【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体加工制造，具体涉及一种采用超声波切割的划片机用空气静压主轴组件。
技术介绍
1、晶圆划片机主要用于切割和分离晶圆上的每个芯片，而由于晶圆晶粒之间距离很小，而晶粒又非常脆弱，通常是采用金刚石刀片通过研磨的方式将晶粒分离，这就对切割设备的精度和效率有着很高的要求。而现有的晶圆划片机大多是通过金刚石刀具高速磨削，这种切削方式，使得面对硅、碳化硅等脆性硬质的晶圆材料时，容易造成切削面缺陷，晶圆表面损伤，边缘破损，同时还容易导致刀片钝化、磨损，更换刀片频繁，影响切削效率。
2、在半导体加工制造领域，晶圆划片机是至关重要的设备，负责精确切割晶圆以分离单个芯片。传统的晶圆划片机通常依赖金刚石刀具进行高速磨削作业。这一过程存在若干关键性问题：
3、1.切割质量低下：使用传统金刚石刀具在切割如硅、碳化硅等脆性硬质材料时，容易在晶圆表面留下缺陷，导致切割面损伤和边缘破损，这直接影响到最终芯片的性能和良品率。
4、2.刀具磨损快：在硬质材料的高速磨削过程中，刀具极易钝化和磨损，需要频繁更换，不仅增加了生产成本，也降低了生产效率。
5、3.切割效率低：传统切割技术难以在保证切割精度的同时提高切割速度，特别是在处理大尺寸晶圆时，效率问题更为突出，限制了产能的提升。
6、因此，现有技术存在不足，需要进一步改进。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种采用超声波切割的划片机用空气静压主轴组件。
2、
3、本专利技术提供一种采用超声波切割的划片机用空气静压主轴组件，包括：
4、主轴单元，由主轴转子、空气静压径向轴承、后止推轴承和前止推轴承组成，所述主轴转子安装在空气静压径向轴承中，所述后止推轴承和前止推轴承并排设置在主轴转子的输出端一侧；所述主轴转子与径向轴承、后止推轴承、前止推轴承之间输入压缩空气，使得主轴转子悬浮于高压气体中，用于保持主轴转子在高速转动过程中保持径向和轴向的刚性；
5、刀架，安装在主轴转子的输出端上；
6、超声波刀片，安装在所述刀架上，该超声波刀片用于产生高频机械振动碰撞被加工材料，从而实现材料切除；
7、所述主轴转子的尾端还套设有直流线圈用于提供电能；
8、所述主轴转子转动带动刀架进而带动超声波刀片转动进行切割。
9、进一步地，所述主轴转子和刀架通过具有设定锥度的配合孔连接，锥度比（上下直径差/锥高）为1:20，以增强稳定性和转速能力，转速达60000rpm。
10、进一步地，所述直流线圈的外侧套设有线圈后盖。
11、进一步地，所述刀架上设置有供电机构，该供电机构与一超声波驱动器连接；
12、所述主轴转子的尾端还设置有碳刷，该碳刷也与超声波驱动器连接形成电路回路。
13、进一步地，所述供电机构包括接收线圈和感应线圈；
14、所述刀架朝向主轴转子尾端的一侧设置有第一环形凹槽，所述感应线圈设置在第一环形凹槽中；
15、所述接收线圈与超声波驱动器连接。
16、进一步地，所述刀架的后侧还设置有一个刀架后盖；
17、所述刀架后盖朝向刀架一侧还设置有第二环形凹槽；
18、所述第二环形凹槽与第一环形凹槽位置相对应；
19、所述接收线圈设置在第二环形凹槽中；
20、所述接收线圈和感应线圈通过感应通电连接。
21、进一步地，所述超声波刀片为圆盘形，该超声波刀片的前侧还设置有刀架前盖，
22、所述刀架前盖通过一第一螺钉安装在主轴转子上，进而将超声波刀片、刀架安装在主轴转子上；
23、所述超声波刀片上设置有一圈圆环形的压电陶瓷，其内外环设置有涂胶绝缘层。
24、进一步地，所述刀架朝向超声波刀片一侧设置有第一容置孔，第一容置孔与压电陶瓷的位置相对应，第一容置孔中设置有绝缘层；
25、该第一容置孔中设置有电极，该电极为弹簧顶针型电极；
26、所述弹簧顶针型电极与感应线圈连接，弹簧顶针型电极与压电陶瓷导电连接；
27、所述超声波驱动器与接收线圈连接，进而与感应线圈连接，进而通过弹簧顶针型电极与超声波刀片上的圆环形的压电陶瓷连接进而激活超声波刀片上的压电陶瓷，通过施加特定频率电压产生超声波振动；
28、所述主轴转子旋转时，刀架前盖、刀架及感应线圈随主轴转子一同转动，而刀架后盖与接收线圈保持静止。
29、进一步地，所述超声波刀片的内环设置有若干不连通的圆弧形通槽，圆弧形通槽沿圆周均匀分布；
30、所述超声波刀片的外侧涂覆有金属磨粒以增强切割性能。
31、进一步地，所述刀架后盖和刀架之间的间隙大小为0.3mm，用于保证感应线圈和接收线圈之间的感应距离。
32、采用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
33、1.提高切割效率：通过超声波振动与高速旋转的结合，刀片在切割晶圆时能以极高的加速度作用于材料，加速了切割过程，显著提高了切割效率，尤其适用于大尺寸晶圆的高效处理。
34、2.减少表面损伤与边缘破损：超声波切割技术的应用减少了传统切割中刀具对晶圆的直接压迫，降低了切割面的损伤和边缘破损，提升了晶圆成品的表面质量和完整性。
35、3.延长刀具寿命：刀片在超声波激励下的高频振动减小了与材料的直接摩擦，降低了刀刃的钝化速率，从而显著延长了刀具的使用寿命，减少了频繁更换刀具的需求，降低了维护成本。
36、4.稳定的高刚度与承载能力：空气静压主轴的设计确保了在高转速和高频振动下依然保持优异的径向和轴向刚性，提升了整个切割系统的稳定性和可靠性，有利于保持切割精度。
37、5.切屑管理优化：超声波振动促进了切屑的轻松脱落和有效排出，减少了切削区的热积累，有助于控制切削温度，进一步优化了切割过程，避免了因热效应导致的潜在损害。
38、6.维护简便与操作灵活：集成的供电机构设计（包括感应线圈和接收线圈）实现了非接触式的能量传输，简化了电极的维护工作，同时，通过调整驱动器的参数可灵活控制振动频率和幅值，适应不同切割需求。
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1.一种采用超声波切割的划片机用空气静压主轴组件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的空气静压主轴，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的空气静压主轴，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的空气静压主轴，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的空气静压主轴，其特征在于，
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10.根据权利要求9所述的空气静压主轴，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种采用超声波切割的划片机用空气静压主轴组件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的空气静压主轴，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的空气静压主轴，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的空气静压主轴，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的空气静压主轴，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王泽斌，余庆华，张华森，
申请(专利权)人：深圳市汉诺克精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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