一种机械加工用晶圆划片装置及其使用方法
阅读说明：本技术 一种机械加工用晶圆划片装置及其使用方法 (Wafer scribing device for machining and using method thereof ) 是由 郭光立 魏德印 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种机械加工用晶圆划片装置及其使用方法,包括底座,所述底座顶部中央设置有调整机构,所述底座顶部前端一侧通过螺钉连接有控制面板,所述调整机构包括纵向直线滑轨副、横向直线滑轨副、放置盘,所述纵向直线滑轨副顶部设置有所述横向直线滑轨副。本发明可以通过纵向直线滑轨副的横向移动,横向直线滑轨副的纵向移动,以及配合对正设备本体,实现了晶圆对正的功能,环形刻度和让位孔的设置方便了晶圆最初的放置,进而方便了晶圆的对正工作；可以通过夹紧组件对晶圆进行固定以及带动晶圆转动,并配合上下同步移动的划片组件快速的完成对晶圆双面进行划片,不仅提高了划片的效率,还能够保证正反面划片的深度相同。(The invention discloses a wafer scribing device for machining and a using method thereof. According to the invention, the wafer alignment function can be realized through the transverse movement of the longitudinal linear slide rail pair, the longitudinal movement of the transverse linear slide rail pair and the matching of the alignment equipment body, the arrangement of the annular scale and the abdication hole facilitates the initial placement of the wafer, and further facilitates the alignment work of the wafer; can fix and drive the wafer rotation through clamping component to the quick completion of synchronous movement's scribing subassembly is cut the two-sided wafer about the cooperation, has not only improved the efficiency of scribing, can also guarantee that the degree of depth of positive and negative scribing is the same.)
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种机械加工用晶圆划片装置及其使用方法。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的IC产品，晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅，二氧化硅矿石经由电弧炉提炼、盐酸氯化、并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，晶圆在加工过程中，需要对其进行划片处理，目前现有的晶圆划片设备存在以下不足：1、晶圆最初的放置随意性较大，影响后续晶圆的对正工作；2、每次只能对晶圆的一个表面进行划片处理，导致正反面划片的深度难以控制，增加了后期打磨的工作。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种机械加工用晶圆划片装置及其使用方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种机械加工用晶圆划片装置，包括底座，所述底座顶部中央设置有调整机构，所述底座顶部前端一侧通过螺钉连接有控制面板，所述调整机构包括纵向直线滑轨副、横向直线滑轨副、放置盘，所述纵向直线滑轨副顶部设置有所述横向直线滑轨副，所述横向直线滑轨副顶部通过螺栓连接有所述放置盘，所述放置盘顶部中央开设有让位孔，所述放置盘顶部蚀刻有若干个与所述让位孔同心的环形刻度，所述放