一种石英基座长孔加工方法与流程

1.本发明属于半导体加工领域。


背景技术：

2.石英基座，是半导体栅氧化工艺中用到的零件，如图5和图6所示，在栅氧化工艺中用于向配合的石英罐混合通入氢气和氧气。石英基座的直径约260mm，厚度约9mm。
3.石英基座的结构，包括精加工制得的、圆饼状的石英板，石英板的中部设有与石英罐连接的排气孔，石英板的内部设有均与排气孔连接的两个长孔，长孔直径4mm，石英板上设有分别与两个长孔连接的两个进气孔，两个进气孔均位于石英罐的外侧，氢气和氧气分别从两个进气孔进入到对应的长孔中，经排气孔进入到石英罐中。
4.现有石英基座的加工方法，是先将石英板的中部加工出排气孔，再从石英板的侧壁上对准排气孔进行钻孔，加工出两个长孔，然后对应长孔加工出两个进气孔，然后在石英板的侧壁上封闭长孔。
5.在实际加工过程中发现，由于需要加工出的长孔长度长(超过12cm)、直径小(4mm)，只能用细长的钻头钻出长孔，但石英材质较硬较脆，导致长孔的加工非常困难，需要钻头以很低的进给速度钻孔，加工效率低，但这仍然不能保证石英板不会在钻孔过程中碎裂，依然导致石英基座的加工成功率低。由于钻头过细过长，钻头在钻孔过程中晃动量大，导致加工出来的长孔孔型不规整，难以达到客户的要求，所得石英基座的不良率高。
6.因此，现有石英基座的加工方法存在加工效率低、加工成功率低和不良率高的缺陷。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于，提供一种石英基座长孔加工方法。本发明具有加工效率高、加工成功率高和不良率低的优点。
8.本发明的技术方案：一种石英基座长孔加工方法，包括以下步骤，
9.a、取圆饼状的石英板，在石英板的顶面加工出排气孔和两个进气孔，得a品，
10.b、在a品的底面上加工出两条长槽，两条长槽的一端均连接排气孔，两条长槽的另一端分别连接两个进气孔，得b品，
11.c、根据长槽的长度切割获得两根石英管，两根石英管分别放入到b品的两条长槽中，得c品，
12.d、制作两个与长槽配合的石英盖板，将两个石英盖板分别覆盖在两根石英管上，将石英盖板与c品的石英板焊接成整体，得成品。
13.前述的石英基座长孔加工方法中，所述步骤c中，所述石英管的直径与长槽的宽度相同，长槽的底面与石英管贴合，石英管的两端均设有槽口，槽口朝向c品的顶面。
14.前述的石英基座长孔加工方法中，所述步骤b中，所述长槽的截面为长方形，长槽的底面中部设有与石英管配合的第一凹槽，第一凹槽的截面为半圆形，所述长槽与石英板
底面相接的轮廓边缘设有倒角；所述步骤d中，所述石英盖板的一部分紧配嵌入到长槽中，石英盖板上设有与石英管配合的第二凹槽，第二凹槽的截面为半圆形；沿着倒角将石英板和石英盖板焊接在一起，焊后将石英盖板磨削至与石英板齐平，得成品。
15.前述的石英基座长孔加工方法中，所述步骤b中，将石英盖板磨削至与石英板齐平的装置，包括水平的底板，底板的上方设有研磨机构，研磨机构的上方设有两根平行的导向梁，导向梁通过立柱连接底板，导向梁的底部设有滑轨，滑轨上设有与研磨机构连接的滑块。
16.前述的石英基座长孔加工方法中，所述研磨机构包括方形的框架，框架上设有与对应滑块连接的连杆，框架内设有多个水平并排排布的研磨辊，多个研磨辊的直径逐渐增加，相邻研磨辊之间设有带轮机构，其中一根研磨辊上连接有电机。
17.前述的石英基座长孔加工方法中，所述研磨辊上设有螺旋状的沟槽。
18.前述的石英基座长孔加工方法中，所述沟槽的螺旋角48
‑
55
°
19.前述的石英基座长孔加工方法中，所述沟槽的螺旋角52
°
。
20.前述的石英基座长孔加工方法中，所述沟槽的截面为等腰梯形，等腰梯形的外侧底边长度小于内侧底边长度。
21.前述的石英基座长孔加工方法中，所述底板的上方设有与其中一根导向梁连接的水枪。
22.与现有技术相比，本发明采用开槽的方式先在石英基座的底部开设出较为宽大的长槽，再将石英管埋设在长槽内，然后用石英盖板覆盖长槽，在石英基座内部形成了长孔，整个加工过程中，石英基座不易受加工因素影响而碎裂，加工成功率高，所以也可以用较高的速度进行加工，使得加工效率高。本发明通过埋设石英管，以石英管的内孔在石英基座内部形成长孔，所得长孔表面光洁、孔型规整，很容易就能达到客户的要求，使得石英基座加工的不良率低。
23.由于石英基座厚度较薄，所要加工出的长孔直径较大，并且石英管本身存在一定的壁厚，导致嵌入到长槽内的石英盖板较薄，直接加工容易碎裂，成品率低。本发明先制作得到较厚的石英盖板，避免石英盖板在制作过程中碎裂，然后将石英盖板焊接，利用装置将石英盖板超出石英基座底面的部分磨去，通过在装置上设置多个不同直径的研磨辊，依次对超出部分进行磨削，减少单次磨削的磨削量，避免石英盖板在磨削过程中碎裂，保证石英基座加工的不良率低，并且一次移动装置即可完成整个磨削过程，提高了石英基座的加工效率。
