一种硅环外表面加工方法

摘要

本发明公开了一种硅环外表面加工方法，旨在解决硅环表面加工劳动强度大，工作效率低，抛光表面不均匀的不足。该发明包括以下步骤：a、硅环机加工后，将硅环固定在喷砂机的旋转平台上，喷砂机的喷枪对准需要处理的硅环外表面，启动喷砂机使旋转平台带动硅环转动，喷枪喷出砂子撞击到硅环外表面；b、硅环一面完成喷砂后停机，将硅环翻面固定在喷砂机的旋转平台上，喷砂机的喷枪对准需要处理的硅环外表面，启动喷砂机使旋转平台带动硅环转动，喷枪喷出砂子撞击到硅环外表面；通过调整旋转平台的转速和喷枪压力，来调节硅环外表面粗糙度变动区间；c、喷砂机停机，取下硅环进行清洗。

权利要求

1.一种硅环外表面加工方法，其特征是，包括以下步骤：a、硅环机加工后，将硅环固定在喷砂机的旋转平台上，喷砂机的喷枪对准需要处理的硅环外表面，启动喷砂机使旋转平台带动硅环转动，喷枪喷出砂子撞击到硅环外表面；b、硅环一面完成喷砂后停机，将硅环翻面固定在喷砂机的旋转平台上，喷砂机的喷枪对准需要处理的硅环外表面，启动喷砂机使旋转平台带动硅环转动，喷枪喷出砂子撞击到硅环外表面；通过调整旋转平台的转速和喷枪压力，来调节硅环外表面粗糙度变动区间；c、喷砂机停机，取下硅环进行清洗；旋转平台下方安装倾斜设置的辅助旋转平台，旋转平台和辅助旋转平台均呈环形结构，硅环装载到旋转平台喷砂之前先装载到辅助旋转平台上，对旋转平台上的硅环喷砂的同时部分砂子喷射到辅助旋转平台上的硅环表面上进行预喷射，完成预喷射后的硅环再装载到旋转平台上进行喷砂；喷枪下端活动连接喷射头，喷射头上端绕喷枪下端在任意方向摆动，最大摆动幅度位置的喷射头轴线与喷枪轴线的夹角为10度；喷枪下端设有球头，喷枪内的腔道贯穿球头，喷射头上端设有连接套，连接套内壁呈内凹弧形球面结构，连接套和球头转动套装在一起，球头上端设有用于限位连接套的限位块，喷枪上安装由电机带动转动的转套，电机安装在喷枪外壁上，转套上连接拨块，拨块下表面沿着转套的转动方向由下往上倾斜设置，转套上端均布设有若干根顶杆，拨块下表面与顶杆接触推动顶杆向下移动使转套转动，喷射头出现偏转。

2.根据权利要求1所述的一种硅环外表面加工方法，其特征是，旋转平台上设置固定工装，固定工装对硅环进行固定。

3.根据权利要求1所述的一种硅环外表面加工方法，其特征是，喷枪使用的砂子为碳化硅砂子，目数为220‑1000目。

4.根据权利要求1所述的一种硅环外表面加工方法，其特征是，旋转平台的转速为1～

300转/秒，喷枪压力为0.1～0.6Mpa。

5.根据权利要求1所述的一种硅环外表面加工方法，其特征是，旋转平台表面上和辅助旋转平台表面上均设有环形吸附槽，环形吸附槽连通抽气泵。

说明书

一种硅环外表面加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种硅环加工技术，更具体地说，它涉及一种硅环外表面加工方法。

背景技术

[0002] 在等离子体刻蚀硅片时，承载硅片的硅环也会受到等离子体的刻蚀作用，若硅环的表面存在损伤的话，在刻蚀过程中会产生各种杂质，对刻蚀的硅片造成沾污，影响最终产
品的良率，因此一般需要对硅环的表面粗糙度进行严格管控。硅环外形结构一般使用加工
中心完成，之后进行抛光获得完美表面。随着客户对硅环表面粗糙度要求的日渐严苛，硅环
进行常规的抛光操作不能满足客户的要求，需要使用砂纸及抛光布进行手工打磨和抛光，
才能使硅环表面的粗糙度达到客户的要求，这种操作方式劳动强度大，工作效率低，抛光表
面不均匀。

