CN116000807A - 一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具、装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，包括本体，所述本体上设置有具有螺纹孔的凸台，还包括：夹紧组件和调节组件，其中，所述夹紧组件包括第一夹板、第二夹板以及固定在所述本体上的固定板，所述第一夹板、第二夹板以及所述固定板围成用于放置多晶金刚石晶圆衬底片的装夹位；调节组件包括螺纹滑杆、调节件以及固定件；通过在本体上设置具有定位壁，边缘处有凸台，U形滑块与螺纹滑杆连接成一整体，通过螺纹滑杆带动U形滑块运动，来实现第一夹板和第二夹板的相对运动，进而夹紧多晶金刚石晶圆衬底片。本发明还提供了一种装夹方法。通过本发明方案，提高了夹具的装夹效果，简化了结构，且能实现精准控制。

Description

一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具、装夹方法

技术领域

本发明涉及金刚石抛光设备技术领域，具体而言，涉及一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具、装夹方法。

背景技术

多晶金刚石夹具用于夹持多晶金刚石厚度比较大的衬底片，现有技术中存在多种夹具，例如中国专利数据库公告了CN209887371U一种汽车零部件膜厚测试多功能磨抛夹具，是运用于磨抛设备中的夹具，在该公开专利中，所述夹具主要包括夹盘、可调节夹面件以及卡箍等零件，所述夹具中的夹盘是整块圆盘，在其上表面开设了很多个开口，所述开口的形状大小和开口的数量分布可以根据所要加工样品的实际要求来进行设定。所述开口在可调节夹面件处，该夹面的设计是为了夹持不同厚度的样品。同时所述夹面是可以调节的，也可以用来夹持不同大小的样品。所述可调节夹面件是由上夹面件和下夹面件两部分组成的，所述上夹面件和下夹面件之间留有的空间为夹持空间，样品的夹紧就在所述夹持空间内。所述上夹面件起到的作用是用来调整距离，从而方便夹持不同厚度的样品。所述下夹面件上是存在弹性结构，通过这种结构更好地与所述卡箍形成配合完成取样动作，当所述卡箍被解开后，夹面会自动回弹释放样品，方便取样，所述卡箍处在所述夹盘外围处是为了便于和所述下夹面件形成配合，并且所述卡箍结构还是由两个半圆环和一个卡扣组成，所述两个半圆环内部又有销固定和一个弯钩结构，所述卡扣和所述弯钩有着紧密联系，当两者运动时，会让所述下夹面件对样品有释放和夹紧的动作。在所述开口处有一边是具有调节的滑动槽，同时在所述上夹面件上具有左右调节螺丝，在所述下夹面件上具有弹簧锁定件，所述弹簧锁定件是由锁定槽和弹簧组成的。又如

公开号为CN202498423U的水晶材料的磨抛机械，包括第一磨削工位、第二5磨削工位、抛光工位，以及能够将水晶材料或者粘接有水晶材料的夹具依

次运送至第一磨削工位、第二磨削工位和抛光工位上进行磨抛加工的转移机构，第一磨削工位上设置以金刚石为磨料的磨具，第二磨削工位上设置砂岩磨具，抛光工位上设置稀土抛光粉制成的抛光具。

但是在上述的夹具中均存在一些缺陷：1、整体结构本身过于复杂繁琐，0 2、夹持装置夹持、拆卸步骤繁琐，且夹持牢固性较差；3、在夹紧时夹紧

力不易控制，容易将多晶金刚石晶圆衬底片夹坏。

发明内容

本发明公开了一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，结构简单，操作便利，旨在改善现有的夹具操作繁琐，且结构复杂的问题。

5本发明采用了如下方案：一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，

包括本体，所述本体上设置有具有螺纹孔的凸台，还包括：夹紧组件和调节组件，其中，所述夹紧组件包括第一夹板、第二夹板以及固定在所述本体上的固定板，所述固定板形成有定位壁，所述第一夹板、第二夹板以及所述固定板围成用于放置多晶金刚石晶圆衬底片的装夹位；

0调节组件包括螺纹滑杆、调节件以及固定件；其中，所述固定件设置有四个，且其中的两个所述固定件的两端分别铰接在所述凸台和所述第一夹板上，另外两个所述固定件的两端分别铰接在所述凸台和所述第二夹板上，以将所述调节组件与所述夹紧组件相连接；

所述螺纹滑杆适于在所述凸台内转动，且其伸入所述本体内的端部铰接在两个所述调节件的一端，两个所述调节件沿所述螺纹滑杆对称设置，且其另一端分别铰接在与其相邻的所述固定件的中部；所述螺纹滑杆配置为能通过转动以控制所述第一夹板和第二夹板在所述装夹位处进行缩放运动。

