半导体单片集成电路的蚀刻设备的制作方法

本发明涉及半导体芯片加工技术领域，具体为半导体单片集成电路的蚀刻设备。

背景技术：

蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术，蚀刻技术可以分为湿蚀刻和干蚀刻两类。湿蚀刻是指利用硝酸等化学药品的腐蚀作用来制造铜版、锌版等印刷版的方法，亦指用这种印刷版印成的书画。

而现有的半导体集成电路蚀刻时，由于针对不同的芯片加工区域形状，需要不同的蚀刻刀具，而常规的生产过程需要设计一整条生产线分步完成。产品运送的过程中耗费的时间较长，且生产线占地面积大，提升了厂房成本，且现有的蚀刻刀具只能单独进行干蚀刻或湿蚀刻，在需要干湿结合时需要两台机器完成。因此，设计加工效率高和功能多样的半导体单片集成电路的蚀刻设备是很有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供半导体单片集成电路的蚀刻设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：半导体单片集成电路的蚀刻设备，包括安装座、上下进给组件、纵向滑移组件、刀座、横向滑移组件、防护罩和蚀刻组件，所述安装座的一侧设置有上下进给组件，所述上下进给组件的一侧设置有纵向滑移组件，所述上下进给组件的一侧还设置有刀座，所述纵向滑移组件的一侧连接有横向滑移组件，所述横向滑移组件的底部设置有蚀刻组件，所述横向滑移组件的一侧还安装有防护罩，防护罩用于防止蚀刻液溅出，且避免人手碰到蚀刻组件内部的元器件，刀座通过上下进给对半导体芯片进行下压蚀刻，安装座用于将该蚀刻设备安装在一起。

进一步的，所述横向滑移组件包括基板，所述基板的一侧安装有第三导轨，所述第三导轨的一侧滑动连接有第三丝杠滑移副，所述第三丝杠滑移副的顶部还安装有第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的输出杆与基板相连接，当将正确的蚀刻刀具转动至合适位置后，第二伸缩气缸将整个第三丝杠滑移副移动至刀座的正下方，便于后续更换刀具的工作。

进一步的，所述蚀刻组件包括第四电机、刀具盘、蚀刻刀具、凸轮和分度盘，所述第四电机安装在第三丝杠滑移副上，所述第四电机的输出轴连接有分度盘，所述分度盘的底部设置有弧形块，所述第三丝杠滑移副的底部设置有轴承座，所述轴承座的底部通过轴承连接有凸轮，所述凸轮的侧面均匀间隔设置有凹坑部和弧形配合部，所述凹坑部和弧形配合部均与弧形块相接触，第四电机的输出轴带动分度盘转动，从而带动凸轮间歇转动，凸轮每次转动一定角度，可以快速更换蚀刻刀具，满足不同芯片的加工区域形状，无需设计一整条生产线分步完成，大大提高了加工效率。

进一步的，所述刀具盘的顶部均匀通过螺栓固定有卡夹部，所述卡夹部的内部安装有蚀刻刀具，卡夹部与蚀刻刀具采用常规卡块的方式进行固定。

进一步的，所述蚀刻刀具的底部设置有圆柱腔，所述圆柱腔的底部均匀开设有圆形通孔，所述蚀刻刀具的内部安装有第三伸缩气缸，所述第三伸缩气缸的输出杆连接有连杆，所述连杆的底部均匀分布有活塞，所述活塞穿过圆形通孔，所述圆柱腔的内部对应设置有第一距离传感器和第二距离传感器，所述第一距离传感器和第二距离传感器均与连杆为配合结构，所述圆柱腔的顶部开设有通孔，且通孔贯通连接有连通管，所述连通管的一端伸出蚀刻刀具的外壁，且相接处设置有进水口，所述蚀刻刀具的顶部开设有方形槽，所述蚀刻刀具的外壁设置有内缘，第三伸缩气缸通过伸缩作用使得活塞卡入或脱离圆形通孔，打开进水口使蚀刻液从连通管通入圆柱腔，可以通过活塞上下移动决定圆柱腔内部的蚀刻液是否流下，可以同时进行干蚀刻或湿蚀刻。

进一步的，所述刀座的内部安装有方形块，所述方形块的底部通过焊接固定有方形杆，且方形杆穿过方形槽，所述刀座的内壁对应安装有第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸的输出杆连接有夹紧块，所述夹紧块与内缘相接触，当准备更换刀具时，第一伸缩气缸缩回，蚀刻刀具放下至卡夹部内，当更换好刀具时，第一伸缩气缸伸出，卡在内缘上。

