两面抛光操作中使用的夹头组件制造技术

本发明专利技术涉及一种由一用硬材料组成的传动环的夹头组件，该传动环上至少加工了一个用于固定最好是可拆卸的用比制作传动环的材料软的材料制成的工件夹的孔．工件夹上有一个夹持和固定工件的凹坑．工件夹的较软的材料保护和垫衬工件，而用硬材料制成的传动环则可承受抛光、研磨和碾磨操作中产生的力．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在抛光、研磨或碾磨操作中夹持工件的夹头组件，特别适用于两面加工的操作。更具体地讲，本专利技术涉及一种由上面装有一个或数个工件夹头的传动环组成的夹头组件，其中，工件夹头由一种比传动环软的材料制成，以减少在抛光、研磨或碾磨中工件缺陷的产生。本专利技术主要可用于两面加工的操作，即一衬底的两面同时得到抛光、研磨或碾磨，以形成平整、一致的表面。除非另有说明，为了方便起见，此地将用较广义的术语“抛光”指各种不同类型的抛光、研磨或碾磨加工，因为本专利技术可用于上述的一种或所有的加工。典型的两面抛光机采用铁板或钢板，以及/或者各种人造或天然抛光垫以对工件表面进行抛光。在典型的抛光机中，夹持工件的各夹头组件由一传动装置传动，该传动装置，由一个内圆周带齿的固定外圆构件组成。与该固定构件同心并置于其中心的还有一个旋转传动构件，其外圆周亦带齿。带有齿形圆周的夹头组件即被置于固定构件和旋转构件之间，并与该二构件啮合。夹头组件为圆盘，上有可放置工件如半导体大圆片或铝片的圆孔。制造在两面抛光操作中使用的坚固、耐用的夹头组件的典型材料为钢和其他金属制的合金，诸如国际镍公司生产的商标为“英康耐尔”(INCONEL)和“莫耐尔”(MONEL)合金的镍合金。要制造可以承受住固定构件、旋转构件和夹头组件的传动和被传动齿在抛光过程中产生的很大的力的外齿，这些材料的高强度及硬度是重要的因素。然而，这种可使齿具有长使用寿命优点的强度和耐损性同时也带耒了一些有待克服的缺点。当抛光较软的或脆性材料，例如诸如硅、镓钆金刚砂(GGG)、砷化镓等电子衬底时，做成夹头组件内圆孔的钢或其他硬金属的硬边，以及夹头迅速运动和/或圆孔内的衬底的运动，可能会使衬底边缘碎裂以及/或者产生裂缝。这种互相作用可使衬底产生肉眼察觉不出的变形，这种变形在日后进一步的加工中会使衬底部分或全部报废。人们曾试图全部用较软的材料，如聚脂、聚乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚氯乙烯、丙烯酸盐、聚氨基甲酸乙酯、环氧物，乙缩醇[如杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours & Company)的“达尔兰”(D E L R I N)牌产品]包括用各种纤维加强的和不加强的，耒制造夹头组件。使用较软的材料有助于防止抛光工件产生缺陷，但是会过度过早磨损夹头组件的齿，从而导致夹头组件使用寿命的缩短和整个加工成本的增加。把上述的两种材料，即一种较硬的金属和一种较软的材料结合起耒使用，做成一个夹头，在较硬的核心材料上涂一层较软的材料，这种方案在夹头较厚或抛光的衬底相应较厚时使用比较有效。不过，对于较薄的衬底，因为核心材料必须做得很薄，所以制成的夹头很脆，实际上无法使用。本专利技术克服了已有技术中的一些问题，其措施是用一种硬性、耐用材料作外传动圆环，用较软的材料作夹持和保护抛光工件的工件夹。本专利技术包括一个在抛光、研磨、碾磨操作中使用的夹头组件，该夹头组件由一适宜于旋转的传动环组成，该传动环包括一传动连接装置，传动连接传动环与驱动源，该传动圆环至少有一个固定工件夹的孔，工件夹固定在孔内，工件夹适宜于将工件夹持在工件夹内的一凹坑内，传动环由一种相对耒说比较硬的材料制成，这种材料比制作工件夹的较软的材料硬，这种较硬的材料比较软的材料更能承受传动环传动时产生的力，而较软的材料则比较硬的材料更能保护和垫衬工件夹内夹持的任何工件，防止其碎裂和产生裂缝。这样，本专利技术即将已有技术中原先效率不高的单个两面夹头的两个功能分离开了，并使之能分别作有效操作。这两个功能是(1)将动作转送给抛光工件，以及(2)，在该工件抛光时对之加以保护。可以而且最好在一个夹头组件上使用几个工件夹。工件夹可包括形状各异的中央凹坑，以放置各种不同形状的待抛工件。本专利技术的工件夹最好是可拆卸的、可调换的或可在一个夹头组件中互换的。可以根据具体工件的需要用最适宜的材料，以最佳形状或尺寸制造每个工件夹。根据本专利技术，可以使用一组较贵的传动环以及一些适合不同工件的较便宜的工件夹。为了说明本专利技术，附图中显示了一种目前认为比较好的方案。然而，应该理解，本专利技术并不仅仅限于附图所示的准确布局和手段。图1为根据本专利技术的一夹头组件的一个实施方案的平面图。图2为沿图1中的夹头组件2-2线的垂直剖面图，其中，抛光压磨板为部分剖视示意图。图3为根据本专利技术的夹头组件的第二个实施方案的平面图。图4为沿图3中的夹头组件4-4线的垂直剖面图，其中，抛光压磨板为部分剖视示意图。图5为根据本专利技术的夹头组件的第三个实施方案的垂直剖面图。