置盘一侧开设有上下贯穿所述放置盘的让位槽，且所述让位槽与所述让位孔连通，这样设置可以通过纵向直线滑轨副的横向移动，横向直线滑轨副的纵向移动，以及配合对正设备本体，实现了晶圆对正的功能，环形刻度和让位孔的设置方便了晶圆最初的放置，进而方便了晶圆的对正工作，所述调整机构后方设置有夹持机构，所述夹持机构包括第一支撑板，所述第一支撑板焊接在所述底座顶部后端，所述第一支撑板的立板前端设置有驱动晶圆转动的夹紧组件，所述第一支撑板的顶板下方设置有对正设备本体，所述调整机构一侧设置有划片机构，所述划片机构包括第二支撑板、气缸、推板、第二稳定杆，所述第二支撑板焊接在所述底座顶部一侧，所述第二支撑板远离所述调整机构的一侧通过螺栓连接有所述气缸，所述气缸的输出端穿过所述第二支撑板，且通过螺栓连接有所述推板，所述推板靠近所述气缸的一侧顶部通过螺栓连接有所述第二稳定杆，所述第二稳定杆远离所述推板的一端穿过所述第二支撑板，且与所述第二支撑板滑动连接，所述推板靠近所述调整机构的一侧设置有上下同步移动的划片组件，这样设置可以通过夹紧组件对晶圆进行固定以及带动晶圆转动，并配合上下同步移动的划片组件快速的完成对晶圆双面进行划片，不仅提高了划片的效率，还能够保证正反面划片的深度相同。
优选的，所述夹紧组件包括第一双向气缸、上夹板、连接管、上夹块、下夹板、连接杆、下夹块、转动电机，所述第一双向气缸通过螺栓连接在所述第一支撑板的立板前方，所述第一双向气缸上方的输出端通过螺栓连接有所述上夹板，所述上夹板远离所述第一双向气缸的一端开设有安装孔一，该安装孔一内侧通过轴承连接有所述连接管，且所述连接管下端延伸至所述上夹板下方，所述连接管下方通过螺钉连接有环形结构的所述上夹块，所述第一双向气缸下方的输出端通过螺栓连接有所述下夹板，所述下夹板远离所述第一双向气缸的一端开设有安装孔二，该安装孔二内侧连接有所述连接杆，且所述连接杆上端延伸至所述下夹板上方，所述连接杆顶部通过螺钉连接有所述下夹块，所述连接杆下端通过键连接于所述转动电机的输出端，所述转动电机通过螺栓连接在所述下夹板下方，这样设置可以通过第一双向气缸带动上夹板和下夹板同步移动，上夹板带动连接管下降，连接管带动上夹块下降，下夹板带动连接杆上升，连接杆带动下夹块上升，实现了固定晶圆的功能，还可以通过转动电机带动连接杆转动，连接杆带动下夹块转动，使得晶圆发生转动。
优选的，当所述上夹块和所述下夹块贴合时的贴合面高于所述放置盘的顶面，这样设置防止晶圆转动时与放置盘发生摩擦，造成晶圆磨损。
优选的，所述夹紧组件还包括第一稳定杆，所述第一稳定杆焊接在所述底座顶部，所述第一稳定杆上端依次穿过所述下夹板和所述上夹板，且与所述下夹板和所述上夹板滑动连接，这样设置可以通过第一稳定杆对上夹板和下夹板进行导向，使得上夹板和下夹板移动时更加的稳定。
优选的，所述下夹块的直径小于让位孔的直径，这样设置为放置盘移动提高了足够的空间。
优选的，所述上下同步移动的划片组件包括第三支撑板、第二双向气缸、连接板、划片刀，所述第二双向气缸通过螺栓连接在所述推板一侧，所述第二双向气缸上下两侧设置有所述第三支撑板，且所述第三支撑板也通过螺栓连接在所述推板一侧，所述第二双向气缸的两个输出端穿过所述第三支撑板，并与所述第三支撑板滑动连接，且通过螺栓连接有所述连接板，所述连接板靠近所述第三支撑板的一侧且远离所述第二双向气缸的一端通过螺栓连接有所述划片刀，所述划片刀穿过所述第三支撑板，且与所述第三支撑板滑动连接，这样设置可以通过第二双向气缸带动连接板相对移动，连接板带动划片刀相对移动，使得划片刀对晶圆做划片处理。
优选的，所述上下同步移动的划片组件包括第三支撑板、划片刀、正反丝杠、调整电机、移动板，所述第三支撑板设置有两个，且上下设置，所述第三支撑板通过螺栓连接在所述推板一侧，所述第三支撑板之间靠近所述推板的一侧通过轴承连接有所述正反丝杠，所述正反丝杠上端穿过所述第三支撑板，且通过联轴器连接有所述调整电机，所述正反丝杠外侧螺纹连接有两个所述移动板，所述移动板位于两个所述第三支撑板之间，所述移动板远离所述第三支撑板的一侧通过螺栓连接有所述划片刀这样设置可以通过调整电机带动正反丝杠转动，正反丝杠带动两个移动板相对移动，移动板带动划片刀相对移动，使得划片刀对晶圆做划片处理。
优选的，所述推板一侧还设置有清洁机构，所述清洁机构包括气泵、抽气管、排气管、处理箱，所述气泵的进气端通过喉箍连接有所述抽气管，所述抽气管上设置有两个吸气罩，且两个吸气罩分别位于晶圆的向下两侧，所述气泵的出气端通过喉箍连接有所述排气管，所述排气管另一端通过螺钉连接有所述处理箱，且所述处理箱固定在所述底座上，这样设置可以通过气泵的启动产生气流划片产生的碎屑随着气流进入到抽气管内部，最后经过处理箱处理，防止碎屑影响晶圆的质量。
