一种半导体原料研磨设备的制作方法

1.本发明涉及研磨技术领域，特别是一种半导体原料研磨设备。


背景技术：

2.半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，半导体在消费电子、通信系统、医疗仪器等领域有广泛应用，如二极管就是采用半导体制作的器件，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，今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连，常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的
3.硅片等半导体原料在加工过程中，通常需要对其表面进行研磨，这一研磨过程需要使用多个不同粒度的磨砂轮进行研磨，需要更换不同粒度磨砂轮，更换时需要取下旧的磨砂轮，然后装上新的磨砂轮，更换不够方便，影响工作效率，而且新旧磨砂轮的位置会存在偏差，对半导体原料表面精度造成影响。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：使用多个不同粒度的磨砂轮进行研磨，需要更换不同粒度磨砂轮，更换时需要取下旧的磨砂轮，然后装上新的磨砂轮，更换不够方便，影响工作效率，而且新旧磨砂轮的位置会存在偏差，对半导体原料表面精度造成影响。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种半导体原料研磨设备，其包括研磨组件和锁定组件，所述研磨组件包括安装板、第一固定管、转轴和磨砂轮，所述安装板外侧固定连接第一固定管外壁，第一固定管内壁转动连接转轴，转轴底壁固定连接磨砂轮；所述锁定组件包括主轴、卡板、连接板和第一伸缩杆，所述主轴底端固定连接安装板上表面，主轴其中一段开设形成方杆段，卡板一侧上对应方杆段设置有限位槽，卡板另一侧固定连接有连接板，一侧并且卡板和连接板对称设置于方杆段两侧，第一伸缩杆两端分别固定连接有连接板。
6.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：还包括切换组件，所述切换组件包括固定盘、转动盘、卡块和压板，所述固定盘固定连接主轴外壁，固定盘上设置有卡槽，卡槽内壁卡合连接卡块，卡块固定连接压板，压板固定连接第一转动轴，第一转动轴底部转动连接固定块，固定块固定连接转动盘一侧，转动盘转动连接主轴外壁。
7.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：所述切换组件还包括固定板和第一弹簧，所述固定板固定连接固定块，固定板和压板之间设置有第一弹簧，并且第一弹簧两端分别固定连接固定板或压板。
8.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：所述切换组件还包括第二伸缩杆、支撑框和安装轴，所述第二伸缩杆外壁固定连接支撑框内壁，支撑框外壁固定连接套筒，套筒内壁转动连接安装轴一端，所述第二伸缩杆一端固定连接第二固定管外壁，第二固定管内壁转动连接第二转动轴，固定块上设置有活动槽，第二转动轴穿过固定块
上的活动槽，活动槽内壁滑动连接第二固定管两端。
9.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：所述第二伸缩杆包括固定筒、活动杆和第一活塞头，所述固定筒外壁固定连接支撑框内壁，固定筒内壁滑动连接第一活塞头和活动杆，第一活塞头固定连接活动杆一端，活动杆另一端固定连接第二固定管外壁。
10.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：所述主轴外壁固定连接有第一限位板和第二限位板，并且第一限位板和第二限位板设置于方杆段两侧，第一限位板和第二限位板的相对靠近侧滑动连接卡板或连接板。
11.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：还包括支撑组件，所述支撑组件包括顶板、电机座和电动机，所述主轴顶端转动连接顶板，顶板固定连接安装轴另一端，所述顶板下表面固定连接电机座，电机座上安装有电动机，电动机连接转轴。