进一步的，所述上下进给组件包括第一电机、安装架、第一导轨和第一丝杠滑移副，所述安装座的一侧安装有安装架，所述安装架的顶部设置有第一电机，所述第一电机的输出轴连接有第一丝杠滑移副，所述刀座安装在第一丝杠滑移副上，当该蚀刻设备工作时，第一电机驱动第一丝杠滑移副上下滑移，从而使蚀刻刀具进给至合适位置进行工作，在蚀刻完毕时可以将刀具向上收回，避免半导体集成电路在卸料时受到损坏。

进一步的，所述纵向滑移组件包括第二电机、第二丝杠滑移副和第二导轨，所述基板与第二丝杠滑移副相连接，所述第二导轨和第二电机均安装在第一丝杠滑移副上，当选定新的刀具后，第二电机先驱动第二丝杠滑移副将刀座移动至下方，待蚀刻刀具放入卡夹部后，第二丝杠滑移副再次上升。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，

(1)通过设置有横向滑移组件和蚀刻组件，可以快速更换蚀刻刀具，满足不同芯片的加工区域形状，无需设计一整条生产线分步完成，大大提高了加工效率；

(2)通过设置有进水口和圆柱腔等构件，可以通过活塞上下移动决定圆柱腔内部的蚀刻液是否流下，可以同时进行干蚀刻或湿蚀刻；

(3)通过设置有上下进给组件，可以灵活调整蚀刻刀具的垂直位置，在蚀刻完毕时可以将刀具向上收回，避免半导体集成电路在卸料时受到损坏；

(4)通过设置有第一伸缩气缸等构件，可以快速上下刀具，且给刀具定位，避免手动换刀带来的打断加工过程的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的上下进给组件与横向滑移组件安装示意图；

图3是本发明的蚀刻刀具结构示意图；

图4是本发明的凸轮与分度盘安装示意图；

图5是本发明的夹紧块与蚀刻刀具安装示意图；

图6是本发明的刀座正面剖视结构示意图；

图7是本发明的蚀刻刀具正面剖视结构示意图；

图8是本发明的图7中a-a剖视示意图；

图中：1、安装座；2、上下进给组件；3、纵向滑移组件；4、刀座；5、横向滑移组件；6、防护罩；7、蚀刻刀具；21、第一电机；22、安装架；23、第一导轨；24、第一丝杠滑移副；31、第二电机；32、第二丝杠滑移副；33、第二导轨；42、方形块；43、方形杆；44、第一伸缩气缸；45、夹紧块；51、第二伸缩气缸；52、基板；53、第三导轨；54、第三丝杠滑移副；541、轴承座；71、第四电机；72、刀具盘；721、卡夹部；73、蚀刻刀具；731、内缘；732、进水口；7321、连通管；733、方形槽；734、圆柱腔；7341、圆形通孔；735、第三伸缩气缸；7351、第一距离传感器；7352、第二距离传感器；736、连杆；737、活塞；74、凸轮；741、凹坑部；742、弧形配合部；75、分度盘；751、弧形块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供技术方案：半导体单片集成电路的蚀刻设备，包括安装座1、上下进给组件2、纵向滑移组件3、刀座4、横向滑移组件5、防护罩6和蚀刻组件7，安装座1的一侧设置有上下进给组件2，上下进给组件2的一侧设置有纵向滑移组件3，上下进给组件2的一侧还设置有刀座4，纵向滑移组件3的一侧连接有横向滑移组件5，横向滑移组件5的底部设置有蚀刻组件7，横向滑移组件5的一侧还安装有防护罩6，防护罩6用于防止蚀刻液溅出，且避免人手碰到蚀刻组件7内部的元器件，刀座4通过上下进给对半导体芯片进行下压蚀刻，安装座1用于将该蚀刻设备安装在一起；

横向滑移组件5包括基板52，基板52的一侧安装有第三导轨53，第三导轨53的一侧滑动连接有第三丝杠滑移副54，第三丝杠滑移副54的顶部还安装有第二伸缩气缸51，第二伸缩气缸51的输出杆与基板52相连接，当将正确的蚀刻刀具73转动至合适位置后，第二伸缩气缸51将整个第三丝杠滑移副54移动至刀座4的正下方，便于后续更换刀具的工作；

蚀刻组件7包括第四电机71、刀具盘72、蚀刻刀具73、凸轮74和分度盘75，第四电机71安装在第三丝杠滑移副54上，第四电机71的输出轴连接有分度盘75，分度盘75的底部设置有弧形块751，第三丝杠滑移副54的底部设置有轴承座541，轴承座541的底部通过轴承连接有凸轮74，凸轮74的侧面均匀间隔设置有凹坑部741和弧形配合部742，凹坑部741和弧形配合部742均与弧形块751相接触，第四电机71的输出轴带动分度盘75转动，从而带动凸轮74间歇转动，凸轮74每次转动一定角度，可以快速更换蚀刻刀具73，满足不同芯片的加工区域形状，无需设计一整条生产线分步完成，大大提高了加工效率；

