加工设备的磨削装置及加工设备

技术领域

本发明涉及加工设备技术领域，具体涉及一种加工设备的磨削装置及加工设备。

背景技术

航空航天，光导纤维等多种领域中，半导体晶圆是非常重要的材料。在晶片的加工过程中，从晶锭切成晶片后，如果直接进行磨片，容易产生崩边，从而引起晶片报废，因此在磨片之前需要对晶片进行倒角。

半导体晶圆除了硅晶圆，还有碳化硅晶圆、蓝宝石晶圆等，现有倒角机一般通过磨削装置的砂轮对晶圆进行倒角磨削，砂轮安装在磨削装置的主轴组件上，现有的磨削装置在安装主轴组件时，对主轴组件的上端和下端均进行了固定，安装难度较高。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述至少一个问题，即为了解决现有磨削装置因主轴组件的固定方式不佳导致安装难度较大的技术问题。

在第一方面，本申请提供了一种加工设备的磨削装置，所述磨削装置包括固定构件以及安装在所述固定构件上的驱动构件、传动组件、主轴组件、磨削工具和支撑组件，所述驱动构件位于所述主轴组件的侧面且通过所述传动组件与所述主轴组件的第一端驱动连接且能够驱动所述主轴组件旋转，所述磨削工具用于对待加工件进行磨削且固定安装在所述主轴组件的第二端，所述主轴组件的第二端与所述固定构件连接，所述支撑组件支撑于所述主轴组件的第一端与第二端之间，所述支撑组件对所述主轴组件的支撑力与所述传动组件对所述主轴组件的作用力的方向相反。

在上述磨削装置的优选技术方案中，所述支撑组件包括支撑块和顶紧螺钉，所述固定构件上设有与所述顶紧螺钉相适配的螺纹孔，所述支撑块的第一端支撑于所述主轴组件，所述顶紧螺钉的一端穿过所述螺纹孔并支撑于所述支撑块的第二端。

在上述磨削装置的优选技术方案中，所述支撑块的第一端的端面设有限位凹槽，所述主轴组件的一部分位于所述限位凹槽内。

在上述磨削装置的优选技术方案中，所述限位凹槽的开口尺寸沿所述支撑块的第一端朝向第二端的方向逐渐减小。

在上述磨削装置的优选技术方案中，所述主轴组件包括主轴和夹持套，所述夹持套套设在所述主轴上且将所述主轴夹紧，所述主轴的第一端从所述夹持套的第一端伸出并与所述传动组件连接，所述主轴的第二端从所述夹持套的第二端伸出并与所述磨削工具固定连接，所述夹持套的第二端与所述固定构件固定连接，所述支撑组件支撑于所述夹持套的第一端。

在上述磨削装置的优选技术方案中，所述夹持套的第二端设有法兰，所述法兰与所述固定构件固定连接。

在上述磨削装置的优选技术方案中，所述夹持套的第一端设有第一定位结构，所述主轴上设有第二定位结构，所述第一定位结构与所述第二定位结构相抵靠以对所述主轴进行轴向定位。

在上述磨削装置的优选技术方案中，所述第一定位结构为定位块，所述主轴包括轴体以及套设在所述轴体上的轴套，所述轴体能够相对于所述轴套旋转，所述轴体的第一端从所述轴套的第一端伸出并与所述传动组件连接，所述轴体的第二端从所述轴套的第二端伸出并与所述磨削工具固定连接，所述夹持套套设在所述轴套上并将所述轴套夹紧，所述第二定位结构为所述轴套的第一端的端面。

在上述磨削装置的优选技术方案中，所述驱动构件为电机，所述磨削工具为砂轮，所述传动组件包括主动带轮、从动带轮以及用于连接所述主动带轮和所述从动带轮的传动带，所述主动带轮与所述电机的驱动轴固定连接，所述从动带轮与所述主轴组件的第一端固定连接或一体设置。

本申请第二方面，本申请还提供了一种加工设备，所述加工设备包括上述技术方案所述的磨削装置。

在采用上述技术方案的情况下，本发明的磨削装置仅将主轴组件的一端与固定构件固定连接，主轴组件的另一端为自由端，在安装过程中，可以通过支撑组件和传动组件的配合将主轴组件的另一端固定，这样一来，极大降低了安装难度，有利于提高磨削装置的装配效率。

