本發(fā)明涉及磨削領(lǐng)域，具體為一種薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，適用于半導(dǎo)體晶片等形狀的、對(duì)薄板圓板狀工件的兩面同時(shí)磨削，以及在此裝置中測(cè)定工件磨削加工后其厚度方向的切面形狀。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的薄板圓板狀工件的兩面同時(shí)磨削裝置，以往的認(rèn)知是這樣的：在為了使端面兩個(gè)磨削面能夠呈相對(duì)朝向而配置的一對(duì)回旋磨削砂輪的中間，使工件通過(guò)放入回旋的圓板狀的夾具的洼坑。在此情況下，磨削砂輪的磨削面的外徑必須比工件的外徑要大。此外，在夾具的外表面的圓周上，通常會(huì)等間距地形成幾個(gè)洼坑，夾具的一部分會(huì)同晶片一起進(jìn)入一對(duì)磨削砂輪的中間。但是，該部分的夾具的厚度必定要比磨削時(shí)的一對(duì)磨削砂輪的間隔，也就是工件完成加工后的厚度要小。

尤其是目前所使用的半導(dǎo)體晶片的外徑大約有200mm和300mm兩種規(guī)格，兩者的厚度都是0.8mm程度，相比于外徑厚度十分地薄。用上述的裝置對(duì)該晶片進(jìn)行磨削時(shí)，由于晶片的外徑相對(duì)較大，砂輪的外徑會(huì)增大，對(duì)晶片進(jìn)行收容并使之回旋的夾具也會(huì)增大，裝置會(huì)比較大型。此外，由于晶片的厚度極薄，同晶片一起進(jìn)入磨削砂輪中間的夾具部分必須要十分薄才行。特別是進(jìn)入磨削砂輪的中間夾具，特別是在洼坑的部分，以被其所收容的工件為媒介，磨削力產(chǎn)生作用，但是將此部分變薄的話強(qiáng)度就會(huì)下降，使工件順暢滑動(dòng)將會(huì)變得困難。因此，以往，晶片的兩面磨削是困難的。

此外，由于磨削會(huì)產(chǎn)生砂輪的堵塞和砂輪磨損等引起的磨削阻力的增加，砂輪軸或者裝置整體會(huì)產(chǎn)生熱變位，使兩個(gè)磨削面不能完全達(dá)到平行的狀態(tài)。由此，加工后的工件平行度會(huì)下降。雖然在對(duì)砂輪軸進(jìn)行設(shè)置后，被加工后的工件平行度會(huì)達(dá)到要求的規(guī)格，但是一段時(shí)間后，由于上述原因，會(huì)達(dá)不到規(guī)格。因此，為了保證工件的平行度處于規(guī)格內(nèi)，隔一段時(shí)間需要進(jìn)行一次抽樣調(diào)查，用平行 度檢測(cè)裝置對(duì)加工后的工件的平行度進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)其結(jié)果調(diào)整砂輪軸的傾斜程度。但是，這樣做的話，如果對(duì)平行度進(jìn)行測(cè)定需要一個(gè)小時(shí)的話，在此期間就會(huì)產(chǎn)生幾十個(gè)不合格工件。此外，抽樣調(diào)查需要人手，也會(huì)產(chǎn)生降低工作效率的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，能夠滿足簡(jiǎn)單地測(cè)定加工后的工件平行度，并提高工件平行度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，該裝置設(shè)有上下垂直方向上的上基座和下基座，上主軸支座固定在上基座上，上砂輪軸安裝在上主軸支座上，上砂輪軸在上主軸支座上在垂直方向上上下移動(dòng)，上砂輪固定在上砂輪軸的一端，上砂輪以鉛直軸為中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；下主軸支座固定在下基座上，下砂輪軸安裝在下主軸支座上，下砂輪軸在下主軸支座上在垂直方向上上下移動(dòng)，下砂輪固定在下砂輪軸上，下砂輪以鉛直軸為中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，上砂輪軸和下砂輪軸兩個(gè)砂輪軸在垂直方向上延伸的中心線保持一致；

在上基座和下基座相對(duì)應(yīng)處上部設(shè)置滑座，滑座與橫向電機(jī)連接，通過(guò)橫向電機(jī)帶動(dòng)滑座橫向移動(dòng)；在滑座上固定自轉(zhuǎn)裝置，自轉(zhuǎn)裝置的上方固定調(diào)整角度用的墊圈，自轉(zhuǎn)裝置通過(guò)墊圈固定支撐部件；在支撐部件外側(cè)突出部分上固定著電動(dòng)馬達(dá)，電動(dòng)馬達(dá)的輸出端直接連接著驅(qū)動(dòng)滾輪，通過(guò)運(yùn)行電動(dòng)馬達(dá)使驅(qū)動(dòng)滾輪回旋運(yùn)動(dòng)；在支撐部件的下端部分安裝導(dǎo)輪，驅(qū)動(dòng)滾輪壓在工件的上磨削面。

