一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备的制作方法

本发明属于碳化硅磨削，具体涉及一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备。

背景技术：

1、随着信息技术和智能制造的高速发展，单晶硅片作为半导体器件加工的重要材料，其质量及表面加工精度越来越受到关注。在单晶硅片超精密磨削加工过程中，表面层损伤是一个重要的问题，对单晶硅片的性能和使用寿命产生相当大的影响。为了提高单晶硅片的表面精度和加工质量，我们需要深入研究单晶硅片超精密磨削加工中表面损伤的形成机理和影响因素。单晶硅片材料的硬度高，且非常脆性，在机械加工过程中容易产生表面损伤，尤其是在超精密磨削加工中。目前研究表明，单晶硅片超精密磨削加工表面层损伤主要包括两种类型:一种是由于材料的磨削和打磨，表面形貌出现坑洞和划痕等凹陷这种损伤通常称为划痕性损伤；另一种是由于材料极薄的表面层受到极高压力，导致材料内部结构发生变形和破裂，形成裂纹和微裂纹等相关损伤，这种损伤通常被称为裂纹性损伤。这两种表面损伤都会对单晶硅片的性能造成负面影响，在单晶硅片超精密磨削加工过程中，表面损伤的形成机理和影响因素非常复杂。目前研究表明，主要的影响因素包括:磨削工艺参数、材料特性、磨具材料、润滑剂成分等，而现实中最常使用的改善方法就是使用润滑物质对磨削表面进行润滑；

2、根据专利公开号为cn 108942453 b的专利提出的一种单晶硅的磨削装置，包括：一底座，该底座具有：一助推装置，助推装置安装在底座的的右表面并具有:一稳定装置，稳定装置安装在助推装置的液压块内槽中，通过稳定装置能减少磨削时带来的震动并具有：一第一冷却管，以及一控制装置，该控制装置安装在稳定装置的套管外表面，对稳定装置进行调节控制提高稳定效率，一控制箱控制箱安装在底座的左后方，用于控制整个装置的运作。本发明结构简单，且能够在单晶硅多片磨削加工时减少人工找正的时间，增加工作效率同时在需要多面磨削时自动翻面减少人工的干预，增加精密度，减少人工接触的危害；

3、传统的单晶碳化硅磨削装置在工作时需要对磨削面喷水来达到冷却的目的，为减少损伤层而涂抹的润滑物质会被冷却水冲刷掉，从而影响保护效果。

4、为此，本领域技术人员提出了一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备来解决背景技术提出的问题。

5、本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本发明背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，包括：

4、磨削机构，所述磨削机构包括磨削装置，所述磨削装置一表面开设有操作仓，所述操作仓内部上表面设置有定位台，所述定位台上表面设置有定位组件，所述磨削装置上表面固定安装有升降气缸，所述升降气缸一端包括有升降轴，所述升降轴一端包括有磨削台；

5、添加机构，所述添加机构包括设置在磨削台上的旋转组件，所述旋转组件上设置有衔接柱，所述衔接柱远离磨削台的一端固定连接有横板，所述横板上包括磨削组件、位置传感器以及润滑物质容纳瓶，所述润滑物质容纳瓶一端设置有滴管。

6、优选的，所述磨削装置一表面设置有操作台，所述操作台上包括有数显屏和操作按键，所述操作台与磨削装置电性连接。

7、优选的，所述磨削装置一侧面固定安装有冷却水箱，所述冷却水箱上包括有泵机，所述泵机上连接有冷却水管，所述冷却水管位于操作仓内。

8、优选的，所述操作仓的一端铰接有密封门，所述密封门上设置有观测窗和磁吸块，所述磨削装置前表面设置有磁吸槽，所述磁吸槽的位置与磁吸块相适应，所述磁吸块与磁吸槽磁性配合。

9、优选的，所述定位组件包括固定安装在定位台上表面的基台，所述基台一端固定连接有定位气缸，所述定位气缸一端包括有定位轴，所述定位轴远离定位气缸的一端固定安装有定位块。

10、优选的，所述旋转组件包括设置在磨削台内部周侧面的内齿块以及固定安装在磨削台上表面的第一电机，所述第一电机的输出端上设置有固定齿轮。

11、优选的，所述固定齿轮位于磨削台内，所述固定齿轮与内齿块之间设置有活动齿轮，所述活动齿轮与固定齿轮和内齿块均相啮合，所述衔接柱固定连接在活动齿轮上，所述磨削台下表面开设有环形槽，所述衔接柱穿过环形槽。