优选的，所述控制面板顶部设置有显示屏、操作按键和急停按钮、复位按钮，这样设置方便了整个装置的操作。
本发明还提供了一种机械加工用晶圆划片装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：把待划片的晶圆放置在放置盘上，并观察晶圆与环形刻度的距离，使得晶圆尽可能的与放置盘同心；
步骤二：开启纵向直线滑轨副和横向直线滑轨副并配合对正设备本体，通过移动纵向直线滑轨副和横向直线滑轨副的位置，使得放置盘带动晶圆移动，使得晶圆的位置对正；
步骤三：开启第一双向气缸,第一双向气缸带动上夹板和下夹板相对移动，上夹板带动连接管进而带动上夹块移动，下夹板带动连接杆进而带动下夹块移动，使得上夹块和下夹块夹持晶圆，并使得晶圆脱离放置盘的束缚，防止晶圆转动时与放置盘发生摩擦，造成晶圆磨损，然后启动转动电机,转动电机带动连接杆转动，连接杆带动下夹块转动，使得晶圆发生转动；
步骤四：启动气缸,气缸带动推板移动，推板带动第三支撑板、第三支撑板和清洁机构移动，使得划片刀移动到合适的位置后，启动第二双向气缸和气泵,第二双向气缸的启动带动连接板相对移动，连接板带动划片刀相对移动，划片刀对晶圆做划片处理，气泵的启动产生气流划片产生的碎屑随着气流进入到抽气管内部，最后经过处理箱处理，或者启动调整电机和气泵,调整电机的启动带动正反丝杠转动，正反丝杠带动两个移动板相对移动，移动板带动划片刀相对移动，划片刀对晶圆做划片处理，气泵的启动产生气流划片产生的碎屑随着气流进入到抽气管内部，最后经过处理箱处理；
步骤五：划片完成后，首先划片机构复位，然后清洁机构关闭，再然后夹持机构复位，此时晶圆回到放置盘上，取下晶圆即可，最后按下复位按钮，使得纵向直线滑轨副和横向直线滑轨副复位为下次对正晶圆做准备。
有益效果在于：
1、本装置可以通过纵向直线滑轨副的横向移动，横向直线滑轨副的纵向移动，以及配合对正设备本体，实现了晶圆对正的功能，环形刻度和让位孔的设置方便了晶圆最初的放置，进而方便了晶圆的对正工作；
2、本装置可以通过夹紧组件对晶圆进行固定以及带动晶圆转动，并配合上下同步移动的划片组件快速的完成对晶圆双面进行划片，不仅提高了划片的效率，还能够保证正反面划片的深度相同。
本发明的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本发明的具体实践可以了解到。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的
具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所述一种机械加工用晶圆划片装置的结构示意图；
图2是本发明所述一种机械加工用晶圆划片装置的主视图；
图3是本发明所述一种机械加工用晶圆划片装置的放置盘的结构示意图；
图4是本发明所述一种机械加工用晶圆划片装置的夹持机构的结构示意图；
图5是本发明所述一种机械加工用晶圆划片装置的夹持机构的剖视图；
图6是本发明所述一种机械加工用晶圆划片装置的划片机构的结构示意图；
图7是本发明所述一种机械加工用晶圆划片装置的划片机构的第一实施例的剖视图；
图8是本发明所述一种机械加工用晶圆划片装置的划片机构的第二实施例的剖视图。
附图标记说明如下：
1、底座；2、调整机构；3、夹持机构；4、划片机构；5、清洁机构；6、控制面板；7、对正设备本体；201、纵向直线滑轨副；202、横向直线滑轨副；203、放置盘；2031、环形刻度；2032、让位孔；2033、让位槽；301、第一支撑板；302、第一双向气缸；303、上夹板；304、连接管；305、上夹块；306、下夹板；307、连接杆；308、下夹块；309、转动电机；310、第一稳定杆；401、第二支撑板；402、气缸；403、推板；404、第二稳定杆；405、第三支撑板；406、第二双向气缸；407、连接板；408、划片刀；41、正反丝杠；42、调整电机；43、移动板；501、气泵；502、抽气管；503、排气管；504、处理箱；601、显示屏；602、操作按键；603、急停按钮；604、复位按钮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1-7所示，一种机械加工用晶圆划片装置，包括底座1，底座1顶部中央设置有调整机构2，底座1顶部前端一侧通过螺钉连接有控制面板6，调整机构2包括纵向直线滑轨副201、横向直线滑轨副202、放置盘203，纵向直线滑轨副201顶部设置有横向直线滑轨副202，横向直线滑轨副202顶部通过螺栓连接有放置盘203，放置盘