一种用于半导体用石英环的快速抛光装置的制作方法

1.本实用新型属于半导体抛光技术领域，具体涉及一种抛光装置。


背景技术：

2.随着半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。半导体用石英环是半导体制造的整个流程中的关键零部件。尤其是半导体用石英环的使用环境也随之变化，技术参数的要求也越来越高。整体行业景气度提升，芯片产业也将继续保持高速发展。对于高端半导体用石英环的需求也在大幅度增长。
3.半导体用石英环的抛光加工，首先需要将特定铝板放置在加热电炉上加热，之后将松香蜡在铝板上融化，之后将待抛光的半导体石英环放置于融化松香蜡的铝板上，待冷却后放入四轴抛光机中抛光，抛光完成后再将粘有半导体石英环的铝板放置于加热炉上进行加热，融化松香蜡取出半导体石英环；传统的半导体石英环抛光装置主要是利用铝板导热性良好，松香蜡熔点与凝固点较低，使用加热炉加热铝板进而融化松香蜡，降温之后松香蜡凝固将半导体石英板固定，此方法由于松香蜡熔点低，抛光过程中极易产生热量，在四轴机抛光过程中极易出现松动。因而不能使用较高速度进行抛光，抛光效率较低，现有设备不能满足生产需要；另外，由于使用加热炉、松香蜡，因而在操作过程中极易发生火灾、人员烫伤，加热产生的松香蜡气体严重影响工人工作环境。因而使用成本与维护成本较高，上下盘时间较长，工作环境较差。


技术实现要素：

4.本实用新型针对上述技术问题，目的在于提供一种一种用于半导体用石英环的快速抛光装置。
5.一种用于半导体用石英环的快速抛光装置，包括至少一个用于卡接半导体用石英环的石英环卡盘，还包括一机架，所述机架上具有：
6.一抛光机构，具有抛光盘、与所述抛光盘转动连接的抛光转动机构；
7.至少一个卡盘转动机构，具有与所述石英环卡盘卡接的转动端，带动所述石英环卡盘转动；
8.所述石英环卡盘位于所述抛光盘上方，所述石英环卡盘上卡接半导体用石英环的一面朝向所述抛光盘。
9.本实用新型使用时，通过抛光转动机构带动抛光盘逆时针转动，卡盘转动机构带动石英环卡盘顺时针转动，进而带动石英环卡盘上的半导体用石英环顺时针转动的同时，实现抛光操作。
10.所述抛光转动机构包括：
11.一主轴减速电机，固定于所述机架上，其电机轴的轴向为竖向，所述电机轴端部设置有主轴电机皮带轮；
12.一抛光皮带轮，中部通过连接件与所述抛光盘底部的中部固定；
13.一抛光皮带，闭合连接所述主轴电机皮带轮和所述抛光皮带轮。
14.所述卡盘转动机构包括：
15.一花键减速电机，固定于所述机架上，其电机轴的轴向为竖向，所述电机轴端部设置有花键电机皮带轮；
16.一花键，轴向为竖向，外圆周面上设置有竖向的键槽；
17.一花键皮带轮，固定在所述花键的键槽外，带动花键转动；
18.一花键皮带，闭合连接所述花键电机皮带轮和所述花键皮带轮；
19.一传动盘，设置在所述花键底部，作为所述卡盘转动机构的转动端跟随所述花键转动，设置有与所述石英环卡盘配合的下部凸键；
20.所述石英环卡盘位于所述传动盘下方，所述石英环卡盘上设有与所述下部凸键配合的下部键槽，所述下部键槽与所述下部凸键卡接。
21.所述卡盘转动机构还包括：
22.一花键气缸，固定于所述机架上，其活塞杆的轴向为竖向；
23.一气缸连接器，一端与所述花键气缸的活塞杆连接，另一端经轴承与所述花键上部连接，由所述花键气缸经所述气缸连接器带动所述花键做升降运动。
24.所述花键皮带轮的底面中部向下延伸形成连接柱体，所述连接柱体外套设皮带轮轴承，所述连接柱体通过所述皮带轮轴承与所述机架固定，所述花键穿过所述连接柱体后与所述传动盘连接。
25.所述石英环卡盘的外圆周面上向内挖设有至少一个定位卡槽；
26.所述抛光装置还包括一定位器机构，所述定位器机构包括：
27.一卡盘定位器，具有连接柱和定位盘，所述连接柱的轴向为竖向，所述连接柱的底部与所述定位盘的中部固定，所述定位盘的外圆周面上向内挖设有至少一个弧形凹槽，所述弧形凹槽的中部设有定位卡扣，所述定位卡扣与所述定位卡槽卡接，致使所述石英环卡盘卡接于所述卡盘定位器上；
28.一定位器气缸，固定于所述机架上，其活塞杆的轴向为竖向；
29.一定位器连接件，一端与所述定位器气缸的活塞杆连接，另一端经轴承与所述连接柱的上部连接，由所述定位器气缸经所述定位器连接件带动所述卡盘定位器做升降运动，进而带动与所述卡盘定位器卡接的所述石英环卡盘做升降运动。
30.所述卡盘转动机构还包括：
31.一传动盘复位器，固定于所述机架上，位于所述传动盘上方，中部中空且被所述花键穿过，所述传动盘复位器上设有上部键槽；
32.所述传动盘设置有可与所述上部键槽配合的上部凸键。由于传动盘会跟随花键转动，若转动到下部键槽无法与下部凸键卡接的角度时，传动盘无法与石英环卡盘卡接，因此通过增设传动盘复位器来实现传动盘的定位。
33.所述机架包括：
34.一上部机架，为中空圆柱形结构，其内设置有所述花键减速电机、所述花键、所述花键皮带轮、所述花键皮带、所述花键气缸、所述气缸连接器和所述定位器机构，所述上部机架的顶面敞开，所述上部机架的底面外固定有所述传动盘复位器，所述上部机架的底面
分别被所述花键穿过、被所述定位器机构的连接柱穿过，致使所述传动盘位于所述上部机架的底面下方，所述定位盘位于所述上部机架的底面下方；
35.一下部机架，为中空圆柱形结构，其内设置有所述抛光转动机构，下部机架的底面敞开，所述下部机架的顶面设有机架通槽；
36.所述抛光盘内嵌在所述机架通槽上且顶面伸出于所述机架通槽；
37.与所述卡盘定位器卡接的所述石英环卡盘位于所述抛光盘上，所述石英环卡盘的上方为所述传动盘。
38.所述上部机架和所述下部机架之间具有预设距离，所述上部机架和所述下部机架之间采用四个固定柱固定。
39.所述石英环卡盘为四个，四个所述石英环卡盘围成矩形设置在所述抛光盘上方；
40.所述卡盘转动机构也为四个，一个所述卡盘转动机构对应带动一个所述石英环卡盘转动；
41.所述定位盘上的弧形凹槽为四个，四个所述弧形凹槽围绕所述定位盘外圆周面一圈均匀设置。
42.有益效果：本实用新型具有如下显著优点：
43.1、可根据不同石英环规格，调节石英环卡盘大小，以配合石英环抛光，减少资源浪费；
44.2、提高了操作员工的工作环境，降低安全隐患；
45.3、通过传动盘与石英环卡盘配合，提高抛光稳定性；
46.4、可自动归位传动盘，石英环卡盘利用卡盘定位器可以使传动盘与石英环卡盘快速配合；
47.5、操作简单，可同时加工四件石英环，方便使用，效率高、成本低。
附图说明
48.图1为本实用新型的一种整体结构示意图；
49.图2为图1的一种内部剖视图；
50.图3为本实用新型石英环卡盘的一种结构示意图；
51.图4为图3的俯视图；
52.图5为图4的a-a剖视图；
53.图6为本实用新型花键皮带轮的一种结构示意图；
54.图7为本实用新型花键与花键气缸的一种连接结构示意图；
55.图8为本实用新型传动盘复位器的一种结构示意图；
56.图9为图8的俯视图；
57.图10为图9的b-b剖视图；
58.图11为本实用新型传动盘、石英环卡盘与传动盘复位器的一种配合结构示意图；
59.图12为图11的主视图；
60.图13为本实用新型石英环卡盘与卡盘定位器的一种配合结构示意图。
具体实施方式
