行星研磨机[发明专利]

[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101508093A [43]公开日2009年8月19日
[21]申请号200910096521.0[22]申请日2009.03.05
[21]申请号200910096521.0
[71]申请人胡林宝
地址324300浙江省开化县华埠镇双桥路38号开
化县模具厂
[72]发明人胡林宝 [74]专利代理机构杭州裕阳专利事务所(普通合伙)代理人应圣义
[51]Int.CI.B24B 37/04 (2006.01)B24B 29/00 (2006.01)H01L 21/304 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页
[54]发明名称
行星研磨机
[57]摘要
一种行星研磨机，包括研磨盘，研磨盘由若干
个工装沉孔、多个流液孔的工装层，以及设有轴向
深度、径向均分研磨液嵌槽的研磨层构成。

所述工
装层和研磨层分体，通过紧固件联接成整体，所述
研磨层由研磨液嵌槽层、实体层和凸筋网格层构成，
实体层上设有与所述流液孔相对应的通孔，所述流
液孔经通孔与研磨液嵌槽相通，凸筋网格层的凸筋
上设有多个均布的联接沉孔。

本发明在不改变现有
研磨盘整体形状、大小的前提下，将铸铁或碳钢制
成的整体状式研磨盘水平分成独立的两部分，通过
紧固件进行连接，研磨层磨损后，只要更换研磨层
即可，省材；研磨层受热不易变形、内应力影响因
素减少，有利于确保研磨层的平面度和平行度，使
用寿命长。

200910096521.0权 利 要 求 书第1/1页 1、一种行星研磨机，包括传动机构、供液机构、研磨盘，以及带动研磨盘运动的内齿盘(107)和外齿盘(108)，所述研磨盘由设有若干个工装沉孔(1)、多个流液孔(8)的工装层(10)，以及设有轴向深度、径向均分研磨液嵌槽(4)的研磨层(11)构成；其特征是：所述工装层(10)和研磨层(11)分体，通过紧固件联接成整体，所述研磨层(11)由研磨液嵌槽层、实体层和凸筋网格层构成，实体层上设有与所述流液孔(8)相对应的通孔(7)，所述流液孔(8)经通孔(7)与研磨液嵌槽(4)相通，凸筋网格层的凸筋(2)上设有多个联接沉孔(9)。

2、如权利要求1所述的行星研磨机，其特征是：所述多个联接沉孔(9)呈对称性均布状。

3、如权利要求1所述的行星研磨机，其特征是：所述凸筋网格层的每根凸筋(2)的高度相一致，并处在一个平面上。

4、如权利要求1所述的行星研磨机，其特征是：所述实体层的厚度为4-8毫米。

5、如权利要求1或2所述的行星研磨机，其特征是：所述凸筋网格层中相邻直线状的凸筋(2)的夹角为90度。

6、如权利要求1或2所述的行星研磨机，其特征是：所述凸筋网格层中相邻直线状的凸筋(2)的夹角为60度或120度。

200910096521.0说 明 书第1/4页
行星研磨机
【技术领域】
本发明属于一种行星研磨机，尤其是涉及一种适用于所有半导体晶片和各种水晶、光学等薄片材料的高精度研磨或抛光用的行星研磨机。

【背景技术】
集成电路使用的半导体晶片，由半导体晶锭切割加工制成。

在切割时，内圆切割机或线切割机因切割条件的变化，切割成的薄片在厚度和平整度上往往会存在偏差，甚至造成较深的损伤层，这些都需要通过研磨来消除厚度和平整度的偏差、消除损伤层厚度。

随着科技发展，精度的要求向微米和纳米推进，对研磨和抛光具有更高的要求。

在本发明作出之前，研磨机种类主要有圆盘式研磨机、转轴式研磨机和各种专用研磨机。

其中，圆盘式研磨机以研磨盘数量不同分单盘和双盘两种，而双盘研磨机的应用最为普通。

行星双盘研磨机研磨时，机上多个工件同时放入位于下研磨盘上一载体的工件孔内。

作业时，上研磨盘可相对下研磨盘作垂直升降和水平旋转运动、下研磨盘可相对上研磨盘作反方向水平转动、载体在外齿盘、内齿盘齿形壁的正、反向驱动下，携带着工件在下研磨盘上作公转和自转，在上、下研磨盘的挤压和研磨液的作用下，完成研磨。