进一步地，所述凸台设置为U形状，所述第一夹板和第二夹板分别连接在所述凸台的两个U形臂上。

进一步地，所述U形臂上设置有用于铰接所述固定件的孔洞，所述凸台中间设置有所述螺纹孔。

进一步地，所述螺纹滑杆伸入所述本体内的一端连接有U形滑块，所述U形滑块连接两个所述调节件。

进一步地，所述螺纹滑杆伸出所述本体的一端设置有圆螺母。

进一步地，所述U形滑块上设置有凸出孔洞，所述螺纹滑杆设置为中间大两端小的形状，且其一端插入所述凸出孔洞中，与所述凸出孔洞形成过盈配合。

进一步地，所述第一夹板和第二夹板分别设置有呈月牙形的第一夹壁和第二夹壁，且两者对称设置，所述低于夹壁与第二夹壁与所述凸台的定位壁共同用于装夹所述多晶金刚石晶圆衬底片；设置在所述第一夹板和第二夹板的通孔与所述凸台的螺纹孔位于一条竖直线上。

进一步地，所述本体采用靶材铜材料。

进一步地，所述固定件相互平行，设置在固定件两端的铰接孔位位于同一水平高度上，且左右两侧的铰接孔相互对称。

本发明还提供了一种装夹方法，使用上述任意一项所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其装夹步骤为：

S1，向内旋转螺纹滑杆，让其推动U形滑块向前进，从而使与之相连的左右两端的所述调节件夹角逐渐变小，在此过程中调节件会带动第一夹板和第二夹板向外扩张；

S2，当两调节件相互平行时，此时调节件之间的夹角为0°，U形滑块停止前进，第一夹板和第二夹板停止扩张；此时将多晶金刚石晶圆衬底片贴紧所述定位壁；

S3，向外旋转螺纹滑杆，让U形滑块向后运动，使得两个所述调节件夹角逐步增大，从而使得第一夹板和第二夹板向内慢慢夹紧多晶金刚石晶圆衬底片；

S4，当两个所述调节件成一定角度时，此时第一夹板和第二夹板的内壁紧紧夹住所述多晶金刚石晶圆衬底片的左右两端。

有益效果：

本发明中，通过在本体上设置具有定位壁，边缘处有凸台，U形滑块与螺纹滑杆连接成一整体，通过螺纹滑杆带动U形滑块运动，来实现第一夹板和第二夹板的相对运动，进而夹紧多晶金刚石晶圆衬底片；其能够带来的技术效果如下：其一，能够牢固夹紧多晶金刚石晶圆衬底片，夹持过程减少了对于衬底片的损坏，同时衬底片上的多晶金刚石形状大小可以变化；其二，通过周向夹紧的方式，可以使装夹效果更好；其三，该装置拆装便捷，大大提升加工效率；其四，通过两个所述调节件之间的夹角变化，来实现拆装，准确固定使多晶金刚石晶圆衬底片不会产生晃动，这里多晶金刚石晶圆衬底片是可以变化的，因此通适性强。所述本体和多晶金刚石晶圆衬底片可以一同吸附在工作台上，便于加工。

附图说明

图1是本发明实施例一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具的结构示意图；

图标：本体1、第一夹板21、第一夹壁211、第二夹板22、第二夹壁221、第二固定件31、第一固定件32、调节件4、凸台5、螺纹滑杆6、圆螺母7、U形滑块8、定位销轴9、多晶金刚石晶圆衬底片10、固定板11、螺纹孔51、头部61、尾部62、凸出孔洞81。

具体实施方式

实施例

结合图1，本实施例提供了一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，包括本体1，所述本体1上设置有具有螺纹孔51的凸台5，还包括：夹紧组件和调节组件，其中，所述夹紧组件包括第一夹板21、第二夹板22以及固定在所述本体1上的固定板11，所述固定板11形成有定位壁，所述第一夹板21、第二夹板22以及所述固定板11围成用于放置多晶金刚石晶圆衬底片10的装夹位；

调节组件包括螺纹滑杆6、调节件4以及固定件；其中，所述固定件设置有四个，且其中的两个所述固定件的两端分别铰接在所述凸台5和所述第一夹板21上，另外两个所述固定件的两端分别铰接在所述凸台5和所述第二夹板22上，以将所述调节组件与所述夹紧组件相连接；

所述螺纹滑杆6适于在所述凸台5内转动，其伸入所述本体1内的端部铰接在两个所述调节件4的一端，两个所述调节件4沿所述螺纹滑杆6对称设置，且其另一端分别铰接在与其相邻的所述固定件的中部；所述螺纹滑杆6配置为能通过转动以控制所述第一夹板21和第二夹板22在所述装夹位处进行缩放运动。

