单晶硅棒滚磨一体机动力头的装配(附件)【字数：8775】
单晶硅棒滚磨一体机动力头是整个一体机的核心所在，若把整个一体机比作一台车床，那么动力头就像车床的中心轴，外观的辅助做的再好，最终还是靠轴心的带动才能做出一个产品。所以动力头在整个一体机里面是重中之重。本课题拟介绍单晶硅棒滚磨一体机动力头的装配过程。首先，介绍单晶硅棒滚磨一体机的主要结构和功能，并介绍单晶硅棒滚磨一体机动力头装配时所需使用的主要材料。接着介绍装配动力头之前的主要准备工作，包括对轴承的清洗和主轴毛坯的清洗。接着对单晶硅棒滚磨一体机动力头的装配过程进行介绍，主要包括主轴的安装过程、磨削砂轮片的安装、轴承的安装以及最后精度的测量。最后，对装配过程中需要注意的部分技术要领和注意事项进行介绍。
目录
引言 1
一、半导体单晶硅材料的发展 2
二、滚磨加工设备国内外现状 2
三、单晶硅棒滚磨一体机动力头概述 4
（一）半导体单晶硅棒滚磨一体机介绍 4
（二）半导体单晶硅棒滚磨一体机动力头装配材料介绍 4
四、单晶硅棒滚磨一体设备的制作方法 6
五、装配前准备工作 8
（一）轴承清洗 8
（二）主轴毛坯清洗 9
六、装配过程介绍 10
（一）主轴安装 10
（二）磨削砂轮片安装 11
（三）轴承安装 12
（四）精度测量 14
七、部分技术要领及注意事项 15
（一）技术要领 15
（二）注意事项 15
八、总结 16
参考文献 16
谢辞 17
引言
单晶硅棒滚磨一体机动力头是整个一体机的核心所在，若把整个一体机比作一台车床，那么动力头就像车床的中心轴，外观的辅助做的再好，最终还是靠轴心的带动才能做出一个产品。所以动力头在整个一体机里面是重中之重。
本课题拟通过对单晶硅棒滚磨一体机动力头装配过程的研究，分析其准备阶段、装配阶段和检测阶段的工艺流程和注意事项，熟悉单晶硅棒滚磨一体机动力头的装配流程。希望通过本课题的研究，可以熟悉装配工作的工作流程和精度要求，为将来的工作提供经验和参考。
一、半导体单晶硅材料的发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
单晶硅储量丰富、价格低廉，是应用最广泛的半导体材料。近年来，以单晶硅为代表的高科技附加值材料的成长大大促进了信息行业上游企业的发展。单晶硅材料具有巨大的潜能，正吸引着越来越多人的目光。如今电子信息行业中，单晶硅材料是最重要的基础功能材料，在整个半导体行业材料中占有95%，在集成电路材料中占有85%，因此以单晶硅为主的半导体材料也就成为促进国民经济和军事相关行业发展的重要因素。然而国内目前半导体硅材料的产量只占需求总量的50%，所缺的50%的部分需要依赖进口，这并不满足中国半导体产业发展的要求。为了能够满足电子信息行业迅速发展，我国必须加快硅材料加工设备产业化。单晶硅棒从单晶炉中拉制出来之后需要进行一系列的工序，包括前期的截断、滚磨等机械加工；后续还需要将硅棒黏肢之后进行切片、清洗、倒角、研磨、酸腐和再清洗等工序才能制造出半导体器件，其中前期的机械加工工序又细分为截断、滚磨、定向、切片。
截断：目前单晶硅棒的长度不断增长，为了使硅棒在后续工序中轻便、灵活地加工，需要使用截断机将硅棒截成几段。因为工作用途的原因，所有加工设备的专业性不是很强，国内经常采用外圆砂轮截断方法，目前也用到金刚线截断的方法。
滚磨：单晶硅棒的外圆表面凹凸不平，主要是因为单晶硅棒在提拉的过程中，籽晶杆周围存在的温度和热量梯度造成杂质在其表面进行扩散使得晶体表面存在一定的特征差异。使截断后的单晶硅棒需要使用滚磨机将单晶表面特性较差的外层磨去，同时保证外径的一致，以便切片装盒。
定向：在IC工厂里进行自动化生产的过程中，针对结晶方向不同的晶片会有不同的工序，为了能够更好识别晶片的结晶方向以及保证晶片在不同工序中的定位要求，需要单晶硅棒在外圆磨削加工之后，根据IC工艺要求，利用X射线衍射仪参照SEMI标准检测单晶硅棒的晶体方向，然后进行晶片的定位面（参考平面）或V型槽的加工。
