DE1110544B

DE1110544B - Einscheiben-Laeppmaschine fuer Halbleiterscheiben

Info

Publication number: DE1110544B
Application number: DES56076A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Reimer Emeis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-11-29
Filing date: 1957-11-29
Publication date: 1961-07-06
Also published as: US2979868A; CH366208A

Description

Halbleiteranordnungen, wie Gleichrichter, Transistoren, Fotodioden od. dgl., werden bereits in großem Maße in der Elektrotechnik angewendet. Als Grundkörper dient meistens ein einkristallines Scheibchen des betreffenden Materials von sehr geringer Stärke, z. B. in der Größenordnung von Zehntelmillimetern. Siliziumscheiben müssen besonders dünn sein, weil im Silizium die Ladungsträger eine sehr geringe Lebensdauer, z. B. geringer als in Germanium haben.

Zur Herstellung dieser Halbleiterscheiben von vorgeschriebener, sehr geringer und möglichst gleichmäßiger Stärke sind die bekannten Zweischeiben-Läppmaschinen, bei denen zwischen den Läppscheiben verschiedene Führungsscheiben, die mit einer äußeren Verzahnung versehen sind, mittels je eines zentralen inneren und äußeren Zahnkranzes durch eine relative Umlauf bewegung dieser Zahnkränze, wie Planetenräder, bewegt werden, wenig geeignet, weil diese Führungsscheiben ebenso dünn sein müssen wie die Halbleiterscheiben und mit diesen zusammen immer dünner geschliffen werden. Dann ist aber die Verzahnung nicht mehr standfest und mithin die Führung nicht mehr gewährleistet. Zumindest werden für jeden Einsatz neue Führungsscheiben benötigt.

Die Erfindung setzt es sich zum Ziele, hier Abhilfe zu schaffen und eine Dünnläppeinrichtung herzustellen, die diese Nachteile nicht mehr hat. Sie geht dabei von einer Einscheiben-Läppmaschine bekannter Bauart aus. Bei dieser schleifen mehrere exzentrisch gelagerte Führungsringe unter ihrem eigenen Gewicht auf der Läppscheibe, so daß ihnen durch deren Umlaufbewegung ebenfalls eine solche erteilt wird. Das Läppgut wird innerhalb der Führungsringe möglichst gleichmäßig verteilt angeordnet und über eine elastische Zwischenlage, ζ. B. eine Filzscheibe, mit einem Gewicht belastet. Der ganze Einsatz dreht sich im Betrieb dauernd mit dem Führungsring um seine eigene Achse. Die Führungsringe können beliebig stark sein. Die Läppscheibe hat in ihrer Mitte eine Ausnehmung, so daß die Läppscheibe eine Kreisringscheibe darstellt, und die Führungsringe haben eine derartige Größe, daß sie über den inneren und äußeren Rand der Läppscheibe hinauslaufen. Hierdurch ist eine gleichmäßige Abnutzung aller Schleifebenen gewährleistet, bzw. etwa auftretende Unebenheiten der Schleiffläche werden von selbst durch bevorzugte Abtragung der erhöhten Stellen beseitigt. Jeder einzelne Führungsring wird mit seinem Einsatz vermittels einer zentralen Welle an seinen Platz geführt. Diese Führung kann auch durch seitlich angebrachte Rollen bewirkt werden. . . ' Erfindungsgemäß wird nun bei einer solchen Ein-Emscheiben-Läppmaschine
für Halbleiterscheiben

Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,
ίο Erlangen, Werner-vön-Siemens-Str. 50

DipL-Phys. Reimer Emeis, Pretzfeld (OFr.),
ist als Erfinder genannt worden

scheiben-Läppmaschine, bei der das Läppgut innerhalb von exzentrisch auf der Läppscheibe angeordneten, schleifend umlaufenden Führungsringen gelagert und durch Gewichte belastet ist, mindestens einer der Führungsringe durch einen Führungskörper ersetzt, der aus zwei Teilen besteht, einem inneren, dessen Unterseite aus einer ebenen Fläche besteht, an der das Läppgut befestigt wird, und einem äußeren, der auf seiner Unterseite mehrere Abstandsstücke trägt und gegen den inneren in der Höhe verstellbar ist.

