CH673098A5

CH673098A5 -

Info

Publication number: CH673098A5
Application number: CH3385/87A
Authority: CH
Inventors: Hubert Dr Hinzen
Original assignee: Mueller Georg Nuernberg
Priority date: 1986-09-25
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1990-02-15
Also published as: KR880003692A; IT1230696B; GB8722391D0; DE3632557C2; FR2604380B1; GB2195275B; JPS6389270A; GB2195275A; IT8721866A0; DE3632557A1; FR2604380A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Innenlochsäge gemäss Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to an internal hole saw according to the preamble of claim 1.

Innenlochsägen werden in grossem Umfang eingesetzt, um stabförmige Halbzeuge in scheibenförmige Werkstücke zu zerteilen. Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet für derartige Innenlochsägen liegt bei der Zerteilung von Halbleitergrundmaterial vor, da Innenlochsägen die Anwendung sehr dünner Sägeblätter ermöglichen und damit den Zerspanungsverlust minimal halten, während andererseits mit derartigen Innenlochsägen gute Oberflächenqualitäten bei den abgetrennten scheibenförmigen Werkstücken («Wafer») erreichbar sind. Derartige Innenlochsägen werden zur Bearbeitung aller derzeit verwendeten Halbleitermaterialien eingesetzt. Hole saws are used extensively to cut rod-shaped semi-finished products into disc-shaped workpieces. A particularly preferred area of application for such internal hole saws is in the cutting of semiconductor base material, since internal hole saws enable the use of very thin saw blades and thus keep the cutting loss to a minimum, while on the other hand, with such internal hole saws, good surface qualities can be achieved with the separated disc-shaped workpieces (“wafers”). Internal hole saws of this type are used for processing all semiconductor materials currently used.

Als Beispiele können Silizium, Galliumarsenid und Germanium genannt werden. Die hierfür in Frage kommenden Werkstoffe sind allgemein bekannt. Auch zur Bearbeitung anderer Werkstoffe werden Innenlochsägen derzeit eingesetzt. Silicon, gallium arsenide and germanium can be mentioned as examples. The materials in question are generally known. Hole saws are also currently used to machine other materials.

Der Sägekopf einer derartigen Innenlochsäge besteht aus einem rotierenden scheibenförmigen Grundkörper, auf dem ein unterer und ein oberer Spannring aufgesetzt sind, wobei das Sägeblatt zwischen diesen beiden Spannringen festgeklemmt ist. Das Spannen des Sägeblattes erfolgt gemäss dem Stand der Technik mittels mechanischer oder hydraulischer Vorrichtungen, wobei das sehr dünne Sägeblatt bis über die Streckgrenze hinaus vorgespannt wird, um dem Sägeblatt die nötige Steifigkeit zu geben und die an der Schneidkante auftretenden Kräfte sinnvoll ableiten zu können. Bei den bisher bekannten Sägeköpfen tritt jedoch der Nachteil auf, dass während des Spannvorganges in den Spannring Verformungen auftreten, die ihrerseits das ursprünglich ebene Sägeblatt in Umfangsrichtung wellenförmig verwerfen. Der sich hieraus ergebende Sägeblattschlag kann am Aussenrand von grossen Sägen im Bereich von 0,1 mm liegen, wobei ein Sägeblattschlag dieser Grössenordnung die Güte des Sägevorganges ganz erheblich beeinträchtigt. Dieser Missstand von bisher eingesetzten Sägeköpfen wird auch durch eine steifere Ausbildung der Umgebungskonstruktion nicht beseitigt. The saw head of such an internal hole saw consists of a rotating disc-shaped base body, on which a lower and an upper clamping ring are placed, the saw blade being clamped between these two clamping rings. According to the state of the art, the saw blade is clamped using mechanical or hydraulic devices, whereby the very thin saw blade is pre-tensioned beyond the yield point in order to give the saw blade the necessary rigidity and to be able to reasonably derive the forces occurring at the cutting edge. With the previously known saw heads, however, the disadvantage arises that deformations occur in the clamping ring during the clamping process, which in turn warp the originally flat saw blade in the circumferential direction. The resulting saw blade impact can be on the outer edge of large saws in the range of 0.1 mm, with a saw blade impact of this order of magnitude significantly affecting the quality of the sawing process. This grievance of previously used saw heads is not remedied by a more rigid construction of the surrounding construction.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Innenlochsäge zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist. The object of the invention is to provide an internal hole saw which does not have the disadvantages mentioned.