进一步地，通过采用顶紧螺钉与固定构件上的螺纹孔配合，便于调节支撑块的位置，操作简单，有利于提高装配效率。

又进一步地，通过在支撑块上设置限位凹槽，通过限位凹槽对主轴组件进行限位，稳定性更好。

又进一步地，通过将限位凹槽设置成近似V型结构，能够进一步提高主轴组件的稳定性。

又进一步地，通过在主轴上套设一个夹持套，便于将主轴夹紧固定。

又进一步地，通过在夹持套和主轴上分别设置第一定位结构和第二定位结构对主轴进行轴向定位，便于主轴的安装，有利于提高装配效率。

附图说明

下面参照附图来描述本申请的技术方案。附图中：

图1为本申请的磨削装置的结构示意图；

图2为本申请的固定构件、夹持套和支撑组件的结构示意图；

图3为本申请的磨削装置的主轴组件的结构示意图；

图4为本申请的驱动机构、主轴、砂轮和紧固组件的结构示意图；

图5为本申请的砂轮和紧固组件的剖视示意图。

附图标记列表

1、固定构件；2、驱动机构；21、电机；22、主动带轮；23、从动带轮；24、传动带；3、主轴；31、轴体；32、轴套；311、锥台结构；4、砂轮；41、砂轮槽；5、紧固组件；51、第一紧固构件；52、第二紧固构件；53、第三紧固构件；511、柱状结构；512、板状结构；5111、定位凹槽；6、夹持套；61、开口；62、调节螺钉；63、法兰；64、第一定位结构；7、支撑组件；71、支撑块；72、顶紧螺钉；711、限位凹槽。

具体实施方式

下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。例如，虽然下面描述的实施方式是结合倒角机进行介绍的，但是，本发明的技术方案同样适用于其它类型的加工设备，例如减薄机等，这种对应用对象的调整和改变并不偏离本发明的原理和保护范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

具体地，本发明提供了一种倒角机，该倒角机包括底座以及固定安装在该底座上的磨削装置，磨削装置用于对晶圆进行倒角磨削。

如图1和图4所示，本发明的磨削装置包括固定构件1以及安装在固定构件1上的驱动机构2、主轴3和磨削工具。其中，固定构件1安装在底座上，驱动机构2与主轴3的第一端(从图1上看为主轴3的下端)连接且能够驱动主轴3旋转，磨削工具用于对待加工件(例如晶圆)进行磨削且固定安装在主轴3的第二端(从图1上看为主轴3的上端)上。

示例性地，如图1所示，固定构件1为固定架，固定架的底端与倒角机的底座固定连接，主轴3竖直设置，主轴3安装在固定架内，主轴3的上端从固定架的顶部伸出，主轴3的下端与驱动机构2固定连接，磨削工具为砂轮4，在对晶圆磨削的过程中，驱动机构2驱动主轴3带着砂轮4高速旋转，通过高速旋转的砂轮4对晶圆进行倒角磨削。

优选地，如图1和图4所示，本发明的驱动机构2包括驱动构件和传动组件，驱动构件位于主轴3的侧面且通过传动组件与主轴3的第一端驱动连接。

示例性地，驱动构件为电机21，电机21布置在主轴3的左侧，电机21的输出轴竖直朝上设置，并通过传动组件与主轴3的下端驱动连接，电机21通过传动组件带着主轴3高速旋转。

其中，主轴3包括轴体31以及套设在轴体31上的轴套32，轴套32与固定构件1固定连接，轴体31能够相对于轴套32旋转，轴体31的第一端(从图4上看为轴体31的下端)从轴套32的第一端(从图4上看为轴套32的下端)伸出并与传动组件连接，轴体31的第二端(从图4上看为轴体31的上端)从轴套32(从图4上看为轴套32的上端)的第二端伸出并与砂轮4固定连接。

需要说明的是，本发明的驱动机构2并不限于上述的电机21和传动组件的结构形式，例如，还可以将传动组件替换成联轴器和减速机的组合，并将电机21设置主轴3的下方，这种对驱动机构2的具体结构形式的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

