RU2646301C2 - Способ изготовления круглых кристаллов с фаской, устройство и лезвийный инструмент для осуществления способа - Google Patents
Способ изготовления круглых кристаллов с фаской, устройство и лезвийный инструмент для осуществления способа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646301C2 RU2646301C2 RU2016126882A RU2016126882A RU2646301C2 RU 2646301 C2 RU2646301 C2 RU 2646301C2 RU 2016126882 A RU2016126882 A RU 2016126882A RU 2016126882 A RU2016126882 A RU 2016126882A RU 2646301 C2 RU2646301 C2 RU 2646301C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting edge
- tool
- chamfer
- main
- crystals
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D3/00—Cutting work characterised by the nature of the cut made; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
Landscapes
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области изготовления силовых полупроводниковых приборов и может быть использовано для разделения полупроводниковых пластин на круглые кристаллы. Способ включает формирование фаски алмазным лезвийным инструментом и вырезку кристаллов из пластины, которые выполняют одним инструментом. При этом фаску формируют главной режущей кромкой инструмента, расположенной наклонно к поверхности пластины, поворачивают инструмент относительно неподвижной вершины, устанавливая главную режущую кромку перпендикулярно поверхности пластины, и выполняют вырезку кристалла вспомогательной режущей кромкой. Главная режущая кромка выполнена длиной 2,00 мм, вспомогательная – длиной 0,05-0,15 мм и расположена под углом 90° к главной, а дополнительная – длиной не более 2.00 мм и расположена под углом 120-170° к вспомогательной режущей кромке. Изобретение направлено на повышение качества и точности кристаллов, изготовленных одним инструментом на одном станке. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Заявляемая группа изобретений относится к области получения изделий электронной техники и предназначена для разделения полупроводниковых пластин на круглые кристаллы, которые используются для изготовления силовых полупроводниковых приборов.
Из уровня техники известен способ изготовления круглых кристаллов фаской, заключающийся в том, что первоначально из пластины вырезают кристаллы круглой формы трубчатым алмазным сверлом на одном станке, например, на вертикально-сверлильном, а затем изготавливают фаску на каждом кристалле на другом станке с помощью алмазного плоского шлифовального круга вращением круга и кристалла. (В.П. Запорожский, Б.А. Лапшинов. Обработка полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа. 1988. стр. 103 и стр. 111).
В качестве прототипа выбран способ изготовления круглых кристаллов с фаской, включающий изготовление фаски алмазным лезвийным инструментом, а затем вырезку кристалла алмазным трубчатым сверлом. (А.С. №1424655, МПК H01L 21/78, дата регистрации 15.05.1987).
Известно устройство для закрепления алмазного лезвийного инструмента, которое содержит корпус и держатель инструмента. (О.И. Бочкин, В.А. Брук, С.Н. Никифорова-Денисова. Механическая обработка полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа. 1983. стр. 66).
В качестве прототипа выбрано устройство для закрепления алмазного лезвийного инструмента, содержащее корпус с размещенным в нем держателем для закрепления инструмента. (В.П. Запорожский, Б.А. Лапшинов. Обработка полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа. 1988. стр. 90-91).
Известен лезвийный инструмент для разделения полупроводниковых пластин на кристаллы квадратной формы на основе усеченной четырехгранной пирамиды алмаза, который имеет четыре грани и четыре режущие кромки-ребра пирамиды (О.И. Бочкин, В.А. Брук, С.Н. Никифорова-Денисова. Механическая обработка полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа. 1983. стр. 67-70).
В качестве прототипа выбран лезвийный инструмент для разделения полупроводниковых пластин на кристаллы квадратной формы на основе четырехгранной или трехгранной пирамиды алмаза, который имеет четыре грани с двумя режущими кромками-ребрами пирамиды одинаковой длины и вершину пирамиды. (В.П. Запорожский, Б.А. Лапшинов. Обработка полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа. 1988. стр. 87-88).