所述的薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，自轉(zhuǎn)裝置的下方固定安裝氣缸，移動(dòng)部件固定在氣缸伸出的支柱上；在移動(dòng)部件的上端固定安裝導(dǎo)向棒，支撐部件在導(dǎo)向棒上裝有的壓縮彈簧；在導(dǎo)向棒上側(cè)的擋塊固定在支撐部件上，抑制滾輪安裝在支撐部件上側(cè)突出部分，抑制滾輪支撐工件的下磨削面。

所述的薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，還設(shè)有砂輪傾斜調(diào)整裝置，上砂輪軸和下砂輪軸各有兩個(gè)砂輪傾斜調(diào)整裝置，其中一組調(diào)整砂輪在前后方向的傾斜，另外一組是調(diào)整砂輪在左右方向的傾斜，在平面位置上兩組砂輪傾斜裝置呈90度方向安裝。

所述的薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，砂輪傾斜調(diào)整裝置由電動(dòng)馬達(dá)、支架、螺絲軸、移動(dòng)螺母、支臂、彈簧和支撐臂組成，上砂輪軸或下砂輪軸與支撐 臂的一端面連接，支撐臂的另一端面固定在上主軸支座或下主軸支座上，支臂固定在上砂輪軸或下砂輪軸上，并嵌入支撐臂的內(nèi)側(cè)，在支撐臂和支臂的中間設(shè)置將支臂向前進(jìn)行推動(dòng)的壓縮彈簧；移動(dòng)螺母安裝于螺絲軸上，在支撐臂的側(cè)面連接電動(dòng)馬達(dá)，電動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)螺絲軸進(jìn)行回旋，移動(dòng)螺母進(jìn)行左右移動(dòng)。

所述的薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，還包括工件上下料裝置，工件上下料裝置包括吸盤(pán)和機(jī)械臂，具有朝著上下方向以及左右方向進(jìn)行移動(dòng)的水平狀的機(jī)器臂，在機(jī)械臂的上下側(cè)，安裝著用于吸著和支撐工件加工的上下兩個(gè)真空吸盤(pán)，機(jī)械臂通過(guò)吸盤(pán)來(lái)進(jìn)行工件的搬入和搬出。

所述的薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，在上下朝向的砂輪軸：上砂輪軸和下砂輪軸中間，箱型的外罩固定于上砂輪和下砂輪以及自轉(zhuǎn)裝置的外側(cè)；在外罩的外壁上設(shè)有前后朝向的開(kāi)口，在此開(kāi)口的近旁設(shè)置有切面形狀測(cè)定裝置；切面形狀測(cè)定裝置為在開(kāi)口上下兩側(cè)設(shè)有呈相對(duì)朝向配置的一對(duì)距離傳感器，分別測(cè)定各個(gè)距離傳感器到相對(duì)朝向的工件加工面的距離，距離傳感器在上下方向上通過(guò)機(jī)器臂支撐。

所述的薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，在機(jī)器臂上方移動(dòng)的工件中心線位于距離傳感器正上方的位置。

所述的薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，在工件的左右方向，兩個(gè)距離傳感器位于工件的左右兩側(cè)位置，機(jī)器臂所支撐并搬出的工件鉛直直徑上的點(diǎn)與左右兩個(gè)距離傳感器呈相對(duì)朝向的狀態(tài)。

所述的薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，距離傳感器的輸出信號(hào)會(huì)輸入數(shù)值控制裝置，數(shù)值控制裝置基于距離傳感器的輸出信號(hào)，來(lái)控制傾斜調(diào)整裝置的電動(dòng)機(jī)，對(duì)上下砂輪軸的傾斜程度進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：

本發(fā)明薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，在薄板圓板狀工件的磨削加工位置放置著一對(duì)呈相對(duì)朝向配置的磨削砂輪，能同時(shí)對(duì)薄板圓板狀工件的上下兩面磨削加工；薄板圓板狀工件在磨削加工位置能通過(guò)自轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，保證磨削砂輪外徑小于薄板圓板狀工件外徑的情況下能夠全部磨到；采用薄板圓板狀工件加工送入和加工完成之后的移送裝置，還配有測(cè)定磨削加工后的薄板圓板狀工件較厚方向的切面形狀的切面形狀測(cè)定裝置，根據(jù)上述測(cè)定結(jié)果，配有能夠調(diào)整磨削砂輪傾斜角度的砂輪傾斜調(diào)整裝置。該薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置及其切面 形狀測(cè)定裝置，提高了工件成品率和生產(chǎn)效率，減小了設(shè)備外形尺寸，降低了設(shè)備成本。

