一种电线旋转接头的制作方法

1.本实用新型涉及可旋转的线路连接器技术领域，尤其涉及一种电线旋转接头。


背景技术：

2.目前在晶圆加工过程中，需要对晶圆进行旋转加工，同时需要连接电源，这时要求有一款有效的电线旋转接头对晶圆进行旋转加工，而目前旋转接头多使用碳刷，不便于洁净空间使用，且现有电线旋转接头结构复杂，安装困难，不能对其拆卸进行零件更换，通常出现损坏后只能丢弃，不能维护和反复利用。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电线旋转接头，使其解决现有电线旋转接头无法在洁净厂区使用和无法进行内部零件拆卸更换的问题。
4.本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：包括：内接线柱；外接线环，用于与内接线柱导电连接；外接线环套设在内接线柱周侧，外接线环包括第一圆筒，第一圆筒内壁上设置有若干连接环，内接线柱周侧对应连接环位置设置有导电球，导电球和连接环在内接线柱和外接线环之间进行相对旋转时保持接触和导电。本技术通过在内接线柱上设置旋转过程中始终与接线环保持接触并导电的导电球，使得内接线柱和内接线柱上的接线柱能够随晶圆旋转电镀时旋转并给晶圆通电进行电镀，导电球在旋转过程不会产生对洁净度造成影响。当然，本实用新型还可应用于其他需要使用旋转接头的工艺中，例如晶圆蒸镀等。
5.进一步，连接环的外径匹配第一圆筒的内径设置，第一圆筒周侧对应连接环位置设置贯穿至第一圆筒的内壁的圆孔，圆孔用于设置紧固螺栓对连接环进行挤压以限制连接环在第一圆筒内的滑动趋势。将连接环通过紧固螺栓固定在第一圆筒内壁，以利于需要维修更换时连接环的拆卸。
6.进一步，相邻的连接环之间设置有大小匹配连接环的绝缘环。相邻的连接环之间通过绝缘环进行导电隔离，以避免出现连接环之间接触发生短路，进一步地，通过绝缘环辅助紧固螺栓对连接环进行固定。
7.进一步，第一圆筒内壁上沿平行于轴向方向分别设置有从第一圆筒靠近端盖一侧的端面贯穿至连接环的连接孔，连接孔内设置有与连接环导电连接的连接线。设置不同深度的连接孔从第一圆筒端面贯穿至不同的连接环，以分别对连接环进行电流传输，避免不同的连接环之间发生接触导致短路。
8.进一步，第一圆筒与端盖连接一端的端面上设置有通孔，端盖对应通孔位置设置有小孔，端盖能够基于穿过小孔和通孔的螺栓连接至第一圆筒端面。在第一圆筒的端面设置端盖，用于防止内接线柱旋转时从第一圆筒内落出。
9.进一步，内接线柱周侧对应连接环位置设置有沿轴向贯穿内接线柱的导电孔，导电孔的两端孔口处设置有用于与连接环接触并导电的导电球，导电球之间通过设置在导电
孔内处于压缩状态的弹簧接线柱连接。通过弹簧接线柱的弹力作用使得导电球在旋转过程中始终与连接环接触并导电，避免了导电球旋转时出现位移至不与连接环接触导致短路。进一步地，目前旋转接头大多使用碳刷，不便于洁净空间使用，本技术中使用具有更高硬度和洁净度的金属导电球，可以在具有一定洁净度要求的生产区使用。
10.进一步，导电孔的孔口收束以避免导电球从导电孔内滑出。
11.本实用新型的有益效果：
12.1.本技术中的旋转接头使用具有更高硬度和洁净度的金属导电球进行导电，可以在具有一定洁净度要求的生产区使用；
13.2.本技术中的内接线柱可以跟随旋转电镀过程中的晶圆进行旋转，使得内接线柱和内接线柱上的接线柱能够在随晶圆旋转时为晶圆通电进行电镀；在这个过程中内接线柱周侧的导电球始终与外接线环内壁上的连接环接触并导电，而连接线环通过连接线与外接电源连通，使得外接电源、旋转接头和晶圆之间在晶圆旋转时仍保持导电通路。
14.3.本技术中的多个部件采用螺栓进行固定，便于拆卸和更换。
附图说明
15.图1是本实用新型电线旋转接头的装配示意图；
16.图2是本实用新型电线旋转接头的外接线环主视方向剖视图；
17.图3是本实用新型电线旋转接头的外接线环俯视方向示意图；
18.图4是本实用新型电线旋转接头的内接线柱主视方向剖视图；
19.图5是本实用新型电线旋转接头的内接线柱俯视方向上的导电孔分布示意图；
20.图6是本实用新型电线旋转接头的导电孔示意图；
21.图7是本实用新型电线旋转接头的内接线柱的透视图；
22.其中，
23.100：外接线环；110：第一圆筒；120：第二圆筒；130：连接环；140：圆孔；150：连接线；160：连接孔；170：通孔；180：绝缘环；200：内接线柱；210：接线孔；220：导电孔；221：弹簧接线柱；222：导电球；223：导电球垫块；224：导电环；230：接线柱；240：接线柱垫块；300：端盖。
具体实施方式
24.以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本实用新型的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制，为了更好地说明本实用新型的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
25.本实用新型实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此图
中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语的具体含义。
