Устройство для магнитно-абразивной обработки

 

Изобретение относится к области станкостроения и может быть исполь - зовано при обработке полупроводниковых пластин. Целью изобретения является повышение эффективности и качества обработки путем задания сложного неориентированного движения ферромагIt (Л 19 Х i Ц Л f TJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„13) 5257 (дН 4 В 24.В 31/112

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;,; .

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 (21) 3960416/31-08 (22) 08.10.85 (46) 07.06.87. Бюл. ¹ 21 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М.И.Арсеничева (72) В.Л.Завацкий, Б.И.Мовшиц, С.Л.Спектор и А.Н.Тонконог (53) 621.923.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 753615, кл. В 24 В 31/112, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к области станкостроения и может быть исполь зовано при обработке полупроводниковых пластин. Целью изобретения является повышение эффективности и качества обработки путем задания сложного неориентировàííîro движения ферромаг1315257 нитному порошку за счет непрерывного изменения магнитного поля в рабочем зазоре. Это обеспечивается выполнением магнитной системы устройства, включающей установленную с возможностью осевого перемещения магнитную головку 1 и ротор. Кольцевая рабочая зона на торце магнитной головки 1 образована установленными на концентрических окружностях электромагнитами

4, подключенными к блоку питания с обеспечением чередования их полюсов по окружностям и в радиальном направлении. Ротор, размещенный соосно с

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для обработки пластин для радиоэлектронной промышленности, при производстве полупроводниковых приборов и больших интегральных схем.

Целью изобретения является повышение эффективности и качества обработки полупроводниковых пластин путем задания сложного неориентированного ,движения ферромагнитному порошку для одновременной обработки плоскости и периферийных граней пластин при исключении динамического воздействия на пластины за счет непрерывного изменения магнитного поля в рабочем зазоре, обеспечиваемого выполнением магнитной системы..

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид, в разрезе; на фиг.2 — узел I на фиг.1; на фиг.3— рабочая зона магнитной головки; на фиг.4 — кольцевая оправка с расположенными на ней постоянными магнитами.

Устройство для магнитно-абразив25 ной обработки полупроводниковых пластин содержит магнитную головку 1, закрепленную на штоке 2 гидропривода

3. На кольцевой рабочей поверхности магнитной головки 1 электромагниты 4 расположены по концентрическим окружностям (фиг.3). Каждый электромагнит

4 выполнен в виде катушки, смонтированной в стакане с сердечником. Стакан и сердечник выполнены из материмагнитной головкой, выполнен в виде планетарного механизма, на шестернях-сателлитах 5 которого закреплены сменные кольцевые оправки 6 с расположенными по окружности постоянными магнитами 7. На магниты 7 на.глеиваются специальным составом обрабатываемые полупроводниковые пластины. Каждая из оправок 6 снабжена емкостями для размещения металлизированного абразивного порошка (например, алмазного) перед обработкой и сбора и подачи

его в рабочую зону в процессе обработки. 4 ил.

2 ала с хорошей магнитной проницаемостью, а магнитная головка 1 — иэ немагнитного материала, например алюминиевого сплава. Электромагниты 4 подключены к блоку питания (не показан) так, что их полюса N u S чередуются как по окружности, так и в радиальном направлении.

Устройство содержит также ротор, установленный соосно с магнитной головкой 1 и выполненный в виде планетарного механизма, на шестернях-сателлитах 5 которого закреплены смен- ные кольцевые немагнитные оправки 6, несущие равномерно расположенные по окружности постоянные магниты 7, например ферритовые кольца, установленные в стальной гильзе и снабженные стальным сердечником. Каждая из оправок 6 охвачена карманом 8, а в ее полости установлена чаша 9 со сферическим или конусообразным дном, которые.перед установкой заполняются ферромагнитным порошком — металлизированным абразивным порошком (например, алмазным). Оправки 6 фиксируются штифтами на шестернях-сателлитах 5, которые своими полуосями 10 посажены в подшипники 11, установленные на водилах 12. Последние закреплены на полом валу 13, который удерживается подшипниками 14. Снизу на полом валу

