一种半导体级石英环的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体级石英环的生产工艺，涉及半导体高纯石英加工环领域，该生产工艺中使用的石英材料是高纯石英母材，通过晶锭切割、水切割、平面研磨、MC加工、脱脂洗净、化学洗净、包装，最终得到半导体级石英环，该生产工艺的优点是工艺路线简单，石英加工制品尺寸精度高，表面洗净洁净度高，可批量制造，能够满足目前半导体行业需求；该生产工艺中通过使用晶锭切割设备对石英锭进行晶锭切割，该晶锭切割设备通过限位座、夹持机构将石英锭夹持，夹持稳定性高，避免了石英锭在切割时晃动导致切割不够平整，保证了晶锭切割的精确度，也降低了石英锭原料的损耗，自动化程度高，使用便捷。使用便捷。使用便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体级石英环的生产工艺


[0001]本专利技术涉及半导体高纯石英加工环领域，具体涉及一种半导体级石英环的生产工艺。

技术介绍

[0002]石英玻璃是玻璃的一种，其他玻璃有各种各样的成分，而石英玻璃的主要成分是SiO2，石英玻璃的纯度非常高、耐热性、透光性、电气绝缘性和化学稳定性等均非常优良，故半导体产业中正好需要这样优良的性能，氧和硅在自然中组合形成氧化硅，包括氧化硅砂和无色水晶，被开采和熔炼成石英，然后被制造成最终石英制品，由于石英材料具有硬度高、易碎的特点，所以石英加工一直是业内的难点；
[0003]目前行业加工的石英制品尺寸精度低，表面状态比较粗糙，半导体级石英制品要求的材料的纯度很高，加工精度要求0.01mm以上，很难满足半导体行业的需求；
[0004]针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种半导体级石英环的生产工艺：通过将高纯石英母材晶锭经过切割、水切割、平面研磨、MC加工、脱脂洗净、化学洗净、包装，最终得到半导体级石英环，解决了现有的石英制品尺寸精度低，表面状态比较粗糙，半导体级石英制品要求的材料的纯度很高，很难满足半导体行业的需求的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种半导体级石英环的生产工艺，包括以下步骤：
[0008]步骤一：将石英锭一端放置于晶锭切割设备的输送辊上，通过限位座夹持，将石英锭另一端放入夹持机构的内腔中，通过夹持机构夹持，通过移动电机和输送电机带动石英锭向落刀槽的顶部移动，通过金刚石切割刀将石英锭进行切割，形成石英圆片；
[0009]步骤二：将石英圆片放置于水切割机的平台上面进行内外径加工，形成石英圆环粗品，内外径余量为5mm,用于后续MC加工；
[0010]步骤三：将石英圆环粗品进行平面研削加工，保证平面度以及平行度要求达0.02mm以内，平面研削之后进行MC加工，通过MC将其余所有特征尺寸加工出来，得到石英圆环半成品；
[0011]步骤四：将石英圆环半成品进行脱脂洗净，洗净时间为0.5小时，主要用于去除产品表面的有机物；
[0012]步骤五：脱脂洗净之后进行纯水超声波清洗，洗净时间控制0.5小时，目的是去除石英产品表面残留的有机物、无机物和浮于产品表面的微粒；
[0013]步骤六：纯水超声波清洗后用质量分数为2
‑
10％的聚天冬氨酸水溶液洗净，进行脱金属处理，目的是于去除产品表面的金属元素；
[0014]步骤七：之后进行最终检查，检查项目包含尺寸要求，表面粗糙度要求，产品平面
度，垂直度、表面轮廓度；
[0015]步骤八：再次进行脱脂洗净，洗净时间控制0.5小时，洗净温度控制在100℃，脱脂洗净后去除有机物、金属离子和颗粒；
