AT502328B1 - Schleifwerkzeug mit einzelnen schleifhörnern - Google Patents

Abstract

Bei einem Schleifwerkzeug mit einzelnen Schleifkörnern, welche in einer kontrollierten, zufälligen räumlichen Anordnung angeordnet sind, sodass die einzelnen Körner nicht aneinander angrenzen weist die Anordnung ein nichtgleichmäßiges Muster auf, das eine andere Schleifkörner ausschließende Zone um jedes Schleifkorn aufweist, und diese andere Körner ausschließende Zone weist eine Mindestabmessung auf, die den Höchstdurchmesser des gewünschten Körnungsgrößenbereichs für das Schleifkorn überschreitet. Es werden Verfahren zur Gestaltung einer derartigen Anordnung von Schleifkörnern, in welcher die einzelnen Körner nicht aneinander angrenzen und zur Übertragung einer derartigen Anordnung auf einen Schleifwerkzeugkörper beschrieben.

Description

österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15

Beschreibung [0001] Es wurden ein Verfahren zur Gestaltung und Herstellung von Schleifwerkzeugen und einzigartige Schleifwerkzeuge, die durch dieses Verfahren hergestellt werden, entwickelt. Bei diesem Verfahren werden einzelne Schleifkörner in einer derartigen gesteuerten, zufälligen räumlichen Anordnung angeordnet, dass die einzelnen Körner nicht aneinander angrenzen. Das Aufweisen einer zufälligen, aber gesteuerten Anordnung von Schleifkörnern an der schleifenden Oberfläche eines Schleifwerkzeugs kann optimale Schleiftätigkeit erbringen, wodurch die Leistungsfähigkeit verbessert wird und beständig flache Werkstückoberflächen erzeugt werden.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

[0002] Es wurde herausgefunden, dass eine gleichmäßige, gemusterte Schleifkornanordnung bei verschiedenen Kategorien von Schleifwerkzeugen die Schleifwerkzeugleistung verbessert. Eine derartige Kategorie von Werkzeugen, die "konstruiert" oder "strukturiert" beschichteten Schleifwerkzeuge, die für feine Präzisionsschleiftätigkeiten gestaltet sind, wurde im Verlauf der letzten Dekade im Handel erhältlich. Typische Gestaltungen für diese beschichteten Schleifwerkzeuge sind in den US-Patentschriften Nr. A-5,014,468, A-5,304,223, A-5,833,724, A-5,863,306 und 6,293,980 B beschrieben. Bei diesen Werkzeugen werden kleine, geformte Verbundstrukturen, z.B. dreidimensionale Pyramiden, Diamanten, Linien und sechseckige Grate, die mehrere Schleifkörner enthalten, welche in einem Bindematerial gehalten werden, als eine einzelne Schicht in einem regelmäßigen Muster an der Oberfläche einer biegsamen Unterlagsplatte wiederholt. Es wurde herausgefunden, dass diese Werkzeuge in einem freieren Schneiden eingreifen, und dass die offenen Räume zwischen den Kornverbünden ein kühleres Schleifen und eine verbesserte Schleifschlammbeseitigung gestatten. Ähnliche Werkzeuge in der Kategorie von superschleifenden Werkzeugen, die eine starre, geformte Unterlagsscheibe oder einen derartigen Kern aufweisen, sind in der US-Patentschrift Nr. 6,096,107 offenbart.

[0003] Es wurden Schleifwerkzeuge entwickelt, die eine einzelne Schicht von Schleifkörnern aufweisen, welche in einem gleichmäßigen Muster von Quadraten, Kreisen, Rechtecken, Sechsecken, oder anderen wiederholten geometrischen Mustern angeordnet sind, und diese Werkzeuge wurden in einer Vielfalt von Präzisionsendbearbeitungsanwendungen verwendet. Ein Muster kann einzelne Körne oder Pakete von Schleifkörnern in einer einzelnen Schicht aufweisen, die durch offene Räume zwischen den Paketen getrennt sind. Besonders bei superschleifenden Werkzeugen meint man, dass gleichmäßige Muster von Schleifkörner flachere, glattere Oberflächenzustände ergeben, als mit einer zufälligen Anordnung von Schleifkörnern am Schleifwerkzeug erzielt werden können. Derartige Werkzeuge sind zum Beispiel in den US-Patentschriften Nr. 6,537,140 B1, A-5,669,943, A-4,925,457, A-5,980,678, A-5,049,165, 6,368,198 B1 und A-6,159,087 offenbart.

