TWM532337U - 彈性平面研磨設備 - Google Patents

Description

彈性平面研磨設備

本創作涉及一種彈性平面研磨設備，尤其涉及一種用以研磨載板或工件的平面研磨設備。

現有的平面研磨設備利用磨輪(如陶瓷刷輪)進行載板或工件的研磨作業，另有一種並聯式平面研磨設備，其包含一床台、多個加工台面及多個研磨單元，該些加工台面設置於床台上，可自動將載板運送到各個加工台面，分別利用該些研磨單元進行研磨，並自動將研磨完成的載板搬離加工台面，以增進研磨設備的自動化，減少人工支出，同時提升加工效率。

惟，上述的並聯式平面研磨設備，其僅具有單一床台，床台穩定性不佳，同時作業容易受到干擾，且該平面研磨設備不具彈性變化，難以形成多樣配置。

綜上所述，本創作人有感上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合學理的應用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的創作。

本創作所要解決的技術問題，在於提供一種彈性平面研磨設備，床台獨立，同時作業不受干擾，穩定性較佳，且具彈性變化，可形成多樣配置。

為了解決上述的技術問題，本創作提供一種彈性平面研磨設備，包括：至少兩個床台，每一床台設有至少一個加工台面；每個加工台面設置有一承載台，用以分別固定欲進行研磨的載板，該承載台能沿著一Y軸方向移動；每一個加工台面上方設置一個研磨單元，該研磨單元各包含一Z向移動基座、一主軸馬達及一磨輪，該主軸馬達設置於該Z向移動基座上，該磨輪與該主軸馬達連接，該主軸馬達能用以驅動該磨輪旋轉，該Z向移動基座能沿著一X軸方向及一Z軸方向移動，該研磨單元的磨輪能用以研磨其所對應之加工台面的承載台上的載板；每一研磨單元設置一自動量測單元，該自動量測單元包含至少一驅動裝置及至少一感測器，該至少一感測器連接於該至少一驅動裝置，該至少一驅動裝置能驅動該至少一感測器沿著該Z軸方向移動，該自動量測單元用於量測其所分別對應之加工台面的承載台及其上之載板的Z軸方向位置；以及一移載單元，其係用以移載各承載台上之載板。

本創作至少具有下列的優點：本創作的彈性平面研磨設備包括至少兩個床台，每一床台設有至少一個加工台面，每個加工台面設置有一承載台，每一個加工台面上方設置一個研磨單元，每一研磨單元設置一自動量測單元。本創作具有獨立設置的床台，同時作業不受干擾，穩定性較佳，且本創作的彈性平面研磨設備並聯多單元配置，具彈性變化，可形成多樣配置。

再者，本創作的承載台能沿著Y軸方向移動，Z向移動基座能沿著X軸及Z軸方向移動，使該研磨單元的磨輪能用以研磨其所對應之加工台面的承載台上的載板。本創作的彈性平面研磨設備在X軸、Y軸及Z軸方向皆能控制移動，移除能力較佳，且具有較佳的加工精度。

本創作每一研磨單元設置一碰刀修銳單元，其具有碰刀修銳的功能，研磨後磨輪直接利用修銳工具進行修銳，修銳後磨輪可 碰觸位置感測器確認Z軸正確位置，可以直接再進行加工作業，以減少精度的誤差。

本創作每一研磨單元設置一自動量測單元，其具有自動量測的功能，可以利用驅動裝置帶動感測器升降，系統可以預設預留加工量，當研磨到預設量時，自動量測功能啟用，會先量測加工台面位置作零點確認，再進行量測載板高度位置，確認實際高度誤差後進行最終的精修動作，故能達到高精度的研磨尺寸。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

