RU2165349C1 - Method of two-sided precision machining of flat articles by cutting - Google Patents
Method of two-sided precision machining of flat articles by cutting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165349C1 RU2165349C1 RU99124321/02A RU99124321A RU2165349C1 RU 2165349 C1 RU2165349 C1 RU 2165349C1 RU 99124321/02 A RU99124321/02 A RU 99124321/02A RU 99124321 A RU99124321 A RU 99124321A RU 2165349 C1 RU2165349 C1 RU 2165349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- diamond
- article
- drums
- processing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
- B24B7/10—Single-purpose machines or devices
- B24B7/16—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
- B24B7/17—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings for simultaneously grinding opposite and parallel end faces, e.g. double disc grinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для двусторонней суперпрецизионной обработки резанием (например, шлифованием), преимущественно тонких пластин с повышенными требованиями по точности и качеству обработки, например, полупроводниковых (кремниевых) пластин для производства полупроводниковых интегральных микросхем ("ЧИПов"). The invention relates to mechanical engineering and can be used in various sectors of the national economy for bilateral super precision cutting (for example, grinding), mainly thin wafers with increased requirements for accuracy and quality of processing, for example, semiconductor (silicon) wafers for the production of semiconductor integrated circuits ( "CHIPS").
Развитие машиностроения в области субмикрометрического и нанотехнологического диапазонов точности является доминирующим фактором последних лет. По мнению зарубежных и отечественных специалистов, к 2000-му году эта проблема станет главной, так как задачи в ряде областей непосредственного жизнеобеспечения людей выдвинут требования к размерной точности до 1 - 2 мкм на длине 1 м, к точности формообразования 0,01 мкм на площади 20 х 20 мм2 и параметру шероховатости поверхности Ra = 1 нм.The development of mechanical engineering in the field of submicrometric and nanotechnological accuracy ranges has been the dominant factor in recent years. According to foreign and domestic experts, by the year 2000 this problem will become the main one, since the tasks in a number of areas of direct life support for people will put forward requirements for dimensional accuracy of 1–2 μm on a length of 1 m, and for accuracy of forming 0.01 μm on an area 20 x 20 mm 2 and the surface roughness parameter Ra = 1 nm.
В частности, в течение ближайших 10 - 20 лет будут формироваться новые направления: в области здравоохранения и биологии - электронные сенсоры туннельного типа и фотонный сканирующий микроскоп туннельного типа; в области астрофизики - асферическая оптика; в области машиностроения - наноцентры с высоким уровнем автоматизации для обработки определяющих точность деталей станков, элементов гидро- и пневмооборудования, деталей двигателей внутреннего сгорания; в области микроэлектроники и бытовой техники - детали видеотехники, записывающие и считывающие головки для лазерных дисков, полупроводниковые интегральные микросхемы и многое другое. In particular, over the next 10 to 20 years, new directions will be formed: in the field of healthcare and biology - tunnel-type electronic sensors and tunnel-type photon scanning microscopes; in astrophysics - aspherical optics; in the field of mechanical engineering - nanocenters with a high level of automation for processing precision-determining machine parts, elements of hydraulic and pneumatic equipment, parts of internal combustion engines; in the field of microelectronics and household appliances - details of video equipment, recording and reading heads for laser discs, semiconductor integrated circuits and much more.
Перечисленные задачи требуют создания новых технологий, обуславливающих, в свою очередь, применение и создание алмазного инструмента различного типа: от абразивного с различной зернистостью алмазного порошка, до лезвийного алмазного с высоким качеством режущих кромок. These tasks require the creation of new technologies, which, in turn, determine the use and creation of diamond tools of various types: from abrasive with different grain sizes of diamond powder to diamond blades with high quality cutting edges.
