УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРОМОК ПЛАСТИН Российский патент 1996 года по МПК H01L21/304 

Предложение относится к устройствам для обработки кромок тонких хрупких пластин, например кремниевых, применяемых в радиоэлектронной промышленности, имеющих базовый срез для ориентации относительно кристаллической решетки, и метки, выполненные в виде среза, для маркировки пластин (например, для определения материала пластин), а также к устройствам для обработки кромок пластин из стекла, в том числе имеющие плоские и закругленные боковые поверхности.

Известно устройство для обработки кромок пластин с плоской и цилиндрической боковыми поверхностями, включающее основание, закрепленный на валу рабочий инструмент, соединенный с валом рабочего инструмента привод, копир с копиром-пластиной, следящим роликом, рычагом и нагрузочным устройством, вращающийся столик с устройством для закрепления пластины и копира-пластины, причем следящий ролик размещен с возможностью вращения на рычаге копира [1]
Однако указанное устройство имеет следующий недостаток.

В процессе обработки пластины при переходе рабочего инструмента от криволинейного участка боковой поверхности пластины к ее прямолинейному участку базового среза (метки) и наоборот не обеспечивается приложение равномерной удельной нагрузки на рабочий инструмент, и поэтому происходит неравномерный съем материала пластины, что отрицательно влияет на точность ориентации базового среза относительно кристаллической решетки пластины, прямолинейности базового среза и метки, и сохранении геометрии метки.

Технический результат данного предложения сохранение при обработке точности пластины базового среза относительно кристаллической решетки пластины и ее прямолинейности при одновременном сохранении геометрии метки за счет обеспечения приложения равномерной удельной нагрузки на рабочий инструмент при переходе рабочего инструмента от криволинейного участка боковой поверхности пластины к ее прямолинейному участку базового среза (метки) и наоборот.

Указанный результат достигается за счет того, что устройство для обработки кромок пластин с плоской и цилиндрической боковыми поверхностями, включающее основание, закрепленный на валу рабочий инструмент, соединенный с валом рабочего инструмента привод, копир с копиром-пластиной, следящим роликом, рычагом и нагрузочным устройством, вращающийся столик с устройством для закрепления пластины и копира-пластины, у которого следящий ролик размещен с возможностью вращения на рычаге копира, снабжено закрепленной на рычаге вертикальной осью, вторым рычагом, размещенным на оси, и нагрузочным устройством второго рычага, рычаги выполнены двуплечими, причем следящий ролик и вал рабочего инструмента размещены с возможностью вращения на одном из плечей соответственно первого и второго рычагов, а их другие плечи соединены с соответствующими нагрузочными устройствами. Устройство снабжено ограничителем хода второго рычага, установленным на рычаге копира и выполненным с регулируемым упором. Нагрузочное устройство второго рычага соединено с основанием устройства с возможностью установочного перемещения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для обработки кромок пластин в аксонометрии, на фиг. 2 схема приложения нагрузок на рабочий инструмент.

Устройство для обработки кромок пластин имеет основание 1, закрепленный на валу 2 рабочий инструмент 3, соединенный с валом рабочего инструмента привод 4, копир 5 с копиром-пластиной 6, следящим роликом 7, двуплечим рычагом 8 и нагрузочным устройством 9, вращающийся столик 10 с устройством для закрепления пластины 11 и копира-пластины 6. Устройство для закрепления пластин на чертеже не показано. Оно может быть выполнено любым известным образом, например, в виде вакуумной присосками. Следящий ролик 7 размещен с возможностью вращения на одном из плеч 12 рычага 8 копира. Нагрузочное устройство 9 соединено со вторым плечом 13 рычага. Устройство снабжено закрепленной на рычаге вертикальной осью 14, вторым двуплечим рычагом 15, размещенным на оси 14, и нагрузочным устройством 16 второго рычага 15. Вал 2 рабочего инструмента размещен с возможностью вращения на плече 17 второго рычага. Нагрузочное устройство 16 соединено с плечом 18 второго рычага 15.

Устройство для обработки кромок пластин снабжено ограничителем хода 19 второго рычага 15, установленным на рычаге 8 копира и выполненным с регулируемым упором 20. Нагрузочное устройство 16 второго рычага 15 соединено с основанием 1 устройства. Нагрузочное устройство 16 (как показано на фиг. 1) может быть выполнено в виде блока 21, гибкой связи 22, скрепленной с плечом 18 двуплечего рычага 15, и груза 23. В качестве нагружающего устройства может быть применена пружина или другие устройства аналогичного функционального назначения.

Нагрузочное устройство второго рычага может быть соединено с основанием устройства с возможностью установочного перемещения. При данном конструктивном выполнении для этой цели в основании 1 сделаны отверстия 24, и блок 21 может устанавливаться в необходимом месте основания.

Работает устройство следующим образом.