下面详述各附图，在各图中，同样的组件标有同样的号码。在图1中，10为夹头组件。夹头组件10由一外圆周有齿14的传动环12组成。齿14被绘成齿轮齿，可以是任何一种已知的齿形，例如，渐开的。如需要，也可使用针状齿的结构。本专利技术的夹头组件10可以而且最好在两面抛光机中取代目前所用的单个夹头组件。在传动圆环12中做出一个或几个孔16，每一个孔要适合固定一个工件夹。如下所述，参阅附图3，最好在传动环中只做出一个孔。最好用铣或切削，而不是用压制的方法在传动环中加出孔16。铣或切削可使孔缘平整，从而提高工件夹的寿命。工件夹16的位置及相互间距可以是任意的，只要各孔与传动环之间有足够的距离且各相邻孔之间有足够的间距，不致过度磨损传动环或在各种抛光加工中在对准各孔时产生互相干扰。目前认为如图所示的那样，沿传动环的中心向四周圆形散开、等距离排布这些孔比较好。最好将各孔16排成一个圆，该圆的圆周通过每个孔的中心，这样，自传动环12的中心至任何一有孔16的中心的距离的二倍的长度即限定出了一尺寸，该尺寸可以称为工件夹圆的直径。将工件夹18、20、22、24和26塞入孔16，并由之固定。工件夹可以较松地固定在孔16中，这样，这些工件夹及各工件夹中夹持的工件一般可由如图2中38处所示的下抛光垫或研磨板支撑。在有些情况下，抛光加工中所用的水力及其他力可能会使工件和工件夹的位置略高于下抛光或研磨板。与任何一种具体的传动环一起使用的工件夹最好有统一的外直径，这样，可以拆卸并由其他工件夹替换。工件夹内加工出了一凹坑，工件或衬底28、30、32、34和36即置于其中。工件或衬底可以是两主要表面都要抛光的单片衬底，也可以是背对背放置在凹坑内，中间隔有或不隔有聚合薄膜或纤维纸分隔物的两片衬底。在后一种情况下使用两面抛光机，各衬底只有一个主要表面可得到有效的抛光。工件夹的凹坑的形状和尺寸可相同，如图中工件夹18，20，22和24所示，也可以各具不同的形状和尺寸，如图中工件夹26所示，因此，衬底28，30，32和34的水平横截面都是圆的，而工件36的水平横截面则是方的。图1中所示的各种形状只是为了说明问题的，因为任何一个工件夹的凹坑都可定制成与工件相同的形状。而且，尽管工件36有不同形状以及工件夹26的凹坑也有各种不同的相应形状，工件夹26可以跟图1中所示其他任何一个工件夹互换。图1中所示的工件夹有一圆周，以对应于抛光的许多衬底的一般形状，然而，孔16、工件夹18，20，22，24和26以及工件28，30，32，34和36也可采用其他形状，这些形状不必与任何给定传动环中的形状一致或类同。如图2所示，传动环12一般是与夹头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抛光、研磨或碾磨操作的夹头组件，由一适合于安装后旋转的传动环组成，该传动环包括将传动环与传动源作传动连接的传动连接装置，传动环上至少有一个固定一工件夹的孔，孔中固定有一个工件夹，工件夹适宜于件夹中加工成的凹坑内固定一工件，传动环由比制成的工件夹的较软的材料硬的材料制作，该相对较硬的材料可以比较软的材料更好地承受传动环传动时产生的力，较软的材料能比较硬的材料更好地保护和垫衬工件夹内夹持的任何工件，防止其碎裂和产生裂缝。

【技术特征摘要】
US 1985-4-8 7206441.一种用于抛光、研磨或碾磨操作的夹头组件，由一适合于安装后旋转的传动环组成，该传动环包括将传动环与传动源作传动连接的传动连接装置，传动环上至少有一个固定一工件夹的孔，孔中固定有一个工件夹，工件夹适宜于件夹中加工成的凹坑内固定一工件，传动环由比制成的工件夹的较软的材料硬的材料制作，该相对较硬的材料可以比较软的材料更好地承受传动环传动时产生的力，较软的材料能比较硬的材料更好地保护和垫衬工件夹内夹持的任何工件，防止其碎裂和产生裂缝。2.一种根据权项1的夹头组件，其中工件夹以可拆卸的方式固定在孔内。3.一种根据权项2的夹头组件，其中传动环上有数个孔，每个孔内固定有一个工件夹。4.一种根据权项2的夹头组件，其中第一个工件夹具有与孔的形状对应的圆周的形状，以及一个形状对应于第一个工件的形状的凹坑，第一个工件夹可以被其圆周形状对应于孔的形状，其凹坑形状不同于第一个工件夹的凹坑形状以对应于第二个工件的形状的第二个工件夹调换。5.一种根据权项4的夹头组件，其中传动环由金属制成，工件夹由合成聚合树脂制成。6.一种根据权项5的夹头组件，其中传动环由包括钢、不锈钢和镍合金在内的一组材料中选出的一种金属制成，而工件夹则包括聚氨基甲酸乙酯、聚脂、聚乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、乙缩醇、尼龙、环氧物、苯酚、密胺、丙烯酸盐聚合物的一组材料中选出...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉D巴丁格，米歇尔D卡贝利，
申请(专利权)人：罗德尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]