Известен способ прецизионной двусторонней обработки плоских изделий (полупроводниковых пластин, преимущественно в виде дисков), согласно которому между оппозитно расположенными рабочими поверхностями (торцевыми) двух вращающихся режущих инструментов (абразивных кругов) размещают обрабатываемое изделие таким образом, что ось вращения абразивных инструментов расположена за пределами обрабатываемой поверхности изделия (т.е. обрабатываемое изделие в процессе его базирования и последующей обработки размещается в периферийной зоне абразивных инструментов). Базирование обрабатываемого изделия, в данном случае, осуществляется по плоскости рабочей поверхности абразивного инструмента (US, N 5110428. кл. C 25 F 3/30, 1992 г.). A known method of precision double-sided processing of flat products (semiconductor wafers, mainly in the form of disks), according to which between the opposed working surfaces (end faces) of two rotating cutting tools (abrasive wheels) are placed the workpiece so that the axis of rotation of the abrasive tools is located outside the machined surface of the product (i.e., the processed product in the process of its basing and subsequent processing is located in the peripheral zone zivnyh instruments). The base of the workpiece, in this case, is carried out along the plane of the working surface of the abrasive tool (US, N 5110428. CL 25 F 3/30, 1992).
К недостаткам данного известного из уровня техники способа прецизионной двусторонней обработки плоских изделий (типа дисков) следует отнести следующее:
- вследствие контакта шлифовального круга со всей площадью обрабатываемой поверхности изделия (детали, заготовки) в процессе обработки возникают большие нагрузки в зоне резания; в результате этого происходит нагрев детали, снижающий точность обработки (см. Машиностроение, энциклопедия в сорока томах, под редакцией чл.-кор. Академии технологических наук РФ, д-ра техн. наук Б.И.Черпакова, М., "Машиностроение", 1999 г., том IV-7, стр. 578) /1/;
- обработка изделий больших типоразмеров (например, кремниевых пластин диаметром 300 мм для производства "ЧИПов" полупроводниковых интегральных микросхем) повлечет за собой использование абразивных кругов с диаметром, примерно в три раза превышающим диаметр обрабатываемого изделия (т.е. около 900 мм); в связи с чем данный способ является неприемлемым для обработки изделий большого диаметра с использованием алмазного абразивного инструмента как с экономической точки зрения (высокая стоимость алмазного инструмента), так и с конструкторско-технологической концепции, поскольку основное преимущество алмазного точения (резания) заключается в обеспечении возможности достижения в процессе обработки чистоты (шероховатости) поверхности не ниже Rt = 0,02- 0,03 мкм при высоких (40 м/с и выше) скоростях резания (т.е. вращения алмазных абразивных инструментов), что является неприемлемым для шлифовальных кругов большого диаметра, ввиду сложности их балансировки для использования при вышеуказанных режимах обработки (скоростях резания).The disadvantages of this prior art method for precision double-sided processing of flat products (such as discs) include the following:
- due to the contact of the grinding wheel with the entire area of the processed surface of the product (part, workpiece) during processing, large loads occur in the cutting zone; as a result, the part is heated, which reduces the accuracy of processing (see Engineering, forty-volume encyclopedia, edited by Corresponding Member of the Academy of Technological Sciences of the Russian Federation, Dr. B.I. Cherpakova, M., "Engineering" , 1999, volume IV-7, p. 578) / 1 /;
- the processing of products of large sizes (for example, silicon wafers with a diameter of 300 mm for the production of "chips" of semiconductor integrated circuits) will entail the use of abrasive wheels with a diameter of about three times the diameter of the workpiece (i.e., about 900 mm); in this connection, this method is unacceptable for processing large diameter products using diamond abrasive tools both from an economic point of view (high cost of a diamond tool) and from a design and technological concept, since the main advantage of diamond turning (cutting) is to enable the achievement in the processing process of surface cleanliness (roughness) not lower than Rt = 0.02-0.03 μm at high (40 m / s and above) cutting speeds (i.e. rotation of diamond abrasive tools ENTOV), which is unacceptable for large diameter grinding wheels, due to the complexity of balancing for use in treating the above conditions (cutting speed).