发明内容

[0003] 本发明克服了硅环表面加工劳动强度大，工作效率低，抛光表面不均匀的不足，提供了一种硅环外表面加工方法，硅环表面加工操作方便，降低了劳动强度，提高了工作效
率，能严格控制硅环外表面粗糙度变动区间，提高硅环的表面质量。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种硅环外表面加工方法，包括以下步骤：a、硅环机加工后，将硅环固定在喷砂机的旋转平台上，喷砂机的喷枪对准需要
处理的硅环外表面，启动喷砂机使旋转平台带动硅环转动，喷枪喷出砂子撞击到硅环外表
面；b、硅环一面完成喷砂后停机，将硅环翻面固定在喷砂机的旋转平台上，喷砂机的喷枪对
准需要处理的硅环外表面，启动喷砂机使旋转平台带动硅环转动，喷枪喷出砂子撞击到硅
环外表面；通过调整旋转平台的转速和喷枪压力，来调节硅环外表面粗糙度变动区间；c、喷
砂机停机，取下硅环进行清洗。

[0005] 采用喷砂机对硅环表面进行喷砂处理，旋转平台转动使硅环外表面缓慢经过喷枪下方，喷枪喷射出的砂子撞击到硅环外表面上，使硅环外表面形成均匀的粗糙度。通过调整
旋转平台的转速和喷枪压力，来调节硅环外表面粗糙度变动区间。这种硅环外表面加工方
法，对硅环表面加工操作方便，降低了劳动强度，提高了工作效率，能严格控制硅环外表面
粗糙度变动区间，提高硅环的表面质量。

[0006] 作为优选，旋转平台上设置固定工装，固定工装对硅环进行固定。固定工装对硅环进行夹持，防止硅环喷砂过程中出现偏移现象。

[0007] 作为优选，喷枪使用的砂子为碳化硅砂子，目数为220‑1000目。碳化硅硬度大于硅环，可以更好地去除硅环表面的颗粒物。

[0008] 作为优选，旋转平台的转速为1～300转/秒，喷枪压力为0.1～0.6Mpa。

[0009] 作为优选，旋转平台下方安装倾斜设置的辅助旋转平台，旋转平台和辅助旋转平台均呈环形结构，硅环装载到旋转平台喷砂之前先装载到辅助旋转平台上，对旋转平台上
的硅环喷砂的同时部分砂子喷射到辅助旋转平台上的硅环表面上进行预喷射，完成预喷射
后的硅环再装载到旋转平台上进行喷砂。硅环先进行预喷砂处理，有利于提高喷砂效果。

[0010] 作为优选，旋转平台表面上和辅助旋转平台表面上均设有环形吸附槽，环形吸附槽连通抽气泵。环形吸附槽内形成负压对硅环进行吸附固定，固定方便可靠。

[0011] 作为优选，喷枪下端活动连接喷射头，喷射头上端绕喷枪下端在任意方向摆动，最大摆动幅度位置的喷射头轴线与喷枪轴线的夹角为10度。喷射头在圆周范围内发生偏转，
一方面增大了向硅环的喷砂范围，另一方面砂子从喷枪喷射到喷射头后，由于受力不均易
发生扭动旋转，扭动旋转的砂子撞击到硅环表面时，除了撞击表面外，还对撞击位置产生一
个扭动力，有利于提高喷砂撞击效果。与传统的通过增大喷枪的开口来提高喷砂范围相比，
本方案不需要增大喷枪的开口就能实现增大喷砂范围的目的，而增大喷枪的开口会降低喷
砂的喷射力，从而降低撞击力，不利于对硅环的喷砂操作。

[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）硅环表面加工操作方便，降低了劳动强度，提高了工作效率，能严格控制硅环外表面粗糙度变动区间，提高硅环的表面质量；（2）
硅环表面喷砂效果好。