На вращающийся столик 10 устанавливают копир-пластину 6 и пластину 11. Подводят следящий ролик 7 копира боковой поверхности копира-пластины. Одновременно рабочий инструмент 3 подводится к боковой поверхности пластины 10. Приводят во вращение рабочий инструмент 3 и столик. Начинается обработка пластины. При этом нагрузочные устройства 9 и 16 копира прижимают соответственно следящий ролик 7 и рабочий инструмент 3 к поверхности копира-пластины и пластины. Рабочий инструмент, вращаясь, обрабатывает боковую кромку заготовки. При подходе к базовому срезу или метке нагрузочное устройство копира прижимает к базовому срезу или метке копира следящий ролик прежде, чем второй рычаг с рабочим инструментом успеет повернуться. Для этого соотношение плечей соответственно рычагов копира и второго рычага и усилий, которое прикладывают нагрузочные устройства 9, 16 к соответствующим плечам 13, 18 рычагов 8, 15 подбирают таким образом, чтобы на следящий ролик 7 копира действовала бы большая нагрузка, чем на рабочий инструмент 3. Таким образом, рабочий инструмент подходит к поверхности базового среза (метки) с некоторым запаздыванием и не успевает закруглить переход от криволинейной боковой поверхности к прямолинейной поверхности базового среза, а обрабатывают только плоскую поверхность базового среза. Это обеспечивает сохранение прямолинейности базового среза (метки). То же самое происходит и при переходе от поверхности базового среза к боковой криволинейной поверхности.

Скорость перемещения рабочего инструмента относительно базового среза (метки) и при обработке боковой криволинейной поверхности пластины разная. Для того, чтобы обеспечить равномерный съем материала при обработке боковой поверхности, меняют нагрузочное усилие на рабочий инструмент. Это происходит за счет того, что изменяют направление нагрузки Р на второй рычаг при его перемещении от поверхности базового среза к боковой поверхности и наоборот (см. фиг. 2). При этом составляющая Р1, перпендикулярная рычагу при разложении сил, уменьшается и, соответственно, уменьшается нагрузка на инструмент. За счет этого повышается точность и прямолинейность обработки базового среза относительно решетки и сохраняются геометрические размеры метки.

При необходимости регулировки нагрузки на инструмент возможно перемещать блок 21 нагрузочного устройства второго рычага относительно основания.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит:
повысить точность и прямолинейность обработки базового среза и метки (меток) пластины за счет обеспечения создания более равномерной удельной нагрузки на рабочий инструмент при переходе рабочего инструмента от криволинейного участка боковой поверхности пластины к ее прямолинейному участку базового среза (метки или меток);
сохранить точность ориентации базового среза относительно кристаллической решетки пластины и тем самым повысить качество изделий, получаемых из пластин;
обеспечить геометрические размеры метки (меток) для сохранения их различительных свойств во избежание ошибок при дальнейшем использовании пластины (во время изготовления изделий из нее);
повысить качество обработки боковых поверхностей пластин и стекла и уменьшить трудоемкость работ и расхода инструмента за счет уменьшения объема, снимаемого в процессе обработки материала.

Использование: предложение относится к устройствам для обработки кромок тонких хрупких пластин, например, кремниевых, применяемых в радиоэлектронной промышленности, имеющих базовый срез для ориентации относительно кристаллической решетки, и метки, выполненные в виде среза, для маркировки пластин, например, для определения материала пластин, а также к устройствам для обработки кромок пластин из стекла, в том числе имеющим плоские и закругленные боковые поверхности. Устройство для обработки кромок пластин имеет основание, закрепленный на валу рабочий инструмент, соединенный с валом рабочего инструмента привод, копир, с копиром-пластиной, следящим роликом, двуплечим рычагом и нагрузочным устройством, вращающийся столик с устройством для закрепления пластин и копира-пластины. Следящий ролик размещен с возможностью вращения на одном из плеч рычага копира. Нагрузочное устройство соединено со вторым плечом рычага. Устройство снабжено закрепленной на рычаге вертикальной осью, вторым двуплечим рычагом, размещенным на оси и нагрузочным устройством второго рычага. Вал рабочего инструмента размещен с возможностью вращения на плече второго рычага. Нагрузочное устройство соединено с плечом второго рычага. Устройство для обработки кромок пластин снабжено ограничителем хода второго рычага, установленным на рычаге копира и выполненным с регулируемым упором. Нагрузочное устройство второго рычага соединено с основанием устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для обработки кромок пластин с плоской и цилиндрической боковыми поверхностями, включающее основание, закрепленный на валу рабочий инструмент, соединенный с валом рабочего инструмента привод, копир с копиром-пластиной, следящим роликом, рычагом и нагрузочным устройством, вращающийся столик с устройством для закрепления пластин и копира-пластины, причем следящий ролик размещен с возможностью вращения на рычаге копира, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленной на рычаге вертикальной осью, вторым рычагом, размещенным на оси, и нагрузочным устройством второго рычага, рычаги выполнены двуплечими, причем следящий ролик и вал рабочего инструмента размещен с возможностью вращения на одном из плечей соответственно первого и второго рычагов, а их другие плечи соединены с соответствующими нагрузочными устройствами. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено ограничителем хода второго рычага, установленным на рычаге копира и выполненным с регулируемым упором. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что нагрузочное устройство второго рычага соединено с основанием устройства с возможностью установочного перемещения.