当然，本发明优选将驱动机构2设置为电机21和传动组件的结构形式，结构简单且便于布置。

此外，还需要说明的是，本领域技术人员在实际应用中可以将传动组件设置为皮带传动组件，或者，也可以设置为链条传动组件等等，等等，这种对传动组件的具体结构形式的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，如图1和图4所示，本发明的传动组件包括主动带轮22、从动带轮23以及用于连接主动带轮22和从动带轮23的传动带24，主动带轮22与电机21的驱动轴固定连接，从动带轮23与主轴3的第一端固定连接或一体设置。

在工作过程中，由电机21驱动主动带轮22旋转，主动带轮22通过传动带24带着从动带轮23和主轴3的轴体31旋转，其中，可以将从动带轮23通过焊接或螺接等方式固定至主轴3的轴体31上，或者，也可以在轴体31上直接加工出从动带轮23，即使从动带轮23与轴体31一体设置。

优选地，如图1、图4和图5所示，本发明的磨削装置还包括紧固组件5，砂轮4通过紧固组件5固定安装在主轴3的第二端，其中，紧固组件5包括第一紧固构件51、第二紧固构件52和第三紧固构件53，第二紧固构件52与主轴3可拆卸连接以将第一紧固构件51固定至主轴3的第二端，第三紧固构件53与第一紧固构件51可拆卸连接以将砂轮4固定至第一紧固构件51。

示例性地，在安装砂轮4时，可以先将第一紧固构件51安装至主轴3的轴体31上，然后通过第二紧固构件52与主轴3的轴体31连接以将第一紧固构件51固定至主轴3的轴体31的顶端，再然后将砂轮4安装到第一紧固构件51上，最后通过第三紧固构件53与第一紧固构件51连接以将砂轮4固定至第一紧固构件51上，在拆卸砂轮4时，仅需使第三紧固构件53与第一紧固构件51分离，即可将砂轮4从第一紧固构件51上拆卸下来，非常方便，极大提升了用户的使用体验。

需要说明的是，本发明不对第二紧固构件52与主轴3的连接方式进行限定，例如，第二紧固构件52与主轴3之间可以通过螺接、插接或者卡接等方式进行连接，同样地，本发明不对第三紧固构件53与第一紧固构件51的连接方式进行限定，例如，第三紧固构件53与第一紧固构件51之间可以通过螺接、插接或者卡接等方式进行连接。

优选地，如图4和图5所示，第一紧固构件51具有定位凹槽5111，主轴3的第二端插入定位凹槽5111内。

通过在第一紧固构件51上设置定位凹槽5111，在安装时，可以先将主轴3的轴体31的顶端插入第一紧固构件51的定位凹槽5111内，既能够提高装配精度，又能够提高装配效率。

需要说明的是，本领域技术人员在实际应中可以将定位凹槽5111设为圆柱形凹槽，或者，也可以设置为方柱形凹槽，再或者，还可以设置为锥形凹槽，等等，这种灵活地调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。当然，主轴3的顶端的形状与定位凹槽5111的形状相匹配。

优选地，如图3至图5所示，主轴3的第二端设为锥台结构311，定位凹槽5111设为锥形凹槽，锥形凹槽与锥台结构311相适配。

通过采用圆锥面进行定位，既能够提高定位准确性，又有利于将主轴3的顶端顺利地插入定位凹槽5111内，提高装配效率。

示例性地，如图3至图5所示，主轴3的轴体31的顶端设为锥台结构311，锥台结构311的直径由下向上逐渐减小，锥形凹槽沿竖直方向设置，锥形凹槽的直径也由下向上逐渐减小。

需要说明的是，本发明不对锥形凹槽和锥台结构311的锥度进行限定，本领域技术人员在实际应用中可以进行灵活地设置，本发明优选使锥形凹槽和锥台结构311的锥度小于10°，这样一来，锥形凹槽与锥台结构311配合后具有自锁功能。

优选地，如图4和图5所示，第一紧固构件51包括相连的柱状结构511和板状结构512，定位凹槽5111设于柱状结构511内且定位凹槽5111的入口端位于柱状结构511的第一端的端面，砂轮4与板状结构512贴合，柱状结构511的第二端穿过砂轮4的砂轮孔与第三紧固构件53连接以将砂轮4压紧至板状结构512。