1‧‧‧床台

2‧‧‧加工台面

21‧‧‧承載台

211‧‧‧底座

212‧‧‧陶瓷吸盤

213‧‧‧真空吸附面

214‧‧‧外框部

215‧‧‧真空溝槽

22‧‧‧第一馬達

23‧‧‧第一導軌

3‧‧‧研磨單元

31‧‧‧Z向移動基座

32‧‧‧主軸馬達

33‧‧‧磨輪

34‧‧‧第二馬達

35‧‧‧第二導軌

37‧‧‧外殼

38‧‧‧皮帶輪組

39‧‧‧X向基座

4‧‧‧碰刀修銳單元

41‧‧‧修銳工具

42‧‧‧位置感測器

43‧‧‧保護蓋

5‧‧‧自動量測單元

51‧‧‧驅動裝置

52‧‧‧感測器

53‧‧‧導引機構

531‧‧‧固定座

532‧‧‧升降座

6‧‧‧載板

7‧‧‧移載單元

71‧‧‧搬運手臂

72‧‧‧搬運手臂

圖1為本創作彈性平面研磨設備的立體圖。

圖1A為圖1的A部分詳圖。

圖2為本創作彈性平面研磨設備的前視圖。

圖3為本創作彈性平面研磨設備的側視圖。

圖4為本創作彈性平面研磨設備的俯視圖。

圖5為本創作碰刀修銳單元的立體圖。

圖6為本創作自動量測單元的立體圖。

圖7為本創作承載台的立體圖。

圖7A為圖7的B部分詳圖。

圖8為本創作承載台的俯視圖。

以下藉由特定的具體實例說明本創作彈性平面研磨設備的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭示的內容輕易地瞭解本創作的其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與 應用，在不悖離本創作的精神下進行各種修飾與變更。又本創作的圖式僅為簡單說明，並非依實際尺寸描繪，亦即未反應出相關構成的實際尺寸，先予敘明。以下的實施方式進一步詳細說明本創作的觀點，但並非以任何觀點限制本創作範疇。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖4，本創作提供一種彈性平面研磨設備，用以研磨載板或其他工件，該彈性平面研磨設備包括床台1、加工台面2、研磨單元3及自動量測單元5(如圖6所示)。

床台1為穩固的架構，可放置於地面上，用以支撐及連接加工台面2、研磨單元3及自動量測單元5等裝置。床台1設有至少兩個，每一床台1設有至少一個加工台面2，在本實施例中揭示設有兩個床台1，其中一床台1設有兩個加工台面2，另一床台1設有三個加工台面2。

每個加工台面2設置有一承載台21，用以分別固定欲進行研磨的載板6，載板6可為玻璃基板、IC載板等薄型的載板或其他工件。該承載台21包含一陶瓷吸盤，另者該承載台21包含一永電磁盤等，其構造並不限制，載板6搬運到加工台面2上後，可以固定在承載台21上，例如以真空吸附或磁吸方式固定。該承載台21能沿著一Y軸方向移動，亦即承載台21能沿著如圖1所示的前、後方向移動。具體而言，該加工台面2的承載台21各以一第一馬達22驅動，第一馬達22可以利用螺桿等傳動機構連接承載台21，且承載台21各滑動的配合於第一導軌23上，因此可利用第一馬達22驅動承載台21能沿著Y軸方向移動，當對加工台面2上的載板6進行研磨時，承載台21可沿著Y軸方向往復運動。惟，所述承載台21的傳動機構及導軌的構造並不限制，可以現有的各種傳動及導引構造予以取代。

每一個加工台面2上方設置一個研磨單元3，研磨單元3各包含一Z向移動基座31、一主軸馬達32及一磨輪33，主軸馬達32 設置於Z向移動基座31上，磨輪33與主軸馬達32動力連接，亦即磨輪33可通過皮帶輪組38等傳動機構與主軸馬達32連接。磨輪33的中心軸平行於X軸方向，磨輪33可以隨著Z向移動基座31移動，且主軸馬達32能用以驅動磨輪33旋轉。各磨輪33係選擇為一粗研磨或細研磨之其中之一者，以便彈性配置粗研磨、細研磨及拋光等多樣配置。主軸馬達32及皮帶輪組38的外側也可覆蓋一外殼37，用以保護主軸馬達32及皮帶輪組38等構件。Z向移動基座31能沿著一X軸方向移動，亦即Z向移動基座31能沿著如圖1所示的左、右方向移動。具體而言，該研磨單元3尚包括有一X向基座39，且研磨單元3的Z向移動基座31各以一第二馬達34驅動，亦即第二馬達34可以利用螺桿等傳動機構連接該X向基座39，X向基座39各滑動的配合於第二導軌35上(如圖1A所示)，因此可利用第二馬達34驅動X向基座39能沿著X軸方向移動。當對加工台面2上的載板6進行研磨時，X向基座39即可帶動Z向移動基座31、主軸馬達32及磨輪33沿著X軸方向往復運動，使磨輪33可以沿著X軸方向對載板6進給而進行研磨。惟，所述X向基座39的傳動機構及導軌的構造並不限制，可以現有的各種傳動及導引構造予以取代。

