一种双面抛光机的上下抛光盘测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双面抛光机的上下抛光盘测量装置及方法，包括支撑架和测量单元，在进行上下抛光盘测量时，将上抛光盘放置在支撑架上，通过齿轮传动和直线导轨传动使两个激光测距传感器同时能扫描上下抛光盘面的各点，从而能够拟合上下抛光盘面形，并计算得出上下抛光盘平面度，进而能反映出上下盘吻合情况。本发明专利技术在保持激光测距传感器A不动，旋转下抛光盘时，能测量下抛光盘圆跳动，能高效、准确地测量抛光机的加工稳定性，反映抛光机装配精度。本发明专利技术能通过两块标准光学平晶实现误差校核，能提高测量精度，该装置可以在多个双面抛光机上进行测量，降低测量成本。降低测量成本。降低测量成本。

【技术实现步骤摘要】
一种双面抛光机的上下抛光盘测量装置及方法


[0001]本专利技术属于晶片精密加工领域，特别是晶片的抛光加工，具体涉及一种双面抛光机的上下抛光盘测量装置及方法。

技术介绍

[0002]双面抛光是晶片精密加工的重要工序，能快速去除材料、减薄工件，使晶片获得高面形精度和高平行度。双面抛光加工时，上抛光盘和下抛光盘的表面都粘接抛光垫，上抛光盘降下，施加一定抛光压力，使晶片与上、下抛光垫紧密接触，上抛光盘与下抛光盘以相反的方向进行旋转，行星轮在太阳轮和齿圈作用下进行行星运动，晶片放置在行星轮内，含有磨粒的抛光液进入晶片与抛光垫间隙，在磨粒不断的划擦、耕犁作用下，实现晶片的材料去除。
[0003]为增加抛光的稳定性，上抛光盘往往采用万向关节。因此上抛光盘的跳动误差对晶片加工精度产生影响较小。但是上下抛光盘的平面度，以及下抛光盘的圆跳动，都会严重影响晶片的加工精度，上下抛光盘的平面度较差或下抛光盘的圆跳动较大时，都会导致抛光晶片的平面度、平行度、翘曲度误差较大，也会增加抛光过程中晶片出现碎片、破损的风险，因此需要对双面抛光机的上下抛光盘进行测量。
[0004]目前，通常采用三坐标测量仪对抛光盘面形进行测量，但是需要拆卸上下抛光盘，放置在工作台上进行测量，操作复杂，效率低，不能反映设备圆跳动，也不适用于大尺寸抛光盘的面形测量。专利CN202010822565.3中介绍一种抛光盘在位测量办法，通过抛光盘的旋转和测量单元的旋转使位移传感器能扫描盘面各点高度差，从而对抛光盘面形进行测量，但是此种办法并未将抛光盘的平面度和圆跳动进行区分，也不适用于双面抛光机的上下盘测量。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为解决现有双面抛光机的上下抛光盘难以测量的问题，本专利技术要设计一种双面抛光机的上下抛光盘测量装置及方法，能实现双面抛光机上下抛光盘的平面度，以及下抛光盘圆跳动的测量，以检验双面抛光盘面几何精度和运动精度是否合格，以便操作人员及时对上下抛光盘进行修整，提高晶片的平面度和平行度，减少晶片抛光的破片率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种双面抛光机的上下抛光盘测量装置，所述双面抛光机至少包括上抛光盘、下抛光盘和抛光机台；
[0008]所述测量装置包括支撑架、测量单元和计算机，所述测量单元和支撑架均放置在抛光机台上表面；所述支撑架由四个高度可调的支腿和支撑平台组成，支撑平台中心设有阶梯通孔，阶梯通孔的上部为大通孔，下部为小通孔，大通孔直径D
W
＝1.1
×
D，小通孔直径D
N
＝0.9
×
D，其中D为上抛光盘外圆直径；所述测量单元在支撑架的下方；所述计算机通过数
据线与测量单元连接；
[0009]所述测量单元包括直线导轨、丝杠、梁架、小齿轮、导轨电机、支撑环、测距传感器A、旋转电机、滑块、测距传感器B、外齿圈、轴承内圈和轴承滚子；
[0010]所述梁架固定在外齿圈上表面；所述直线导轨有两条、沿水平方向平行安装在梁架上；所述丝杠安装在两条直线导轨之间，丝杠的一端与导轨电机的输出轴固定连接、另一端与丝杠支座固定连接，丝杠支座和导轨电机均固定安装在梁架上；所述滑块安装在直线导轨上、并与直线导轨滑动连接，滑块同时与丝杠通过螺纹连接；导轨电机驱动丝杠旋转进而实现滑块在直线导轨上移动；所述测距传感器A和测距传感器B按上下排列竖直安装在滑块上，测距传感器A测头向上，测距传感器B测头向下，测距传感器A和测距传感器B的中心线共线；所述外齿圈通过轴承滚子与轴承内圈连接，所述轴承内圈固定在支撑环上；所述支撑环放置在抛光机台上表面；所述小齿轮和外齿圈啮合，小齿轮与旋转电机的输出轴连接，旋转电机驱动小齿轮旋转，进而带动外齿圈旋转。
[0011]进一步地，所述支撑环材料为大理石。
[0012]一种双面抛光机的上下抛光盘测量方法，利用双面抛光机的上下抛光盘测量装置进行测量，具体包括以下步骤：
[0013]A、标定
[0014]A1、将测量单元放置在抛光机台上表面，在下抛光盘上表面放置第一块标准光学平晶，将支撑架放在抛光机台面，将第二块标准光学平晶放置在支撑架的环形台阶上，所述标准光学平晶直径与下抛光盘外圆直径相同；
[0015]A2、设定直线导轨上有n个采样点，通过导轨电机驱动滑块从下抛光盘外圆端移到下抛光盘内圆端，每隔距离a，记录一次测距传感器B(13)的示数，其中a＝(D1‑
