УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ И НАТЯЖЕНИЯ АЛМАЗНОГО КРУГА С ВНУТРЕННЕЙ РЕЖУЩЕЙ КРОМКОЙ Российский патент 1997 года по МПК B28D1/04 

Изобретение относится к обработке полупроводниковых, а также других твердых и хрупких материалов.

Известно устройство для установки и натяжения диска с внутренней режущей кромкой (авт. св. СССР N 426841, кл. B 28 D 1/04, 1974). Устройство содержит два кольца, одно из которых имеет кольцеобразную канавку, расположенное между ними натяжное кольцо, болты разной длины, на втором кольце выполнена канавка, образующая полость с канавкой первого кольца, а натяжное кольцо установлено в полости с возможностью перемещения вдоль ее образующей с помощью болтов меньшей длины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для установки и натяжения алмазного круга с внутренней режущей кромкой, содержащее два кольца с кольцеобразными канавками, образующими полость, упругий элемент в виде натяжного кольца, установленного в полости, и болты разной длины (авт. св. СССР N 606731, кл. B 28 D 5/02,1978).

Качество отрезаемых пластин, выход годных пластин, стойкость инструмента в значительной степени зависят от точности центровки алмазного круга при его установке. Вследствие анизотропии материала внутренняя режущая кромка алмазного круга при натяжении принимает эллипсоидальную форму, разность осей которого, как показали исследования, составляет 60 80 мкм. Кроме того, из-за неточности предварительной центровки при закреплении круга точка пересечения осей эллипса смещается относительно оси вращения шпинделя на 10 15 мкм.

Такая форма режущей кромки приводит к тому, что при резке нарушается геометрия получаемых пластин, к браку по коробоватости и непараллельности сторон, а годные требуют дополнительных затрат на исправление допустимых погрешностей формы. Кроме того, уменьшается стойкость инструмента, так как резка производится только частью кромки.

Применение в таком устройстве упругого элемента, выполненного с наружным криволинейным корпусом, очерченным по кривой, образованной наложением по окружностью косинусоиды четырехкратного значения текущего угла не обеспечивает равномерного растяжения алмазного круга вследствие разброса физико-механических свойств материала круга и неточности его предварительной центровки, а следовательно, не обеспечивает получение круговой формы режущей кромки. Кроме того, при закреплении круга необходимо фиксировать положение упругого элемента относительно направления проката материала круга, что практически трудно выполнить из-за невозможности визуального определения направления проката. При невыполнении этого условия неравномерность натяжения круга может увеличиться.

Техническим результатом является повышение выхода годных пластин, улучшение их качества, повышение производительности труда при одновременном снижении отходов и повышении стойкости инструмента на операции резки твердых и хрупких материалов, применяемых в производстве полупроводниковых приборов.

Достигается это тем, что в устройстве для установки и натяжения алмазного круга с внутренней режущей кромкой, содержащем два кольца с кольцеобразными канавками, образующими полость, упругий элемент в виде натяжного кольца, установленного в полости, и болты разной длины, натяжное кольцо имеет переменную жесткость, выполнено с разделяющими его на сегменты радиальными пазами и установлено с возможностью взаимодействия сегментов с болтами меньшей длины, являющимися натяжными, причем количество сегментов равно числу натяжных болтов.

На фиг. 1 показано описываемое устройство с зажатым в них алмазным кругом до натяжения в разрезе; на фиг. 2 то же, круг натянут нажимным кольцом; на фиг. 3 устройство, закрепленное на барабане станка в разрезе; на фиг. 4 - натяжное кольцо, вид спереди; на фиг. 5 то же, вид сбоку в разрезе.

Устройство для установки и натяжения алмазного круга содержит зажимное кольцо 1 с кольцевой канавкой, алмазный круг 2, нажимное кольцо 3 с выполненными пазами, разделяющими его на сегменты 4, второе зажимное кольцо 5, зажимные болты 6 и короткие натяжные болты 7, равномерно расположенные по окружности. Устройство закрепляется на барабане станка 8 посредством болтов 9, а форма режущей кромки 10 контролируется с помощью бесконтактного фотоэлектрического преобразователя 11 по измерительному прибору 12.

Работает устройство следующим образом. На зажимное кольцо 1 устанавливается алмазный круг 2, затем натяжное кольцо 5 так, что кольцо 3 входит в канавку кольца 5. Болтами 6 сжимают кольца 1 и 5, чтобы алмазный круг 2 надежно фиксировался в первоначально отцентрированном положении. Затем осуществляют предварительное натяжение алмазного круга. Поочередным завинчиванием болтов 6 перемещают сегменты 4 натяжного кольца 3 из канавки кольца 5 в канавку кольца 1 на глубину 0,3 0,5 мм. В кольцах 1 и 5 и алмазном круге 2 имеются соответствующие отверстия для прохода болтов 6, а болты 7 завинчиваются в резьбовые отверстия кольца 5 и упираются в тыльную сторону сегментов 4, разделенных пазами кольца 3, в результате чего сегменты 4 перемещаются в полости кольца 1 и вызывают деформацию корпуса круга и его натяжение.

При вращении натяжного болта 7 вследствие уменьшения жесткости натяжного кольца 3, натяжение круга 2 происходит практически в секторе расположения этого болта. По мере завинчивания всех болтов 7 режущая кромка 10 растягивается в пределах упругой деформации корпуса круга 2 и приобретает форму в зависимости от степени натяжения секторов. После предварительного натяжения устройство закрепляется на барабане станка 8 посредством болтов 9. Поочередно завинчивая натяжные болты 7, поворачивают барабан 8 и контролируют форму режущей кромки 10 с помощью фотоэлектрического преобразователя 11 по измерительному прибору 12.

Устройство позволяет получить круговую форму режущей кромки независимо от изменения физико-механических свойств материала корпуса алмазных кругов и погрешностей при начальной его центровке.

Кроме того, такое устройство позволяет формировать волнообразный профиль режущей кромки с числом выступов и впадин, равных числу натяжных болтов. Как показали экспериментальные исследования при резке слитков кремния диаметром 100 мм на станках "Алмаз-12" большая производительность и лучшее качество отрезаемых пластин получается при волнообразной форме режущей кромки с глубиной впадин 10 15 мкм, при этом улучшаются условия охлаждения кромки и вынос шлама.

Устройство позволяет повысить стойкость алмазного круга путем повторного натяжения круга с помощью болтов, расположенных против выступов режущей кромки до получения на их месте впадин.

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано при резке полупроводниковых слитков на пластины. Техническое решение направлено на повышение точности натяжения режущей кромки алмазного круга, что в конечном счете позволяет повысить качество отрезаемых пластин и выход годных. Это достигается тем, что в устройстве для установки и натяжения алмазного круга с внутренней режущей кромкой, содержащем два кольца с кольцеобразной канавкой, образующие полость, натяжное кольцо, установленное в полости, и болты разной длины, натяжное кольцо выполнено переменной жесткости с радиальными пазами, делящими его на сегменты с возможностью перемещения в полости с помощью болтов меньшей длины, в количестве равном числу натяжных болтов. 5 ил.

Устройство для установки и натяжения алмазного круга с внутренней режущей кромкой, содержащее два кольца с кольцеобразными канавками, образующими полость, упругий элемент в виде натяжного кольца, установленного в полости, и болты разной длины, отличающееся тем, что натяжное кольцо имеет переменную жесткость, выполнено с разделяющими его на сегменты радиальными пазами и установлено с возможностью взаимодействия сегментов с болтами меньшей длины, являющимися натяжными, причем количество сегментов равно числу натяжных болтов.