CS245162B1 - Způsob výroby velmi tenkých řezacích diamantových kotoučů - Google Patents

Abstract

Problém je řečen způsobem výroby, při němž se na nosné tělo z kovu nanáší galvanicky vrstva jiného kovu, která se přitom sytí diamantovým prachem, načež po ukončení nanášení se povrch nosného těla galvanicky odleptává, až zbyde holý břit kovu, nasyv ceného diamantovým prachem, pevně spojený s nosným tělem.

Description

245162 2

Vynález patří do oboru výroby nářadí a ředí problém výroby velmi tenkých řezacích diamantových kotoučů, jejichž čapal má tloušťku několika setin mm. Tyto kotouče se používají v elektronickém průmyslu při separaci polovodičových destiček, tak zvaných čipů.

Separace polovodičových destiček se provádí v podstatě jedním ze tři způsobů a to: laaserem, vrypovou metodou diemantem a rozbruěováním· Proces separace je velmi náročný. Oddělená destičky nesmějí mít mikrotrhliny, materiál nesmí být znehodnocen teplem, nebo roztřepeným řezem. Geometrie řezu musí být přesně dodržena, separace musí být prováděna produktivně a s maximální výtěžností.

Separace byla prováděna nejprve vrypovou metodou pomocí diemantu. Při této metodě ae destičky oddělují podobnou metodou, jako se dělí tabule skla. Prakse ukázala, že geometrie řezu nebyla pravidelná, vznikaly záprasky, zmetkovitost byla veliká a tudíž výtěžnost malá.

Nověji sa přeělo na separaci rozbruěováním na vysoce výkonném zařizení pomocí tenkých řezacích diamantových kotoučů s čepelí o tlouěťce 0,03 až 0,05 mm. Výroba těchto rozbruěovacích kotoučů je mimořádně náročná.

Týto kotouče byly vyráběny ve tvaru mezikruží cca 0 60/40 mm o tlouěťce 0,06 až 0,03 mm. Velkým problémem při této výrobě je upevnění tohoto mezikruží o tlouěťce poleviny lidského vlasu do přírub a manipulac* s ním. Mezikruží se kroutí a to jak při použití velmi přesně vyrobených přírub, tak i při lepení speciálními lepidly.

Vyrobení tak tenkého řezacího diamantového kotouče klasickými metodami mechanického obrábění je velmi obtížné a je na hranici možností i velmi dobře technicky vybavené výroby, protože například axiální a radiální házivost břitu řezacího diamantového kotouče nesmí překročit 10 ^um.

Úkolem vynélezu je vytvořit způsob výroby tenkých řezacích diamantových kotoučů, zajišťující požadovanou přesnost.

Úloha je řeěena způsobem výroby velmi tenkých řezacích diamantových kotoučů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na nosné tělo z kovu se nanéěí galvanicky vrstva jiného kovu, které se přitom sytí diamantovým prachem, načež po ukončení nanášení se povrch nosného těla galvanicky odleptávé, až zbyde holý břit kovu, nasyceného diamantovým prachem, spojený pevně β nosným tělem.

Aby se dosáhlo toho, že nosné tělo se galvanicky odleptává, aniž se přitom narušuje kov, nasycený diamantovým prachem, zhotovuje se nosná tělo podle vynélezu z kovu, jehož polarizační napětí je nejméně o 0,2 V nižší, než polarizační napětí kovu, nasyceného diamantovým prachem. Proto se podle vynálezu nosné tělo zhotovuje z hořčíku, hliníku, mědi, železa, případně jejich slitin, kdežto jako kov, nasycovaný diamantovým prachem se používá chrom nebo nikl.

Výhoda způsobu podle vynélezu je v tom, že umožňuje výrobu řezacích diamantových kotoučů o tloušťce až pouhých 0,02 mm s požadovanou přesnosti spolehlivě průmyslově reprodukovatelným způsobem za přijatelných nákladů.

Příklad provádění způsobu včetně k tomu potřebných zařízení je uveden na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněn řezací diamantový kotouč, zobrazený v řezu, na obr. 2 řezací diamantový kotouč z obr. 1 před odleptáním, na obr. 3 detail . z obr. 2 ve zvětšeném měřítku, na obr. 4 řezací diamantový kotouč napojený na elektrodu, na obr. 5 uspořádání leptscího přístroje ve schematickém znázornění, na obr. 6 schéma usměrňovače pro elektrolytické leptání, na obr. 7 schéma simulačního zapojení a na obr. β křivky závislosti proudu na napětí.