D2)/2(n
‑
1)，D1为下抛光盘外圆直径，D2为下抛光盘内圆直径；
[0016]A3、通过旋转电机带动外齿圈旋转进而带动直线导轨旋转，每次旋转角度为360
°
/λ，λ为下抛光盘的圆周等分份数；
[0017]A4、转步骤A2，直至直线导轨旋转总角度为360
°
；
[0018]A5、记测距传感器A位于第x个采样点并且直线导轨旋转第y次的示数为l
(x,y)
，x∈[1,n]，y∈[1,λ]；记测距传感器B位于第x个采样点并且直线导轨旋转第y次的示数为h
(x,y)
，x∈[1,n]，y∈[1,λ]，
[0019]B、上下抛光盘测量
[0020]B1、撤掉两块标准光学平晶，将上抛光盘放置在支撑架的环形台阶上；
[0021]B2、重复步骤A2
‑
A4，记测距传感器A位于第x个采样点并且直线导轨旋转第y次的示数为M
(x,y)
，x∈[1,n]，y∈[1,λ]，记测距传感器B位于第x个采样点并且直线导轨旋转第y次的示数为N
(x,y)
，x∈[1,n]，y∈[1,λ]；
[0022]C、计算上下抛光盘平面度和下抛光盘圆跳动
[0023]C1、通过计算机拟合出上下抛光盘面形轮廓，计算上抛光盘的平面度为：
[0024]ΔF
上
＝max[(M
(i,j)
‑
l
(i,j)
)
‑
(M
(p,q)
‑
l
(p,q)
)]，i∈[1,n]，j∈[1,λ]，p∈[1,n]，q∈[1,λ]；
[0025]下抛光盘平面度为：
[0026]ΔF
下
＝max[(N
(i,j)
‑
h
(i,j)
)
‑
(N
(p,q)
‑
h
(p,q)
)]，i∈[1,n]，j∈[1,λ]，p∈[1,n]，q∈[1,
λ]；
[0027]C2、驱动导轨电机使测距传感器B在距抛光盘中心的半径b处，使下抛光盘以w的转速旋转一圈，每0.1s记录一次测距传感器B示数t1,t2…
t
m
，则下抛光盘在半径b处的圆跳动为：
[0028]ΔZ＝max(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面抛光机的上下抛光盘测量装置，所述双面抛光机至少包括上抛光盘(9)、下抛光盘(8)和抛光机台(16)；其特征在于：所述测量装置包括支撑架(1)、测量单元和计算机，所述测量单元和支撑架(1)均放置在抛光机台(16)上表面；所述支撑架(1)由四个高度可调的支腿和支撑平台组成，支撑平台中心设有阶梯通孔，阶梯通孔的上部为大通孔，下部为小通孔，大通孔直径D
W
＝1.1
×
D，小通孔直径D
N
＝0.9
×
D，其中D为上抛光盘(9)外圆直径；所述测量单元在支撑架(1)的下方；所述计算机通过数据线与测量单元连接；所述测量单元包括直线导轨(2)、丝杠(3)、梁架(4)、小齿轮(5)、导轨电机(11)、支撑环(7)、测距传感器A(10)、旋转电机(6)、滑块(12)、测距传感器B(13)、外齿圈(14)、轴承内圈(15)和轴承滚子(17)；所述梁架(4)固定在外齿圈(14)上表面；所述直线导轨(2)有两条、沿水平方向平行安装在梁架(4)上；所述丝杠(3)安装在两条直线导轨(2)之间，丝杠(3)的一端与导轨电机(11)的输出轴固定连接、另一端与丝杠支座固定连接，丝杠支座和导轨电机(11)均固定安装在梁架(4)上；所述滑块(12)安装在直线导轨(2)上、并与直线导轨(2)滑动连接，滑块(12)同时与丝杠(3)通过螺纹连接；导轨电机(11)驱动丝杠(3)旋转进而实现滑块(12)在直线导轨(2)上移动；所述测距传感器A(10)和测距传感器B(13)按上下排列竖直安装在滑块(12)上，测距传感器A(10)测头向上，测距传感器B(13)测头向下，测距传感器A(10)和测距传感器B(13)的中心线共线；所述外齿圈(14)通过轴承滚子(17)与轴承内圈(15)连接，所述轴承内圈(15)固定在支撑环(7)上；所述支撑环(7)放置在抛光机台(16)上表面；所述小齿轮(5)和外齿圈(14)啮合，小齿轮(5)与旋转电机(6)的输出轴连接，旋转电机(6)驱动小齿轮(5)旋转，进而带动外齿圈(14)旋转。2.根据权利要求1所述一种双面抛光机的上下抛光盘测量装置，其特征在于：所述支撑环(7)材料为大理石。3.一种双面抛光机的上下抛光盘测量方法，其特征在于：利用如权利要求1所述双面抛光机的上下抛光盘测量装置进行测量，具体包括以下步骤：A、标定A1、将测量单元放置在抛光机台(16)上表面，在下抛光盘(8)上表面放置第一块标准光学平晶，将支撑架(1)放在抛光机台(16)面，将第二块标准光学平晶放置在支撑架(1)的环形台阶上，所述标准光学平晶直径与下抛光盘(8)外圆直径相同；A2、设定直线导轨(2)上有n个采样点，通过导轨电机(11)驱动滑块(12)从下抛光盘(8)外圆端移到下抛光盘(8)内圆端，每隔距离a，记录一次测距传感器B(13)的示数，其中a＝(D1‑
D2)/2(n
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱祥龙，康仁科，董志刚，贾玙璠，杨垒，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：