一种晶圆减薄机的刚度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种晶圆减薄机的刚度测量装置及方法，所述刚度测量装置包括施力模块、位移测量模块、视觉辅助模块和信号处理模块。本发明专利技术采用弧形施力板、压电陶瓷片与蝶形弹簧的复合结构作为核心施力单元，通过压电陶瓷片加载模拟真实磨削力，蝶形弹簧提供施力缓冲；在数据处理中，实时计算瞬时刚度值并动态分析作用力‑位移曲线的曲率变化，当满足刚度突变条件或曲率发生显著变化时，及时识别异常并停止测试。本发明专利技术解决了因几何失配、厚度过大无法在减薄机狭小空间安装测量整机刚度的问题，集成的过载保护机制确保了安全性，创新的数据处理方法能实时捕捉刚度突变，显著提高了对设备在稳定工作区间内刚度评估的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械测量，具体涉及一种晶圆减薄机的刚度测量装置及方法。

技术介绍

1、晶圆减薄作为半导体功率器件制造的关键工艺，其加工精度直接受减薄机磨削系统（转台-床身-立柱-主轴）性能的影响。在磨削减薄过程中，砂轮主轴与转台间形成的弧形接触界面承受持续的偏载磨削力，其导致的减薄机非线性弹性变形已成为制约加工精度提升的关键瓶颈。磨削系统刚度作为抵抗偏置磨削力的核心性能指标，其精准测量是定量评估机床动态性能、指导转台-床身-立柱-主轴刚度链结构优化的核心技术基础，更是实现大尺寸晶圆稳定加工的前提保障。

2、现有刚度测量装置多聚焦于车床、数控机床等设备的关键功能部件（如主轴），通常采用气缸、电缸或液压缸等施力模块，借助固定于工作台的刚性加载头对所述单体部件施加载荷，并配合位移传感器记录位移以获取其刚度。目前尚无一种能够在该紧凑空间内模拟磨削过程并实现磨削系统整体刚度测量的装置。

3、现有刚度测量装置存在三方面显著缺陷：其一，点/线接触加载模式与减薄机主轴-转台间实际弧形接触方式几何失配，导致载荷分布状态严重偏离真实磨削工况；其二，施力模本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种晶圆减薄机的刚度测量装置，所述晶圆减薄机包括床身（1）、工作台（2）、转台（3）、真空吸盘（4）、主轴座（6）、砂轮主轴（7）、Z轴溜板（8）、Z轴电机（9）、Z轴丝杠（10）、Z轴导轨（11）和数控系统；

2.根据权利要求1所述一种晶圆减薄机的刚度测量装置，其特征在于：所述施力模块（14）包括转台侧弧形施力板（1401）、压电陶瓷片（1402）、转接板Ⅰ（1403）、蝶形弹簧（1404）、转接板Ⅱ（1405）、微型压电促动器（1406）、力传感器（1407）、砂轮主轴侧弧形施力板（1408）、施力板半径调整环Ⅰ（1409）、施力板半径调整环Ⅱ（1410）和导向柱（1...

【技术特征摘要】

1.一种晶圆减薄机的刚度测量装置，所述晶圆减薄机包括床身（1）、工作台（2）、转台（3）、真空吸盘（4）、主轴座（6）、砂轮主轴（7）、z轴溜板（8）、z轴电机（9）、z轴丝杠（10）、z轴导轨（11）和数控系统；

2.根据权利要求1所述一种晶圆减薄机的刚度测量装置，其特征在于：所述施力模块（14）包括转台侧弧形施力板（1401）、压电陶瓷片（1402）、转接板ⅰ（1403）、蝶形弹簧（1404）、转接板ⅱ（1405）、微型压电促动器（1406）、力传感器（1407）、砂轮主轴侧弧形施力板（1408）、施力板半径调整环ⅰ（1409）、施力板半径调整环ⅱ（1410）和导向柱（1411）：所述转台侧弧形施力板（1401）安装于转台（3）上，所述转台侧弧形施力板（1401）上表面装配多个压电陶瓷片（1402），所述压电陶瓷片（1402）顶部固定转接板ⅰ（1403），所述转接板ⅰ（1403）上表面沿圆周方向均布蝶形弹簧（1404），所述蝶形弹簧（1404）顶部抵接转接板ⅱ（1405），所述转接板ⅱ（1405）上表面安装力传感器（1407），所述力传感器（1407）顶部装配砂轮主轴侧弧形施力板（1408）；

3.根据权利要求1所述一种晶圆减薄机的刚度测量装置，其特征在于：所述压电陶瓷片（1402）的数量满足按以下公式确定：

4.根据权利要求1所述一种晶圆减薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐嘉慧，朱祥龙，康仁科，董志刚，蔡引娣，高尚，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：