DE3319328C2

DE3319328C2 -

Info

Publication number: DE3319328C2
Application number: DE19833319328
Authority: DE
Inventors: Lawrence Mount Prospect Ill. Us Day
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1988-12-22
Also published as: DE3319328A1; JPS591158A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugkopf für eine Poliermaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Feinbearbeitung von Werkstücken, insbesondere zerbrech lichen Produkten, wie z. B. von in der Elektroindustrie zur Herstellung von integrierten Schaltungen, Transistoren und dergleichen benötigten Siliciumscheiben (Wafern).The invention relates to a tool head for a Polishing machine according to the preamble of claim 1 for the fine machining of workpieces, especially broken union products, such as B. from in the electrical industry Manufacture of integrated circuits, transistors and the like required silicon wafers.

Ein derartiger Werkzeugkopf ist bereits aus der DE 26 44 054 A1 bekannt. Er weist gemäß der dortigen Fig. 7 eine zwi schen einer Basisplatte und einer Trägerplatte koaxial an geordnete starre Zwischenplatte auf, wobei die Zwischen platte und die Basisplatte drehfest miteinander gekuppelt sind. Ferner sind eine erste Befestigungseinrichtung zur Verhinderung axialer Bewegungen der Trägerplatte relativ zur Basisplatte und eine zweite Befestigungseinrichtung zum Verhindern von Bewegungen der Trägerplatte gegenüber der Basisplatte quer zu deren Rotationsachse vorhanden.Such a tool head is already known from DE 26 44 054 A1. It has according to the local Fig. 7 is a Zvi a base plate and a support plate rule coaxially on to parent rigid intermediate plate, the intermediate plate are coupled to each other and the base plate against rotation. Furthermore, a first fastening device for preventing axial movements of the carrier plate relative to the base plate and a second fastening device for preventing movements of the carrier plate relative to the base plate transversely to its axis of rotation are present.

Soll die ein Polierkissen tragende Trägerplatte abgenommen werden, so muß zunächst die Trägerplatte relativ zur Zwi schenplatte verdreht werden, damit ein jeweiliger Zapfen 18 durch eine zugeordnete Erweiterung 21 in der Zwischenplatte 12 hindurchgeführt werden kann, wie die dortige Fig. 8 zeigt. Beim Verbinden der Trägerplatte mit der Zwischen platte bereitet es ferner Schwierigkeiten, die Zapfen 18 relativ zu den Ausnehmungen 21 zu positionieren, da die Po sitionen der genannten Elemente 18 und 21 durch die Träger platte hindurch nicht beobachtet werden können. Der Aus tausch einer mit einem Polierkissen versehenen Trägerplatte ist daher relativ umständlich. Außerdem gewährleistet die punktartige Befestigung der Trägerplatte an der Zwischenplatte mittels der Zapfen 18 keine absolut plane Anlage der Trägerplatte an der Zwischenplatte.If the carrier plate carrying a polishing pad is to be removed, the carrier plate must first be rotated relative to the intermediate plate so that a respective pin 18 can be passed through an associated extension 21 in the intermediate plate 12 , as shown in FIG. 8 there. When connecting the carrier plate with the intermediate plate, it is also difficult to position the pin 18 relative to the recesses 21 , since the positions of said elements 18 and 21 through the carrier plate cannot be observed. The exchange of a support plate provided with a polishing pad is therefore relatively cumbersome. In addition, the point-like fastening of the carrier plate to the intermediate plate by means of the pins 18 does not ensure that the carrier plate is absolutely flat against the intermediate plate.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Werkzeugkopf so weiterzubilden, daß die das Polierkissen tragende Trägerplatte im gesamten Auflagebe reich gleichmäßiger gegen die Zwischenplatte gezogen und noch schneller und einfacher ausgetauscht werden kann.The object of the invention is therefore the tool head so that the Carrier plate carrying polishing pad in the entire support pulled more evenly against the intermediate plate and can be exchanged even faster and easier.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß zur Ausbildung der ersten Befestigungseinrichtung die Zwischen platte, die Trägerplatte und das Polierkissen kreisringför mig ausgebildet sind, daß die Zwischenplatte aus porösem Material besteht, daß die Zwischenplatte über ein in die ihr zugewandte Seite der Basisplatte eingebrachtes und zur Zwischenplatte hin offenes Kanalsystem über eine polierkis senseitig angeordnete und mittels einer die Zwischenplatte, die Trägerplatte und das Polierkissen koaxial durchgreifen den Zentrierplatte an der Basisplatte befestigten Rotorein heit mit einer Saugleitung verbunden ist, wobei zwischen der Rotoreinheit und der Saugleitung eine Schnelltrennkupp lung angeordnet ist, daß am äußeren Umfang der Basisplatte ein koaxialer Außenring angeordnet ist, der bis zur oberen Fläche der Zwischenplatte reicht und auf dem die Träger platte aufliegt und mittels in dem Außenring festsitzender und die Trägerplatte durchgreifender stiftartiger Elemente als zweite Befestigungseinrichtung gehalten ist, und daß zwischen dem äußeren Umfang der Zwischenplatte und dem Außenring sowie zwischen der Zentrierplatte und dem Innen umfang der Zwischenplatte Dichtungselemente vorhanden sind.The solution to the problem is that Formation of the first fastening device the intermediate plate, the carrier plate and the polishing pad circular mig are formed that the intermediate plate made of porous Material is that the intermediate plate over one in the introduced their facing side of the base plate and to Channel system open to the intermediate plate via a polishing pad arranged on the side and by means of an intermediate plate, reach coaxially through the carrier plate and the polishing pad the rotor attached to the centering plate unit is connected to a suction line, between the rotor unit and the suction line a quick disconnect is arranged that on the outer circumference of the base plate a coaxial outer ring is arranged up to the upper Surface of the intermediate plate is sufficient and on which the carrier plate rests and by means of stuck in the outer ring and the support plate of penetrating pin-like elements is held as a second fastening device, and that between the outer periphery of the intermediate plate and the Outer ring and between the centering plate and the inside circumference of the intermediate plate sealing elements are available.