Существенные недостатки прототипов:
- относительно низкая производительность способа - большую долю времени при изготовлении одного кристалла с фаской занимают настроечные работы на смену инструмента или на смену станка;
- используются два инструмента: один - алмазный лезвийный инструмент для изготовления фаски, а другой - трубчатое сверло для вырезки кристалла из пластины;
- затруднено центрирование трубчатого сверла относительно оси кристалла, что обусловлено сменой инструмента, если операция выполняется на одном станке, и переносом пластины при выполнении вырезки на другом станке;
- устройства для закрепления алмазного лезвийного инструмента не позволяют известными инструментами на основе трех- или четырехгранной алмазной пирамиды выполнять фаски и вырезку круглых кристаллов из пластины.
Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, - повышение производительности и точности изготовления круглых кристаллов с фаской.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая группа изобретений, - изготовление круглых кристаллов с фаской одним алмазным лезвийным инструментом и на одном станке при использовании одной настройки инструмента и станка, повышающее качество и точность кристаллов.
Сущность заявляемого способа изготовления круглых кристаллов с фаской заключается в следующем.
Способ изготовления круглых кристаллов с фаской, включающий формирование фаски алмазным лезвийным инструментом и вырезку его из пластины. В отличие от прототипа фаску на кристалле и вырезку его из пластины выполняют одним инструментом, причем фаску формируют главной режущей кромкой инструмента, наклоненной к поверхности пластины под углом наклона фаски, а затем поворачивают инструмент относительно неподвижной его вершины с целью установки главной режущей кромки перпендикулярно поверхности пластины и выполнения вырезки кристалла вспомогательной режущей кромкой. При этом способ осуществляется использованием устройства для закрепления инструмента и инструмента для реализации способа.
Сущность заявляемого устройства для изготовления круглых кристаллов с фаской заключается в следующем.
Устройство для осуществления способа содержит корпус и держатель для закрепления инструмента. В отличие от прототипа держатель для закрепления инструмента имеет круговую каретку, установленную в круговых направляющих корпуса, и зубчатый сектор, имеющий общий центр поворота с круговой направляющей и взаимодействующий с зубчатым колесом, закрепленным на валу электродвигателя, размещенного в корпусе устройства.
Сущность лезвийного инструмента для изготовления круглых кристаллов с фаской заключается в следующем.
Лезвийный инструмент для реализации способа содержит четырех- или трехгранную пирамиду алмаза, в отличие от прототипа рабочая грань пирамиды алмаза содержит главную режущую кромку длиной более 2,0 мм, вспомогательную режущую кромку длиной 0,05÷0,15 мм, расположенную под углом 90° к главной и дополнительную режущую кромку длиной более 2,0 мм, расположенную под углом 120÷170° к вспомогательной, и вершину инструмента - точку пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.
Заявляемая группа изобретений характеризуется рядом общих существенных признаков, в частности:
- использование одного лезвийного инструмента для изготовления фаски круглого кристалла и последующей его вырезки из пластины позволяет резко сократить время настройки станка и инструмента, и, следовательно, повысить производительность процесса и точность получаемых кристаллов;
- использование инструмента, содержащего главную и вспомогательную режущие кромки разной длины с углом между ними, равным 90°, и устройства для закрепления и поворота инструмента относительно вершины инструмента позволяет сократить время настройки инструмента до минимума - равному времени установки вершины инструмента в точку его поворота устройством, которая выполняется один раз для всей группы вырезаемых кристаллов.
Вышеуказанное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой группы изобретений критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемая группа изобретений может быть успешно реализована на известном оборудовании, например, на вертикально-сверлильных станках и координатно-сверлильных станках с числовым программным управлением, работающих после настройки в автоматическом режиме, что позволяет сделать вывод о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «промышленная применяемость».
Заявляемый способ изготовления круглых кристаллов с фаской, устройство и лезвийный инструмент для осуществления способа связаны между собой единым изобретательским замыслом, заключающимся в использовании одного лезвийного инструмента для изготовления фаски круглого кристалла и его вырезки, повышающим производительность процесса, причем инструмента, содержащего главную и вспомогательную режущие кромки, выполняющие каждая последовательно изготовление фаски и вырезку кристалла с одной настройки инструмента вершиной в точку поворота относительно устройства, что увеличивает точность получаемых кристаллов и производительность процесса.
Заявляемая группа изобретений поясняется следующими чертежами (фиг. 1÷3).
