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Honeinrichtung zum Schneiden und Schleifen
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mit entlang der inneren Peripherie angeordneten Diamantpartikeln
Die Erfindung bezieht sich auf eine Honeinrichtung zum Schneiden und Schleifen,
mit einem ringförmigen, aus gewalztem Metall bestehenden Träger.
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Allgemein wird eine solche Honeinrichtung "Diamantmesser" (ID blade)
bezeichnet und ist mittels Schrauben, die durch in Umfangsrichtung einander benachbart
und mit Abstand von der äußeren Peripherie des Trigers angeordnete Schraubenlöcher
gesteckt sind, über einen Rahmen wie ein Trommelfell gespannt. Die Honeinrichtung
und der Rahmen werden zur Durchführung von Schneid- und/oder Schleifarbeiten in
hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten versetzt.
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Es sind bereits verschiedene derartige Honeinrichtungen vorgeschlagen
und praktisch verwendet worden, wobei eine typische derartige herkömmliche Ausführungsform
eine ringförmige, aus gewalztem Metall bestehende Platte, einen Trager sowie eine
Anzahl von Diamantpartikel aufweist, die entlang der inneren Peripherie der ringförmigen,
aus Metall bestehenden Platte angeordnet sind. Sobald die Honeinrichtung durch Aufbringen
einer gleichförmigen Spannung entlang der gesamten iußeren Peripherie der Platte
gespannt wird, neigt die innere Peripherie bzw. der Schneid- und Schleifabschnitt
der Honeinrichtung dazu, sich von einer Kreis- zu einer Ellipsengestalt zu verformen.
Diese Verformung ist der Tatsache zuzuschreiben, daß der Verformungswiderstand und
die Festigkeit der Platte durch den Walzprozeß erhöht worden sind,
so
daß die Platte bei Verwendung in diesem Zustand erhöhten Verformungswiderstandes
und erhöhter Festigkeit eine sogenannte Anisotropie zeigt, d.h. daß sich der Elastizitätsmodul
in Walzrichtung von demjenigen in einer Richtung senkrecht zur Walzrichtung unterscheidet,
woraus der Verlust der Kreisgestalt resultiert. Dieser Verlust der Kreisgestalt
hat eine für eine derartige Honeinrichtung höchst unerwünschte Ablenkung in radialer
Richtung zur Folge. Mittels einer solchen Honeinrichtung kann auf diese Weise ein
hochwertiges Produkt wie ein Halbleiterscheibchen nicht hergestellt werden.
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Zur Behebung dieser Nachteile ist bereits ein Verfahren zur Herstellung
einer ringförmigen Honeinrichtung zum Schneiden und Schleifen vorgeschlagen worden,
deren innere Peripherie durch eine elliptische Gestalt gekennzeichnet ist. Bei der
durch dieses Verfahren hergestellten ringförmigen Honeinrichtung gleicht die anfengliche
Differenz der radialen Maße der längeren und kürzeren Seiten der inneren Peripherie
die Differenz zwischen den Dehnungen der langeren und kürzeren Seiten der elliptischen
inneren Peripherie aus, sobald die Honeinrichtung gespannt wird, so daß die Gestalt
der inneren Peripherie von einer Ellipse zu einem Kreis verändert wird. Es wäre
jedoch unter dem Gesichtspunkt der Herstellung des Trägers und der Maßhaltigkeit
während der Herstellung des Trägers vorzuziehen, wenn sowohl die äußere als auch
die innere Peripherie der ringförmigen Honeinrichtung von kreisförmiger Gestalt
mit gemeinsamem Mittelpunkt wären, da die Ausgestaltung der inneren Peripherie als
Ellipse den Herstellungsprozeß kompliziert und beschwerlich macht.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Honeinrichtung zum Schneiden
und Schleifen mit darauf angeordneten Diamantpartikel zu entwerfen, welche einen
ringförmigen, aus ge-
walztem Metall bestehenden Träger umfaßt,
der aus einem anisotropen Metall besteht und dessen innere Peripherie eine Kreisgestalt
aufweist, welche auch in gespanntem Zustand des Trägers aufrechterhalten werden
kann.
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Es ist weiterhin die Aufgabe der Erfindung, eine Honeinrichtung zu
entwerfen, bei welcher die dem Stand der Technik innewohnenden Nachteile vermieden
werden.
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Gelöst werden diese Aufgaben dadurch, daß der Träger verjüngte Abschnitte
einer beliebigen Gestalt aufweist, die in ausgewählten Flächen des Trägers angeordnet
sind und daß entlang der inneren Peripherie des Trägers Diamantpartikel angeordnet
sind.
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Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Honeinrichtung zum Schneiden
und Schleifen wird die Dickenverteilung über die, den ringförmigen Träger bildende,
aus Metall bestehende Platte so eingestellt, daß die Verteilung der inneren Spannungen
über die Platte scheinbar richtungsunabhängig gemacht wird, in dem die dem Metall
innewohnende Anisotropie eliminiert wird.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die verjüngten Abschnitte
durch Elektroerodieren der aus rostfreiem Stahl bestehenden Platte ausgebildet.
Um eine gewünschte Dickenverteilung über die Platte zu erreichen, werden die Plattenoberflächen
durch elektrolytische oder chemische Behandlung örtlich erodiert, so daß die Plattendicke
örtlich reduziert wird. Die Erosion auf den Plattenoberflächen kann derart durchgeführt
werden, daß sich verjüngte Abschnitte einer ausgewählten Gestalt und Größe in ebenfalls
ausgewählten Flächen auf der Platte ergeben. Eine derartige Erosion ist als sogenanntes
Rasterverfahren (masking process) bekannt.
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Der Ort und die Größe der auf der Platte zu erodierenden Flächen kann
theoretisch vorbestimmt jedoch endgültig durch ein empirisches Annäherungsverfahren
bestimmt werden.
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Da die Menge an Plattenmaterial, die durch die Erosion zu entfernen
ist, sehr klein ausfällt, kann bei der vorliegenden Erfindung diese Erosion durchgeführt
werden, ohne die erforderliche Festigkeit des Trägers zu opfern.
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Die erfindungsgemäße Honeinrichtung behält ihre Kreisgestalt bei und
wird nicht in'der Waagerechten ausgelenkt, auch dann nicht wenn sie gespannt wird,
so daß mittels der erfindungsgemäßen Honeinrichtung hochwertige Halbleiterscheibchen
hergestellt werden können.
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Die obigen und andere Ziele sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden einem einschlägigen Fachmann aus einem Studium der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen noch deutlicher, welche
eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, dies jedoch nur
zum Zweck der Verdeutlichung, nicht um deren Rahmen zu beschränken.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Honeinrichtung zum Schneiden und Schleifen mit Diamantpartikeln
entlang der inneren Peripherie; Fig. 2 eine Draufsicht der genannten Honeinrichtung
gemäß Fig. 1 ohne Darstellung der Diamantpartikel; Fig. 3 eine teilweise Darstellung
eines Schnittes gemäß Linie A-A' der Fig. 2.
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Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche eine bevorzugte Ausführungsform zeigen.