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ прецизионной двусторонней обработки плоских изделий (колец) резанием, заключающийся в том, что между оппозитно расположенными режущими элементами двух вращающихся абразивных алмазных инструментов осуществляют рабочее перемещение (вращение вокруг оси, расположенной эксцентрично относительно осей вращения чашечных абразивных кругов) обрабатываемого изделия в зону резания с обеспечением его базирования по участку рабочей поверхности одного из алмазных инструментов с возможностью одновременной обработки всей площади плоских поверхностей изделия (см. US, N 5032238, кл. C 25 F 3/16, 1991 г.). Данное известное из уровня техники техническое решение принято в качестве прототипа заявленного технического решения (изобретения). Closest to the claimed invention is a method of precision two-sided processing of flat articles (rings) by cutting, which consists in the fact that between opposing cutting elements of two rotating abrasive diamond tools carry out working movement (rotation around an axis located eccentrically relative to the axis of rotation of the cup grinding wheels) of the machined products in the cutting zone with its basing on the working surface of one of the diamond tools with possible awn simultaneous processing throughout the area of flat surfaces products (see. US, N 5032238, cl. C 25
К недостаткам известного из уровня техники объекта-прототипа целесообразно отнести следующее:
- вследствие контакта шлифовального круга со значительным участком площади обрабатываемой поверхности изделия (детали, заготовки) в процессе обработки возникают большие нагрузки в зоне резания; в результате этого происходит нагрев детали, снижающий точность обработки (см. /1/);
- обработка изделий больших типоразмеров (например, кремниевых пластин диаметром 300 мм для производства "ЧИПов" полупроводниковых интегральных микросхем) повлечет за собой использование абразивных кругов с диаметром, примерно в 2,5 раза превышаюшим диаметр обрабатываемого изделия (т.е. около 750 мм); в связи с чем, как указывалось выше, данный способ является неприемлемым для обработки изделий большого диаметра с использованием алмазного абразивного инструмента как с экономической точки зрения (высокая стоимость алмазного инструмента), так и с конструкторско-технологической концепции, поскольку основное преимущество алмазного точения (резания) заключается в обеспечении возможности достижения в процессе обработки чистоты (шероховатости) поверхности не ниже Rt = 0,02-0,03 мкм при высоких (40 м/с и выше) скоростях резания (т.е. вращения алмазных абразивных инструментов), что является неприемлемым для шлифовальных кругов большого диаметра, ввиду сложности их балансировки для использования при вышеуказанных режимах обработки (скоростях резания),
- невозможно обрабатывать всю площадь плоских поверхностей изделий (деталей) типа пластин, ввиду того, что данная схема обработки не предусматривает обработку центрального участка изделия, поскольку для данной схемы обработки при использовании режущего инструмента в виде чашечного (или торцового) шлифовального круга применяемые средства вращения (средства подачи) изделия в зону обработки препятствуют достижению периферийными рабочими участками шлифовального инструмента центральной зоны обрабатываемого изделия.The disadvantages of the prior art object prototype, it is advisable to include the following:
- due to the contact of the grinding wheel with a significant portion of the surface area of the workpiece (part, workpiece) during processing, large loads occur in the cutting zone; as a result of this, the part is heated, which reduces the accuracy of processing (see / 1 /);
- processing of products of large sizes (for example, silicon wafers with a diameter of 300 mm for the production of "chips" of semiconductor integrated circuits) will entail the use of abrasive wheels with a diameter of about 2.5 times the diameter of the workpiece (i.e., about 750 mm) ; in this connection, as mentioned above, this method is unacceptable for processing large diameter products using diamond abrasive tools both from an economic point of view (high cost of a diamond tool) and from a design and technological concept, since the main advantage of diamond turning (cutting ) consists in providing the possibility of achieving a surface cleanliness (roughness) of at least Rt = 0.02-0.03 μm at high (40 m / s and above) cutting speeds (i.e. diamond rotation) s abrasive tools), which is unacceptable for large diameter grinding wheels, due to the complexity of balancing for use in treating the above conditions (cutting speed)
- it is impossible to process the entire area of the flat surfaces of products (parts) of the type of plates, because this processing scheme does not provide for the processing of the central part of the product, because for this processing scheme when using a cutting tool in the form of a cup (or face) grinding wheel, the rotation means used ( means of supply) of the product in the processing zone prevent the peripheral working sections of the grinding tool from reaching the central zone of the workpiece.
