DE2252060A1

DE2252060A1 - MACHINE FOR MULTI-STAGE PROCESSING OF SEMI-CONDUCTOR BLANKS

Info

Publication number: DE2252060A1
Application number: DE19722252060
Authority: DE
Inventors: Walentin Michajlowitsch Dolgow
Original assignee: DOLGOW
Current assignee: DOLGOW
Priority date: 1972-10-24
Filing date: 1972-10-24
Publication date: 1974-05-02
Also published as: DE2252060B2

Description

Maschine zur mehrstufigen Bearbeitung von Halbleiterrohlingen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Halbleitergeräten und zwar auf Vorrichtungen zur maschinellen Bearbeitung von beispielsweise Materialien mit Kristallstruktur wie Silizium, Germanium, Galliumarsenid, Sitallt Quarz, Keramik, die beim Herstellen von Sonnenfotoumformern, Integralachaltungen, Dioden, Trioden, Widerständen, Detektoren verwendet werden.Machine for the multi-stage processing of semiconductor blanks Die The present invention relates to the manufacture of semiconductor devices and on devices for the machining of, for example, materials with crystal structure such as silicon, germanium, gallium arsenide, metallic quartz, ceramics, which are used in the manufacture of solar photo converters, integral circuits, diodes, triodes, Resistors, detectors are used.

Das maschinelle Bearbeitungsverfahren dieser Materialien besteht darin, daß zuerst die Rohlinge auf Maschinen mitte Diamantscheiben zu Plättchen erforderlicher Dicke zerschnitten, danach diese Plättchen auf Flachschleif- und Poliermaschinen mit Hilfe von Schleifpasten oder Diamantläppscheiben geschliffen und poliert werden. The machining process of these materials is made in that first the blanks on machines in the middle diamond disks to platelets cut to the required thickness, then these plates on flat grinding and Polishing machines ground with the help of grinding pastes or diamond lapping discs and be polished.

Es sind Vorrichtungen zum Zerschneiden und Polieren von Materialien mit Kristallstruktur bekannt. They are devices for cutting and polishing materials known with crystal structure.

Das bekannte Verfahren zur Bearbeitung von Materialien mit Kristallstruktur auf diesen Vorrichtungen besteht in folgendendem: Der Rohling wird auf einen Halter geklebt und zu Plättchen zerschnitten, die dann geschliffen und poliert werden. Dieses Verfahren ermöglicht es nicht, auf diesen Vorrichtungen eine hohe Arbeitsproduktivität zu erreichen, da große Zeitverluste flir Hilfsoperationen entstehen. The well-known method for processing materials with a crystal structure on these devices consists in the following: The blank is on a holder glued and cut into small plates, which are then ground and polished. This method does not allow high labor productivity on these devices to achieve, since large losses of time for auxiliary operations arise.

Letztere bestehen im Umrusten der Vorrichtungen beim Zerschneiden der Rohlinge zu Plättchen, wenn der zu Plättchen zerschnittene Rohling losgelöst, gewaschen und zur nächsten Fertigungsoperation, d.h. zum Schleifen, weitergegeben wird.The latter consist in retrofitting the devices when cutting the blanks to platelets when the blank that has been cut into platelets is detached, washed and passed on to the next manufacturing operation, i.e. for grinding will.

Vor dem Schleifen werden die Plättchen auf Scheiben geklebt und dann geschliffen, um ihre eine Ebene zu glätten. Danach werden die Scheiben mit den Plättchen gewaschen, um sie von Schleifteilchen und -spänen zu befreien, ihre ursprUnliche Dicke wird gemessen und sie worden zur nächsten Operation, dem Polieren, weitergeleitet. Das Polieren wird in mehreren Etappen mit Hilfe von Schleif- und Polierscheiben mit sich vermindernder Korngröße der Schleifmittel und der Schleifscheiben durchgeführt, wobei die Scheiben mit den Plättchen nach Jeder Etappe beim Polieren gewaschen werden und die Dicke der von den Plättchen abgenommenen Schicht gemessen wird. Nach Beedigung der Bearbeitung werden die Plättchen von den Scheiben losgelöst und durch Waschen von Leim befreit.Before grinding, the platelets are glued to discs and then sanded to flatten their one level. Then the discs with the platelets washed to rid them of abrasive particles and chips, their original Thickness is measured and passed on to the next operation, polishing. The polishing is done in several stages with the help of grinding and polishing discs carried out with decreasing grain size of the abrasives and grinding wheels, the discs with the platelets are washed after each stage of polishing and the thickness of the layer removed from the platelets is measured. After termination During processing, the platelets are detached from the discs and washed freed from glue.

Bei maschineller Bearbeitug der Rohlinge auf den zur Zeit vorhaiiacnen Vorrichtungen sind Verluste an bearbeitotem Material unvermeidlich, da beim Zerschneiden der Rohlinge zu Plättchen unbedingt Dickenabweichungen der abgeschnittenen Plättchen als Folge des Schlagend des ßchneidkopfes auftreten. Daher mtissen die Plättchen, um sie in Dickenrichtung auszugleichen, geschliffen werden, wodurch teueres Material in Form von Spänen verloren geht. When machining the blanks on the currently existing ones Devices are losses of machined totem Material inevitable, because when cutting the blanks into platelets, deviations in the thickness of the cut platelets occur as a result of the striking of the cutting head. Therefore the platelets have to be ground in order to compensate them in the direction of thickness, whereby expensive material is lost in the form of chips.

Es sind Maschinen, beispielsweise des Typs "Staxs" (BRD) zui Zerschneiden von Halbleitern mittels einer Diamantscheibe bekannt. There are machines, for example of the "Staxs" (BRD) type for cutting up known from semiconductors by means of a diamond disc.

Diese Maschinen enthalten ein Bett, auf dem das Gehäuse der Spindeleinheit, an welcher der Schneidkopf mit der Diamantscheibe befestigt ist, montiert wird. Letztere ermöglicht es, Rohlinge, bespilsweise aus Silizium und Germanium, mit 60 mm# zu zerschneiden. Der Halter mit dem Rohling ist am Tisch befestigt, welcher in längs- und Qerrlchtung durch eine Stoßgabel und den Exzenter des Tischrückführwerks verschoben werden kann. Der Schneidkopf mit der Diamant scheibe wird mit Hilfe eines Riementriebs in Drehung versetzt, wobei die Drehgeschwindigkeit zwischen 1500 und 5000 U/min geregelt werden kann. Auf diesen Maschinen werden die Rohlinge zu maßhaltigen Plättchen zerschnitten, indem der Tisch mit dem an ihm befestigten Halter mit dem Rohling auf die Diamantscheibenschneide zu verschoben wird. These machines contain a bed on which the spindle unit housing, to which the cutting head with the diamond disc is attached, is mounted. The latter enables blanks, e.g. made of silicon and germanium, with 60 mm # to cut. The holder with the blank is attached to the table, which in longitudinal and cross direction by a push fork and the eccentric of the table return mechanism can be moved. The cutting head with the diamond disc is made with the help of a Belt drive set in rotation, the speed of rotation between 1500 and 5000 rpm can be regulated. The blanks become dimensionally stable on these machines Cut up the plate by placing the table with the holder attached to it with the The blank is moved towards the diamond cutting edge.

Es ist ein Vorteil bei der Bearbeitung der Rohlinge auf diesen Maschinen, daß die Befestigung der Diamantscheibe am Schneidkopf erhöhte Steifheit besitzt, wodurch das Vibrieren derselben vermindert wird. Es wird infolge der geringen Dicke der Diamant scheibe eine große Menge des &U zerechneidenden Materials eingespart; die Oberfläche der Plättchen wird, im Vergleich mit andern Arbeitsweisen beim Zerschneiden, nur unbedeutend beschädigt. It is an advantage when machining the blanks on these machines, that the attachment of the diamond disc on Cutting head increased rigidity has, thereby reducing the vibration thereof. It will be a result of the minor Thickness of the diamond disc contains a large amount of the material to be cut saved; the surface of the platelets becomes larger in comparison with other working methods when cut, only insignificantly damaged.

Es ist ein Nachteil dieser Maschine, daß sie oft umgerüstet werden muß. It is a disadvantage of this machine that it is often retooled got to.

Zur Weiterbearbeitmg der abgeschnittenen Teile (der Rohlingeplättchen) sind Poliereinrichtungen erforderlich. For further processing of the cut parts (the blank plates) polishing equipment is required.

Es sind Flachschleif- und Poliermaschinen zum Schleifen und Polieren von Halbloitermaterialien bekannt, die eine Spindel zum Befestigen des Polierwerkzeugs und einen runden Tisch enthall;en. Die Spindel besitzt einen Elektroantrieb mit zwischen 50 und 800 U/min regelbarer Drehgeschwindigkeit. There are surface grinding and polishing machines for grinding and polishing of semi-loiter materials known which have a spindle for attaching the polishing tool and include a round table. The spindle has an electric drive Rotation speed adjustable between 50 and 800 rpm.

Der Tisch, an dem die Plättchen bei der Bearbeitung angeklebt werden, hat einen elektrischen Einzelantrieb mit regelbarer Drehgeschwindigkeit. Ein Vorteil dieser Maschinen ist ihre hohe Bearbeitungsgenauigkeit, ein Nachteil ihre niedrige Arbeitsproduktivität.The table to which the plates are glued during processing, has an electric single drive with adjustable rotation speed. An advantage of these machines is their high machining accuracy, a disadvantage is their low Labor productivity.

Daher kann die Arbeitsproduktivität beim maschinellen Bearbeiten von Halbleiterrohlirgen nur durch bedeutende Vergrößerung der Anzahl der zur Zeit vorhandenen Zerschneid-, Schleif- und Poliervorrichtungen erhöht werden. Therefore, the labor productivity in machining of semiconductor blanks only by a significant increase in the number of them at present existing cutting, grinding and polishing devices are increased.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen. It is the aim of the present invention to overcome the disadvantages mentioned above to eliminate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zur mehrstufigen Bearbeitung von Halbleiterrohlingen zu schaffen, die ein gleichzeitiges Polieren und Zerschneiden zu mehreren Plättchen ermöglicht und den zuverlässigen Abtransport der letzteren aus der Schneidzone gewährleistet. The invention is based on the object of a machine for multi-stage Machining of semiconductor blanks that require simultaneous polishing and cutting into several platelets enables and reliable removal the latter guaranteed from the cutting zone.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Maschine zur mehrstufigen Bearbeitung von Halbleiterrohlingen, die ein Bett mit einem auf im aufgesetzten Drehtisch, an dem sich drehende Planscheiben mit den Rohlingen befestigt sind, und am Tischumfang angeordnete Bearbeitungsköpfe einschließlich der Schleif- und Polierköpfe besitzt, welche eine Drehbewegung wa ihre eigene Achse ausführen und längs der Bearbeitungsebene verschoben werden, erfindungsgemäB sich drehende Schneidköpfo vorgesehen sind, welche so aufgestellt sind, daß sie eine Schwingungsbewegung längs der Bearbeitungsebene zwischen den Schleif- und Polierköpfen ausführen können, deren Verschiebung eine Schwingbew7egung darstellt, während auf dem Tisch, der so montiert ist, daß er schrittweise im Kreis verschoben werden kann, Schlitten aufgesetzt sind die eine radiale Hin- und Herbewegung in Richtung der Bearbeitungsköpfe ausfUhren können, wobei an jedem Schlitten eineder erwähnten Planscheiben mit den Rohlingen und ein Stößel für den Rohlingsvorschub in Richtung der Schneidköp£e vorgesehen ist. This object is achieved in that the machine for multi-stage Machining of semiconductor blanks that have a bed with an on top Turntable on which rotating face plates with the blanks are attached, and Processing heads arranged on the table circumference, including grinding and polishing heads possesses, which perform a rotary movement wa their own axis and along the working plane are shifted, according to the invention rotating cutting heads are provided which are set up so that they have an oscillatory movement along the machining plane can run between the grinding and polishing heads, their displacement a Represents swinging motion while on the table, which is mounted so that it is gradual can be moved in a circle, slides are placed one radial back and can perform reciprocation in the direction of the machining heads, at each Slide one of the mentioned face plates with the blanks and a ram for the Blank feed in the direction of the cutting heads is provided.