Na Sáat styčné plochy £ nosného těla £ z hliníkové slitiny se galvanicky nanese vrstva 2 niklu, nasyceného diamantovým prachem o tlouělce 0,03 mm. Nosné tělo 1 a vrstvou 2 se upne do leptacího přípravku, znázorněného na obr. 4. Nosné télo £ se upne mezi spodní pružnou vložku £ a vrchní pružnou vložku J. Spodní pružné vložka 6 je podložena upínací deskou 11. do níž je zašroubován středící čep 10. opatřený závitem. Vrchní pružná deska 2 ®^e přitlačuje na nosné télo J. maticí 2i našroubovanou na stře» dici čep 10.

Leptací přípravek a nosným tSlem i se ponoří do nádoby 12 s elektrolytem, jímž je roztok NaOH o hustotě 1,12a teplotě 20 °C. Středící čep 10 ae upne do držáku 13. jak znázorněno na obr. 5, který je opatřen sběracím kontaktem na kladný pól uaměrňovacího zdroje. Nad elektrolyticky obráběnou část nosného těla £ ae umístí kruhová katoda z olova, připojené na záporný pól, Elektromotor 15 otáčí laptacím přípravkem.

Celý přístroj je napájen galvanickým zdrojem, znázorněným na obr. 6.

Galvanický zdroj je opatřen jemnou plynulou regulací, docílenou regulačním transformátorem JJ, znázorněným na obr. 6, přičemž napětí ae kontroluje voltmetrem 18 a intenzita ampérmetrem 12·

Na počátku leptání se uvede leptací přípravek do rotace 70 ot/min, přičemž počáteční napětí je nulové. Pak se napětí postupně zvyěuje. Nosné tělo 1 s vrstvou 2 tvoří anodu, složenou ze dvou kovů a to z hliníkové slitiny a niklu. Zavedením napětí se nikl, tvořící vrstvu 2 polarizuje proti směru primární elektromotorické síly. Nosné tělo 1 z hliníkové slitiny se nesnadno polarizuje á proto se z něj odleptévé vratva 16. Elektrolytické leptání hliníkové slitiny probíhá již od nejmeněích potenciálů. Z křivek závislosti proudu na napětí, znázorněných na obr. 8 je vidět, že závislost proudu na napětí je téměř přímková. Naproti tomu vrstva 2 niklu polarizuje proti směru primární elektromotorické síly. Potenciál primární elektromotorické síly se plynule zvyěuje a když dosáhne cca 0,4 V vznikne vlivem polarizace sekundární elektromotorické síla o napětí cca 0,8 V, směřující proti přimérní elektromotorické síle. Po několika minutách dostoupí polarizační napětí výěe cca 1,4 V.

Když se seřídí primární napětí na tuto hodnotu, dostoupne proud na anodě, tvořené 2 nosným tělem J,, o ploěe 1 000 mm na intenzitu 1 760 mA, čili aa proud o hustotě

17,5 A/dm².

Vrstva 2 niklu zůstává neporučena, protože jí nepřetéká žádný proud. Leptání se provádí tak dlouho, až se odleptá nosná stěna 2· takže vznikne čepel 2·

Ke konci leptání je vhodné zvýěit primární napětí na 2,8 V na dobu několika minut, čímž se leptané čepel 2 dokonale očisti. To je možné proto, že čepel 2 ^g niklu se mimo ochranu polarizační, které běhen času opět nabyl· vyěěí hodnoty, jeětě zpasivovala. Pasivace je v tomto případě způsobena nedostatkem chloridových iontů v roztoku a zplodinami elektrolýzy.

Po ukončení leptání se vypne proud, zastaví rotace, nosné tělo i s čepelí 2 se vyjme z leptacího přípravku, opláchne se vlažnou vodou, osuěi, zkontroluje a zabalí.

Claims (5)

1. Způsob výroby velmi tenkých řezacích diamantových kotoučů, vyznačující ae tím, že na nosné tělo z kovu se nanéěí galvanicky vrstva jiného kovu, která se přitom sytí diamantovým prachem, načež po ukončeni nanáěeni se povrch nosného těla galvanicky ádleptává, až zbyde holý břit kovu, nasyceného diamantovýk^prachem, spojený pevně s nosným tělem.

2. Způsob výroby podle bodu 1, vyznačující se tlm, Se nosné tělo es zhotovuje z kovu, jehož polarizační napětí je nejméně o 0,2 V nižěl, než polarizační napětí kovu, nasyceného daimantovým prachem.

3. Způsob výroby podle bodů I, 2, vyznačujíc! se tlm, Se nosné tělo se zhotovuje z hořčíku, hliníku, mědi, železa, případně jejich slitin, kdežto jako kov, nasycovaný diamantovým prachem se používá chrom, nebo nikl.

4. Způsob výroby podle bodů 1 až 3, vyznačujíc! se tlm, že kov, nasycovaný diamanto vým prachem se nenéěl za rotace,

5. Způsob výroby podle bodů 1 až 4, vyznačujíc! se tlm, že povrch nosného těla se galvanicky odleptávé za rotace.