CN215547280U - 一种半导体晶棒滚磨机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种半导体晶棒滚磨机床，包括机床底座、位于机床底座上方的横梁、安装在所述横梁上的Z轴进给滑台及驱动Z轴进给滑台运动的Z轴驱动装置、安装在Z轴进给滑台底部的夹具组、安装在机床底座上的上料导轨、安装在所述上料导轨上的上料输送滑台、检测滑台和驱动机构、安装在上料输送滑台上的上料定心装置、安装在检测滑台上的毛坯检测装置与X射线晶向检测仪、安装在机床底座上的晶棒磨削装置和安装在晶棒磨削装置上的加工检测装置。本实用新型实现了全自动加工，机械上料、机械检测确定磨削次数，减少了人工操作，增大了工作效率和工作精度。

Description

一种半导体晶棒滚磨机床

技术领域

本实用新型涉及硅棒加工技术领域，具体而言是一种半导体晶棒滚磨机床。

背景技术

目前市场广泛应用的半导体晶棒滚磨机，多采用人工上料、装夹、找正、检测等方式进行加工。这种人工上下料、人工检测确定磨削次数，单次磨削后人工检测尺寸的加工方式，在保证加工质量的前提下，加工效率较低。且根据操作人员的水准高低，检测方法的差异，晶棒加工的一致性较差。

而且现有的滚磨机床因机械部件多，而造成占地面积过大。

实用新型内容

根据上述技术问题，而提供一种半导体晶棒滚磨机床。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种半导体晶棒滚磨机床，包括：

机床底座；

横梁，其设置在所述机床底座的上方，延伸方向与所述机床底座的长度方向平行；

Z轴进给滑台，安装在所述横梁上，并与所述横梁滑动连接；

Z轴进给驱动装置，安装在所述横梁上，用于驱动所述Z轴进给滑台沿所述横梁的延伸方向水平运动；Z轴进给驱动装置可采用丝杠，丝杠的输出端与Z轴进给滑台连接，输入端与电机连接；

夹具组，安装在所述Z轴进给滑台底部，用于轴向夹持晶棒的两个端面，且驱动晶棒围绕其轴线转动；

上料导轨组，安装在所述机床底座上，且其设置在所述机床底座的头端，延伸方向沿所述机床底座的宽度方向；

上料输送滑台，安装在所述上料导轨组上，与所述上料导轨组滑动连接；

上料输送滑台驱动机构，用于驱动所述上料输送滑台沿所述上料导轨组的延伸方向水平运动；上料输送滑台驱动机构可采用丝杠，丝杠的输出端与上料输送滑台连接，输入端与电机连接；

检测滑台，安装在所述上料导轨组上，与所述上料导轨组滑动连接；

检测滑台驱动机构，用于驱动所述检测滑台沿所述上料导轨组的延伸方向水平运动；检测滑台驱动机构，可采用丝杠，丝杠的输出端与检测滑台连接，输入端与电机连接；

上料定心装置，安装在所述上料输送滑台上，用于径向夹持晶棒的外壁，并使晶棒的轴线与所述机床底座的长度方向平行；

毛坯检测装置，安装在所述检测滑台，用于检测晶棒的毛坯尺寸和加工余量；

X射线晶向检测仪，安装在所述检测滑台，用于检测晶棒的晶线；

晶棒磨削装置，安装在所述机床底座的侧部，用于磨削晶棒；以及

加工检测装置，安装在所述晶棒磨削装置上，用于检测晶棒加工后的尺寸。加工检测装置可以采用探针和气缸的组合，气缸推动探针进行伸缩，进而探针进行检测。

优选地，所述夹具组包括：

Z轴丝杠，其安装在所述Z轴进给滑台上，其输入端与第一电机连接；

两个夹头，其中一个夹头与所述Z轴丝杠的输出端连接，另一个夹头与所述Z轴进给滑台固定连接；以及

电机和谐波减速器，其与固定在所述Z轴进给滑台的所述夹头连接，用于驱动此夹头围绕其轴线转动。

夹头可以采用申请号为【2020217826293】或【201820892877X】所提供的夹头；

优选地，所述晶棒磨削装置包括V形槽磨削装置和至少一个外圆及参考面磨削装置，所述V形槽磨削装置用于在所述硅棒上加工V形槽，所述外圆及参考面磨削装置用于磨削硅棒的外表面及在硅棒的外表面加工参考平面，且V形槽磨削装置和外圆及参考面磨削装置相对设置。采用多个外圆及参考面磨削装置时，多个所述外圆及参考面磨削装置并排设置，且其中一个可单独用于粗磨，其中一个可以单独用于精磨，其中一个可单独用于磨削参考面。也可以使用一个外圆及参考面磨削装置。

优选地，所述V形槽磨削装置和所述外圆及参考面磨削装置均包括：

磨削导轨，其延伸方向为所述机床底座的宽度方向；

主轴进给滑台，安装在所述磨削导轨上，并与磨削导轨滑动配合；

主轴丝杠，其输出端与所述主轴进给滑台连接，其输入端连接有电机，用于驱动所述主轴进给滑台沿所述磨削导轨方向进行水平移动；以及

磨削主轴，安装在所述主轴进给滑台上，且其输入端连接有主轴驱动机构。主轴驱动机构可以采用具有皮带轮的电机，然后通过皮带连接磨削主轴的输入端，实现磨削主轴的转动。

优选地，所述外圆及参考面磨削装置的磨削主轴通过竖直进给机构安装在所述主轴进给滑台上，所述竖直进给机构包括：

机架，竖直固定在所述主轴进给滑台上；

竖直导轨，安装在所述机架的内壁；

升降滑台，与所述竖直导轨滑动配合，且所述磨削主轴安装在所述升降滑台上以及

升降气缸，安装在所述主轴进给滑台上，且其输入端与所述升降滑台连接。

优选地，所述上料定心装置包括：

两个滑板导轨，两个所述滑板导轨平行设置，并固定在所述上料输送滑台上，且延伸方向与所述机床底座的长度方向平行；

硅棒承载装置，位于两个所述滑板导轨之间，用于承载硅棒；

两个夹爪系统，两个所述夹爪系统的延伸方向与所述机床底座的宽度方向平行，用于夹取所述硅棒承载装置所承载的所述硅棒；以及

夹爪系统驱动机构，用于驱动两个所述夹爪系统沿所述滑板导轨的延伸方向相向或相离运动；

所述夹爪系统包括：

滑板，其延伸方向与所述机床底座的宽度方向平行，其底部通过滑板滑块与两个所述滑板导轨滑动连接；

夹爪导轨，位于所述滑板上，其延伸方向与所述机床底座的宽度方向平行；

两个夹爪，两个所述夹爪的底部通过夹爪滑块与所述夹爪导轨滑动连接，两个所述夹爪相对的面具有呈V型的夹口；以及

夹爪驱动机构，位于所述滑板上，用于驱动两个所述夹爪沿所述夹爪导轨的延伸方向相向或相离运动。

优选地，所述硅棒承载装置包括：

托盘，所述托盘位于所述滑板的上方，且延伸方向与所述机床底座的长度方向平行，所述托盘的两端具有竖直向下延伸的竖板，所述托盘的长度大于或等于所述滑板导轨的长度；

晶托，固定在所述托盘的顶部，用于承载所述硅棒；

第一横板，固定在所述竖板上；

第二横板，位于所述第一横板的下方，与所述上料输送滑台固定连接；

多个滑动导向杆，竖直穿过所述第一横板和所述第二横板；

多个第一弹簧，套设在所述滑动导向杆位于所述第一横板和所述第二横板之间的部分；以及

两个限位块，分别固定在所述第一横板的下表面和所述第二横板的上表面，用于限位。

优选地，所述夹爪系统驱动机构包括：

第一左右旋双螺母丝杠，其两个输出端分别与两个所述滑板的底部固定连接，其输入端为手轮或第一电机；

所述第一左右旋双螺母丝杠通过浮动缓冲机构与所述滑板连接；

所述浮动缓冲机构包括：

丝杠固定座，固定在所述滑板的中部，所述第一左右旋双螺母丝杠的丝杆的中部通过所述丝杠固定座与所述滑板连接；

固定座，其位于所述丝杠固定座一旁，与所述上料输送滑台固定连接；

导向螺栓，其延伸方向与机床底座的长度方向平行，其远离拧动端的一端穿过所述固定座后与所述丝杠固定座固定连接；以及

第二弹簧，套设在所述导向螺栓上，其一端与所述固定座连接，另一端与所述丝杠固定座连接。

优选地，夹爪驱动机构为第二左右旋双螺母丝杠，其两个输出端分别与所述两个夹爪固定连接，其输入端为电机。

优选地，所述夹爪系统还包括：夹爪张开位置反馈机构；

优选地，所述夹爪张开位置反馈机构包括：

丝杠轴承座，固定在所述滑板的一端，且其靠近所述夹爪驱动电机，所述第二左右旋双螺母丝杠的丝杆的一端部通过所述丝杠轴承座与所述滑板连接；

