專利名稱：劃片機(jī)平臺(tái)基準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平臺(tái)基準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，特別是一種集自動(dòng)化控制技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)于一體的自動(dòng)化、高效劃片機(jī)平臺(tái)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，對(duì)刀精度在0.003mm以內(nèi)。它適用于劃片機(jī)平臺(tái)基準(zhǔn)的自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程，也可用于其它同類設(shè)備的自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程。
背景技術(shù)：
砂輪劃片機(jī)是加工各種半導(dǎo)體等圓晶基片及其他類似基片的專用切割設(shè)備，它是半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)重要的裝備，主要用于半導(dǎo)體芯片、熱敏電阻、B超換能頭、太陽(yáng)能電池等產(chǎn)品的加工。砂輪劃片機(jī)是利用微細(xì)顆粒金剛石粉末制成的厚度最小為0.02mm的薄片砂輪刀，在0.1～400m/s的切割線速度下，使砂輪刀片沿被切件的分割線切進(jìn)。有的只切進(jìn)硅片厚度的一半，然后再采用人工掰斷的方法分開，也有采用切透整個(gè)硅片厚度的方法分開。在工控機(jī)控制下的X、Y、Z、θ四個(gè)方向微電機(jī)的精密驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)X、Y、Z向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及θ向的轉(zhuǎn)動(dòng)，按照預(yù)設(shè)的尺寸將大晶園分割，從而得到單個(gè)的小管芯。切割過(guò)程中需要通過(guò)冷卻液來(lái)帶走砂輪和工件間接觸區(qū)的摩擦熱、清理砂輪、沖走磨屑和潤(rùn)滑磨削部位。劃片工作時(shí)，砂輪刀片外沿相對(duì)于工作平臺(tái)的高度，是一個(gè)很重要的定位指標(biāo)。如果這個(gè)指標(biāo)的誤差過(guò)大，會(huì)影響劃片的加工質(zhì)量，不但會(huì)降低生產(chǎn)效率，還會(huì)增加制造成本和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
目前，國(guó)內(nèi)、外的劃片機(jī)加工基準(zhǔn)的校準(zhǔn)一般使用以下幾個(gè)方式
一是利用定位傳感器進(jìn)行定位。即采用預(yù)先在一般平臺(tái)的相應(yīng)位置安裝一個(gè)或幾個(gè)傳感器(也有的使用的是光傳感器)的定位方法，當(dāng)砂輪刀片到達(dá)其中任何一個(gè)傳感器的位置時(shí)，就有執(zhí)行信號(hào)輸出。但是這種方法不能在一個(gè)連續(xù)的空間進(jìn)行定位作業(yè)。而且，工作中基準(zhǔn)平臺(tái)根據(jù)需要經(jīng)常拆卸和安裝或者更換不同厚度的平臺(tái)，在重新安裝時(shí)就會(huì)有誤差產(chǎn)生，上述定位方法不能自動(dòng)解決經(jīng)常拆裝所帶來(lái)的誤差。這不僅容易損壞傳感器，增加維修成本，而且還會(huì)受到環(huán)境、水氣、粉塵、電干擾等因素的影響，給平臺(tái)校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性帶來(lái)誤差。經(jīng)常更換受損的傳感器，會(huì)使設(shè)備成本增加，對(duì)準(zhǔn)作業(yè)復(fù)雜化。
二是利用高度傳感器，對(duì)切割刀片的磨損進(jìn)行測(cè)量，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算處理，在刀片需要切割之前對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，以擬補(bǔ)由于刀片磨損引起的基準(zhǔn)變化。這種對(duì)刀片進(jìn)行磨損量處理的方法，所使用的高度傳感器的傳輸信號(hào)是模擬量的，信號(hào)很容易受到外部環(huán)境的影響和干擾，帶來(lái)傳感器本身的誤差，進(jìn)而導(dǎo)致磨損量測(cè)量的不準(zhǔn)確。該方法，不但信號(hào)容易受到干擾引起傳輸?shù)目煽啃韵陆?，而且由于?jīng)常更換損壞的傳感器，還會(huì)產(chǎn)生增加維修成本、加大維護(hù)工作量等缺點(diǎn)。
三是采用接觸式的基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)方式，但是，目前這種方法所采用的電路是模擬電路。它的原理是，當(dāng)?shù)镀庋嘏c基準(zhǔn)平臺(tái)想接觸的瞬間，產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，這個(gè)脈沖信號(hào)再經(jīng)過(guò)電路的處理變成方波信號(hào)。該方法使用過(guò)程中，由于受電路自身結(jié)構(gòu)的限制，非常容易受到干擾，造成誤操作。另外，因其電路自身的不完善，也會(huì)經(jīng)常發(fā)出錯(cuò)誤的接觸信號(hào)。電路中的分立元件也經(jīng)常需要更換，造成維修成本和勞動(dòng)強(qiáng)度的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種劃片機(jī)平臺(tái)基準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的定位誤差大、容易受干擾、成本高、維修工作量大等缺陷。