SU1065166A1

SU1065166A1 - Apparatus for wokring planar surfaces

Info

Publication number: SU1065166A1
Application number: SU823492983A
Authority: SU
Inventors: Иван Васильевич Кириченко; Валерий Константинович Кучеров; Василий Тихонович Комиссаров
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6707
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1984-01-07

Description

Изобретение относитс к абразивной обработке и может быть использовано ,ал шлифовани и доводки платин из тверды-х хрупких материалов, в частности полупроводниковых подло жек и стекол фотошаблонов.The invention relates to abrasive machining and can be used in the grinding and finishing of platinum made of hard brittle materials, in particular semiconductor basements and photomask glass.

Известны устройства дл обработки .плоских поверхностей, содержа1дие два соосно установленных диска с расположенными между ними сепараторми с гнездами дл деталей и элементы подачи абразивной суспензии в зону обработки ij ,Devices for processing flat surfaces are known, containing two coaxially mounted disks with separators located between them with nests for parts and elements for feeding abrasive slurry into the treatment area ij,

В данных устройствах на дисках выполнены канавки шириной 1-2 мм и глубиной 18-25 fJiM (не менее 1/3 толщины диска) , расположенные ра-/ диальными р дами и дел щими диск на сектора или образующими сетку с квадратными идентичными чейками а В таких устройствах уменьшаетс образование рисок н сколов ка обрабатываемых поверхност х деталей. Это обусловливаетс тем., что из-за наличи значительной глубины канавок, обработанна суспензи (шлак) и другие отходы проваливаютс на дно зтнх канавок, а затем под действием центробежныхсил и специально проводимыми промывками выводитс в сборник , исключа их участие в процессе обработки.In these devices, the disks have grooves with a width of 1-2 mm and a depth of 18-25 fJiM (at least 1/3 of the disk thickness), arranged in radial / radial rows and dividing the disk into sectors or forming a grid with square identical cells. Such devices reduce the formation of scratch marks on the chipping of the surfaces being machined. This is due to the fact that, due to the presence of a significant depth of the grooves, the treated slurry (slag) and other waste falls to the bottom of the third grooves, and then under the action of centrifugal forces and specially conducted washes are withdrawn into the collection, excluding their participation in the processing.

Однако извгстные конструкции не исключают образовани сколов краев деталей и трещин, образующихс при встрече их с npHfvjbJMH участками канавок дисков под иркр/алл углом.However, external structures do not exclude the formation of chipped edges of parts and cracks formed when they meet with npHfvjbJMH sections of disk grooves under an ir / all angle.

Кроме,jToro, недостатками известных устройств вл ютс также быстрый и неравномерный износ дисков, особенно в местах повышенного дина мического воздействи обрабатываер. деталей на абразивные зерна, что зшpciKxepHo , в первую очередь дл грубой шлифовки, где примен ютс крупнозернистые абразивные порошки., прилипание обработанных изделий притертыми поверхност ми к рабочие поверхност м доводочных дисков за счет наличи значительных контактных площадей, что приводит к бою особенно хрупких тонких пластин при съеме их после обработки, IIn addition, jToro, the disadvantages of the known devices are also fast and uneven wear of the disks, especially in places of increased dynamic effect by the processor. parts for abrasive grains, such as cciKxepHo, primarily for coarse grinding, where coarse abrasive powders are used., adhesion of processed products with ground surfaces to working surfaces of finishing discs due to the presence of significant contact areas, which leads to the battle of especially fragile thin plates when removing them after processing, I

Цель изобретени повглшение точности и качества обработки„The purpose of the invention is the accuracy and quality of processing "

Поставленна цель достигаетс те-Ч что в устройстве, содержащем лва соосно установленных диска с расположеннцгли между ними сепараторами с гнездами дл деталей и элементы подачи абразивной суспензии в зону обработки, на рабочих поверхност х обоих доводочных дисков соосно по схеме зеркального отражени выполнены цилиндрические отверсти перег-генного диаметра с увеличением величинь диаметра от периферии и оси дискаThe goal is reached by those-Ch that in the device containing a lion of coaxially mounted discs located between them separators with slots for parts and elements for supplying abrasive slurry into the treatment area, cylindrical holes are made coaxially on the working surfaces of both finishing disks gene diameter with increasing diameter from the periphery and the axis of the disk

к средней линии его рабочей поверхноти , при этом диаметр отверстий составл ет 0,1-0,5 отДиаметра гнезд сепаратороэ с суммарной площадью 3-7,5% площади рабочей поверхности доводочного диска, to the middle line of its working surface, while the diameter of the holes is 0.1-0.5 of the diameter of the separator sockets with a total area of 3-7.5% of the working surface area of the finishing disc,

Кроме того, в нижнем диске выполнены каналы, расположенные под острым углом к рабочей поверхности диск и соедин ющие цилиндрические отверсти друг с другом.In addition, in the lower disk there are channels located at an acute angle to the working surface of the disk and connecting the cylindrical holes with each other.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид, разрез на фиг. 2 - вариант выпсхднени нижнего диска; на фиг.З - диск, вид сверху, на фиг. 4 - то же, в другом варианте.1 shows schematically the proposed device, a general view, a section in FIG. 2 - variant of the lower disk; FIG. 3 shows a disk, top view; FIG. 4 - the same, in another version.

Устройство дл шлифовани и полировани плоских поверхностей детаьпей содержит верхний 1 и нижний 2 чугунные доводочные диски. На рабочей поверхности дисков 1 и 2 выполнены цилиндрические отверсти разного диаметра - соответственно глухие 3-5 и сквозные 6-8, располсухенные соосно по принципу зеркального отрг1жени , например, р дами. Диски 1 и 2 установлены х; возможностью вращени от привода (не показан), а между ними размещены сепараторы 9 с гнездами дл обрабатываемых пластин 10, взаимодействующие с внешним и внутренним цевочным или зубчатым колесами (не показаны). В верхнем диске 1 выполнен кольцевой паз 11, соединенный с каналами 12 дл подвода абразивной суспензии в зону обработки, размещенными между р дами отверстий 3-5, что увеличивает врем работы абразива. Отверсти 3-5 расположены си Метрично относительно оси каналов 12.Устройство .работает следующим образом ,A device for grinding and polishing flat surfaces of parts contains upper 1 and lower 2 cast iron finishing discs. On the working surface of disks 1 and 2 there are cylindrical holes of different diameters — deaf 3-5 and through 6-8, respectively, arranged coaxially according to the principle of mirror reflection, for example, in rows. Disks 1 and 2 are installed x; the possibility of rotation from the drive (not shown), and between them there are placed separators 9 with slots for the machined plates 10, interacting with the outer and inner pinwheel or gear wheels (not shown). In the upper disk 1 there is an annular groove 11 connected to channels 12 for supplying an abrasive slurry to the treatment zone located between the rows of holes 3-5, which increases the operation time of the abrasive. Holes 3-5 are located sy Metrically about the axis of the channels 12. The device. Works as follows,

Прк подн том верхнем диске 1 обрабатываемые пластины 1U-загружаютс и гнезда сепараторов 9, которые устанавливаютс таким образом на поверхности нижнего диска 2, что вход т в зацепление с внешним и внутренним цевочными или зубчатыми колесами,When the upper disc 1 is raised, the plates to be processed are 1U-loaded and the sockets of the separators 9, which are thus installed on the surface of the lower disc 2, which engage with the outer and inner pinwheel or gear wheels,

в занными с приводом (не показаны), Верхний диск 1 устанавливаетс над нижним диском 2 и через кольцевой паз 11 по каналам 12 подводитс абразивна суспензи в зону обработки. При включении привода устройства (не показан) диски 1 и 2 получают вращение в одну или противоположные стороны, а сепараторы 9 (от другого привода)получают сложное планетарное двшкение вмест с; с обрабатываемыми пластинами 10. За счет того , что каналы 12 выход т на рабочую поверхность диска 1 между р дами отверстий 3-5 увеличиваетс врем работы абразивных зерен и обеспечиваетс равномерное распределение суспензии по доводочному диску. Абразив, попада между пластинами 10 и дисками 1 и 2, срезает и выкалывает кремний (материал пластин|. В процессе обработки накапливаетс шлам, собиргиэщийс возле передней кромки (по ходу движени пластины 10 и при встрече с очередньпл цилиндрическим отверстием 3-5 или срезаетс его краем и проваливаетс внутрь.In drive couplings (not shown), the upper disc 1 is mounted above the lower disc 2 and through the annular groove 11 through the channels 12 an abrasive slurry is brought into the treatment area. When the drive of the device (not shown) is turned on, the disks 1 and 2 receive rotation in one or opposite sides, and the separators 9 (from the other drive) receive a complex planetary movement together; with the processed plates 10. Due to the fact that the channels 12 extend onto the working surface of the disk 1 between rows of holes 3-5, the operation time of the abrasive grains increases and the suspension is evenly distributed over the finishing disk. The abrasive, falling between the plates 10 and the disks 1 and 2, cuts and gouges silicon (plate material |. During processing, sludge accumulates near the front edge (as the plate 10 moves and when it meets the turning hole of the cylindrical 3-5 or cut it off edge and falls inside.

За счет того, что угол сдвига на всех участках траектории движени пластины острый и только в одной крайней.точке пр мой (чем можно пренебречь) , шлам с передней кромки пластины практически не попадает под нее, и тем саголм исключаетс образование нежелательных царапин на обрабатываемых поверхност х пластины 10. При встрече с отверсти ми пластина 10 практически не может зацепитьс своей кромкой за их кра , что исключает возможность технического повреждени пластины 10. После удалени определенного сло материала с обрабатываемых пластин 10 прекращают подачу абразивной суспензии в зону обработки, выключают приводы вращательного двюхени , и пластины 10 удал ют из зоны обработки устройства. В случае применени крупных абразивных микропорсшков, значительной выработки дисков 1 и 2 и необходимости вследствие этого частой их правки, а также при обработке твердых материалов цилиндрические отверсти наиболее целесообразно располагать радиальными р дами с увеличением диаметров от периферии и оси доводочного диска 1 или 2 к сред ней линии его рабочей поверхности в каждом р ду. Такое расположение отверстий обеспечивает равномерный износ рабочих .поверхностей дисков, так как выполнено с учетом характера выработки цшифовальников (в середине рабочей полосы шлифовальника, где происходит наибольший износ, цилиндрические отверсти выполнены соответственно большего диаметра по сравнению с другими). Таким обраром , операци правки дисков полносч-тью исключаетс .Due to the fact that the shear angle on all parts of the plate's trajectory is sharp and only at one extreme point (which can be neglected), the cuttings from the front edge of the plate practically do not fall under it, and the sagolm prevents the formation of undesirable scratches on the treated surfaces. x plates 10. When meeting with the holes, the plate 10 is practically unable to hook its edge to their edges, which eliminates the possibility of technical damage to the plate 10. After removing a certain layer of material from the treated plates 10 stop the supply of the abrasive slurry to the treatment area, turn off the rotational double drives, and the plates 10 are removed from the treatment area of the device. In the case of using large abrasive micropores, significant production of discs 1 and 2 and the necessity for their frequent editing, as well as when processing solid materials, cylindrical holes are most appropriate to have radial rows with increasing diameters from the periphery and axis of the finishing disc 1 or 2 to the middle lines of its working surface in each row. This arrangement of the holes ensures uniform wear of the working surfaces of the disks, since it is made taking into account the nature of production of tssifovalnik (in the middle of the working strip of the grinding machine, where the greatest wear occurs, the cylindrical holes are made correspondingly larger diameter compared to others). Thus, disc editing operation is completely excluded.

В случае применени мелких (7,5 мкм и менее) микропорошков и пониженной выработки доводочных дисков, наприме при финишной обработке и при обработке Г-1ЯГКИХ материалов, цилиндрические отверсти наиболее целесообразно располагать в вершинах пр моугольных , образующих на рабочей поверхности доводочного диска сетку. Диаметр отверстий целесообразно в данном случае выполн ть равными или близкими по размеру, отличающимис вIn the case of using fine (7.5 microns and less) micropowders and reduced production of finishing disks, such as when finishing and processing G-1AGAG materials, it is most expedient to place cylindrical holes in the rectangular tops that form a grid on the working surface of the finishing disk. The diameter of the holes is advisable in this case to be equal or similar in size, differing in

кратное число раз от диаметра гнезд сепараторов, совершающих сложное планетарное движение, что значительно упрощает процесс изготовлени дисков и позвол ет более равномерно расположить отверсти по площади диска.multiple times the diameter of the cages of the separators, making complex planetary motion, which greatly simplifies the process of making disks and allows you to more evenly arrange the holes over the area of the disk.