12、优选的，所述磨削组件包括设置在横板上的第二电机，所述第二电机一端包括有输出轴，所述输出轴上安装有磨削砂轮。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、(1)本发明通过设置带有定位组件的定位台以及带有磨削组件的磨削台，将待磨削的单晶碳化硅工件放置在定位台上，可通过操作台启动磨削装置对单晶碳化硅工件进行加工，本装置在安装磨削组件的横板上安装了位置传感器与润滑物质容纳瓶，位置传感器能够实时检测磨削组件与单晶碳化硅工件之间的距离，可避免由于设备的晃动导致磨削距离发生偏差进而使得磨削面发生损伤的情况，且润滑物质容纳瓶能够通过滴管持续不断的向磨削面滴加润滑物质，能够避免由于冷却水的冲刷使得润滑物质失去作用的情况，从而能够有效的减小单晶碳化硅在磨削时产生的损伤层。

15、(2)本发明通过设置第一电机带动固定齿轮转动，进而可使得活动齿轮与固定齿轮和内齿块相啮合，此时活动齿轮能够沿着磨削台的外缘进行转动，并配合磨削组件上的磨削砂轮的自转，能够提高磨削组件的磨削效果。

16、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

技术特征：

1.一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，其特征在于：所述磨削装置(2)一表面设置有操作台(7)，所述操作台(7)上包括有数显屏(6)和操作按键(8)，所述操作台(7)与磨削装置(2)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，其特征在于：所述磨削装置(2)一侧面固定安装有冷却水箱(9)，所述冷却水箱(9)上包括有泵机，所述泵机上连接有冷却水管(11)，所述冷却水管(11)位于操作仓(17)内。

4.根据权利要求1所述的一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，其特征在于：所述操作仓(17)的一端铰接有密封门(3)，所述密封门(3)上设置有观测窗(4)和磁吸块(5)，所述磨削装置(2)前表面设置有磁吸槽(10)，所述磁吸槽(10)的位置与磁吸块(5)相适应，所述磁吸块(5)与磁吸槽(10)磁性配合。

5.根据权利要求1所述的一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，其特征在于：所述定位组件包括固定安装在定位台(13)上表面的基台(28)，所述基台(28)一端固定连接有定位气缸(16)，所述定位气缸(16)一端包括有定位轴(31)，所述定位轴(31)远离定位气缸(16)的一端固定安装有定位块(32)。

6.根据权利要求1所述的一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，其特征在于：所述旋转组件包括设置在磨削台(12)内部周侧面的内齿块(27)以及固定安装在磨削台(12)上表面的第一电机(15)，所述第一电机(15)的输出端上设置有固定齿轮(30)。

7.根据权利要求6所述的一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，其特征在于：所述固定齿轮(30)位于磨削台(12)内，所述固定齿轮(30)与内齿块(27)之间设置有活动齿轮(29)，所述活动齿轮(29)与固定齿轮(30)和内齿块(27)均相啮合，所述衔接柱(19)固定连接在活动齿轮(29)上，所述磨削台(12)下表面开设有环形槽(18)，所述衔接柱(19)穿过环形槽(18)。

8.根据权利要求1所述的一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，其特征在于：所述磨削组件包括设置在横板(20)上的第二电机(24)，所述第二电机(24)一端包括有输出轴(23)，所述输出轴(23)上安装有磨削砂轮(22)。

技术总结
本发明涉及碳化硅磨削技术领域，具体公开了一种可减少磨削损伤层的单晶碳化硅材料磨削设备，包括：磨削机构，磨削机构包括磨削装置，磨削装置一表面开设有操作仓，操作仓内部上表面设置有定位台，定位台上表面设置有定位组件，添加机构，添加机构包括设置在磨削台上的旋转组件，旋转组件上设置有衔接柱，衔接柱远离磨削台的一端固定连接有横板，横板上包括磨削组件、位置传感器以及润滑物质容纳瓶；本装置通过设置带有定位组件的定位台以及带有磨削组件的磨削台，且润滑物质容纳瓶能够通过滴管持续不断的向磨削面滴加润滑物质，能够避免由于冷却水的冲刷使得润滑物质失去作用的情况，从而能够有效的减小单晶碳化硅在磨削时产生的损伤层。

技术研发人员：柯茜,张梦龙,李京波
受保护的技术使用者：浙江芯科半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/16