一种半导体晶片边角磨削装置的制作方法

本发明涉及一种磨削装置，尤其是一种半导体晶片边角磨削装置。

背景技术：

1、在对半导体晶片的加工过程中，晶棒切片形成晶片后，还需要对于晶片的表面和切割后的边角进行磨削，使其平整，但是现有的磨削设备在进行研磨处理时，由于对于晶片的定位普遍为吸附定位，而吸附定位用的吸附平台又会受限于吸管的分布安装，故而，吸附台多设置为为固定安装，且磨削设备也普遍设计为一对一的磨削结构，即，吸附台将晶片吸附定位后，一般仅进行一种的磨削工序，因为，吸附台工作位普遍为水平放置，故而，在水平磨面后，很难完全清理掉工作台上磨削后的残渣，而遗留的残渣又会对后续的加工造成影响，故而，需要先将加工完一种工序的晶片取下后，再进行彻底清理，故而，较为费时费力，且加工效率亦较低，不利于连续化生产，如专利一种晶片搬送方法和磨削装置（公告号为cn101127316b），虽然公开了一种提高晶片生产连续性的方法，但是其依然难以解决不同方位（如端面和边角结合）工序磨削加工的技术问题，且磨削后产生的粉料残渣也会对生产造成较大的影响。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种半导体晶片边角磨削装置，可以在端面磨削后，不需要取下晶片彻底清理后调位，便可进行不同方位下边角的磨削，且两个不同方位磨削的工作位相互独立，且又可同步进行，形成模块化的生产和排列方式，可以将时间较长的连续工序拆解为可以同步进行的时间较短的分解工序，从而来提高加工效率，且磨削产生的残渣亦不会相互影响。

2、本发明提供了如下的技术方案：

3、一种半导体晶片边角磨削装置，包括两组侧架和转接安装在两组侧架之间的转向架，所述侧架上安装有驱动部件，所述驱动部件用于驱动转向架围绕中心自传，所述转向架包括位于中心的中转轴以及均匀环绕固定在中转轴外的四组板架，在驱动部件的驱动下，四组板架每次旋转90°则分别对应一个工作位，四个工作位沿工作转向依次设置为上料位、磨面位、磨边位和下料位，所述磨面位与下料位呈竖直分布，且位于下料位下方，此分布方式可在确保生产连续性的基础上，还能够尽量保持各个工作位的独立，避免各个工作位工作时的相互影响，即，在水平上料后，先在最下方进行磨面，从而来降低废屑对于上方端侧磨削和上料、下料时的影响，继而再在水平位进行端侧的磨削，由于端侧磨削的距离上料位、下料位和磨面位的水平距离均较远，故而，亦能够降低对于其他工作位的影响，在旋转至最上方后下料，亦可最大限度的降低废屑在晶片上的残留，

4、所述板架上安装有吸附单元，所述中转轴的中心开设有中心孔道，所述中心孔道的侧壁上还开设有用于连通吸附单元的吸附通道，所述吸附通道处还设置有用于启闭连通的电动阀门，当吸附单元旋转至上料位时，水平容置有待加工晶片的上料台进料至吸附单元底侧，用于供吸附单元吸附上料，当吸附单元旋转至磨面位时，在上料位上料的晶片则随板架旋转90°呈竖直分布，端面磨头进给至板架侧面，用于对旋转的晶片进行端面磨削，且端面磨头底侧的吸尘盒一用于吸附端面磨削的废屑，当吸附单元旋转至磨边位时，在磨面位完成磨面的晶片则随板架继续旋转90°呈水平分布，端侧磨头进给至板架端侧，用于对旋转的晶片进行端侧磨削，端侧磨头底侧的吸尘盒二用于吸附端面磨削的废屑，且在端侧磨削完成后，吸附单元继续旋转90°至下料位，下料台翻转90°后用于吸附竖直分布的晶片下料；

