[发明专利]一种电主轴热漂移的控制装置、补偿方法及划片机

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路封装设备领域，特别是指一种电主轴热漂移的控制装置、补偿方法及划片机。

背景技术

划片机是集成电路后封装关键设备，其作用是将晶圆分割成单个的电路单元。划片机一般采用空气静压电主轴作为核心执行部件，实现高精度的强力磨削加工手段。在这种划片机中，空气静压电主轴的刚度、旋转精度、输出功率及热漂移等性能指标直接决定了划片机的划切精度。随着集成电路制造业向高精度和高速度方向的飞速发展，晶圆划切品质要求越来越高。

划片机工作时，空气静压电主轴高速旋转，安装在电主轴上的金刚石刀片对直线运动的晶圆强力磨削。在此过程中，电主轴内置高频电机的损耗和空气轴承气膜的剪切摩擦必然产生较为可观的热量积聚。在目前主要采用的空气静压电主轴中，通常仅会对电机定子采用循环水等方式进行冷却，转轴上无法快速有效散失的热量引起温升而发生热漂移，造成划切槽偏离晶圆图形中心，严重时引起昂贵的晶圆直接报废。

针对相关技术中由于划片机电主轴热漂移导致晶圆划切质量不良甚至报废的问题，业界尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电主轴热漂移的控制装置、补偿方法及划片机，能够在划片机切割晶圆时对电主轴进行高效冷却，控制热漂移量，并通过划片机上配置的PC对电主轴热漂移进行补偿，从而有效解决晶圆划切质量不良甚至报废的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电主轴热漂移的控制装置，包括：

温度控制模块，用于对高速运转的电主轴进行冷却；

热漂移补偿模块，用于获得冷却后的电主轴产生的热漂移量，并根据所述热漂移量对所述电主轴进行补偿。

优选的，所述温度控制模块包括：

冷却液提供部，用于提供冷却液；

第一冷却组件，用于利用所述冷却液提供部提供的冷却液对所述电主轴的第一部分进行冷却；

第二冷却组件，用于在所述第一冷却组件对所述电主轴的第一部分进行冷却后，利用所述第一冷却组件输出的冷却液对所述电主轴的第二部分进行冷却。

优选的，所述第一冷却组件包括：第一外壳和第一衬套；

所述第一外壳设置有至少一个凹槽，所述凹槽沿所述电主轴的转轴的轴向在所述第一外壳的内表面延伸；

所述第一衬套的外表面与所述第一外壳的内表面固定并贴合，使凹槽形成用于容纳冷却液的密封通道；

所述第一衬套的内表面与所述电主轴的径向轴承的外表面贴合；

所述径向轴承呈筒状，其中容纳有所述转轴；

所述转轴上设置有电机转子。

优选的，所述第二冷却组件包括：第二外壳和第二衬套；

所述第二衬套设置有至少一个凹槽，所述凹槽沿所述电主轴的转轴的轴向在所述第二衬套的外表面延伸；

所述第二外壳的内表面与所述第二衬套的外表面之间形成具有凹槽的容纳冷却液的密封通道；

所述第二衬套的内表面与电机定子的外表面贴合；

所述电机定子呈筒状，其中容纳有所述电机转子；

所述电机转子设置于所述转轴上。

优选的，所述热漂移补偿模块包括：

第一温度传感器，用于检测所述电主轴的温度，并根据所述温度输出第一电信号；

第一滤波电路，用于对所述第一电信号进行滤波，得到第一滤波后电信号；

第一放大电路，用于对所述第一滤波后电信号进行放大，得到第一放大后电信号；

第二温度传感器，用于检测所述电主轴的环境温度，并根据所述环境温度输出第二电信号；

第二滤波电路，用于对所述第二电信号进行滤波，得到第二滤波后电信号；

第二放大电路，用于对所述第二滤波后电信号进行放大，得到第二放大后电信号；

差动比例运算电路，用于获得所述第一放大后电信号与所述第二放大后电信号的差值，输出第三电信号。

优选的，所述第一滤波电路包括：第一电阻、第一反馈电阻、第二电阻、第一电容、第三电阻、第二电容和第一滤波放大器；其中，所述第一温度传感器的输出端、所述第二电阻、所述第一电容、所述第三电阻以及所述第一滤波放大器的正输入端串联；所述第二电容一端接地，另一端连接至所述第三电阻与所述第一滤波放大器的正输入端之间；所述第一滤波放大器与偏置电压连接；所述第一反馈电阻的一端与所述第一滤波放大器的负输入端连接，另一端与所述第一滤波放大器的输出端连接；所述第一电阻的一端与第一参考电压端连接，另一端连接至所述第一反馈电阻与所述第一滤波放大器的负输入端之间；