Рассто ние между отверсти ми и их диаметры выбираютс исход из размеров обрабатываемых деталей и характера выработки дисков. Диаметр отверстий выбираетс , кроме того, с учетом удобства очистки от шлама, а также размеров обрабатываемых деталей (диаметр наибольшего отверсти должен быть в 2-10 раз меньшеThe distance between the holes and their diameters are chosen based on the size of the workpieces and the nature of disc production. The diameter of the holes is also chosen, taking into account the convenience of cleaning the sludge, as well as the size of the workpiece (the diameter of the largest hole should be 2-10 times smaller

размеров обрабатываемых деталей).sizes of workpieces).

-Отверсти могут быть как сквозными (фиг.1, так и глухими, соедин ющимис между собой посредством выполненного пр молинейныг/1 наклонного канала 13 (фиг.2), служащего дл принудительного отвода шлама.The openings can be either end-to-end (Fig. 1, or deaf, interconnected by means of a straight-line / 1 inclined channel 13 (Fig. 2), which is used for the forced removal of sludge.

Основными особенност ми этой системы отверстий вл ютс : значительные величины их диаметров, составл ющие 0,5-0,1 части средних размеров обрабатывающих деталей; значительное их количество, суммарна площадь отверстий такова, что они регулируют скорость съема материала диска дл обеспечени самоправки, т.е. равномерной по всей площсщи выработки диска, практически эффект получаетс при изготовлении 80 отверстий на шлифовальнике диаметрами 440 и 680 мм, при этом суммарна площадь их ссстазл ет 7,5 и 3% от площади всей рабочей поверхности диска соответственно; величина диаметра отверстий измен етс в зависимости от x.iecTa расположени питающих отверстий и характера выработки диска, увеличива сь от центра и краев к средней линии диска, при этом наибольший диаметр отверсти меньше диаметра обрабатываемых деталей в 2-10 раз.The main features of this system of holes are: significant values of their diameters, which are 0.5-0.1 parts of the average size of the machining parts; a significant number of them, the total area of the holes is such that they regulate the rate of removal of the disk material to provide self-correction, i.e. a uniform disk generation over the entire area, practically the effect is obtained when making 80 holes on a grinding machine with diameters of 440 and 680 mm, with a total area of 7.5 or 3% of the total working surface of the disk, respectively; the diameter of the holes varies depending on the x.iecTa location of the feeding holes and the nature of the disc production, increasing from the center and edges to the center line of the disc, while the largest hole diameter is 2-10 times smaller than the diameter of the workpiece.

Изготовлен опытный образец устройства . На рабочих поверхност х чугунных дисков диаметром 660 мм которого выполнены цилиндрические о версти , при этом крайние (по периферии ) отверсти имеют диаметр 10 Mfj, центральные - 14 Mf, а остальные - 12 f/iM. Отверсти расположены радиальными р дами, которые образуют 12 секторов. Размеры отверстий выбраны из услови распределени интенсивности износа рабочей .поверхности полировальника.Made a prototype device. On the working surfaces of cast-iron disks with a diameter of 660 mm, cylindrical about a versty are made, with the extreme (on the periphery) holes having a diameter of 10 Mfj, central - 14 Mf, and the rest - 12 f / iM. The holes are arranged in radial rows that form 12 sectors. The dimensions of the holes are chosen from the condition of the distribution of the wear rate of the working surface of the polishing pad.

Таким образом, предлагаемое решение позвол ет повысить точность и качество обработки, а также облег- чить съем детали с дисков, так как Thus, the proposed solution allows to improve the accuracy and quality of processing, as well as facilitate the removal of parts from disks, since

.она всегда лежит на одном или нескольких отверсти х диска.It always lies on one or more holes in the disk.

/ // /

Claims

1. DEVICE FOR PROCESSING 'PLANE' 'SURFACES, containing two coaxially mounted disks with separators located between them with slots for parts and elements for feeding the abrasive slurry to the processing zone, which should be done in order to to improve the quality and accuracy of processing, holes of different diameters are made coaxially on the working surfaces of the disks according to the mirror image scheme, increasing from the periphery and axis of the disk to the midline of its working surface and amounting to 0.1-0.5 of the diameter of the separator socket, ' the total area of the holes is 3-7.5% of the area of the working surface of the disk.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in the lower disk there are channels located under a sharp angle to the working surface of the disk and connecting the holes to one another.

Fig f