203顶部中央开设有让位孔2032，放置盘203顶部蚀刻有若干个与让位孔2032同心的环形刻度2031，放置盘203一侧开设有上下贯穿放置盘203的让位槽2033，且让位槽2033与让位孔2032连通，这样设置可以通过纵向直线滑轨副201的横向移动，横向直线滑轨副202的纵向移动，以及配合对正设备本体7，实现了晶圆对正的功能，环形刻度2031和让位孔2032的设置方便了晶圆最初的放置，进而方便了晶圆的对正工作，调整机构2后方设置有夹持机构3，夹持机构3包括第一支撑板301，第一支撑板301焊接在底座1顶部后端，第一支撑板301的立板前端设置有驱动晶圆转动的夹紧组件，第一支撑板301的顶板下方设置有对正设备本体7，调整机构2一侧设置有划片机构4，划片机构4包括第二支撑板401、气缸402、推板403、第二稳定杆404，第二支撑板401焊接在底座1顶部一侧，第二支撑板401远离调整机构2的一侧通过螺栓连接有气缸402，气缸402的输出端穿过第二支撑板401，且通过螺栓连接有推板403，推板403靠近气缸402的一侧顶部通过螺栓连接有第二稳定杆404，第二稳定杆404远离推板403的一端穿过第二支撑板401，且与第二支撑板401滑动连接，推板403靠近调整机构2的一侧设置有上下同步移动的划片组件，这样设置可以通过夹紧组件对晶圆进行固定以及带动晶圆转动，并配合上下同步移动的划片组件快速的完成对晶圆双面进行划片，不仅提高了划片的效率，还能够保证正反面划片的深度相同，夹紧组件包括第一双向气缸302、上夹板303、连接管304、上夹块305、下夹板306、连接杆307、下夹块308、转动电机309，第一双向气缸302通过螺栓连接在第一支撑板301的立板前方，第一双向气缸302上方的输出端通过螺栓连接有上夹板303，上夹板303远离第一双向气缸302的一端开设有安装孔一，该安装孔一内侧通过轴承连接有连接管304，且连接管304下端延伸至上夹板303下方，连接管304下方通过螺钉连接有环形结构的上夹块305，第一双向气缸302下方的输出端通过螺栓连接有下夹板306，下夹板306远离第一双向气缸302的一端开设有安装孔二，该安装孔二内侧连接有连接杆307，且连接杆307上端延伸至下夹板306上方，连接杆307顶部通过螺钉连接有下夹块308，连接杆307下端通过键连接于转动电机309的输出端，转动电机309通过螺栓连接在下夹板306下方，这样设置可以通过第一双向气缸302带动上夹板303和下夹板306同步移动，上夹板303带动连接管304下降，连接管304带动上夹块305下降，下夹板306带动连接杆307上升，连接杆307带动下夹块308上升，实现了固定晶圆的功能，还可以通过转动电机309带动连接杆307转动，连接杆307带动下夹块308转动，使得晶圆发生转动，当上夹块305和下夹块308贴合时的贴合面高于放置盘203的顶面，这样设置防止晶圆转动时与放置盘203发生摩擦，造成晶圆磨损，夹紧组件还包括第一稳定杆310，第一稳定杆310焊接在底座1顶部，第一稳定杆310上端依次穿过下夹板306和上夹板303，且与下夹板306和上夹板303滑动连接，这样设置可以通过第一稳定杆310对上夹板303和下夹板306进行导向，使得上夹板303和下夹板306移动时更加的稳定，下夹块308的直径小于让位孔2032的直径，这样设置为放置盘203移动提高了足够的空间，上下同步移动的划片组件包括第三支撑板405、第二双向气缸406、连接板407、划片刀408，第二双向气缸406通过螺栓连接在推板403一侧，第二双向气缸406上下两侧设置有第三支撑板405，且第三支撑板405也通过螺栓连接在推板403一侧，第二双向气缸406的两个输出端穿过第三支撑板405，并与第三支撑板405滑动连接，且通过螺栓连接有连接板407，连接板407靠近第三支撑板405的一侧且远离第二双向气缸406的一端通过螺栓连接有划片刀408，划片刀408穿过第三支撑板405，且与第三支撑板405滑动连接，这样设置可以通过第二双向气缸406带动连接板407相对移动，连接板407带动划片刀408相对移动，使得划片刀408对晶圆做划片处理，推板403一侧还设置有清洁机构5，清洁机构5包括气泵501、抽气管502、排气管503、处理箱504，气泵501的进气端通过喉箍连接有抽气管502，抽气管502上设置有两个吸气罩，且两个吸气罩分别位于晶圆的向下两侧，气泵501的出气端通过喉箍连接有排气管503，排气管503另一端通过螺钉连接有处理箱504，且处理箱504固定在底座1上，这样设置可以通过气泵501的启动产生气流划片产生的碎屑随着气流进入到抽气管502内部，最后经过处理箱504处理，防止碎屑影响晶圆的质量，控制面板6顶部设置有显示屏601、操作按键602和急停按钮603、复位按钮604，这样设置方便了整个装置的操作。