刀具盘72的顶部均匀通过螺栓固定有卡夹部721，卡夹部721的内部安装有蚀刻刀具73，卡夹部721与蚀刻刀具73采用常规卡块的方式进行固定；

蚀刻刀具73的底部设置有圆柱腔734，圆柱腔734的底部均匀开设有圆形通孔7341，蚀刻刀具73的内部安装有第三伸缩气缸735，第三伸缩气缸735的输出杆连接有连杆736，连杆736的底部均匀分布有活塞737，活塞737穿过圆形通孔7341，圆柱腔734的内部对应设置有第一距离传感器7351和第二距离传感器7352，第一距离传感器7351和第二距离传感器7352均与连杆736为配合结构，圆柱腔734的顶部开设有通孔，且通孔贯通连接有连通管7321，连通管7321的一端伸出蚀刻刀具73的外壁，且相接处设置有进水口732，蚀刻刀具73的顶部开设有方形槽733，蚀刻刀具73的外壁设置有内缘731，第三伸缩气缸735通过伸缩作用使得活塞737卡入或脱离圆形通孔7341，打开进水口732使蚀刻液从连通管7321通入圆柱腔734，可以通过活塞737上下移动决定圆柱腔内部的蚀刻液是否流下，可以同时进行干蚀刻或湿蚀刻；

刀座4的内部安装有方形块42，方形块42的底部通过焊接固定有方形杆43，且方形杆43穿过方形槽733，刀座4的内壁对应安装有第一伸缩气缸44，第一伸缩气缸44的输出杆连接有夹紧块45，夹紧块45与内缘731相接触，当准备更换刀具时，第一伸缩气缸44缩回，蚀刻刀具73放下至卡夹部721内，当更换好刀具时，第一伸缩气缸44伸出，卡在内缘731上；

上下进给组件2包括第一电机21、安装架22、第一导轨23和第一丝杠滑移副24，安装座1的一侧安装有安装架22，安装架22的顶部设置有第一电机21，第一电机21的输出轴连接有第一丝杠滑移副24，刀座4安装在第一丝杠滑移副24上，当该蚀刻设备工作时，第一电机21驱动第一丝杠滑移副24上下滑移，从而使蚀刻刀具73进给至合适位置进行工作，在蚀刻完毕时可以将刀具向上收回，避免半导体集成电路在卸料时受到损坏；

纵向滑移组件3包括第二电机31、第二丝杠滑移副32和第二导轨33，基板52与第二丝杠滑移副32相连接，第二导轨33和第二电机31均安装在第一丝杠滑移副24上，当选定新的刀具后，第二电机31先驱动第二丝杠滑移副32将刀座4移动至下方，待蚀刻刀具73放入卡夹部721后，第二丝杠滑移副32再次上升；

工作原理：当使用该蚀刻设备时，防护罩6用于防止蚀刻液溅出，且避免人手碰到蚀刻组件7内部的元器件，刀座4通过上下进给对半导体芯片进行下压蚀刻，安装座1用于将该蚀刻设备安装在一起，当将正确的蚀刻刀具73转动至合适位置后，第二伸缩气缸51将整个第三丝杠滑移副54移动至刀座4的正下方，便于后续更换刀具的工作；第四电机71的输出轴带动分度盘75转动，从而带动凸轮74间歇转动，凸轮74每次转动一定角度，可以快速更换蚀刻刀具73，满足不同芯片的加工区域形状，无需设计一整条生产线分步完成，大大提高了加工效率；卡夹部721与蚀刻刀具73采用常规卡块的方式进行固定；第三伸缩气缸735通过伸缩作用使得活塞737卡入或脱离圆形通孔7341，打开进水口732使蚀刻液从连通管7321通入圆柱腔734，可以通过活塞737上下移动决定圆柱腔内部的蚀刻液是否流下，可以同时进行干蚀刻或湿蚀刻；当准备更换刀具时，第一伸缩气缸44缩回，蚀刻刀具73放下至卡夹部721内，当更换好刀具时，第一伸缩气缸44伸出，卡在内缘731上；当该蚀刻设备工作时，第一电机21驱动第一丝杠滑移副24上下滑移，从而使蚀刻刀具73进给至合适位置进行工作，在蚀刻完毕时可以将刀具向上收回，避免半导体集成电路在卸料时受到损坏；当选定新的刀具后，第二电机31先驱动第二丝杠滑移副32将刀座4移动至下方，待蚀刻刀具73放入卡夹部721后，第二丝杠滑移副32再次上升，避免手动换刀带来的打断加工过程的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。