12.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：所述转轴外壁连接皮带环内壁。
13.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：所述锁定组件还包括固定环和活动环和活动块，所述顶板下表面固定连接固定环，主轴穿过固定环，并且主轴穿过转动连接固定环内壁，主轴上固定连接活动环，并且活动环位于固定环下方，活动环上开设有容纳槽，容纳槽内端壁固定连接第二弹簧一端，第二弹簧另一端固定连接活动块，活动块滑动连接容纳槽内壁，并且固定环上对应活动块设置有凹槽。
14.作为本发明所述半导体原料研磨设备的一种优选方案，其中：所述支撑组件上表面固定连接驱动管，驱动管一端设置有进气管，驱动管内端壁设置有第三弹簧，第三弹簧连接第二活塞头，第二活塞头滑动连接驱动管内壁，驱动管内部连通第一连接管和第二连接管一端，第一连接管另一端连通第一伸缩杆，第二连接管另一端连通固定筒，并且固定筒上设置有电动泄压阀。
15.本发明的有益效果：本发明更换不同粒度磨砂轮更加方便快捷，有利于节约更换时间，提高研磨效率；第一伸缩杆收缩时，通过连接板带动卡板向方杆段移动，卡板上的限位槽能够卡在方杆段上，对方杆段转动的角度进行限位，保证方杆段或主轴转动的角度为90
°
，以提高安装板转动90
°
时，将下一个磨砂轮移动到研磨半导体原料的位置的精度，进一步提高打研磨的精度，避免由于新旧磨砂轮的位置存在偏差，半导体原料表面精度造成影响；而且能够完成对主轴201的自动锁定和解锁，防止对半导体原料进行研磨时，磨砂轮104出现偏移，提高研磨精度。
附图说明
16.图1为本公开实施例中的整体结构示意图。
17.图2为本公开实施例中的切换组件结构示意图。
18.图3为本公开实施例中的锁定组件结构示意图。
19.图4为本公开实施例中的图2中b处放大示意图。
20.图5为本公开实施例中的图2中a处放大示意图。
21.图6为本公开实施例中的第二伸缩杆剖视图。
22.图7为本公开实施例中的安装板剖视图。
23.图8为本公开实施例中的固定环仰视图。
24.图9为本公开实施例中的图7中c处放大示意图。
25.图10为本公开实施例中的驱动管剖视图。
26.附图标记：研磨组件10，安装板101，第一固定管102，转轴103，皮带环103a，磨砂轮104，锁定组件200，主轴201，方杆段201a，卡板202，限位槽202a，连接板203，第一伸缩杆204，第一限位板205，第二限位板206，固定环207，凹槽207a，活动环208，容纳槽208a，第二弹簧208b，活动块209，切换组件300，固定盘301，卡槽301a，转动盘302，固定块302a，活动槽302a-1，卡块303，压板304，第一转动轴304a，固定板305，第一弹簧306，第二伸缩杆307，第二固定管307a，第二转动轴307b，固定筒307c，电动泄压阀307c-1，活动杆307d，第一活塞头307e，支撑框308，套筒308a，安装轴309，支撑组件400，顶板401，电机座402，电动机403，驱动管404，驱动管404，进气管405，第三弹簧406，第三弹簧406，第二活塞头407，第一连接管408，第二连接管409。
具体实施方式
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
28.实施例1
29.参照图1至图3，该实施例提供了一种半导体原料研磨设备，其包括研磨组件100和锁定组件200，研磨组件100包括安装板101、第一固定管102、转轴103和磨砂轮104，安装板101外侧固定连接第一固定管102外壁，第一固定管102内壁转动连接转轴103，转轴103底壁固定连接磨砂轮104。
30.本实施例中优选的，在安装板101外侧优选设置四个第一固定管102，并且第一固定管102圆周排列设置在安装板101外侧，转轴103可以在第一固定管102内壁转动，转轴103对应第一固定管102设置有四个，转轴103底部设置有磨砂轮104，磨砂轮104可以采用不用粒度的磨砂轮104，以便于对硅片等半导体原料表面进行研磨加工。
