Оборудование для резки пластин
Рефераты >> Технология >> Оборудование для резки пластин

Шероховатость для зернистости 60 / 40:

Rz = ( 2 , 0-3 , 0 ) мкм; Rq = ( 0 , 25-0 , 50 ) мкм ,

Глубина нарушенного слоя: на новом оборудовании – ( 15-20 ) мкм, на старом – ( 40-60 ) мкм.

Величина стойкости G алмазных дисков связана с основными технологическими факторами соотношением

G = Km × Vnрез/ Sm

Km – коэффициент, характеризующий материал;

Vрез – скорость резания; S – скорость подачи;

m,n – постоянные величины.

Важным фактором обеспечения работоспособности кругов АКВР является жесткость полотна корпуса, которая влияет на точность и качество поверхности пластин, а также ширину пропила. Под жесткостью I понимают отношение нормальной нагрузки P, приложенной в точке внутреннего контура, к осевому перемещению F, под действием этой силы: I= P/F. Жесткость инструмента пропорциональна натяжению и толщине полотна. Реальные значения жесткости кругов АКВР лежат в пределах ( 3-5 )×10 Н/м. Однако чрезмерное увеличение напряжения вызывает интенсивный износ круга и ухудшение точности отрезаемых пластин.

На практике натяжение кругов осуществляется различными конструктивными устройствами (гидравлическими, механическими и др.).

Натянутый алмазный круг не является идеально плоским инструментом и имеет ряд погрешностей геометрической формы: неплоскостность корпуса (прогиб до 30 мкм), осевое биение режущей кромки, эллипсообразную форму режущей кромки и др. Эти погрешности становятся особенно заметными при увеличении габаритов полотна круга в связи с переходом на пластины большого диаметра и являются причиной возникновения не точностей и ухудшения качества отрезаемых пластин.

Инструмент крепят винтами на конце шпинделя вращающего­ся с частотой 3—5 тыс. об/мин, к барабану (рис. 5) с помощью колец, имеющих сферический выступ на одном и соответствующую впадину на другом, чем обеспечивается необходимый предвари­тельный натяг диска. Окончательное натяжение диска обеспечива­ется при установке его на барабан 1. Стягивающими винтами 7 уменьшают зазор между буртиком 2 барабана 1 и зажимными кольцами 5. Режущий диск 6 при этом упирается в опорный вы­ступ 4 барабана и растягивается в радиальном направлении. Между зажимными кольцами и буртиком барабана устанавлива­ют регулирующие прокладки 3, которые ограничивают перемеще­ние колец 5 и предохраняют диск от разрыва из-за чрезмерного натяжения. Равномерного натяжения диска достигают последова­тельным постепенным затягиванием диаметрально расположен­ных винтов 7

Рис. 5.

Барабан для закреп­ления диска с внутренней ал­мазной режущей кромкой

На некоторых моделях машин, например «Ал­маз-бМ», натяг диска обеспечивается закачкой жидкости (напри­мер глицерина) в полость между зажимными кольцами (рис. 6).

Натяжение алмазных дисков увеличивает их стойкость. Недостаточное натяжение приводит к искажению формы отрезаемых пластин, их поломке, отклонению от плоскости ориентации пластин и т.д. Чрезмерное натяжение увеличивает износ диска.

Рис. 6.

Барабан с натяжением режущего диска гидравлическим способом:

1— корпус

2— кольцо

3— обратный и спускной клапаны

4— съемное кольцо

5— режущий круг

6— уплотнительное кольцо

7— винт

8— зажимное кольцо

9— полость для деформации круга

Максимальная скорость вращения ограничена вибрацией алмазного диска, температурой зоны резания и снижением его службы.

Режим резки выбирают в зависимости от вида полупроводникового материала, диаметра слитка, толщины отрезаемых пластин. Процесс резки характеризуется абразивным съемом материала связанным зерном и характеризуется прерывистым контактом между инструментом и изделием ( вследствие погрешности геометрии инструмента ), что приводит к ударному взаимодействию. Схема сил, действующих при резке, показана на рис.7. Отношение составляющих Pz/Py для кремния лежит в пределах 0,3-0,5.

Рис. 7

Силы, действующие при резке слитка

1- режущая кромка

2- слиток

Зависимость сил Py и Pz при резке слитков кремния от окружной скорости V круга и подачи S слитка показана на рис.8.

Рис 8

Зависимость сил Py и Pz от

а- окружной скорости круга V

б- подачи S

С увеличением скорости резания качество поверхности пластин улучшается и увеличивается точность обработки, что объясняется уменьшением силы резания и, следовательно, снижением местных деформаций круга и не параллельности плоскостей отрезаемых пластин. Однако при увеличении скорости резания выше 22 м/с, что соответствует 5000 об/мин шпинделя, возникают вибрации станка и температура в зоне резания, что ухудшает качество обработки.

С ростом подачи качество обработки снижается, так как при слишком большой подаче силы резания резко возрастают, в результате чего круг изгибается.

Рекомендуются следующие режимы резания: окружная скорость 17-22 м/с, подача не более 40-50 мм/мин при резке германия и арсенида галлия и 30-40 мм/мин при резке кремния.

СОЖ удаляет отходы полупроводникового материала из зоны резания и отводит тепло от инструмента и обрабатываемого материала. В качестве СОЖ используют воду с небольшими добавками поверхностно-активных веществ.

Наилучшим способом подачи СОЖ в зону резания является подача сверху вниз непосредственно на режущую кромку. Расход СОЖ – 2,5-4 л/мин.

При качественном натяжении алмазного круга и правильном подборе режимов резания пластина полупроводникового материала должна иметь поверхность без сколов, царапин и грубых рисок. Разброс по толщине для партии пластин, нарезанных из одного слитка, не должен превышать ±0,03 мм, не параллельность плоскостей ±0,02 мм, а сферичность (прогиб) – не более 0,015-0,020 мм.

Рис 9

Схема резки диска с внутренней режущей кромкой:

1- головка шпинделя

2- диск

3- слиток

4- державка

5- пластина

6- сборник


Страница: