SU1761516A1 - Plate cutting device - Google Patents

Abstract

Использование: в области обработки резанием неметаллических материалов, а именно, при разрезке полупроводниковых пластин, Сущность изобретени : устройство дл  резки пластин содержит корпус с двум  парами взаимно перпендикул рных направл ющих, два шпиндел  с режущими инструментами, вакуумный стол, три каретки . Вакуумный стол установлен на каретке, котора  в свою очередь установлена на первой паре направл ющих. Первый шпиндель с закрепленным режущим инструментом установлен на второй каретке. Второй шпиндель с закрепленным режущим инструментом установлен на третьей каретке, Каретки установлены на второй паре направл ющих с возможностью взаимной фиксации относительно друг друга и как совместного , так и раздельного перемещени , причем шпиндели расположены соосно и обращены своими режущими инструментами друг к другу. 2 ил. ЁUsage: in the field of machining non-metallic materials, namely, when cutting semiconductor wafers, Summary of the invention: a device for cutting wafers comprises a housing with two pairs of mutually perpendicular guides, two spindles with cutting tools, a vacuum table, three carriages. The vacuum table is mounted on the carriage, which in turn is mounted on the first pair of guides. The first spindle with fixed cutting tool is installed on the second carriage. The second spindle with the fixed cutting tool is mounted on the third carriage, the carriages are mounted on the second pair of guides with the possibility of mutual fixation relative to each other and both joint and separate movement, with the spindles arranged coaxially and facing each other with their cutting tools. 2 Il. Yo

Description

Изобретение относитс  к обработке резанием неметаллических материалов, а именно к разрезке полупроводниковых пластин , и может быть использовано в электронной промышленности.The invention relates to the machining of non-metallic materials, namely the cutting of semiconductor wafers, and can be used in the electronics industry.

Известно устройство дл  резки пластин, содержащие корпус с двум  парами взаимно перпендикул рных направл ющих, две каретки, установленные с возможность возвратно-поступательных перемещений по направл ющим, перва  из которых несет шпиндель с режущим инструментом, а втора  - вакуумный стол.A device for cutting plates is known, comprising a housing with two pairs of mutually perpendicular guides, two carriages installed with the possibility of reciprocating movements along guides, the first of which carries a spindle with a cutting tool, and the second is a vacuum table.

Это устройство обладает сравнительно невысокой производительностью резки. Особенно это сказываетс  при больших размерах пластин и малых размерах кристаллов , так как на каждом рабочем ходе получаетс , как правило, только один рез.This device has a relatively low cutting performance. This is especially true for large plate sizes and small crystal sizes, since, as a rule, only one cut is obtained at each working stroke.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл  резки пластин , содержащее корпус с двум  парами взаимно перпендикул рных направл ющих , два шпиндел  с режущими инструментами , вакуумный стол, три каретки, одна из которых несет вакуумный стол и установлена на первой паре направл ющих, втора  - первый шпиндель и установлена на второй паре направл ющих, а треть  - второй шпиндель, причем втора  и треть  каретки установлены с возможностью взаимной фиксации друг относительно друга и как совместного , так и раздельного перемещени .The closest in technical essence is a device for cutting plates, comprising a body with two pairs of mutually perpendicular guides, two spindles with cutting tools, a vacuum table, three carriages, one of which carries a vacuum table and is mounted on the first pair of guides, the second - the first spindle and mounted on the second pair of guides, and a third - the second spindle, the second and third carriages being installed with the possibility of mutual fixation relative to each other and both joint and separate parts scheni

В этом устройстве в св зи с несоосным расположением шпинделей дл  осуществлени  каждого хода резани  каретке, несущей вакуумный стол, необходимо делать рабочий ход больше размера пластины на величину рассто ни  между ос ми шпиндеVI OsIn this device, in connection with the misalignment of the spindles, in order for each cutting stroke to take place, the carriage carrying the vacuum table must be made working stroke larger than the plate size by the distance between the spindle axes VI Os

