一种可控研磨温度和研磨剂浓度的晶片研磨装置的制作方法

本发明涉及半导体相关领域，尤其是一种可控研磨温度和研磨剂浓度的晶片研磨装置。

背景技术：

晶片加工工艺中需要对晶片进行机械研磨，现有的晶片研磨装置中，一般使用事先调配好研磨液，而研磨不同规格的晶片所需要的研磨液种类和浓度不同，作业人员需要重新调配研磨液，这给研磨工作带来一定的不便，降低了工作效率，此外，晶片研磨中会产生大量热量，如何防止晶片因温度过高而损坏也是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可控研磨温度和研磨剂浓度的晶片研磨装置，能够克服现有技术的上述缺陷，从而提高设备的实用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种可控研磨温度和研磨剂浓度的晶片研磨装置，包括主箱体，所述主箱体内设有开口向前的研磨腔，所述研磨腔下端壁固定连接有位于所述研磨腔内的研磨台，所述研磨腔右端壁固定连接有位于所述研磨腔内的温度传感器，所述研磨腔左侧设有出液腔，所述研磨腔左端壁固定连接有位于所述研磨腔内的喷嘴，所述出液腔右端壁连通设有向右贯穿所述喷嘴的喷嘴管，所述出液腔上端壁连通设有搅拌腔，所述搅拌腔左侧设有锥齿轮腔，所述锥齿轮腔右端壁转动配合连接有向左延伸至所述锥齿轮腔内且向右延伸至所述搅拌腔内的搅拌轴，所述搅拌轴上固定连接有若干搅拌杆，所述搅拌腔上侧设有移动板腔，所述移动板腔右端壁连通设有活塞腔，所述活塞腔内滑动配合连接有活塞，所述活塞腔右侧设有出液挡板腔，所述出液挡板腔左端壁和所述活塞腔右端壁之间连通设有中间腔，所述出液挡板腔左端壁铰接有出液挡板，所述活塞腔右端壁连通设有进液挡板腔，所述进液挡板腔右端壁铰接有进液挡板，所述活塞腔上侧设有磨液腔，所述磨液腔下端壁和所述进液挡板腔右端壁之间连通设有磨液管，所述活塞腔右侧设有定量箱腔，所述定量箱腔左端壁和所述活塞腔右端壁之间连通设有连接杆腔，所述定量箱腔内滑动配合连接有定量箱，所述定量箱左端面和所述活塞右端面之间固定连接有与所述连接杆腔滑动配合连接的连接杆，所述定量箱内设有上下贯通的定量腔，所述定量箱腔上侧设有磨料腔，所述磨料腔下端壁和所述定量箱腔上端壁之间连通设有落料腔，所述落料腔下端壁和所述定量腔上端壁连通，所述出液挡板腔右端壁和所述搅拌腔右端壁之间连通设有混合腔，所述混合腔上端壁和所述定量箱腔下端壁之间连通设有下料腔，所述移动板腔后侧设有移动带轮腔，所述移动带轮腔后侧设有变速腔，所述变速腔左端壁连通设有锥摩擦轮腔，所述锥摩擦轮腔前侧设有从动摩擦轮腔，所述从动摩擦轮腔左端壁连通设有主动摩擦轮腔，所述主动摩擦轮腔后侧设有向下延伸的搅拌带轮腔。

在上述技术方案基础上，所述主箱体内设有位于所述搅拌带轮腔后侧的电机，所述电机前端面固定连接有向前贯穿所述搅拌带轮腔且向前延伸至所述主动摩擦轮腔内的主动轴，所述主动轴上固定连接有位于所述主动摩擦轮腔内的主动摩擦轮，所述主动轴上还固定连接有位于所述搅拌带轮腔内的第一带轮，所述搅拌带轮腔前端壁转动配合连接有向后延伸至所述搅拌带轮腔内且向前延伸至所述锥齿轮腔内的搅拌中间轴，所述搅拌中间轴上固定连接有位于所述搅拌带轮腔内的第二带轮，所述第二带轮和所述第一带轮之间动力配合连接有搅拌传送带，所述搅拌中间轴上还固定连接有位于所述锥齿轮腔内的主动锥齿轮，所述搅拌轴上固定连接有位于所述锥齿轮腔内的从动锥齿轮，所述从动锥齿轮和所述主动锥齿轮啮合。