31.锁定组件200包括主轴201、卡板202、连接板203和第一伸缩杆204，主轴201底端固定连接安装板101上表面，主轴201其中一段开设形成方杆段201a，卡板202一侧上对应方杆段201a设置有限位槽202a，卡板202另一侧固定连接有连接板203，一侧并且卡板202和连接板203对称设置于方杆段201a两侧，第一伸缩杆204两端分别固定连接有连接板203。
32.本实施例中优选的，主轴201转动时能够带动安装板101转动，安装板101带动第一固定管102、转轴103和磨砂轮104转动，当安装板101转动90
°
时，能够将下一个磨砂轮104移动到研磨半导体原料的位置，可以将不用粒度的磨砂轮104，按从大到小的顺序安装在各个转轴103底部，以便于更换不同粒度的磨砂轮104，对半导体原料进行研磨，更换不同粒度磨砂轮104更加方便快捷，有利于节约更换时间，提高研磨效率。第一伸缩杆204伸缩时能够带动连接板203移动，连接板203带动卡板202移动。第一伸缩杆204收缩时，通过连接板203带动卡板202向方杆段201a移动，卡板202上的限位槽202a能够卡在方杆段201a上，对方杆段201a转动的角度进行限位，保证方杆段201a或主轴201转动的角度为90
°
，以提高安装板101转动90
°
时，将下一个磨砂轮104移动到研磨半导体原料的位置的精度，进一步提高打研磨的精度，避免由于新旧磨砂轮的位置存在偏差，半导体原料表面精度造成影响。
33.实施例2
34.参照图1至图10，该实施例基于上一个实施例，与上一个实施例不同之处在于。还包括切换组件300，切换组件300包括固定盘301、转动盘302、卡块303和压板304，固定盘301固定连接主轴201外壁，固定盘301上设置有卡槽301a，卡槽301a内壁卡合连接卡块303，卡块303固定连接压板304，压板304固定连接第一转动轴304a，第一转动轴304a底部转动连接固定块302a，固定块302a固定连接转动盘302一侧，转动盘302转动连接主轴201外壁。
35.本实施例中优选的，固定盘301转动能够带动主轴201转动，主轴201外壁能够与转动盘302内侧相对转动。固定块302a带动转动盘302在主轴201外壁上转动，转动盘302能对固定块302a起到限位作用，使固定块302a围绕主轴201转动，当卡块303顺着卡槽301a转动，此时卡块303会滑出卡槽301a，然后与固定盘301外壁相对滑动，不会带动固定盘301转动；当卡块303逆着卡槽301a转动，就会卡在卡槽301a内壁，拨动固定盘301转动，固定盘301带动主轴201转动。压板304能够围绕第一转动轴304a转动。
36.参照图4，切换组件300还包括固定板305和第一弹簧306，固定板305固定连接固定块302a，固定板305和压板304之间设置有第一弹簧306，并且第一弹簧306两端分别固定连接固定板305或压板304。
37.本实施例中优选的，固定块302a能够对固定板305起到固定支撑作用，在第一弹簧306弹力的作用下，能够将压板304压向固定盘301，保证卡块303与固定盘301外侧的接触。
38.参照图2和图4，切换组件300还包括第二伸缩杆307、支撑框308和安装轴309，第二伸缩杆307外壁固定连接支撑框308内壁，支撑框308外壁固定连接套筒308a，套筒308a内壁转动连接安装轴309一端，第二伸缩杆307一端固定连接第二固定管307a外壁，第二固定管307a内壁转动连接第二转动轴307b，固定块302a上设置有活动槽302a-1，第二转动轴307c穿过固定块302a上的活动槽302a-1，活动槽302a-1内壁滑动连接第二固定管307b两端。
39.本实施例中优选的，第二伸缩杆307与转动盘302的切线方向平行设置，支撑框308和第二伸缩杆307通过套筒308a能够围绕安装轴309转动，第二固定管307a能够围绕第二转动轴307b转动，此时转动的角度近似90
°
。第二伸缩杆307伸缩时能够通过第二固定管307a，带动第二转动轴307b及固定块302a和转动盘302在主轴201外壁上转动。