В основу заявленного способа прецизионной двусторонней обработки плоских изделий (преимущественно, типа пластин диаметром от 200 мм и выше) резанием была положена задача создания такого способа обработки, который бы позволял осуществлять суперпрецизионную обработку плоских изделий различных типоразмеров при снижении технико-экономических затрат на осуществление данного вида обработки. The claimed method of precision two-sided processing of flat products (mainly, such as plates with a diameter of 200 mm and above) by cutting was based on the task of creating such a processing method that would allow super-precision processing of flat products of various sizes while reducing technical and economic costs for this type processing.
Поставленная задача решается посредством того, что в способе прецизионной двусторонней обработки плоских изделий резанием, заключающемся в том, что осуществляют вращение двух оппозитно расположенных абразивных инструментов, базирование обрабатываемого изделия и его рабочее перемещение в зону резания между режущими элементами упомянутых инструментов с обработкой всей площади плоских поверхностей изделия, при этом в качестве абразивных инструментов используют алмазные барабаны, длина образующих которых превышает максимальный размер обрабатываемого изделия вдоль упомянутых образующих, а рабочее перемещение изделия в зону резания осуществляют напроход его перемещением поперек осей вращения алмазных барабанов, причем упомянутые оси пространственно ориентируют параллельно друг другу и располагают в одной плоскости с линиями контакта режущих элементов алмазных барабанов с обрабатываемыми поверхностями изделия, а базирование осуществляют по одной из обрабатываемых поверхностей с помощью базовых средств, одно из которых располагают за пределами зоны резания ее стороны захода обрабатываемого изделия, а второе - идентично первому со стороны выхода его из зоны резания с возможностью перехвата изделия в процессе обработки. The problem is solved by the fact that in the method of precision two-sided processing of flat products by cutting, which consists in rotating two opposed abrasive tools, basing the workpiece and its working movement into the cutting zone between the cutting elements of the said tools with processing the entire area of flat surfaces products, while diamond drums are used as abrasive tools, the length of the generators of which exceeds the maximum size p of the workpiece along the aforementioned generators, and the working movement of the product into the cutting zone is performed by moving it across the axes of rotation of the diamond drums, the axes being spatially oriented parallel to each other and placed on the same plane as the contact lines of the cutting elements of the diamond drums with the machined surfaces of the product, and basing is carried out on one of the machined surfaces using basic tools, one of which is located outside the cutting zone with the torons of entry of the workpiece, and the second is identical to the first from the side of its exit from the cutting zone with the possibility of interception of the product during processing.
Целесообразно в процессе обработки алмазным барабанам и/или обрабатываемому изделию сообщать осцилляцию вдоль осей вращения упомянутых барабанов. It is advisable during the processing of diamond drums and / or the workpiece to report oscillations along the rotational axes of the said drums.
Совершенно очевидно, что практически каждая операция патентуемого способа обработки резанием (например, шлифованием) плоских изделий (в частности - тонких пластин из полупроводниковых материалов), а также средства для реализации упомянутых операций заявленного способа в отдельности широко известны из "уровня техники" (в том числе и используемого заявителем в материалах настоящей заявки). Однако поставленная задача может быть решена исключительно за счет отраженной в основном пункте (п.1) формулы изобретения совокупности известных операций, реализованных в соответствующей последовательности и с использованием соответствующих средств реализации этих операций. It is absolutely obvious that practically every operation of the patented method of processing by cutting (for example, grinding) flat products (in particular, thin plates of semiconductor materials), as well as means for implementing the above operations of the claimed method individually are widely known from the "prior art" (including the number used by the applicant in the materials of this application). However, the task set can be solved solely due to the totality of known operations reflected in the main paragraph (1) of the claims, implemented in the corresponding sequence and using appropriate means for implementing these operations.