61.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
62.参照图1至图13，一种用于半导体用石英环的快速抛光装置，包括至少一个用于卡接半导体用石英环的石英环卡盘1、机架、抛光机构、至少一个卡盘转动机构，一个石英环卡盘1对应设置一个卡盘转动机构。如图1和图2所示，设置有四个石英环卡盘1和对应的四个卡盘转动机构。
63.参照图3至图5，石英环卡盘1上设有下部键槽11，石英环卡盘1的外圆周面上向内挖设有至少一个定位卡槽12。石英环卡盘1的底面设用于卡接石英环的石英环卡接结构13，通过石英环卡接结构13将石英环进行卡接，石英环卡接结构13可以采用现有的卡接石英环的卡接结构即可。
64.参照图1和图2，抛光机构包括抛光盘21、与抛光盘21转动连接的抛光转动机构。石英环卡盘1位于抛光盘21上方，石英环卡盘1上卡接半导体用石英环的一面朝向抛光盘21。当石英环卡盘1为四个，四个石英环卡盘1围成矩形设置在抛光盘21上方，即四个石英环卡盘1以四周分布于抛光盘21上。抛光转动机构包括主轴减速电机22、抛光皮带轮和抛光皮带23。主轴减速电机22固定于机架上，主轴减速电机22的电机轴的轴向为竖向，主轴减速电机22的电机轴端部设置有主轴电机皮带轮。抛光皮带轮的中部通过连接件与抛光盘21底部的中部固定，为了便于固定，抛光皮带轮的中部通过连接件直接贯穿抛光盘21后在抛光盘21顶部实现固定。抛光皮带23闭合连接主轴电机皮带轮和抛光皮带轮。主轴减速电机22转动时，通过抛光皮带23带动抛光皮带轮转动，进而带动抛光盘21转动。
65.卡盘转动机构为一个或多个，卡盘转动机构具有与石英环卡盘1卡接的转动端，卡盘转动机构带动石英环卡盘1转动。使用时，通过抛光转动机构带动抛光盘21逆时针转动，卡盘转动机构带动石英环卡盘1顺时针转动，进而带动石英环卡盘1上的半导体用石英环顺时针转动，由于半导体用石英环位于抛光盘21上，在转动时实现抛光。
66.参照图1、图2、图6和图7，卡盘转动机构包括花键减速电机31、花键32、花键皮带轮33、花键皮带34、传动盘35、花键气缸36、气缸连接器37、轴承38。花键减速电机31固定于机架上，花键减速电机31固的电机轴的轴向为竖向，花键减速电机31固的电机轴端部设置有花键电机皮带轮。花键32的轴向为竖向，花键32的外圆周面上设置有若干竖向的键槽。花键皮带轮33固定在花键32的键槽外，花键皮带轮33带动花键32转动。花键皮带轮33的底面中部向下延伸形成连接柱体331，连接柱体331外套设皮带轮轴承，连接柱体331通过皮带轮轴承与机架1固定，花键32穿过连接柱体331后与传动盘连接。如图6中所示，花键皮带轮33优选为双槽型皮带轮，花键皮带轮33的中部挖设有皮带轮通孔，在皮带轮通孔内挖设有与花键32的键槽相匹配的皮带轮键槽，以便花键32既能穿过花键皮带轮33，又可以在花键皮带轮33的带动下跟随转动，当花键32升降时，花键皮带轮33不动。花键皮带34闭合连接花键电机皮带轮和花键皮带轮33。传动盘35设置在花键32底部，传动盘35作为卡盘转动机构的转动端跟随花键32转动，传动盘35设置有与石英环卡盘1配合的下部凸键351，传动盘35位于石英环卡盘1上方。传动盘35设置有可与传动盘复位器4配合的上部凸键352。花键气缸36固定于机架上，花键气缸36的活塞杆的轴向为竖向。气缸连接器37的一端与花键气缸36的活塞杆连接，气缸连接器37的另一端经轴承38与花键32上部连接，花键32的顶部可以通过螺
母39进行固定，由花键气缸36经气缸连接器37带动花键32做升降运动。当花键气缸36经气缸连接器37带动花键32做下降运动时，下部凸键351卡接下部键槽11。