[0016]步骤九：最后进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为0.5小时以上，烘干之后进行包装，得到半导体级石英环。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：所述晶锭切割设备包括安装架、输送机、支撑架、切割电机、压料气缸、滑道、夹持机构，所述安装架的一端设置有输送机，所述安装架靠近输送机的一端顶部安装有支撑架，所述安装架的顶部远离支撑架的一端两侧均安装有滑道，所述滑道上滑动连接有夹持机构。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：所述夹持机构包括滑动底座、移动电机、安装杆、安装板、夹持板、拉伸气缸、固定板、固定杆、连接板、翻转板、连接臂、夹持气缸、传动杆、齿轮柱、齿形板，所述滑动底座的顶部两端均嵌入安装有安装杆，所述安装杆的顶部两端均安装有安装板，两个所述安装板顶部相互靠近的一侧均竖直安装有夹持板，两个所述安装板顶部相互远离的一侧均竖直安装有两个拉伸气缸，两个所述安装杆的中部之间安装有连接板，所述连接板的顶部轴心处转动安装有翻转板，所述翻转板的两端顶部均转动安装有连接臂，两个所述连接臂的一端分别转动连接至两个安装板上，其中一个所述安装板的底部通过连接块连接至夹持气缸的活动杆上，所述夹持气缸嵌入安装在滑动底座的顶部。
[0019]作为本专利技术进一步的方案：两个所述安装板的正上方均设置有固定板，所述固定板安装在拉伸气缸的活动杆上，其中一个安装板的一侧上等距螺纹连接有若干个固定杆，若干个所述固定杆的一端活动贯穿另一个安装板。
[0020]作为本专利技术进一步的方案：所述滑动底座的一侧安装有移动电机，所述滑动底座的底部中间设置有齿形板，所述齿形板安装在安装架的顶部，所述滑动底座的内腔中转动安装有传动杆，所述传动杆的一端连接至移动电机的输出轴上，所述传动杆的中部套设有齿轮柱，所述齿轮柱与齿形板啮合连接。
[0021]作为本专利技术进一步的方案：所述支撑架包括支撑横板、支撑立板，所述支撑横板的两端底部均安装有支撑立板，两个所述支撑立板分别安装在安装架的顶部两侧，所述支撑横板的两侧下方分别设置有限位座、金刚石切割刀，所述限位座的顶部两端分别连接至两个压料气缸的活动杆上，所述限位座的底部呈弧形槽状，且弧形槽内壁上等弧度安装有若干个滚轮，所述金刚石切割刀的两端均安装有螺纹座，所述螺纹座位于支撑立板的内腔中，所述支撑立板的内壁上安装有滑轨，所述螺纹座与滑轨滑动连接，所述支撑立板的内腔中转动安装有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿螺纹座并与螺纹座螺纹连接，两个所述螺纹杆的顶端贯穿支撑横板的两端并连接至两个切割电机的输出轴上。
[0022]作为本专利技术进一步的方案：两个所述支撑立板的底部之间安装有落刀槽和输送辊，所述落刀槽位于金刚石切割刀的正下方，所述输送辊位于限位座的正下方，其中一个所述支撑立板的一侧底部安装有输送电机，所述输送电机的输出轴连接至输送辊的一端上。
[0023]作为本专利技术进一步的方案：所述晶锭切割设备的工作过程如下：
[0024]步骤一：将石英锭一端放置于输送辊上，启动压料气缸，压料气缸的活动杆延伸带动限位座下降将石英锭夹持，将石英锭另一端放入夹持机构的内腔中，石英锭位于安装杆的顶部，将固定杆贯穿一个固定板后螺纹连接在另一个固定板上；
[0025]步骤二：启动夹持气缸和拉伸气缸，夹持气缸的活动杆收缩，拉动其中一个安装板向连接板靠近，通过翻转板、连接臂带动另一个安装板也向连接板靠近，两个安装板相互靠近的过程中将石英锭的两侧夹持，拉伸气缸的活动杆收缩带动固定板下降，从而带动固定杆下降将石英锭的上侧夹持；
[0026]步骤三：启动移动电机，移动电机运转带动传动杆以及齿轮柱转动，由于齿轮柱、齿形板啮合连接，从而带动滑动底座在滑道滑动，启动输送电机，输送电机运转带动输送辊转动，带动石英锭向落刀槽的顶部移动；
[0027]步骤四：启动切割电机，切割电机运转带动螺纹杆转动，由于螺纹杆、螺纹座之间螺纹连接，从而带动螺纹座在滑轨上移动，进而带动金刚石切割刀下降将石英锭进行切割，形成石英圆片；
[0028]步骤五：石英圆片落至输送机上输送至下一工序。