主軸馬達32能沿著如圖1所示的上、下方向移動，使該研磨單元3的磨輪33能用以研磨其所對應之加工台面2的承載台21上的載板6。具體而言，Z向移動基座31各滑動的配合於其所對應之X向基座39上，Z向移動基座31可在X向基座39上沿著Z軸方向滑動，因此可利用第三馬達(圖略)驅動Z向移動基座31能沿著Z軸方向移動，第三馬達可以利用螺桿等傳動機構連接Z向移動基座31，Z向移動基座31各滑動的配合於X向基座39上，因此可利用第三馬達驅動Z向移動基座31，而使該研磨單元3能沿著Z軸方向移動。當對加工台面2上的載板6進行研磨時，主軸馬達32及磨輪33即可沿著Z軸方向往復運動，使磨輪33可以 沿著Z軸方向對載板6進給而進行研磨。惟，所述Z向移動基座31的傳動機構及導軌的構造並不限制，可以現有的各種傳動及導引構造予以取代。

本創作還包括有一移載單元7，其係用以移載各承載台21上之載板6，該移載單元7設有能沿著X軸方向移動的搬運手臂71、72(如圖3所示)。在研磨的操作中，可以利用搬運手臂71、72，將載板6搬運到加工台面2的承載台21上，並將該載板6固定後，即可利用第三馬達帶動研磨單元3向下移動(沿著Z軸方向)，使磨輪3至預定高度，而後開始進行載板6表面的研磨，承載台21可以進行往復移動(沿著Y軸方向)，以進行載板6縱向(沿著Y軸方向)的研磨。另以Z向移動基座31帶動磨輪33沿著X軸方向移動，以進行載板6橫向(沿著X軸方向)的研磨。當該載板6研磨完成後，即可利用第三馬達帶動磨輪33上升，利用移載單元7將完成研磨的載板6搬離加工台面2，待下一個欲研磨的載板6移動至定位後，再重覆進行上述的研磨操作。本創作的移載單元7可以自動化進出料，生產效益較高，減少人員操作錯誤。

請參閱圖5，本創作每一研磨單元3設置一碰刀修銳單元4，碰刀修銳單元4包含一修銳工具41及一位置感測器42，該修銳工具41較佳但不限制為鑽石筆，修銳工具41設置在磨輪33的活動範圍內，該修銳工具41能用以與磨輪33接觸以對該磨輪33進行修整。該位置感測器42為一種接觸式感測器，位置感測器42設置在修銳工具41的旁側，並位於磨輪33的活動範圍內，該位置感測器42能用以在磨輪33修銳前、後感測該磨輪33的輪面的位置，從而感測出該磨輪33的直徑，再將其感測值傳輸至一控制單元(未圖式)，並由控制單元計算出該磨輪33之修銳量。該位置感測器42未使用時能以一保護蓋43覆蓋。

