一种半导体立式磨床制造技术

本申请涉及半导体加工领域，尤其是一种半导体立式磨床。首先它包括呈竖直状布置在床身上头架、尾架、磨头机构、横移机构以及升降机构，形成立式磨床的结构。磨头机构通过两套驱动装置，实现磨头上下左右的移动，伺服电机通过减速机带动丝杆传动能够更为精准地控制移动位置和移动速度。其次，尾架机构通过丝杆传动装置和伺服驱动装置实现上顶盘的竖向移动和扭矩反馈，本发明专利技术无需额外配置液压站，减小了磨床的占地面积，可以加工更大的半导体工件。而且，装夹尺寸过大的半导体工件时，下顶盘卸下工件后会出现无法回正的情况。所以在下顶盘与头架顶尖之间设有弹簧，从上、下顶盘之间卸下半导体晶体后，借助弹簧使得下顶盘回归轴心平衡位置，以保证下次装夹时的稳定。最后，横移块配置有配重平衡装置，以防止磨头机构质量过大造成负荷过载的情况，减轻电机载荷，确保突发情况磨头机构及横移机构不会因为自重下降，确保设备安全性。确保设备安全性。确保设备安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体立式磨床


[0001]本申请涉及半导体加工领域，尤其是一种半导体立式磨床。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的不断发展，对半导体器件的加工精度和表面质量要求越来越高。通过精确控制磨削参数和磨削过程，能够实现高精度的晶圆磨削和表面光洁度要求，满足先进半导体器件的制造需求。
[0003]传统的半导体磨床通常是卧式磨床，虽然卧式磨床有着较强的加工能力，但其水平布局，需要较大的占地空间才能布置，这对一些场地有限的企业或实验室来说是一个限制因素。现有半导体磨床多数独立液压站进行晶体预紧，需额外配置液压站，加工长度受限，无法加工过长体，且无法加工过大规格晶体，最大加工规格仅能达到Φ200
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Φ400。而且，加工较大尺寸的半导体晶体时，因其表面不平整，在卸下工件后，需要手动调整装夹设备的轴心平衡，难以保证其精度，从而影响半导体晶体的加工精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种半导体立式磨床，为加工较大尺寸的半导体晶体，且保证加工精度，提供以下技术方案：
[0005]本专利技术的半导体立式磨床，其特点是，床身上布置有头架机构、尾架机构和升降机构。升降机构通过第二驱动装置连接有横移块，使得横移块实现竖向的移动和锁定，横移块通过第三驱动装置连接磨头机构，使得磨头机构实现横向的移动和锁定。头架机构含有头架主轴，头架主轴穿过床身并伸入床身内，头架主轴与床身呈转动状配合。床身内固定有驱动头架主轴转动的调速电机，调速电机输出轴与头架主轴的末端相连接。头架主轴上有头架顶尖，头架顶尖有向上的球状凸部，头架顶尖上连接有下顶盘，下顶盘有向下伸出的连接部，连接部有开口向下的凹槽，凹槽与球状凸部活动状配合。头架顶尖与下顶盘之间有多个弹簧，多个弹簧下端连接球状凸部四周的头架顶尖上表面，弹簧的上端连接凹槽四周的下顶盘下表面。尾架机构位于头架机构的一侧，尾架机构含有尾架立柱，尾架立柱底部与床身相固连，尾架机构侧壁上布置有第一驱动装置，第一驱动装置上连接有尾架连接组件，第一驱动装置为丝杆传动装置，其内部通过第一伺服电机驱动尾架连接组件，尾架连接组件通过第一驱动装置实现在尾架立柱上的竖向移动和锁定。尾架连接组件的下端连接有上顶盘，上顶盘与尾架连接组件呈转动状配合，上顶盘与下顶盘的轴心处于竖直一条直线上。