Aus dem DE-GM 19 82 787 und der Zeitschrift "Werkstatt und Betrieb" 1968, Heft 2, Seite 113 und 114 sind zwar bereits Va kuumspannplatten bekannt, die zum Fixieren von zu schlei fenden Werkstücken dienen und eine der porösen Zwischenplatte entsprechend poröse Spannplatte aufweisen, doch handelt es sich dort um stationäre, d. h. nicht rotierende Werkstückspannvorrichtungen, bei denen das Problem der raschen Auswechselbarkeit eines Polierkissens nicht auftritt.From DE-GM 19 82 787 and the magazine "Werkstatt und Betrieb" 1968, Issue 2, pages 113 and 114 are already Va Vacuum chucks are known for fixing loops work pieces and one of the porous intermediate plate porous clamping plate, but it is stationary, d. H. non-rotating workpiece fixtures where the problem rapid replacement of a polishing pad does not occur.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung greift ein sich von der Basisplatte zur Zwischenplatte erstreckender Mitnehmer stift zur Drehmomentübertragung in einen Dichtring ein, der innerhalb der Zwischenplatte liegt.According to one embodiment of the invention, one of of the base plate to the intermediate plate extending driver pins into a sealing ring for torque transmission, which lies within the intermediate plate.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigtThe drawing represents an embodiment of the invention It shows

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Werkzeugkopf und Fig. 1 shows an axial section through the tool head and

Fig. 2 einen vergrößert dargestellten und im Randbereich des Werkzeugkopfs nach Fig. 1 liegenden Teil schnitt. Fig. 2 shows an enlarged section and lying in the edge region of the tool head of FIG. 1 section.

Beim Werkzeugkopf 10 trägt eine runde Grundplatte 11 aus Stahl eine elastische Iso lierplatte 12 und darüber eine Kühlschlange 13, die durch eine Zentralbohrung 14 mit Kühlmittel versorgt wird.When tool head 10 carries a round base plate 11 made of steel, an elastic Iso lierplatte 12 and above a cooling coil 13 , which is supplied with coolant through a central bore 14 .

Oberhalb einer die Kühlschlange 13 überdeckenden Stahlplatte 15 befindet sich eine vorzugsweise aus Leichtmetall wie Aluminium hergestellte Basisplatte 16, in deren Oberseite 17 mehrere radial verlaufende Kanäle 18 und mit diesen Kanälen in Verbindung stehende kreisbogenförmige Nuten 19 eingearbeitet sind. Über eine Mittelbohrung 20 sind die Kanäle 18 über eine Rotoreinheit 24 mit Schnelltrennkupplung 23 und Kniestück 22 mit einer Saug leitung 21 eines Unterdrucksystems verbunden. Die Rotoreinheit 24 ist in eine mittels Schrauben 26 auf der Basisplatte 16 befestigte Zentrierplatte 25 eingeschraubt.Above a steel plate 15 covering the cooling coil 13 there is a base plate 16 , preferably made of light metal such as aluminum, into the top 17 of which a plurality of radially extending channels 18 and circular-arc-shaped grooves 19 are incorporated. Via a central bore 20 , the channels 18 are connected via a rotor unit 24 with quick disconnect coupling 23 and elbow 22 to a suction line 21 of a vacuum system. The rotor unit 24 is screwed into a centering plate 25 fastened on the base plate 16 by means of screws 26 .

Eine die freie Oberfläche der Basisplatte 16 überdeckende Zwischenplatte 27 aus porösem Keramikmaterial ist außen mit einer Ringdichtung 29 belegt und durch einen die Ringdichtung 29 sowie einen Umfangbereich der Basisplatte 16 überdeckenden Außen ring 28 an der Basisplatte 16 befestigt. Alle Fugen zwi schen der Zentrierplatte 25 einerseits und der Zwischen platte 27 bzw. Basisplatte 16 andererseits sind gegen Unterdruckverluste durch geeignete O-Ringe 30 als Dichtungselemente nach außen abgedichtet.A free surface of the base plate 16 covering the intermediate plate 27 of porous ceramic material is externally coated with a ring seal 29 and by the annular seal 29 and a peripheral portion of the base plate ring 16 covering outer fixed to the base plate 16 28th All joints between the centering plate 25 on the one hand and the intermediate plate 27 or base plate 16 on the other hand are sealed against negative pressure losses by suitable O-rings 30 as sealing elements to the outside.

Eine auf die freiliegende Oberfläche der porösen Zwischen platte 27 aufsetzbare und dort positionierbare Schwabbelschei be 32, besitzt gemäß Fig. 2 ein oben liegendes, platten förmiges Polierkissen 35, das mittels einer beidseitig wirk samen Klebefolie 34 auf der Oberseite einer nicht-porösen Trägerplatte 33 bzw. aus Edelstahl befestigt ist.One on the exposed surface of the porous intermediate plate 27 can be placed and positioned there buffing wheel 32 , has, according to FIG. 2, an overhead, plate-shaped polishing pad 35 , which by means of a double-sided adhesive film 34 on the top of a non-porous carrier plate 33 or made of stainless steel.

Während der Polier- bzw. Fertigbearbeitung wird die Trägerplatte 33 auf Grund einer von einem Unterdrucksystem erzeugten Druckdifferenz so gegen die Zwischenplatte 27 gezogen, daß die um ihre Vertikalachse rotierende Schwabbelscheibe 32 sich nicht vertikal von der Zwischenplatte 27 abheben, jedoch in ihrer Ebene verschieben kann.During the polishing or finishing process, the carrier plate 33 is pulled against the intermediate plate 27 due to a pressure difference generated by a vacuum system in such a way that the buffing wheel 32 rotating about its vertical axis cannot lift vertically from the intermediate plate 27 , but can shift in its plane.

Um zu verhindern, daß die Schwabbelscheibe 32 sich gegenüber der Zwischenplatte 27 verschiebt, ist die einen größeren Außendurchmesser als die Basisplatte 16 aufweisende Trägerplatte 33 an ihrem über den Umfang der Zwischenplatte 27 hinausragenden freien Umfang 37 mit Hilfe von Stiften 39, welche in mit Umfangsabständen von 45° in den Außenring 28 eingearbeitete Bohrungen 36 eingesetzt sind, am Außenring 28 be festigt. In order to prevent the buffing wheel 32 from shifting relative to the intermediate plate 27 , the carrier plate 33 , which has a larger outer diameter than the base plate 16 , is on its free circumference 37 , which projects beyond the circumference of the intermediate plate 27 , with the aid of pins 39 , which are arranged at circumferential intervals of 45 ° inserted into the outer ring 28 bores 36 are fastened to the outer ring 28 be.

Gemäß dem in Fig. 2 Dargestellten sind die Stifte 39 in den Außenring 28 an mehreren Stellen senkrecht nach oben aufragend ein gesetzt, wobei deren freie Enden den Rand der Trägerplatte 33 durch greifen und dieselbe so in gewünschter Position festhalten.According to what is shown in Fig. 2, the pins 39 are set in the outer ring 28 in several places vertically upwards, the free ends of which grip the edge of the carrier plate 33 and hold it in the desired position.

Zwecks gemeinsamer Rotation um die in Fig. 1 dargestellte Mittel achse sind die Stahlplatte 15, die Basisplatte 16 und die Zwischenplatte 27 durch einen Mitnehmerstift 40, der mit Preßsitz in Bohrungen 41 und 42 der Platten 15 bzw. 16 einge paßt ist und in einen in eine Ausnehmung 43 der Zwischenplatte 27 eingesetzten Kunststoffring 44 eingreift, miteinander gekoppelt.For the purpose of common rotation about the central axis shown in Fig. 1, the steel plate 15 , the base plate 16 and the intermediate plate 27 by a driver pin 40 which is press-fit into holes 41 and 42 of the plates 15 and 16 and in one a recess 43 of the intermediate plate 27 inserted plastic ring 44 engages, coupled together.

Claims

1. Tool head for a polishing machine for the machining of workpieces, with a rigid intermediate plate ( 27 ) arranged coaxially between the base plate ( 16 ) and the carrier plate ( 33 ), the intermediate plate ( 27 ) and the base plate ( 16 ) being coupled to one another in a rotationally fixed manner , a first attachment means for preventing axial loading movements of the support plate (33) relative to the base plate (16) and with a second fastening device countries for Verhin of movements of the support plate (33) with respect to the Ba sisplatte (16) transversely to its axis of rotation, characterized that for forming the first mounting means, the intermediate plate (27), the carrier plate (33) and the polishing pad (35) are formed annularly in that the intermediate plate (27) is made of porous material such that the intermediate plate (27) via a in your facing side of the base plate ( 16 ) introduced and to the intermediate plate ( 27 ) open channel system m (18, 19) via a po lierkissenseitig arranged and by means of the interim rule plate (27), the carrier plate (33) and the Polierkis sen (35) coaxially by cross centering plate (25) fixed to the base plate (16) the rotor unit (24) is connected to a suction line (21), said unit between the rotor (24) and the suction line (21) coupling a quick disconnect is arranged (23) that is sisplatte on the outer periphery of the Ba (16), a coaxial outer ring (28) disposed , which extends to the upper surface of the intermediate plate ( 27 ) and on which the carrier plate ( 33 ) rests and is held by means of pin-like elements ( 39 ) fixed in the outer ring ( 28 ) and penetrating the carrier plate ( 33 ) as a second fastening device, and that between the outer outer circumference of the intermediate plate ( 27 ) and the outer ring ( 28 ) and between the centering plate ( 25 ) and the inner circumference of the intermediate plate ( 27 ) sealing elements ( 30 ) vorhan the s ind.

2. Tool head according to claim 1, characterized in that a from the base plate ( 16 ) to the intermediate plate ( 27 ) extending driver pin ( 40 ) for torque transmission engages in a plastic ring ( 44 ) which lies half of the intermediate plate ( 27 ).