切片：将单晶硅棒切成一定的薄晶片，称为切片。单晶硅片的制作工艺流程比较复杂，加工工序多而长，必须要严格控制每道工序的加工质量，才能获取到质量合格的产品。
二、滚磨加工设备国内外现状
目前在半导体行业当中，单晶炉生产的棒料多使用滚磨机进行外圆加工，但是相应可供选择的滚磨机床型号很少，且高端设备依赖于进口。相较国内来说，国外的滚磨设备发展迅速、集成度高、技术成熟。目前行业内主流设备主要来自日企，如下图21为日本东京精机公司单晶硅棒外圆磨床CSN28034，其是一套自动化程度很高、适合直径300mm的单晶硅定向、外圆表面滚磨的先进机床。
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图21日本东京精机公司CSN28034
现在国内半导体公司采用的滚磨机多分为两种：其一是由传统磨床所改造而成，例如上海机床厂使用的滚圆磨面机，如图22所示，这种磨床采用了普通砂轮磨削方式，手动定向，无法进行定位边加工。另一种则是引进的国外产品，例如美国UEDAGIKEN公司的TSKH80NAH，滚磨晶棒尺寸直径200800mm，紫外光定向，国内应用广泛。该设备性能先进，自动化程度高，磨削质量也优于传统磨床。
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图22 上海机床厂滚圆磨面机
虽然国内与国际在半导体加工设备上存在一定的差距，但是随着国内光伏产业的不断发展，目前光伏级硅材料加工设备已经趋于成熟，例如浙江晶盛机电股份有限公司的单晶硅棒切磨复合加工一体机WCG700ZJS，如图23所示，此设备可以同时完成单晶硅棒的切方、磨面与倒角的工序，实现了完全自动化生产，且精度也已经达到了国际光伏行业水平，为半导体级单晶硅棒滚磨机以及加工工艺的改进提供了基础。
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图23 切磨复合加工一体机WCG700ZJS
三、单晶硅棒滚磨一体机动力头概述
（一）半导体单晶硅棒滚磨一体机介绍
目录
引言 1
一、半导体单晶硅材料的发展 2
二、滚磨加工设备国内外现状 2
三、单晶硅棒滚磨一体机动力头概述 4
（一）半导体单晶硅棒滚磨一体机介绍 4
（二）半导体单晶硅棒滚磨一体机动力头装配材料介绍 4
四、单晶硅棒滚磨一体设备的制作方法 6
五、装配前准备工作 8
（一）轴承清洗 8
（二）主轴毛坯清洗 9
六、装配过程介绍 10
（一）主轴安装 10
（二）磨削砂轮片安装 11
（三）轴承安装 12
（四）精度测量 14
七、部分技术要领及注意事项 15
（一）技术要领 15
（二）注意事项 15
八、总结 16
参考文献 16
谢辞 17
引言
单晶硅棒滚磨一体机动力头是整个一体机的核心所在，若把整个一体机比作一台车床，那么动力头就像车床的中心轴，外观的辅助做的再好，最终还是靠轴心的带动才能做出一个产品。所以动力头在整个一体机里面是重中之重。
本课题拟通过对单晶硅棒滚磨一体机动力头装配过程的研究，分析其准备阶段、装配阶段和检测阶段的工艺流程和注意事项，熟悉单晶硅棒滚磨一体机动力头的装配流程。希望通过本课题的研究，可以熟悉装配工作的工作流程和精度要求，为将来的工作提供经验和参考。
一、半导体单晶硅材料的发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