附圖說(shuō)明

圖1為薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置示意圖。

圖2為薄板圓板狀工件自轉(zhuǎn)裝置簡(jiǎn)圖。

圖中，1.下基座；2.下主軸支座；3.滑座；4.外罩；5.橫向電機(jī)；6.絲杠；7.電動(dòng)馬達(dá)；8.自轉(zhuǎn)裝置；9.墊圈；10.上砂輪；11.上砂輪軸；12.電動(dòng)馬達(dá)；13.支架；14.螺絲軸；15.移動(dòng)螺母；16.支臂；17.彈簧；18.支撐臂；19.上基座；20.上主軸支座；21.支撐部件；22.驅(qū)動(dòng)滾輪；23.導(dǎo)輪；24.工件；25.吸盤(pán)；26.機(jī)器臂；27.抑制滾輪；28.距離傳感器；29.支撐部件；30.彈簧；31.移動(dòng)部件；32.導(dǎo)向棒；33.下砂輪；34.下砂輪軸；35.氣缸；36.擋塊。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明薄板圓板狀工件的兩面磨削裝置，具有下基座1、下主軸支座2、滑座3、外罩4、橫向電機(jī)5、絲杠6、電動(dòng)馬達(dá)7、自轉(zhuǎn)裝置8、墊圈9、上砂輪10、上砂輪軸11、電動(dòng)馬達(dá)12、支架13、螺絲軸14、移動(dòng)螺母15、支臂16、彈簧17、支撐臂18、上基座19、上主軸支座20、支撐部件21、驅(qū)動(dòng)滾輪22、導(dǎo)輪23、工件24、吸盤(pán)25、機(jī)器臂26、抑制滾輪27、距離傳感器28、支撐部件29、彈簧30、移動(dòng)部件31、導(dǎo)向棒32、下砂輪33、下砂輪軸34、氣缸35和擋塊36等，具體結(jié)構(gòu)如下：

該裝置設(shè)有上下垂直方向上的上基座19和下基座1，上主軸支座20固定在上基座19上，上砂輪軸11被安裝在上主軸支座20上，上砂輪軸11能在上主軸支座20上在垂直方向上上下移動(dòng)，上砂輪10被固定在上砂輪軸11的一端，上砂輪10以鉛直軸為中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；下主軸支座2固定在下基座1上，下砂輪軸34被安裝在下主軸支座2上，下砂輪軸34能在下主軸支座2上在垂直方向上上下移動(dòng)，下砂輪33被固定在下砂輪軸34上，下砂輪33以鉛直軸為中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，上砂輪軸11和下砂輪軸34兩個(gè)砂輪軸在垂直方向上延伸的中心線基本保持一致。

根據(jù)薄板圓板狀工件的切面厚度調(diào)整砂輪傾斜角度的砂輪傾斜調(diào)整裝置，由電動(dòng)馬達(dá)12、支架13、螺絲軸14、移動(dòng)螺母15、支臂16、彈簧17和支撐臂18組成，上砂輪軸11和下砂輪軸34各有兩個(gè)砂輪傾斜調(diào)整裝置，其中一組調(diào)整砂 輪(上砂輪10或下砂輪33)在前后方向的傾斜，另外一組是調(diào)整砂輪(上砂輪10或下砂輪33)在左右方向的傾斜，在平面位置上兩組砂輪傾斜裝置呈90度方向安裝，并且砂輪傾斜裝置的結(jié)構(gòu)全部相同，下面只介紹位于上砂輪軸11上的砂輪傾斜調(diào)整裝置。上砂輪軸11的上端面固定著支撐臂18，支撐臂18呈僅下端面開(kāi)放的直立體箱型；支撐臂18的后端面被固定在上主軸支座20上，支臂16固定在上砂輪軸11上，并嵌入支撐臂18的內(nèi)側(cè)，在支撐臂18和支臂16的中間設(shè)置著將支臂16向前進(jìn)行推動(dòng)的壓縮彈簧17；移動(dòng)螺母15安裝于螺絲軸14上，移動(dòng)螺母15被安裝成能夠朝著左右方向移動(dòng)但不能進(jìn)行回旋的狀態(tài)；在支撐臂18的左面，以電動(dòng)馬達(dá)12和支架13為媒介，朝著后方被固定；電動(dòng)馬達(dá)12帶動(dòng)螺絲軸14進(jìn)行回旋，移動(dòng)螺母15進(jìn)行左右移動(dòng)。因此，上砂輪軸11以鉛直軸為中心向左右方向進(jìn)行回轉(zhuǎn)，左右方向的傾斜得以調(diào)整。