請參閱圖6，本創作的每一研磨單元3設置一自動量測單元5，例如可設置於主軸馬達32外側所覆蓋的外殼37上。該自動量 測單元5包含至少一驅動裝置51及至少一感測器52，驅動裝置51可為氣缸或馬達等裝置，驅動裝置51可以固定於研磨單元3的外側，感測器52可為探規等裝置，感測器52連接於驅動裝置51，驅動裝置51能驅動感測器52沿著Z軸方向移動，該自動量測單元5用於量測其所分別對應之加工台面2的承載台21及其上之載板6的Z軸方向位置。在每片載板6研磨前可先進行加工台面2高度量測確認，研磨至預留量後再進行載板6的高度量測，接著進行最終精度控制研磨。該自動量測單元5設於研磨單元3外側，自動量測單元5在進行量測時，驅動裝置51作動而伸長，進而改變感測器52的Z軸方向位置，使得研磨單元3於Z軸向下移動時，感測器52會比磨輪33先接觸待測物，該待測物可為承載台21上的載板，或承載台21的外框部214。

在本實施例中，該研磨單元3與其對應之自動量測單元5的感測器52之間各設置有一導引機構53，該導引機構53包含一固定座531及一升降座532，固定座531固定於研磨單元3的一側，升降座532滑動的設置於固定座531，感測器52固定於升降座532上，升降座532能在固定座531上沿著Z軸方向移動，用以帶動感測器52能沿著Z軸方向穩定的升降移動。

[第二實施例]

請參閱圖7及圖8，在本實施例中，該承載台21包含一底座211及一陶瓷吸盤212，底座211設置於床台1上，陶瓷吸盤212設置於底座211上，陶瓷吸盤212可為一體成型的多孔性陶瓷，陶瓷吸盤212具有一真空吸附面213，底座211的頂部於陶瓷吸盤212的外側形成一外框部214，真空吸附面213與底座211的外框部214可位於同一水平面。外框部214靠近陶瓷吸盤212的位置凹設有至少一真空溝槽215(如圖7A所示)，本實施例揭示真空溝槽215設置有兩個，該兩個真空溝槽215間隔的圍繞於陶瓷吸盤212的外側。真空溝槽215可連接於適當的抽真空裝置(抽氣 裝置)，陶瓷吸盤212及真空溝槽215各自分別具有獨立控制的真空迴路。真空溝槽215圍繞於陶瓷吸盤212的外側，可用於排出切削液與磨屑，以減少磨屑被陶瓷吸盤212吸入而產生多孔材質堵塞的情形發生。

本創作的彈性平面研磨設備包括至少兩個床台，每一床台設有至少一個加工台面，每個加工台面設置有一承載台，每一個加工台面上方設置一個研磨單元，每一研磨單元設置一自動量測單元。本創作具有獨立設置的床台，同時作業不受干擾，穩定性較佳，且本創作的彈性平面研磨設備並聯多單元配置，具彈性變化，可形成多樣配置。

再者，本創作的承載台能沿著Y軸方向移動，Z向移動基座能沿著X軸及Z軸方向移動，使該研磨單元的磨輪能用以研磨其所對應之加工台面的承載台上的載板。本創作的彈性平面研磨設備在X軸、Y軸及Z軸方向皆能控制移動，移除能力較佳，且具有較佳的加工精度。

本創作每一研磨單元設置一碰刀修銳單元，其具有碰刀修銳的功能，研磨後磨輪直接利用修銳工具進行修銳，修銳後磨輪可碰觸位置感測器確認Z軸正確位置，可以直接再進行加工作業，以減少精度的誤差。

本創作每一研磨單元設置一自動量測單元，其具有自動量測的功能，可以利用驅動裝置帶動感測器升降，系統可以預設預留加工量，當研磨到預設量時，自動量測功能啟用，會先量測加工台面位置作零點確認，再進行量測載板高度位置，確認實際高度誤差後進行最終的精修動作，故能達到高精度的研磨尺寸。

以上所述僅為本創作的優選實施例，非意欲侷限本創作的專利保護範圍，故凡運用本創作說明書及附圖內容所為的等效變化，均同理皆包含於本創作的權利保護範圍內，合予陳明。

1‧‧‧床台

2‧‧‧加工台面

21‧‧‧承載台

22‧‧‧第一馬達

23‧‧‧第一導軌

3‧‧‧研磨單元

31‧‧‧Z向移動基座

32‧‧‧主軸馬達

33‧‧‧磨輪

34‧‧‧第二馬達

35‧‧‧第二導軌

37‧‧‧外殼

38‧‧‧皮帶輪組

6‧‧‧載板

7‧‧‧移載單元

Claims (10)