Bei der eingangs genannten Innenlochsäge wird die Aufgabe erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Mit diesen individuell einstellbaren Positioniereinrichtungen kann eine Feineinstellung des Sägeblattes im Hinblick auf die Optimierung der Planlage erreicht werden. In the case of the internal hole saw mentioned at the outset, the object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1. With these individually adjustable positioning devices, a fine adjustment of the saw blade can be achieved with a view to optimizing the flatness.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2 to 5.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Dabei zeigen: The invention is explained in detail with reference to the following drawings. Show:

Figur 1 eine Innenlochsäge gemäss dem Stand der Technik und 1 shows an internal hole saw according to the prior art and

Figur 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Innenlochsäge. Figure 2 shows an embodiment of an internal hole saw according to the invention.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Sägekopf gemäss dem Stand der Technik ist ein Sägeblatt 1 in Form eines kreisrunden, dünnen Metallbleches höchster Festigkeit wie ein Trommelfell zwischen dem unteren Spannring 10 und dem oberen Spannring 13 eingeklemmt und anschliessend gespannt. Das auf diese Weise gespannte Sägeblatt weist in der Mitte ein konzentrisches Loch auf, dessen Innenrand mit einem Diamantbelag 2 besetzt ist, der als Schneidkante dient. Das Innenlochsägeblatt rotiert um die zentrische Achse 3. Der zu zerteilende Barren 4 wird in Achsrichtung in das Loch eingeführt. Anschliessend findet eine Relativbewegung zwischen Barren und Schneidkante statt, bis die scheibenförmige Ronde 5, der «Wafer», abgetrennt ist. In the saw head according to the prior art shown in FIG. 1, a saw blade 1 in the form of a circular, thin metal sheet of the highest strength is clamped between the lower clamping ring 10 and the upper clamping ring 13 and then clamped. The saw blade tensioned in this way has a concentric hole in the middle, the inner edge of which is covered with a diamond coating 2, which serves as the cutting edge. The inner hole saw blade rotates about the central axis 3. The ingot 4 to be cut is inserted into the hole in the axial direction. A relative movement then takes place between the ingot and the cutting edge until the disk-shaped circular blank 5, the “wafer”, is separated.

Bei dieser bekannten Art der Spannung des Sägeblattes im Sägekopf treten innerhalb der Spannringe Verformungen auf, die eine Verwerfung des ursprünglich ebenen Sägeblattes in Umfangsrichtung zur Folge haben. With this known type of tension of the saw blade in the saw head, deformations occur within the clamping rings, which result in warping of the originally flat saw blade in the circumferential direction.

Bei der in Figur 2 veranschaulichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der untere Spannring 10 ersetzt durch einen Spannring 6 und einem weiteren Zwischenring 7. Dabei kann der Zwischenring 7 mit dem scheibenförmigen Grundkörper 11 einstückig oder damit verbunden sein. Gemäss der in Figur 2 veranschaulichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen der Zwischenring 7 Durchgangsbohrungen und der Spannring 6 Gewindelöcher auf, wodurch die Verbindung von Spannring 6 und Zwischenring 7 über eine Vielzahl von Schrauben 8 ermöglicht wird. Um die Schrauben herum oder zwischen den einzelnen Schrauben sind Federn 9 angeordnet, die den Spannring 6 und den Zwischenring 7 auf die durch die Schraubenstellung vorgegebene Distanz zueinander halten. Als Federn kommen wegen der auftretenden hohen Kräfte vorzugsweise Tellerfedern zum Einsatz. Es ist jedoch auch möglich, anstelle dieser Federn um die einzelnen Schrauben 8 herum oder zwischen ihnen Hülsen anzuordnen, die aus einem Material bestehen, welches beim Anziehen der Schrauben eine plastische Verformung erfährt. In the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 2, the lower clamping ring 10 is replaced by a clamping ring 6 and a further intermediate ring 7. The intermediate ring 7 can be integral with the disk-shaped base body 11 or connected to it. According to the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 2, the intermediate ring 7 has through bores and the clamping ring 6 has threaded holes, as a result of which the connection of the clamping ring 6 and the intermediate ring 7 is made possible by a plurality of screws 8. Springs 9 are arranged around the screws or between the individual screws and hold the clamping ring 6 and the intermediate ring 7 at the distance from one another which is predetermined by the screw position. Because of the high forces that occur, disc springs are preferably used as springs. However, it is also possible, instead of these springs, to arrange sleeves around the individual screws 8 or between them, which sleeves are made of a material that undergoes plastic deformation when the screws are tightened.