In allen Figuren der Zeichnungen bezeichnet 1 einen ringförmigen Träger, der aus
einer gewalzten, aus rostfreiem Stahl (SUS 302) bestehenden Platte hergestellt ist,
eine Dicke von 0,1 mm, einen
äußeren Durchmesser von 422 mm und
einen inneren Durchmesser von 153 mm aufweist. Der Träger 1 ist mit zwei kreisabschnittförmigen
verjüngten Abschnitten 6 und 7 beiderseits einer Durchmesserlinie D ausgebildet,
welche in Walzrichtung der Platte verläuft. Die verjüngten Abschnitte 6 und 7 verlaufen
symmetrisch zu der Durchmesserlinie D, wobei ihre geraden Seiten einander gegenüberstehen
und parallel zueinander verlaufen. Die verjüngten Abschnitte 6 und 7 werden durch
Eintauchen der aus rostfreiem Stahl bestehenden Ausgangsplatte für den Träger 1
in einen Elektrotyten eingetaucht, wobei während der Zeit von einer Minute eine
Stromstärke von 100 A im Elektrolyten eingestellt wird, um die Flächen 6' und 7'
der Platte zu erodieren, deren Oberflächen mit Ausnahme der genannten Flächen 6'
und 7' abgedeckt sind.
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Durch die elektrolytische Erosion wird die Dicke der Platte im Bereich
der Flächen 6' und 7' um 2 bis 3 um reduziert.
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Der entsprechend dem vorstehend geschilderten Verfahren hergestellte,
mit kreisabschnittartigen verjüngten Abschnitten 6 und 7 ausgebildete Träger 1 wird
anschließend auf galvanischem Wege, d.h. unter Zwischenanordnung einer Metallschicht
wie Nickel entlang dessen innerer Peripherie 2 mit Diamantpartikeln 3 versehen,
um die erfindungsgemäße Honeinrichtung zu vervollständigen. Die Bezugsziffer 4 bezeichnet
Schraubenlöcher zur Aufnahme von Schrauben, mittels welchen die Honeinrichtung gegenüber
einem zeichnerisch nicht dargestellten Stützteil gesichert wird.
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Die auf diese Weise hergestellte Honeinrichtung wurde auf einem hydraulisch
spannbaren Rahmen gespannt, um deren Dehnung in radialer Richtung zu messen, wobei
gleichzeitIg eine herkömmliche Honeinrichtung, deren Maße der erfindungsgemäßen
Honeinrichtung entsprechen in ahnlicher Weise geprüft würde, um deren Dehnung in
radialer Richtung zu messen. Die Versuchsergebnisse wurden miteinander verglichen.
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Durch Anlegen einer Spannung auf dem Rahmen wird jede der beiden in
Betracht gezogenen Honeinrichtungen gleichförmig entlang des gesamten jeweiligen
Umfanges gespannt. Aufgrund der Spannung dehnt sich die innere Peripherie des Trägers
und insbesondere der Honabschnitt. Das heißt die Spannung vergrößert den Radius
der Honeinrichtung, wobei jedoch die Zunahme des Radius aufgrund der Anisotropie
des rostfreien Stahles in Walzrichtung größer ausfällt als in einer Richtung senkrecht
zur Walzrichtung, so daß sich die innere Peripherie zu einer elliptischen Gestalt
verformt.
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Bei jeder der beiden in Betracht gezogenen Honeinrichtungen zum Schneiden
und Schleifen beträgt die durchschnittliche Zunahme in radialer Richtung bei einem
hydraulischen Druck 2 von 300 Kg/cm 0,8 mm oder 1,05 % des Radius der Honeinrichtung
bei normalem bzw. spannungsfreien Zustand. Die herkömmliche Honeinrichtung zum Schneiden
und Schleifen als erenz zeigt jedochzwischen den Maximal-und Minimalwerten der Zunahme
in radialer Richtung einen Wert von 28 um, wohingegen bei der erfindungsgemäßen
Honeinrichtung diese Differenz nur 16 pm beträgt. Auf diese Weise wurde festgestellt,
daß die vorliegende Erfindung eine bedeutende Auswirkung auf die Steuerung der elliptischen
Verformung der inneren Peripherie der Honeinrichtung mit sich bringt.
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Die Erfindung ist ausführlich gezeigt und beschrieben worden unter
Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, es sind jedoch mannigfaltige
Änderungen hinsichtlich der Form und der Einzelheiten möglich, ohne das Wesen und
den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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