67.参照图1、图8至图12，卡盘转动机构还包括传动盘复位器4，传动盘复位器4固定于机架上，位于传动盘35上方，传动盘复位器4的中部中空且被花键32穿过，传动盘复位器4上设有上部键槽41。由于传动盘35会跟随花键32转动，若转动到下部键槽11无法与下部凸键351卡接的角度时，传动盘35无法与石英环卡盘1卡接，因此通过增设传动盘复位器4来实现传动盘35的定位，即通过传动盘35上升过程中慢慢转动，使得传动盘35的上部凸键352与上部键槽41卡接，则认为传动盘35复位，此时下降传动盘35，下部凸键351能顺利与下部键槽11卡接。传动盘35的上升复位过程，可以很好的保护石英环卡盘1下方的石英环。
68.参照图1和图13，抛光装置还包括一定位器机构，定位器机构包括卡盘定位器5、定位器气缸和定位器连接件。卡盘定位器5具有连接柱51和定位盘52，连接柱51的轴向为竖向，连接柱51的底部与定位盘52的中部固定，定位盘52的外圆周面上向内挖设有至少一个弧形凹槽521，弧形凹槽521的中部设有定位卡扣522，弧形凹槽521的弧度优选与石英环卡盘1外圆的弧度一致，定位卡扣522与定位卡槽12卡接，致使石英环卡盘1卡接于卡盘定位器5上。当石英环卡盘1设置为四个时，定位盘52上的弧形凹槽521为四个，四个弧形凹槽521围绕定位盘52外圆周面一圈均匀设置。定位器气缸固定于机架上，定位器气缸的活塞杆的轴向为竖向。定位器连接件的一端与定位器气缸的活塞杆连接，定位器连接件的另一端经轴承与连接柱51的上部连接，连接柱51的顶部可以通过螺母进行固定。由定位器气缸经定位器连接件带动卡盘定位器5做升降运动，进而带动与卡盘定位器5卡接的石英环卡盘1做升降运动。
69.参照图1和图2，机架包括上部机架61和下部机架62。上部机架61和下部机架62之间具有预设距离，上部机架61和下部机架62之间采用四个固定柱63固定。
70.上部机架61和下部机架62均为中空圆柱形结构。上部机架61内设置有花键减速电机31、花键32、花键皮带轮33、花键皮带34、花键气缸36、,气缸连接器37和定位器机构，上部机架61的顶面敞开，上部机架61的底面外固定有传动盘复位器4，上部机架61的底面分别被花键32穿过、被定位器机构的连接柱51穿过，致使传动盘35位于上部机架61的底面下方，定位盘52位于上部机架61的底面下方。下部机架62内设置有抛光转动机构，下部机架62的底面敞开，下部机架62的顶面设有机架通槽，抛光盘21内嵌在机架通槽上且顶面伸出于机架通槽。与卡盘定位器5卡接的石英环卡盘1位于抛光盘21上，石英环卡盘1的上方为传动盘35。
71.本实用新型使用时，降下卡盘定位器5，将石英环7放在抛光盘21上，使用石英环卡盘1将石英环7卡紧，将石英环卡盘1紧卡卡盘定位器5，升起花键32，将传动盘35缩回到传动盘复位器4中，待传动盘35归为后放下传动盘35，使传动盘35卡入石英环卡盘1中，调节花键32对应的花键气缸36压力至预设压力值，升起卡盘定位器5，依次启动主轴减速电机22和花键减速电机31，使得抛光盘21逆时针转动，花键32顺时针转动带动石英环卡盘1下方的石英环7顺时针转动，实现抛光。待抛光完成后，关闭主轴减速电机22和花键减速电机31，升起传动盘35使其缩回传动盘复位器4中，取下石英环7，继续将石英环7的反面重复上面的步骤进行抛光操作。如图1中所示，可以同时实现四片石英环7的同时抛光操作。
72.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。