Durch Drehen der Schrauben 8 wird der Abstand zwischen Spannring 6 und Spannring 7 verändert. Beim Einsatz von Federn kommt es dabei in gewissen, durch die Federcharakteristik vorgegebenen Grenzen nicht zum Lockern der Schrauben 8, da sie durch die Federn 9 unter Vorspannung gehalten werden. Wie erwähnt, ist es ebenfalls möglich, verformbare Hülsen 12 einzusetzen. Hierbei reicht das elastische Federungsverhalten der Hülse in der Regel nicht aus, so dass eine plastische Deformation der Hülsen 12 durch die Schraube 8 notwendig ist. Die Hülsen bestehen vorzugsweise aus NE-Metall. The distance between clamping ring 6 and clamping ring 7 is changed by turning the screws 8. When using springs, the screws 8 are not loosened within certain limits specified by the spring characteristic, since the springs 9 hold them under pretension. As mentioned, it is also possible to use deformable sleeves 12. The elastic suspension behavior of the sleeve is generally not sufficient here, so that a plastic deformation of the sleeves 12 by the screw 8 is necessary. The sleeves are preferably made of non-ferrous metal.

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Im Fall der Verwendung von Hülsen können die Teile 6 und 7 nur durch Anziehen der Schraube 8 aufeinander zugezogen werden; ein Losdrehen der Schraube 8 würde zum Lockern der Verbindung führen. If sleeves are used, parts 6 and 7 can only be pulled towards one another by tightening screw 8; loosening the screw 8 would loosen the connection.

Weist das Sägeblatt 1 in Umfangsrichtung einen wellenförmigen Schlag auf, so kann dem durch unterschiedliches Einstellen der Schrauben entgegengewirkt werden. Im Bereich, in dem der Sägeblattschlag ein Maximum aufweist, müssen die Schrauben 8 mehr angezogen werden. Die Anwendung von Federn bietet zudem die Möglichkeit, dass dort, wo der Sägeblattschlag ein Minimum aufweist, die Schrauben in umgekehrter Richtung verstellt werden können. Durch mehrmalige Wiederholung der Vorgänge «Sägeblattschlag messen» und «Sägeblattschlag korrigieren» kann letztendlich der Sägeblattschlag auf einige (im reduziert werden. Durch steifigkeitsmässige Ausbildung der Ringe 6 und 7 muss dafür gesorgt werden, dass ein durch Drehen der Schrauben eingebrachter Zustellbetrag in Achsrichtung auch zur beabsichtigten Korrektur des Sägeblattschlages führt. If the saw blade 1 has an undulating impact in the circumferential direction, this can be counteracted by adjusting the screws differently. In the area where the saw blade impact is at a maximum, the screws 8 must be tightened more. The use of springs also offers the possibility that the screws can be adjusted in the opposite direction where the saw blade has a minimum. Through repeated repetitions of the "measure saw blade stroke" and "correct saw blade impact" processes, the saw blade impact can ultimately be reduced to a few (im). By designing rings 6 and 7 with rigidity, care must be taken to ensure that an infeed amount brought in by turning the screws also increases in the axial direction intended correction of the saw blade impact.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Internal hole saw with a saw head, containing a rotatable disc-shaped base body with attached lower and upper clamping ring, the saw blade being fastened between the two clamping rings, characterized in that the lower clamping ring (6) is distributed over the circumference and can be operated individually Adjustment devices (8) are supported on the disk-shaped base body (11).

2. Inner hole saw according to claim 1, characterized in that the lower clamping ring (6) is supported via an intermediate ring (7) on the disc-shaped base body (11), the clamping ring (6), intermediate ring (7) and base body (11) by screws (8) are connected to one another, spacers (9, 12) being arranged between the clamping ring (6) and the intermediate ring (7).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Internal hole saw according to claim 2, characterized in that the spacers (9) consist of springs, preferably disc springs.

4. Internal hole saw according to claim 2, characterized in that the spacers consist of sleeves (12) made of plastically deformable material.

5. Internal hole saw according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distance between the individually operable adjusting devices distributed uniformly on the circumference is in each case the same size and is between 5 and 15 cm.