一种晶圆减薄机磨削主轴中心供液非接触式气密封结构制造技术

一种晶圆减薄机磨削主轴中心供液非接触式气密封结构，涉及一种气密封结构

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆减薄机磨削主轴中心供液非接触式气密封结构


[0001]本专利技术涉及一种气密封结构，尤其是一种晶圆减薄机磨削主轴中心供液非接触式气密封结构，属于超精密加工装备

。

技术介绍

[0002]在集成电路制造中，由于半导体硅材料资源丰富，工艺性好，是集成电路制造中的重要集体材料
。
从集成电路的断面结构来看，大部分集成电路是在硅基体材料的浅表面层上制造，由于制造工艺的要求对晶片的尺寸精度
、
几何精度
、
表面洁净度以及表面微晶格结构提出很高要求，因此，在几百道工艺流程中不可采用较薄的晶片，只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中传递
、
流片
。
通常在集成电路封装前需要对晶片背面多余的基体材料去除一定的厚度，这一工艺过程称之为晶片背面减薄工艺，对应装备就是晶圆减薄机
。
[0003]晶圆减薄机主要用来对硅基晶片背面的磨削减薄，是一步重要的硅片制造工艺，目的是去除硅片背面多余材，以有效减小硅片封装体积，降低热阻，提高器件的散热性能，降低封装后芯片因受热不均而开裂的风险，提高产品可靠性，同时，减薄后的芯片机械性能与电气性能也得到显著提高
。
而在磨削过程中，必然会产生大量磨削热量，为最大程度抑制磨削热量的影响，必须采用大量磨削液进行充分冷却
。
以往所采用从外部浇淋磨削液的方式往往会导致不能在磨削区域进行充分冷却，所以需要从晶圆减薄机中心进行磨削液供液的方式来保证对磨削区域的充分冷却，以此来减小或消除热影响所带来的变形
。
传统形式普遍采用机械轴承加接触式密封来实现晶圆减薄机的中心通液，而晶圆减薄机一般采用气浮轴承来保证其加工过程的高精度以及稳定性
。
但采用机械轴承加接触式密封会导致减薄机失去气封轴承加工精度高
、
稳定性好的优点，并且由于机械轴承加接触式密封的结构是安装在晶圆减薄机的尾部，会使得机械轴承的轻微振动通过晶圆减薄机长轴在磨削端部进行几何放大，导致加工精度大大降低，甚至使晶圆减薄机无法在高转速下工作
。
此外，接触式密封结构还会随着使用过程的进行出现疲劳磨损，导致磨削液进入晶圆减薄机支承以及传动结构中，使得晶圆减薄机停止运转甚至会引起操作事故的发生
。
综上而言，如何在不影响晶圆减薄机性能的前提下实现可靠的中心供给磨削液是目前亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0004]为在不影响晶圆减薄机性能的前提下实现可靠的中心供给磨削液，提高晶圆减薄机的刚度及稳定性，本专利技术提供一种晶圆减薄机磨削主轴中心供液非接触式气密封结构，它通过在气封块与减薄机转子之间形成稳定的高压气膜，提高设备运行的稳定性以及加工精度的可靠性，结构简单，易于维护
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：一种晶圆减薄机磨削主轴中心供液非接触式气密封结构，包括减薄机底座及经其预设中心孔伸出的减薄机转子，所述减薄机转子为中空结构其内部作为磨削液通道，所述气密封结构还包括气封安装座
、
气封块以及磨削液通入座，所述气封安装座为环形构件并通过螺栓连接固定在减薄机底座外侧端，所
述气封块为环形构件同轴布置在气封安装座内底部，气封块外环面与气封安装座内壁胶接固定，气封块内环面中间位置加工设置环向沟槽，气封块侧壁与所述环向沟槽贯通设置径向供气通道一，气封安装座侧壁对应位置与所述径向供气通道一贯通设置径向供气通道二，气封块内环面与减薄机转子的伸出端外壁之间留有间隙，外部气源通过所述径向供气通道二供入能够在气封块与减薄机转子之间的环向沟槽上下两侧形成上气膜和下气膜，所述磨削液通入座通过螺栓封闭固定在气封安装座内顶部，磨削液通入座内部向上延伸设置供液通道，所述供液通道下端伸入所述磨削液通道内且二者之间留有间隙