研磨盘是行星研磨机中最主要的工作部件，通常由铸铁或碳钢制成，上研磨盘、下研磨盘的结构基本相同，研磨工作面相对设置，它们分别是一块带有中心安装孔的整体式圆形平板，其厚度根据盘径大小不同而有所区别，研磨工作面上开有轴向深度、径向均分的研磨液嵌槽，研磨液嵌槽与设在研磨工作面上部的工装层上的流液孔相通。

对于上研磨盘来说所述工装层上设有若干个工装沉孔，通过工装沉孔可将上研磨盘安装至支架上，实现上下升降。

现有行星研磨机存在下述问题：研磨盘易受内应力影响而变形，在高速研磨或抛光状态下，研磨盘受热易变形，从而在工作过程中影响工件平面度和平行度(TTV)，导致工件精度、品质下降；研磨工作面即研磨层磨损后需作整体更换，研磨成本高。

【发明内容】
为解决现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种行星研磨机，该研磨机的研磨盘不会受内应力影响而变形，在高速研磨或抛光条件下使用，具有受热抗变形性能好、研磨层磨损后不需要作整体更换的优点，从而有利于节约材料、降低研磨成本，并有效提高研磨工件的精度、品质和生产效率。

实现上述目的的技术方案如下：
这种行星研磨机的结构，包括传动机构、供液机构、研磨盘，以及带动研磨盘运动的内齿盘和外齿盘，所述研磨盘由设有若干个工装沉孔、多个流液孔的工装层，以及设有轴向深度、径向均分研磨液嵌槽的研磨层构成；其特征是：所述工装层和研磨层分体，通过紧固件联接成整体，所述研磨层由研磨液嵌槽层、实体层和凸筋网格层构成，实体层上设有与所述流液孔相对应的通孔，所述流液孔经通孔与研磨液嵌槽相通，凸筋网格层的凸筋上设有多个联接沉孔。

如上所述的行星研磨机，其特征是：所述多个联接沉孔呈对称性均布状。

如上所述的行星研磨机，其特征是：所述凸筋网格层的每根凸筋的高度相一致，并处在一个平面上。

如上所述的行星研磨机，其特征是：所述实体层的厚度为4-8毫米。

如上所述的行星研磨机，其特征是：所述凸筋网格层中相邻直线状的凸筋夹角为90度。

如上所述的行星研磨机，其特征是：所述凸筋网格层中相邻直线状的凸筋夹角为60度或120度。

有益效果：与现有技术相比，本发明在不改变现有研磨盘整体形状、大小的前提下，将铸铁或碳钢制成的整体式研磨盘水平分成独立的两部分，通过紧固件进行连接，因此，研磨层磨损后，只要更换研磨层即可，工装层则可以连续使用而不需要作整体更换，可节约近一半材料。

研磨层采用研磨液嵌槽层、实体层和凸筋网格层构成的整体式结构后，当研磨面因研磨而发热，热量呈梯度扩散，由于凸筋网格层中的凸筋周围存在凹腔，凸筋受热程度区别于现有技术整体式平板实体结构，使得凸筋变成了研磨面的加强筋，取得了类似雨伞骨架之效，有利于确保研磨面的平面度和平行度，使用寿命长。

再者，实体层厚度只有4-8毫米，远远薄于现有技术中整体式研磨盘的厚度，并且在凸筋和研磨液嵌槽的作用下，内应力不会导致研磨层变形。

【附图说明】
图1为一种行星双盘研磨机的结构示意图。

图2为图1中上研磨盘的立体结构示意图。

图3为图2中研磨层的俯视结构示意图。

图4为图3中A—A线的剖切面结构示意图。

图中：工装沉孔1，凸筋2，安装孔3，研磨液嵌槽4，外圆凸筋5，凹腔6，通孔7，流液孔8，联接沉孔9，工装层10，研磨层11；气缸101，搅拌电机102，磨液桶103，支架104，上研磨盘105，下研磨盘106，内齿盘107，外齿盘108，上盘传动分离器109，离合槽1091，控制箱110。

