一種晶棒切片系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種晶棒切片系統(tǒng)，包括鋼線切割機(jī)構(gòu)和晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，鋼線切割機(jī)構(gòu)由鋼線、線輥和鋼線驅(qū)動(dòng)裝置組成，晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)待切割晶棒沿水平方向和垂直方向運(yùn)動(dòng)，還包括水箱機(jī)構(gòu)，水箱機(jī)構(gòu)包括裝有切割水的切割水箱，水箱上方設(shè)置兩個(gè)線輥，兩線輥相隔一段距離平行設(shè)置在切割水箱上方，切割水的水面以下設(shè)置兩個(gè)線輥，兩線輥相隔一段距離水平設(shè)置在切割水箱的切割水的水面以下并完全沒(méi)入切割水中，鋼線通過(guò)四個(gè)線輥使得切割水中的工作鋼線部分平行設(shè)置，晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)晶棒在切割水的水面下向下垂直運(yùn)動(dòng)與工作鋼線接觸進(jìn)行切片。該系統(tǒng)可消除鋼線切割晶棒過(guò)程中產(chǎn)生的高溫和切割粉塵。
【專利說(shuō)明】—種晶棒切片系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬晶棒切割【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種在水下利用鋼線對(duì)晶棒進(jìn)行切片的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體的應(yīng)用技術(shù)的廣泛發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于半導(dǎo)體晶片的需求大大增加，為了得到晶片，需要將晶塊進(jìn)行掏棒得到晶棒，之后進(jìn)行晶片切割得到晶片，隨后將晶片進(jìn)行一系列加工從而得到應(yīng)用。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般是通過(guò)內(nèi)圓或者外圓切割機(jī)對(duì)晶棒進(jìn)行切片，隨著技術(shù)的發(fā)展，為了提高切割效率和精度，現(xiàn)今普遍采用鋼線切割晶棒得到晶片，即利用高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一條或多條平行的鋼線對(duì)相對(duì)鋼線垂直運(yùn)動(dòng)的晶棒進(jìn)行線切割，得到的晶片表面光滑并且切割效率高。但是，鋼線切割過(guò)程中摩擦產(chǎn)生的高溫對(duì)鋼線的損害非常大，使得鋼線更容易斷裂，而一些表面粘結(jié)有金剛石顆粒的鋼線也會(huì)由于高溫而造成表面顆粒的脫落，由此造成鋼線失效，造成了大量的浪費(fèi)，提高了切割成本，并且在切割過(guò)程中出現(xiàn)的粉塵給環(huán)境造成很大的勿擾，嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)工人的健康。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述已知技術(shù)存在的不足，從而提供一種晶棒切片系統(tǒng)，可避免利用鋼線切割晶棒過(guò)程中由于高溫造成的鋼線損壞、失效，并且能夠避免在切割過(guò)程中的切割粉塵危害。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提出一種晶棒切片系統(tǒng)，包括鋼線切割機(jī)構(gòu)和晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述鋼線切割機(jī)構(gòu)由鋼線、線輥和鋼線驅(qū)動(dòng)裝置組成，所述晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)待切割晶棒沿水平方向和垂直方向運(yùn)動(dòng)，還包括水箱機(jī)構(gòu)，所述水箱機(jī)構(gòu)包括裝有切割水的切割水箱，所述水箱上方設(shè)置兩個(gè)線輥，兩線輥相隔一段距離平行設(shè)置在所述切割水箱上方，切割水的水面以下設(shè)置兩個(gè)線輥，兩線輥相隔一段距離水平設(shè)置在所述切割水箱的切割水的水面以下并完全沒(méi)入切割水中，所述鋼線通過(guò)所述四個(gè)線輥使得切割水中的工作鋼線部分平行設(shè)置，所述晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)晶棒在切割水的水面下向下垂直運(yùn)動(dòng)與工作鋼線接觸進(jìn)行切片。切割過(guò)程中，鋼線在鋼線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下在滾輪，鋼線通過(guò)四個(gè)滾輪在切割水箱的切割水的水面下高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)夾持晶棒兩端，并帶動(dòng)晶棒水平運(yùn)動(dòng)調(diào)整水平位置，在合適的位置停止水平運(yùn)動(dòng)，之后帶動(dòng)晶棒垂直向下運(yùn)動(dòng)使晶棒完全沒(méi)入切割水中使得棒身與鋼線接觸進(jìn)行切片，利用切割水的冷卻作用，消除切割過(guò)程中的高溫，并且溶解切割粉塵。