На фиг.1а и фиг.1б положение инструмента и его геометрия при формообразовании фаски (фиг. 1а) и вырезки кристалла (фиг. 1б) в процессе осуществления способа.
На фиг. 2а, фиг. 2б и фиг. 3 - устройство для закрепления инструмента и изменения его положения при осуществлении способа изготовления круглых кристаллов с фаской.
Принцип работы устройства и инструмента по способу изготовления круглых кристаллов с фаской.
Поверхность 1 полупроводниковой пластины, на которой формируется фаска 2 главной режущей кромкой инструмента 3 (фиг. 1а). Инструмент повернут (фиг. 1б) - главная режущая кромка 3 располагается под углом 90° к поверхности пластины 1, а вспомогательная режущая кромка 4, расположенная под углом 90° по отношению к главной, устанавливается параллельно поверхности пластины 1. Поворот инструмента осуществляется устройством относительно точки поворота 5 держателя 6 (фиг. 2а), в котором располагается вершина 7 инструмента.
Дополнительная режущая кромка 8 инструмента наклонена к вспомогательной 4 под углом 120°÷170°. Держатель инструмента 6 (фиг. 2а) устройства для реализации способа имеет круговую каретку 9, установленную в круговых направляющих 10 корпуса 11, и зубчатый сектор 12, который взаимодействует с зубчатым колесом 13, установленным на валу 14 электродвигателя 15 его поворота. При включении двигателя 15 зубчатое колесо 13 поворачивает зубчатый сектор 12 держателя инструмента 6 в круговых направляющих 10 корпуса 11 относительно центра поворота 5, в котором расположена вершина инструмента 7. Одно из положений инструмента позволяет формировать фаску кристалла, другое - его вырезку из пластины.
С целью апробации заявляемых изобретений были созданы опытные образцы инструмента и устройства для реализации способа изготовления круглых кристаллов с фаской. При этом использовался координатно-сверлильный станок с числовым программным управлением, который можно использовать и при осуществлении прототипа заявленного способа. Были изготовлены партии кристаллов диаметром от 3 до 8 мм из кремниевых пластин толщиной от 0,3 до 0,6 мм с углом наклона фаски к поверхности кристалла пластины 30°÷60°. Во всех партиях полученных кристаллов качество поверхностей фасок и поверхностей отделения кристалла от пластины, а также отклонение оси кристалла и оси фаски отвечали заданным техническим условиям. Брак на операции не зафиксирован.
Claims (2)
1. Способ изготовления круглых кристаллов с фаской для силовых полупроводниковых приборов на сверлильном станке, включающий формирование на поверхности полупроводниковой пластины фаски круглого кристалла и вырезку кристалла из полупроводниковой пластины, отличающийся тем, что формирование фаски и вырезку кристалла осуществляют одним алмазным лезвийным инструментом, выполненным с главной и вспомогательной режущими кромками, расположенными с образованием вершины между ними, и дополнительной режущей кромкой, причем фаску на поверхности полупроводниковой пластины формируют главной режущей кромкой алмазного лезвийного инструмента, которую наклоняют к поверхности полупроводниковой пластины под углом наклона фаски, а затем поворачивают алмазный лезвийный инструмент относительно его вершины, устанавливают главную режущую кромку перпендикулярно поверхности полупроводниковой пластины и вырезают кристалл из полупроводниковой пластины вспомогательной режущей кромкой.