ZweckmäBigerweise wird der Schneidkopf in Form einer Hohispindel ausgefuhrt, in der eine Transporteinrichtung so montiert ist, daß beim Zerschneiden der Rohling in den Schneidkopf geschoben wird und der abgeschnittene Rohlingsteil auf die Transporteinrichtung fällt. The cutting head is expediently in the form of a hollow spindle executed, in which a transport device is mounted so that when cutting the blank is pushed into the cutting head and the cut part of the blank falls on the transport device.

Es ist auch zweckmäBig, daß am Bett eine Zahnstange befestigt ist, während am Schlitten eine Spindel mit einem Zahnre montiert ist, welches bei der Tischdrehung in die Zahnstange eingreift und bei der Spindeldrehung den Schlitten mit den Rohlingen in Richtung der Schneidköpfe um die vorgegebene Größe des abzuschneidenden Teils verschiebt. It is also useful that a rack is attached to the bed, while a spindle with a cog is mounted on the slide, which at the Table rotation engages in the rack and when the spindle rotates the slide with the blanks in the direction of the cutting heads around the predetermined size of the cut off Partly shifts.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gem. einer der Ausführu' varianten Hohlwellen besitzen, welche im Bett angebracht sind und an denen die Bearbeitungsköpfe und die Kulissenwerke für die schwingungsartige Verschiebung der erwähnten Köpfe befestigt sind, wobei die Antriebswelle dieser Köpfe sich in der Hohlwelle befindet.The device according to the invention can be varied according to one of the embodiments Have hollow shafts, which are attached in the bed and on which the processing heads and the backdrop works for the oscillatory displacement of the heads mentioned are attached, the drive shaft of these heads is located in the hollow shaft.

Die vorgeschlagnene Erfindung Polieren und Zerschneiden einer großen Anzahl von Rohlingen und gewährleistet auch einen zuverlässigen Abtransport der abge schnittenen Rohlingateile, d.h. der Plättchen, aus der Schneidzone. Hierdurch wird es möglich, die Arbeitsproduktivitat bedeutend zu erhöhen. The proposed invention polishing and cutting a large one Number of blanks and also ensures reliable removal of the cut off blank parts, i.e. the platelets, from the cutting zone. Through this it becomes possible to significantly increase labor productivity.

Außerdem werden die Materialvcrluste beim Bearbeiten der Rohlinge vermindert. In addition, the material losses when machining the blanks reduced.

Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Hinweis auf beiliegende Zeichnungen beschrie ben; es zeigt Fig. 1 den Grundriß der erfindungsgemäßen Maschine in schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Senkrechtschnitt durch den Schleifkopf, Fig. 3 einen Senkrechtschnitt durch den Scheidkopf und Fig. 4 die Steuerungsblockschaltung. The following is a concrete embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings; it shows Fig. 1 the plan the machine according to the invention in a schematic representation, FIG. 2 is a vertical section through the grinding head, FIG. 3 shows a vertical section through the cutting head and FIG. 4 the control block circuit.

Die Maschine besteht aus einem Bett 1 und einem Drehtisch 2 (Fig. 1), auf denen alle aren Baugruppen der Maschine montiert sind. Die Führungen 3 (Fig. 2) des Drehtischs 2 sind durch Labyrinthdichtungen 4 geschützt. A de Bett 1 sind ßchleifköpfe 5, Polierköpfe 6 und Schneidköpfe 7 sowie ihr Antrieb und der Antrieb des Drehtisches 2 und auch die Zahnstangen 8 (Fig. 1) montiert. The machine consists of a bed 1 and a turntable 2 (Fig. 1), on which all the various assemblies of the machine are mounted. The guides 3 (Fig. 2) of the turntable 2 are protected by labyrinth seals 4. A de bed 1 are Grinding heads 5, polishing heads 6 and cutting heads 7 as well as their drive and the drive of the turntable 2 and also the racks 8 (Fig. 1) mounted.