[0005]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中的水箱機(jī)構(gòu)還包括過(guò)濾水箱以及連接在切割水箱和裝有過(guò)濾水的過(guò)濾水箱之間的抽水管道和排水管道；所述抽水管道上設(shè)置有抽水泵，所述過(guò)濾水箱中設(shè)置有過(guò)濾器。排水管道將溶解有切割粉塵的切割水從切割水箱中排入過(guò)濾水箱中，過(guò)濾水箱中的過(guò)濾器將切割粉塵過(guò)濾掉，之后抽水泵將過(guò)濾后的水通過(guò)抽水管道重新進(jìn)入切割水箱，形成水循環(huán)，在水的循環(huán)過(guò)程中水吸收的溫度也被進(jìn)一步消散。
[0006]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中的晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為龍門(mén)架結(jié)構(gòu)，包括左底座和右底座、分別設(shè)置在所述左底座和右底座上的左垂直滑動(dòng)柱和右垂直滑動(dòng)柱、滑動(dòng)設(shè)置在所述左垂直滑動(dòng)柱和右垂直滑動(dòng)柱上的水平滑動(dòng)梁以及滑動(dòng)設(shè)置在水平滑動(dòng)梁上的晶棒夾具。
[0007]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中，左垂直滑動(dòng)柱上設(shè)置有水平滑動(dòng)梁驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)水平滑動(dòng)橫梁沿左右垂直滑動(dòng)柱垂直運(yùn)動(dòng)，所述水平滑動(dòng)梁上設(shè)置有晶棒夾具驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)晶棒夾具沿水平滑動(dòng)橫梁水平運(yùn)動(dòng)，所述晶棒夾具上設(shè)置有晶棒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得夾持在晶棒夾具上的晶棒能夠做高速旋轉(zhuǎn)。
[0008]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中，鋼線切割機(jī)構(gòu)中設(shè)置多條鋼線，各鋼線兩兩相隔一定距離分別在所述四個(gè)線輥上水平分布。
[0009]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中，抽水管道設(shè)置在切割切割水箱一側(cè)上部，所述排水管道設(shè)置在所述切割水箱的另一側(cè)下部。這種設(shè)計(jì)使得水箱中上部用于消除高溫和溶解切割粉塵的水保持低溫和純凈。
[0010]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中，晶棒夾具通過(guò)連接板與所述水平滑動(dòng)橫梁滑動(dòng)連接，在所述連接板上固定設(shè)置有前夾板和滑動(dòng)設(shè)置有后夾板，所述前夾板和后夾板的下部分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有用于夾持晶棒的左卡盤(pán)和右卡盤(pán)，所述右卡盤(pán)與設(shè)置在所述前夾板上的晶棒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸連接，還包括定位氣缸，所述定位氣缸的氣缸桿連接在所述后夾板上，所述定位氣缸與固定板固定連接，所述固定板固定連接在所述連接板上。在定位氣缸的作用下，后夾板沿連接板向前夾板滑動(dòng)，將晶棒的兩端分別固定在左卡盤(pán)和右卡盤(pán)上，在晶棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:消除鋼線切割晶棒過(guò)程中產(chǎn)生的高溫，避免鋼線因高溫造成的損壞和失效，消除鋼線切割晶棒過(guò)程中產(chǎn)生的切割粉塵，避免切割粉塵造成的污染和對(duì)實(shí)地工人造成的危害。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是晶棒夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]鋼線1，線輥2、18、19、20，切割水箱3，切割水4，過(guò)濾水箱5，過(guò)濾水6，抽水管道7，排水管道8，晶棒夾具9，晶棒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，水平滑動(dòng)梁11，左垂直滑動(dòng)柱12，晶棒夾具驅(qū)動(dòng)電機(jī)13，水平滑動(dòng)梁驅(qū)動(dòng)電機(jī)14，左底座15，水箱機(jī)構(gòu)16，鋼線切割機(jī)構(gòu)17，工作鋼線部分21，晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)22，回晶棒23，右底座24，右垂直滑動(dòng)柱25，定位氣缸26，固定板27，連接板28，后夾板29，前夾板30，氣缸桿31，前卡盤(pán)32，后卡盤(pán)33。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0016]如圖1所示，一種晶棒切片系統(tǒng)，包括鋼線切割機(jī)構(gòu)17和晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)22，所述鋼線切割機(jī)構(gòu)17由鋼線1、線輥2、18、19、20和鋼線驅(qū)動(dòng)裝置組成，所述晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)22可帶動(dòng)待切割晶棒23沿水平方向和垂直方向運(yùn)動(dòng)，還包括水箱機(jī)構(gòu)16，所述水箱機(jī)構(gòu)16包括裝有切割水4的切割水箱3，所述切割水箱3上方設(shè)置兩個(gè)線輥2、18，兩線輥相隔一段距離平行設(shè)置在所述切割水箱3上方，切割水的水面以下設(shè)置兩個(gè)線輥19、20，兩線輥相隔一段距離水平設(shè)置在所述切割水箱3的切割水4的水面以下并完全沒(méi)入水中，所述鋼線I通過(guò)所述四個(gè)線輥2、18、19、20使得切割水4中的工作鋼線部分21平行設(shè)置，所述晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)22帶動(dòng)晶棒23在切割水4的水面下向下垂直運(yùn)動(dòng)與工作鋼線部分21接觸進(jìn)行切片。切割過(guò)程中，鋼線在鋼線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下在滾輪，鋼線通過(guò)四個(gè)滾輪在切割水箱的水面下高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)夾持晶棒兩端，并帶動(dòng)晶棒水平運(yùn)動(dòng)調(diào)整水平位置，在合適的位置停止水平運(yùn)動(dòng)，之后帶動(dòng)晶棒垂直向下運(yùn)動(dòng)使晶棒完全沒(méi)入水中使得棒身與鋼線接觸進(jìn)行切片，利用水的冷卻作用，消除切割過(guò)程中的高溫，并且溶解切割粉塵。
[0017]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中的水箱機(jī)構(gòu)16還包括過(guò)濾水箱5以及連接在切割水箱3和裝有過(guò)濾水6的過(guò)濾水箱5之間的抽水管道7和排水管道8 ;所述抽水管道8上設(shè)置有抽水泵，所述過(guò)濾水箱5中設(shè)置有過(guò)濾器。排水管道8將溶解有切割粉塵的切割水4從切割水箱3中排入過(guò)濾水箱5中，過(guò)濾水箱5中的過(guò)濾器將切割粉塵過(guò)濾掉，之后抽水泵將過(guò)濾后的水通過(guò)抽水管道7重新進(jìn)入切割水箱3，形成水循環(huán)，在水的循環(huán)過(guò)程中水吸收的溫度也被進(jìn)一步消散。
[0018]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中的晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)22為龍門(mén)架結(jié)構(gòu)，包括左底座15和右底座24、分別設(shè)置在所述左底座15和右底座24上的左垂直滑動(dòng)柱12和右垂直滑動(dòng)柱25、滑動(dòng)設(shè)置在所述左垂直滑動(dòng)柱12和右垂直滑動(dòng)柱25上的水平滑動(dòng)梁11以及滑動(dòng)設(shè)置在水平滑動(dòng)梁11上的晶棒夾具9。
[0019]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中，左垂直滑動(dòng)柱12上設(shè)置有水平滑動(dòng)梁驅(qū)動(dòng)電機(jī)14，用于驅(qū)動(dòng)水平滑動(dòng)橫梁11沿左右垂直滑動(dòng)柱12垂直運(yùn)動(dòng)，所述水平滑動(dòng)梁11上設(shè)置有晶棒夾具驅(qū)動(dòng)電機(jī)13，用于驅(qū)動(dòng)晶棒夾具9沿水平滑動(dòng)橫梁11水平運(yùn)動(dòng)，所述晶棒夾具9上設(shè)置有晶棒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，使得夾持在晶棒夾具9上的晶棒23能夠做高速旋轉(zhuǎn)。
[0020]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中，鋼線切割機(jī)構(gòu)中設(shè)置多條鋼線1，各鋼線I兩兩相隔一定距離分別在所述四個(gè)線輥2、18、19、20上水平分布。
[0021]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中，抽水管道7設(shè)置在切割切割水箱3 —側(cè)上部，所述排水管道8設(shè)置在所述切割水箱3的另一側(cè)下部。這種設(shè)計(jì)使得水箱中上部用于消除高溫和溶解切割粉塵的水保持低溫和純凈。
[0022]優(yōu)選的，在該切割系統(tǒng)中，晶棒夾具9通過(guò)連接板28與所述水平滑動(dòng)橫梁11滑動(dòng)連接，在所述連接板28上固定設(shè)置有前夾板30和滑動(dòng)設(shè)置有后夾板29，所述前夾板30和后夾板29的下部分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有用于夾持晶棒23的前卡盤(pán)32和后卡盤(pán)33，所述前卡盤(pán)32與設(shè)置在所述前夾板30上的晶棒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)10的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸連接，還包括定位氣缸26，所述定位氣缸26的氣缸桿31連接在所述后夾板29上，所述定位氣缸26與固定板27固定連接，所述固定板27固定連接在所述連接板28上。在定位氣缸26的作用下，后夾板29沿連接板28向前夾板30滑動(dòng)，將晶棒23的兩端分別固定在后卡盤(pán)33和前卡盤(pán)32上，在晶棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)。