[0029]本专利技术的有益效果：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体级石英环的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将石英锭一端放置于晶锭切割设备的输送辊(310)上，通过限位座(303)夹持，将石英锭另一端放入夹持机构(107)的内腔中，通过夹持机构(107)夹持，通过移动电机(702)和输送电机(311)带动石英锭向落刀槽(308)的顶部移动，通过金刚石切割刀(304)将石英锭进行切割，形成石英圆片；步骤二：将石英圆片放置于水切割机的平台上面进行内外径加工，形成石英圆环粗品；步骤三：将石英圆环粗品进行平面研削加工，平面研削之后进行MC加工，得到石英圆环半成品；步骤四：将石英圆环半成品进行脱脂洗净，洗净时间为0.5小时；步骤五：脱脂洗净之后进行纯水超声波清洗，洗净时间控制0.5小时；步骤六：纯水超声波清洗后进行脱金属处理；步骤七：之后进行最终检查，检查项目包含尺寸要求，表面粗糙度要求，产品平面度，垂直度、表面轮廓度；步骤八：再次进行脱脂洗净，洗净时间控制0.5小时，洗净温度控制在100℃；步骤九：最后进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为0.5小时以上，烘干之后进行包装，得到半导体级石英环。2.根据权利要求1所述的一种半导体级石英环的生产工艺，其特征在于，所述晶锭切割设备包括安装架(101)、输送机(102)、支撑架(103)、切割电机(104)、压料气缸(105)、滑道(106)、夹持机构(107)，所述安装架(101)的一端设置有输送机(102)，所述安装架(101)靠近输送机(102)的一端顶部安装有支撑架(103)，所述安装架(101)的顶部远离支撑架(103)的一端两侧均安装有滑道(106)，所述滑道(106)上滑动连接有夹持机构(107)。3.根据权利要求2所述的一种半导体级石英环的生产工艺，其特征在于，所述夹持机构(107)包括滑动底座(701)、移动电机(702)、安装杆(703)、安装板(704)、夹持板(705)、拉伸气缸(706)、固定板(707)、固定杆(708)、连接板(709)、翻转板(710)、连接臂(711)、夹持气缸(712)、传动杆(713)、齿轮柱(714)、齿形板(715)，所述滑动底座(701)的顶部两端均嵌入安装有安装杆(703)，所述安装杆(703)的顶部两端均安装有安装板(704)，两个所述安装板(704)顶部相互靠近的一侧均竖直安装有夹持板(705)，两个所述安装板(704)顶部相互远离的一侧均竖直安装有两个拉伸气缸(706)，两个所述安装杆(703)的中部之间安装有连接板(709)，所述连接板(709)的顶部轴心处转动安装有翻转板(710)，所述翻转板(710)的两端顶部均转动安装有连接臂(711)，两个所述连接臂(711)的一端分别转动连接至两个安装板(704)上，其中一个所述安装板(704)的底部通过连接块连接至夹持气缸(712)的活动杆上，所述夹持气缸(712)嵌入安装在滑动底座(701)的顶部。4.根据权利要求3所述的一种半导体级石英环的生产工艺，其特征在于，两个所述安装板(704)的正上方均设置有固定板(707)，所述固定板(707)安装在拉伸气缸(706)的活动杆上，其中一个安装板(704)的一侧上等距螺纹连接有若干个固定杆(708)，若干个所述固定杆(708)的一端活动贯穿另一个安装板(704)。5.根据权利要求3所述的一种半导体级石英环的生产工艺，其特征在于，所述滑动底座(701)的一侧安装有移动电机(702)，所述滑动底座(701)的底部中间设置有齿形板(715)，所述齿形板(715)安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，房玉林，邹琴，
申请(专利权)人：江苏富乐德石英科技有限公司，
类型：发明
国别省市：