在本实施例中，所述夹具适于放入到自旋转磨抛机设备中使用，使放置在夹具中的多晶金刚石在自旋转磨抛机抛磨。

在本实施例中，所述本体1可以设置为圆形，且可以采用不锈钢材料或者靶材铜材料制成，本体1上设置有凸台5和固定板11，所述固定板11上形成有弧形的定位壁，便于多晶金刚石晶圆衬底片10进行位置固定，所述凸台5设置在所述定位壁对面的边缘。所述凸台5可以设置呈现梯形状，在其内侧有一个凹槽，使整个凸台5形成U形状，在其左右两侧的U形臂设置有对称的孔洞用于通过固定件来连接所述第一夹板21和第二夹板22，所述固定件、夹板以及凸台5之间通过插入销钉铰接。在所述凸台5的凹槽中间的设置有螺纹孔51，用于被所述螺纹滑杆6插入，且所述螺纹滑杆6的外螺纹与所述螺纹孔51的内螺纹适配。所述第一夹板21和第二夹板22上分别设置有成月牙形或者弧形的第一夹壁211和第二夹壁221，所述第一夹壁211与第二夹壁221与设置在所述凸台5上的定位壁相配合，对所述多晶金刚石晶圆衬底片进行夹紧，且两者对称设置，另外，设置在所述第一夹板21和第二夹板22的通孔与所述凸台5的螺纹孔51位于一条竖直线上。

所述螺纹滑杆6设置为中间大两端小的形状，其包括头部61和尾部62，且在头部61和尾部62均设置有外螺纹，且其位于本体1内部的一端为尾部62，所述尾部62连接有U形滑块8，相对的另一端为头部61，所述头部61连接有圆螺母7，这里所述U形滑块8上设置有一凸出孔洞81与所述螺纹滑杆6通过螺纹连接，所述U形滑块8中间设置有通孔，用于通过销钉或则定位销轴9铰接两个所述调节件4。本实施例中，所述螺纹滑杆6与所述凸出孔洞81形成过盈配合。

所述调节件4设置为长条形，其两端设置有铰接孔，且其一端铰接在所述U形滑块8的同一通孔中。所述固定件设置有四个，且均平行设置，设置在固定件两端的铰接孔位位于同一水平高度上，且左右两侧的铰接孔相互对称。在第一夹板21和第二夹板22上分别通过两个所述固定件铰接在所述凸台5上。这里可以将所述固定件定义为第一固定件32和第二固定件31，其中，以靠近所调节件4的左右两个固定件为第一固定件32，远离所述调节件4的固定件为第二固定件31，所述调节件4远离所述U形滑块8的一端铰接于靠近所述U形滑块8的左右两个所述第一固定件32的中部，从而能通过调节件4带动所述固定件转动，进而控制所述第一夹板21和第二夹板22的伸缩与扩张，所述第二固定件31起到固定和平衡力矩的作用。这里调节件4先是与U形滑块8通过一个定位销轴9连接成一体，而后再分别把两个调节件4与左右两端的固定件通过定位销轴9连接起来，从而就可以使螺纹滑杆6、U形滑块8、凸台5、第一夹板21和第二夹板22成为一个整体。

在一些实施例中，所述本体1采用靶材铜材料，尺寸可以设置为200mm，而螺纹滑杆6和U形滑块8则采用不锈钢材料，多晶金刚石晶圆衬底片10为2英寸的多晶金刚石晶圆衬底片10，且衬底片采用碳化硅或蓝宝石材质制成的，粘结剂采用黄蜡、热熔胶等热固性粘结剂。其中，2英寸的多晶金刚石晶圆衬底片10的厚度大于第一夹板21和第二夹板22的高度，多晶金刚石厚度约为8mm，衬底片为2英寸的碳化硅或蓝宝石硬质材料，第一夹板21和第二夹板22高度为5mm；

本发明实施例还提供了一种装夹方法，使用上述所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其装夹步骤为：

S1，向内旋转螺纹滑杆6，让其推动U形滑块8向前进，从而使与之相连的左右两端的所述调节件4夹角逐渐变小，在此过程中调节件4会带动第一夹板21和第二夹板22向外扩张；

S2，当两调节件4相互平行时，此时调节件4之间的夹角为0°，U形滑块8停止前进，第一夹板21和第二夹板22停止扩张；此时将多晶金刚石晶圆衬底片10贴紧所述定位壁；

S3，向外旋转螺纹滑杆6，让U形滑块8向后运动，使得两个所述调节件4夹角逐步增大，从而使得第一夹板21和第二夹板22向内慢慢夹紧多晶金刚石晶圆衬底片10；

S4，当两个所述调节件4成一定角度时，此时第一夹板21和第二夹板22的内壁紧紧夹住所述多晶金刚石晶圆衬底片10的左右两端，与所述定位壁形成周向夹紧。

通过旋转螺纹滑杆6控制夹块的运动，从而控制夹板夹紧所述多晶金刚石晶圆衬底片10。这里通过螺纹滑杆6螺纹连接进行转动，可以实现精准控制，方便控制夹紧力的大小，有效防止由于夹紧力过大而破坏多晶金刚石晶圆衬底片10的问题。解决了2英寸的多晶金刚石晶圆衬底片10在自旋转磨抛机加工过程中产生位移、无法精准加工的问题。