在上基座19和下基座1相對(duì)應(yīng)處上部設(shè)置滑座3，滑座3與橫向電機(jī)5通過(guò)絲杠6連接，通過(guò)橫向電機(jī)5帶動(dòng)滑座3橫向移動(dòng)?；?上固定自轉(zhuǎn)裝置8，自轉(zhuǎn)裝置8的上方固定著幾個(gè)調(diào)整角度用的墊圈9，自轉(zhuǎn)裝置8以墊圈9為媒介固定支撐部件21；在支撐部件21外側(cè)突出的三個(gè)部分上固定著電動(dòng)馬達(dá)7，電動(dòng)馬達(dá)7的輸出端直接連接著驅(qū)動(dòng)滾輪22，通過(guò)運(yùn)行電動(dòng)馬達(dá)7使驅(qū)動(dòng)滾輪22回旋運(yùn)動(dòng)；在支撐部件21的下端部分安裝導(dǎo)輪23，使得其能夠分別以上下朝向的鉛直軸為中心進(jìn)行自由回旋運(yùn)轉(zhuǎn)。

氣缸35固定安裝在自轉(zhuǎn)裝置8的下方，能夠在一定范圍內(nèi)向上下方向移動(dòng)的移動(dòng)部件31固定在氣缸35伸出的支柱上；在移動(dòng)部件31的上端被固定安裝著幾根導(dǎo)向棒32，支撐部件29在導(dǎo)向棒32上裝有的壓縮彈簧30，在壓縮彈簧30作用下，被付勢(shì)(彈簧作用力)于上側(cè)；在導(dǎo)向棒32上側(cè)的擋塊36被固定在支撐部件29上，抑制滾輪27被安裝在支撐部件29上側(cè)突出的三個(gè)部分，使其能夠進(jìn)行回旋轉(zhuǎn)動(dòng)。

根據(jù)圖2可以看出，三個(gè)導(dǎo)輪23起到對(duì)工件24外周面相接觸的工件的徑向位置進(jìn)行限制的作用。驅(qū)動(dòng)滾輪22壓在工件24的上磨削面，使工件24進(jìn)行回旋，抑制滾輪27支撐工件24的下磨削面，并使之游轉(zhuǎn)。

工件上下料裝置主要包括吸盤(pán)25和機(jī)械臂26，上下料裝置相對(duì)于自轉(zhuǎn)裝置8進(jìn)行工件24的搬入和搬出，其具備有能夠朝著上下方向以及左右方向進(jìn)行移動(dòng)的水平狀的機(jī)器臂26；在機(jī)械臂26的上下側(cè)，安裝著用于吸著和支撐工件加工的 上下兩個(gè)真空吸盤(pán)25，機(jī)械臂26通過(guò)吸盤(pán)25來(lái)進(jìn)行工件24的搬入和搬出。

在上下朝向的砂輪軸(上砂輪軸11和下砂輪軸34)中間，為了覆蓋砂輪以及自轉(zhuǎn)裝置8的部分，箱型的外罩4被固定于砂輪以及自轉(zhuǎn)裝置8的外側(cè)。在外罩4的外壁上，為了避免機(jī)器臂26以及支撐其的工件24干涉，外罩4右端面形成了一個(gè)前后朝向的長(zhǎng)開(kāi)口，在此開(kāi)口的近旁設(shè)置有切面形狀測(cè)定裝置。測(cè)定裝置通過(guò)測(cè)定磨削加工后工件24的直徑上較厚方向的切面形狀，開(kāi)口上下兩側(cè)設(shè)有呈相對(duì)朝向配置的一對(duì)距離傳感器28，分別測(cè)定各個(gè)距離傳感器28到相對(duì)朝向的工件24加工面的距離；距離傳感器28在上下方向上位于被移送裝置(工件上下料裝置)的機(jī)器臂26所支撐，使之在機(jī)器臂26上方移動(dòng)的工件24中心線的將近正上方的位置；在左右方向，兩個(gè)距離傳感器28位于工件24的左右兩側(cè)位置。此外，被機(jī)器臂26所支撐并搬出的工件24鉛直直徑上的點(diǎn)呈現(xiàn)幾乎與左右兩個(gè)距離傳感器28呈相對(duì)朝向的狀態(tài)。由此，距離傳感器28構(gòu)成了測(cè)定工件直徑上所需要部分的切面形狀的切面形狀測(cè)定手法。距離傳感器28的輸出信號(hào)會(huì)輸入數(shù)值控制裝置，數(shù)值控制裝置基于距離傳感器的輸出信號(hào)，來(lái)控制傾斜調(diào)整裝置的電動(dòng)機(jī)，以此，對(duì)上下砂輪軸的傾斜程度進(jìn)行調(diào)整。