Способ алмазной резки твердых и хрупких материалов Советский патент 1991 года по МПК B28D5/00 

Изобретение относится к механической обработке твердых и хрупких материалов, а именно к способам алмазной резки кремния, германия, сапфира и т.п. на пластины.

Цель изобретения - повышение производительности и качества отрезаемых пластин.

Способ алмазной резки твердых и хрупких материалов включает натяжение алмазного круга с помощью болтов до образования формы режущей кромки в виде окружности, резку заготовки при перемещении последней и круга с подачей в зоне круга смазочно-охлаждающей жидкости. В способе после получения формы режущей кромки в виде окружности осуществляют дополнительное натяжение круга путем подтягивания через один болтами до образования волнообразной формы режущей кромки, при этом глубина впадин больше величины относительного перемещения заготовки и круга за время углового перемещения круга при резке, соответствующего

центральному углу между выступом и впадиной В процессе резки осуществляют повторное натяжение круга с помощью болтов, расположенных против выступов режущей кромки до получения на их месте впгдин.

На чертеже показан момент врезания алмазного круга в заготовку полупроводникового материала.

На чертеже обозначены форма 1 рожу- щей кромки на первом зтапе резки, форма 2 режущей кромки после повторного натяжения кромки на втором зтапе резки, заготовка 3 полупроьодникового материала, корпус 4 алмазного круга и отверстия 5 и 6 для натяжения круа.

Пусть при угловой скорости круга (У время перемещения его на угол а, равный центральному углу между выступом и впадиной, равно

(Л

С

о ю о

VI 00

t 0) 2т

а

2л

Т -

Т

N/2

(1)

где Т - период вращения круга;

N - число натяжных болтов.

Перемещение заготовки 3 за это время при скорости ее подачи

N/2

2ST

N

(2)

Для обеспечения проникновения охлаждающей жидкости в зону резания необходимо обеспечить неравенство

AR I, AR Ri-R2,

(3)

где RI - расстояние от оси вращения круга до впадины кромки;

R2 - расстояние от оси вращения круга до выступа кромки, тогда

R1 - R2 2 К ,

(4)

где К - эмпирический коэффициент пропорциональности, устанавливаемый экспериментальным путем,

Как видно из чертежа, для полного использования режущей кромки при дополнительном натяжении круга необходимо выполнить условие

Ra -Ri 4 К

TS

N

(5)

где Rs - расстояние от оси вращения круга до вновь сформированной впадины кромки, ранее участвующей в процессе резки заготовки.

Пример. Проводят резку слитка кремния 0 36 мм на станке алмазным кругом с внутренней режущей кромкой зернистостью 60/50 мкм. Диаметр отверстия с режущей кромкой 83 мм, количество натяжных болтав , В качестве СОЖ используют проточную воду.

Резку слитка проводят при частоте вращения 3000 об/мин (,02 с) и подаче мм/мин 1 мм/с,

Исходя из режимов резки, определяют глубину впадин режущей кромки по формуле (4)

R1-R2 0,006-0,040 мм.

На первом этапе натяжения натяжными болтами 5 и 6 устанавливают равномерно по окружности R2 режущую кромку. Затем четырьмя болтами 5 смещают режущую кромку на величину Ri-R2. При этом добиваются чередования впадин и выступов режущей кромки в указанном диапазоне (общее количество выступов и впадин равно числу натяжных болтов).

Проводят резку слитка на пластины толщиной 520 мкм. При контроле качества резки установленным требованиям отвечают 97% отрезанных пластин.

При резке слитка на пластины толщиной 520 мкм в случае натяжения алмазного круга с обеспечением равномерного смещения режущей кромки при подаче 5 30-36 мм/мин, выход годных пластин составляет 94%. По мере резки путем контроля прогиба пластин (не более 8 мкм) оценивают работоспособность режущей кромки, постоянно осуществляя ее правку. При неудовлетворительном качестве реза проводят дополнительную натяжку алмазного круга для возможности контакта алмазных зерен, находящихся во впадинах режущей кромки.

По формуле (5) определяют новое положение бывших в контакте алмазных зерен

R3-Ri 0,012-0,080 мм.

Путем затяжки четырех натяжных бол- тоа 6 добиваются определенной по формуле (5) глубины впадин. Затем продолжают резку по установленным регламентам,

Как показывают экспериментальные

данные, в предлагаемом способе резки удается повысить производительность резки с одновременным повышением качества пластин. Дополнительная натяжка алмазного круга повышает его стойкость.

Формула изобретения

1.Способ алмазной резки твердых и хрупких материалов, включающий натяжение алмазного круга с помощью болтов до образования формы режущей кромки в виде окружности, резку заготовки при перемещении последней и круга с подачей в зону резки смазочно-охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что. с целью повышения производительности и качества отрезаемых пластин, после получения формы режущей кромки в виде окружности осуществляют дополнительное натяжение круга

путем подтягивания через один из болтов до образования волнообразной формы режущей кромки, при этом глубина впадин больше величины относительного перемещения заготовки и круга за время углового

5 перемещения круга при резке, соответствующего центральному углу между выступом и впадиной.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости алмазного круга, в процессе резки

t

осуществляют повторное натяжение круга с выступов режущей кромки, до получения на помощью болтов, расположенных против их месте впадин.

Изобретение относится к механической обработке твердых и хрупких материалов, а именно к способам алмазной резки кремния, германия, сапфира л т.п. на пластины. Целью изобретения является повышение производительности и качества отрезаемых пластин. При алмазной ре,е полупроводниковых материалов алмазным отрезным кругом с внутренней непрерывной режущей кромкой в процессе его натяжения режущей кромче придают волнообразную форму с суммарным числом выступов и впадин, равным количеству натяжных боптов, а в про- цес е резки производят дополнительное натяжение круга болтами, расположенными против выступов режущей кромки до получения на их месте впадин. 1 з.п. ф-лы, ил.

5