Die Schleifköpfe 5, die Polierköpfe 6 und die Schneidköpfe 7 sind derartig gebaut, daß das Arbeitswekzeug (die Schleif-, Polier- oder Diamantschneidscheibe) über den Antrieb 9 (Fig. 2, 3) von einem Gleichstrommotor in Drehung versetzt werden, während der Kopf über ein Kulissenwerk 10 von einem Gleich strommotor mit Untersetzungsgetriebe eine Schwingungsbewegung erhält. The grinding heads 5, the polishing heads 6 and the cutting heads 7 are built in such a way that the working tool (the grinding, polishing or diamond cutting disc) are set in rotation by a DC motor via the drive 9 (Fig. 2, 3), while the head over a link mechanism 10 of a direct current motor with reduction gear receives an oscillatory movement.

Die ßchleifköpfe 5 und die Polierköpfe 6 bestehen aus einem Körper 11 (Fig. 2), welcher auf den Kegel einer Hohlwolle 12 aufgesetzt ist und in einem Gleitlager 13, welches am Bett 1 angebracht ist, eine Schwingungsbewegung ausführt. The grinding heads 5 and the polishing heads 6 consist of one body 11 (Fig. 2), which is placed on the cone of a hollow wool 12 and in one Slide bearing 13, which is attached to the bed 1, performs a vibratory movement.

Der Körper 11 und die Hohlwelle 12, welche durch Stifte 14 aneinander festgestiftet sind, werden zwischen zwei Spurlagern 15, 16 durch eine mit einer justierschraube versehene Mutter 1? befestigt. The body 11 and the hollow shaft 12, which by pins 14 to each other are pinned, are between two thrust bearings 15, 16 by one with a adjusting screw provided nut 1? attached.

Das Kulissenwerk 10 ist an der Hohlwelle 12 durch Schrauben 18 befestigt. Durch die auf Radiallagern 19, 20 sitzende Hohlwelle 12 ist eine Welle 21 geführt, welche silber eine Riemenscheibe 22 und den Antrieb 9 von einem Gleichatrommotor in Drehung versetzt wird. The link mechanism 10 is fastened to the hollow shaft 12 by screws 18. A shaft 21 is guided through the hollow shaft 12, which is seated on radial bearings 19, 20, which silver a pulley 22 and the drive 9 from a Gleichatrommotor is set in rotation.

Die Drehbewegung der Welle 21 wird über eine Riemenscheibe 23, einen Keilriemen 24> eine Spannrolle 25 und eine Riemenscheibe 26 auf eine Welle 27 übertragen, an welcher eine Schleif- bzw. die Polierscheibe 28 befestigt ist. Die Welle 27 sitzt im Gleitlager 29, welches wiederum im Körper 11 in Radiallagern 39, 31 sitzt. Die Welle 27 und die an ihr befestigte Schleif- bzw. Polierscheibe 28 können infolge eines Bajonettwerks 32 und eines Friktionswerks 33 längs der Achse des Lagers 29 etwas verschoben werden. The rotary movement of the shaft 21 is via a pulley 23, a V-belt 24> a tension roller 25 and a pulley 26 on a shaft 27 transferred to which a grinding or polishing wheel 28 is attached. the Shaft 27 sits in the plain bearing 29, which in turn is in the body 11 in radial bearings 39, 31 sits. The shaft 27 and the grinding or polishing wheel 28 attached to it can as a result of a bayonet mechanism 32 and a friction mechanism 33 along the axis of the bearing 29 are shifted somewhat.

Die Schleif- bzw. Polierscheibe 28 mit dem zur Schleifbearbeitung dienenden Teil, der elastisch befestigt ist und einen Schleifmittelüberzug an der Stirnseite tragt, ist durch eine Schutzhaube 34 abgedeckt. Der ganze Kopf befindet sich unter einem Schutzblech 35. The grinding or polishing wheel 28 with the one for grinding serving part, which is elastically attached and an abrasive coating on the Front side is covered by a protective hood 34. The whole head is located under an apron 35.

Der Schneidkopf 7 besteht aus einem Körper 36, welcher auf den Kegel einer Hohlwelle 37 aufgesetzt ist, die eine Schwingungsbewegung im Gleitlager 38 (Fig. 3) ausführt, das seinerseits am Bett 1 angebracht ist. The cutting head 7 consists of a body 36, which on the cone a hollow shaft 37 is placed, the one Vibratory movement executes in the slide bearing 38 (FIG. 3), which in turn is attached to the bed 1.

Der Körper 36 und die Hohlwelle 37, welche durch Stifte 39 aneinander festgestiftet sind, sind zwischen zwei Spurlagern 40, 41 durch eine mit einer Justierschraube 43 versehe Mutter 42 befestigt. Das Kulissenwerk 10 (Fig. 2, 3) ist an der Hohlwelle 37 durch Schrauben 44 befestigt. Durch die auf Radiallagern 45, 46 sitzende Holwelle 37 ist eine Welle 47 geführt, welche über die Riemenscheibe 48 des Antriebs 9 von einem Gleichstrommotor in Drehung versetzt wird. The body 36 and the hollow shaft 37, which are attached to each other by pins 39 are pinned, are between two thrust bearings 40, 41 by one with an adjusting screw 43 fastened nut 42. The link mechanism 10 (Fig. 2, 3) is on the hollow shaft 37 fastened by screws 44. Through the shaft that is seated on radial bearings 45, 46 37, a shaft 47 is guided, which over the belt pulley 48 of the drive 9 of a DC motor is set in rotation.

Die Drehbewegung der Welle 47 wird über eine Riemenscheibe 49, einen Flachriemen 50 und eine Spannrolle 51 auf eine Windel 52 übertragen, an welcher eine Diamantscheibe 53 mit innenseitiger Schneidkante befestigt ist. The rotary movement of the shaft 47 is via a pulley 49, a Flat belt 50 and a tensioning roller 51 transferred to a diaper 52, on which a diamond disc 53 is attached with an inside cutting edge.