在上述技术方案基础上，所述从动摩擦轮腔后端壁转动配合连接有向前延伸至所述从动摩擦轮腔内且向后延伸至所述锥摩擦轮腔内的锥摩擦轮轴，所述锥摩擦轮轴上固定连接有位于所述从动摩擦轮腔内的从动摩擦轮，所述从动摩擦轮和所述主动摩擦轮抵接，所述锥摩擦轮轴上还固定连接有位于所述锥摩擦轮腔内的锥摩擦轮，所述移动带轮腔后端壁转动配合连接有向前延伸至所述移动带轮腔内且向后延伸至所述变速腔内的变速套筒，所述变速套筒内花键配合连接有向后延伸至所述变速腔内的变速轴，所述变速轴上固定连接有与所述锥摩擦轮抵接的变速摩擦轮，所述变速轴后端面转动配合连接有变速盘，所述变速盘后端面和所述变速腔后端壁之间固定连接有弹簧，所述变速腔后端壁固定连接有向后延伸至所述主箱体内的电磁铁。

在上述技术方案基础上，所述移动带轮腔前端壁转动配合连接有向后延伸至所述移动带轮腔内且向前延伸至所述移动板腔内的转杆轴，所述转杆轴上固定连接有位于所述移动带轮腔内的第三带轮，所述第三带轮和所述第四带轮之间动力配合连接有移动传送带，所述转杆轴上还固定连接有位于所述移动板腔内的转杆，所述转杆前端面固定连接有位于所述转杆轴左侧的转动销，所述移动板腔内滑动配合连接有移动板，所述移动板内设有前后贯通的转动销腔，所述转动销腔和所述转动销滑动配合连接，所述移动板右端面固定连接有向右延伸至所述活塞腔内的推杆，所述推杆右端面和所述活塞左端面固定连接。

在上述技术方案基础上，所述定量箱腔后端壁连通设有固定齿轮腔，所述固定齿轮腔右端壁转动配合连接有向左延伸至所述固定齿轮腔内且向右延伸至外界的固定齿轮轴，所述固定齿轮轴上固定连接有位于所述固定齿轮腔内的固定齿轮，所述固定齿轮轴上还固定连接有位于外界的旋钮，所述定量腔右端壁转动配合连接有向左延伸至所述定量腔内且向右延伸至所述定量箱腔内的移动齿轮轴，所述移动齿轮轴上固定连接有位于所述定量箱腔内的移动齿轮，所述移动齿轮和所述固定齿轮啮合，所述移动齿轮轴上螺纹配合连接有与所述定量腔滑动配合连接的定量块。

本发明的有益效果：通过活塞往复运动泵出磨液并量取磨料，磨液与磨料混合后再进行搅拌，最终输入到研磨腔内供晶片研磨，实现了磨料的定量输送，有利于磨料的充分混合，此外，通过磨料用量调节机构，可以调整研磨液中磨料的浓度，以配合不同规格的晶片加工，根据研磨温度调整研磨液流速，防止晶片因研磨温度过高而造成损坏。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种可控研磨温度和研磨剂浓度的晶片研磨装置整体结构示意图。

图2是图1中a-a的剖视结构示意图。

图3是图1中b-b的剖视结构示意图。

图4是图1中c-c的剖视结构示意图。

图5是图1中d处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图1-5所述的一种可控研磨温度和研磨剂浓度的晶片研磨装置，包括主箱体10，所述主箱体10内设有开口向前的研磨腔12，所述研磨腔12下端壁固定连接有位于所述研磨腔12内的研磨台13，所述研磨腔12右端壁固定连接有位于所述研磨腔12内的温度传感器11，所述研磨腔12左侧设有出液腔16，所述研磨腔12左端壁固定连接有位于所述研磨腔12内的喷嘴14，所述出液腔16右端壁连通设有向右贯穿所述喷嘴14的喷嘴管15，所述出液腔16上端壁连通设有搅拌腔28，所述搅拌腔28左侧设有锥齿轮腔52，所述锥齿轮腔52右端壁转动配合连接有向左延伸至所述锥齿轮腔52内且向右延伸至所述搅拌腔28内的搅拌轴17，所述搅拌轴17上固定连接有若干搅拌杆18，所述搅拌腔28上侧设有移动板腔19，所述移动板腔19右端壁连通设有活塞腔24，所述活塞腔24内滑动配合连接有活塞23，所述活塞腔24右侧设有出液挡板腔70，所述出液挡板腔70左端壁和所述活塞腔24右端壁之间连通设有中间腔72，所述出液挡板腔70左端壁铰接有出液挡板71，所述活塞腔24右端壁连通设有进液挡板腔76，所述进液挡板腔76右端壁铰接有进液挡板75，所述活塞腔24上侧设有磨液腔78，所述磨液腔78下端壁和所述进液挡板腔76右端壁之间连通设有磨液管77，所述活塞腔24右侧设有定量箱腔60，所述定量箱腔60左端壁和所述活塞腔24右端壁之间连通设有连接杆腔74，所述定量箱腔60内滑动配合连接有定量箱65，所述定量箱65左端面和所述活塞23右端面之间固定连接有与所述连接杆腔74滑动配合连接的连接杆73，所述定量箱65内设有上下贯通的定量腔64，所述定量箱腔60上侧设有磨料腔79，所述磨料腔79下端壁和所述定量箱腔60上端壁之间连通设有落料腔80，所述落料腔80下端壁和所述定量腔64上端壁连通，所述出液挡板腔70右端壁和所述搅拌腔28右端壁之间连通设有混合腔27，所述混合腔27上端壁和所述定量箱腔60下端壁之间连通设有下料腔25，所述移动板腔19后侧设有移动带轮腔29，所述移动带轮腔29后侧设有变速腔46，所述变速腔46左端壁连通设有锥摩擦轮腔42，所述锥摩擦轮腔42前侧设有从动摩擦轮腔35，所述从动摩擦轮腔35左端壁连通设有主动摩擦轮腔36，所述主动摩擦轮腔36后侧设有向下延伸的搅拌带轮腔56。