[0004] Daher wurden für das gleichmäßige Schleifen von teuren halbfertigen Werkstücken verschiedenste Schleifwerkzeuge gemäß höchst präzisen Spezifikationen gestaltet und hergestellt. Als ein Beispiel für derartige Werkstücke in der Elektronikindustrie müssen halbfertige integrierte Schaltungen abgeschliffen oder poliert werden, um übermäßige Keramik- oder Metallmaterialien zu beseitigen, die mit oder ohne Ätzen selektiv in mehreren Oberflächenschichten auf Wafern (z.B. Siliziumoxid oder einem anderen Keramik- oder Glassubstratmaterial) abgelagert wurden. Die Einebnung von neu gebildeten Oberflächenschichten auf den halbfertigen integrierten Schaltungen erfolgt mit chemisch mechanischen Planarisationsprozessen (CMP), die Schleifaufschlämmungen und Polymerpads verwenden. Die CMP-Pads müssen ständig oder periodisch mit einem Schleifwerkzeug "aufbereitet" werden. Das Aufbereiten beseitigt eine Kissenverhärtung oder eine Glasur, die durch das Pressen von angesammeltem Schleifschlamm und Schleifaufschlämmungsteilchen in die Polierfläche der Pads verursacht wird. Die Aufbereitungstätigkeit muss über die Oberfläche des Pads hinweg gleichmäßig sein, damit das aufbereitete Pad die halbfertigen Wafer erneut über die gesamte Oberfläche der Wafer hinweg einebnen kann.

[0005] Die Position der Schleifkörner auf dem Aufbereitungswerkzeug ist so gesteuert, dass an der Polierfläche des Pads gleichmäßige Kratzmuster bewirkt werden. Eine völlig zufällige Anord- 1/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 nung der Schleifkörner in einer zweidimensionalen Ebene des Werkzeugs wird im Allgemeinen als für die CMP-Aufbereitung ungeeignet angesehen. Es wurde vorgeschlagen, die Position der Schleifkörner an CMP-Aufbereitungswerkzeugen durch Ausrichten jedes Korns entlang irgendeines definierten gleichmäßigen Gitters an der abschleifenden Oberfläche des Werkzeugs zu steuern (siehe zum Beispiel die US-Patentschrift Nr. 6,368,198 B1). Doch Werkzeuge mit gleichmäßigem Gitter weisen bestimmte Beschränkungen auf. Zum Beispiel verursacht ein gleichmäßiges Gitter eine Periodizität in der Schwingung, die aus der Werkzeugbewegung stammt, welche wiederum eine Welligkeit oder periodische Rillen am Pad oder eine ungleichmäßige Abnutzung des Schleifwerkzeugs oder des Polierpads verursachen kann, was sich schließlich in minderwertige Oberflächen am halbfertigen Werkstück überträgt.

[0006] Ein Verfahren zur Schaffung eines ungleichmäßigen Gittermusters von Schleifkörnern in einer einzelnen Schicht an einem Schleifwerkzeugsubstrat ist in der japanischen Patentschrift Nr. 2002-178264 offenbart. Bei der Herstellung dieser Werkzeuge beginnt man durch Definieren eines virtuellen Gitters, das ein gleichmäßiges, zweidimensionales Muster wie etwa eine Reihe von Quadraten aufweist, worin Körner an den Schnittpunkten der Linien am Gitter angeordnet werden sollen. Dann wählt man zufällig einige Schnittpunkte entlang des Gitters aus und verschiebt Körner von diesen Schnittpunkten, wobei die Körner um eine Entfernung von weniger als dem dreifachen durchschnittlichen Korndurchmesser bewegt werden. Das Verfahren trifft keine Vorkehrung zur Sicherstellung der Anordnung von einzelnen Körnern in einer numerischen Abfolge entlang der x-oder der y-Achse, weshalb es dabei versagt, sicherzustellen, dass die sich ergebende Werkzeugoberfläche eine beständige Schleiftätigkeit ohne bedeutende Lücken oder Unbeständigkeiten in der Kontaktfläche liefern kann, wenn das Werkzeug einen linearen Weg über ein Werkstück verfolgt.