[0006]通过采用上述技术方案，头架、尾架以及升降机构呈竖直状布置在床身上，形成立式磨床的结构。磨头机构通过两套驱动装置，实现磨头上下左右的移动。尾架机构通过丝杆传动装置和轴承装置实现上顶盘的竖向移动和锁定，本申请无需额外配置液压站，减小了磨床的占地面积，可以加工更大的工件。质量过大的晶体表面存在不平的情况，下顶盘卸下工件后会出现无法回正的情况。所以在下顶盘与头架顶尖之间设有弹簧，从上、下顶盘之间卸下半导体晶体后，借助弹簧使得下顶盘回归原位，确保设备的磨削精度。
[0007]进一步地，头架主轴外部套有头架轴套，头架轴套和头架主轴一并伸入床身中，头架轴套与床身固连，头架主轴与头架轴套轴承配合，即头架主轴与床身呈转动状配合。
[0008]通过采用上述技术方案，在头架主轴外部设置有头架轴套，头架轴套起到防尘和保护的作用。头架主轴与头架轴套轴承配合，提高了头架主轴的回转精度，减少了头架主轴转动所带来的磨损。
[0009]进一步地，第一驱动装置含有竖向固定在尾架立柱一侧的两根第一导轨，两根第一导轨的同一端有垂直于第一导轨的第一侧板，第一伺服电机固定在第一侧板外侧，第一侧板内侧有第一丝杆，第一丝杆的一端穿过第一侧板与第一伺服电机的输出端相连，第一丝杆与第一侧板呈转动状配合。第一丝杆平行于两根第一导轨，且布置在两根第一导轨之间，第一丝杆上螺纹连接有第一螺母，两根第一导轨上均安装有第一滑块，尾架连接组件固定在第一滑块和第一螺母之间。
[0010]通过采用上述技术方案，固定在尾架机构上的第一驱动装置，尾架连接组件通过第一丝杆和第一伺服电机的驱动，实现上下滑动和锁定。
[0011]进一步地，尾架连接组件含有尾架底座，尾架底座与第一滑块和第一螺母固连，尾架底座的一侧固定连接有尾架主轴，尾架主轴套有尾架轴套，两者轴承配合，尾架轴套下端连接有尾架顶尖，尾架顶尖与上顶盘固定连接。
[0012]通过采用上述技术方案，尾架主轴与尾架轴套轴承配合，尾架轴套下段连接尾架顶尖和上顶盘，使得上顶盘可以转动。
[0013]进一步地，升降机构含有第一升降立柱，第一升降立柱底部与床身相固定，第二驱动装置含有竖向固定在第一升降立柱一侧的两根第二导轨，两根第二导轨的一端有垂直于第二导轨的第二侧板，第二侧板外侧有第二伺服电机，第二侧板内侧有第二丝杆，第二丝杆的一端穿过第二侧板与第二伺服电机的输出端相连，第二丝杆与第二侧板呈轴向固定状配合。第二丝杆平行于两根第二导轨，且布置在两根第二导轨之间，第二丝杆上螺纹连接有第二螺母，两根第二导轨上均安装有第二滑块，横移块固定在第二滑块和第二螺母之间。
[0014]通过采用上述技术方案，第二驱动装置通过第二丝杆和第二滑块的配合带动横移块竖向移动，丝杆传动能够更为精准地控制移动位置和移动速度。
[0015]进一步地，第三驱动装置含有横向布置在横移块侧壁上的两根第三导轨，两根第三导轨的同一端有垂直于第三导轨的第三侧板，第三侧板外侧有第三伺服电机，第三侧板内侧有第三丝杆，第三丝杆的一端穿过第三侧板与第三伺服电机的输出端相连，第三丝杆与第三侧板呈轴向固定状配合。第三丝杆平行于两根第三导轨，且布置在两根第三导轨之间。第三丝杆上螺纹连接有第三螺母，两根第三导轨上均安装有第三滑块，磨头机构固定在第三滑块和第三螺母之间。
[0016]通过采用上述技术方案，第三驱动装置通过第三丝杆和第三滑块的配合带动磨头机构横向移动，丝杆传动能够更为精准地控制移动位置和移动速度。第二驱动装置与第三驱动装置结合，使得磨头机构实现上下左右的移动。
[0017]进一步地，升降机构还含有第二升降立柱，第一升降立柱和第二升降立柱之间形成空腔。升降机构中还含有配重平衡装置，配重平衡装置含有两个链轮组，两个链轮组分别安装在升降机构顶部的两侧，两个链轮组上分别连接有链条。配重平衡装置还含有配重块，空腔中布置有用于限制配重块竖向滑动的导槽。两根链条的一端连接横移块，另一端连接
配重块。
[0018]通过采用上述技术方案，横移块搭载磨头机构，重量较大，为防止第二驱动装置损坏或对电极造成负荷过载的情况，配重平衡装置与横移块相连，可以有效平衡横移块的重量，减轻电机载荷，确保设备安全性。
[0019]进一步地，床身侧壁布置有用于观察内部的透明窗口。
[0020]通过采用上述技术方案，在床身侧壁设置窗口，便于观察、检查机床内部运转情况，可以及时发现故障进行检修。
[0021]综上所述，本申请的有益效果如下：
[0022]头架、尾架以及升降机构呈竖直状布置在床身上，形成立式磨床的结构。磨头机构通过两套驱动装置，实现磨头上下左右的移动。尾架机构通过丝杆传动装置和轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体立式磨床，包括床身，其特征在于：所述床身上布置有头架机构、尾架机构和升降机构；所述升降机构通过第二驱动装置连接有横移块，使得横移块实现竖向的移动和锁定，所述横移块通过第三驱动装置连接磨头机构，使得磨头机构实现横向的移动和锁定；所述头架机构含有头架主轴，头架主轴穿过床身并伸入床身内，所述头架主轴与床身呈转动状配合；所述床身内固定有驱动头架主轴转动的调速电机，调速电机输出轴与头架主轴的末端相连接；所述头架主轴上有头架顶尖，所述头架顶尖有向上的球状凸部，头架顶尖上连接有下顶盘，所述下顶盘有向下伸出的连接部，连接部有开口向下的凹槽，所述凹槽与球状凸部活动状配合；所述头架顶尖与下顶盘之间有多个弹簧，所述多个弹簧均匀设置在头架顶尖与下表盘之间，所述弹簧的下端连接在球状凸部四周的头架顶尖上表面，所述弹簧的上端连接凹槽四周的下顶盘下表面；所述尾架机构位于头架机构的一侧，所述尾架机构含有尾架立柱，尾架立柱底部与床身相固连，所述尾架机构侧壁上布置有第一驱动装置，第一驱动装置上连接有尾架连接组件，所述第一驱动装置为丝杆传动装置，其内部通过第一伺服电机驱动尾架连接组件，尾架连接组件通过第一驱动装置实现在尾架立柱上的竖向移动和锁定；所述尾架连接组件的下端连接有上顶盘，上顶盘与尾架连接组件呈转动状配合；所述上顶盘与下顶盘的轴心处于竖直一条直线上。2.根据权利要求1所述的半导体立式磨床，其特征在于，所述头架主轴外部套有头架轴套，头架轴套和头架主轴一并伸入床身中，所述头架轴套与床身固连，所述头架主轴与头架轴套轴承配合，即头架主轴与床身呈转动状配合。3.根据权利要求2所述的半导体立式磨床，其特征在于，所述第一驱动装置含有竖向固定在尾架立柱一侧的两根第一导轨，两根第一导轨的同一端有垂直于第一导轨的第一侧板，所述第一伺服电机固定在第一侧板外侧，第一侧板内侧有第一丝杆，所述第一丝杆的一端穿过第一侧板与第一伺服电机的输出端相连，所述第一丝杆与第一侧板呈转动状配合；第一丝杆平行于两根第一导轨，且布置在两根第一导轨之间，第一丝杆上螺纹连接有第一螺母，两根第一导轨上均安装有第一滑块，所述尾架...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹根根，吴福文，姚志雯，倪艳艳，赵长政，
申请(专利权)人：无锡连强智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：