5、故而，该装置的工作流程具体为：推进上料台至上料位，上料位的吸附单元吸附晶片定位后，上料台回归原位，驱动部件则驱动转向架旋转90°，此时水平的晶片旋转90°呈竖直分布，端面磨头向上运动进给至磨面位，当与旋转的晶片端面贴合时，则可进行晶片端面的磨削，在磨削过程中，吸尘盒一的吸尘口位于端面磨头底侧，用于吸附端面磨削的废屑，此时废屑的吸附方向，也可进一步避免对于其他工作位晶片的影响，且各个工作位之间还通过板架形成阻隔，也进一步阻隔了相互的相应，在磨面位磨削完成后，端面磨头回归至原位，驱动部件再次驱动转向架旋转90°，此时竖直的晶片旋转90°再次呈水平分布，端侧磨头向上运动进给至磨边位，当与旋转的晶片端侧接触时，则可进行晶片边角端侧的磨削，在磨削过程中，吸尘盒二的吸尘口则可开设在端面磨头底侧和侧部，从而来吸附端侧磨削的废屑，此时废屑的吸附方向，也可进一步避免对于其他工作位晶片的影响，且各个工作位之间还通过板架形成阻隔，也进一步阻隔了相互的相应，在磨边位磨削完成后，端侧磨头回归至原位，驱动部件再次驱动转向架旋转90°，此时水平的晶片旋转90°再次呈竖直分布，下料台翻转90°后进给运动至下料位，当下料台吸附定位晶片后，则可带动晶片远离下料位，而空置的吸附单元组则可继续旋转90°，回归至上料位进行新一轮的上料循环，各个工作位之间由于因为板架形成阻隔，因此相互干扰较小，且在端面磨削后，由于，翻转的过程也属于一个废屑清理的过程，故而，无需再对于晶片单独进行清理调位，便可进行不同方位下边角的磨削，且两个不同方位磨削的工作位相互独立，且又可同步进行，从而可以形成模块化的生产和排列方式，可以将时间较长的连续工序拆解为可以同步进行的时间较短的分解工序，从而来提高加工效率。

6、优选的，两组侧架的顶部还架设连接有一组导向架，所述导向架内竖直导向安装有一组导向块，所述导向块由安装在导向架上的定位缸驱动升降，其底部还开设有导向槽，所述板架的端部设置有用于与所述导向槽卡接配合的导向条，故而当板架旋转90°定位后，则可启动定位缸驱动导向块下降，使得导向槽卡接配合在导向条位，实现辅助旋转定位的效果，来提高工作位处工作的稳定性。

7、优选的，所述吸附单元包括升降驱动件、升降块、连接杆、吸附台、转动轴、转轴驱动件，所述升降块由升降驱动件驱动连接在板架上以靠近或远离所述板架运动，所述转动轴转接安装在升降块内，其一端通过连接杆连接吸附台，其另一端驱动连接转轴驱动件，所述吸附台转接安装在升降块的一侧，且与所述升降块之间形成负压腔室，所述吸附台的端面上开设有用于吸附晶片的吸附孔，所述升降块内开设有与负压腔室连通的环形槽道，所述环形槽道朝向升降块的一端开设有进气管，且朝向升降块的另一端开设有排气管，所述进气管通过软管与吸附通道连通，所述排气管的端处还连接有用于启闭连接的排气阀门，故而，当需要吸附晶片时，吸附通道的电动阀门开启，对应排气阀门关闭，与中转轴通过旋转接头连接的负压风机抽风，则可通过中心孔道、吸附通道、软管、进气管在负压腔室内形成负压，进而吸附台则可吸附固定晶片，而电动阀门和排气阀门的设置，则可控制对应不同工作位的吸附单元来吸附和放松晶片，即，当下料位需要放松固定晶片时，则可关闭对应连接至此工作位处的电动阀门，且控制开启对应的排气阀，则此工作位的吸附单元则可放松吸附，同时也不影响其他工作位的吸附作业。

8、优选的，每组板架上均并排分布有多组吸附单元，该多组吸附单元的升降块首尾相连形成升降板，所述升降板通过导向柱导向安装在所述板架上，所述导向柱的端部还连接有一组连接板，所述升降驱动件为安装在所述板架上用于驱动所述连接板升降的顶升缸，故而，可通过设置一组顶升缸即可实现驱动所述板架上的多组吸附单元的升降吸附同步作业。