СЛSL

ii

лей, что снижает производительность резки . Это особенно сказываетс  при больших размерах пластин и малых рассто ни х между соседними резами, так как увеличенный ход приходитс  делать на каждом рабочем ходе. Эта же несоосность шпинделей затрудн ет осуществл ть оптимальную динамику врезани , а именно - разгон при врезании, максимально возможную скорость в середине и торможение в конце рабочего хода каретки, несущей вакуумный стол, так как после окончани  врезани  инструмента первого шпиндел , необходимо уменьшить скорость каретки дл  начала врезани  инструмента второго шпиндел , а после окончани  врезани  инструмента второго шпиндел  необходимо начать торможение каретки дл  выхода из реза инструмента первого шпиндел . Таким образом , это устройство позвол ет осуществл ть резку или только на скорости врезани , что приводит к низкой производительности резки, или без разгонно-тормозной оптимальной динамики, что приводит к снижению стойкости инструментов.Lei, which reduces the cutting performance. This is especially true for large plate sizes and small distances between adjacent cuts, since an increased stroke must be made at each working stroke. This same misalignment of the spindles makes it difficult to carry out the optimal inset dynamics, namely, acceleration during the incision, the maximum possible speed in the middle and deceleration at the end of the stroke of the carriage carrying the vacuum table, since after the end of the embedment of the first spindle tool, start of cutting in the tool of the second spindle, and after finishing cutting in the tool of the second spindle, it is necessary to begin braking the carriage in order to exit the cutting tool of the first spindle. Thus, this device allows cutting either at the cutting speed only, which leads to poor cutting performance, or without optimum acceleration and braking, which leads to a decrease in tool life.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности резки и увеличение стойкости инструментов.The aim of the invention is to increase cutting performance and increase tool life.

На фиг, 1 приведено устройство дл  резки пластин; на фиг. 2 - конструкци  креплени  специального режущего инструмента одновременно на двух шпиндел х.Fig. 1 shows a device for cutting plates; in fig. 2 shows the mounting structure of a special cutting tool simultaneously on two spindles x.

Устройство дл  резки пластин содержит корпус 1 с двум  парами взаимно перпендикул рных направл ющих 2, 3 и 4, 5, два шпиндел  6 и 7 с режущими инструментами 8 и 9, вакуумный стол 10, три каретки 11,12 и 13.The device for cutting plates comprises a housing 1 with two pairs of mutually perpendicular guides 2, 3 and 4, 5, two spindles 6 and 7 with cutting tools 8 and 9, a vacuum table 10, three carriages 11, 12 and 13.

Вакуумный стол 10 выполнен универсальным и предназначен дл  креплени  всех пластин, вписывающихс  своим размером в контур его поверхности. Вакуумный стол 10 установлен на каретке 11, котора  в свою очередь установлена на первой паре направл ющих 2 и 3. Первый шпиндель 6 с закрепленным режущим инструментом 8 установлен на второй каретке 12. Второй шпиндель 7 с закрепленным режущим инструментом 9 установлен на третьей каретке 13.The vacuum table 10 is made universal and is designed to mount all the plates that fit with their size in the contour of its surface. The vacuum table 10 is mounted on the carriage 11, which in turn is mounted on the first pair of guides 2 and 3. The first spindle 6 with the fixed cutting tool 8 is mounted on the second carriage 12. The second spindle 7 with the fixed cutting tool 9 is mounted on the third carriage 13.

Каретки 12 и 13 установлены на второй паре направл ющих 4 и 5 с возможностью взаимной фиксации друг относительно друга и как совместного, так и раздельного перемещени , причем шпиндели 6 и 7 расположены соосно и обращены своими режущими инструментами 8 и 9 друг к другу , Взаимна  фиксаци  кареток 12 и 13 и возможность их совместного перемещени  позвол ет закрепить между шпиндел ми 6The carriages 12 and 13 are mounted on the second pair of guides 4 and 5 with the possibility of mutual fixation relative to each other and both joint and separate movement, with the spindles 6 and 7 arranged coaxially and facing their cutting tools 8 and 9 to each other. Mutual fixation carriages 12 and 13 and the possibility of their joint movement allows fixing between spindles 6

и 7 (фиг. 2) специальный режущий инструмент 14.and 7 (Fig. 2) special cutting tool 14.