Die Abstandsstücke bestehen zweckmäßigerweise aus Hartmetall, damit keine allzu schnelle Abnutzung eintritt. Vorteilhafterweise wird der Führungskörper kreisrund und in der gleichen Größe wie der Führungsring ausgebildet. Die Führung auf der Stelle kann dann in gleicher Weise wie vorher erfolgen. Zweckmäßigerweise werden die beiden Teile des Führungskörpers in vertikaler Richtung federnd gegeneinandergepreßt und mittels Gewindebolzen gegeneinander verstellt. Durch Verwendung an sich bekannter Mikrometerschrauben an Stelle der Gewindebolzen läßt sich eine sehr hohe Genauigkeit bei der Einstellung der Höhe der Abstandsstücke und damit der Scheibenstärke erreichen.

Es ist bereits eine Einscheiben-Läppmaschine bekanntgeworden, bei der das innerhalb eines Führungsringes gelagerte Gewicht mit drei in der Höhe verstellbaren Abstandsstücken versehen ist. Diese bekannte Maschine hat verschiedene Nachteile gegenüber der erfindungsgemäßen.Anordnung. So ist es beispielsweise notwendig, das Läppgut innerhalb eines ! durch die drei Abstandsstücke begrenzten Dreiecks - anzuordnen, wenn eine präzise Bearbeitung des Läpp-

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gutes gefordert wird. Außerdem ist eine außerordentliche Härte des den Läppvorgang begrenzenden Materials der Abstandsstücke erforderlich, weshalb Diamant verwendet wird. Gemäß der Erfindung ist dagegen eine Reihe von Abstandsstücken vorgesehen, die an der Unterseite des äußeren Teiles des Führungskörpers befestigt sind. Dies erlaubt die Verwendung von z. B. Hartmetall, das billiger und leichter zu bearbeiten ist als Diamant. Außerdem wird bei der bekannten Anordnung zwischen den Diamantstücken und der Unterfläche des Haltekörpers mit Hilfe von zusätzlichen äußeren Mitteln gemessen, was weitere Nachteile mit sich bringt.

Eine weitere bekannte Anordnung verwendet vier Stützbolzen, die aus der Unterfläche des auf das Läppgut drückenden Gewichtes hervorragen und somit zu einer Verminderung und Vergleichmäßigung des ausgeübten Druckes dienen. Da diese Stützbolzen dabei ebenfalls abgeläppt werden, ist eine Abstandsmessung nicht möglich.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Querschnitt. Der Führungskörper besteht aus dem inneren Teil 11 und dem äußeren Teil 12. An dem inneren Teil 11 ist das Läppgut 5, das zweckmäßigerweise vorher bereits einseitig geläppt wurde, z. B. durch ein Klebemittel befestigt und ruht mit der unbearbeiteten Seite auf der Läppscheibe 3, die sich um die Achse 4 dreht. Der innere Teil 11 und der äußere Teil 12 sind durch Federbuchsen 13 miteinander verbunden. Hierdurch werden beide Teile in vertikaler Richtung gegeneinandergepreßt, während durch die Stifte 14 gleichzeitig eine gewisse Führung erfolgt. An dem äußeren Ring 12 sind die Abstandsstücke 15 befestigt, die zweckmäßigerweise aus Hartmetall bestehen können. Die Einstellung der Höhenlage der beiden Teile des Führungskörpers gegeneinander erfolgt durch Mikrometerschrauben 16, deren Mutterteile in Durchbohrungen eines Schulterbundes des inneren Teiles 11, z. B. vermittels Stellschrauben 17, befestigt sind. Als Gegenlager sind Stahlkugeln 18 in den äußeren Ring an den Auflagestellen eingelassen. Vorteilhaft werden zwecks Schaffung einer eindeutigen Dreipunktauflage drei Mikrometerschrauben verwendet und aus Symmetriegründen auch drei Federbuchsen, die am Umfang des Führungskörpers gleichmäßig verteilt sind (Fig. 2). Der Führungskörper ist zweckmäßigerweise kreisrund und nimmt genau die Stelle eines der Führungsringe 2 ein. Die Führung am Platz erfolgt wieder durch eine Achse 8.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Läppscheibe 3 mit darauf befindlichen Führungsringen 2 und einem Führungskörper 11. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Führungsringe 2 und der Führungskörper 11 nicht durch zentrale Achsen, sondern durch auf den Seiten angreifende Rollen 20 an ihrem Platz auf der Läppscheibe 3 gehalten. Dies erleichtert das Aufsetzen und Abnehmen der Führungskörper. Die Rollen 20 sitzen auf Haltekörpern 21, die mit Hilfe eines Langloches 22 verstellt werden können.