夹爪张开位置触发开关，其安装在所述丝杠轴承座上，两个所述夹爪相离运动到最大行程时，靠近所述夹爪张开位置触发开关的夹爪碰触所述夹爪张开位置触发开关开启。

优选地，呈V字形的所述夹口在其开口的里端具有竖直面。

优选地，所述竖直面上安装有硅棒检测机构；

所述硅棒检测机构包括：

安装槽，加工在所述竖直面内，开口朝向所述夹口的开口外端延伸；

活塞，其外径与所述安装槽的内径相匹配，部分位于所述安装槽内，部分穿出所述安装槽的槽口；

活塞杆，其延伸方向与所述机床底座的宽度方向平行，一端穿过所述安装槽的槽底与所述活塞固定连接；

第三弹簧，位于所述安装槽内，且套设在所述活塞杆上，一端与所述活塞连接，另一端与所述安装槽的槽底连接，用于所述活塞杆复位；以及

触发开关，安装在所述夹爪不具有所述夹口的一侧，且靠近所述活塞杆的另一端；所述夹爪夹持所述硅棒后，所述活塞杆运动，所述活塞杆的另一端触发所述触发开关。

优选地，每个所述竖直面上的安装槽位置不同，或每个所述活塞穿出所述安装槽的槽口的长度不同。

或者是在所述竖直面上安装有接触式位移传感器来替代所述硅棒检测机构。

优选地，所述毛坯检测装置包括固定在所述检测滑台上的检测气缸，所述检测气缸的输出端通过检测支架连接有安装板，且所述安装板与固定在所述检测滑台上的检测导轨滑动连接，所述检测导轨的延伸方向平行于所述机床底座的宽度方向；

所述安装板上安装有探针，所述探针的输出端连接有导轮轴，所述导轮轴预压所述探针，且所述导轮轴远离所述探针的一端安装有导轮，所述导轮轴的延伸方向与所述探针的延伸方向重合，所述安装板在所述导轮轴所在处设置有导轮轴禁转机构，其用于阻碍所述导轮轴围绕其轴线转动。

优选地，所述导轮轴的侧壁上加工有平面；所述导轮轴禁转机构包括固定在所述安装板上的安装座，所述安装座朝向所述导轮的一端加工有凹槽，所述导轮轴轴向穿过所述凹槽的槽底，所述凹槽的四壁上分别设有螺纹孔，且其中一个或其中相对设置的两个螺纹孔内设有紧定螺栓，所述紧定螺栓与所述平面相配合阻碍所述导轮轴围绕其轴线转轴；所述凹槽内设有套设在所述导轮轴上的复位弹簧，且所述复位弹簧的一端与所述导轮轴具有导轮的一端连接，所述复位弹簧的另一端与所述凹槽的槽底连接，所述导轮轴具有导轮的一端外径与所述凹槽的内径相匹配。

本实用新型的工作流程如下：硅棒放在上料定心装置中，上料定心装置对硅棒进行夹持，然后上料输送滑台由机床底座的侧部运动到机床底座上，Z轴进给滑台上的夹具组在机床底座的长度方向上夹紧硅棒的两个端面；检测滑台运动到硅棒所在处，毛坯检测装置对硅棒进行尺寸检测，判断加工余量。之后Z轴进给滑台和夹具组带动硅棒运动到晶棒磨削装置处进行磨削(是根据毛坯检测装置的反馈进行磨削，且磨削过程中夹具组带动晶棒围绕其轴线转动)，在磨削过程完成后加工检测装置进行复检(粗磨完成后进行尺寸检测，之后精磨，精磨完成后依然复检)，之后Z轴进给滑台运动到原位置，检测滑台滑出，X射线晶向检测仪对磨削后的硅棒进行晶向检测，检测完晶线后重新运动到晶棒磨削装置处进行OF平面(参考平面)或V形Notch槽(V形槽)加工，之后硅棒返回到原位置，进行下料。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型实现了全自动加工，机械上料、机械检测确定磨削次数，减少了人工操作，增大了工作效率和工作精度。

2、合理利用结构和空间，可有效压缩机床占地空间尺寸。

3、本实用新型可以实现将不同直径规格的圆柱形晶圆毛坯棒料保持同一中心固定夹紧。且可根据不同长度硅棒，调节夹紧点跨距，保证晶圆毛坯中轴线水平。且具有棒料夹紧直径规格检测及是否有料检测功能。且具有棒料受到轴向推力时卸荷功能。且具有棒料夹紧动作助推功能。且具有夹爪张开位置反馈功能。