13 закреплено зубчатое колесо 15, входящее в зацепление с конической шестерней 16, установленной на выход1315257

20 ном валу приводного механизма 17. На неподвижном стержне 18, который проходит сквозь полый вал 13 и вмонтирован в основание 19, закреплен неподвижно зубчатый венец 20. СОЖ подается в зону обработки через отверстия 21 в сердечниках, имеющихся в каждом электромагните 4. Из зоны обработки часть СОЖ попадает в карманы 8 и в чаши 9 (фиг.2). Через отверстия 22 в стенках карманов и в днище чаши, оправок и в шестернях-сателлитах СОЖ стекает в короб 23. Частицы порошка, попавшие сюда вместе с СОЖ, осаживаются на дно короба 23, а жидкость удаляется через сливной носок 24.Порошок собирается и повторно исполь— зуется.

Обрабатываемые полупроводниковые пластины 25 наклеивают непосредственно на постоянные магниты 7 с помощью специального состава, а после обработки снимаются. Поверхность оправки очищается и на магниты крепится новая партия пластин.

Устройство работает следующим образом.

Подключают электромагниты 4 к блоку питания с обеспечением чередования полюсов. Соотношение величин магнитных силовых потоков управляемых электромагнитов 4 и постоянных магнитов

7 может быть в пределах 2/1-4/1, вы— бор соотношения зависит от материала и толщины обрабатываемых пластин.

Так, при обработке пластин толщиной

0 2-1,0 мм из кремния выбирают большее значение соотношения магнитных полей. От приводного механизма крутящий момент передается на зубчатое колесо 15, которое вращает полый вал

13,. а вместе с ним и водило 12. При этом сателлиты совершают планетарное движение, вращаясь вокруг неподвижного зубчатого венца 20 и одновременно вокруг собственной оси. Вместе с сателлитами планетарное движение совершают оправки 6 с закрепленными полупроводниковыми пластинами. Гидропривод 3 регулирует зазор между магнитной головкой 1 и оправкой 6. Обрабатывающий порошок, находящийся в чашах 9, перемещается по днищу вверх и подхватывается электромагнитами 4 неподвижной магнитной головки 1,. образуя определенный слой ферромагнитного порошка. Планетарное движение опраЪ

55 вок вызывает смену относительного расположения полюсов N u S электрических и постоянных магнитов (верхних и нижних), что приводит к своеобраз— ному колебанию зерен порошка, смене их положения относительно обрабатываемой поверхности. Такое явление улучшает условия прохождения СОЖ сквозь порошок, повышает эффективность обработки не только плоскостей, но и граней, что очень важно, поскольку удаляет в этих местах нарушенный слой и предотвращает развитие трещин на периферии пластин.

Оторвавшиеся при работе устройства зерна ферромагнитного порошка попадают в карманы 8 и чаши 9, откуда вновь под действием магнитного поля и центробежных сил поступают в рабочую зону.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Устройство для магнитно-абразивной обработки ферромагнитным абразивным порошком деталей в виде пластин, закрепленных на полюсах магнитной системы ротора, связанных с шестернямисателлитами планетарного механизма, включающее расположенную соосно ротору и установленную с возможностью осевого перемещения магнитную головку с кольцевой рабочей поверхностью на торце, образованной полюсами электромагнитных катушек, равномерно расположенных по окружности, подключенных к блоку питания с обеспечением чередования полярности их полюсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки при обработке полупроводниковых пластин, магнитная система ротора выполнена в виде постоянных магнитов, равномерно расположенных по окружности на введенных в устройство сменных кольцевых оправках, каждая из которых закреплена на шестерне-сателлите и снабжена расположенными внутри и снаружи нее емкостями для размещения ферромагнитного порошка, а электромагнитные катушки магнитной головки расположены в несколько рядов на концентрических окружностях и подключены . к блоку питания с обеспечением чередования полярности их полюсов как по окружности, так и в радиальном направлении.

1315257

1315257

ВНИИПИ Заказ 2255/15 Тираж 715 Нодйисное

Произв. полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4