JPS6190861A - 研削加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は１例えばＳＣＲ（Ｓ　１ｌｉｃｏｎ　Ｃｏｎｔ
ｒｏｌｌｅｄ　Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ；シリコン制御整流
素子）などの半導体装置加工用の研削加工装置に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ＳＣＲは、Ｐ−Ｎ−Ｐ−Ｎ形の４層構造をもつ半導体素
子であって、Ｐ−Ｎ−Ｐ−Ｎ形の再生帰還により。

２安定動作をするスイッチとして機能する。この８０Ｒ
は、第４図に示すように、Ｎ形のシリコン（８ｉ）基板
（Ａ）に合金−拡散法によシネ鈍物を添加して形成した
ものである。そして、シリコン基板（Ａ）は、接合寸法
が大きいので１機械的、熱的保護のタメタングステン（
Ｗ）又はモリブデン（ＭＯ）などの支持材（Ｂ）によシ
裏打ちされている。また、シリコン基板（Ａ）は、耐圧
向上を目的として、外川面がベベル加工によシペベル面
（Ｃ）に形成され、さらに、表面安定を目的として１表
面安定剤（Ｄ）が外周面上に被着されている。ところで
、この表面安定剤（Ｄ）は、塗布時点においては、液状
であるので、外周面に沿って下方に落下する傾向をもっ
ている。それゆえ、十分な量の表面定定剤（Ｄ）を被着
することができなくなる虞がある。そこで。

第４図に示すように、段差部（Ｅ）をシ・リコン基板（
Ａ）と支持材（Ｂ）との間に形成し、表面安定剤（Ｄ）
の落下を防止するようにしている。

しかるに、上記段差部（Ｅ）を有するベベル面（Ｃ）の
形成は、従来においては、第５図に示すように。

シリコン基板（Ａ）と支持材（Ｂ）を接合したのち。

中心軸線（β）のまわりに回転させ、ノズル（Ｇ）から
高速でシリコン基板（Ａ）の外周面に砥粒（Ｈ）を噴射
させることによシ行っている。しかし、この方法では、
ベベル面（Ｃ）を−゛定に傾斜させることが困難である
。つまシ、第６図に示すように、ベベル面（Ｃ）をマク
ロ的には所望の傾斜角θに形成できるが、ミクロ的には
、実線で示すように凹凸が生じてしまう。それゆえ、リ
ーク電流が増加し。

耐圧が低下する欠点をもっている。

そこで１本出願人による先頭である特願昭５６−４７２
１５号に開示されているように、軸線（Ｉ）のまわりに
高速回転駆動されている総形の砥石（Ｊ）を。

軸線（Ｉ）に直交する軸線（Ｋ）のまわりに回転駆動さ
れている加工物（Ｌ）に対して矢印（Ｍ）方向に切込ま
ず研削による段差部（Ｅ）を有するベベル面（Ｃ）加工
方法かある（第７図参照）。しかしながら。

この方法は、力峻・１物（Ｌ）と砥石（Ｊ）との接触面
積及び砥削抵抗が大きくなるため、加工精度が低くなる
とともに、砥石（Ｊ）の寿命がすこぶる短い欠点をもっ
ている。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を参酌してなされたもので。

ＳＣＲにおける段差部とベベル面とを同時かつ高精度に
形成することのできる研削加工装置を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

回転駆動されている平形の砥石の外ｇ１面を、軸線のま
わりに回転している円柱状の加工物の一端部外周部に接
触させるとともに、砥石を内側から外側方向に向って斜
めに切込み、加工物にベベル面と段差部を同時に形成す
るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の研削加工装置を示している。辷
の研削加工装置は、基台部（図示せず）と、この基台部
上に設置され第２図に示す円柱状の加工物（１）を保持
して回転駆動する加工物保持部（２）と、この加工物保
持部（２）に保持された加工物（１）に段差部（３）と
ベベル面（４）とを同時に形成する研削加工部（５）と
、研削加工中の加工物（１）に加工液を給液する加工液
供給部（図示せず）と、研削加工を電気的に制御する制
御部とからなっている。しかして、上記加工物（１）は
、８ＣＲの素材であって１例えばモリブデンからなる支
持部（６）と、支持部（６）にはｔ！同軸に接合され且
つ支持部（６）よシわずかに大径のＰ−Ｎ−Ｐ−Ｎ形の
層状構造を有するシリコンからなる基板部（力とからな
っている。そして、加工物保持部（２）は、基台部に固
定された支持台（８）と。

この支持台（８）の上面に固設されたモータ（９）と、
支持台（８）上にとのモータ（９）とともに並設された
軸受体Ｃ１（ｌｌと、この軸受体Ｈに軸支されたスピン
ドル卸と、このスピンドル圓の一端部に同軸に環装され
たプーリａ２と、スピンドル住υの他端部に同軸に連結
されたチャック０（至）と、軸線方向がスピンドル（１
１）の軸線方向と平行なモータ（９）の回転軸に同軸に
環装されたプーリ（１荀と、プーリαりとプーリＩとの
間に巻掛けられモータ（９）の回転をスピンドルＵυに
伝達するベルトα句とからなっている。上記チャック（
１３）の一端面は、加工物（１）を保持する吸着面ｄＱ
とな２っている。この吸着面θωには１図示せぬ被数の
吸着孔が開口していて、これら複数の吸着孔は１図示せ
ぬ真空源に接続されている。また、吸着面（１６）には
、加工物（１）をスピンドルαＤと同軸となるように位
置決めするための複数の位置決めビン（１６ａ）・・・
が植立されている。一方、研削加工部（５）は１円板状
の平形砥石ｕ７）を矢印Ｑ棒方向（スピンドル（１１）
の軸線方向に直交する方向）に送る第１の送り機構αｌ
と、この第１の送り機構（Ｉ１上に載設され砥石住ηを
矢印（イ）方向に送り移動させる第２の送り機構（２η
と、この第２の送り機構Ｑ１）上に載設され砥石αηを
回転駆動する砥石回転機構（２）とからなって込る。

上記第１の送り機構（１９は、基台部に固設された第１
の案内台（ハ）と、この第１の案内台（ハ）上に矢印（
１８方向に摺動自在に載設された第１のテーブル（財）
と。

この第１のテーブル１２４）の下部に軸線方向が矢印（
Ｉｓ方向となるように螺合された送りねじ（ハ）と、こ
の送りねじ（ハ）の一端部が軸支され且つ基台部に立設
された軸支体四と、基台部に設置され回転軸（財）が軸
支体翰に軸支されている送りねじ（ハ）の一端部にカッ
プリング（ハ）を介して同軸に連結されたモータ（２）
とからなっている。そうして、モータ翰の回転軸（５）
を正逆回転することによシ送りねじ（ハ）に螺合してい
る第１のテーブル（財）が矢印α棒方向に沿って進退す
るようになっている。さらに、前記第２の送り機構Ｃυ
は、第１のテーブル（財）上に固設された第２の案内台
（７）と、この第２の案内台（至）上に矢印Ｑ（！１方
向に摺動自在に載設された第２のテーブルＧυと、この
第２のテーブルＯＩ）上に載設された第３の案内台Ｏａ
と、この第３の案内台Ｇａ上に矢印（１８１方向に摺動
自在に載設されたナツト体（財）と、このナツト体（財
）に軸線方向が矢印Ｑ８方向と直交する矢印（至）方向
となるように螺合された送りねじ（至）と、第１のテー
ブル（財）上に立設され送りねじ弼の一端部が螺合され
た軸支体（ロ）と、第１のテーブル（財）上に固設され
軸支体０７）によシ軸支されている送りねじの一端部に
カップリング（至）を介して回転軸ＯＩが同軸連結され
一一タ（４０とからな・ている。そうして、ハ （至）方向に進退させるようになりている。さらに、。

砥石回転機構＠は、第２のテーブルｃ３１）上の送りね
じ（至）の他端部側に固設されたモータ（４１）と、こ
のモータ（４υの回転軸であるスピンドル（４１ａ）の
スピンドルαυ側の軸端に一対のフランジ（４３１４２
を介して同軸に挟着された砥石α力とからなっている。

そうして、スピンドル□□□の軸線は矢印α棒方向とな
るように設定されているとともに、スピンドルαυの軸
線と同一平面内にて直交する・ように設定されている。

つオシ。砥石（ｌ′ｒＩの端面方向と矢印（至）方向と
が一致するように設定されている。しかして、矢印（Ｉ
８方向と矢印（イ）方向とのなす角度θは、第３図に示
すようにベベル面（４）と基板部（力の端面とがなす角
度すなわちベベル角度（通常５〜４５度）となる。

ように設定されている。

つぎに、上記構成の研削加工装置の作動について述べる
。

まず、加工物（１）を位置決めビン（１６ａ）・・・に
ょシ吸着面αｅにスピンドルαυと同軸となるように保
持させる。ついで、モータ（９）を起動して、スピンド
ルαυを矢印（４３方向に毎分数１０ないし数１００回
で回転させる。同時に、モータ（４１）を起動して砥石
σηを、矢印（４４）方向に周速度１０ないしｉｏｏｍ
　！’秒で回転させる。ついで、モータ翰及びモニタ顛
を起動して。

砥石（ｔ７）が加工物（１）の加工部位（基板部（７）
の砥石（１７）側の側端部）近傍にくるように第１のテ
ーブル（財）及び第２のテーブルｃ３］）を駆動する。

しかして、加工液を加工部位に給液しながら、砥石αη
によシ加工物（１）を切込ます。つまシ、モータ（４（
Ｉを起動すると、送りねじ（至）が回転する。すると、
この送りねじ（至）に螺合しているナツト体（財）は、
矢印（至）方向に沿って加工物（１）側に押圧される。

その結果、このナツト体Ｃ３４）が塔載されている第３
の案内台Ｇ３が矢印α０方向に沿ってモーメ翰側に移動
するとともに。

第３の案内台０のが固設されて′いる第２のテーブル０
υが矢印（（イ）方向に沿って加工物（１）側に前進す
る。

つまシ、砥石（ｌのは、第３図に示すように、矢印（η
方向に斜めに前進する。そうして、この砥石αＤの研削
作用面である外周面が基板部（７）と支持部αηとの接
合面にきたときに、つまシ、砥石αηが基板部（力の厚
さだけ切込んだときに、モータＧｌｔ）の回転を停止し
、砥石＜１７）の送りを停止する。しかして、所定時間
だけスパークアウムさせた後に、モータ（４０を逆転し
、砥石（１７）を矢印（イ）方向に沿って後退させる。

かぐして、加工物（１）は、砥石ａηの外周面によシそ
の基板部（力の円環状の外周部が、第２図破線で示すよ
うに研削除去され、ベベル角θのベベル面（４）が形成
されると同時に１段差部（３）が形成される。この段差
部（３）は、支持部（６）の一端面が露出することによ
り形成されたものである。つマシ、この段差部（３）と
ベベル面（４）とを同時に加工するためには、砥石αη
と加工物（１）との接触部の軌跡の少なくとも一部が支
持部（６）の一端面の内側で交差するように、つｔｂ支
持部（６）の一端面において切込み量（段差部（３）の
幅に相当する。）が存在しているようにあらかじめ設定
しておく。なお、砥石（１７）の厚さＴは１段差部（３
）の幅よりも太きいものを選定する。

このように、この実施例の研削加工装置は、平形砥石卸
を用いて、段差部（３）とベベル面（４）とを高精度か
つ高能率で加工することができる。その結果、ベベル面
（４）の表面性状が向上し、ＳＣＲの耐圧特性が向上す
る。また、工具コストが安価であるので、製造原価の減
少に寄与する。さらに、基板部（７）の厚さ方向と、送
りねじ□□□による切込み送り方向とが同一であシ、ベ
ベル面（４）の傾斜角に無関係に切込み量が制御できる
ので前記制御部における加ニブログラムを単純化するこ
とができる。

なお、上記実施例においては、第２の案内台（至）と第
３の案内台０ａは固設されているが、適時に固定できる
ように回動自在に設けてもよい。また。

第１のテーブル（至）の進退駆動を空気圧又は油圧シリ
ンダによシ行うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の研削加工装置は１円柱状の加工物にベベル面と
段差部とを同時に、しかも高精度かつ高能率で形成する
ことができる。また１段差部まで加工物の厚さ分だけ切
込まずと、自動的に所望のベベル角を有するベベル面が
形成されるので切込みの制御が容易となる利点を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の研削加工装置の平面図、第
２図は加工物の正面図、第３図は第１図に示す装置によ
る研削加工を説明するための要部拡大平面図、第４図は
ＳＣＲの正面図、第５図は従来のベベル面加工方法を説
明するための図、第６図は従来法によるベベル面の拡大
図、・第７図は第５図とは異なる従来のベベル面加工方
法を説明するための図で−ある。 （１）：加工物、　　　　　（２）：加工物保持部。 （５）：研削加工部、　　　α７）：砥　石。 α０：第１の送り機構（半径方向送り機構）。 ■υ：第２の送り機構（切込み送り機構）。 （２り：砥石回転機構。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図 第３囚 、ｉ　　　　　　　％、、。 〈 第　２　図 隼　４　図 り 第５図 第６図　、　　　　第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記構成を具備することを特徴とする研削加工装置。 （イ）円柱状の加工物を同軸に保持し、上記加工物を上
   記加工物の軸線のまわりに回転駆動する加工物保持部。 （ロ）平形の砥石を有し上記砥石を上記砥石の軸線を上
   記加工物保持部に保持された加工物の軸線方向に直交さ
   せて上記砥石を保持するとともに上記砥石の軸線のまわ
   りに回転駆動する砥石回転機構と、この砥石回転機構が
   載設され上記加工物保持部に保持された加工物の軸線と
   上記砥石の軸線とがのっている平面に沿って上記加工物
   保持部に保持された加工物の軸線方向に対して斜めに交
   差する方向に上記砥石を進退駆動する切込み送り機構と
   、上記切込み送り機構が載設され上記切込み送り機構を
   上記砥石の軸線方向に進退駆動する半径方向送り機構と
   からなる研削加工部。 （ハ）上記砥石による上記加工物の加工部位に加工液を
   供給する加工液供給部。