4、在毛坯检测装置中的探针上增加了滚轮，实现了硅棒的连续检测，增加了检测效率和检测精度。

基于上述理由本实用新型可在硅棒加工等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本实用新型具体实施方式中一种半导体晶棒滚磨机床结构示意图。

图2为本实用新型具体实施方式中另一视角小一种半导体晶棒滚磨机床结构示意图。

图3为本实用新型具体实施方式中一种半导体晶棒滚磨机床结构分布图(俯视)。

图4为本实用新型具体实施方式中夹具组结构示意图。

图5为本实用新型具体实施方式中外圆及参考面磨削装置主视图。

图6为本实用新型具体实施方式中上料定心装置结构示意图。

图7为本实用新型具体实施方式中上料定心装置另一视角下结构示意图。

图8为本实用新型具体实施方式中浮动缓冲机构结构示意图。

图9为本实用新型具体实施方式中硅棒检测机构结构示意图。

图10为本实用新型具体实施方式中毛坯检测装置结构示意图。

图11为图10中A-A向剖视图。

图中：1、机床底座；2、横梁；3、Z轴进给滑台；4、Z轴进给驱动装置；5、夹具组；501、Z轴丝杠；502、夹头；503、电机和谐波减速器；

6、上料导轨组；7、上料输送滑台；8、上料输送滑台驱动机构；9、检测滑台；10、检测滑台驱动机构；11、上料定心装置；1101、滑板导轨；1102、滑板；1103、夹爪导轨；1104、夹爪；1105、第二左右旋双螺母丝杠；1106、夹爪驱动电机；1107、第一左右旋双螺母丝杠；1108、手轮；1109、托盘；1110、晶托；1111、第一横板；1112、第二横板；1113、滑动导向杆；1114、第一弹簧；1115、限位块；1116、丝杠固定座；1117、固定座；1118、导向螺栓；1119、第二弹簧；1120、丝杠轴承座；1121、夹爪张开位置触发开关；1122、竖直面；1123、安装槽；1124、活塞；1125、活塞杆；1126、第三弹簧；1127、触发开关；

12、毛坯检测装置；1201、检测气缸；1202、检测支架；1203、安装板；1204、检测导轨；1205、探针；1206、导轮轴；1207、导轮；1208、安装座；1209、紧定螺栓；1210、复位弹簧；1211、导轮轴安装螺丝；

13、X射线晶向检测仪；14、晶棒磨削装置；1401、V形槽磨削装置；1402、外圆及参考面磨削装置；1403、磨削导轨；1404、主轴进给滑台；1405、磨削主轴；1406、主轴驱动机构；1407、机架；1408、竖直导轨；1409、升降滑台；1410、升降气缸；15、加工检测装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1～10所示，一种半导体晶棒滚磨机床，包括：

机床底座1；

横梁2，其设置在所述机床底座1的上方，延伸方向与所述机床底座1的长度方向平行；

Z轴进给滑台3，安装在所述横梁2上，并与所述横梁2滑动连接；

Z轴进给驱动装置4，安装在所述横梁2上，用于驱动所述Z轴进给滑台3沿所述横梁2的延伸方向水平运动；Z轴进给驱动装置4可采用丝杠，丝杠的输出端与Z轴进给滑台3连接，输入端与电机连接；

夹具组5，安装在所述Z轴进给滑台3底部，用于轴向夹持晶棒的两个端面，且驱动晶棒围绕其轴线转动；

上料导轨组6，安装在所述机床底座1上，且其设置在所述机床底座1的头端，延伸方向沿所述机床底座1的宽度方向；为了结构的稳定性通常采用两根导轨；

上料输送滑台7，安装在所述上料导轨组6上，与所述上料导轨组6滑动连接；

上料输送滑台驱动机构8，用于驱动所述上料输送滑台7沿所述上料导轨组6的延伸方向水平运动；上料输送滑台驱动机构8可采用丝杠，丝杠的输出端与上料输送滑台7连接，输入端与电机连接；

检测滑台9，安装在所述上料导轨组6上，与所述上料导轨组6滑动连接；

检测滑台驱动机构10，用于驱动所述检测滑台9沿所述上料导轨组6的延伸方向水平运动；检测滑台驱动机构10，可采用丝杠，丝杠的输出端与检测滑台9连接，输入端与电机连接；