Ein Gleitlager 54 mit einstellbarem Spiel und die sich in ihm drehende Spindel 52 sind mit Hilfe einer Mutter 55 und eines Spurgleitlagers 56 im Körper 36 befestigt. Der Körper 52, das Lager 54 und die Spezialmutter 55 sind mit Labyrinthdichtungen 57, 58 versehen. A sliding bearing 54 with adjustable play and the rotating in it Spindle 52 are in the body with the aid of a nut 55 and a track slide bearing 56 36 attached. The body 52, the bearing 54 and the special nut 55 have labyrinth seals 57, 58 provided.

Zum Schmieren der Reibflächen ist am Körper 36 ein Öler 59 angebracht, während zum Abtansport der abgeschnitte nen Plättchen aus der Bearbeitungszone sich in der Spindel 52 eine Transporteinrichtung 60 befindet, welche unbeweglich über einen Kragarm 61 am Bett 1 (Fig. 1) befestigt ist. Die zum Abschneiden dienende Diamantscheibe 53 ist durch eine ßchutzhaube 62 abgedeckt, während der ganze topf sich unter einem Schutzblech 63 (Fig. 3) befindet. An oiler 59 is attached to the body 36 to lubricate the friction surfaces, while for the removal of the cut-off platelets from the processing zone in the spindle 52 is a transport device 60 which is immovable over a cantilever arm 61 is attached to the bed 1 (Fig. 1). The one used for cutting Diamond wheel 53 is through a ßchutzhaube 62 covered while the whole pot is under a protective plate 63 (Fig. 3).

Auf dem Drehtisch 2 sind mehrere Schlitten 64 mit den Rohlingen, ein Steuerungsblock 65 (Fig. 1, 4) des Drehtisches und ein Oler 66 zum Schmieren der Tischführungen montiert. On the turntable 2 are several carriages 64 with the blanks, a control block 65 (Fig. 1, 4) of the turntable and an oiler 66 for lubrication mounted on the table guides.

Neben der Maschine befindet sich ein Steuerpult 67, in dem Steuerungsblöcke für Motoren der Köpfe und ein Wechselstromtransformator zum Speisen des uerungsblocks 65 untergebracht sind. Next to the machine is a control desk 67 in which control blocks are located for motors of the heads and an alternating current transformer for powering the control block 65 are housed.

Der Drehtisch 2 wird durch einen Gleiciistrommotor mit Untersetzungsgetriebe über ein Kurvengetriebe mit Triebstock in Drehung versetzt. The turntable 2 is driven by a direct current motor with a reduction gear Set in rotation via a cam gear with a headstock.

Der Schlitten 64 besteht aus folgenden Hauptbaugruppcn und -teilen: einem Tragkörper 63 und einem Auflager 69, Führungen 70, einem Gehäuse 71 und einer Planscheibe 72 (Fig. 3). The carriage 64 consists of the following main assemblies and parts: a support body 63 and a support 69, guides 70, a housing 71 and a Face plate 72 (Fig. 3).

Der Tragkörper 68 und die Auflager 69 sind starr am Tisch 2 (Fig. 1) befestigt. Im Tragkörper 68 ist eine Gewindebuchse 73 eingesetzt, in der mit dem einen ihrer Enden eine Spindel 74 (Fig. 3) befestigt ist. Am andern Ende der Spindel 74 ist auf einen Federkeil ein Kegolrad 75 aufgesetzt, welches sich in einem Gleitlager 76 dreht, das im Auflager 69 eingebaut ist. Das Kegelrad 75 ist durch ein Schutzblech 77 abgedeckt. Die Spindel 74 ist hohl ausgeführt und hat an ihrer Innenseite ein Gewinde, dessen Steigung geringer als die des Außengewindes ist. In die Spindel 74 ist eine Spindel 78 eingesetzt, deren eines Ende ein Gewinde für die Hin- und Herverschiebung der Buchse 73 aufweist.Das andere Ende der Spindel 78 ist glatt ausgeführt und sitzt in einer Buchse 79, die im Tragkörper 68 befestigt ist. The support body 68 and the supports 69 are rigid on the table 2 (Fig. 1) attached. In the support body 68, a threaded bushing 73 is used in which with a spindle 74 (Fig. 3) is attached to one of its ends. At the other end of the Spindle 74 is placed on a spring wedge, a Kegolrad 75, which is in a Slide bearing 76, which is installed in support 69, rotates. The bevel gear 75 is through a protective plate 77 is covered. The spindle 74 is made hollow and has on her Inside a thread, the pitch of which less than that of the external thread is. A spindle 78 is inserted into the spindle 74, one end of which is threaded for moving the bushing back and forth 73. The other end of the spindle 78 has a smooth design and sits in a socket 79 which is fastened in the support body 68 is.

Am glatten Ende der Spindel 78 ist ein Federkeil bebefestigt, während in der Buchse 79 sich eine Keilnut befindet, um eine etwaige Drehung der Spindel 78 zu verhüten. At the smooth end of the spindle 78, a spring wedge is attached while there is a keyway in the socket 79 to permit any rotation of the spindle 78 to prevent.

An der Spindel 78 ist eine Kegelbuchse 80 betestigt, welche durch eine Mutter 81 festgezogen wird. Am Tragkörper 68 sind starr die Fiihrungen 70 befestigt, in denen sich auf Rollen 82, 83 das Gehäuse 71 verschiebt. A tapered bushing 80 is attached to the spindle 78, which through a nut 81 is tightened. The guides 70 are rigidly attached to the support body 68, in which the housing 71 moves on rollers 82, 83.

