一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置及方法，包括底座与工件动力结构

【技术实现步骤摘要】
一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置及方法


[0001]本专利技术涉及磨削
，尤其涉及一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置及方法
。

技术介绍

[0002]晶圆基片的加工精度
、
表面粗糙度和表面完整性直接影响芯片的特征线宽及其性能
,
因此实现晶圆基片的高效率
、
高质量平坦化加工是至关重要的
。
然而晶圆基片属于硬脆材料且化学反应弱，在使用传统加工方法加工过程中往往受刀具性能
、
机床精度
、
材料特性等因素影响，很难实现其高效率
、
超光滑制造，往往会在其表面出现裂纹和划痕，产生亚表面损伤
。
例如，专利
CN202021897451.7
提出一种晶圆研磨机构，该机构采用新型研磨板，研磨片相对研磨台倾斜设置，在工作时研磨片与晶圆之间为点接触，进而能够提升研磨的稳定性，保证研磨的质量，避免晶圆外表面出现烧焦或破片的问题
。
但点接触式磨削加工效率低，且磨削位置温度过高，对精度造成一定影响
。
专利
CN202022947188.4
提到一种4寸
LED
蓝宝石衬底的双面减薄加工装置，能对蓝宝石基片双面研磨，从而提高加工效率，但蓝宝石基片其硬度高，仍很大程度上影响着加工效率，而且长时间的研磨导致成本也大大提高
。
为此引入等离子体辅助晶圆晶片机械加工，可以有效提高晶片的加工精度及效率，大气等离子辅助磨削能将工件表面氧化成疏松软质改性层，有效提高磨削效率和质量为实现加工
。
[0003]因此，如何提供一种新的磨削装置及磨削方法，以提高工件表面的加工质量和加工效率，是本领域技术人员急需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置及方法
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置，包括底座与工件动力结构
、
磨削装置动力结构
、
大气等离子体激活与动力结构和磨削装置位移机构；
[0006]底座与工件动力结构包括底板
、
凸型底板
、
弓形支架
、
第三皮带轮转动轴
、
工件轴转动轴，凸型底板通过第九紧固螺钉固定在底板上端；弓形支架固定在底板一侧；凸型底板上固定有第四伺服电机；第四伺服电机的转动轴通过第三联轴器与第三皮带轮转动轴连接；第三皮带轮转动轴上通过第三紧固螺母固定有第三主动皮带轮；工件转动轴上通过第四紧固螺母固定第三从动皮带轮；第三主动皮带轮
、
第三从动皮带轮通过第三同步带传动；所述工件转动轴上端固定有多孔陶瓷吸盘；所述工件转动轴通过第五圆锥滚子轴承
、
第六圆锥滚子轴承安装在凸型底板内部；
[0007]磨削装置位移机构包括移动滑块
、
丝杆
、
第二伺服电机
、
第二伺服电机转动轴，移动滑块通过丝杆进行上下位移，所述第二伺服电机安装在弓形支架上端；所述丝杆通过第四联轴器连接在第二伺服电机转动轴上；所述丝杆通过轴承底座定位；所述轴承底座通过
第十一紧固螺钉固定在弓形支架上；
[0008]磨削装置动力结构包括磨削主轴
、
砂轮紧固件
、
第三伺服电机
、
第二皮带轮转动轴，砂轮紧固件上安装有砂轮，所述砂轮紧固件安装于磨削主轴下端，所述磨削主轴通过第一圆锥滚子轴承
、
第二圆锥滚子轴承安装在移动滑块内部；第三伺服电机固定在移动滑块上；磨削主轴上通过磨削主轴的轴肩
