一种便于拆装的减薄机砂轮、砂轮组件及安装方法与流程

本发明涉及半导体晶圆磨削设备，特别是涉及一种便于拆装的减薄机砂轮、砂轮组件及安装方法。

背景技术：

1、晶圆减薄机依靠高速旋转的金刚石砂轮对半导体晶圆进行磨削减薄，砂轮属于高频损耗件，在磨削钝化、修盘、型号切换时需要频繁拆装更换。现有减薄机砂轮，其砂轮基体中心仅设置完整圆形安装孔，依靠完整内孔与主轴定位。装配方式主要分为两类：一类是将砂轮整体轴向对准，从主轴端部沿轴向直接套入主轴，再通过法兰、多组压紧螺栓完成锁紧固定；另一类采用分体法兰夹持，砂轮被夹在前后法兰之间，拆装时需要先全部拆卸法兰组件，再取出砂轮。

2、随着半导体产线设备稼动率要求不断提高，砂轮更换停机时间直接影响整机生产效率。行业内更多研究集中在砂轮磨料配方、孔隙结构、磨削减震方面，针对砂轮本体安装孔结构、快速拆装的改进较少，传统完整圆孔砂轮依然是市场主流结构。

3、现有完整圆形内孔的减薄机砂轮在实际使用中暴露出如下缺陷：

4、（1）装配对位难度大，拆装耗时较长。砂轮需要整体轴向对准主轴，内孔与主轴配合公差较小，换砂轮时需要人工反复找同轴位置，尤其是大重量砂轮，单人操作对位困难，更换砂轮停机时间长，降低设备稼动率。拆卸时需要将砂轮沿主轴轴向完整拔出，空间受周边零部件干涉时，取出砂轮操作受限。

5、（2）拆装过程容易磕碰砂轮内孔与主轴。轴向套入与拔出过程中，砂轮内孔壁极易刮擦、磕碰主轴外圆，造成主轴表面划伤，同时砂轮内孔基体容易崩边、掉块；主轴划伤后会直接破坏定位精度，影响后续砂轮回转精度，进而影响晶圆减薄加工质量。

6、（3）拆装操作劳动强度高。减薄机砂轮具备一定重量，装配全程需要人工托举砂轮保持同轴对位，直至全部螺栓预紧完成，长时间托举作业劳动强度大，多人配合又增加操作成本。

7、（4）空间适应性差。当主轴外侧周边布置管路、防护罩等零部件，轴向方向空间局促时，完整圆形砂轮无法沿轴向直接拔插，拆装作业更加困难。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种便于拆装的减薄机砂轮、砂轮组件及安装方法，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，操作方便，有效提高装配效率，有效降低劳动强度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供了一种便于拆装的减薄机砂轮，包括：砂轮本体，所述砂轮本体包括一体连接的内圈和外圈，所述内圈设置有安装内孔以及多个缺口，所述安装内孔设置于所述内圈的中部，所述安装内孔用于套装在减薄机主轴上并能够与所述减薄机主轴间隙配合设置，各所述缺口沿着所述内圈的周向设置并与所述安装内孔连通，所述缺口用于在所述砂轮本体与所述减薄机主轴装配时避让所述减薄机主轴上对应的定位凸起，使所述定位凸起能够穿过所述缺口，并在所述定位凸起完全穿过所述缺口后，所述砂轮本体能够在外力作用下旋转设定角度，使所述缺口与所述定位凸起错位，所述定位凸起与所述内圈形成轴向限位，以限制所述砂轮本体脱离所述减薄机主轴。

4、优选的，所述内圈与所述外圈靠近所述减薄机主轴的定位端面的一侧侧面平齐，所述内圈远离所述定位端面的侧面为限位端面，所述外圈远离所述定位端面的侧面为安装端面，所述限位端面内凹与所述安装端面之间形成台阶结构，所述限位端面与所述安装端面之间的轴线距离大于所述定位凸起的轴线长度。

5、优选的，所述缺口为圆弧缺口，所述圆弧缺口的直径大于所述定位凸起的直径。

6、优选的，各所述缺口沿所述安装内孔的中心呈中心对称布置。

7、优选的，还包括磨料层，所述磨料层安装于所述安装端面。

8、优选的，还包括第一环形通水槽，所述第一环形通水槽设置于所述内圈与所述外圈之间，并与所述定位端面上的输水结构连通，所述第一环形通水槽的周向均匀设置有多个通水孔，所述通水孔用于将冷却液输送至磨料工作面。

