[其他]两面抛光操作中使用的夹头组件

说明书

本发明涉及一种在抛光、研磨或碾磨操作中夹持工件的夹头组件，特别适用于两面加工的操作。更具体地讲，本发明涉及一种由上面装有一个或数个工件夹头的传动环组成的夹头组件，其中，工件夹头由一种比传动环软的材料制成，以减少在抛光、研磨或碾磨中工件缺陷的产生。

本发明主要可用于两面加工的操作，即一衬底的两面同时得到抛光、研磨或碾磨，以形成平整、一致的表面。除非另有说明，为了方便起见，此地将用较广义的术语“抛光”指各种不同类型的抛光、研磨或碾磨加工，因为本发明可用于上述的一种或所有的加工。

典型的两面抛光机采用铁板或钢板，以及/或者各种人造或天然抛光垫以对工件表面进行抛光。在典型的抛光机中，夹持工件的各夹头组件由一传动装置传动，该传动装置，由一个内圆周带齿的固定外圆构件组成。与该固定构件同心并置于其中心的还有一个旋转传动构件，其外圆周亦带齿。带有齿形圆周的夹头组件即被置于固定构件和旋转构件之间，并与该二构件啮合。夹头组件为圆盘，上有可放置工件如半导体大圆片或铝片的圆孔。

制造在两面抛光操作中使用的坚固、耐用的夹头组件的典型材料为钢和其他金属制的合金，诸如国际镍公司生产的商标为“英康耐尔”（INCONEL）和“莫耐尔”（MONEL）合金的镍合金。要制造可以承受住固定构件、旋转构件和夹头组件的传动和被传动齿在抛光过程中产生的很大的力的外齿，这些材料的高强度及硬度是重要的因素。然而，这种可使齿具有长使用寿命优点的强度和耐损性同时也带耒了一些有待克服的缺点。

当抛光较软的或脆性材料，例如诸如硅、镓钆金刚砂（GGG）、砷化镓等电子衬底时，做成夹头组件内圆孔的钢或其他硬金属的硬边，以及夹头迅速运动和/或圆孔内的衬底的运动，可能会使衬底边缘碎裂以及/或者产生裂缝。这种互相作用可使衬底产生肉眼察觉不出的变形，这种变形在日后进一步的加工中会使衬底部分或全部报废。

人们曾试图全部用较软的材料，如聚脂、聚乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚氯乙烯、丙烯酸盐、聚氨基甲酸乙酯、环氧物，乙缩醇[如杜邦公司（E.I.du    Pont    de    Nemours    &    Company）的“达尔兰”（D    E    L    R    I    N）牌产品]包括用各种纤维加强的和不加强的，耒制造夹头组件。使用较软的材料有助于防止抛光工件产生缺陷，但是会过度过早磨损夹头组件的齿，从而导致夹头组件使用寿命的缩短和整个加工成本的增加。

把上述的两种材料，即一种较硬的金属和一种较软的材料结合起耒使用，做成一个夹头，在较硬的核心材料上涂一层较软的材料，这种方案在夹头较厚或抛光的衬底相应较厚时使用比较有效。不过，对于较薄的衬底，因为核心材料必须做得很薄，所以制成的夹头很脆，实际上无法使用。

本发明克服了已有技术中的一些问题，其措施是用一种硬性、耐用材料作外传动圆环，用较软的材料作夹持和保护抛光工件的工件夹。

本发明包括一个在抛光、研磨、碾磨操作中使用的夹头组件，该夹头组件由一适宜于旋转的传动环组成，该传动环包括一传动连接装置，传动连接传动环与驱动源，该传动圆环至少有一个固定工件夹的孔，工件夹固定在孔内，工件夹适宜于将工件夹持在工件夹内的一凹坑内，传动环由一种相对耒说比较硬的材料制成，这种材料比制作工件夹的较软的材料硬，这种较硬的材料比较软的材料更能承受传动环传动时产生的力，而较软的材料则比较硬的材料更能保护和垫衬工件夹内夹持的任何工件，防止其碎裂和产生裂缝。

这样，本发明即将已有技术中原先效率不高的单个两面夹头的两个功能分离开了，并使之能分别作有效操作。这两个功能是：（1）将动作转送给抛光工件，以及（2），在该工件抛光时对之加以保护。

可以而且最好在一个夹头组件上使用几个工件夹。工件夹可包括形状各异的中央凹坑，以放置各种不同形状的待抛工件。本发明的工件夹最好是可拆卸的、可调换的或可在一个夹头组件中互换的。

可以根据具体工件的需要用最适宜的材料，以最佳形状或尺寸制造每个工件夹。根据本发明，可以使用一组较贵的传动环以及一些适合不同工件的较便宜的工件夹。

为了说明本发明，附图中显示了一种目前认为比较好的方案。然而，应该理解，本发明并不仅仅限于附图所示的准确布局和手段。

图1为根据本发明的一夹头组件的一个实施方案的平面图。

图2为沿图1中的夹头组件2-2线的垂直剖面图，其中，抛光压磨板为部分剖视示意图。

图3为根据本发明的夹头组件的第二个实施方案的平面图。