。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在气封块与减薄机转子之间的间隙中形成稳定的高压气膜来阻挡倒灌的磨削液的溢出，为非接触式密封，能够避免传统机械轴承加接触式密封所引起的振动，使晶圆减薄机可以在中心通液的情况下达到较高的转速，同时又不会影响其加工精度，有助于大幅度提高设备运行的稳定性，并且不像接触式密封随着设备使用产生疲劳磨损而需要经常维护更换，能够降低设备维护成本，此外，本专利技术的气密封结构可看作小型径向气浮轴承，在实现气密封功能的前提下又在晶圆减薄机尾部提供一辅助性的径向支承，能够提高设备整体的角刚度，保障设备运行的稳定性以及加工精度的可靠性，整体结构较为简单，大大降低加工制造以及后期维护成本
。
附图说明
[0007]图1是本专利技术的剖视结构示意图；
[0008]图2是本专利技术的整体结构轴测图
。
具体实施方式
[0009]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅是专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围
。
[0010]如图1～图2所示，一种晶圆减薄机磨削主轴中心供液非接触式气密封结构，包括减薄机底座1及经其预设中心孔伸出的减薄机转子4，所述减薄机转子4为中空结构其内部作为磨削液通道4‑1，实现中心供给磨削液对晶圆减薄机的磨削加工区域进行充分冷却
。
在此基础上所述气密封结构还包括气封安装座
2、
气封块3以及磨削液通入座
6。
所述气封安装座2为环形构件并通过螺栓连接固定在减薄机底座1外侧端作为气密封结构的承载安装部件
。
所述气封块3为环形构件同轴布置在气封安装座2内底部，气封块3外环面与气封安装座2内壁胶接固定，进一步的，气封块3整体采用黄铜材料制成且表面设置润滑性能良好的陶瓷涂层，有助于提高设备运行的可靠性，气封块3与气封安装座2可通过
Α
‑
氰基丙烯酸乙酯瞬干胶进行固定
。
气封块3内环面中间位置加工设置环向沟槽3‑1，气封块3侧壁与所述环向沟槽3‑1贯通设置径向供气通道一3‑2，气封安装座2侧壁对应位置与所述径向供气通道一3‑2贯通设置径向供气通道二2‑1，由此构成气密封结构的供气气路
。
气封块3内环面与减薄机转子4的伸出端外壁之间留有间隙，外部气源通过所述径向供气通道二2‑1供入能够在气封块3与减薄机转子4之间的间隙形成稳定的高压气膜，从而在气封块3与减薄机转子4之间形成一个类似小型径向气浮轴承的结构，能够将磨削液通道4‑1中倒灌溢出的磨削液封堵
在高压气膜之外，防止磨削液经减薄机底座1的中心孔进入晶圆减薄机内部结构中，其中高压气膜分为位于环向沟槽3‑1上下两侧的上气膜8和下气膜
9。
所述磨削液通入座6通过螺栓封闭固定在气封安装座2内顶部，为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种晶圆减薄机磨削主轴中心供液非接触式气密封结构，包括减薄机底座
(1)
及经其预设中心孔伸出的减薄机转子
(4)
，所述减薄机转子
(4)
为中空结构其内部作为磨削液通道
(4
‑
1)
，其特征在于：所述气密封结构还包括气封安装座
(2)、
气封块
(3)
以及磨削液通入座
(6)
，所述气封安装座
(2)
为环形构件并通过螺栓连接固定在减薄机底座
(1)
外侧端，所述气封块
(3)
为环形构件同轴布置在气封安装座
(2)
内底部，气封块
(3)
外环面与气封安装座
(2)
内壁胶接固定，气封块
(3)
内环面中间位置加工设置环向沟槽
(3
‑
1)
，气封块
(3)
侧壁与所述环向沟槽
(3
‑
1)
贯通设置径向供气通道一
(3
‑
2)
，气封安装座
(2)
侧壁对应位置与所述径向供气通道一
(3
‑
2)
贯通设置径向供气通道二
(2
‑
1)
，气封块
(3)
内环面与减薄机转子
(4)
的伸出端外壁之间留有间隙，外部气源通过所述径向供气通道二
(2
‑
1)
供入能够在气封块
(3)
与减薄机转子
(4)
之间的环...

【专利技术属性】
技术研发人员：王波，张凯文，陈文韬，吴言功，乔政，丁飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：