一种晶棒滚磨前对中装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到单晶硅片生产领域，具体的说是一种晶棒滚磨前对中装置，用于晶棒定心并粘接两端的对中块。
【背景技术】
[0002]单晶硅片是IC行业和太阳能行业的基础材料。目前生产单晶硅片主要是靠切克劳斯基法(直拉法)拉制硅单晶棒，然后切断、滚磨、切片、倒角、磨片、腐蚀、清洗和抛光等一系列工艺步骤完成。硅单晶棒在切断后要进行两端粘接对中块，以利于进行滚磨时X光机准确定位单晶硅晶体的晶向，从而对晶棒滚磨时根据工艺要求磨出与晶体晶向成一定夹角的平面(参考面)或V型槽。
[0003]目前滚磨工艺主要靠人工将切断后的晶棒夹持在滚磨机液压顶杆之间，利用百分表测量晶棒两端与磨头之间平行度，然后用橡皮锤校准。此种方法除精度差之外，也容易对晶棒内部造成损伤，甚至由于失误将晶棒从液压顶杆之间敲落。另外一种方法是对分段后的晶棒进行两端粘接对中块，主要是利用外径和晶棒直径相近、内径与对中块一致的圆环，依靠操作工眼力和经验，将圆环放于晶棒切断断面，使圆环外径尽量和晶棒直径一致，从而确定圆环和晶棒同心。继而将对中块放入圆环内部的方法进行晶棒与对中块的粘接。由于晶棒在拉制过程中受拉速和温度影响，成型晶棒直径会出现波动，即成型晶棒直径与工艺要求直径存在偏差且晶棒并非标准圆柱体，因此仅依靠操作工用外径和晶棒直径相近的圆环去确定对中块与晶棒对中，主观因素影响过大，且容易造成晶棒与对中块偏心粘接。以上两种方法都不利于准确找出硅单晶体的正确晶向，不利于硅单晶片的进一步加工，影响产片质量，容易出错。
【实用新型内容】
[0004]为解决现有技术中不能准确的将晶棒与对中块粘接的问题，本实用新型提供了一种晶棒滚磨前对中装置，该装置可以避免由于人工主观因素和客观经验技术所造成了晶棒与对中块的不良对中粘接，能够保证产品质量，同时提高了生产效率。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案为:一种晶棒滚磨前对中装置，包括下定位机构、卡紧晶棒的中间卡盘机构、上定位机构和立柱，其中，立柱下端固定在下定位机构的一侧，上定位机构通过吸盘底座与立柱的上部固定连接，立柱的中部滑动套设有滑套和控制滑套在立柱上滑动的滑套刹车组件，中间卡盘机构通过卡盘固定板与滑套固定;
[0006]所述下定位机构包括基板、设置在基板上的下顶锥套和设置在下顶锥套上的下定心顶锥；
[0007]所述中间卡盘机构包括卡盘、凸轮盘和设置在凸轮盘下部的卡爪，其中，中心位置具有对中通道的卡盘固定在凸轮盘的中部，凸轮盘的一侧固定在卡盘固定板上，另一侧设置有卡盘手柄，通过转动卡盘手柄实现收紧或放松卡爪；
[0008]所述上定位机构包括吸盘轴杆、吸盘气缸、吸盘座、吸盘导杆、磁性盘和永磁块，其中，吸盘气缸和吸盘座分别设置在吸盘底座的上部和下部，吸盘轴杆的上端与吸盘气缸的活塞杆接头连接，下端穿过吸盘底座和吸盘座上开设的通道后与上定心顶锥连接，且上定心顶锥的锥顶、对中通道的中心线和下定心顶锥的锥顶位于同一竖直线上；所述吸盘导杆设置在吸盘座的两侧，其下端穿过磁性盘后与永磁块固定连接；在吸盘导杆上套设有拉伸弹簧，且拉伸弹簧的上端固定在吸盘座下表面上，下端与磁性盘的边部固定；所述磁性盘的中心位置设置有供定心对中块穿过的通孔，以使定心对中块穿过该通孔后其上的定心孔与上定心顶锥的锥顶配合，并由永磁块吸紧固定后与上定心顶锥同步运动。
[0009]所述下定位机构的下顶锥套设置在下支撑台的圆柱通道内，在下支撑台的上表面设置有支撑模板，支撑模板上刻有环形刻线以进行初步定心。
[0010]所述下支撑台下部设置有滚珠，以使其带动下顶锥套在基板上移动，下支撑台下部的外侧环套有保护环。
[0011 ] 所述中间卡盘机构上设置有升降把手，且升降把手通过升降把手座控制中间卡盘机构和滑套在立柱上的升降。
[0012]所述中间卡盘机构的对中通道环套有保护衬套，凸轮盘的外部设有卡盘盖，卡盘盖与卡盘之间设置有卡环，且卡环的上部设置有保护盖。
[0013]所述上定位机构中吸盘底座上开设的通道内套设有吸盘法兰，吸盘法兰内嵌套有吸盘轴衬套，吸盘轴杆从吸盘轴衬套中部的通孔中穿出。
[0014]所述吸盘底座的上表面设置有由支杆支撑的气缸固定板，吸盘气缸固定在气缸固定板上。
[0015]所述立柱的顶端和底端分别由上固定块和下固定块固定，在立柱的上部设置有滑轮，滑轮的轮槽内设置有软钢丝，软钢丝的一端与中间卡盘机构的凸轮盘连接，另一端与一配重块连接，以使滑套刹车组件松开后，中间卡盘机构处于平衡静止状态。