1. 一種彈性平面研磨設備，包括：至少兩個床台，每一床台設有至少一個加工台面；每個加工台面設置有一承載台，用以分別固定欲進行研磨的載板，該承載台能沿著一Y軸方向移動；每一個加工台面上方設置一個研磨單元，該研磨單元各包含一Z向移動基座、一主軸馬達及一磨輪，該主軸馬達設置於該Z向移動基座上，該磨輪與該主軸馬達連接，該主軸馬達能用以驅動該磨輪旋轉，該Z向移動基座能沿著一X軸方向及一Z軸方向移動，該研磨單元的磨輪能用以研磨其所對應之加工台面的承載台上的載板；每一研磨單元設置一自動量測單元，該自動量測單元包含至少一驅動裝置及至少一感測器，該至少一感測器連接於該至少一驅動裝置，該至少一驅動裝置能驅動該至少一感測器沿著該Z軸方向移動，該自動量測單元用於量測其所分別對應之加工台面的承載台及其上之載板的Z軸方向位置；以及一移載單元，其係用以移載各承載台上之載板。
2. 如請求項1所述的彈性平面研磨設備，其中該加工台面的承載台包含一底座及一陶瓷吸盤，該底座設置於相對應的床台上，該陶瓷吸盤設置於該底座上，該底座的頂部於該陶瓷吸盤的外側形成一外框部，該外框部靠近該陶瓷吸盤的位置凹設有至少一真空溝槽，該至少一真空溝槽圍繞於該陶瓷吸盤的外側，用於排出切削液與磨屑。
3. 如請求項1所述的彈性平面研磨設備，其中各磨輪係選擇為一粗研磨或細研磨之其中之一者。
4. 如請求項2所述的彈性平面研磨設備，其中該加工台面的承載台的陶瓷吸盤為一體成型的多孔性陶瓷，該陶瓷吸盤具有一真空吸附面，該真空吸附面與該底座的外框部位於同一水平面。
5. 如請求項2所述的彈性平面研磨設備，其中該加工台面的承載台的陶瓷吸盤及真空溝槽各自分別具有獨立控制的真空迴路。
6. 如請求項1所述的彈性平面研磨設備，其中該加工台面的承載台包含一永電磁盤。
7. 如請求項1所述的彈性平面研磨設備，其中每一研磨單元設置一碰刀修銳單元，該碰刀修銳單元包含一修銳工具及一位置感測器，該修銳工具設置在該磨輪的活動範圍內，該修銳工具能用以與該磨輪接觸以對該磨輪進行修整，該位置感測器設置在該修銳工具的旁側，並位於該磨輪的活動範圍內，該位置感測器能用以在該磨輪修銳前、後感測該磨輪的輪面的位置，從而感測出該磨輪的直徑與磨耗量。
8. 如請求項1所述的彈性平面研磨設備，其中該研磨單元與其對應之自動量測單元的感測器之間各設置有一導引機構，該導引機構包含一固定座及一升降座，該固定座固定於該研磨單元的一側，該升降座滑動的設置於該固定座，該感測器固定於該升降座上，該升降座能在該固定座上沿著該Z軸方向移動。
9. 如請求項1所述的彈性平面研磨設備，其中該研磨單元尚包括有一X向基座，且該加工台面的承載台各以一第一馬達驅動，該承載台各滑動的配合於第一導軌上，能沿著該Y軸方向移動；該Z向移動基座各以一第二馬達驅動，該第二馬達各連接一X向基座，該X向基座各滑動的配合於一第二導軌，該Z向移動基座各滑動的配合於該X向基座上，使該Z向移動基座能沿著該X軸方向及該Z軸方向移動。
10. 如請求項1所述的彈性平面研磨設備，其中該移載單元設有能沿著該X軸方向移動的搬運手臂。