[0007] Die vorliegende Erfindung, die keinen der Mängel der japanischen Patentschrift Nr. 2002-178264 aufweist, gestattet die Herstellung von Schleifwerkzeugen, die eine definierte ausschließende Zone um jedes Schleifkorn in einer zufälligen, aber gesteuerten zweidimensionalen Anordnung aufweist. Außerdem können Werkzeuge hergestellt werden, die eine willkürlich gestaltete numerische Abfolge von Schleifkornstellen entlang der x- und/oder der y-Achse der Schleifoberfläche des Werkzeugs aulweisen, um eine beständige Schleiftätigkeit ohne bedeutende Lücken oder Unbeständigkeiten in der Kontaktfläche zu schaffen, während das Werkzeug einen linearen Weg über ein Werkstück verfolgt.

[0008] Schleifwerkzeuge des Stands der Technik, die mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung von Körnern hergestellt sind, welche durch Anordnen einzelner Schleifkörner in Zwischengitterleerräumen eines Schablonendrahtsiebs oder einer perforierten Platte eingerichtet wird (z.B. wie in der US-Patentschrift Nr. A-5, 620, 489), sind auf die statischen gleichmäßigen strukturellen Abmessungen eines derartigen Gitters beschränkt. Diese Drahtsiebe und gleichmäßig perforierten Platten können nur eine Werkzeuggestaltung hersteilen, die ein Gitter von regelmäßigen Abmessungen (häufig ein Quadrat- oder ein Diamantgitter) aufweist. Im Gegensatz dazu können Werkzeuge der Erfindung zwischen den Schleifkörnern ungleichmäßige Abstände in einer Vielfalt von Längen einsetzen. Daher kann eine Schwingungsperiodizität vermieden werden. Von den Schablonensiebabmessungen befreit, kann die Schneidefläche des Werkzeugs eine höhere Konzentration von Schleifkörner enthalten und sie kann viel feinere Schleifkörnungsgrößen einsetzen, während die Kornanordnung nach wie vor gesteuert wird. Für die CMP-Pad-Aufbereitung wird angenommen, dass die Anzahl der schleifenden Punkte in Kontakt mit den Pads um so größer ist und die Wirksamkeit der Beseitigung von angesammelten Oxidteilchen und anderen Glasurmaterialien von der Polierfläche der Pads um so höher ist, je höher die Konzentration der Schleifkörner auf dem Schleifwerkzeug ist. Da CMP-Pads verhältnismäßig weich sind, sind bei dieser Anwendung kleine Schleifkörnungsgrößen zur Verwendung geeignet und man kann verhältnismäßig höhere Konzentrationen von Schleifkörnern mit einer kleineren Körnungsgröße verwenden.

[0009] Außerdem wird bei Umfangsschleiftätigkeiten, die mit den Werkzeugen der Erfindung ausgeführt werden, jedes Korn in der gesteuerten zufälligen Anordnung von nicht aneinander angrenzenden Schleifkörnern unterschiedliche, nicht aneinander grenzende Wege oder Linien entlang der Oberfläche des Werkstücks verfolgen, während es sich in einer linearen Weise bewegt. Dies steht 2/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 vorteilhaft im Gegensatz zu Werkzeugen des Stands der Technik, die eine gleichmäßige Gitteranordnung von Schleifkörnern aufweisen. In einem gleichmäßigen Gitter wird jedes Korn, dem die gleiche x- oder y-Abmessung am Gitter zufällt, den gleichen Weg oder die gleiche Linie entlang der Oberfläche des Werkstücks verfolgen, die durch alle anderen Körner, welche in der gleichen x-oder y-Abmessung liegen und ebenfalls das Päd queren, verfolgt wird. Auf diese Weise neigen die Werkzeuge mit gleichmäßigem Gitter des Stands der Technik dazu, an der Oberfläche des Werkstücks "Furchen" zu erzeugen. Die Werkzeuge der Erfindung minimieren diese Probleme. Werkzeuge, die anstatt in einer linearen Weise vielmehr in einer drehenden Weise betrieben werden, bieten eine unterschiedliche Situation. Bei einer "Fläche" oder einem Oberflächenschleifwerkzeug weisen regelmäßige Kornanordnungen eine mehrzählige Drehsymmetrie auf (z.B. weist ein quadratisches gleichmäßiges Gitter eine vierzählige Drehsymmetrie auf, ein Sechseck eine sechszähli-ge Drehsymmetrie auf, usw.), während die Werkzeuge der Erfindung nur eine einzählige Drehsymmetrie aufweisen. Daher ist der Wiederholungszyklus der Werkzeuge der Erfindung viel länger (z.B. vier Mal so lang wie bei einem quadratischen gleichmäßigen Gitter), mit der Nettowirkung, dass die Werkzeuge der Erfindung die Erzeugung von regelmäßigen Mustern auf dem Werkstück im Verhältnis zu Werkzeugen, die eine regelmäßige gleichmäßige Anordnung von Schleifkörnern aufweisen, minimieren.