上料定心装置11，安装在所述上料输送滑台7上，用于径向夹持晶棒的外壁，并使晶棒的轴线与所述机床底座1的长度方向平行；

毛坯检测装置12，安装在所述检测滑台9，用于检测晶棒的毛坯尺寸和加工余量；

X射线晶向检测仪13，安装在所述检测滑台9，用于检测晶棒的晶线；晶棒磨削装置14，安装在所述机床底座1的侧部，用于磨削晶棒；以及

加工检测装置15，安装在所述晶棒磨削装置14上，用于检测晶棒加工后的尺寸。加工检测装置15可以采用探针和气缸的组合，气缸推动探针进行伸缩，进而探针进行检测。

所述夹具组5包括：Z轴丝杠501，其安装在所述Z轴进给滑台3上，其输入端与第一电机连接；Z轴丝杠501的轴线与所述机床底座的长度方向平行，为了确保夹头的运动稳定，可以采用在Z轴进给滑台3上设置导轨，将夹头502设置在导轨上，与导轨滑动配合。两个夹头502，其中一个与所述Z轴丝杠501的输出端连接，另一个与Z轴进给滑台3的底部固定连接，夹头502可以采用申请号为【2020217826293】或【201820892877X】所提供的夹头；固定在所述Z轴进给滑台3底部的夹头502与电机和谐波减速器503，连接，电机和谐波减速器503用于驱动此夹头502围绕其轴线转动。

所述晶棒磨削装置14包括V形槽磨削装置1401和至少一个外圆及参考面磨削装置1402，所述V形槽磨削装置1401用于在所述硅棒上加工V形槽，所述外圆及参考面磨削装置1402用于磨削硅棒的外表面及在硅棒的外表面加工参考平面，且V形槽磨削装置1401和外圆及参考面磨削装置1402相对设置。采用多个外圆及参考面磨削装置1402时，多个所述外圆及参考面磨削装置1402并排设置，且其中一个可单独用于粗磨，其中一个可以单独用于精磨，其中一个可单独用于磨削参考面。也可以使用一个外圆及参考面磨削装置1402。

优选地，所述V形槽磨削装置1401和所述外圆及参考面磨削装置1402均包括：磨削导轨1403，其延伸方向为所述机床底座1的宽度方向；主轴进给滑台1404，安装在所述磨削导轨1403上，并与磨削导轨1403滑动配合；主轴丝杠，其输出端与所述主轴进给滑台连接，其输入端连接有电机，用于驱动所述主轴进给滑台1404沿所述磨削导轨1403方向进行水平移动；以及磨削主轴1405，安装在所述主轴进给滑台1404上，且其输入端连接有主轴驱动机构1406。主轴驱动机构1406可以采用具有皮带轮的电机，然后通过皮带连接磨削主轴的输入端，实现磨削主轴的转动。

优选地，所述外圆及参考面磨削装置1402的磨削主轴1405通过竖直进给机构安装在所述主轴进给滑台1404上，所述竖直进给机构包括：机架1407，竖直固定在所述主轴进给滑台1404上；竖直导轨1408，安装在所述机架1407的内壁；升降滑台1409，与所述竖直导轨1408滑动配合，且所述磨削主轴1405安装在所述升降滑台1409上；以及升降气缸1410，安装在所述主轴进给滑台1404上，且其输入端与所述升降滑台1409连接。所述加工检测装置15安装在所述升降滑台1409上。

优选地，所述上料定心装置11包括：两个滑板导轨1101，两个所述滑板导轨1101平行设置，并固定在所述上料输送滑台7上，且延伸方向与所述机床底座1的长度方向平行；

硅棒承载装置，位于两个所述滑板导轨1101之间，用于承载硅棒；

两个夹爪系统，两个所述夹爪系统的延伸方向与所述机床底座1的宽度方向平行，用于夹取所述硅棒承载装置所承载的所述硅棒；以及

夹爪系统驱动机构，用于驱动两个所述夹爪系统沿所述滑板导轨1101的延伸方向相向或相离运动；

所述夹爪系统包括：滑板1102，其延伸方向与所述机床底座1的宽度方向平行，其底部通过滑板滑块与两个所述滑板导轨1101滑动连接；夹爪导轨1103，位于所述滑板1102上，其延伸方向与所述机床底座1的宽度方向平行；两个夹爪1104，两个所述夹爪1104的底部通过夹爪滑块与所述夹爪导轨1103滑动连接，两个所述夹爪1104相对的面具有呈V型的夹口；以及夹爪驱动机构，位于所述滑板1102上，用于驱动两个所述夹爪1104沿所述夹爪导轨的延伸方向相向或相离运动。