单晶硅储量丰富、价格低廉，是应用最广泛的半导体材料。近年来，以单晶硅为代表的高科技附加值材料的成长大大促进了信息行业上游企业的发展。单晶硅材料具有巨大的潜能，正吸引着越来越多人的目光。如今电子信息行业中，单晶硅材料是最重要的基础功能材料，在整个半导体行业材料中占有95%，在集成电路材料中占有85%，因此以单晶硅为主的半导体材料也就成为促进国民经济和军事相关行业发展的重要因素。然而国内目前半导体硅材料的产量只占需求总量的50%，所缺的50%的部分需要依赖进口，这并不满足中国半导体产业发展的要求。为了能够满足电子信息行业迅速发展，我国必须加快硅材料加工设备产业化。单晶硅棒从单晶炉中拉制出来之后需要进行一系列的工序，包括前期的截断、滚磨等机械加工；后续还需要将硅棒黏肢之后进行切片、清洗、倒角、研磨、酸腐和再清洗等工序才能制造出半导体器件，其中前期的机械加工工序又细分为截断、滚磨、定向、切片。
截断：目前单晶硅棒的长度不断增长，为了使硅棒在后续工序中轻便、灵活地加工，需要使用截断机将硅棒截成几段。因为工作用途的原因，所有加工设备的专业性不是很强，国内经常采用外圆砂轮截断方法，目前也用到金刚线截断的方法。
滚磨：单晶硅棒的外圆表面凹凸不平，主要是因为单晶硅棒在提拉的过程中，籽晶杆周围存在的温度和热量梯度造成杂质在其表面进行扩散使得晶体表面存在一定的特征差异。使截断后的单晶硅棒需要使用滚磨机将单晶表面特性较差的外层磨去，同时保证外径的一致，以便切片装盒。
定向：在IC工厂里进行自动化生产的过程中，针对结晶方向不同的晶片会有不同的工序，为了能够更好识别晶片的结晶方向以及保证晶片在不同工序中的定位要求，需要单晶硅棒在外圆磨削加工之后，根据IC工艺要求，利用X射线衍射仪参照SEMI标准检测单晶硅棒的晶体方向，然后进行晶片的定位面（参考平面）或V型槽的加工。
切片：将单晶硅棒切成一定的薄晶片，称为切片。单晶硅片的制作工艺流程比较复杂，加工工序多而长，必须要严格控制每道工序的加工质量，才能获取到质量合格的产品。
二、滚磨加工设备国内外现状
目前在半导体行业当中，单晶炉生产的棒料多使用滚磨机进行外圆加工，但是相应可供选择的滚磨机床型号很少，且高端设备依赖于进口。相较国内来说，国外的滚磨设备发展迅速、集成度高、技术成熟。目前行业内主流设备主要来自日企，如下图21为日本东京精机公司单晶硅棒外圆磨床CSN28034，其是一套自动化程度很高、适合直径300mm的单晶硅定向、外圆表面滚磨的先进机床。
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图21日本东京精机公司CSN28034
现在国内半导体公司采用的滚磨机多分为两种：其一是由传统磨床所改造而成，例如上海机床厂使用的滚圆磨面机，如图22所示，这种磨床采用了普通砂轮磨削方式，手动定向，无法进行定位边加工。另一种则是引进的国外产品，例如美国UEDAGIKEN公司的TSKH80NAH，滚磨晶棒尺寸直径200800mm，紫外光定向，国内应用广泛。该设备性能先进，自动化程度高，磨削质量也优于传统磨床。
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图22 上海机床厂滚圆磨面机
虽然国内与国际在半导体加工设备上存在一定的差距，但是随着国内光伏产业的不断发展，目前光伏级硅材料加工设备已经趋于成熟，例如浙江晶盛机电股份有限公司的单晶硅棒切磨复合加工一体机WCG700ZJS，如图23所示，此设备可以同时完成单晶硅棒的切方、磨面与倒角的工序，实现了完全自动化生产，且精度也已经达到了国际光伏行业水平，为半导体级单晶硅棒滚磨机以及加工工艺的改进提供了基础。
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图23 切磨复合加工一体机WCG700ZJS
三、单晶硅棒滚磨一体机动力头概述
（一）半导体单晶硅棒滚磨一体机介绍
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