40.参照图6，第二伸缩杆307包括固定筒307c、活动杆307d和第一活塞头307e，固定筒307c外壁固定连接支撑框308内壁，固定筒307c内壁滑动连接第一活塞头307e和活动杆307d，第一活塞头307e固定连接活动杆307d一端，活动杆307d另一端固定连接第二固定管307a外壁。
41.本实施例中优选的，固定筒307c中靠近第一活塞头307e和活动杆307d一侧的气压增大时，气压推动第一活塞头307e移动，第一活塞头307e带动活动杆307d缩回固定筒307c内部，此时第二伸缩杆307收缩，第二伸缩杆307通过第二固定管307a，带动第二转动轴307b及固定块302a和转动盘302在主轴201外壁上转动，此时卡块303逆着卡槽301a转动，就会卡在卡槽301a内壁，拨动固定盘301转动，固定盘301带动主轴201转动，此时转动的角度近似90
°
。
42.参照图3，主轴201外壁固定连接有第一限位板205和第二限位板206，并且第一限位板205和第二限位板206设置于方杆段201a两侧，第一限位板205和第二限位板206的相对靠近侧滑动连接卡板202或连接板203。
43.本实施例中优选的，卡板202或连接板203能够在第一限位板205和第二限位板206的相对靠近侧滑动，有利于提高第一伸缩杆204伸缩时带动连接板203移动和卡板202移动的稳定性。第一伸缩杆204优先采用双头气缸，将第一伸缩杆204中间段外壁固定连接第一限位板205和第二限位板206的相对靠近侧，第一伸缩杆204连端的伸缩端，同时伸出或收缩，有利于提高第一伸缩杆204两端的连接板203和卡板202移动的同步性。
44.参照图1，还包括支撑组件400，支撑组件400包括顶板401、电机座402和电动机403，主轴201顶端转动连接顶板401，顶板401固定连接安装轴309另一端，顶板401下表面固定连接电机座402，电机座402上安装有电动机403，电动机403连接转轴103。
45.本实施例中优选的，使用时可以将顶板401设置于半导体原料上方，然后其中磨砂轮104位于对半导体原料的研磨位置。顶板401能够对安装轴309的高度起到固定作用，可以在顶板401两侧的安装轴309上设置限位环，以便于提高安装轴309转动时的稳定性，同时顶板401能够对安装轴309起到固定作用。可以在顶板401下表面连接固定支撑板，然后支撑板底部固定连接滑槽，在连接板203两端设置滑块，使滑块在滑槽内壁滑动，能够防止连接板203随主轴201转动而转动，有利于提高连接板203移动的稳定性，进而提高卡板202上的限位槽202a对方杆段201a转动的角度进行限位，保证方杆段201a或主轴201转动的角度为90
°
，以提高安装板101转动90
°
时，将下一个磨砂轮104移动到研磨半导体原料的位置的精度，进一步提高打研磨的精度，避免由于新旧磨砂轮的位置存在偏差，半导体原料表面精度造成影响。顶板401能够通过电机座402对电动机403起到安装固定作用。
46.参照图1和图2，转轴103外壁连接皮带环103a内壁。
47.本实施例中优选的，电动机403工作时能够带动其中一个转轴103转动，其中一个转轴103转动时通过皮带环103a带动剩下的转轴103转动，带动转轴103对应的磨砂轮104转动，以便于在更换磨砂轮104时，在下一个磨砂轮104移动到研磨半导体原料的位置后，该磨砂轮104对半导体原料进行研磨。
48.参照图7至图9，锁定组件200还包括固定环207和活动环208和活动块209，顶板401下表面固定连接固定环207，主轴201穿过固定环207，并且主轴201穿过转动连接固定环207内壁，主轴201上固定连接活动环208，并且活动环208位于固定环207下方，活动环208上开设有容纳槽208a，容纳槽208a内端壁固定连接第二弹簧208b一端，第二弹簧208b另一端固定连接活动块209，活动块209滑动连接容纳槽208a内壁，并且固定环207上对应活动块209设置有凹槽207a。
49.本实施例中优选的，顶板401能够对固定环207起到固定作用，主轴201转动时带动活动环208转动，活动环208上容纳槽208a内部的活动块209在第二弹簧208b的作用下，活动块209顶部插入凹槽207a中，活动块209顶部设置为倾斜面，活动环208顺着活动块209顶部倾斜面转动时，活动环208能够转动，活动环208逆着活动块209顶部倾斜面转动时，活动环208不能转动，能够使活动环208以及主轴201只能单向转动。凹槽207a优先设置为四个，圆周排列在固定环207底部。
50.参照图10,支撑组件400上表面固定连接驱动管404，驱动管404一端设置有进气管405，驱动管404内端壁设置有第三弹簧406，第三弹簧406连接第二活塞头407，第二活塞头407滑动连接驱动管404内壁，驱动管404内部连通第一连接管408和第二连接管409一端，第一连接管408另一端连通第一伸缩杆204，第二连接管409另一端连通固定筒307c，并且固定
筒307c上设置有电动泄压阀307c-1。
51.本实施例中优选的，可以将现有的气泵与进气管405连通，现有的气泵可以将气体通过进气管405泵入驱动管404内部，驱动管404内部的气体可以通过第一连接管408或第二连接管409分别进入第一伸缩杆204和固定筒307c，控制第一伸缩杆204或第二伸缩杆307的伸缩。通过电动泄压阀307c-1能够排出固定筒307c内部的气体。
52.使用时，需要更换将现有的气泵与进气管405连通，现有的气泵将气体通过进气管405泵入驱动管404内部，驱动管404内部的气体通过第一连接管408进入第一伸缩杆204，此时第二连接管409被第二活塞头407遮挡，此时气体无法进入第二连接管409。气体进入第一伸缩杆204后，第一伸缩杆204伸长，第一伸缩杆204通过连接板203带动卡板202移动，限位槽202a脱离方杆段201a，此时不再对方杆段201a进行锁定，方杆段201a或主轴201可以转动。
53.持续气泵将气体通过进气管405泵入驱动管404内部，第一伸缩杆204伸长到极限长度时，第一伸缩杆204不再伸长，此时驱动管404内部气压增大，在气压作用下，推动第二活塞头407滑动，露出第二连接管409时，驱动管404内部气体通过第二连接管409进入固定筒307c中靠近第一活塞头307e和活动杆307d的一侧，固定筒307c中靠近第一活塞头307e和活动杆307d一侧的气压增大时，气压推动第一活塞头307e移动，第一活塞头307e带动活动杆307d缩回固定筒307c内部，此时第二伸缩杆307收缩，第二伸缩杆307通过第二固定管307a，带动第二转动轴307b及固定块302a和转动盘302在主轴201外壁上转动，此时卡块303逆着卡槽301a转动，就会卡在卡槽301a内壁，拨动固定盘301转动，固定盘301带动主轴201转动，此时转动的角度近似90
°
，此时活动环208顺着活动块209顶部倾斜面转动，活动块209顶部插入凹槽207a中。
54.然后控制气泵不再泵入气体，通过气泵进行泄压排出驱动管404内部的气体，此时第一伸缩杆204收缩，通过连接板203带动卡板202向方杆段201a移动，卡板202上的限位槽202a卡在方杆段201a上，对方杆段201a转动的角度进行限位，保证方杆段201a或主轴201转动的角度为90
°
，以提高安装板101转动90
°
时，将下一个磨砂轮104移动到研磨半导体原料的位置的精度，进一步提高打研磨的精度，避免由于新旧磨砂轮的位置存在偏差，半导体原料表面精度造成影响。
55.同时控制电动泄压阀307c-1排出固定筒307c内部的气体，固定筒307c中靠近第一活塞头307e和活动杆307d一侧的气压减小，此时第二伸缩杆307伸长，卡块303顺着卡槽301a转动，此时卡块303会滑出卡槽301a，然后与固定盘301外壁相对滑动，不会带动固定盘301转动，而且活动环208逆着活动块209顶部倾斜面转动时，活动环208和主轴201不能转动，活动环208和主轴201只能单向转动，也就是通过气泵进行泄压排出驱动管404内部的气体，控制电动泄压阀307c-1排出固定筒307c内部的气体，可以同时进行，有利于减小更换磨砂轮104的时间，提高工作效率。
56.在完全泄压后，第二伸缩杆307和第二活塞头407复位，然后就可以用新的粒度较小的磨砂轮104对半导体原料进行研磨，控制更换磨砂轮104更加方便快捷，而且能够完成对主轴201的自动锁定和解锁，防止对半导体原料进行研磨时，磨砂轮104出现偏移，提高研磨精度。