[0016]所述吸盘底座下表面和中间卡盘机构上表面之间设置有防护罩，防护罩将上定位机构中的吸盘座、磁性盘和与上定心顶锥配合的定心对中块封闭在其内部。
[0017]有益效果:本实用新型通过中间卡盘机构卡紧晶棒，然后使用上定位机构和下定位机构对晶棒进彳丁定位，并将定心对中块粘接在晶棒的两端，实现了晶棒定位和粘接的机械化，安全高效，精确度高，解决了晶棒定心并粘接对中块对操作员工经验技术要求高的问题，并有效避免了由于员工主观失误造成的晶棒与对中块的不良对中问题，大大提高了产品生产效率，保证了产品加工质量和品质，降低了生产成本。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型中气压系统原理图；
[0020]图3为本实用新型中电气系统原理图；
[0021]附图标记:1、基板，2、下固定块，3、上固定块，4、立柱，5、下顶锥套，6、下定心顶锥，7、下支撑台，8、支撑模板，9、保护环，10、滑套，11、卡盘，12、凸轮盘，13、卡盘盖，14、上定心顶锥，15、卡爪，16、卡盘固定板，17、保护盖，18、卡环，19、保护衬套，20、吸盘底座，21、吸盘轴杆，22、支杆，23、活塞杆接头，24、气缸固定板，25、吸盘气缸，26、吸盘法兰，27、吸盘轴衬套，28、吸盘座，29、升降把手座，30、吸盘导杆，31、拉伸弹簧，32、磁性盘，33、永磁块，34、防护罩，35、滑轮，36、滑套刹车组件，37、对中通道，38、定心对中块，39、升降把手，40、卡盘手柄，41、汽滤，42、减压阀，43、吸盘换向阀，44、制动换向阀，45、制动气缸，46、制动开关，47、微动开关，48、4位接线端子排，49、时间继电器，50、常闭开关，51、电源。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，一种晶棒滚磨前对中装置，包括下定位机构、卡紧晶棒的中间卡盘机构、上定位机构和立柱4，其中，立柱4下端固定在下定位机构的一侧，上定位机构通过吸盘底座20与立柱4的上部固定连接，立柱4的中部滑动套设有滑套10和控制滑套10在立柱4上滑动的滑套刹车组件36，中间卡盘机构通过卡盘固定板16与滑套10固定；
[0023]所述下定位机构包括基板1、设置在基板I上的下顶锥套5和设置在下顶锥套5上的下定心顶锥6 ;
[0024]所述中间卡盘机构包括卡盘11、凸轮盘12和设置在凸轮盘12下部的卡爪15，其中，中心位置具有对中通道37的卡盘11固定在凸轮盘12的中部，凸轮盘12的一侧固定在卡盘固定板16上，另一侧设置有卡盘手柄40，通过转动卡盘手柄40实现收紧或放松卡爪15 ；
[0025]所述上定位机构包括吸盘轴杆21、吸盘气缸25、吸盘座28、吸盘导杆30、磁性盘32和永磁块33，其中，吸盘气缸25和吸盘座28分别设置在吸盘底座20的上部和下部，吸盘轴杆21的上端与吸盘气缸25的活塞杆接头23连接，下端穿过吸盘底座20和吸盘座28上开设的通道后与上定心顶锥14连接，且上定心顶锥14的锥顶、对中通道37的中心线和下定心顶锥6的锥顶位于同一竖直线上；所述吸盘导杆30设置在吸盘座28的两侧，其下端穿过磁性盘32后与永磁块33固定连接；在吸盘导杆30上套设有拉伸弹簧31，且拉伸弹簧31的上端固定在吸盘座28下表面上，下端与磁性盘32的边部固定；所述磁性盘32的中心位置设置有供定心对中块38穿过的通孔，以使定心对中块38穿过该通孔后其上的定心孔与上定心顶锥14的锥顶配合，并由永磁块33吸紧固定后与上定心顶锥14同步运动。
[0026]以上为本实用新型的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进或限定:
[0027]如，所述下定位机构的下顶锥套5设置在下支撑台7的圆柱通道内，在下支撑台7的上表面设置有支撑模板8，支撑模板8上刻有环形刻线以进行初步定心；
[0028]进一步的，所述下支撑台7下部设置有滚珠，以使其带动下顶锥套5在基板I上移动，下支撑台7下部的外侧环套有保护环9 ;
[0029]又如，所述中间卡盘机构上设置有升降把手39，且升降把手39通过升降把手座29控制中间卡盘机构和滑套10在立柱4上的升降；
[0030]又如，所述中间卡盘机构的对中通道37环套有保护衬套19，凸轮盘12的外部设有卡盘盖13，卡盘盖13与卡盘11之间设置有卡环18，且卡环18的上部设置有保护盖17 ；
[0031]进一步的，本实用新型中的卡爪15有6个，在凸轮盘12上设有6条发散型旋转状弧形槽，在卡盘盖13下表面设有6条用于卡爪15前后移动的直