CN2930954Y - 划片机平台基准自动对准装置 - Google Patents

Abstract

一种划片机平台基准自动对准装置，包括主轴座、带有切割头的主轴、切割基准平台及其传动装置和自动控制系统，其技术要点是：所述自动控制系统的对准电路中的对准点JK连接到与主轴连通的导体上，对准点PT连接到与固定在绝缘板上的基准平台连通的导体上，PLC通过导线与继电器、步进电机驱动器、光电隔离器和启动按钮分别连接所述的对准点。它结构设计合理，解决了现有技术中存在的定位误差大、容易受干扰、成本高、维修工作量大等缺陷。其操作容易、调节方便，不仅能实现划片机平台基准自动对准，对划片机的切割质量提供可靠的作业保障，而且降低了维修成本，明显延长划片机的使用寿命，显著提高工作效率和减少操作人员的劳动强度。

Description

划片机平台基准自动对准装置

技术领域

本实用新型涉及一种平台基准自动对准技术，特别是一种集自动化控制技术、数字电子技术、机械设计与制造技术于一体的自动化、高效划片机平台自动对准装置，对刀精度在0.003mm以内。它适用于划片机平台基准的自动校准过程，也可用于其它同类设备的自动校准过程。

背景技术

砂轮划片机是加工各种半导体等圆晶基片及其他类似基片的专用切割设备，它是半导体生产过程中一个重要的装备，主要用于半导体芯片、热敏电阻、B超换能头、太阳能电池等产品的加工。砂轮划片机是利用微细颗粒金刚石粉末制成的厚度最小为0.02mm的薄片砂轮刀，在0.1～400m/s的切割线速度下，使砂轮刀片沿被切件的分割线切进。有的只切进硅片厚度的一半，然后再采用人工掰断的方法分开，也有采用切透整个硅片厚度的方法分开。在工控机控制下的X、Y、Z、θ四个方向微电机的精密驱动下，通过X、Y、Z向的往复运动以及θ向的转动，按照预设的尺寸将大晶园分割，从而得到单个的小管芯。切割过程中需要通过冷却液来带走砂轮和工件间接触区的摩擦热、清理砂轮、冲走磨屑和润滑磨削部位。划片工作时，砂轮刀片外沿相对于工作平台的高度，是一个很重要的定位指标。如果这个指标的误差过大，会影响划片的加工质量，不但会降低生产效率，还会增加制造成本和操作人员的劳动强度。

目前，国内、外的划片机加工基准的校准一般使用以下几个方式：

一是利用定位传感器进行定位。即采用预先在一般平台的相应位置安装一个或几个传感器(也有的使用的是光传感器)的定位方法，当砂轮刀片到达其中任何一个传感器的位置时，就有执行信号输出。但是这种方法不能在一个连续的空间进行定位作业。而且，工作中基准平台根据需要经常拆卸和安装或者更换不同厚度的平台，在重新安装时就会有误差产生，上述定位方法不能自动解决经常拆装所带来的误差。这不仅容易损坏传感器，增加维修成本，而且还会受到环境、水气、粉尘、电干扰等因素的影响，给平台校准的准确性带来误差。经常更换受损的传感器，会使设备成本增加，对准作业复杂化。

二是利用高度传感器，对切割刀片的磨损进行测量，然后通过计算机的计算处理，在刀片需要切割之前对其进行补偿，以拟补由于刀片磨损引起的基准变化。这种对刀片进行磨损量处理的方法，所使用的高度传感器的传输信号是模拟量的，信号很容易受到外部环境的影响和干扰，带来传感器本身的误差，进而导致磨损量测量的不准确。该方法，不但信号容易受到干扰引起传输的可靠性下降，而且由于经常更换损坏的传感器，还会产生增加维修成本、加大维护工作量等缺点。

三是采用接触式的基准对准方式，但是，目前这种方法所采用的电路是模拟电路。它的原理是，当刀片外沿与基准平台想接触的瞬间，产生一个脉冲信号，这个脉冲信号再经过电路的处理变成方波信号。该方法使用过程中，由于受电路自身结构的限制，非常容易受到干扰，造成误操作。另外，因其电路自身的不完善，也会经常发出错误的接触信号。电路中的分立元件也经常需要更换，造成维修成本和劳动强度的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种划片机平台基准自动对准装置，它结构设计合理，解决了现有技术中存在的定位误差大、容易受干扰、成本高、维修工作量大等缺陷。其操作容易、调节方便，不仅能实现划片机平台基准自动对准，对划片机的切割质量提供可靠的作业保障，而且降低了维修成本，明显延长划片机的使用寿命，显著提高工作效率和减少操作人员的劳动强度。

本实用新型的目的是这样实现的：该装置包括主轴座、组装在主轴座上的带有切割头的主轴、切割基准平台及其传动装置和自动控制系统，其技术要点是：所述自动控制系统的对准电路中的对准点JK连接到与主轴连通的导体上，对准点PT连接到与固定在绝缘板上的基准平台连通的导体上，对准电路中的可编程控制器PLC通过导线与继电器KD1、步进电机驱动器DT、光电隔离器U1和启动按钮S1分别连接所述的对准点JK和PT。

