CN217442488U - 划片机及其空气主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种划片机空气主轴，主轴外壳体内布置气道，气道内设有转轴，气道的内壁面设置有对转轴的浮动偏移进行检测的浮动检测装置，浮动检测装置电连接至主轴控制器。空气主轴的轴端设置划片刀，对工作台上的被加工物进行切割，转轴布置在气道内，划片刀与被加工物接触使得转轴产生浮动偏移，设置气道内浮动检测装置，对转轴的浮动进行检测，浮动检测装置能够对转轴产生的微小偏移量进行检测，能够及时反馈至电连接的主轴控制器，从而对划片机空气主轴的工作状态进行及时控制，提高空气主轴的工作稳定性。本实用新型还提供了一种划片机。

Description

划片机及其空气主轴

技术领域

本实用新型涉及划片机技术领域，更具体地说，涉及一种划片机及其空气主轴。

背景技术

划片机作为半导体后封装的关键设备，是通过安装在空气静压高速主轴刀盘上的划片刀对晶圆进行划切，空气主轴作为执行元件，以每分钟3万到6万转速的精密加工设备。划片机主要由控制系统、水气电、空气主轴及传感器等多领域的先进技术组成，其加工精度受自身的性能和工艺参数影响外，一个重要因素是划片刀的磨损及破损程度。在工作过程中，划片机由Z轴固定的空气主轴带动高速旋转的刀片进行划切，随着加工的进行，刀片在不断磨损，因此必须对刀片的磨损程度进行在线监测。

传统的测高方法，首先对划片刀进行接触式测高，再进行非接触式测高。接触式测高是划片刀与工作台接触来获取测量数据，这样会容易划伤平台，划片刀易磨损；其次是空气主轴在主轴金属外壳产生感应电动势，且空气主轴易受水气的影响，导致在划片刀与加工平台即使未接触到时，两者间的电压也会有可能发生变化，从而影响测高精度。

当工作台上有晶圆时，接触式测高就无法进行；当主轴高速旋转出现不稳定或者划片刀出现损伤时，不能及时检测和反馈，造成经济损失和危险。非接触式测高是通过对射式光电感应开关沿着划片刀轴向直射，通过高速旋转的划片刀遮挡光线进行划片刀磨损程度测量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种划片机空气主轴，以提高空气主轴工作稳定性；本实用新型还提供了一种划片机。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种划片机空气主轴，主轴外壳体内布置气道，所述气道内设有转轴，所述气道的内壁面设置有对所述转轴的浮动偏移进行检测的浮动检测装置，所述浮动检测装置电连接至主轴控制器。