优选地，夹爪驱动机构为第二左右旋双螺母丝杠1105，其两个输出端分别与所述两个夹爪1104固定连接，其输入端为夹爪驱动电机1106。

优选地，所述夹爪系统驱动机构包括：第一左右旋双螺母丝杠1107，其两个输出端分别与两个所述滑板1102的底部固定连接，其输入端为手轮1108或第一电机；

优选地，所述硅棒承载装置包括：托盘1109，所述托盘1109位于所述滑板1102的上方，且延伸方向与所述机床底座1的长度方向平行，所述托盘1109的两端具有竖直向下延伸的竖板，所述托盘1109的长度大于或等于所述滑板导轨1101的长度；晶托1110，固定在所述托盘1109的顶部，用于承载所述硅棒；第一横板1111，固定在所述竖板上；第二横板1112，位于所述第一横板1111的下方，与所述上料输送滑台7固定连接；多个滑动导向杆1113，竖直穿过所述第一横板1111和所述第二横板1112；多个第一弹簧1114，套设在所述滑动导向杆1113位于所述第一横板1111和所述第二横板1112之间的部分；以及两个限位块1115，分别固定在所述第一横板1111的下表面和所述第二横板1112的上表面，用于限位。

所述第一左右旋双螺母丝杠1107通过浮动缓冲机构与所述滑板1102连接；

所述浮动缓冲机构包括：丝杠固定座1116，固定在所述滑板1102的中部，所述第一左右旋双螺母丝杠1107的丝杆的中部通过所述丝杠固定座1116与所述滑板1102连接；固定座1117，其位于所述丝杠固定座1116一旁，与所述上料输送滑台7固定连接；导向螺栓1118，其延伸方向与所述机床底座1的长度方向平行，其远离拧动端的一端穿过所述固定座1117后与所述丝杠固定座1116固定连接；以及第二弹簧1119，套设在所述导向螺栓1118上，其一端与所述固定座1117连接，另一端与所述丝杠固定座1116连接。

优选地，所述夹爪系统还包括：夹爪张开位置反馈机构；所述夹爪张开位置反馈机构包括：丝杠轴承座1120，固定在所述滑板1102的一端，且其靠近所述夹爪驱动电机1106，所述第二左右旋双螺母丝杠1105的丝杆的一端部通过所述丝杠轴承座1120与所述滑板1102连接；夹爪张开位置触发开关1121，其安装在所述丝杠轴承座1120上，两个所述夹爪1104相离运动到最大行程时，靠近所述夹爪张开位置触发开关1121的夹爪1104碰触所述夹爪张开位置触发开关1121开启。

优选地，呈V字形的所述夹口在其开口的里端具有竖直面1122。所述竖直面1122上安装有硅棒检测机构；所述硅棒检测机构包括：安装槽1123，加工在所述竖直面1122内，开口朝向所述夹口的开口外端延伸；活塞1124，其外径与所述安装槽1123的内径相匹配，部分位于所述安装槽1123内，部分穿出所述安装槽1123的槽口；活塞杆1125，与所述机床底座1的宽度方向平行，一端穿过所述安装槽1123的槽底与所述活塞1124固定连接；第三弹簧1126，位于所述安装槽1124内，且套设在所述活塞杆1125上，一端与所述活塞1124连接，另一端与所述安装槽1123的槽底连接，用于所述活塞杆1125复位；以及触发开关1127，安装在所述夹爪1104不具有所述夹口的一侧，且靠近所述活塞杆1125的另一端；所述夹爪1104夹持所述硅棒后，所述活塞杆1125运动，所述活塞杆1125的另一端触发所述触发开关1127。

优选地，每个所述竖直面1122上的安装槽1123位置不同，或每个所述活塞1124穿出所述安装槽1123的槽口的长度不同。或者是在所述竖直面1122上安装有接触式位移传感器来替代所述硅棒检测机构。

优选地，所述毛坯检测装置12包括固定在所述检测滑台9上的检测气缸1201，所述检测气缸1201的输出端通过检测支架1202连接有安装板1203，且所述安装板1203与固定在所述检测滑台9上的检测导轨1204滑动连接，所述检测导轨1204的延伸方向平行于所述机床底座1的宽度方向；

所述安装1203板上安装有探针1205，所述探针1205的输出端连接有导轮轴1206，所述导轮轴1206预压所述探针1205，且所述导轮轴1206远离所述探针1205的一端安装有导轮1207，所述导轮轴1206的延伸方向与所述探针1205的延伸方向重合，所述探针1205的延伸方向平行与所述机床底座1的宽度方向，所述安装板1203在所述导轮轴1206所在处设置有导轮轴禁转机构，其用于阻碍所述导轮轴1206围绕其轴线转动。