由于本实用新型的切割基准平台用隔离板与其他部分隔离开来，接触信号通过光电隔离器U1产生，结构设计合理，所以可以排除干扰，有利于产生一个接触信号。切割头的砂轮超薄刀片通过刀片安装架组装在主轴上，主轴通过导轨及电机驱动的丝杠，实现上下连续移动，因此，可以在任何一个位置上完成对准，能满足任何厚度的平台或基片的对准要求，并可以最大限度地减少经常性装拆带来的高度误差。另外，主轴可以前后移动，通过对准点JK和PT，其操作容易、调节方便，可使主轴上的刀片在基准面上，找到一个需要的对准区域。由于该装置没有固定位置的定位传感器，所以解决了现有技术中存在的定位误差大、容易受干扰、成本高、维修工作量大等缺陷，可以在任何高度完成对准。本实用新型不仅能实现划片机平台基准自动对准，对划片机的切割质量提供可靠的作业保障，而且降低了维修成本，明显延长划片机的使用寿命，显著提高工作效率和减少操作人员的劳动强度。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的机械结构示意图。

图2是本实用新型的一种电气原理图。

图中序号说明：1绝缘板、2切割基准平台、3安装架、4砂轮超薄刀片、5主轴、电机6、导轨7、丝杆8、溜板9、主轴座10。

具体实施方式

根据图1-2详细说明本实用新型的组成和工作过程。该装置包括主轴座10、组装在主轴座10上的带有切割头的主轴5、切割基准平台2及其传动装置和自动控制系统。该装置中的自动控制系统包括控制带有切割头的主轴和切割基准平台及其传动装置动作的气动控制回路、电气控制回路和对准电路。其中的主轴座10、主轴5、由组装在主轴上的安装架3及其上的砂轮超薄刀片4构成的切割头、固定在绝缘板1上的切割基准平台2及其传动装置和自动控制系统中的气动控制回路、电气控制回路的结构与本申请人在先申请专利(申请号为200520093727.5)的结构基本相同。在此不一一赘述。

自动控制系统的对准电路中的对准点JK连接到与主轴5连通的导体上，对准点PT连接到与基准平台2连通的导体上，对准电路中的可编程控制器PLC通过导线与继电器KD1、步进电机驱动器DT、光电隔离器U1和启动按钮S1分别连接上述的对准点JK和PT。其中可编程控制器PLC、步进电机D及其驱动器DT、电阻R1、R2、R3的规格、型号应根据实际需要选取。

PLC的输出端Y7连接到步进电机驱动器DT的脉冲控制端，同时反馈到输入端X0，输入端X1连接启动按钮S1，输入端X2连接光电隔离器U1的输出端，输出端Y0连接到继电器KD1的线圈控制端，Y2连接到步进电机驱动器DT的方向控制端，COM为公共端。控制单元PLC也可以根据需要选用其它单片机或工业控制机等作为控制单元。

在非基准对准操作时，继电器KD1不工作，继电器KD1的触点KD1-1和KD1-2也不导通，对准线路得不到供电，处于不工作状态。

进行基准对准操作时，先按下“启动”按钮S1，经PLC的输入端X1输入到PLC，则PLC在Y0端输出信号，使得继电器KD1工作，继电器KD1的触点KD1-1和KD1-2导通。Y2端输出正转信号到驱动器DT，在Y7端输出高速脉冲信号，以驱动电机D正方向旋转，带动丝杆8同步旋转，使得溜板9带动主轴5及刀片4，沿运动导轨7向上运动，到达一定高度后，停止在Y7端输出高速脉冲信号，电机D停止旋转。Y2端输出反转信号到DT，在Y7端输出高速脉冲信号，以驱动电机D反方向旋转，带动丝杆8同步旋转，使得溜板9带动主轴5及刀片4，沿运动导轨7向基准平台2方向运动，在砂轮刀片外沿与基准平台接触的一瞬间，JK与PT间就连接导通，此时，U1工作，并产生一个高电平信号经PLC的输入端X2传送到PLC，则PLC停止Y7端的信号输出，电机D停止旋转。然后，经Y2端输出正方向信号到DT，在Y7端输出固定的高速脉冲数，以驱动电机D正方向旋转，带动丝杆8同步旋转，使得溜板9带动主轴5及刀片4，沿运动导轨7向上运动，到达固定高度后，停止在Y7端输出高速脉冲信号，电机D停止旋转。则可完成平台的对准工作。

Claims (1)

1、一种划片机平台基准自动对准装置，该装置包括主轴座、组装在主轴座上的带有切割头的主轴、切割基准平台及其传动装置和自动控制系统，其特征在于：所述自动控制系统的对准电路中的对准点JK连接到与主轴连通的导体上，对准点PT连接到与固定在绝缘板上的基准平台连通的导体上，对准电路中的可编程控制器PLC通过导线与继电器KD1、步进电机驱动器DT、光电隔离器U1和启动按钮S1分别连接所述的对准点JK和PT。

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