Die Rolle 83 ist so gebaut, daß das vorhandene Spiel beseitigt werden kann. The roller 83 is designed to eliminate the existing play can.

Daa Gehäuse 71-ist mit Hilfe einer Sonderkegelschraube 84 mit der Kegelbüchse 80 verbunden.-Im Gehäuse 71 ist ein Gleichatrommotor 85 mit Untersetzungsgetriebe und eloirtricher Bremse eingebaut. Dieser Motor versetzt die Planscheibe 72 in Drehung. Daa housing 71-is with the help of a special tapered screw 84 with the Conical bushing 80 connected.-In the housing 71 is a Gleichatrommotor 85 with reduction gear and built-in electric brake. This motor sets the face plate 72 in rotation.

Die Planscheibe 72 läuft in Radiallagern 86, 87, welche im Gehäuse 71 sitzen. An der Innenseite der Planscheibe ist eine mit Bohrungen versehene Hülse 88 befestigt. Innerhalb der Hülse 88 ist gegenüber den Bohrungen am Gehäuse 71 ein Fotowiderstand 89 (Fig. 2, 3) befestigt, während auf der Außenseite der Hülse 88 eine Lampe 90 angebracht ist. The face plate 72 runs in radial bearings 86, 87 which are in the housing 71 sitting. On the inside of the faceplate is a sleeve provided with holes 88 attached. Inside the sleeve 88 is opposite to the bores on the housing 71 Photo resistor 89 (Fig. 2, 3) attached while on the outside of the sleeve 88 a lamp 90 is attached.

In die Planscheibe sind mehrere Gleitlager 91 eingepreßt, in denen eine Achse 94 unter Einwirkung von Federn 92 und eines Elektromagnetstößels 93 eine Hin- und Herbewegung ausführt.Several plain bearings 91 are pressed into the face plate, in which an axis 94 under the action of springs 92 and an electromagnetic plunger 93 a Performs back and forth motion.

Auf der Achse 94 sitzen schnell abnehmbare Verschlüsse mit den zu bearbeitenden Rohlingen 95. Quickly removable closures with the to sit on the axis 94 machined blanks 95.

Zum Schmieren der Achse 94 sind in die Planscheibe 72 Fettpressen 96 eirepreßt. To lubricate the axis 94 are in the face plate 72 grease guns 96 egg presses.

Die elektrische Blockschaltung besteht aus einem Eingangsblock 97 (Fig. 4) mit einem Leistungstransformator und einer Kurzschlußsicherung aus Thyristorgleichrichtern 98, 99, 100,101 einer Umrechnungsvorrichtung 102 für zwölf Stellungen, einer Um rechnungsvorrichtung 103 für sechs Stellungen und einem Magnet anlasser 104 mit einer Einrichtung zum Anlegen einer Spannung a@ den Drehtischmotor und an den Steuerungsblock 65 (Fig. 1,4). The electrical block circuit consists of an input block 97 (Fig. 4) with a power transformer and a short-circuit fuse from thyristor rectifiers 98, 99, 100,101 of a conversion device 102 for twelve positions, one Um Computing device 103 for six positions and a magnet starter 104 with a device for applying a voltage to the turntable motor and to the control block 65 (Fig. 1,4).

Der Steuerungsblock 65 des Drehtisches 2 besteht aus einem Gleichrichtor 105, einem Zähler 106 für zwölf Stellungen längs des Kreisumfangs, einem Zähler 107 für vier Stellungen längs des Kreieumfangs und aus Triggerblöcken 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115 (Fig. 4). The control block 65 of the turntable 2 consists of a rectifier 105, a counter 106 for twelve positions along the circumference, a counter 107 for four positions along the circumference of the circle and from trigger blocks 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115 (Fig. 4).

Die obenbeschriebene Maschine arbeitet folgendermaßen. The machine described above operates as follows.

Die zur Bearbeitung bestimmten Rohlinge 95 werden in die Verschlüsse eingelegt, die dann an der Achse 94 geschlossen werden. Hiernach wird Spannung an den Eingangsblock 97 und die Gleichrichter 98, 99, 100, 101 gelegt. Von den Gleichrichtern 98, 99 gelangt die Spannung an die Motoren der Schneidköpfe 7.The blanks 95 intended for processing are inserted into the closures inserted, which are then closed on the axis 94. After that, tension is on the input block 97 and the rectifiers 98, 99, 100, 101 are placed. From the rectifiers 98, 99 the voltage is applied to the motors of the cutting heads 7.

Gleichzeitig wird über den Anlasser 104 (Fig. 4) Spannung an den Block 65 gelegt, während von den Gleichrichtern 105 Spannung über den Zähler 107 für die Kreisumfangsstellungen an die Trigger 108, 112 gelangt. Die Trigger sprechen an und der Elektromagnet stößt, indem er die Feder 92 zusammendrückt, die Achse 94 mit dem Verschluß, in dem der Rohling 95 befestigt ist, in die Bearbeitungszone des Schneidkopfes 7 heraus.At the same time, voltage is applied to the block via the starter 104 (FIG. 4) 65 placed, while from the rectifiers 105 voltage across the counter 107 for the Circumference positions to the triggers 108, 112 arrives. The triggers respond and the electromagnet pushes the axle 94 by compressing the spring 92 with the closure in which the blank 95 is attached, into the processing zone of the cutting head 7 out.