优选地，所述导轮轴1206的侧壁上加工有平面；所述导轮轴1206禁转机构包括固定在所述安装板1203上的安装座1208，所述安装座1208朝向所述导轮1207的一端加工有凹槽，所述导轮轴1206轴向穿过所述凹槽的槽底，所述凹槽的四壁上分别设有螺纹孔，且其中一个或其中相对设置的两个螺纹孔内设有紧定螺栓1209，所述紧定螺栓1209与所述平面相配合阻碍所述导轮轴1206围绕其轴线转轴，紧定螺栓1209顶紧所述平面后，向回旋转一下，保证导轮轴1206的顺利伸缩；所述凹槽内设有套设在所述导轮轴1206上的复位弹簧1210，且所述复位弹簧1210的一端与所述导轮轴1206具有导轮1207的一端连接，所述复位弹簧1210的另一端与所述凹槽的槽底连接，所述导轮轴1206具有导轮1207的一端外径与所述凹槽的内径相匹配。导轮轴1206穿过所述安装座1208的一端固定有导轮轴安装螺丝1211，所述导轮轴安装螺丝1211与所述探针1205的输出端接触连接，并预压所述探针1205。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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。

Claims (10)

1.一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，包括：

机床底座；

横梁，其设置在所述机床底座的上方，延伸方向与所述机床底座的长度方向平行；

Z轴进给滑台，安装在所述横梁上，并与所述横梁滑动连接；

Z轴进给驱动装置，安装在所述横梁上，用于驱动所述Z轴进给滑台沿所述横梁的延伸方向水平运动；

夹具组，安装在所述Z轴进给滑台底部，用于轴向夹持晶棒的两个端面，且驱动晶棒围绕其轴线转动；

上料导轨组，安装在所述机床底座上，且其设置在所述机床底座的头端，延伸方向沿所述机床底座的宽度方向；

上料输送滑台，安装在所述上料导轨组上，与所述上料导轨组滑动连接；

上料输送滑台驱动机构，用于驱动所述上料输送滑台沿所述上料导轨组的延伸方向水平运动；

检测滑台，安装在所述上料导轨组上，与所述上料导轨组滑动连接；

检测滑台驱动机构，用于驱动所述检测滑台沿所述上料导轨组的延伸方向水平运动；

上料定心装置，安装在所述上料输送滑台上，用于径向夹持晶棒的外壁，并使晶棒的轴线与所述机床底座的长度方向平行；

毛坯检测装置，安装在所述检测滑台，用于检测晶棒的毛坯尺寸和加工余量；

X射线晶向检测仪，安装在所述检测滑台，用于检测晶棒的晶线；

晶棒磨削装置，安装在所述机床底座的侧部，用于磨削晶棒；以及

加工检测装置，安装在所述晶棒磨削装置上，用于检测晶棒加工后的尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述夹具组包括：

Z轴丝杠，其安装在所述Z轴进给滑台上，其输入端与第一电机连接；

两个夹头，其中一个夹头与所述Z轴丝杠的输出端连接，另一个夹头与所述Z轴进给滑台固定连接；以及

电机和谐波减速器，其与固定在所述Z轴进给滑台的所述夹头连接，用于驱动此夹头围绕其轴线转动。

3.根据权利要求1或2所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述晶棒磨削装置包括V形槽磨削装置和至少一个外圆及参考面磨削装置，所述V形槽磨削装置用于在硅棒上加工V形槽，所述外圆及参考面磨削装置用于磨削硅棒的外表面及在硅棒的外表面加工参考平面。

4.根据权利要求3所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述V形槽磨削装置和所述外圆及参考面磨削装置均包括：

磨削导轨，其延伸方向为所述机床底座的宽度方向；

主轴进给滑台，安装在所述磨削导轨上，并与磨削导轨滑动配合；

主轴丝杠，其输出端与所述主轴进给滑台连接，其输入端连接有电机，用于驱动所述主轴进给滑台沿所述磨削导轨方向进行水平移动；以及

磨削主轴，安装在所述主轴进给滑台上，且其输入端连接有主轴驱动机构。

5.根据权利要求4所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述外圆及参考面磨削装置的磨削主轴通过竖直进给机构安装在所述主轴进给滑台上，所述竖直进给机构包括：