9、优选的，所述转轴驱动件包括固定在所述转动轴外的驱动轮以及通过驱动轮驱动所述转动轴旋转的转动电机。

10、优选的，所述端面磨头设置有与吸附单元一一对应的多组，多组端面磨头并排设置，且其磨面转接轴转接安装在一组端面支板上，所述端面支板通过多组与端面磨头相间分布的端面支柱连接在端面固定板上，所述端面固定板纵向滑接安装在端面前推板上，且由端面丝杆一螺纹驱动往复，其顶端和底端还设置有用于限位抵靠在端面前推板两端进行滑动限位的端面靠接板，且所述端面前推板通过端面滑块滑接安装在端面安装面上，所述端面安装面上还安装有用于驱动端面前推板横向往复的端面丝杆二，

11、至此，当电机驱动端面丝杆一旋转时，则可驱动端面磨头上升进入磨面位，而电机驱动端面丝杆二旋转时，则可驱动端面磨头靠近晶片侧面，直至接触同样旋转的晶片即可进行磨削；

12、所述端面支柱外还转接安装有端面张紧轮，所述磨面转接轴外还固定有端面带轮，多组多组端面磨头的端面带轮外套接有一组端面皮带，且相邻两组的端面带轮之间通过端面张紧轮张紧，磨面电机安装在端面固定板上，其驱动端与一组磨面转接轴驱动相连，故而，可实现一组磨面电机驱动多组端面磨头的同步磨削操作，而端面支柱也能够起到加强连接端面支板和端面固定板的作用。

13、优选的，所述端侧磨头也设置有与吸附单元一一对应的多组，多组端侧磨头并排设置，且其磨边转接轴转接安装在一组端侧支板上，所述端侧支板通过多组与端侧磨头相间分布的端侧支柱连接在端侧固定板上，所述端侧固定板横向滑接安装在端侧前推板上，且由端侧丝杆一螺纹驱动往复，其顶端和底端还设置有用于限位抵靠在端侧前推板两端进行滑动限位的端侧靠接板，且所述端侧前推板通过端侧滑块滑接安装在端侧安装面上，所述端侧安装面上还安装有用于驱动端侧前推板横向往复的端侧丝杆二，

14、至此，当电机驱动端侧丝杆二旋转时，则可驱动端侧磨头上升进入磨边位，而电机驱动端侧丝杆一旋转时，则可驱动端侧磨头靠近晶片边缘，直至接触同样旋转的晶片即可进行磨削；

15、所述端侧支柱外还转接安装有端侧张紧轮，所述磨边转接轴外还固定有端侧带轮，多组多组端侧磨头的端侧带轮外套接有一组端侧皮带，且相邻两组的端侧带轮之间通过端侧张紧轮张紧，磨边电机安装在端侧固定板上，其驱动端与一组磨边转接轴驱动相连，故而，可实现一组磨边电机驱动多组端侧磨头的同步磨削操作，而端侧支柱也能够起到加强连接端侧支板和端侧固定板的作用。

16、优选的，所述上料台包括上料平台板、上料靠台、上料固定台、上料丝杆、上料电机，所述上料平台板上开设有多组用于一一对应容置待加工晶片的上料容置槽，其内部还开设有上料负压腔，所述上料容置槽的槽底开设有用于与所述上料负压腔连通的上料负压孔，故而当上料容置槽内放置待加工晶片后，则可启动与上料负压腔连接的上料负压风机，通过负压吸附定位上料容置槽内的待加工晶片，以避免其运动时发生移位，所述上料平台板沿横向滑接安装在所述上料固定台上，其两端还设有用于滑动限位在上料固定台端侧的上料靠台，所述上料固定台上安装有由上料的电机驱动的上料丝杆，所述上料丝杆螺接安装在远离转向架一侧的上料靠台上，用于驱动上料平台板靠近或远离上料位。