、
第二轴套筒固定有第二从动皮带轮；第二皮带轮转动轴上通过第二紧固螺母固定有第二主动皮带轮；所述第二皮带轮转动轴通过第二联轴器与第三伺服电机转动轴连接；所述第二主动皮带轮
、
第二从动皮带轮通过第二同步带传动；
[0009]大气等离子体激活与动力结构包括等离子体喷枪
、
气体旋转接头内套筒
、
气体旋转接头外套筒
、
第一伺服电机和第一皮带轮转动轴，等离子体喷枪通过第三圆锥滚子
、
第四圆锥滚子安装在移动滑块内部；等离子体喷枪与磨削主轴之间设置有射频电源线圈；气体旋转接头内套筒固定在等离子体喷枪上端；气体旋转接头外套筒通过第四紧固螺钉固定在移动滑块上；气体旋转接头内套筒
、
气体旋转接头外套筒通过第一深沟球轴承
、
第二深沟球轴承连接；第一伺服电机安装在移动滑块上；第一皮带轮转动轴通过第一联轴器连接在第一伺服电机转动轴上；第一皮带轮转动轴上通过第一紧固螺母固定有第一主动皮带轮；第一主动皮带轮通过第一同步带与第一从动皮带轮传动；第一从动皮带轮通过第三轴套筒
、
等离子体喷枪轴肩定位
。
[0010]优选的，底座与工件动力结构中多孔陶瓷吸盘可以吸附2～
12
英寸的工件；第四伺服电机驱动控制工件转动轴吸附着工件以
10
～
150r/min
转速转动；第五圆锥滚子轴承
、
第六圆锥滚子轴承通过工件转动轴的轴肩
、
第六轴套筒
、
第八法兰盘和第九法兰盘定位；第八法兰盘
、
第九法兰盘分别通过第八紧固螺钉
、
第十紧固螺钉安装于凸型底板上
。
[0011]优选的，磨削装置位移机构中第二伺服电机带动丝杆控制磨削主轴的上下位移，实现磨削主轴在
0.1
μ
m/s
～
10
μ
m/s
的轴向进给速度
。
[0012]优选的，磨削装置动力结构中第三伺服电机驱动控制磨削主轴上安装的砂轮紧固件夹持着砂轮以
1000
～
3000r/min
转速转动，砂轮可以是环形片状
、
圆形片状
、
方形片状
、
多边形片状等形状，片状砂轮可以是一圈或多圈环形排布；第一圆锥滚子轴承
、
第二圆锥滚子轴承通过第一法兰盘
、
第二法兰盘
、
第一轴套筒
、
第二轴套筒定位；第一法兰盘
、
第二法兰盘分别通过第一
、
第二紧固螺钉
、
第二紧固螺钉固定在移动滑块上
。
[0013]优选的，大气等离子体激活与动力结构中第一伺服电机驱动，控制等离子体喷枪以
10
～
100r/min
转速转动，等离子喷枪具有一孔或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置，其特征在于：包括底座与工件动力结构
、
磨削装置动力结构
、
大气等离子体激活与动力结构和磨削装置位移机构；底座与工件动力结构包括底板
、
凸型底板
、
弓形支架
、
第三皮带轮转动轴
、
工件轴转动轴，凸型底板通过第九紧固螺钉固定在底板上端；弓形支架固定在底板一侧；凸型底板上固定有第四伺服电机；第四伺服电机的转动轴通过第三联轴器与第三皮带轮转动轴连接；第三皮带轮转动轴上通过第三紧固螺母固定有第三主动皮带轮；工件转动轴上通过第四紧固螺母固定第三从动皮带轮；第三主动皮带轮
、
第三从动皮带轮通过第三同步带传动；所述工件转动轴上端固定有多孔陶瓷吸盘；所述工件转动轴通过第五圆锥滚子轴承
、
第六圆锥滚子轴承安装在凸型底板内部；磨削装置位移机构包括移动滑块
、
丝杆
、
第二伺服电机
、
第二伺服电机转动轴，移动滑块通过丝杆进行上下位移，所述第二伺服电机安装在弓形支架上端；所述丝杆通过第四联轴器连接在第二伺服电机转动轴上；所述丝杆通过轴承底座定位；所述轴承底座通过第十一紧固螺钉固定在弓形支架上；磨削装置动力结构包括磨削主轴