Следовательно, отраженная в формуле изобретения совокупность известных из уровня техники признаков обеспечивает в патентуемом объекте изобретения синергетический (сверхсуммарный) результат за счет определенной (необходимой и достаточной для реализации поставленной задачи) взаимосвязи изложенных в п. 1 формулы изобретения признаков. Consequently, the set of features known from the prior art reflected in the claims provides a synergetic (super-total) result in the patented subject of the invention due to a certain (necessary and sufficient for the implementation of the task) relationship of the characteristics set forth in paragraph 1 of the claims.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками и связями между ними, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а выбранный из перечня выявленных аналогов прототип, как наиболее близкий по совокупности признаков аналог, позволил выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by signs and relationships between them that are identical to all the essential features of the claimed invention, and the prototype selected from the list of identified analogues, as the analogue closest in the set of features, made it possible to identify the set of significant, in relation w applicant sees to the technical result in the distinguishing features of the claimed subject set out in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию патентоспособности НОВИЗНА по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the patentability criterion of NOVELTY under applicable law.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию критерия патентоспособности ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ заявитель провел дополнительный поиск известных технических решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение усматриваемого заявителем технического результата. In order to verify the conformity of the claimed invention with the patentability criterion, INVENTIVE LEVEL, the applicant conducted an additional search for known technical solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow from the prior art, since from the prior art determined by the applicant, the influence of the prize akami claimed invention transformations to achieve the technical result of the applicant sees.
В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования известного объекта-прототипа:
- дополнение известного объекта каким-либо известным признаком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какого-либо признака известного объекта другим известным признаком для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какого-либо признака известного объекта с одновременным исключением обусловленной наличием этого признака функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
- увеличение количества однотипных признаков в известном объекте для усиления технического результата, обусловленного наличием в объекте именно таких признаков;
- выполнение известного объекта или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
- создание объекта, включающего известные признаки, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил и достигаемый, при этом, технический результат обусловлен только известными свойствами признаков этого объекта и связей между ними.In particular, the claimed invention does not provide for the following transformations of a known prototype object:
- addition of a well-known object by any well-known attribute, attached to it according to known rules, to achieve a technical result, in relation to which the influence of such additions is established;
- replacement of any feature of a known object with another well-known feature to achieve a technical result, in respect of which the influence of such a replacement is established;
- the exclusion of any feature of a known object with the simultaneous exception due to the presence of this feature of the function and the achievement of the usual result for such an exception;
- an increase in the number of similar features in a known object to enhance the technical result due to the presence of just such signs in the object;
- the implementation of a known object or part of it from a known material to achieve a technical result due to the known properties of the material;
- the creation of an object that includes known features, the choice of which and the relationship between them are based on known rules and achieved, while the technical result is due only to the known properties of the features of this object and the relationships between them.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию критерия патентоспособности ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of the patentability criterion of INVENTION according to the current legislation.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для использования в промышленности, а именно, в области обработки плоских изделий резанием (преимущественно - алмазным шлифованием);
- для заявленного объекта изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- an object embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in industry, namely, in the field of processing flat products by cutting (mainly diamond grinding);
- for the claimed subject matter of the invention in the form described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known from the prior art on the priority date has been confirmed;
- an object embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию критерия патентоспособности ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirements of the patentability criterion INDUSTRIAL APPLICABILITY under applicable law.
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами. The invention is illustrated by the following graphic materials.
На фиг. 1 показана принципиальная схема обработки (момент врезания инструмента в материал обрабатываемого изделия, которому сообщается поступательное перемещение подачи). In FIG. 1 shows a schematic diagram of the processing (the moment of cutting the tool into the material of the workpiece, which is notified of the progressive movement of the feed).