优选地，在上述划片机空气主轴中，所述浮动检测装置包括浮动传感器和信号引出线，所述浮动传感器包括环绕所述转轴周向的多个。

优选地，在上述划片机空气主轴中，所述外壳体内布置有空气轴承，所述浮动传感器固装于所述空气轴承的内壁面。

优选地，在上述划片机空气主轴中，所述浮动传感器为电容传感器或电感传感器。

优选地，在上述划片机空气主轴中，还包括与所述浮动检测装置配合，对所述转轴端部的划片刀划片切割过程中进行测高的非接触测高装置。

优选地，在上述划片机空气主轴中，所述主轴控制器包括第一信号转换器和第二信号转换器，所述第一信号转换器接收所述浮动检测装置的浮动偏移信号；

所述第二信号转换器接收所述非接触测高装置的刀片高度信号；

还包括处理器，其接收所述第一信号转换器和所述第二信号转换器发出的转换信号，并生成所述主轴的刀片高度数据。

一种划片机，包括划片机空气主轴和承载划片被加工物的工作台，所述划片机空气主轴为如上任意一项所述的划片机空气主轴。

优选地，在上述划片机中，所述转轴的端部布置有刀片法兰，所述刀片法兰上固装有竖向布置的划片刀，所述划片刀与所述被加工物的接触推送所述转轴浮动偏移。

本实用新型提供的划片机空气主轴，主轴外壳体内布置气道，气道内设有转轴，气道的内壁面设置有对转轴的浮动偏移进行检测的浮动检测装置，浮动检测装置电连接至主轴控制器。空气主轴的轴端设置划片刀，对工作台上的被加工物进行切割，转轴布置在气道内，划片刀与被加工物接触使得转轴产生浮动偏移，设置气道内浮动检测装置，对转轴的浮动进行检测，浮动检测装置能够对转轴产生的微小偏移量进行检测，能够及时反馈至电连接的主轴控制器，从而对划片机空气主轴的工作状态进行及时控制，提高空气主轴的工作稳定性。

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型提供的划片机空气主轴的位置布置示意图；

图2为本实用新型提供的划片机空气主轴的内部结构示意图；

图3为本实施例提供的划片机空气主轴的主轴控制器的信号传送路径图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种划片机空气主轴，提高了空气主轴工作稳定性；本实用新型还提供了一种划片机。

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、完整的描述，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。基于本实用新型的实施例，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。

如图1和图2所示，图1为本实用新型提供的划片机空气主轴的位置布置示意图；图2为本实用新型提供的划片机空气主轴的内部结构示意图。

本实施例提供了一种划片机空气主轴，主轴1外壳体6内布置气道8，气道8内设有转轴10，气道8的内壁面设置有对转轴10的浮动偏移进行检测的浮动检测装置9，浮动检测装置9电连接至主轴控制器。空气主轴1的轴端设置划片刀2，对工作台5上的被加工物12进行切割，转轴10布置在气道8内，划片刀2与被加工物12接触使得转轴10产生浮动偏移，设置气道8内浮动检测装置9，对转轴10的浮动进行检测，浮动检测装置9能够对转轴10产生的微小偏移量进行检测，能够及时反馈至电连接的主轴控制器，从而对划片机空气主轴1的工作状态进行及时控制，提高空气主轴的工作稳定性。

在本案一具体实施例中，浮动检测装置9包括浮动传感器90和信号引出线91，浮动传感器90包括环绕转轴10周向的多个。

本实施例中，外壳体6内布置有空气轴承7，浮动传感器90固装于空气轴承7的内壁面。浮动传感器90为电容传感器或电感传感器。

在本实施例中，还包括与浮动检测装置9配合，对转轴10端部的划片刀7划片切割过程中进行测高的非接触测高装置。

本实施例提供的空气主轴1在工作时，安装在空气主轴1上的划片刀2跟随主轴1在Y轴龙门支架上沿Y坐标方向左右移动，同时主轴1也可以沿Z轴上下移动，进而带动划片刀2上下移动。

在划片机工作时，被加工物12，具体为晶圆12固定在陶瓷盘4上，优选通过真空吸附在陶瓷盘4上，保证工作时晶圆12稳定。陶瓷盘4固定在工作台5上，随工作台5可以沿X轴前后移动。

以对划片刀2的测高为例进行说明，测高的浮动传感器90固定在空气主轴1内部，此浮动传感器90可采用电容式传感器或者电感式传感器。外壳体6与龙门架固定，内部与空气轴承7相连，浮动传感器9固定在空气轴承7上，在工作时，转轴10在气道8中空气的作用下高速旋转，由于采用空气作为润滑剂，磨损程度降到了最低，从而确保精度始终保持稳定。划片刀2通过刀盘法兰11与转轴10精密装配。

测高进行时，主轴控制器通过程序控制将高速旋转的主轴1缓慢下移，当划片刀2触碰到晶圆12后，划片刀2会受到向上的力，并作用到刀盘法兰11上，进而使转轴10前端受到向上的作用力，由于转轴10四周有一层空气膜，没有机械接触，从而导致转轴10会发生微小的浮动偏移，向上倾斜，此时置于主轴1内部的浮动传感器90利用电场效应将检测到微小的偏移量，将接受到的信号转换成电信号，导入处理器进行计算切割主轴的高度。