、
砂轮紧固件
、
第三伺服电机
、
第二皮带轮转动轴，砂轮紧固件上安装有砂轮，所述砂轮紧固件安装于磨削主轴下端，所述磨削主轴通过第一圆锥滚子轴承
、
第二圆锥滚子轴承安装在移动滑块内部；第三伺服电机固定在移动滑块上；磨削主轴上通过磨削主轴的轴肩
、
第二轴套筒固定有第二从动皮带轮；第二皮带轮转动轴上通过第二紧固螺母固定有第二主动皮带轮；所述第二皮带轮转动轴通过第二联轴器与第三伺服电机转动轴连接；所述第二主动皮带轮
、
第二从动皮带轮通过第二同步带传动；大气等离子体激活与动力结构包括等离子体喷枪
、
气体旋转接头内套筒
、
气体旋转接头外套筒
、
第一伺服电机和第一皮带轮转动轴，等离子体喷枪通过第三圆锥滚子
、
第四圆锥滚子安装在移动滑块内部；等离子体喷枪与磨削主轴之间设置有射频电源线圈；气体旋转接头内套筒固定在等离子体喷枪上端；气体旋转接头外套筒通过第四紧固螺钉固定在移动滑块上；气体旋转接头内套筒
、
气体旋转接头外套筒通过第一深沟球轴承
、
第二深沟球轴承连接；第一伺服电机安装在移动滑块上；第一皮带轮转动轴通过第一联轴器连接在第一伺服电机转动轴上；第一皮带轮转动轴上通过第一紧固螺母固定有第一主动皮带轮；第一主动皮带轮通过第一同步带与第一从动皮带轮传动；第一从动皮带轮通过第三轴套筒
、
等离子体喷枪轴肩定位
。2.
根据权利要求1所述的一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置，其特征在于：底座与工件动力结构中多孔陶瓷吸盘可以吸附2～
12
英寸的工件；第四伺服电机驱动控制工件转动轴吸附着工件以
10
～
150r/min
转速转动；第五圆锥滚子轴承
、
第六圆锥滚子轴承通过工件转动轴的轴肩
、
第六轴套筒
、
第八法兰盘和第九法兰盘定位；第八法兰盘
、
第九法兰盘分别通过第八紧固螺钉
、
第十紧固螺钉安装于凸型底板上
。3.
根据权利要求1所述的一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置，其特征在于：磨削装置位移机构中第二伺服电机带动丝杆控制磨削主轴的上下位移，实现磨削主轴在
0.1
μ
m/s
～
10
μ
m/s
的轴向进给速度
。4.
根据权利要求1所述的一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置，其特征在于：磨削装置动力结构中第三伺服电机驱动控制磨削主轴上安装的砂轮紧固件夹持着砂轮以
1000
～
3000r/min
转速转动，砂轮可以是环形片状
、
圆形片状
、
方形片状
、
多边形片状等形
状，片状砂轮可以是一圈或多圈环形排布；第一圆锥滚子轴承
、
第二圆锥滚子轴承通过第一法兰盘
、
第二法兰盘
、
第一轴套筒
、
第二轴套筒定位；第一法兰盘
、
第二法兰盘分别通过第一
、
第二紧固螺钉
、
第二紧固螺钉固定在移动滑块上
。5.
根据权利要求1所述的一种大气等离子体辅助工件自旋转磨削装置，其特征在于：大气等离子体激活与动力结构中第一伺服电机驱动，控制等离子体喷枪以
10
～
100r/min
转速转动，等离子喷枪具有一孔或多孔结构，孔的形状可以为圆形
、
方形...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，李钰炜，罗金星，焦振华，柴京富，宋文庆，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：