На фиг. 2 показана принципиальная схема обработки изделия на промежуточном этапе обработки (момент перехвата изделия за обработанный участок для осуществления дальнейшего перемещения подачи изделия в зону обработки). In FIG. 2 shows a schematic diagram of the processing of the product at an intermediate stage of processing (the moment of interception of the product for the treated area for further movement of the product to the processing zone).
На фиг. 3 - вид А на фиг. 2. In FIG. 3 is a view A in FIG. 2.
На фиг. 4 и 5 - показаны возможные варианты принципиальных схем обработки, согласно изобретения, в которых рабочее перемещение изделия в зону обработки осуществляется по дуговым траекториям. In FIG. 4 and 5 show possible variants of the processing processing concepts, according to the invention, in which the working movement of the product into the processing zone is carried out along arc paths.
Способ прецизионной двусторонней обработки плоских изделий резанием (в частности, шлифованием) заключается в следующем. The method of precision two-sided processing of flat products by cutting (in particular, grinding) is as follows.
Между оппозитно расположенными режущими элементами двух вращающихся (например, в направлении обозначенными в графических материалах стрелками "V") абразивных алмазных инструментов 1 и 2 (преимущественно, цилиндрических алмазных шлифовальных кругов или фрез) осуществляют рабочее перемещение (подачу в направлении стрелки "S" по прямолинейной траектории /фиг. 1 - 3/ или по дуговым траекториям "B", "C", "E" с радиусами R, R1 и R2, соответственно, на фиг. 4 и 5) центра "O" обрабатываемого изделия 3 в зону резания. Базирование изделия 3 осуществляют посредством одного базового средства, которое располагают за пределами зоны резания со стороны захода обрабатываемого изделия 3 в упомянутую зону резания, с возможностью перехвата этого изделия 3 в процессе обработки вторым базовым средством, которое размещают идентично первому базовому средству (т.е. за пределами зоны резания) со стороны выхода обрабатываемого изделия 3 из упомянутой зоны резания. В качестве упомянутых базовых средств (расположенных за пределами зоны резания) могут быть использованы позиционируемые (относительно режущей кромки, например, инструмента 2) базовые и противобазовые щеки 4, 5 и 6, 7, соответственно. В этом случае подача изделия 3 (по стрелке "S") в зону обработки осуществляется автономным механизмом подачи (в графических материалах условно не показанным).Between the opposite cutting elements of two rotating (for example, in the direction indicated by graphic arrows “V”) abrasive diamond tools 1 and 2 (mainly cylindrical diamond grinding wheels or milling cutters), a working movement is carried out (feed in the direction of the arrow “S” in a straight line trajectories / Fig. 1 - 3 / or along the arc trajectories "B", "C", "E" with radii R, R 1 and R 2 , respectively, in Fig. 4 and 5) of the center "O" of the
Однако наиболее целесообразно использовать в качестве вышеупомянутых базовых средств два диаметрально противоположно расположенных устройства 8 и 9, каждое из которых имеет базовую поверхность и вакуумный прижим соответствующего участка периферийной поверхности изделия 3. В этом случае данное базовое средство (за счет собственных автономных средств позиционирования относительно инструмента и поступательного (или по дуговой траектории) перемещения поперек осей вращения инструментов 1 и 2) способно выполнять в процессе обработки как функцию корректировки пространственного положения обрабатываемого изделия 3 относительно режущих инструментов 1 и 2, так и функцию механизма подачи изделия 3 в зону обработки. При этом, в случае выполнения рассматриваемым базовым средством упомянутой функции механизма подачи, на определенном этапе процесса обработки осуществляется перехват изделия 3 устройством 9 (т.е. устройство 9 реализует функцию, осуществляемую устройством 8 в начальном цикле обработки. However, it is most advisable to use two diametrically oppositely arranged
Во всех вышерассматриваемых вариантах осуществления подачи изделия 3 в зону обработки, последнюю осуществляют по схеме напроход. In all the above-considered embodiments, the supply of the
Согласно патентуемому способу в качестве абразивных алмазных инструментов 1 и 2 используют алмазные (точнее - алмазоносные) барабаны (т.е. цилиндрические шлифовальные круги или фрезы) с длиной образующих, превышающей максимальный размер обрабатываемого изделия 3 вдоль упомянутых образующих. Оси вращения алмазных инструментов 1 и 2 пространственно ориентируют параллельно одна относительно другой таким образом, что они лежат в одной плоскости с линиями контакта режущих элементов (периферийных поверхностей) алмазных инструментов 1 и 2 с обрабатываемыми поверхностями изделия 3. В процессе резания изделию 3, как ранее указывалось, сообщают перемещение (подачу) в зону резания поперек осей вращения барабанов (преимущественно, под углом, близким или равным 90o по отношению к образующим алмазных инструментов 1 и 2 /барабанов/, контактирующих с обрабатываемыми поверхностями в момент осуществления резания материала изделия 3).According to the patented method, diamond (more precisely, diamond-bearing) drums (i.e. cylindrical grinding wheels or milling cutters) with a generatrix length exceeding the maximum size of the
С целью повышения дальнейшего качества обрабатываемых поверхностей изделия 3 целесообразно конкретно абразивную обработку осуществлять с осцилляцией (по стрелке "S2" алмазных инструментов 1 и 2 (барабанов) и/или обрабатываемого изделия (пластины) вдоль оси вращения упомянутых инструментов 1 и 2.In order to improve the further quality of the processed surfaces of the
Для обеспечения повышения точности обрабатываемых поверхностей плоских изделий патентуемый способ обработки целесообразно осуществлять в совокупности с широко известными системой активного контроля размера обрабатываемого изделия 3 в совокупности с методами и средствами адаптивного управления. При этом, как предварительную наладку и подналадку (в процессе обработки) алмазных инструментов 1 и 2 (преимущественно, в направлении стрелок "S1"), так и пространственное позиционирование обрабатываемого изделия 3 (в том числе и корректировку его положения относительно базовых элементов непосредственно в процессе обработки) целесообразно осуществлять посредством широко известных пьезоэлектрических или магнитострикционных преобразователей (позиционеров), обеспечивающих точность позиционирования не ниже 0,006 мкм.To ensure improved accuracy of the processed surfaces of flat products, the patented processing method is advisable to implement in conjunction with the well-known active control system for the size of the processed
Экспериментальная проверка промышленной реализации патентуемого способа обработки плоских изделий была осуществлена при обработке кремниевых пластин с диаметром 300 мм и толщиной 800 мкм. An experimental verification of the industrial implementation of the patented method for processing flat products was carried out when processing silicon wafers with a diameter of 300 mm and a thickness of 800 μm.
Величина припуска на сторону составляла 30 мкм. Обработка осуществлялась за два прохода (каждый проход осуществлялся в соответствии с патентуемой технологией обработки) алмазным шлифовальным барабаном (на керамической связке) с диаметром 180 мм и с длиной образующей 350 мм (без осциляции). Скорость резания (вращения инструмента по стрелке "V") составляла 40 м/с, подача ("S") изделия 3 в зону обработки - 1,2 м/мин. The amount of side allowance was 30 μm. The processing was carried out in two passes (each pass was carried out in accordance with the patented processing technology) with a diamond grinding drum (on a ceramic bond) with a diameter of 180 mm and a generatrix length of 350 mm (without oscillation). The cutting speed (rotation of the tool along the arrow "V") was 40 m / s, the feed ("S") of the
В результате произведенной обработки кремниевой пластины чистота (шероховатость) обработанных поверхностей (по всей площади обработки) соответствовала Rt = 0,02-0,03 мкм, а локальная неплоскостность на квадрате 20 х 20 мм2 (также по всей площади обработки) составляла 0,1 мкм.As a result of the silicon wafer treatment, the cleanliness (roughness) of the treated surfaces (over the entire processing area) corresponded to Rt = 0.02-0.03 μm, and the local non-flatness in the square of 20 x 20 mm 2 (also over the entire processing area) was 0, 1 micron.