示例性地，板状结构512位于柱状结构511的底端，板状结构512为环形板，围着柱状结构511设置一圈,定位凹槽5111的入口端位于柱状结构511的下端面，主轴3的轴体31的顶端从柱状结构511的下端插入定位凹槽5111内，砂轮4的中心位置具有砂轮孔，柱状结构511的顶端穿过砂轮孔，相当于砂轮4套在柱状结构511上，砂轮4的底面与板状结构512的顶端贴合，第三紧固构件53压在砂轮4的顶面，以将砂轮4压紧至板状结构512，防止砂轮4相对于第一紧固构件51周向转动。

需要说明的是，本领域技术人员在实际应用中，也可以将板状结构512设于柱状结构511的第一端与第二端之间，此外，也可以将板状结构512设置为包括多个子板块，多个子板块沿柱状结构511的周向间隔部分，这种对板状结构512的具体设置位置以及具体形状的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

此外，还需要说明的是，本领域技术人员在实际应用中，可以采用焊接或者螺接等方式将柱状结构511与板状结构512固定连接，或者，也可以将柱状结构511与板状结构512一体设置，这种灵活地调整和改变也并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，如图4和图5所示，第三紧固构件53为锁紧螺母，柱状结构511上设有与锁紧螺母配合的螺纹(图中未示出)，锁紧螺母通过螺纹与柱状结构511螺接。

也就是说，第一紧固构件51的柱状结构511近似螺柱，通过柱状结构511上的螺纹能够与锁紧螺母螺接固定，操作更加方便。

优选地，如图4和图5所示，主轴3的第二端的端面设有螺纹孔(图中未示出)，第二紧固构件52为紧固螺钉，紧固螺钉穿过柱状结构511的第二端的端面与螺纹孔螺接。

其中，螺纹孔设于主轴3的轴体31上，螺纹孔沿主轴3的轴线方向延伸，轴体31的顶端由柱状结构511的底端插入定位凹槽5111后，紧固螺钉由柱状结构511的顶端旋入轴体31上的螺纹孔内，从而将第一紧固构件51固定至主轴3的轴体31上。

优选地，如图4和图5所示，砂轮4的圆周面上设有多个砂轮槽41，多个砂轮槽41沿砂轮4的轴线方向分布。

通过设置多个砂轮槽41，能够提高砂轮4的使用寿命。

优选地，如图1至图4所示，本发明的磨削装置还包括夹持套6，夹持套6套设在主轴3上且将主轴3夹紧，主轴3的第一端(从图3上看为主轴3的下端)从夹持套6的第一端(从图3上看为夹持套6的下端)伸出并与传动组件连接，主轴3的第二端(从图3上看为主轴3的上端)从夹持套6的第二端(从图3上看为夹持套6的上端)伸出并与砂轮4固定连接。

其中，夹持套6套设在主轴3的轴套32上并将轴套32夹紧，如图3所示，主轴3和夹持套6共同组成主轴组件，主轴3通过夹持套6与固定构件1固定连接，主轴3的轴体31的下端从夹持套6的下端伸出，轴体31的上端从夹持套6的上端伸出，轴套32的上端和下端可以从夹持套6内伸出，也可以不伸出，本领域技术人员可以进行灵活地设定，当然，优选不使轴套32从夹持套6内伸出。

示例性地，如图3所示，夹持套6上设有沿其轴线方向延伸的开口61，开口61的一侧设有多个调节螺钉62(沿夹持套6的轴线方向间隔分布)，开口61的另一侧在与每个调节螺钉62对应的位置设置有螺纹孔(图中未示出)，调节螺钉62与螺钉孔螺接，通过调节螺钉62可以调节开口61的宽度，从而调节夹持套6的夹紧力，其中，开口61的宽度越大，夹持套6的夹紧力越小，反之，开口61的宽度越小，夹持套6的夹紧力越大。

优选地，如图1至图4所示，本发明的磨削装置还包括支撑组件7，主轴组件的第二端与固定构件1连接，支撑组件7支撑于主轴组件的第一端与第二端之间，支撑组件7对主轴组件的支撑力与传动组件对主轴组件的作用力的方向相反。