另外，在一个实施例中，所述主箱体10内设有位于所述搅拌带轮腔56后侧的电机38，所述电机38前端面固定连接有向前贯穿所述搅拌带轮腔56且向前延伸至所述主动摩擦轮腔36内的主动轴37，所述主动轴37上固定连接有位于所述主动摩擦轮腔36内的主动摩擦轮39，所述主动轴37上还固定连接有位于所述搅拌带轮腔56内的第一带轮58，所述搅拌带轮腔56前端壁转动配合连接有向后延伸至所述搅拌带轮腔56内且向前延伸至所述锥齿轮腔52内的搅拌中间轴54，所述搅拌中间轴54上固定连接有位于所述搅拌带轮腔56内的第二带轮55，所述第二带轮55和所述第一带轮58之间动力配合连接有搅拌传送带57，所述搅拌中间轴54上还固定连接有位于所述锥齿轮腔52内的主动锥齿轮53，所述搅拌轴17上固定连接有位于所述锥齿轮腔52内的从动锥齿轮59，所述从动锥齿轮59和所述主动锥齿轮53啮合。

另外，在一个实施例中，所述从动摩擦轮腔35后端壁转动配合连接有向前延伸至所述从动摩擦轮腔35内且向后延伸至所述锥摩擦轮腔42内的锥摩擦轮轴47，所述锥摩擦轮轴47上固定连接有位于所述从动摩擦轮腔35内的从动摩擦轮40，所述从动摩擦轮40和所述主动摩擦轮39抵接，所述锥摩擦轮轴47上还固定连接有位于所述锥摩擦轮腔42内的锥摩擦轮41，所述移动带轮腔29后端壁转动配合连接有向前延伸至所述移动带轮腔29内且向后延伸至所述变速腔46内的变速套筒51，所述变速套筒51内花键配合连接有向后延伸至所述变速腔46内的变速轴49，所述变速轴49上固定连接有与所述锥摩擦轮41抵接的变速摩擦轮48，所述变速轴49后端面转动配合连接有变速盘45，所述变速盘45后端面和所述变速腔46后端壁之间固定连接有弹簧44，所述变速腔46后端壁固定连接有向后延伸至所述主箱体10内的电磁铁43。

另外，在一个实施例中，所述移动带轮腔29前端壁转动配合连接有向后延伸至所述移动带轮腔29内且向前延伸至所述移动板腔19内的转杆轴31，所述转杆轴31上固定连接有位于所述移动带轮腔29内的第三带轮34，所述第三带轮34和所述第四带轮50之间动力配合连接有移动传送带30，所述转杆轴31上还固定连接有位于所述移动板腔19内的转杆33，所述转杆33前端面固定连接有位于所述转杆轴31左侧的转动销32，所述移动板腔19内滑动配合连接有移动板21，所述移动板21内设有前后贯通的转动销腔20，所述转动销腔20和所述转动销32滑动配合连接，所述移动板21右端面固定连接有向右延伸至所述活塞腔24内的推杆22，所述推杆22右端面和所述活塞23左端面固定连接。