In der Nullage, die in Fig. 1 dargestellt ist, liegen die Stirnfläche des inneren Teiles 11 und die freien Flachseiten der Abstandsstücke 15 in einer einzigen Ebene. Dieser Ausgangszustand kann durch einen Leerschleifvorgang mit großer Genauigkeit hergestellt werden. Vor dem Läppvorgang wird das Läppgut, mindestens einseitig ebene Halbleiterscheiben, mit der ebenen Seite an der Unterseite des Führungskörpers befestigt, zweckmäßigerweise angeklebt. Der äußere Teil 12 wird dann vermittels der schwergängigen Mikrometerschrauben 16 um den Betrag der vorgeschriebenen Scheibenstärke nach unten gegen die Läppscheibenfläche vorgeschoben und die Läppmaschine in Gang gesetzt. Werden die Halbleiterscheiben dann dünner geläppt, so kommen schließlich die Abstandsstücke auf der Läppscheibenfläche zur Auflage, womit die vorgeschriebene Scheibenstärke erreicht ist. Da die Abstandsstücke sehr hart sind, ist das Fortschreiten der Stärkenabnahme derart abgebremst, daß man keine Befürchtungen bezüglich einer zu starken Verminderung der Stärke der Halbleiterscheiben zu haben braucht. Das Aufsetzen der Abstandsstücke kann optisch sehr gut beobachtet werden. Zweckmäßigerweise wird der Läppvorgang danach noch kurzzeitig fortgesetzt, um sicher gewährleisten zu können, daß das Läppgut bis auf die vorgeschriebene Stärke abgearbeitet ist.

Da bei dem Läppvorgang mit Hilfe der erfindungsgemäßen Führungskörper das Läppgut nicht bis an die Ränder der Läppscheibe gelangt, kann zwecks Erhaltung der genau ebenen Gestalt der Läppfläche mindestens einer der ursprünglich vorhandenen Führungsringe 2 mit oder ohne Läppgut mitlaufen. Statt dessen oder zusätzlich kann zum gleichen Zweck nach Bedarf ein zusätzlicher Lauf lediglich mit den ursprünglichen Führungsringen zwischen die zum Dünnläppen dienenden Verfahrensvorgänge eingeschoben werden. Auch der Ausgangszustand des Führungskörpers kann von Zeit zu Zeit durch einen Leerschleifvorgang bei Stellung der Mikrometerschrauben auf Null wiederhergestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einscheiben-Läppmaschine zur Herstellung von Halbleiterscheiben von vorgeschriebener sehr geringer Stärke, z. B. in der Größenordnung von ¹Ao mm, insbesondere Siliziumscheiben, für Halbleiteranordnungen, wie Gleichrichter, Transistoren, Fotodioden od. dgl., bei der das Läppgut innerhalb von exzentrisch auf der Läppscheibe angeordneten, schleifend umlaufenden Führungsringen gelagert und durch Gewichte belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Führungsringe durch einen Führungskörper ersetzt ist, der aus zwei Teilen besteht, einem inneren (11), dessen Unterseite aus einer ebenen Fläche besteht, an der das Läppgut (5) befestigt wird, und einem äußeren (12), der auf seiner Unterseite mehrere Abstandsstücke (15) trägt und gegen den inneren in der Höhe verstellbar ist.

2. Einscheiben-Läppmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (11, 12) des Führungskörpers in vertikaler Richtung federnd gegeneinandergepreßt und mittels Gewindebolzen, z.B. Mikrometerschrauben(16), gegeneinander verstellbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 779139, 2722 089,
2412306.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen