一种高速加工与自动测量一体化设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明公开一种加工设备，具体涉及一种高速加工与自动测量一体化设备。
【背景技术】
[0002]硬脆材料，尤其是非金属绝缘材料及半导体材料，如光学玻璃、单晶硅、蓝宝石等，由于其独特的性质，在电子、光学、航空航天、国防及民用等诸多领域有越来越广泛的应用。然而，由于其硬度高、脆性大，不但加工效率较低，而且在加工薄片产品时，尤其容易出现崩边甚至碎裂的现象，导致成品率低、生产成本高。
[0003]例如，在LED应用方面或消费类电子产品应用方面，对蓝宝石晶片表面质量都有较高的要求。通常蓝宝石晶片在研磨去除损伤层之后，最后都会采用化学机械抛光(CMP)的方法实现晶片的全局平坦化。由于蓝宝石硬度大，传统研磨方式的研磨效率较低，且晶片表面容易出现划伤，抛光过程中不容易去除。因此，研磨晶片的表面质量直接影响后续加工的成品率与效率。另外，由于在研磨过程中，晶片处于上下盘之间的封闭环境当中，晶片去除量很难精确控制，为了防止因晶片加工量过大而导致产生不良品，在加工过程中，通常会有一次或多次作业中断，打开上盘以便检查晶片厚度。因此，为提高加工效率，降低加工成本，在改进设备与工艺，提高加工效率的同时，减少中间检测环节也是解决问题的另外一个重要途径。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种主要针对硬脆材料去除效率低、中间需要检测厚度，导致生产效率低等问题的高速加工与自动测量一体化设备。
[0005]本发明的目的是这样实现的:该设备结构与传统的研磨抛光设备最明显的区别在于上下盘不同轴，它的主要结构包括主轴、金刚石砂轮、工件轴与多孔陶瓷盘，工件轴连接超声振动装置，超声振动装置振动传导到金刚石砂轮上，工件采用吸附式固定在多孔陶瓷盘上，主轴与工件轴不同轴，分别由主轴带动金刚石砂轮、工件轴带动多孔陶瓷盘在水平方向旋转，且工件轴下方与导轨相连，可在水平方向上往复运动。
[0006]本发明还有这样一些特征:
1、所述的金刚石砂轮采用结块式结构，金刚石结块均匀分布在砂轮边缘，结块间留有间隙。
[0007]2、所述的工件吸附式固定方式可为气动式或水栗式，固定工件的多孔陶瓷盘为多孔陶瓷。
[0008]3、所述的工件轴沿轴向作超声振动，振动频率为17000?23000Hz。
[0009 ] 4、所述的金刚石砂轮转速为1500-3000rpm，工件轴转速为1?60rpm。
[0010]5、所述的主轴与工件轴轴跳和径跳控制在5μπι以内，平行度控制在5μπι以内。
[0011]6、所述的工件轴沿导轨水平移动速度为50?200mm/min，移动幅度为20?100mm。
[0012]7、所述的在线厚度测量可采用接触式或非接触式中的一种。
[0013]本发明的有益效果有:
1.金刚石砂轮采用结块式，排肩效果好，不易出现划伤，晶片表面质量好。
[0014]2.工件采用吸附方式固定可提高上下料速度，进而提高工作效率，同时工件固定和移取更加方便。
[0015]3.采用高速旋转结合超声振动方式对工件减薄，表面质量好，加工效率高。传统研磨方式的移除率约lwn/min，本发明设备移除率大于lOym/min，粗糙度Ra〈0.03ym，可以达到铜盘研磨的加工效果。
[0016]4.加工过程中除了金刚石砂轮与陶瓷盘旋转，工件轴沿水平方向运动，可以有效提高工件表面的均匀性，减小厚度偏差。
[0017]研磨金刚石砂轮与陶瓷盘不同轴的设计，结合实时厚度测量，可以在避免加工过程尺寸超差，提尚良率。
【附图说明】
[0018]图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明进行详细说明。结合图1，图中所标示的位置依次为主轴1、砂轮2、砂轮表面的金刚石层3、工件轴4、多孔陶瓷盘5、工件6、在线厚度测量仪7 ο该设备结构与传统的研磨抛光设备最明显的区别在于上下盘不同轴，主要结构包括:主轴1、金刚石砂轮2、工件轴4与多孔陶瓷盘5。在工件轴I上连接有超声振动装置，可沿轴向作超声振动，振动传导到砂轮2上，可加快材料6的去除率，砂轮表面的金刚石层3为结块式结构，均匀分布在砂轮2的边缘，结块间留有足够的间隙，以便排肩。工件6采用气动或水栗吸附方式固定在多孔陶瓷盘5上。主轴I与工件轴4不同轴，分别由主轴I带动砂轮2、工件轴4带动陶瓷盘5在水平方向以rl和r2的速度旋转，且工件轴4下方与导轨相连，可在水平方向上以速度V做往复运动。在线厚度测量仪7可采用接触式或非接触式中的一种。
[0020]以上内容是对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明明的具体实施只限于这些说明。对于具有本发明所属领域基础知识的人员来讲，可以很容易对本发明进行变更和修改，这些变更和修改都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【主权项】
1.一种高速加工与自动测量一体化设备，其特征在于它包括主轴、金刚石砂轮、工件轴与多孔陶瓷盘，工件轴连接超声振动装置，超声振动装置振动传导到金刚石砂轮上，工件采用吸附式固定在多孔陶瓷盘上，主轴与工件轴不同轴，分别由主轴带动金刚石砂轮、工件轴带动多孔陶瓷盘在水平方向旋转，且工件轴下方与导轨相连，可在水平方向上往复运动。2.根据权利要求1所述的一种高速加工与自动测量一体化设备，其特征在于所述的金刚石砂轮采用结块式结构，金刚石结块均匀分布在砂轮边缘，结块间留有间隙。3.根据权利要求2所述的一种高速加工与自动测量一体化设备，其特征在于所述的工件吸附式固定方式可为气动式或水栗式，固定工件的多孔陶瓷盘为多孔陶瓷。4.根据权利要求3所述的一种高速加工与自动测量一体化设备，其特征在于所述的工件轴沿轴向作超声振动，振动频率为17000?23000Hz。5.根据权利要求4所述的一种高速加工与自动测量一体化设备，其特征在于所述的金刚石砂轮转速为1500~3000印111，工件轴转速为10~60印111。6.根据权利要求5所述的一种高速加工与自动测量一体化设备，其特征在于所述的主轴与工件轴轴跳和径跳控制在5μπι以内，平行度控制在5μπι以内。7.根据权利要求6所述的一种高速加工与自动测量一体化设备，其特征在于所述的工件轴沿导轨水平移动速度为50?200mm/min，移动幅度为20~100mm。
【专利摘要】本发明提供了一种高速加工与自动测量一体化设备。它包括主轴、金刚石砂轮、工件轴与多孔陶瓷盘，工件轴连接超声振动装置，超声振动装置振动传导到金刚石砂轮上，工件采用吸附式固定在多孔陶瓷盘上，主轴与工件轴不同轴，分别由主轴带动金刚石砂轮、工件轴带动多孔陶瓷盘在水平方向旋转，且工件轴下方与导轨相连，可在水平方向上往复运动。本发明主要解决硬脆材料去除效率低、中间需要检测厚度，导致生产效率低等问题。
【IPC分类】B24B49/02, B24B37/10, B24B37/16, B24B1/04, B24B37/30
【公开号】CN105619236
【申请号】CN201610010676
【发明人】左洪波, 杨鑫宏, 张学军, 袁志勇
【申请人】哈尔滨秋冠光电科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月8日