Der eine Schwingungsbewegung ausführende Schneidkopf schneidet ein Plättchen vom Rohling ab, welches auf die Transporteinrichtung 60 (Fig. @. 3) fällt und aus der Bearbeitung( zone abtransportiert wird. Nach Beendigen des Schneidvorganga nimmt der Schneidkopf seine Ausgangsstellung ein und betätigt den Endschalter, der über den Zähler 106 für die Kreisumfangsstellungen die Trigger 108, 112 veranlaßt anzusprechen. Letztere wiederum schalten die Elektromotoren 85 ein, die in den Schlitten 64 angeordnet sind, welche sich gegenüber den Schneidköpfen 7 befinden. The cutting head, which performs a vibratory movement, cuts into it Plate from the blank, which falls on the transport device 60 (Fig. @. 3) and from the processing (zone is transported away. After the end of the cutting processa the cutting head assumes its starting position and actuates the limit switch, the Triggers 108, 112 initiated via counter 106 for the circumferential positions to address. The latter in turn turn on the electric motors 85 that are in the slide 64 are arranged, which are located opposite the cutting heads 7.

Beim Drehen der Planscheibe 72 und der an ihr befestigten mit Bohrungen versehenen Hülse 88 werden die Bohrungen der Hülse 88 verschoben. Sobald das Licht der Lampe 90 über eine Bohrung auf den Fotowiderstand 89 fällt, sprechen die Trigger 108, 112 wiederum an und der Motor 85 wird angehalten, während der Stößel 93 des elektromagnets den folgenden Rohling 95 zum Abschneiden desselben herausstößt. When turning the faceplate 72 and that attached to it with holes provided sleeve 88, the bores of the sleeve 88 are moved. As soon as the light the lamp 90 falls through a hole on the photoresistor 89, the triggers speak 108, 112 turn on and the motor 85 is stopped while the plunger 93 des electromagnets pushes out the following blank 95 to cut it off.

In einer solchen Reihenfolge zerschneidet die Maschine alle auf die Planscheibe aufgesetzten Rohlinge. Hiernach spricht die Umrechnungsvorrichtung 102 für 12 Stellungen an und ein Signal wird dem Anlasser 104 für die Drehung des Tische 2 zugeführt. Letzterer führt 1/8 einer vollen Umdrehung aus. In such an order the machine cuts all of them up Faceplate placed blanks. After that, the conversion device 102 speaks for 12 positions on and a signal is given to the starter 104 to rotate the table 2 supplied. The latter makes 1/8 of a full turn.

Nach Beendigung der Drehung des Tische 2 gelangt ein Signal an die Umrechnungsvorrichtung 103 und die Elektromotoren der Schleifköpfe 5 werden eingeschaltet. Gleichzeitig werden die Elektromotoren 85 der Schlitten 64 eingeschaltet, welche in diesem Augenblick gegenüber den Schleifköpfen 5 stehen. Die erwähnten Motoren versetzen die Planacheibe 72 in Drehung. After the rotation of the table 2 has ended, a signal is sent to the Conversion device 103 and the electric motors of the grinding heads 5 are switched on. At the same time, the electric motors 85 of the carriage 64 are switched on, which are at this moment opposite the grinding heads 5. The engines mentioned set the planar disk 72 in rotation.

Die Schleifscheibe 28 beginnt sich zu drehen und gleichzeitig sich im Gleitlager vorwärtszubewegen, da das Friktionswerk 33 auf eine bestimmte Anpreßkraft der Schleifscheibe an die Stirnseiten der Rohlinge, die aus zu bearbeitendem Material bestehen, berechnet ist. The grinding wheel 28 begins to rotate and at the same time it begins to rotate move forward in the plain bearing, since the friction mechanism 33 acts on a certain contact pressure the grinding wheel to the end faces of the blanks, which are made of the material to be machined exist, is calculated.

Nachdem diese Kraft erreicht ist, beginnt das Gleitlager 29 sich in den Radiallagern 30 zu drehen, Der Schleifprozeß beginnt. Gleichzeitig hiermit wird über die Trigger 109, 113 der Elektromagnet mit dem Stößel 93 betätigt und die Rohlinge auf den Schlitten 64 (Fig. 3)> welche gegenüber den Sctmeidköpfen 7 stehen, werden der Beihc nach in die Bearbeitungszone herausbestoßen, absesehnitten und auf obenbeschriebene Weise abtansportiert. After this force is reached, the sliding bearing 29 begins to rotate in the radial bearings 30, the grinding process begins. Simultaneously with this the electromagnet with the plunger 93 is actuated via the triggers 109, 113 and the blanks on the carriage 64 (Fig. 3)> those opposite the Sctmeidköpfe 7, the Beihc are pushed out into the processing zone and transported away in the manner described above.

Nach jedem Signal zur Drehung des Tisclw 2 wird von der Umrechnungsvorrichtung 102 ein Befehl über die Umrechnungsvorrichtung 103 den Elektromotoren der Köpfe 5, 6 gegeben. Die Elektromotoren dieser Köpfe werden umgesteuert und die Schleif- bzw. Polierscheibe 28 wird durch das Bajonettwerk 32 und das Friktionswerk 33 von der Planscheibe 72 fortgeführt: so daß der Tisch 2 sich drehen kann. After each signal to rotate the table 2, the conversion device 102 a command via the conversion device 103 to the electric motors of the heads 5, 6 given. The electric motors of these heads are reversed and the grinding or polishing disk 28 is through the bayonet mechanism 32 and the friction mechanism 33 of the face plate 72 continued: so that the table 2 can rotate.