[0023]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種晶棒切片系統(tǒng)，包括鋼線切割機(jī)構(gòu)(17)和晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(22)，所述鋼線切割機(jī)構(gòu)(17)由鋼線(I)、線輥(2，18，19，20)和鋼線驅(qū)動(dòng)裝置組成，所述晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(22)可帶動(dòng)待切割晶棒(23)沿水平方向和垂直方向運(yùn)動(dòng)，其特征在于:還包括水箱機(jī)構(gòu)(16)，所述水箱機(jī)構(gòu)(16)包括裝有切割水(4)的切割水箱(3)，兩個(gè)線輥(2，18)相隔一段距離平行設(shè)置在所述切割水箱(3)上方，兩個(gè)線輥(19，20)相隔一段距離水平設(shè)置在所述切割水箱⑶的切割水⑷的水面以下并完全沒(méi)入切割水⑷中，所述鋼線⑴通過(guò)所述四個(gè)線輥(2，18，19，20)使得切割水(4)中的工作鋼線部分(21)平行設(shè)置，所述晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(22)夾持晶棒(23)的兩端，帶動(dòng)晶棒(23)垂直向下運(yùn)動(dòng)并完全沒(méi)入切割水(4)中，使得晶棒(23)的棒身與工作鋼線(21)接觸進(jìn)行切片。
2.如權(quán)利要求1所述的晶棒切片系統(tǒng)，所述水箱機(jī)構(gòu)(16)還包括過(guò)濾水箱(5)以及連接在切割水箱(3)和裝有過(guò)濾水(6)的過(guò)濾水箱(5)之間的抽水管道(7)和排水管道(8)；所述抽水管道(7)上設(shè)置有抽水泵，所述過(guò)濾水箱(5)中設(shè)置有過(guò)濾器。
3.如權(quán)利要求1所述的晶棒切片系統(tǒng)，所述晶棒夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(22)為龍門(mén)架結(jié)構(gòu)，包括左底座(15)和右底座(24)、分別設(shè)置在所述左底座(15)和右底座(24)上的左垂直滑動(dòng)柱(12)和右垂直滑動(dòng)柱(25)、滑動(dòng)設(shè)置在所述左垂直滑動(dòng)柱(12)和右垂直滑動(dòng)柱(25)上的水平滑動(dòng)梁(11)以及滑動(dòng)設(shè)置在水平滑動(dòng)梁(11)上的晶棒夾具(9)。
4.如權(quán)利要求3所述的晶棒切片系統(tǒng)，所述左垂直滑動(dòng)柱上(12)設(shè)置有水平滑動(dòng)梁驅(qū)動(dòng)電機(jī)(14)，用于驅(qū)動(dòng)水平滑動(dòng)橫梁沿左右垂直滑動(dòng)柱垂直運(yùn)動(dòng)，所述水平滑動(dòng)梁(11)上設(shè)置有晶棒夾具驅(qū)動(dòng)電機(jī)(13)，用于驅(qū)動(dòng)晶棒夾具(9)沿水平滑動(dòng)橫梁水平運(yùn)動(dòng)，所述晶棒夾具(9)上設(shè)置有晶棒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(23)，使得夾持在晶棒夾具(9)上的晶棒(23)能夠做高速旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的晶棒切片系統(tǒng)，所述鋼線切割機(jī)構(gòu)(17)中設(shè)置多條鋼線(1)，各鋼線(I)兩兩相隔一定距離分別在所述四個(gè)線輥上水平分布。
6.如權(quán)利要求2所述的晶片切割系統(tǒng)，所述抽水管道(7)設(shè)置在切割切割水箱(3)—側(cè)上部，所述排水管道(8)設(shè)置在所述切割水箱(3)的另一側(cè)下部。
7.如權(quán)利要求4所述的晶棒切片系統(tǒng)，所述晶棒夾具(9)通過(guò)連接板(28)與所述水平滑動(dòng)橫梁(11)滑動(dòng)連接，在所述連接板(28)上分別固定設(shè)置有前夾板(30)和滑動(dòng)設(shè)置有后夾板(29)，所述前夾板(30)和后夾板(29)的下部分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有用于夾持晶棒(23)的后卡盤(pán)(33)和前卡盤(pán)(32)，所述前卡盤(pán)(32)與設(shè)置在所述前夾板(30)上的晶棒旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(23)的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸連接，還包括定位氣缸(26)，所述定位氣缸的氣缸桿(31)連接在所述后夾板(29)上，所述定位氣缸(26)與固定板(27)固定連接，所述固定板(27)固定連接在所述連接板(28)上。
【文檔編號(hào)】B28D7/04GK104385470SQ201410658645
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】田福明, 儲(chǔ)德江 申請(qǐng)人:泉州市永茂電子科技有限公司