其操作容易、調(diào)節(jié)方便，不僅能實(shí)現(xiàn)劃片機(jī)平臺(tái)基準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，對(duì)劃片機(jī)的切割質(zhì)量提供可靠的作業(yè)保障，而且降低了維修成本，明顯延長(zhǎng)劃片機(jī)的使用壽命，顯著提高工作效率和減少操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該裝置包括主軸座、組裝在主軸座上的帶有切割頭的主軸、切割基準(zhǔn)平臺(tái)及其傳動(dòng)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)，其技術(shù)要點(diǎn)是所述自動(dòng)控制系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)電路中的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)JK連接到與主軸連通的導(dǎo)體上，對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)PT連接到與固定在絕緣板上的基準(zhǔn)平臺(tái)連通的導(dǎo)體上，對(duì)準(zhǔn)電路中的可編程控制器PLC通過(guò)導(dǎo)線與繼電器KD1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DT、光電隔離器U1和啟動(dòng)按鈕S1分別連接所述的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)JK和PT。
由于本發(fā)明的切割基準(zhǔn)平臺(tái)用隔離板與其他部分隔離開來(lái)，接觸信號(hào)通過(guò)光電隔離器U1產(chǎn)生，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，所以可以排除干擾，有利于產(chǎn)生一個(gè)接觸信號(hào)。切割頭的砂輪超薄刀片通過(guò)刀片安裝架組裝在主軸上，主軸通過(guò)導(dǎo)軌及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲杠，實(shí)現(xiàn)上下連續(xù)移動(dòng)，因此，可以在任何一個(gè)位置上完成對(duì)準(zhǔn)，能滿足任何厚度的平臺(tái)或基片的對(duì)準(zhǔn)要求，并可以最大限度地減少經(jīng)常性裝拆帶來(lái)的高度誤差。另外，主軸可以前后移動(dòng)，通過(guò)對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)JK和PT，其操作容易、調(diào)節(jié)方便，可使主軸上的刀片在基準(zhǔn)面上，找到一個(gè)需要的對(duì)準(zhǔn)區(qū)域。由于該裝置沒有固定位置的定位傳感器，所以解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的定位誤差大、容易受干擾、成本高、維修工作量大等缺陷，可以在任何高度完成對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明不僅能實(shí)現(xiàn)劃片機(jī)平臺(tái)基準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，對(duì)劃片機(jī)的切割質(zhì)量提供可靠的作業(yè)保障，而且降低了維修成本，明顯延長(zhǎng)劃片機(jī)的使用壽命，顯著提高工作效率和減少操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的一種電氣原理圖。
圖中序號(hào)說(shuō)明1絕緣板、2切割基準(zhǔn)平臺(tái)、3安裝架、4砂輪超薄刀片、5主軸、電機(jī)6、導(dǎo)軌7、絲桿8、溜板9、主軸座10。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1-2詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的組成和工作過(guò)程。該裝置包括主軸座10、組裝在主軸座10上的帶有切割頭的主軸5、切割基準(zhǔn)平臺(tái)2及其傳動(dòng)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)。該裝置中的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括控制帶有切割頭的主軸和切割基準(zhǔn)平臺(tái)及其傳動(dòng)裝置動(dòng)作的氣動(dòng)控制回路、電氣控制回路和對(duì)準(zhǔn)電路。其中的主軸座10、主軸5、由組裝在主軸上的安裝架3及其上的砂輪超薄刀片4構(gòu)成的切割頭、固定在絕緣板1上的切割基準(zhǔn)平臺(tái)2及其傳動(dòng)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)中的氣動(dòng)控制回路、電氣控制回路的結(jié)構(gòu)與本申請(qǐng)人在先申請(qǐng)專利(申請(qǐng)?zhí)枮?00520093727.5)的結(jié)構(gòu)基本相同。在此不一一贅述。
自動(dòng)控制系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)電路中的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)JK連接到與主軸5連通的導(dǎo)體上，對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)PT連接到與基準(zhǔn)平臺(tái)2連通的導(dǎo)體上，對(duì)準(zhǔn)電路中的可編程控制器PLC通過(guò)導(dǎo)線與繼電器KD1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DT、光電隔離器U1和啟動(dòng)按鈕S1分別連接上述的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)JK和PT。其中可編程控制器PLC、步進(jìn)電機(jī)D及其驅(qū)動(dòng)器DT、電阻R1、R2、R3的規(guī)格、型號(hào)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選取。
PLC的輸出端Y7連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DT的脈沖控制端，同時(shí)反饋到輸入端X0，輸入端X1連接啟動(dòng)按鈕S1，輸入端X2連接光電隔離器U1的輸出端，輸出端Y0連接到繼電器KD1的線圈控制端，Y2連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DT的方向控制端，COM為公共端。控制單元PLC也可以根據(jù)需要選用其它單片機(jī)或工業(yè)控制機(jī)等作為控制單元。
在非基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)操作時(shí)，繼電器KD1不工作，繼電器KD1的觸點(diǎn)KD1-1和KD1-2也不導(dǎo)通，對(duì)準(zhǔn)線路得不到供電，處于不工作狀態(tài)。