一种机械加工用晶圆划片装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：把待划片的晶圆放置在放置盘203上，并观察晶圆与环形刻度2031的距离，使得晶圆尽可能的与放置盘203同心；
步骤二：开启纵向直线滑轨副201和横向直线滑轨副202并配合对正设备本体7，通过移动纵向直线滑轨副201和横向直线滑轨副202的位置，使得放置盘203带动晶圆移动，使得晶圆的位置对正；
步骤三：开启第一双向气缸302,第一双向气缸302带动上夹板303和下夹板306相对移动，上夹板303带动连接管304进而带动上夹块305移动，下夹板306带动连接杆307进而带动下夹块308移动，使得上夹块305和下夹块308夹持晶圆，并使得晶圆脱离放置盘203的束缚，防止晶圆转动时与放置盘203发生摩擦，造成晶圆磨损，然后启动转动电机309,转动电机309带动连接杆307转动，连接杆307带动下夹块308转动，使得晶圆发生转动；
步骤四：启动气缸402,气缸402带动推板403移动，推板403带动第三支撑板405、第三支撑板405和清洁机构5移动，使得划片刀408移动到合适的位置后，启动第二双向气缸406和气泵501,第二双向气缸406的启动带动连接板407相对移动，连接板407带动划片刀408相对移动，划片刀408对晶圆做划片处理，气泵501的启动产生气流划片产生的碎屑随着气流进入到抽气管502内部，最后经过处理箱504处理；
步骤五：划片完成后，首先划片机构4复位，然后清洁机构5关闭，再然后夹持机构3复位，此时晶圆回到放置盘203上，取下晶圆即可，最后按下复位按钮604，使得纵向直线滑轨副201和横向直线滑轨副202复位为下次对正晶圆做准备。
实施例2
如图8所示，实施例2与实施例1不同之处在于：上下同步移动的划片组件包括第三支撑板405、划片刀408、正反丝杠41、调整电机42、移动板43，第三支撑板405设置有两个，且上下设置，第三支撑板405通过螺栓连接在推板403一侧，第三支撑板405之间靠近推板403的一侧通过轴承连接有正反丝杠41，正反丝杠41上端穿过第三支撑板405，且通过联轴器连接有调整电机42，正反丝杠41外侧螺纹连接有两个移动板43，移动板43位于两个第三支撑板405之间，移动板43远离第三支撑板405的一侧通过螺栓连接有划片刀408这样设置可以通过调整电机42带动正反丝杠41转动，正反丝杠41带动两个移动板43相对移动，移动板43带动划片刀408相对移动，使得划片刀408对晶圆做划片处理。
一种机械加工用晶圆划片装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：把待划片的晶圆放置在放置盘203上，并观察晶圆与环形刻度2031的距离，使得晶圆尽可能的与放置盘203同心；
步骤二：开启纵向直线滑轨副201和横向直线滑轨副202并配合对正设备本体7，通过移动纵向直线滑轨副201和横向直线滑轨副202的位置，使得放置盘203带动晶圆移动，使得晶圆的位置对正；
步骤三：开启第一双向气缸302,第一双向气缸302带动上夹板303和下夹板306相对移动，上夹板303带动连接管304进而带动上夹块305移动，下夹板306带动连接杆307进而带动下夹块308移动，使得上夹块305和下夹块308夹持晶圆，并使得晶圆脱离放置盘203的束缚，防止晶圆转动时与放置盘203发生摩擦，造成晶圆磨损，然后启动转动电机309,转动电机309带动连接杆307转动，连接杆307带动下夹块308转动，使得晶圆发生转动；
步骤四：启动气缸402,气缸402带动推板403移动，推板403带动第三支撑板405、第三支撑板405和清洁机构5移动，使得划片刀408移动到合适的位置后，启动调整电机42和气泵501,调整电机42的启动带动正反丝杠41转动，正反丝杠41带动两个移动板43相对移动，移动板43带动划片刀408相对移动，划片刀408对晶圆做划片处理，气泵501的启动产生气流划片产生的碎屑随着气流进入到抽气管502内部，最后经过处理箱504处理；
步骤五：划片完成后，首先划片机构4复位，然后清洁机构5关闭，再然后夹持机构3复位，此时晶圆回到放置盘203上，取下晶圆即可，最后按下复位按钮604，使得纵向直线滑轨副201和横向直线滑轨副202复位为下次对正晶圆做准备。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：载料平台及其加工方法和热压装置