示例性地，夹持套6的第二端(从图1上看为夹持套6的上端)与固定构件1固定连接，支撑组件7支撑于夹持套6的第一端(从图1上看为夹持套6的下端)，且支撑组件7位于夹持套6的左侧，支撑组件7支撑于夹持套6的左侧面，也就是说，支撑组件7对主轴组件的支撑力朝向右侧，电机21位于主轴组件的左侧，传动组件的传动带24对主轴3施加向左的拉力，也就是说，传动组件对主轴组件的作用力是朝向左侧的，正好与支撑组件7对主轴组件的支撑力的方向相反，这样一来，便于将主轴组件的第一端固定。

需要说明的是，本领域技术人员在实际应用中，也可以将主轴组件的上端和下端均与固定构件1固定连接，在这种情形下，可以取消设置支撑组件7。

当然，本发明优选仅使主轴组件的上端与固定构件1固定连接，使主轴组件的下端保持自由状态，在安装时，通过支撑组件7和传动组件的配合，将主轴组件的另一端固定，这样一来，极大降低了安装难度，有利于提高磨削装置的装配效率。

此外，还需要说明的是，本发明不对支撑组件7的具体结构形式进行限定，例如，可以将支撑组件7设置为具有楔形面的支撑块，或者，也可以将支撑组件7设置为支撑柱，等等，这种对支撑组件7的具体结构形式的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，如图1和图2所示，本发明的支撑组件7包括支撑块71和顶紧螺钉72，固定构件1上设有与顶紧螺钉72相适配的螺纹孔(图中未示出)，支撑块71的第一端支撑于主轴组件，顶紧螺钉72的一端穿过螺纹孔并支撑于支撑块71的第二端。

通过旋转顶紧螺钉72，能够调节支撑块71的位置，操作更加方便。

示例性地，如图1和图2所示，顶紧螺钉72沿水平方向设置，顶紧螺钉72的右端支撑于支撑块71的左端，支撑块71的右端支撑于主轴组件的夹持套6的左侧面，顺时针旋转顶紧螺钉72，可以顶着支撑块71向右移动，反之，逆时针旋转顶紧螺钉72，支撑块71随着顶紧螺钉72向左移动。

优选地，如图1和图2所示，本发明的支撑块71的第一端的端面设有限位凹槽711，主轴组件的一部分位于限位凹槽711内。

示例性地，如图1和图2所示，支撑块71的右端面设有限位凹槽711，主轴组件的夹持套6的左侧部分位于限位凹槽711内，通过限位凹槽711进行限位，稳定性更好。

优选地，如图1和图2所示，限位凹槽711的开口尺寸沿支撑块71的第一端朝向第二端的方向逐渐减小。

示例性地，如图1和图2所示，支撑块71的右端面设有限位凹槽711，限位凹槽711的左侧的开口尺寸小，右侧的开口尺寸大，近似V型结构，限位凹槽711的两个侧面与夹持套6的外壁相切。

优选地，如图1和图2所示，夹持套6的第二端设有法兰63，法兰63与固定构件1固定连接。

示例性地，法兰63设于夹持套6的上端，法兰63通过螺栓与固定构件1的顶部固定连接。

优选地，如图3所示，夹持套6的第一端设有第一定位结构64，主轴3上设有第二定位结构，第一定位结构64与第二定位结构相抵靠以对主轴3进行轴向定位。

在安装主轴3时，将主轴3插入夹持套6内，当第一定位结构64与第二定位结构抵靠时，安装到位，拧紧调节螺钉62将主轴3夹紧即可。

需要说明的是，本领域技术在实际应用中，可以将第一定位结构64和第二定位结构设置为定位块与定位板相配合的结构，或者，也可以设置为定位块与定位筋相配合的结构，再或者，还可以设置为定位板与定位板相配合的结构，等等，这种对第一定位结构64和第二定位结构的具体结构形式的调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。

优选地，如图3所示，第一定位结构64为定位块，第二定位结构为主轴3的轴套32的第一端的端面。

示例性地，在安装主轴3时，将主轴3的下端从夹持套6的上端插入夹持套6内，当主轴3的轴套32的下端面与位于夹持套6下端的定位块抵靠时，安装到位，拧紧调节螺钉62将主轴3夹紧即可，只有主轴3的轴体31的下端从夹持套6的下端伸出。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本申请的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。