本发明的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具可以在先安装完毕后直接放入到设备中使用，无需在设备中安装，提高安装效率。

通过本发明实施例中，具有技术效果如下：其一，能够牢固夹紧多晶金刚石晶圆衬底片10，夹持过程减少了对于衬底片的损坏，同时衬底片上的多晶金刚石形状大小可以变化；其二，本体1和多晶金刚石晶圆衬底片10可以是一体的，便于直接加工；其三，该装置拆装便捷，大大提升加工效率；其四，通过两个所述调节件4之间的夹角变化，来实现拆装，准确固定使多晶金刚石晶圆衬底片10不会产生晃动，这里多晶金刚石晶圆衬底片10是可以变化的，因此通适性强。所述本体1和多晶金刚石晶圆衬底片10可以一同吸附在工作台上，便于加工。

应当理解的是：以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

上面对实施方式中所使用的附图介绍仅示出了本发明的某些实施例，不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

Claims (10)

1.一种用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，包括本体，所述本体上设置有具有螺纹孔的凸台，其特征在于，还包括：夹紧组件和调节组件，其中，

所述夹紧组件包括第一夹板、第二夹板以及固定在所述本体上的固定板，所述固定板形成有定位壁，所述第一夹板、第二夹板以及所述固定板围成用于放置多晶金刚石晶圆衬底片的装夹位；

调节组件包括螺纹滑杆、调节件以及固定件；其中，

所述固定件设置有四个，且其中的两个所述固定件的两端分别铰接在所述凸台和所述第一夹板上，另外两个所述固定件的两端分别铰接在所述凸台和所述第二夹板上，以将所述调节组件与所述夹紧组件相连接；

所述螺纹滑杆适于在所述凸台内转动，且其伸入所述本体内的端部铰接在两个所述调节件的一端，两个所述调节件沿所述螺纹滑杆对称设置，且其另一端分别铰接在与其相邻的所述固定件的中部；所述螺纹滑杆配置为能通过转动以控制所述第一夹板和第二夹板在所述装夹位处进行缩放运动。

2.根据权利要求1所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其特征在于，所述凸台设置为U形状，所述第一夹板和第二夹板分别连接在所述凸台的两个U形臂上。

3.根据权利要求2所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其特征在于，所述U形臂上设置有用于铰接所述固定件的孔洞，所述凸台中间设置有所述螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其特征在于，所述螺纹滑杆伸入所述本体内的一端连接有U形滑块，所述U形滑块连接两个所述调节件。

5.根据权利要求4所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其特征在于，所述螺纹滑杆伸出所述本体的一端设置有圆螺母。

6.根据权利要求5所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其特征在于，所述U形滑块上设置有凸出孔洞，所述螺纹滑杆设置为中间大两端小的形状，且其一端插入所述凸出孔洞中，与所述凸出孔洞形成过盈配合。

7.根据权利要求1所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其特征在于，所述第一夹板和第二夹板分别设置有呈月牙形的第一夹壁和第二夹壁，且两者对称设置，所述低于夹壁与第二夹壁与所述凸台的定位壁共同用于装夹所述多晶金刚石晶圆衬底片；设置在所述第一夹板和第二夹板的通孔与所述凸台的螺纹孔位于一条竖直线上。

8.根据权利要求1所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其特征在于，所述本体采用靶材铜材料。

9.根据权利要求1所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其特征在于，所述固定件相互平行，设置在固定件两端的铰接孔位位于同一水平高度上，且左右两侧的铰接孔相互对称。

10.一种装夹方法，其特征在于，根据权利要求1-9任意一项所述的用于自旋转磨抛机的多晶金刚石夹具，其装夹步骤为：

S1，向内旋转螺纹滑杆，让其推动U形滑块向前进，从而使与之相连的左右两端的所述调节件夹角逐渐变小，在此过程中调节件会带动第一夹板和第二夹板向外扩张；

S2，当两调节件相互平行时，此时调节件之间的夹角为0°，U形滑块停止前进，第一夹板和第二夹板停止扩张；此时将多晶金刚石晶圆衬底片贴紧所述定位壁；

S3，向外旋转螺纹滑杆，让U形滑块向后运动，使得两个所述调节件夹角逐步增大，从而使得第一夹板和第二夹板向内慢慢夹紧多晶金刚石晶圆衬底片；

S4，当两个所述调节件成一定角度时，此时第一夹板和第二夹板的内壁紧紧夹住所述多晶金刚石晶圆衬底片的左右两端。

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