CN109910188A - 一种划片机龙门切削双刀具机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种划片机龙门切削双刀具机构，包括：两组砂轮组件，由刀片和空气主轴组成，用于晶圆片的切割加工，安装于划片机的机架上；金属工作盘，位于砂轮组件的下前方，用于放置工件；W轴DD马达，用于工件的角度位置调整，便于后续工序的加工；Y轴电机，用于刀具Y轴的进给；控制***，控制双刀具的同步运动，以及工作盘的进给运动、Z轴的下降运动和W轴的旋转运动等；本发明解决了晶圆片划片加工中的加工效率较低的问题，有益于划片机的广泛应用。

Description

一种划片机龙门切削双刀具机构

技术领域

本发明涉及划片机切削加工领域，特别是涉及到一种划片机龙门切削双刀具机构。

背景技术

划片机是半导体加工的关键设备，可以加工的主要材料有单晶硅、多晶硅的集成电路、石英、陶瓷、太阳能电池片等。可加工的材料范围高，加工要求精度高，因此要求对于各个轴的控制达到非常高的精度。

在对工件进行切削加工时，划片机的Z轴下降，利用高速旋转的主轴带动金刚石刀具对工件进行划切加工。该过程是高速微量加工，切削速度不高，加工完一个工件需要几分钟的时间。且由于加工过程中带来的裂片等问题，使得加工效率很低。要提升加工效率且保证加工质量，一般的方法有提高进给速度或者采用双刀切割。提高进给速度可能会带来裂片以及不能完全切透等问题，因此，采用双刀切割是可行性最高的方法。

综上，针对现有划切装备存在的不足，亟需一种结构能够高效地对晶圆片进行加工且保证加工质量。

发明内容

本发明的目的是为了解决划片机加工过程中加工速度慢、加工效率低的缺点而提出来的一种新型的划片机龙门切削双刀具机构。

本发明采用了如下技术方案：

一种新型划片机龙门切削双刀具机构,其特征在于,包括:

机架组件，包括金属板和底座，用于安装其他组件；

进给组件，包括Y轴进给***，Z轴升降***和W轴旋转***，用于实现刀具的Y轴进给和Z轴升降，以及工件的W轴旋转,安装于机架组件上；

两组切割组件，用于切割工件,安装于进给组件上；

控制***，控制双刀具的进给、下降、切割、W轴的转动及两个刀具之间的同步运动。

进一步，Y轴进给***包括Y轴进给电机、齿形联轴器Ⅰ、齿形联轴器Ⅱ、Y轴滚珠丝杆Ⅰ和Y轴滚珠丝杆Ⅱ，Y轴进给电机分别与齿形联轴器Ⅰ和齿形联轴器Ⅱ相配合，两个齿形联轴器分别与Y轴滚珠丝杆Ⅰ和Y轴滚珠丝杆Ⅱ相连接；Z轴升降***包括Z轴升降电机、Z轴联轴器与Z轴丝杆，Z轴升降电机通过Z轴联轴器与Z轴丝杆连接，实现Z轴的升降运动；W轴旋转***包括两个DD马达和与之连接的工作盘Ⅰ、工作盘Ⅱ，W轴DD马达实现工作盘W轴的转动。