24.通过在研磨辊上设置螺旋状的沟槽，便于研磨液以及研磨屑的排出，进一步的提高研磨效率，即提高石英基座的加工效率。通过结合研磨过程中产生的研磨屑的特性，优选沟槽的螺旋角度，进一步的提高研磨屑的排出效果，进一步的避免石英盖板在磨削过程中碎裂，保证石英基座加工的不良率低。通过将沟槽的形状设置为等腰梯形，使研磨屑进入到沟槽后难以掉出，避免再次进入到研磨面中，并可有效的将残留在研磨面上的研磨屑刮进沟槽中，这也避免石英盖板在磨削过程中碎裂，保证石英基座加工的不良率低。
25.因此，本发明具有加工效率高、加工成功率高和不良率低的优点。
附图说明
26.图1是a品的正视图。
27.图2是b品的正视图。
28.图3是将石英盖板与石英板焊接在一起后的正视示意图。
29.图4是图3在a
‑
a处的截面示意图。
30.图5是现有石英盖板与石英罐装配在一起时的正视示意图。
31.图6是石英盖板的俯视示意图。
32.图7是装置的正视示意图。
33.图8是研磨机构的俯视示意图。
34.附图中的标记为：1
‑
石英板，2
‑
排气孔，3
‑
进气孔，4
‑
长槽，5
‑
石英管，6
‑
石英盖板，7
‑
槽口，8
‑
第一凹槽，9
‑
倒角，10
‑
第二凹槽；30
‑
底板，31
‑
导向梁，32
‑
立柱，33
‑
滑轨，34
‑
滑块，35
‑
框架，36
‑
连杆，37
‑
研磨辊，38
‑
电机，39
‑
沟槽，40
‑
水枪，41
‑
皮带轮，42
‑
皮带，43
‑
轴承，44
‑
电动伸缩杆。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
36.实施例。一种石英基座长孔加工方法，包括以下步骤，
37.a、如图1所示，取圆饼状的石英板1，在石英板1的顶面加工出排气孔2和两个进气孔3，得a品，
38.b、如图2所示，在a品的底面上加工出两条长槽4，两条长槽4的一端均连接排气孔2，两条长槽4的另一端分别连接两个进气孔3，得b品，
39.c、根据长槽4的长度切割获得两根石英管5，两根石英管5分别放入到b品的两条长槽4中，得c品，
40.d、如图3所示，制作两个与长槽4配合的石英盖板6，将两个石英盖板6分别覆盖在两根石英管5上，将石英盖板6与c品的石英板1焊接成整体，得成品。
41.所述步骤c中，所述石英管5的直径与长槽4的宽度相同，长槽4的底面与石英管5贴合，石英管5的两端均设有槽口7，槽口7朝向c品的顶面。
42.所述步骤b中，所述长槽4的截面为长方形，长槽4的底面中部设有与石英管5配合的第一凹槽8，第一凹槽8的截面为半圆形，所述长槽4与石英板1底面相接的轮廓边缘设有倒角9；所述步骤d中，所述石英盖板6的一部分紧配嵌入到长槽4中，石英盖板6上设有与石英管5配合的第二凹槽10，第二凹槽10的截面为半圆形；沿着倒角9补石英料，将石英板1和石英盖板6焊接在一起，焊后将石英盖板6磨削至与石英板1齐平，得成品。
43.所述步骤b中，将石英盖板6磨削至与石英板1齐平的装置，包括水平的底板30，底板30的上方设有研磨机构，研磨机构的上方设有两根平行的导向梁31，导向梁31通过立柱32连接底板30，导向梁31的底部设有滑轨33，滑轨33上设有与研磨机构连接的滑块34。
44.所述研磨机构包括方形的框架35，框架35上设有与对应滑块34连接的连杆36，框架35内设有多个水平并排排布的研磨辊37，研磨辊37通过轴承43与框架35转动连接，多个研磨辊37的直径逐渐增加，多个研磨辊37的材质均为金刚砂，粒度200目，相邻研磨辊37之
间设有带轮机构，所述带轮机构包括两个皮带轮，两个皮带轮分别设置在两个相邻研磨辊37的同侧端，两个皮带轮之间设有皮带，其中一根研磨辊37上连接有电机38，电机38与框架35固定，电机38的输出端连接研磨辊37。所述立柱32上设有推动研磨机构移动的电动伸缩杆44，电动伸缩杆44避开水枪40，使水枪40喷出的研磨液不直接淋到电动伸缩杆44。
45.所述研磨辊37上设有螺旋状的沟槽39。所述沟槽39的螺旋角48
‑
55
°
，最佳为52
°
。
46.所述沟槽39的截面为等腰梯形，等腰梯形的外侧底边长度小于内侧底边长度。
47.所述底板30的上方设有与其中一根导向梁31连接的水枪40。
48.装置的使用：将石英盖板6与c品的石英板1焊接成整体后的毛坯固定在底板30上，保持两个石英盖板6的角平分线与滑轨33平行。焊接部位朝上并对应于水枪40的下方。水枪40中对准石英盖板6喷水。启动电机38，电机38使所有研磨辊37同向旋转。电动伸缩杆44带动研磨机构从石英盖板6的上方经过，多个研磨辊37依次磨薄石英盖板6，直至最后一个研磨辊37经过石英盖板6后，石英盖板6被摩至与石英板1齐平。
49.本发明具有加工效率高、加工成功率高和不良率低的优点。