另外，在一个实施例中，所述定量箱腔60后端壁连通设有固定齿轮腔68，所述固定齿轮腔68右端壁转动配合连接有向左延伸至所述固定齿轮腔68内且向右延伸至外界的固定齿轮轴67，所述固定齿轮轴67上固定连接有位于所述固定齿轮腔68内的固定齿轮66，所述固定齿轮轴67上还固定连接有位于外界的旋钮69，所述定量腔64右端壁转动配合连接有向左延伸至所述定量腔64内且向右延伸至所述定量箱腔60内的移动齿轮轴62，所述移动齿轮轴62上固定连接有位于所述定量箱腔60内的移动齿轮61，所述移动齿轮61和所述固定齿轮66啮合，所述移动齿轮轴62上螺纹配合连接有与所述定量腔64滑动配合连接的定量块63。

本实施例所述固定连接方法包括但不限于螺栓固定、焊接等方法。

如图1-5所示，本发明的设备处于初始状态时，移动板21、活塞23和定量箱65位于行程最左端，定量腔64上端壁和落料腔80下端壁连通，弹簧44处于放松状态，晶片固定在研磨台13上进行研磨，温度传感器11可以检测温度；

整个装置的机械动作的顺序：

开始工作时，启动温度传感器11和电机38，温度传感器11实时检测晶片温度，电机38工作带动主动轴37转动，主动轴37转动通过主动摩擦轮39和从动摩擦轮40带动锥摩擦轮轴47转动，锥摩擦轮轴47转动通过锥摩擦轮41和变速摩擦轮48带动变速轴49转动，变速轴49转动带动变速套筒51转动，变速套筒51转动通过第四带轮50、移动传送带30和第三带轮34带动转杆轴31转动，转杆轴31转动带动转杆33转动从而带动转动销32以转杆轴31为中心转动，转动销32转动通过转动销32与转动销腔20之间的作用力带动移动板21在移动板腔19内往复运动，移动板21往复运动带动活塞23在活塞腔24内往复运动，当活塞23向左移动时，活塞腔24内压强减小，磨液腔78内磨液在大气压作用下推动进液挡板75进入到活塞腔24内，当活塞23向右移动时，活塞腔24内压强增大，出液挡板71在活塞腔24内气体压强作用下转动使中间腔72和混合腔27连通，活塞腔24内磨液通过中间腔72和出液挡板腔70进入到混合腔27内，通过活塞23在活塞腔24内的往复运动可以向混合腔27不断输入磨液。

活塞23在活塞腔24往复运动的同时通过连接杆73带动定量箱65在定量箱腔60内往复运动，磨料腔79内磨料在自身重力作用下通过落料腔80进入到定量腔64内，定量箱65向右移动使定量腔64下端壁和下料腔25上端壁连通，定量腔64内磨料在自身重力作用下通过下料腔25进入混合腔27内和磨液混合形成研磨液，研磨液通过混合腔27进入搅拌腔28，主动轴37转动的同时通过第一带轮58、搅拌传送带57和第二带轮55带动搅拌中间轴54转动，搅拌中间轴54转动通过主动锥齿轮53和从动锥齿轮59带动搅拌轴17转动从而带动搅拌杆18转动，搅拌杆18转动开始搅拌进入搅拌腔28内的研磨液使磨料和磨液混合均匀，混合均匀后的研磨液通过出液腔16和喷嘴管15进入研磨腔12内对晶片进行研磨。

当晶片研磨温度升高时，温度传感器11检测到温度高于设定值，温度传感器11控制电磁铁43通电产生磁性，变速盘45在电磁铁43磁吸力作用下向上移动带动变速轴49和变速摩擦轮48向上移动，变速摩擦轮48向上移动与锥摩擦轮41的抵接位置改变使转杆轴31转速增加，从而增加磨液的流速，单位时间内参与研磨的研磨液增加可以带走更多的热量，从而使晶片研磨温度下降，需要调节研磨剂浓度时，转动旋钮69带动固定齿轮轴67转动，固定齿轮轴67转动通过固定齿轮66和移动齿轮61带动移动齿轮轴62转动，移动齿轮轴62转动带动定量块63在定量腔64内移动，通过改变定量块63在定量腔64内的位置改变定量腔64的装载容积，从而改变每次输送的磨料量，最终实现研磨剂浓度的调整。

本发明的有益效果是：通过活塞往复运动泵出磨液并量取磨料，磨液与磨料混合后再进行搅拌，最终输入到研磨腔内供晶片研磨，实现了磨料的定量输送，有利于磨料的充分混合，此外，通过磨料用量调节机构，可以调整研磨液中磨料的浓度，以配合不同规格的晶片加工，根据研磨温度调整研磨液流速，防止晶片因研磨温度过高而造成损坏。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。