专利名称：用于清理内径锯的设备的制作方法
背景技术：
本发明在总体上涉及内径锯，该内径锯用于切割半导体晶片，特别是，本发明涉及用于清理内径锯切割表面的设备。
有种设备被用来将单晶体半导体材料的结晶块切成晶片，该设备即是内径锯，它有一个薄的环形锯刃，切割面环绕锯刃中央开口。切割面有被镶嵌在镍层中的金刚石，用于切割结晶块。当锯刃将结晶块切成晶片时，半导体材料的锯屑和碎片会聚集在切割面上金刚石之间，因此降低锯刃切透结晶块的能力和增加锯刃的切割阻力。而金刚石碎片也会降低锯刃切透结晶块的能力和增加锯刃的切割阻力。
在切割晶片时，切割阻力会引起锯刃相对于切割方向横向偏离锯刃平面。如果这种偏离足够大，会在切割的晶片上产生不合需要的变形、锯痕和厚度的变化。变形不能在后续的工序(例如研磨)中去除。尽管通过增加可切除的余量，锯痕和厚度的变化能在后续的工序中去除，但这样导致材料的浪费和时间上的低效率是很不理想的。
锯刃遭遇的切割阻力主要是大量锯屑和碎片聚集在锯刃切割面上金刚石之间的结果。为了限制切割阻力和导致的锯刃偏离，清理锯刃切割面是标准的工业实际，该清理使用一种特别的清理石去除切割面上金刚石之间的锯屑和碎片。此外，该清理还去除一些将金刚石保持在其位置上的镍以便使金刚石的更多部分露出。在清理切割面时，清理石靠着锯刃的切割面推动。这种清理操作对控制切割晶片的质量是不利的。
为了清理内径锯的切割面，有各种设备和方法被使用。有些锯包括了专门的用于清理切割面的设备。通常，这些专门的设备被用于测量晶片的变形或者锯刃的偏离，并根据需要自动清理锯刃。然而，由于对每个锯，需要独立的设备(通常包括专门的测量设备)，这些设备操作起来相当复杂和昂贵。另一种锯清理设备是便携式的，可根据需要在锯与锯之间移动。一般地，这些便携式设备由操作员手工操作，并用体力将清理石靠着锯刃推动。这些设备的便携性降低了设备的费用，但手工操作增加了清理工作的不确定性，这是因为手工操作高度依赖于锯操作员的主观判断和动作。因此，使用这种便携设备，清理操作并不能总是产生所需要的切割修正。
发明概述在本发明的几个目的和特征中，值得注意的是清理设备可便携地在锯与锯之间使用；可以一致和重复地使用这种设备清理内径锯刃的切割面；通过将这种设备与其它类似设备组合使用，可以同时清理几个锯；这种设备的使用费用便宜；而且，这种设备增加了晶片的生产效率，提高了晶片的加工质量。
简单地说，本发明的设备用于清理环绕环形内径锯中央开口的切割面。该设备包括一个基座和一个安装在基座上的轴，轴绕其纵向轴线转动。该轴用来定位到锯的中央开口邻近位置。该设备还包括一个夹具，该夹具安装在轴上并用于支撑位于锯中央开口位置的清理石。此外，该设备包括一个马达，在锯旋转的同时，该马达旋转轴并沿着中心位于轴纵向轴线上的圆弧将夹具支撑的清理石移动到与锯的切割面接触的位置，这样去除在锯切割面上的沉积物。
在另一方面，本发明提供了一个清理环形内径锯切割面的方法。该方法包括在装于轴上的夹具上安装清理石的步骤和将清理石定位于锯中央开口内侧的步骤。更进一步地，本方法还包括下述步骤，该步骤将操作马达旋转轴并将夹具支撑的清理石沿着一个圆弧移动到与锯的切割面相交的位置，该马达运转着与轴连接，上述圆弧处于通常与锯中心轴垂直的平面内，这样去除切割面上的沉积物。
本发明的其它目的和特征，部分是明显的，部分将在下文中指出。
对附图的简要说明
图1是本发明设备的右侧正视图，局部剖视用于图视本设备的内部特征；图2是设备的后视图，局部剖视用于图视皮带防护装置；图3是设备支撑夹具和清理石的前视图，用于图视在清理切割面之前，它们与内径锯的关系；图4是在清理切割面时夹具和清理石的前视图；图5是设备的顶面；图6是设备的电路图。
相应的参考符号代表所有几个视图上的相应的部件。
对推荐实施例的详细说明参考附图，特别是图1，附图标记10代表的是设备的全部，该设备用于清理环形内径锯(图3中符号S表示)。设备10包括一个基座，用12代表，基座可旋转地支撑着轴14。轴14有一个固定器，用16代表，固定器安装在轴上支撑着清理石D。步进马达18使轴转动，并根据来自控制器的信号驱动清理石向锯S移动，控制器用20代表，安装于机座上。
基座12包括一个细长的水平外壳30，外壳30是中空的，并有一个或多个轴承(图中未示出)，轴承可旋转地支撑着轴14，轴14相对于轴的纵向轴线L旋转。基座12也包括一个夹具32，该夹具32将设备10可拆卸夹紧在水平支撑柱P(图2)上，支撑柱P是传统锯装置(未示出)的部件，这样，使轴14的纵向轴线L被定位于邻近锯S的中央开口O(图3)。如图2所示，夹具32的两个钳夹确定了一个开口34，其尺寸和形状适合于容纳支撑柱P。尽管开口34有其它并不脱离于本发明范围的形状，但本推荐实施例的开口形状是圆形的并包括一个槽36，以便容纳支撑柱P顶部的肋，从而防止设备10在支撑柱上转动。在夹具32上有一个手柄38，该手柄用于紧固夹具的钳夹，使设备10保持在支撑柱P上定位。夹具32还包括一个螺杆40，其未端42适合于接触在锯部件的表面上，用于在紧固夹具之前确定和调节清理石相对于锯S的纵向位置，下面将更详细地说明。
如图2所示，第一个同步滑轮或齿轮50连接到轴14的后端(图1所示的左端)，而第二个同步滑轮或齿轮52连接到马达18的输出轴54上。同步皮带56分别与第一和第二个滑轮50和52相啮合，这样使马达18和轴14可操作地相连接，以便轴响应马达输出轴54的转动而转动，因此将马达的能量传递到轴14。沿着每个齿轮50和52的圆周均匀分布着轮齿，在同步皮带56上也有齿，并与齿轮上的齿啮合，以防止皮带在齿轮上滑动。防护罩58(在图2中用局部剖图视，而在图1中省略掉了)围住齿轮50、52和皮带56，保护它们并防止与设备10的运动部件接触。同样地，外壳60围住马达18并保护它。尽管选用其它马达并未脱离本发明的范围，而本推荐实施例中选用型号为OEM57-51-MO的步进马达，该马达可从位于加利福尼亚Rohnert Park的Compumotor Division ofParker Hannifin公司买到。
如图3所示，固定器16包括一平板70，平板70通过螺钉72(图1)连接到轴16的前端，平板沿横向延伸并总体上从轴向上延伸。一个纵向的臂74通过螺钉76(图5)连接到平板70上，并从平板向前延伸，还有一个支架78通过螺钉80连接到纵向的臂上，它沿着与平板和臂垂直的方向延伸。支架78有一个凹槽82，清理石D安装于其中。螺钉84穿透在支架78上的螺纹孔(图中未示出)并抵住清理石D，使清理石支撑在固定器16上。螺钉84允许清理石D相对固定器16的纵向位置可调整。对于本领域的技术人员是很明显的是，当轴14旋转时，固定器16带动清理石D沿着圆弧A移动，圆弧A处于总体上垂直于锯中心轴线C(图1)的平面内。当清理石D沿着圆弧A移动时，它与锯S的切割面接触并去除这些切割面上的沉积物(如图4所示)。正如上述所说明的，这些沉积物包括积聚在金刚石间的锯屑和碎片以及一些镍，金刚石镶嵌于镍中。
如图1所示，控制器20包括一个分度器/驱动器88(如图6)，其与马达18电连通，并控制马达输出轴54的旋转运动。控制器20和马达18通过外部低压电源(图中未示出)提供电能，该电源通过一个标准电连接器90(例如一个RS-232连接器)与控制器连接，如图2和5所示。对于本领域的技术人员很明显，如果需要，同一个电源可同时为几个设备10供电。尽管选用其它分度器/驱动器并未脱离本发明的范围，而本推荐实施例中选用型号为OEM650X的分度器/驱动器，该分度器/驱动器由Compumotor Division of ParkerHannifin公司生产。该分度器/驱动器包括一个静态随机存取内存，其能存储程序，即使在设备10与电源脱开状态也如此。而且，该分度器/驱动器具有编程能力来改变清理石随时间的速度和/或移动轨迹，以便优化清理过程。如图2所示，操作控制器20的控制面板92安装在外壳60上，外壳60围住马达18。控制面板92包括三个旋钮94a-94c，用于控制控制器。旋钮94a控制设备10的电源的开与关；旋钮94b为控制器20提供信号来降低清理石D到邻近锯S的位置，以检查清理石相对于锯的位置；而旋钮94c为控制器提供信号，以执行清理周期。该操作在下文中说明。如图6所示，旋钮94a包括一个指示灯96，用于指示设备10的电源被接通。
使用上述的设备10，操作员通过将夹具32连接到支撑柱P而将设备安装在锯装置上。如果必要，在拧紧手柄38将设备固定之前，设备10相对锯S的轴向位置可以通过在支撑柱P上前后滑动设备10和转动调节螺杆40来调节。在将设备夹于支撑柱之前或之后都可以将清理石D安装在设备10的固定器16上。通过将清理石插入固定器16的凹槽82中来安装清理石D，并拧紧螺栓84将清理石保持在其位置。一旦设备10安装到位，而清理石D定位在锯S的中央开口0的内侧，电源连接器90可以与设备10连接，开/关旋钮94a转到开的位置为设备供电。然后，操作员可以推动测试旋钮94b，移动清理石D到邻近锯S的切割面位置，并肉眼检查清理石相对于锯的位置。如果清理石的位置需要调节，操作员可以松开手柄38，根据需要移动设备10，并重新拧紧手柄，将设备夹紧在支撑柱P上定位。
检查确信清理石D处于合适的位置后，操作员推动清理顺序旋钮94c来起动设备10。响应该操作，马达18使轴14转动，清理石D沿着圆弧A从图3所示的位置移动到图4所示的位置，并继续移动到锯S的切割面，对那些表面进行清理。尽管采用其它的速度也在本发明的范围内，而在本推荐实施例中，控制器20向清理锯S的切割面移动清理石D的速率为每分钟大约1英寸。轴14的旋转运动和清理石D的移动由储存在分度器/驱动器88中的程序控制(如Compumotor程序，XP9 XE1 XE3 LD3 XD1 LD3 MN A1 V.25 D6000 G T7 D-6000G XT XE2 XD2 LD3 MN A1 V.25 D6000 G V.01 D14000 G V.1D-20000 G XT Z)。如果需要，清理操作可以重复，但在每次操作前必须重新定位清理石的位置。
对于本领域的技术人员来说明显的是，上述的设备10具有几个优点。由于设备10是便携式的，因此，它可以在多于一个锯装置上使用。因而仅需要较少的设备。此外，多个设备可以使用同一个电源。而且，由于设备10用分度器/驱动器88控制，而不用手动控制，因此，它可以产生高度重复和一致性。
从上述可知，本发明不仅达到了发明的几个目的，而且还获得了其它优点。
上述结构可做出各种改变而不脱离本发明的范围，因此，本发明的上述说明和附图中的所有内容应该认为是说明性的而非限制性的。
权利要求
1.一种用于对环绕环形内径锯中央开口的切割面进行清理的便携式设备，所述设备包括一个基座；一根轴，安装在基座上，可绕轴的纵向轴线旋转，该轴适合于定位于邻近锯的中央开口的位置；一个固定器，安装在轴上，并支撑处于锯中央开口处的清理石；和一个马达，在锯旋转时，该马达使轴旋转，并沿着一圆弧将由固定器支撑的清理石移动到与锯的切割面接触的位置，上述圆弧处于总体上与锯中心轴垂直的平面内并且以轴的纵向轴线为中心，这样去除在锯切割面上的沉积物。
2.如权利要求1所述的设备，还包括一个控制器，该控制器控制马达使轴转动，并导致清理石产生所选择的运动；
3.如权利要求2所述的设备，其中，控制器是可编程的，通过编程控制清理石相对于锯的内切割面的运动。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述控制器是以时间为函数控制清理石运动的控制器。
5.如权利要求1所述的设备，其中，马达是步进马达，马达递增地使轴转动，因此，持续地使清理石抵靠着锯切割面。
6.如权利要求5所述的设备，还包括第一个滑轮，该滑轮被连接到轴上；第二个滑轮，该滑轮被连接到马达上；和皮带，该皮带分别与上述第一和第二个滑轮相啮合，从而可操作地将轴和马达连接到一起。
7.如权利要求6所述的设备，其中，第一和第二个滑轮都有均布的轮齿，而皮带上也有均布的齿并与第一和第二个滑轮的轮齿相啮合，这样将能量从马达传递到轴。
8.一种清理环形内径锯切割面的方法，其包括下列步骤在固定器上安装清理石，该固定器安装于便携式设备的轴上；将安装好的清理石定位于锯中央开口的内侧；驱动可操作地与轴连接的马达，使轴旋转，并将由固定器支撑的清理石沿着一个圆弧移动到与锯的切割面相接触的位置，上述圆弧处于总体上与锯中心轴垂直的平面内，这样去除切割面上的沉积物。
9.如权利要求8所述的方法，还包括一个对控制器编程的步骤，通过编程操作马达改变清理石的转动速率。
全文摘要
对环绕环形内径锯(S)中央开口的切割面进行清理的设备(10)。该设备包括一个基座(12)和一根轴(14),轴(14)安装在基座(12)上,可绕轴(14)的纵向轴线(L)旋转。轴(14)适合于定位于邻近锯(S)的中央开口的位置。设备(10)还包括一个固定器(16),该固定器(16)安装在轴(14)上,以支撑处于锯(S)中央开口处的清理石(D)。另外,该设备包括一个马达(18),在锯(S)旋转时,该马达(18)使轴(14)旋转,并沿着一圆弧(A)将由固定器(16)支撑的清理石(D)移动到与锯(S)的切割面接触的位置,上述圆弧(A)以轴(14)的纵向轴线(L)为中心,这样去除在锯(S)切割面上的沉积物。
文档编号B24B53/00GK1285775SQ98813097
公开日2001年2月28日 申请日期1998年12月9日 优先权日1997年12月17日
发明者拉塞尔·B·罗伯茨 申请人:Memc电子材料有限公司