【具体实施方式】
参见图1，并结合图2。

图1所示为一种行星双盘研磨机，下研磨盘106用于放置载体，载体结构呈圆形，其上、下两面为平面，外轮廓上设有齿件，中部开有多个用于放置被磨工件的工件孔。

使用时，多片载体环布在下研磨盘106上，载体齿件分别与下研磨盘106中部、外围的内齿盘107和外齿盘108的齿形壁啮合。

运动过程中，载体在内、外齿形壁的正、反向驱动下，以及上研磨盘105，下研磨盘106的挤压和研磨液作用下，带着工件在下研磨盘106上作公转和自转进行研磨。

与此同时，磨液桶103内的研磨液在搅拌电机102作用下，流入支架104项部的槽内并经管道下流。

参见图2所示的上研磨盘105的结构，下流的研磨液经多个流液孔8穿流至上研磨盘105研磨层11上的研磨液嵌槽4内，使纵横交错的研磨液嵌槽4内富含研磨液，确保工件研磨用液。

由于从外观形状、大小看，本发明的上研磨盘105、下研磨盘106与现有技术产品相同，安装方法完全一致，因此，对其工作原理不再作详细描述，结构上的不同之处在于：本发明的上研磨盘105(或者说下研磨盘106)由工装层10和研磨层11两部分构成，经紧固件联接成整体。

下面以上研磨盘105为例详细描述一下其内部结构，这是本发明的创新所在。

参见图3，并结合图2、图4。

图3所示为上研磨盘105移去工装层10之后的研磨层11的俯视结构。

工装层10的形状、大小与研磨层11相一致，它是一块正反面均为平面、中部开有安装孔3的圆形实体平板，工装沉孔1、流液孔8等都与现有技术相一致。

为达到与研磨层11的吻合紧固，工装层10上相应地开有一些联接用螺纹孔，以便经螺栓把工装层10和研磨层11联接紧固在一起。

研磨层11的中部设有安装孔3，安装孔3外围、大圆周边和中部的外圆凸筋5、凸筋2上均布有联接沉孔9，联接沉孔9对应于工装层10上的联接螺纹孔，联接沉孔9的数量、孔径大小、分布视研磨盘直径大小而定，以均布、牢固为原则。

与工装层10的流液孔8对接的通孔7设在凸筋2围成的凹腔6内，通孔7周围也应设置凸圈，以实现与工装层10的流液孔8密封对接。

当然，通孔7也可以设置在凸筋2上，只要确保研磨液能流至研磨液嵌槽4内即可。

参见图4，结合图3。

从研磨层11的厚度向看，底部向上依次为研磨液嵌槽层、实体层和凸筋网格层，凸筋2之间存在凹腔6，且相邻直线状的凸筋2之间的夹角为90度，形成矩形网格状凹腔6，当然，也可根据需要使相邻直线状的凸筋2的夹角为60度或120度，形成棱形网格状凹腔6，或者其它网格状的凹腔6，原则是确保凸筋2能起到均匀的加强筋作用。

所述凸筋网格层的每根凸筋2的高度相一致，并处在一个平面上，以确保与所述工装层10的下平面吻合对接。

上述实体层是指位于研磨液嵌槽层和凸筋网格层之间的一个平面，其厚
度为4-8毫米，视研磨盘直径大小而定。

研磨液嵌槽层、实体层和凸筋网格层由铸铁或碳钢整体浇铸而成。

另外，本发明研磨盘的设计结构不但适用于现有技术中的上研磨盘105，也适用于下研磨盘106，而且还适用于供转轴式研磨机和各种专用研磨机使用的研磨盘和抛光机的抛光盘结构改进。

在此设计基础上，所作出的类似的改进或变形，应该受到本专利的保护。

200910096521.0说 明 书 附 图第1/3页
图1
图2
图3
图4。