Beim Drehen des Tischs um 1/3 seiner vollen Umdrehung greift das Kegelrad 75 in die Zahnstange 8 ein, welche auf dem Bett in Drehungsrichtung des Tisch 2 vor dem Schneidkopf 7 aufgesetzt ist, und dreht sich um einen bestimmten Winkel. When the table is turned 1/3 of its full turn, this takes effect Bevel gear 75 in the rack 8, which is on the bed in the direction of rotation of the Table 2 is placed in front of the cutting head 7, and rotates around a certain Angle.

Hierbei dreht das Kegelrad 75 die Spindel 74, die sich in der Buchse 73 dreht, wobei gleichzeitig die Spindel 78 verschoben wird.Here, the bevel gear 75 rotates the spindle 74, which is in the socket 73 rotates, the spindle 78 being displaced at the same time.

Bei ihrer Vorwärtsbewegung verschiebt die Spindel 78 das Gehäuse 71 des Schlittens 64 in den Führungen 70 um einen Wert, welcher gleich der Differenz der Steigungen der Spindeln 74, 78 ist. Das Verhältnis dieser Werte wird durch die erforderliche Dicke der abzuschneidenden Plättchen bestimmt und ist regelbar. As it moves forward, the spindle 78 displaces the housing 71 of the carriage 64 in the guides 70 by a value which is equal to the difference the pitches of the spindles 74, 78. The ratio of these values is determined by the The required thickness of the platelets to be cut is determined and can be regulated.

Der Prozeß des Einschaltens der Reihe nach der übrigen Köpfe und Schlitten verläuft analog dem obenbeschriebenen. The process of turning on the remaining heads in turn The slide runs analogously to the one described above.

Beginnend mit dem Augenblick, in dem alle öpfe und Schlitten gleichzeitig arbeiten, beginnt die Maschine, im automatischen Betrieb zu funktionieren. Starting with the moment when all heads and sleds are at the same time work, the machine begins to operate in automatic mode.

Wenn die Rohlinge vollkommen aufgebraucht sind, fährt der Schlitten 64 auf den Endschalter und gibt das Signal zum Ausschalten der Maschine. When the blanks are completely used up, the carriage moves 64 on the limit switch and gives the signal to switch off the machine.

Die Maschine wird in derselben Reihenfolge ausgeschaltet, in der sie eingeschaltet wurde. The machine turns off in the same order in which she was turned on.

Das Gehäuse 71 des Schlittens 64 wird mit Hilfe eine abnehmbaren Einrichtung in die Ausgangsstellung zurückgeführt. The housing 71 of the carriage 64 is removable with the aid of a Device returned to the starting position.

Die Verwendung der neuen Maschine mit zwei Schneid- und 6 Polier- bzw. Schleifköpfen ermöglicht eine Erhöhung der Produktivität bei maschineller Bearbeitung von beispielsweise Siliziumrohlingen während der Herstellung von Sonnenfotoumformern ungefähr um das 20fache im Vergleich mit den bekannttn Maschinen für dasselbe Programm und macht eine bedeutende Verminderung der eingenommen Produktionsfläche und des Bedienungspersonals möglich. The use of the new machine with two cutting and 6 polishing or grinding heads enables an increase in productivity in machining for example silicon blanks during the manufacture of solar photo converters about 20 times that of the known machines for the same program and makes a significant reduction in the area of production and the Operating personnel possible.

So beträgt beispielsweise bei Bearbeitung von Siliziumrohlingen mit 45...50 mm die Produktivität einer solchen Maschine 35 Sekunden pro Plättchen während bei den vorhandenen Vorrichtungen ca. 10 Minuten pro Plättchen erforderlich sind. For example, when machining silicon blanks, with 45 ... 50 mm the productivity of such a machine during 35 seconds per wafer about 10 minutes per wafer are required with the existing devices.

Claims

PATEN TANSPRÜ 0 RE

1. Machine for multi-stage processing of semiconductor blanks, the one bed with a turntable on it, on which the rotating face plates are attached to the blanks, and processing heads arranged on the table circumference including grinding and polishing heads that rotate around their execute their own axis and move them along the working plane, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that rotating cutting heads (7) are provided are, which are set up so that they cause an oscillation movement along the processing plane between tween the grinding heads (5) and the polishing heads (6) can run their Displacement represented an oscillatory movement while on the table (2), the is mounted so that it can be moved gradually in a circle, slide (64) are attached, which have a radial back and forth movement in the direction of the machining heads can perform, with one of the aforementioned face plates on each slide (64) (72) with the blanks (95) and a ram (92) for advancing the blanks (95) is provided in the direction of the cutting heads (7).

2. Machine according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the cutting head (7) is designed in the form of a hollow spindle (52), in the one transport facility (60) is mounted so that the blank (95) is pushed into the cutting head (7) during cutting and the cut Part of the blank (95) falls on the Tranßp.orteinrichtung (60).

3. Machine according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that a rack (8) is attached to the bed (1), while on each carriage (64) a spindle (78) with a gear (75) is mounted, which when rotating of the table (2) engages in the rack (8) and when the spindle (78) rotates the carriage (64) with the blanks (95) in the direction of the cutting heads (7) around the the specified size of the part to be cut off.

4. Machine according to claim 1, d a d u r c h s e k e n n -z e i c h n e t that in the bed (1) hollow shafts (37) are arranged on which the machining heads and the link mechanism (10) for the vibration-like displacement of the heads mentioned are attached, the shaft (47) of the drive (9) of these heads in the mentioned Shaft (37) is located.

L e r s e i t e