2. Устройство для изготовления круглых кристаллов с фаской для силовых полупроводниковых приборов на сверлильном станке, содержащее корпус, держатель инструмента и алмазный лезвийный инструмент, отличающееся тем, что оно снабжено двигателем с закрепленным на его валу зубчатым колесом и круговыми направляющими, держатель инструмента имеет зубчатый сектор, расположенный в контакте с упомянутым зубчатым колесом, и каретку, установленную в круговых направляющих, при этом алмазный лезвийный инструмент выполнен в форме пирамиды и имеет главную и вспомогательную режущую кромки, расположенные с образованием вершины между ними, и дополнительную режущую кромку, при этом упомянутые главная, вспомогательная и дополнительная режущие кромки образуют одну из рабочих граней алмазного лезвийного инструмента, главная режущая кромка выполнена длиной 2,00 мм, вспомогательная режущая кромка – длиной 0,05-0,15 мм и расположена под углом 90° к главной режущей кромке, а дополнительная режущая кромка имеет длину не более 2,00 мм и расположена под углом 120-170° к вспомогательной режущей кромке.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016126882A RU2646301C2 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Способ изготовления круглых кристаллов с фаской, устройство и лезвийный инструмент для осуществления способа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016126882A RU2646301C2 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Способ изготовления круглых кристаллов с фаской, устройство и лезвийный инструмент для осуществления способа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2646301C2 true RU2646301C2 (ru) | 2018-03-02 |
Family
ID=61568516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016126882A RU2646301C2 (ru) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | Способ изготовления круглых кристаллов с фаской, устройство и лезвийный инструмент для осуществления способа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646301C2 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3305695A1 (de) * | 1983-02-18 | 1984-08-23 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zum zerteilen von halbleitermaterial |
| RU2008746C1 (ru) * | 1991-10-18 | 1994-02-28 | Производственное объединение "Фотон" | Способ изготовления кристалла с диффузионным p - n-переходом |
| RU2385218C1 (ru) * | 2008-12-08 | 2010-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ разделения на кристаллы полупроводниковых пластин с двухсторонним тонкопленочным покрытием |
-
2016
- 2016-07-04 RU RU2016126882A patent/RU2646301C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3305695A1 (de) * | 1983-02-18 | 1984-08-23 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zum zerteilen von halbleitermaterial |
| RU2008746C1 (ru) * | 1991-10-18 | 1994-02-28 | Производственное объединение "Фотон" | Способ изготовления кристалла с диффузионным p - n-переходом |
| RU2385218C1 (ru) * | 2008-12-08 | 2010-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ разделения на кристаллы полупроводниковых пластин с двухсторонним тонкопленочным покрытием |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102174875B1 (ko) | SiC 웨이퍼의 가공 방법 | |
| KR20170021731A (ko) | 웨이퍼의 가공 방법 | |
| KR20160002740A (ko) | 면취 가공 방법 | |
| CN104551894A (zh) | 一种L型ZnSe转向棱镜的加工方法 | |
| CN103418820A (zh) | 一种内孔油槽的铣削加工装置及方法 | |
| EP2844428B1 (en) | Systems and methods for single crystal | |
| RU2646301C2 (ru) | Способ изготовления круглых кристаллов с фаской, устройство и лезвийный инструмент для осуществления способа | |
| JP6476892B2 (ja) | マルチポイントダイヤモンドツール | |
| JP2015209350A (ja) | スクライビングツールの製造方法、スクライビングツール、スクライブ装置及びスクライブ方法 | |
| JP2012231058A (ja) | ウエーハの加工方法 | |
| JP6284440B2 (ja) | 切削装置及びエッジトリミング方法 | |
| JP2006289871A (ja) | 輪帯光学素子の製造方法および輪帯光学素子用金型の製造方法 | |
| CN107553759B (zh) | 多刃金刚石刀具及其制造方法 | |
| US20150177428A1 (en) | Diffraction grating and diffraction grating producing method | |
| JP2014230053A (ja) | 圧電素子ウエハ形成方法 | |
| KR200486119Y1 (ko) | 스프링 제조기의 칼날수납판 배치 구조 | |
| KR20200004885A (ko) | 지석 및 연삭반 | |
| US10930513B1 (en) | Method of producing silicon elements and integrated circuits | |
| JP2004148454A (ja) | マイクロレンズアレイの成形型の研削方法およびその装置 | |
| Grabowski et al. | The role of laser beam polarization and deflection on cutting tool edge quality. | |
| JP2006043805A (ja) | 切削工具、その切削工具を用いた複数の円柱状突起形成方法およびその円柱状突起を有する支持台 | |
| JP2016010916A (ja) | マルチポイントダイヤモンドツール | |
| RU1815695C (ru) | Способ прорезани канавок в полупроводниковых пластинах | |
| CN116238058B (zh) | 一种脆性材料高效低损加工方法 | |
| JP2014188628A (ja) | 溝加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180705 |