

图15是图14所示的适用于半导体材料的拉丝式切割机的翻转进给装置的结构示意图；

图16是根据本申请第三种实施例的适用于半导体材料的拉丝式切割机的整体结构示意图；

图17是图16所示的适用于半导体材料的拉丝式切割机的翻转进给装置的结构示意图。

适用于半导体材料的拉丝式切割机100，工作台101，台柱1011，台框1012，台板1033，转动台102，台座1021，滑台1022，夹装组件103，夹装座1031，夹装块1032，龙门架104，滑动块105，连接部1051，安装部1052，安装柱1052a，切割丝106，驱动电机107，导向板108，导向轨道109，滚珠丝杠110，丝杠螺母111，张紧装置112，装置支架113，驱动电源装置114，翻转进给装置115，翻转电机1151，角度卡盘1152，角度卡块1153，调整螺杆1154，调整电机1155，限位柱1156，转动轴116，转动座117，调整柱118，手动扳柄1181。

适用于半导体材料的拉丝式切割机200，翻转进给装置201，支撑座2011，支撑面2011a，旋杆支架2012，支撑旋杆2013，旋钮2014。

适用于半导体材料的拉丝式切割机300，翻转进给装置301，摆动座3011，摆动块3012，调角电机3013，调角丝杠3014，调角支架3015，止挡块3016。

转动轴线S，第一方向D1，第二方向D2，第三方向D3。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图13所示，本申请的适用于半导体材料的拉丝式切割机包括：工作台、转动台、夹装组件、龙门架、滑动块、切割丝、驱动电机。

其中，如图1至图4所示，工作台主要用于提供一个工作的台面，便于用户在台面上进行操作，作为一种优选方案，如图5所示，工作台包括若干台柱、台框和台板组成。其中，台框大致被构造为矩形框，台柱安装至台框下方以对台框构成支撑。台板可以由一整板构成，也可以由多块可拆卸的台板构成，具体使用时可以按照需求组合安装到台框处。台板的作用在于止挡异物掉落以及防止切割产生粉屑下落。

作为一种优选方案，转动台包括两个部分：台座和滑台。其中，台座用于与工作台构成转动连接，滑台与台座构成沿第二方向的滑动连接。滑台相对台座滑动可以调整切割的厚度。作为进一步的优选方案，可以通过锁定装置（图中未示出）锁定滑台和台座的相对滑动，作为进一步的优选方案，可以通过配置直线电机（图中未示出）等方式自动驱动滑台和台座的相对运动从而实现自动进给切割厚度的动作。当然也可以采用滚珠丝杠等方式实现对滑台和台座相对滑动的驱动。

转动台以第一轴线为轴转动连接在工作台的上方。作为具体方案，如图3和图4所示，工作台的台框处固定安装有两个转动座，两个转动座分别设有轴孔，两个转动座对应设置从而使它们的轴孔对齐。转动轴分别穿过转动座的轴孔从而与转动座构成转动连接。同时，转动台的台座与转动轴构成固定连接，即转动台整体通过转动轴转动连接到转动座，在转动轴转动时转动台随之转动。

作为进一步地优选方案，为了观测和校对滑台相对台座的滑动距离，可以在滑台某处设置一个游标标记（图中未示出），而在台座处设置标尺标记（图中未示出），通过游标标记对齐的标尺标记的位置即可观测或计算滑台相对滑动的距离数值。

如图6至图9所示，作为本申请一种优选方案，为了实现转动台翻转角度的自动进给，作为优选方案，本申请的适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括一个翻转进给装置，其包括：翻转电机、角度卡盘、角度卡块、调整螺杆和调整电机。

具体而言，翻转电机的电机本体固定连接至工作台，并且至少位于转动台在第二方向上一侧，翻转电机的电机轴与转动轴构成止转连接，即电机轴与转动轴同步转动。当翻转电机运行时，其可以驱使转动台整体转动一定的角度，从本申请技术方案可知，控制了转动台的角度即可以实现切割深度的进给。逐渐抬高转动台可以使切割丝切深逐渐增大。

作为一种可选方案，翻转电机可以通过一个单向轴锁连接到转动轴，这样仅在翻转电机主动驱动时才能改变转动台的转动位置，转动轴无法反向拖动翻转电机的电机轴。但是在实际操作中，单向轴锁仍有一定的转动误差，而且仅靠单向轴锁无法提供足够结构强度长时间支撑转动台位于某一预设角度，即保持某一预设切割深度。

作为优选方案，角度卡盘、角度卡块、调整螺杆和调整电机构成的整体设置于转动台在第二方向上的另一侧，该整体的作用在于帮助自动锁定转动台的角度位置。作为具体方案，如图6至图9所示，角度卡盘固定安装至工作台且位于转动台的一侧；角度卡块至少具有卡紧角度卡盘的卡紧位置和放松角度卡盘的放松位置；调整螺杆连接至角度卡块以驱动角度卡块在卡紧位置和放松位置的位移；调整电机的电机轴与调整螺杆构成连接以驱动调整螺杆的转动。调整电机的电机本体与转动台（台座）构成固定连接，其电机轴驱动调整螺杆的转动，角度卡块设有内螺纹孔，调整螺杆穿过该内螺纹孔，所以在调整螺杆转动时，角度卡块会沿调整螺杆延伸的方向（调整螺杆沿第二方向延伸）往复移动，作为进一步优选方案，翻转进给装置还包括一个限位柱，该限位柱固定连接至转动台（台座），其设有容纳调整螺杆端部的容纳孔，该容纳孔为一个盲孔，且其内壁光滑，即不与调整螺杆的螺纹配合。在调整螺杆移动时，横向移动的角度卡块和限位柱从两侧夹紧角度卡盘从而实现角度锁定功能。

作为优选方案，角度卡盘被构造为具有圆弧形的外轮廓和镂空的圆弧形轨道，调整螺杆穿过角度卡盘的圆弧形轨道，角度卡块被构造具有卡槽，角度卡盘嵌入到角度卡块的卡槽中。

通过翻转电机和调整电机的动作，可以自动化调整转动台的位置从而实现切深的进给。

如图10所示，夹装组件用于实现对待切割的半导体材料的夹持，一般而言，半导体材料为圆柱形。夹装组件包括一个夹装座和一个夹装块，其中，夹装座固定在滑台的顶部，其能够随着滑台沿第二方向滑动。夹装块与滑动座构成活动连接，作为一种优选方案，夹装座被构造成“凹”字形结构，夹装块可以与夹装座构成滑动连接，其滑动方向定义为第三方向，由于台座的转动第三方向与工作台台面的角度会发生变化，但是第三方向始终垂直于第二方向。

可以通过一个带螺纹的调整柱调整夹装块的位置，夹装座其中一个侧壁设有螺纹孔，调整柱穿过该螺纹孔，螺纹杆一端设有手动扳柄，其另一端转动连接到夹装块，即螺纹杆的转动不会带动夹装块的转动，这样一来，用户可以通过转动手动扳柄从而驱使装夹块沿第三方向滑动，从而夹紧待切割的半导体材料。

作为一种优选方案，夹装座或夹装块设有与半导体材料相适配的形状，比如圆弧形。从而更好的装夹对应的半导体材料。

作为一种优选方案，可以采用一个电机（图中未示出）驱动调整柱转动从而实现自动装夹，作为具体方案，该电机的电机轴与调整柱构成止转连接（即它们构成可以同步转动的连接），从而使电机轴转动时调整柱也同步转动，该电机可以设置可滑动的设置在夹装座的外侧，当电机轴转动时，随着调整柱螺纹旋紧作用，电机也能进行同步的滑动。

如图1、图2、图11至图13所示，龙门架用于支撑切割机构等，具体而言，龙门架固定安装在工作台的上方，在其横梁部分固定安装有一个导向板，在该导向板位于外侧的板面上安装有两条平行设置的导向轨道，这两条平行的导向轨道用于导向滑动块的滑动。滑动块与两个导向轨道分别构成滑动连接。为了实现对滑动块的驱动，在导向板外侧转动连接有一个滚珠丝杠，该滚珠丝杠与驱动电机的电机轴构成连接，从而能在驱动电机驱动下转动。在滚珠丝杠上套装一个丝杠螺母，该丝杠螺母与滑动块固定连接，所以在滚珠丝杠转动时带动丝杠螺母和滑动块构成的整体沿第一方向往复移动。第一方向平行于第二方向。

作为具体方案，滑动块包括：连接部和安装部，其中，连接部用于连接丝杠螺母或/和导向轨道安装部，用于安装切割丝；其中，安装部形成有两个相对设置的安装柱，切割丝张紧在两个安装柱之间以使切割丝沿第一方向延伸。这样一来，往复运动的滑动块带动切割丝往复运动实现对半导体的切割。

作为可选方案，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括张紧装置。张紧装置用于张紧切割丝，张紧装置设置其中一个安装柱的外侧。作为具体方案，张紧装置可以为手动张紧装置也可以为自动张紧装置，进一步，张紧装置可以具有储存切割丝的功能。

作为可选方案，适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：装置支架和驱动电源装置，该装置支架可以安装或连接于龙门架的上方；该驱动电源装置固定安装至装置支架上方以通过其产生的电能驱动该驱动电机。作为优选方案，可以将驱动电源装置置换为实现综合控制的电控箱。

如图14和图15所示，该适用于半导体材料的拉丝式切割机与之前所介绍拉丝机的区别仅在其采用另一种翻转进给装置，具体而言，该翻转进给装置包括：支撑座、旋杆支架、支撑旋杆和旋钮。其中支撑座形成有一个支撑面，旋杆支架安装至转动台，其设有一个螺纹孔，支撑旋杆设有外螺纹，其穿过旋杆支架的螺纹孔，其底端抵住支撑座的支撑面，其顶端安装有旋钮，旋动旋钮带动支撑旋杆转动，从而改变支撑面和旋杆支架之间的支撑旋杆的长度，从而改变转动座的角度。