由于电容或者电感传感器的响应时间极短，在划片刀2触碰到晶圆12之后，可以将划刀片2快速抬升，通过主轴1的移动，移动至NCS3的上方，进行NCS(Non-Contact Sensor，非接触式传感器)3非接触测高，将信号转换成的电信号导入处理器中处理，经过处理器运算得出划刀片2的Z轴坐标数据。

如图3所示，图3为本实施例提供的划片机空气主轴的主轴控制器的信号传送路径图。

本实施例中，主轴控制器包括第一信号转换器31和第二信号转换器32，第一信号转换器31接收浮动检测装置9的浮动偏移信号；第二信号转换器32接收非接触测高装置NCS3的刀片高度信号；还包括处理器33，其接收第一信号转换器31和第二信号转换器32发出的转换信号，并生成主轴的刀片高度数据。

在对划片刀的刀片高度进行检测时，浮动检测装置9测得的浮动偏移信号发送至第一信号转换器31，同时输送至处理器；同时空气主轴移动至NCS3，进行测高，并将测高信号传递至第二信号转换器32，第一信号转换器31和第二信号转换器32均能将检测的信号转换为电信号，经处理器33进行处理后，生成刀片数据，以对空气主轴的工作状态进行调整。

基于上述实施例中提供的划片机空气主轴，本实用新型还提供了一种划片机，包括划片机空气主轴和承载划片被加工物的工作台，该划片机上设有的划片机空气主轴为上述实施例中提供的划片机空气主轴。

由于该划片机空气主轴采用了上述实施例的划片机空气主轴，所以该划片机空气主轴由划片机空气主轴带来的有益效果请参考上述实施例。

本实施例中，转轴的端部布置有刀片法兰，刀片法兰上固装有竖向布置的划片刀，划片刀与被加工物的接触推送转轴浮动偏移。由于浮动偏移信号利用划片刀和晶圆之间的机械接触，避免了划片刀和工作台接触造成的工作台损伤。同时，当主轴高速旋转出现不稳定或者划片刀出现损伤时，划片刀的转动不平衡直接体现在转轴的浮动偏移上，从而实现主轴和划片刀工作状态的及时检测和反馈，避免造成经济损失和危险。且将浮动检测装置布置在气道内，避免潮湿环境影响，提高安全性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种划片机空气主轴，其特征在于，主轴外壳体内布置气道，所述气道内设有转轴，所述气道的内壁面设置有对所述转轴的浮动偏移进行检测的浮动检测装置，所述浮动检测装置电连接至主轴控制器。

2.根据权利要求1所述的划片机空气主轴，其特征在于，所述浮动检测装置包括浮动传感器和信号引出线，所述浮动传感器包括环绕所述转轴周向的多个。

3.根据权利要求2所述的划片机空气主轴，其特征在于，所述外壳体内布置有空气轴承，所述浮动传感器固装于所述空气轴承的内壁面。

4.根据权利要求2或3任一项所述的划片机空气主轴，其特征在于，所述浮动传感器为电容传感器或电感传感器。

5.根据权利要求4所述的划片机空气主轴，其特征在于，还包括与所述浮动检测装置配合，对所述转轴端部的划片刀划片切割过程中进行测高的非接触测高装置。

6.根据权利要求5所述的划片机空气主轴，其特征在于，所述主轴控制器包括第一信号转换器和第二信号转换器，所述第一信号转换器接收所述浮动检测装置的浮动偏移信号；

所述第二信号转换器接收所述非接触测高装置的刀片高度信号；

还包括处理器，其接收所述第一信号转换器和所述第二信号转换器发出的转换信号，并生成所述主轴的刀片高度数据。

7.一种划片机，包括划片机空气主轴和承载划片被加工物的工作台，其特征在于，所述划片机空气主轴为如权利要求1-6中任意一项所述的划片机空气主轴。

8.根据权利要求7所述的划片机，其特征在于，所述转轴的端部布置有刀片法兰，所述刀片法兰上固装有竖向布置的划片刀，所述划片刀与所述被加工物的接触推送所述转轴浮动偏移。

Images