9、优选的，所述外圈靠近所述定位端面的侧面的周向均匀设置有多个螺纹孔。

10、本发明还提供了一种减薄机砂轮组件，包括：

11、如上所述的便于拆装的减薄机砂轮；

12、减薄机主轴，所述减薄机主轴上设置有多个定位凸起，各所述定位凸起沿所述减薄机主轴的圆周方向间隔布置，所述定位凸起突出所述主轴的外周面；

13、所述砂轮本体通过所述安装内孔套装于所述减薄机主轴，所述减薄机主轴的定位凸起与所述砂轮本体的缺口相适配，使所述砂轮能够通过所述缺口避让所述定位凸起套入所述主轴，并在旋转设定角度后使所述缺口与所述定位凸起错位，所述定位凸起与所述砂轮的内圈限位端面在轴向上抵接，以限制所述砂轮沿轴向脱离所述主轴；

14、安装环板和多个连接螺栓，所述安装环板套设固定连接于所述减薄机主轴的外周，所述安装环板靠近所述砂轮本体的一侧为所述定位端面，所述安装环板的周向设置有多个通孔，所述连接螺栓用于穿过所述通孔与所述外圈上的所述螺纹孔螺纹连接。

15、优选的，所述减薄机主轴还包括输水主管路和输水支管，所述安装环板靠近所述砂轮本体的一侧设置有与所述第一环形通水槽对应的第二环形通水槽，所述第二环形通水槽与所述第一环形通水槽密封连通，所述输水主管路设置于所述减薄机主轴中部，所述输水主管路的一端与冷却液源转动密封连接并连通，各所述输水支管沿着所述减薄机主轴的周向均匀设置，且一端与所述输水主管路连通，另一端与所述第二环形通水槽连通。

16、本发明还提供了一种如上所述的减薄机砂轮组件安装方法，包括以下步骤：

17、装配过程：

18、将砂轮内圈上的各缺口对准减薄机主轴上对应的定位凸起；

19、沿轴向移动所述砂轮本体，使各所述定位凸起沿轴向穿过对应的所述缺口；

20、绕减薄机主轴轴线旋转所述砂轮本体设定角度，使各所述缺口与对应的所述定位凸起错位，各所述定位凸起与所述砂轮内圈的限位端面在轴向上抵接，以限制所述砂轮本体沿轴向脱离所述主轴，实现所述砂轮本体的轴向预定位；

21、将各所述连接螺栓穿过所述安装环板上的通孔，并与所述外圈上的所述螺纹孔螺纹连接；

22、拧紧各所述连接螺栓，各所述连接螺栓施加轴向压紧力，将所述砂轮本体压紧贴合在所述安装环板上，完成砂轮的安装固定；

23、拆卸过程：

24、拧松各所述连接螺栓，解除所述砂轮本体的轴向压紧力；

25、轴向移动砂轮本体，使各所述定位凸起与所述内圈的限位端面抵接；

26、拆除各所述连接螺栓后，转动所述砂轮本体，使各所述缺口再次对准所述减薄机主轴上的各所述定位凸起；

27、沿轴向拉动所述砂轮本体，各所述定位凸起从对应的所述缺口处脱出，直接取下所述砂轮，完成拆卸。

28、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

29、本发明提供了一种便于拆装的减薄机砂轮、砂轮组件及安装方法，通过在内圈设置与主轴定位凸起相适配的缺口，改变了传统砂轮仅能轴向插拔的装配逻辑。装配时，只需将缺口对准定位凸起即可轻松套入，无需严格保持同轴度，大幅降低了对位难度和人工托举强度；旋转错位后，定位凸起与限位端面形成可靠的轴向限位，配合螺栓压紧实现稳固安装。这种先套合、后旋转、再锁紧的方式，有效避免了内孔与主轴在拆装过程中的刮擦磕碰，保护了主轴精度和砂轮基体完整性。同时，由于不再依赖长距离的轴向直线运动，该结构对轴向安装空间的要求显著降低，即使在周边管路或防护罩密集的空间受限场景下，也能便捷地完成砂轮的快速更换，从而缩短停机时间，提升半导体晶圆减薄设备的整体稼动率和生产效率。