进一步，工作盘Ⅰ和工作盘Ⅱ为金属材质，更加耐用。

进一步，切割组件包括空气主轴Ⅰ、空气主轴Ⅱ、刀具Ⅰ和刀具Ⅱ，空气主轴Ⅰ和刀具Ⅰ固定连接，空气主轴Ⅱ和刀具Ⅱ固定连接。

进一步，空气主轴Ⅰ和刀具Ⅰ通过锁紧螺母Ⅰ连接，空气主轴Ⅱ和刀具Ⅱ通过锁紧螺母Ⅱ连接，便于刀具的拆卸。

进一步，Y轴进给***装有光栅尺，进一步提升Y轴的进给精度。

进一步，两根空气主轴之间的距离根据工作盘Ⅰ和工作盘Ⅱ的大小决定。

本发明的有益效果：通过对现有的砂轮划片机的切削子***进行了改进优化设计，利用两个金刚石刀具对晶圆片进行切削加工，在现有的基础上显著的提高了晶圆片的加工效率。

附图说明

图1为本发明的新型划片机龙门切削双刀具机构俯视示意图；

图2为本发明的新型划片机龙门切削双刀具机构侧视示意图；

1、Y轴进给电机，2、金属板，3、空气主轴Ⅰ，4、刀片Ⅰ，5、锁紧螺母Ⅰ，6、金属工作盘Ⅰ，7、齿形联轴器Ⅱ，8、Y轴丝杆Ⅱ，9、齿形联轴器Ⅰ，10、Y轴丝杆Ⅰ，11、空气主轴Ⅱ，12、锁紧螺母Ⅱ，13、刀片Ⅱ，14、金属工作盘Ⅱ，15、Z轴丝杆，16、联轴器，17、Z轴升降电机，18、底座，19、W轴DD马达，20、光栅尺。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加的清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种机构的技术方案：一种新型的划片机龙门切削双刀具机构包括切割组件和进给组件以及机架组件、控制***，所述切割组件包括空气主轴Ⅰ和空气主轴Ⅱ，以及刀具Ⅰ和刀具Ⅱ，两者之间的连接通过锁紧螺母Ⅰ和锁紧螺母Ⅱ；所述的切割组件还包括两个金属工作盘6和14，位于刀片的下前方；所述的进给组件实现刀具的Y轴进给和Z轴的下降运动以及W轴的转动，包括Y轴进给电机1与两个齿形联轴器7和9配合，带动Y轴滚珠丝杆8和10转动，从而实现Y轴的进给运动；Z轴升降电机15通过Z轴联轴器16与Z轴丝杆连接，实现Z轴的升降运动；W轴DD马达19控制金属工作盘实现W轴的转动；机架组件包括金属板2和底座18，切割组件与进给组件均固定于金属板2和底座18上。

其中，刀具通过锁紧螺母安装在空气主轴上，空气主轴连接Z轴丝杆，由Z轴电机带动上下运动。

具体的，为了进一步提升Y轴的进给精度，Y轴加装了光栅尺20。

进一步，双刀具控制***，控制双刀具的进给、下降切割W轴的转动及两个刀具之间的同步运动。

本具体实施方式的工作原理为：***发出进给命令，运动控制卡向Y轴驱动器发出脉冲，驱动器驱动Y轴电机运动，通过与齿形联轴器的配合，同时带动两根Y轴滚珠丝杆转动，将电机的回转运动转化为直线运动，从而带动空气主轴在Y轴方向的进给。电机根据设定的脉冲当量，将收到的脉冲数量转换为进给量，且由于是一个电机同时驱动两根丝杆同时转动，因此，两根空气主轴的Y轴方向的运动是同步的。当刀片进给到最远端，***控制Z轴下降以及金属工作盘到达确定的工位，主轴旋转带动刀片旋转，根据选择的切割工艺，对工件进行切割。切割完成后，***回到原位。为了提升Y轴的精度，***利用光栅尺作为Y轴进给的反馈。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变换，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种划片机龙门切削双刀具机构,其特征在于,包括:

机架组件，包括金属板(2)和底座(18)，用于安装其他组件；

进给组件，包括Y轴进给***，Z轴升降***和W轴旋转***，用于实现刀具的Y轴进给和Z轴升降，以及工件的W轴旋转,安装于所述机架组件上；

两组切割组件，用于切割工件,安装于所述进给组件上；

控制***，控制双刀具的进给、下降、切割、W轴的转动及两个刀具之间的同步运动。

2.如权利要求1所述的划片机龙门切削双刀具机构，其特征在于，所述Y轴进给***包括Y轴进给电机(1)、齿形联轴器Ⅰ(9)、齿形联轴器Ⅱ(7)、Y轴滚珠丝杆Ⅰ(10)和Y轴滚珠丝杆Ⅱ(8)，所述Y轴进给电机(1)分别与所述齿形联轴器Ⅰ(9)和所述齿形联轴器Ⅱ(7)相配合，两个齿形联轴器分别与所述Y轴滚珠丝杆Ⅰ(10)和所述Y轴滚珠丝杆Ⅱ(8)相连接；Z轴升降***包括Z轴升降电机(17)、Z轴联轴器(16)与Z轴丝杆(15)，所述Z轴升降电机(17)通过所述Z轴联轴器(16)与所述Z轴丝杆(15)连接，实现Z轴的升降运动；W轴旋转***包括两个DD马达(19)和与之连接的工作盘Ⅰ(6)、工作盘Ⅱ(14)，所述W轴DD马达(19)实现工作盘W轴的转动。

3.如权利要求2所述的划片机龙门切削双刀具机构，其特征在于,所述工作盘Ⅰ(6)和所述工作盘Ⅱ(14)为金属材质。

4.如权利要求1所述的划片机龙门切削双刀具机构，其特征在于，所述切割组件包括空气主轴Ⅰ(3)、空气主轴Ⅱ(11)、刀具Ⅰ(4)和刀具Ⅱ(13)，所述空气主轴Ⅰ(3)和所述刀具Ⅰ(4)固定连接，所述空气主轴Ⅱ(11)和所述刀具Ⅱ(13)固定连接。

5.如权利要求4所述的划片机龙门切削双刀具机构，其特征在于,所述空气主轴Ⅰ(3)和所述刀具Ⅰ(4)通过锁紧螺母Ⅰ(5)连接，所述空气主轴Ⅱ(11)所述刀具Ⅱ(13)通过锁紧螺母Ⅱ(12)连接。

6.如权利要求1所述的新型划片机龙门切削双刀具机构，其特征在于，Y轴进给***装有光栅尺(20)。

7.如权利要求1所述的一种新型的划片机龙门切削双刀具机构，其特征在于,两根空气主轴之间的距离根据所述工作盘Ⅰ(6)和所述工作盘Ⅱ(14)的大小决定。