机架，竖直固定在所述主轴进给滑台上；

竖直导轨，安装在所述机架的内壁；

升降滑台，与所述竖直导轨滑动配合，且所述磨削主轴安装在所述升降滑台上以及

升降气缸，安装在所述主轴进给滑台上，且其输入端与所述升降滑台连接。

6.根据权利要求1所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述上料定心装置包括：

两个滑板导轨，两个所述滑板导轨平行设置，并固定在所述上料输送滑台上，且延伸方向与所述机床底座的长度方向平行；

硅棒承载装置，位于两个所述滑板导轨之间，用于承载硅棒；

两个夹爪系统，两个所述夹爪系统的延伸方向与所述机床底座的宽度方向平行，用于夹取所述硅棒承载装置所承载的所述硅棒；以及

夹爪系统驱动机构，用于驱动两个所述夹爪系统沿所述滑板导轨的延伸方向相向或相离运动；

所述夹爪系统包括：

滑板，其延伸方向与所述机床底座的宽度方向平行，其底部通过滑板滑块与两个所述滑板导轨滑动连接；

夹爪导轨，位于所述滑板上，其延伸方向与所述机床底座的宽度方向平行；

两个夹爪，两个所述夹爪的底部通过夹爪滑块与所述夹爪导轨滑动连接，两个所述夹爪相对的面具有呈V型的夹口；以及

夹爪驱动机构，位于所述滑板上，用于驱动两个所述夹爪沿所述夹爪导轨的延伸方向相向或相离运动。

7.根据权利要求6所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述硅棒承载装置包括：

托盘，所述托盘位于所述滑板的上方，且延伸方向与所述机床底座的长度方向平行，所述托盘的两端具有竖直向下延伸的竖板，所述托盘的长度大于或等于所述滑板导轨的长度；

晶托，固定在所述托盘的顶部，用于承载所述硅棒；

第一横板，固定在所述竖板上；

第二横板，位于所述第一横板的下方，与所述上料输送滑台固定连接；

多个滑动导向杆，竖直穿过所述第一横板和所述第二横板；

多个第一弹簧，套设在所述滑动导向杆位于所述第一横板和所述第二横板之间的部分；以及

两个限位块，分别固定在所述第一横板的下表面和所述第二横板的上表面，用于限位。

8.根据权利要求6所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述夹爪系统驱动机构包括：

第一左右旋双螺母丝杠，其两个输出端分别与两个所述滑板的底部固定连接，其输入端为手轮或第一电机；

所述第一左右旋双螺母丝杠通过浮动缓冲机构与所述滑板连接；

所述浮动缓冲机构包括：

丝杠固定座，固定在所述滑板的中部，所述第一左右旋双螺母丝杠的丝杆的中部通过所述丝杠固定座与所述滑板连接；

固定座，其位于所述丝杠固定座一旁，与所述上料输送滑台固定连接；

导向螺栓，其延伸方向与所述机床底座的长度方向平行，其远离拧动端的一端穿过所述固定座后与所述丝杠固定座固定连接；以及

第二弹簧，套设在所述导向螺栓上，其一端与所述固定座连接，另一端与所述丝杠固定座连接。

9.根据权利要求1所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述毛坯检测装置包括固定在所述检测滑台上的检测气缸，所述检测气缸的输出端通过检测支架连接有安装板，且所述安装板与固定在所述检测滑台上的检测导轨滑动连接，所述检测导轨的延伸方向平行于所述机床底座的宽度方向；

所述安装板上安装有探针，所述探针的输出端连接有导轮轴，所述导轮轴预压所述探针，且所述导轮轴远离所述探针的一端安装有导轮，所述导轮轴的延伸方向与所述探针的延伸方向重合，所述安装板在所述导轮轴所在处设置有导轮轴禁转机构，其用于阻碍所述导轮轴围绕其轴线转动。

10.根据权利要求9所述的一种半导体晶棒滚磨机床，其特征在于，所述导轮轴的侧壁上加工有平面；所述导轮轴禁转机构包括固定在所述安装板上的安装座，所述安装座朝向所述导轮的一端加工有凹槽，所述导轮轴轴向穿过所述凹槽的槽底，所述凹槽的四壁上分别设有螺纹孔，且其中一个或其中相对设置的两个螺纹孔内设有紧定螺栓，所述紧定螺栓与所述平面相配合阻碍所述导轮轴围绕其轴线转轴；所述凹槽内设有套设在所述导轮轴上的复位弹簧，且所述复位弹簧的一端与所述导轮轴具有导轮的一端连接，所述复位弹簧的另一端与所述凹槽的槽底连接，所述导轮轴具有导轮的一端外径与所述凹槽的内径相匹配。

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