17、优选的，所述下料台包括下料平台板、下料靠台、下料固定台、下料丝杆、下料电机、下料气缸、下料基台，所述下料平台板上开设有多组用于一一对应容置待加工晶片的下料容置槽，其内部还开设有下料负压腔，所述下料容置槽的槽底开设有用于与所述下料负压腔连通的下料负压孔，故而当与下料负压腔连接的下料负压风机启动时，则可通过负压吸附下料容置槽内的待加工晶片，以避免其运动时发生移位，所述下料平台板沿横向滑接安装在所述下料固定台上，其两端还设有用于滑动限位在下料固定台端侧的下料靠台，所述下料固定台上安装有由下料的电机驱动的下料丝杆，所述下料丝杆螺接安装在远离转向架一侧的下料靠台上，用于驱动下料平台板靠近或远离下料位，所述下料固定台靠近所述下料位的一端还通过铰链铰接安装在所述下料基台上，所述下料基台上安装有一组下料气缸，所述下料气缸的驱动端铰接安装在下料固定台远离所述下料位的一端，且用于驱动下料固定台围绕铰链的销轴翻转90°，以与下料位的晶片对接，即，吸附单元将晶片置于竖直的下料平台板的下料容置槽内后，下料负压腔吸附定位晶片，而吸附单元远离晶片后，下料丝杆则可驱动下料平台板上升，进而下料气缸则可驱动下料固定台翻转至水平，以供吸附夹爪吸附将下料容置槽内加工后的晶片吸附取出，以便后续下一轮下料。

18、优选的，为了提高转向架转动的稳定性，则可设置板架的两端还设有延伸至侧架内槽中的延伸板，所述延伸板的外圈设有用于转接适配安装在所述侧架内的转动块，转动块的设置也可进一步加强转向架转动的稳定性。

19、本发明的有益效果是：

20、本发明中四个工作位沿工作转向依次为上料位、磨面位、磨边位和下料位，所述磨面位与下料位呈竖直分布，且位于下料位下方，此分布方式可在确保生产连续性的基础上，还能够尽量保持各个工作位的独立，避免各个工作位工作时的相互影响，即，在水平上料后，先在最下方进行磨面，从而来降低废屑对于上方端侧磨削和上料、下料时的影响，继而再在水平位进行端侧的磨削，由于端侧磨削的距离上料位、下料位和磨面位的水平距离均较远，故而，亦能够降低对于其他工作位的影响，在旋转至最上方后下料，亦可最大限度的降低废屑在晶片上的残留；

21、且结合上述分布，本发明装置的工作流程具体则为：推进上料台至上料位，上料位的吸附单元吸附晶片定位后，上料台回归原位，驱动部件则驱动转向架旋转90°，此时水平的晶片旋转90°呈竖直分布，端面磨头向上运动进给至磨面位，当与旋转的晶片端面贴合时，则可进行晶片端面的磨削，在磨削过程中，吸尘盒一的吸尘口位于端面磨头底侧，用于吸附端面磨削的废屑，此时废屑的吸附方向，也可进一步避免对于其他工作位晶片的影响，且各个工作位之间还通过板架形成阻隔，也进一步阻隔了相互的相应，在磨面位磨削完成后，端面磨头回归至原位，驱动部件再次驱动转向架旋转90°，此时竖直的晶片旋转90°再次呈水平分布，端侧磨头向上运动进给至磨边位，当与旋转的晶片端侧接触时，则可进行晶片边角端侧的磨削，在磨削过程中，吸尘盒二的吸尘口则可开设在端面磨头底侧和侧部，从而来吸附端侧磨削的废屑，此时废屑的吸附方向，也可进一步避免对于其他工作位晶片的影响，且各个工作位之间还通过板架形成阻隔，也进一步阻隔了相互的相应，在磨边位磨削完成后，端侧磨头回归至原位，驱动部件再次驱动转向架旋转90°，此时水平的晶片旋转90°再次呈竖直分布，下料台翻转90°后进给运动至下料位，当下料台吸附定位晶片后，则可带动晶片远离下料位，而空置的吸附单元组则可继续旋转90°，回归至上料位进行新一轮的上料循环，各个工作位之间由于因为板架形成阻隔，因此相互干扰较小，且在端面磨削后，由于，翻转的过程也属于一个废屑清理的过程，故而，无需再对于晶片单独进行清理调位，便可进行不同方位下边角的磨削，且两个不同方位磨削的工作位相互独立，且又可同步进行，从而可以形成模块化的生产和排列方式，可以将时间较长的连续工序拆解为可以同步进行的时间较短的分解工序，从而来提高加工效率。