Таким образом, заявленный способ прецизионной обработки плоских изделий резанием может быть широко использован в различных областях техники для получения изделий с повышенными требованиями по точности и качеству обработки, например, при обработки кремниевых пластин для производства полупроводниковых интегральных микросхем ("ЧИПов"). Thus, the claimed method for precision processing of flat products by cutting can be widely used in various fields of technology to obtain products with increased requirements for accuracy and quality of processing, for example, in the processing of silicon wafers for the production of semiconductor integrated circuits ("CHIPS").
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99124321/02A RU2165349C1 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Method of two-sided precision machining of flat articles by cutting |
| PCT/RU2000/000459 WO2001036153A1 (en) | 1999-11-19 | 2000-11-13 | Method for precision two-side machining of flat articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99124321/02A RU2165349C1 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Method of two-sided precision machining of flat articles by cutting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2165349C1 true RU2165349C1 (en) | 2001-04-20 |
Family
ID=20227129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99124321/02A RU2165349C1 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Method of two-sided precision machining of flat articles by cutting |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2165349C1 (en) |
| WO (1) | WO2001036153A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU55080A1 (en) * | 1934-10-21 | 1938-11-30 | Я.И. Андрусенко | Machine for grinding and polishing glass sheets simultaneously on both sides |
| JPS4818555B1 (en) * | 1969-06-04 | 1973-06-06 | ||
| DE4124772A1 (en) * | 1991-07-26 | 1993-01-28 | Nagel Masch Werkzeug | Surface grinding of two parallel surfaces esp. vehicle brake discs - using fine final finishing phase after partial retraction of tools to receive stress |
-
1999
- 1999-11-19 RU RU99124321/02A patent/RU2165349C1/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-11-13 WO PCT/RU2000/000459 patent/WO2001036153A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001036153A1 (en) | 2001-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5567199A (en) | Workpiece holder for rotary grinding machines for grinding semiconductor wafers, and method of positioning the workpiece holder | |
| JPH04504381A (en) | Workpiece shaping method and device | |
| JP6831835B2 (en) | Machines with highly controllable processing tools for finishing workpieces | |
| JP2008508109A (en) | Method and apparatus for treating an optical workpiece surface | |
| US6146245A (en) | Method of and device for machining flat parts | |
| RU2165349C1 (en) | Method of two-sided precision machining of flat articles by cutting | |
| JPS61152345A (en) | Machining method in combine use with laser beam | |
| JP7032307B2 (en) | Methods for deterministic finishing of chuck surfaces | |
| RU2167041C1 (en) | Method of precision two-sided machining of flat articles by cutting | |
| JP4530479B2 (en) | Precision processing equipment | |
| Rabiey et al. | Influence of picosecond laser touch dressing of electroplated diamond wheels on the dressing of SiC vitrified bond wheel | |
| RU2167040C1 (en) | Machine-toll for grinding of flat articles | |
| JPH0732252A (en) | Work autorotation type grinding machining, work autorotation type grinding machine, silicon wafer and ceramic substrate | |
| KR20010049611A (en) | Method for grinding the surface of workpiece | |
| JP2002321155A (en) | Non-contact tool adjusting method and apparatus therefor | |
| KR102684869B1 (en) | Rotor disk, double-sided processing machine and method for processing at least one workpiece in a double-sided processing machine | |
| JPH0531669A (en) | Grinding device | |
| SU1349976A1 (en) | Method of lapping | |
| RU2172235C1 (en) | Method of abrasive machining of workpieces | |
| RU2163527C1 (en) | Method for sharpening cutting blade of tool | |
| SU878439A1 (en) | Method of work surfaces of non-rigid parts | |
| JPH01228773A (en) | Surface processing method | |
| SU973489A1 (en) | Method for machining inner spherical surface of contact lens | |
| JPS61152356A (en) | Grinding method for cylindrical or conical surface | |
| SU1240549A1 (en) | Method of abrasive working of polymethyl metacrylate glass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051120 |