附图说明

[0013] 图1是本发明的实施例1的原理图；

[0014] 图2是本发明的实施例1的旋转平台的结构示意图；

[0015] 图3是本发明的实施例2的旋转平台的结构示意图；

[0016] 图4是本发明的实施例2的喷枪与喷射头连接结构示意图；

[0017] 图5是本发明的实施例2的喷射头偏转后的结构示意图；

[0018] 图中：1、硅环，2、旋转平台，3、喷枪，4、喷砂箱，5、环形吸附槽，6、负压孔，7、通孔，8、负压管，9、支座，10、安装腔，11、轴承，12、端盖，13、辅助旋转平台，14、安装座，15、通气环
槽，16、通气孔，17、支架，18、环形座，19、支撑杆，20、喷射头，21、球头，22、连接套，23、限位
块，24、转套，25、拨块，26、顶杆，27、连接柱，28、凸环，29、连接杆，30、连接套，31、缓冲弹簧，
32、定位柱。

具体实施方式

[0019] 下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

[0020] 实施例1：一种硅环外表面加工方法（参见附图1、附图2），包括以下步骤：a、硅环机加工后，将硅环1固定在喷砂机的旋转平台2上，喷砂机的喷枪3对准需要处理的硅环外表
面，启动喷砂机使旋转平台带动硅环转动，喷枪喷出砂子撞击到硅环外表面；b、硅环一面完
成喷砂后停机，将硅环翻面固定在喷砂机的旋转平台上，喷砂机的喷枪对准需要处理的硅
环外表面，启动喷砂机使旋转平台带动硅环转动，喷枪喷出砂子撞击到硅环外表面；通过调
整旋转平台的转速和喷枪压力，来调节硅环外表面粗糙度变动区间；c、喷砂机停机，取下硅
环进行清洗。

[0021] 硅环的喷砂操作在喷砂箱4内进行，旋转平台安装在喷砂箱内，旋转平台上设置固定工装，固定工装对硅环进行固定。本实施例中固定工装包括设置在旋转平台上的环形吸
附槽5，旋转平台中间设有负压孔6，负压孔下端贯通旋转平台，旋转平台内部负压孔上端和
环形吸附槽之间设置通孔7，旋转平台下端负压孔位置转动连接负压管8，负压管连接抽气
泵。旋转平台转动安装在支座9上，支座上安装电机，电机输出轴与旋转平台传动连接。电机
输出轴上安装转动齿轮，旋转平台下端外壁上设有从动齿圈，主动齿轮与从动齿圈啮合传
动。负压管紧固安装在支座上。支座上设有上端开口的安装腔10，旋转平台呈T形，旋转平台
下端置于安装腔内，电机和负压管置于安装腔内，旋转平台和安装腔之间连接轴承11，支座
上端连接端盖12，端盖盖合安装腔。

[0022] 喷枪使用的砂子为碳化硅砂子，目数为220‑1000目。喷枪通过送砂管连接注砂压力罐。送砂管上安装喷砂阀门。旋转平台的转速为1～300转/秒，优选为5～50转/秒，喷枪压
力为0.1～0.6Mpa。

[0023] 本发明使用自动喷砂机对硅环外表面进行处理，实现硅环外表面均匀的粗糙度。抽气泵工作使环形吸附槽内产生负压从而使硅环固定在自动喷砂机的旋转平台上，通过自
动喷砂机喷枪将规定目数的碳化硅砂子沿着喷射轨迹，均匀的撞击到硅环外表面。通过调
整旋转平台的转速和喷枪压力来调节砂子对于硅环外表面的去除量，从而能够调整硅环表
面粗糙度带宽。使用本发明的加工方法，在自动喷砂机旋转平台上进行砂粒撞击处理，处理
后使用粗糙度仪测量砂粒撞击区域的粗糙度，通过粗糙度最大值减去粗糙度最小值得出粗
糙度带宽。工艺参数和测试结果如表1、表2所示。

[0024] 表1：通过调整旋转平台的转速

[0025]旋转平台的转速（转/秒） 0 10 20 30
去除量（微米） 0 2.0 3.5 5.0
处理区域粗糙度波动带（微米） 0 0.5 0.30 0.15

[0026] 从结果中可以看出，使用本发明可以高效率地对硅环外表面区域进行粗糙度波动带宽调节控制，通过调整旋转平台的转速来调节表面去除量，从而得到高质量的硅环产品。

[0027] 表2：通过调整喷枪压力

[0028] 喷枪压力（Mpa） 0 0.2 0.4 0.6去除量（微米） 0 3.0 5.0 7.0
处理区域粗糙度波动带（微米） 0 0.45 0.25 0.10

[0029] 从结果中可以看出，使用本发明可以高效率地对硅环外表面区域进行粗糙度波动带宽调节控制，通过调整喷枪压力来调节表面去除量，从而得到高质量的硅环产品。

[0030] 实施例2：一种硅环外表面加工方法（参见附图3、附图4、附图5），其步骤与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中旋转平台下方安装倾斜设置的辅助旋转平台13，旋转平
台和辅助旋转平台均呈环形结构，硅环装载到旋转平台喷砂之前先装载到辅助旋转平台
上，对旋转平台上的硅环喷砂的同时部分砂子喷射到辅助旋转平台上的硅环表面上进行预
喷射，完成预喷射后的硅环再装载到旋转平台上进行喷砂。旋转平台表面上和辅助旋转平
台表面上均设有环形吸附槽，环形吸附槽连通抽气泵。

[0031] 喷枪安装在喷砂箱内对硅环进行喷砂 ，喷砂箱内安装有安装座14，安装座上设有安装槽，旋转平台转动安装在安装槽中，安装槽侧壁上设有通气环槽15，安装座上安装和通
气环槽连通的负压管，旋转平台上设有若干连通环形吸附槽和通气环槽的通气孔16。喷砂
箱内安装支架17，安装座安装在支架上，安装座和旋转平台均呈环形结构；支架上旋转平台
下方安装环形座18，辅助旋转平台上端面上设有环形吸附槽，辅助旋转平台转动安装在环
形座上，环形座内壁上设有通气环槽，环形座上安装和通气环槽连通的负压管，辅助旋转平
台上设有若干连通环形吸附槽和通气环槽的通气孔，支架上安装用于驱动旋转平台转动的
电机以及用于驱动辅助旋转平台转动的电机，辅助旋转平台上端面上均布连接若干支撑杆
19，辅助旋转平台上端面与水平面的夹角为70‑90度。辅助旋转平台上端靠近喷砂嘴设置。

[0032] 喷枪下端活动连接喷射头20，喷射头上端绕喷枪下端在任意方向摆动，最大摆动幅度位置的喷射头轴线与喷枪轴线的夹角为10度。喷枪下端设有球头21，喷枪内的腔道贯
穿球头，喷射头上端设有连接套22，连接套内壁呈内凹弧形球面结构，连接套和球头转动套
装在一起，球头上端设有用于限位连接套的限位块23，喷枪上安装由电机带动转动的转套
24，电机安装在喷枪外壁上，转套上连接拨块25，拨块下表面沿着转套的转动方向由下往上
倾斜设置，转套上端均布设有若干根顶杆26，拨块下表面与顶杆接触推动顶杆向下移动使
转套转动，喷射头出现偏转。拨块上设有连接柱27，连接柱上设有凸环28，转套上连接有连
接杆29，连接杆上设有连接套30，连接柱套装在连接套内，连接柱上端和连接套之间安装缓
冲弹簧31，连接套上连接定位柱32，凸环下端抵接在定位柱上。转套转动，从而带动拨块滑
过顶杆，拨块下表面倾斜设置，从而将顶杆向下推动，使连接套发生偏转，喷射头发生偏转。
转套不停转动，拨块不断滑过顶杆，使连接套在不同方向发生偏转。其它结构、步骤与实施
例1相同。

[0033] 以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。