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

На вакуумном столе 10с помощью вакуума закрепл етс  полупроводникова  пластина , закрепленна  в свою очередь на спутнике с помощью адгезионной пленки (не показаны). Затем каретки 12 и 13, несу0 щие шпиндели 6 и 7, перемещаютс  по направл ющим 4 и 5 до совмещени  режущих инструментов 8 и 9, с двум  разделительными дорожками полупроводниковой пластины . То, что оба шпиндел  6 и 7 обращеныA semiconductor plate is fixed on the vacuum table 10c using a vacuum, which in turn is fixed on the satellite using an adhesive film (not shown). Then, carriages 12 and 13, carrying spindles 6 and 7, are moved along guides 4 and 5 until the cutting tools 8 and 9 are aligned with the two separating tracks of the semiconductor wafer. That both spindles 6 and 7 are facing

5 своими режущими инструментами 8 и 9 друг к другу, позвол ет их максимально сблизить и делать резы одновременно обоими инструментами . После совмещени  каретка 11. несуща  вакуумный стол 10, перемещаетс 5 with its cutting tools 8 and 9 to each other, allows them to be brought together as closely as possible and to make cuts simultaneously with both tools. After combining the carriage 11. carrying the vacuum table 10, moves

0 по направл ющим 2 и 3 в направлении, перпендикул рном направл ющим 4 и 5, закрепленным , как и в направл ющие 2 и 3, в едином корпусе 1. И в это врем  режущие инструменты 8 и 9, вращающиес  соответ5 ственно шпиндел ми 6 и 7, осуществл ют на вышеупом нутых разделительных дорожках одновременно два реза. Соосное расположение шпинделей 6 и 7 при осуществлении каждого хода резани  позвол ет0 along the guides 2 and 3 in the direction perpendicular to the guides 4 and 5, fixed, as in the guides 2 and 3, in a single housing 1. And at this time, the cutting tools 8 and 9, rotating respectively spindles 6 and 7, on the above-mentioned dividing tracks, simultaneously two cuts. The coaxial arrangement of the spindles 6 and 7 with each cutting stroke allows

0 каретке 11, несущей вакуумный стол 10. делать рабочий ход, равный размеру полупроводниковой пластины.0 to the carriage 11 carrying the vacuum table 10. to make a working stroke equal to the size of the semiconductor wafer.

По окончании первого рабочего хода каретки 12 и 13 снова перемест тс  по направ5 л ющим 4 и 5 до совмещени  режущих инструментов 8 и 9 с двум  другими разделительными дорожками полупроводниковой пластины и цикл резани  повторитс . Причем при перемещении по направл ю0 щим 4 и 5 каретки 12 и 13 могут двигатьс  как в разные стороны, т.е. перемещатьс  раздельно, так и в одну, т.е. перемещатьс  совместно, сохран   первоначальный интервал , как бы зафиксированные друг отно5 сительно друга. Это позвол ет дл  каждогс конкретного случа  выбрать наиболее оптимальный из двух способов перемещени  кареток .At the end of the first stroke, the carriages 12 and 13 are again moved along the guides 4 and 5 until the cutting tools 8 and 9 are aligned with the other two dividing tracks of the semiconductor plate and the cutting cycle is repeated. Moreover, when moving along directions 4 and 5, carriages 12 and 13 can move in different directions, i.e. move separately or in one, i.e. move together, keeping the original interval, as if fixed together relative to each other. This allows for each particular case to choose the most optimal of the two ways of moving the carriages.

При первом способе каретки 12 и 13 ЕIn the first method, carriages 12 and 13 E

0 начале процесса резки сближаютс  до совмещени  режущих инструментов 8 и 9 с двум  раздельными дорожками, располо женными в центре полупроводниковой пла стины. После осуществлени  первогсAt the beginning of the cutting process, the cutting tools 8 and 9 are brought closer together with two separate tracks located in the center of the semiconductor plate. After making first steps

5 рабочего хода резани , каретки 12 и 13 рас ход тс  в разные стороны от центра полу проводниковой пластины до совмещени  режущих инструментов 8 и 9 с двум  следу ющими ближайшими разделительными до рожками, где осуществл етс  второй5 of the cutting stroke, the carriages 12 and 13 are diverted in different directions from the center of the semi-conductor plate to the alignment of the cutting tools 8 and 9 with the next two dividing roads, where the second

рабочий ход резани . И так продолжаетс  до тех пор, пока резы не будут произведены на последних разделительных дорожках, расположенных на противоположных кра х полупроводниковой пластины.cutting stroke. And this continues until cuts are made on the last dividing tracks located on opposite edges of the semiconductor wafer.