26.如图1所示，本实用新型的电线旋转接头包括外接线环100、内接线柱200和端盖300。外接线环100用于套设在内接线柱200周侧，且外接线环100和内接线柱200之间可进行轴线共线的相对旋转运动。外接线环100内壁设置有用于和设置在内接线柱200周侧的导电球222保持导电连接的连接线150。外接线环100一端可与端盖300连接。端盖300能够防止内接线柱200旋转时从外接线环100内甩出。
27.可选地，如图2，外接线环100被构造为中空的圆筒状结构。外接线环100与端盖300连接一端的端面上设置有若干具有内螺纹的通孔170。端盖300对应通孔位置设置有小孔。外接线环100和端盖300基于穿过小孔和通孔170的螺栓连接。外接线环100内的空心圆柱的内径沿靠近端盖方向阶梯式增大以助于内接线柱200放入后与外接线环100卡合。为便于描述，此处将内径较大的圆筒规定为第一圆筒110，内径较小的圆筒规定为第二圆筒120。外接线环100为具有一定厚度的塑料环。优选地，外接线环100还可以是由橡胶等绝缘材质形成。
28.可选地，第一圆筒110内壁上不同高度位置设置有若干连接环130。本技术中将连接环130的数量设置为3个以分别连接至电源正极、电源负极和接地线。连接环130的外径配合第一圆筒110的内径设置。相邻连接环130之间设置有绝缘环180以避免接触造成短路。第一圆筒110和连接环130的轴心线共线。第一圆筒110周侧对应连接环130高度位置沿径向方向设置有贯穿至第一圆筒110内壁的圆孔140。圆孔140内壁设置有用于连接紧固螺栓的内螺纹。紧固螺栓能够对连接环130进行挤压使其固定在第一圆筒110内壁。连接环130为铬铜接线环，具有良好的导电性。优选地，连接环130的材料还可以是铝、镍和铁等导电金属中的一种或多种的组合物。
29.可选地，结合图2和图3，第一圆筒110内壁上平行于轴向方向分别设置有对应贯穿至连接环130的连接孔160。连接孔160的数量对应连接环130设置为3个。三个连接孔160的长度分别对应能够从外接线环100靠近端盖300的一面贯通至处于不同高度位置的连接环130设置。三个连接孔160内各自设置有对应导电连接至处于不同高度连接环130的连接线150，既三个连接环130分别通过处于各自联通至外接线环100端部的连接孔160内的连接线150与外接电源保持导电连接。优选地，连接线150可以是由金属导电柱组成。
30.可选地，如图4和图7，内接线柱200整体形状配合能够卡合在第一圆筒110和第二圆筒120内进行设置。内接线柱200与外接线环100的轴心线共线，使得内接线柱200和外接线环100之间能够进行相对旋转运动。具实际使用时，通常是内接线柱200和与内接线柱200连接的晶圆在旋转(后文详细描述)。
31.可选地，如图4和图7，内接线柱200不同高度对应三个连接环130位置分别设置有贯穿内接线柱200的导电孔220。导电孔220沿所在平面的径向方向设置。优选地，如图5，三个导电孔220从轴向方向上看等分内接线柱200的圆面。导电孔220内设置有弹簧接线柱221、导电球222和导电球垫块223。具体地，如图6，导电球222的数量为2，分别设置在导电孔220的孔口位置。导电球222之间通过弹簧接线柱221连接。导电球222在弹簧接线柱221的作用下与设置在外接线环100内壁的连接环130导电连接。优选地，连接环130对应导电球222连接处内凹为弧形以充分接触导电球222。导电球222与弹簧接线柱221连接位置设置有导电球垫块223，使得导电球222与弹簧接线柱221之间绝缘连接。优选地，导电孔220的孔口位
置收束为球形以避免导电球222从导电孔220内滑出。导电球222可以是铬铜球、铜球或钢球等金属球体。导电孔220内壁整体被设置为导电环224以用于和导电球222保持导电连接。
32.可选地，内接线柱200靠近第二圆筒120一端的端面上沿平行轴向方向设置有三个分别贯穿至三个导电孔220的接线孔210。三个接线孔210之间的连接线不过内接线柱200圆心以避免出现一个接线孔210贯穿两个导电孔220。三个接线孔210内各自设置有与对应的导电环224导电连接的接线柱230。接线柱230一端与导电环224连接，另一端从内接线柱200内引出至与电镀过程中的晶圆连接。接线孔210对应接线柱230与导电环224的连接处位置设置有接线柱垫块240。接线柱垫块240一面为弧凹槽一面为球形凹槽，用于加工螺纹并紧固接线柱230。接线柱230对应连接处为球形且与接线柱垫块240上的球形凹槽对应。接线柱230的直径匹配接线孔210设置。
33.本实用新型的使用方法如下：使用时，先取下端盖300解除对内接线柱200的旋转限制，整个内接线柱200可在随晶圆进行旋转且内接线柱200上的接线柱230与旋转电镀过程中的晶圆保持导电连接。设置在内接线柱200周侧与接线柱230保持导电连接的导电球222在弹簧接线柱221的弹力下始终与设置在第一圆筒110内壁上的连接环130接触并保持电连接。而连接环130通过连接孔160内的连接线150与外界电镀电源进行连接，从而达到对电镀旋转过程中的晶圆进行通电和电镀。
34.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。