如图16至图17所示，该适用于半导体材料的拉丝式切割机与之前所介绍拉丝机的区别仅在其采用另一种翻转进给装置，具体而言，该翻转进给装置包括：摆动座、摆动块、调角电机、调角丝杠和调角支架。

其中，摆动座安装至工作台，摆动块与摆动座构成转动连接，它们相对转动轴线平行于第一方向。调角电机固定连接至摆动块以能随着摆动块相对摆动座转动。调角电机连接一个调角丝杠，调角丝杠能被调角电机所驱动从而转动，调角支架固定连接至转动台的台座，其设有螺纹孔，调角丝杠穿过该螺纹孔，这样在调角丝杠转动时，调角支架相对调角丝杠的位置也会发生变化，同时调角电机也可以微调其角度以适应转动台的转动位置变化。

作为一种优选方案，在调角丝杠处的自由端设有一个止挡块以防止调角丝杠与调角支架脱离配合。

作为优选方案，为了适配具体运动，摆动座可以与工作台构成平行于第一方向的滑动连接，可选地，调角支架与转动台的台座也可以构成轴线平行于第二方向的转动连接。这样可以减少调角丝杠和调角支架之间的磨损。

作为扩展方案，以上方案中的功能，可以由一个电机本体与工作平台转动连接，电机滑块与转动台的台座转动连接的直线电机所执行。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于半导体材料的拉丝式切割机，包括：工作台；

其特征在于：

所述适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：

转动台，以第一轴线为轴转动连接在所述工作台的上方；

夹装组件，包含一个夹装座和一个夹装块以用于夹装待切割的半导体材料；

龙门架，固定安装在所述工作台的上方；

滑动块，滑动连接至所述龙门架以使其能沿第一方向往复运动；

切割丝，安装至所述滑动块以使其随着滑动块往沿所述第一方向往复滑动；

驱动电机，固定安装至所述龙门架以驱动所述滑动块的往复运动；

其中，所述转动台的第一轴线垂直于所述第一方向；所述夹装座固定连接至所述转动台，所述夹装块与所述夹装座构成活动连接。

2.根据权利要求1所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：

导向板，固定安装至所述龙门架；

导向轨道，固定安装至所述导向板；

其中，所述导向轨道数目为2，并且两条导向轨道平行设置，所述滑动块滑动连接至所述导向轨道，所述导向轨道沿所述第一方向延伸。

3.根据权利要求2所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：

滚珠丝杠，连接至所述驱动电机的电机轴以使其能在所述驱动电机驱动下转动；

丝杠螺母，套装至所述滚珠丝杠并与所述滑动块构成固定连接以使所述滚珠丝杠转动时丝杠螺母带动所述滑动块移动。

4.根据权利要求3所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述滚珠丝杠设置在两个所述导向轨道之间。

5.根据权利要求4所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述滑动块包括：

连接部，用于连接所述丝杠螺母或/和所述导向轨道；

安装部，用于安装所述切割丝；

其中，所述安装部形成有两个相对设置的安装柱，所述切割丝张紧在两个所述安装柱之间以使所述切割丝沿第一方向延伸。

6.根据权利要求5所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：

张紧装置，用于张紧所述切割丝；

所述张紧装置设置其中一个所述安装柱的外侧。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：

装置支架，安装或连接于所述龙门架的上方；

驱动电源装置，固定安装至所述装置支架上方以通过其产生的电能驱动所述驱动电机。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：

翻转进给装置，至少部分连接至所述转动台以使所述转动台转动至设定转动位置。

9.根据权利要求8所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：

支撑座，至少具有一个支撑面；

所述翻转进给装置包括：

旋杆支架，固定连接至所述转动台并设有支架孔；

支撑旋杆，穿过所述旋杆支架的支架孔；

其中，所述支架孔设有内螺纹，所述支撑旋杆设有外螺纹；所述支架旋杆的底端接触所述支撑座的支撑面。

10.根据权利要求8所述的适用于半导体材料的拉丝式切割机，其特征在于：

所述适用于半导体材料的拉丝式切割机还包括：

转动轴，与所述转动台构成止转连接；

转动座，固定在所述工作台顶部且设有供所述转动轴穿过的轴孔；

其中，所述转动轴穿过所述转动座的轴孔从而使所述转动台与所述工作台构成转动连接；

所述翻转进给装置包括：

翻转电机，其电机轴与所述转动轴构成止转连接以能带动所述转动轴转动；

角度卡盘，固定安装至所述工作台且位于所述转动台的一侧；

角度卡块，至少具有卡紧所述角度卡盘的卡紧位置和放松所述角度卡盘的放松位置；

调整螺杆，连接至所述角度卡块以驱动所述角度卡块在所述卡紧位置和放松位置的位移；

调整电机，其电机轴与所述调整螺杆构成连接以驱动所述调整螺杆的转动。

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