При втором способе каретки 12 и 13 в начале процесса резки сближаютс  до минимально возможного рассто ни  между режущими инструментами 8 и 9. кратного рассто нию между ближайшими разделительными дорожками полупроводниковой пластины. Затем обе каретки 12 и 13 одновременно с одинаковой скоростью перемещаютс  до совмещени  режущих инструментов 8 и 9 с двум  разделительными дорожками, расположенными на краю полупроводниковой пластины. После осуществлени  первого рабочего хода резани  каретки 12 и 13 одновременно, с одинаковой скоростью перемещаютс  до совмещени  режущих инструментов 8 и 9 с двум  следующими ближайшими разделительными дорожками, где осуществл етс  второй рабочий ход резани . И так продолжаетс  до тех пор, пока резы не будут произведены на другом, противоположном краю полупроводниковой пластины.In the second method, the carriages 12 and 13 at the beginning of the cutting process approach each other to the minimum possible distance between the cutting tools 8 and 9. a multiple of the distance between the nearest separating tracks of the semiconductor wafer. Then, both carriages 12 and 13 simultaneously move at the same speed until the cutting tools 8 and 9 are aligned with two separation paths located on the edge of the semiconductor wafer. After the first cutting stroke is made, the carriages 12 and 13 simultaneously move at the same speed until the cutting tools 8 and 9 overlap with the next two adjacent dividing tracks where the second cutting stroke is performed. And so on until cuts are made on the other, opposite edge of the semiconductor wafer.

При резке твердых материалов устройство работает следующим образом. Каретки 12 и 13 (фиг. 1), несущие соосно расположенные шпиндели 6 и 7. сближаютс  до закреплени  между шпиндел ми специального режущего инструмента 14 (фиг. 2), фиксируютс  друг относительно друга и совместно перемещаютс  в одном направлении с одинаковой скоростью. При этом оба шпиндел  6 и 7 вращают специальный режущий инструмент 14 синхронно в одном направленииWhen cutting hard materials, the device works as follows. The carriages 12 and 13 (Fig. 1), carrying coaxially arranged spindles 6 and 7. are brought together to be fixed between the spindles of the special cutting tool 14 (Fig. 2), fixed relative to each other and jointly move in the same direction with the same speed. In this case, both spindles 6 and 7 rotate the special cutting tool 14 synchronously in one direction

00

5five

00

5five

00

5five

00

с увеличенной мощностью, подводимой одновременно от обоих шпинделей.with increased power delivered simultaneously from both spindles.

Все остальные операции резки производ тс  аналогично описанным выше при втором способе перемещени  кареток 12 и 13.All other cutting operations are carried out as described above with the second method of moving carriages 12 and 13.

Использование изобретени  позволит повысить производительность резки, например , полупроводниковых пластин диаметром 100 мм на кристаллы размерами 2x2 мм примерно в 1,5 раза, Испытани  показали , что резание с оптимальной динамикой, а именно разгон при врезании инструмента в пластину и торможение при выходе из нее, уменьшает нагрузки на инструмент и в итоге увеличивает его стойкость примерно в 1,25 раза. Кроме того, изобретение позвол ет при резании специальным режущим инструментом подводить к нему одновременно от обоих шпинделей мощность, примерно в 1,5 раза большую мощности каждого из шпинделей в отдельности.The use of the invention will improve the cutting performance of, for example, semiconductor wafers 100 mm in diameter into crystals of 2x2 mm approximately 1.5 times. Testing has shown that cutting with optimal dynamics, namely acceleration when the tool has been plunged into the plate and braking upon exiting, reduces the load on the tool and ultimately increases its durability by approximately 1.25 times. In addition, the invention allows for cutting with a special cutting tool to bring to it simultaneously from both spindles a power about 1.5 times greater than the power of each of the spindles separately.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  резки пластин, включающее корпус с взаимно перпендикул рными направл ющими, установленную на одних из направл ющих каретку с вакуумным столом дл  креплени  пластины и две шпиндельные каретки со шпиндел ми режущих инструментов, при этом одна из шпиндельных кареток установлена на направл ющих , перпендикул рных к первым, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности резки и увеличени  стойкости инструмента, втора  шпиндельна  каретка установлена на тех же направл ющих, что и перва , при этом оба шпиндел  установлены соосно и обращены режущими инструментами друг к другу.A device for cutting the plates, including a housing with mutually perpendicular guides, mounted on one of the guide carriage with a vacuum table for attaching the plate and two spindle carriages with cutting tool spindles, with one of the spindle carriages mounted on the guide, perpendicular the first, characterized in that, in order to increase cutting performance and increase tool life, the second spindle carriage is mounted on the same guides as the first one, with both spindles coaxially and facing each other with cutting tools. 5 135 13 Риг 1Rig 1