Устройство для магнитно-абразивной обработки

(д 4 В 24 В 31/112 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГНИТНО-АБ 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯИВНОЙ ОБРАБОТКИ е отн мож тке ью и тво СССР12, 1975. свидетел 24 В 31 го(57) Изобретени станкостроения зовано при обр вых пластин. Ц ется повышение ства обработки неориентирован сится к областит быть испольполупроводникообретения являивности и качезадания сложногоижения ферромаг1315257 нитному порошку за счет непрерывногоизменения магнитного поля в рабочемзазоре. Это обеспечивается выполнением магнитной системы устройства,включающей установленную с возможностью осевого перемещения магнитнуюголовку 1 и ротор. Кольцевая рабочаязона на торце магнитной головки 1 образована установленными на концентрических окружностях электромагнитами4, подключенными к блоку питания собеспечением чередования их полюсовпо окружностям и в радиальном направлении. Ротор, размещенный соосно с 1Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для обработки пластин для радиоэлектронной промышленности, при производстве полупроводниковых приборов и 5 больших интегральных схем.Целью изобретения является повышение эффективности и качества обработки полупроводниковых пластин путем задания сложного неориентированного 10 ,движения ферромагнитному порошку для одновременной обработки плоскости и периферийных граней пластин при исключении динамического воздействия на пластины за счет непрерывного изменения магнитного поля в рабочем зазоре, обеспечиваемого выполнением магнитной системы.На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид, в разрезе; на фиг.2 - узелна фиг.1; на фиг.З - рабочая зона магнитной головки; на фиг.4 - кольцевая оправка с расположенными на ней постоянными магнитами.Устройство для магнитно-абразив 25 ной обработки полупроводниковых пластин содержит магнитную головку 1, закрепленную на штоке 2 гидропривода 3. На кольцевой рабочей поверхности магнитной головки 1 электромагниты 4 ЗО расположены по концентрическим окружностям (фиг.З). Каждый электромагнит 4 выполнен в виде катушки, смонтированной в стакане с сердечником. Стакан и сердечник выполнены из материмагнитной головкой, выполнен в видепланетарного механизма, на шестернях-сателлитах 5 которого закрепленысменные кольцевые оправки 6 с расположенными по окружности постояннымимагнитами 7. На магниты 7 на.;леиваются специальным составом обрабатываемые полупроводниковые пластины, Каждая из оправок 6 снабжена емкостямидля размещения металлизированного абразивного порошка (например, алмазного) перед обработкой и сбора и подачиего в рабочую зону в процессе обработки. 4 ил. 2ала с хорошей магнитной проницаемостью, а магнитная головка 1 - иэ немагнитного материала, например алюминиевого сплава, Электромагниты 4подключены к блоку питания (не показан) так, что их полюса И и Б чередуются как по окружности, так и врадиальном направлении,Устройство содержит также ротор,установленный соосно с магнитной головкой 1 и выполненный в виде планетарного механизма, на шестернях-сателлитах 5 которого закреплены смен-ные кольцевые немагнитные оправки 6,несущие равномерно расположенные поокружности постоянные магниты 7, например ферритовые кольца, установленные в стальной гильзе и снабженныестальным сердечником. Каждая из оправок 6 охвачена карманом 8, а в ееполости установлена чаша 9 со сферическим или конусообразным дном, которые.перед установкой заполняютсяферромагнитным порошком - металлизированным абразивным порошком (например, алмазным). Оправки 6 фиксируютсяштифтами на шестернях-сателлитах 5,которые своими полуосями 10 посаженыв подшипники 11, установленные на водилах 12. Последние закреплены на полом валу 13, который удерживаетсяподшипниками 14. Снизу на полом валу13 закреплено зубчатое колесо 15,входящее в зацепление с коническойшестерней 16, установленной на выход 13152575 10 15 20 ном валу приводного механизма 17. На неподвижном стержне 18, который проходит сквозь полый вал 13 и вмонтирован в основание 19, закреплен неподвижно зубчатый венец 20. СОЖ подается в зону обработки через отверстия 21 в сердечниках, имеющихся в каждом электромагните 4. Из зоны обработки часть СОЖ попадает в карманы 8 и в чаши 9 (Фиг.2). Через отверстия 22 в стенках карманов и в днище чаши, оправок и в шестернях-сателлитах СОЖ стекает в короб 23, Частицы порошка, попавшие сюда вместе с СОЖ, осаживаются на дно короба 23, а жидкость удаляется через сливной носок 24,Порошок собирается и повторно используется.Обрабатываемые полупроводниковые пластины 25 наклеивают непосредственно на постоянные магниты 7 с помощью специального состава, а после обработки снимаются. Поверхность оправки очищается и на магниты крепится новая партия пластин.Устройство работает следующим образом.Подключаю" электромагниты 4 к блоку питания с обеспечением чередования полюсов. Соотношение величин магнитных силовых потоков управляемых электромагнитов 4 и постоянных магнитов 7 может быть в пределах 2/1-4/1, вы - бор соотношения зависит от материала и толщины обрабатываемых пластин, Так, при обработке пластин толщиной 0,2-1,0 мм из кремния выбирают большее значение соотношения магнитных полей. От приводного механизма крутящий момент передается на зубчатое колесо 15, которое вращает полый вал 13,. а вместе с ним и водило 12. При этом сателлиты совершают планетарное движение, вращаясь вокруг неподвижного зубчатого венца 20 и одновременно вокруг собственной оси, Вместе с сателлитами планетарное движение совершают оправки б с закрепленными полупроводниковыми пластинами. Гидропривод 3 регулирует зазор между магнитной головкой 1 и оправкой б. Обрабатывающий порошок, находящийся в чашах 9, перемещается по днищу вверх и подхватывается электромагнитами 4 неподвижной магнитной головки 1,. образуя определенный слой ферромагнитного порошка, Планетарное движение опраЪ 25 30 35 40 45 50 55 вок вызывает смену относительного расположения полюсов И и Я электрических и постоянных магнитов (верхних и нижних), что приводит к своеобразному колебанию зерен порошка, смене их положения относительно обрабатываемой поверхности. Такое явление улучшает условия прохождения СОЖ сквозь порошок, повышает эффективность обработки не только плоскостей, но и граней, что очень важно, поскольку удаляет в этих местах нарушенный слой и предотвращает развитие трещин на периферии пластин.Оторвавшиеся при работе устройства зерна ферромагнитного порошка попадают в карманы 8 и чаши 9, откуда вновь под действием магнитного поля и центробежных сил поступают в рабочую зону.Формула. изобретенияУстройство для магнитно-абразивной обработки ферромагнитным абразивным порошком деталей в виде пластин, закрепленных на полюсах магнитной системы ротора, связанных с шестернями- сателлитами планетарного механизма, включающее расположенную соосно ротору и установленную с возможностью осевого перемещения магнитную головку с кольцевой рабочей поверхностью на торце, образованной полюсами электромагнитных катушек, равномерно расположенных по окружности, подключенных к блоку питания с обеспечением чередования полярности их полюсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки при обработке полупроводниковых пластин, магнитная система ротора выполнена в виде постоянных магнитов, равномерно расположенных по окружности на введенных в устройство сменных кольцевых оправках, каждая из которых закреплена на шестерне-сателлите и снабжена расположенными внутри и снаружи нее емкостями для размещения ферромагнитного порошка, а электромагнитные катушки магнитной головки расположены в несколько рядов на концентрических окружностях и подключены, к блоку питания с обеспечением чередования полярности их полюсов как по окружности, так и в радиальном направлении.