進(jìn)行基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)操作時(shí)，先按下“啟動(dòng)”按鈕S1，經(jīng)PLC的輸入端X1輸入到PLC，則PLC在Y0端輸出信號(hào)，使得繼電器KD1工作，繼電器KD1的觸點(diǎn)KD1-1和KD1-2導(dǎo)通。Y2端輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器DT，在Y7端輸出高速脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)D正方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲桿8同步旋轉(zhuǎn)，使得溜板9帶動(dòng)主軸5及刀片4，沿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)一定高度后，停止在Y7端輸出高速脈沖信號(hào)，電機(jī)D停止旋轉(zhuǎn)。Y2端輸出反轉(zhuǎn)信號(hào)到DT，在Y7端輸出高速脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)D反方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲桿8同步旋轉(zhuǎn)，使得溜板9帶動(dòng)主軸5及刀片4，沿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7向基準(zhǔn)平臺(tái)2方向運(yùn)動(dòng)，在砂輪刀片外沿與基準(zhǔn)平臺(tái)接觸的一瞬間，JK與PT間就連接導(dǎo)通，此時(shí)，U1工作，并產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)經(jīng)PLC的輸入端X2傳送到PLC，則PLC停止Y7端的信號(hào)輸出，電機(jī)D停止旋轉(zhuǎn)。然后，經(jīng)Y2端輸出正方向信號(hào)到DT，在Y7端輸出固定的高速脈沖數(shù)，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)D正方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲桿8同步旋轉(zhuǎn)，使得溜板9帶動(dòng)主軸5及刀片4，沿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌7向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)固定高度后，停止在Y7端輸出高速脈沖信號(hào)，電機(jī)D停止旋轉(zhuǎn)。則可完成平臺(tái)的對(duì)準(zhǔn)工作。
權(quán)利要求
1.一種劃片機(jī)平臺(tái)基準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，該裝置包括主軸座、組裝在主軸座上的帶有切割頭的主軸、切割基準(zhǔn)平臺(tái)及其傳動(dòng)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述自動(dòng)控制系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)電路中的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)JK連接到與主軸連通的導(dǎo)體上，對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)PT連接到與固定在絕緣板上的基準(zhǔn)平臺(tái)連通的導(dǎo)體上，對(duì)準(zhǔn)電路中的可編程控制器PLC通過(guò)導(dǎo)線與繼電器KD1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DT、光電隔離器U1和啟動(dòng)按鈕S1分別連接所述的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)JK和PT。
全文摘要
一種劃片機(jī)平臺(tái)基準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，包括主軸座、帶有切割頭的主軸、切割基準(zhǔn)平臺(tái)及其傳動(dòng)裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)，其技術(shù)要點(diǎn)是所述自動(dòng)控制系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)電路中的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)JK連接到與主軸連通的導(dǎo)體上，對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)PT連接到與固定在絕緣板上的基準(zhǔn)平臺(tái)連通的導(dǎo)體上，PLC通過(guò)導(dǎo)線與繼電器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、光電隔離器和啟動(dòng)按鈕分別連接所述的對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)。它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的定位誤差大、容易受干擾、成本高、維修工作量大等缺陷。其操作容易、調(diào)節(jié)方便，不僅能實(shí)現(xiàn)劃片機(jī)平臺(tái)基準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，對(duì)劃片機(jī)的切割質(zhì)量提供可靠的作業(yè)保障，而且降低了維修成本，明顯延長(zhǎng)劃片機(jī)的使用壽命，顯著提高工作效率和減少操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B23Q15/22GK1887520SQ20061004719
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者袁慧珠, 張明明, 余胡平, 孫家全, 鞠仁忠, 馬巖, 李艷麗, 白宇 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)儀表科學(xué)研究院