[0010] Zusätzlich zu den Vorteilen, die beim Randschleifen und beim Aufbereiten von CMP-Pads verwirklicht werden, bieten die Schleifwerkzeuge der Erfindung Vorteile bei verschiedenen Herstellungsvorgängen. Diese Vorgänge umfassen zum Beispiel das Abschleifen anderer elektronischer Bestandteile, z.B. das Hinterschleifen von Keramikwafern, das Endbearbeiten von optischen Bestandteilen, das Endbearbeiten von Materialien, die durch eine plastische Verformung gekennzeichnet sind, und das Abschleifen von "lang spanenden" Materialien wie etwa Titan, Inconellegie-rungen, hochfestem Stahl, Messing und Kupfer.

[0011] Obwohl die Erfindung zur Herstellung von Werkzeugen, die eine einzelne Schicht von Schleifkörnern auf einer ebenen Arbeitsfläche aufweisen, nützlich ist, kann eine zweidimensionale Kornanordnung zu einem hohlen dreidimensionalen Zylinder gebogen oder geformt und dadurch zur Verwendung an Werkzeugen angepasst werden, die als eine zylinderförmige dreimensionale Anordnung von Schleifkörnern, welche an der Oberfläche des Werkzeugs gehalten werden, aufgebaut sind (z.B. Dreh-Abrichtwerkzeuge). Die Schleifkornanordnung kann von einer zweidimensionalen Platte oder einem solchen Aufbau durch Rollen der Platte, die die gebundene Schleifkornanordnung trägt, zu einer konzentrischen Rolle, wodurch ein spiralförmiger Aufbau erzeugt wird, in dem jedes Korn in der z-Richtung zufällig von jedem benachbarten Korn versetzt ist und alle Körner in der x-, y- und z-Richtung nicht aneinander angrenzen, in einen festen dreidimensionalen Aufbau umgewandelt werden. Die Erfindung ist auch zur Herstellung von vielen anderen Arten von Schleifwerkzeugen nützlich. Diese Werkzeuge umfassen zum Beispiel Oberflächenschleifscheiben, Kantenschleifwerkzeuge, die um den Umfang eines starren Werkzeugkerns oder einer Nabe einen Kranz von Schleifkörnern aufweisen, und Werkzeuge, die eine einzelne Schicht von Schleifkörnern oder einer Schleifkorn/Bindematerial-Zusammensetzung auf einer biegsamen Unterlagsplatte oder einem Film umfassen.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0012] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeugen, die eine ausgewählte andere Körner ausschließende Zone um jedes Schleifkorn aufweisen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: [0013] (a) Auswählen eines zweidimensionalen ebenen Bereichs, der eine definierte Größe und Form aufweist; [0014] (b) Auswählen einer gewünschten Körnungsgröße und Konzentration der Schleifkörner für den ebenen Bereich; [0015] (c) zufälliges Erzeugen einer Reihe von zweidimensionalen Koordinatenwerten; [0016] (d) Beschränken jedes Paars von zufällig erzeugten Koordinatenwerten auf Koordinatenwerte, die sich von jedem beliebigen benachbarten Koordinatenwertpaar um einen Mindestwert (k) 3/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 beabstandet befinden; [0017] (e) Erzeugen einer Anordnung der beschränkten, zufällig erzeugten Koordinatenwerte, die genügend Paare aufweist, welche als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt sind, um die gewünschte Schleifkornkonzentration für den ausgewählten zweidimensionalen ebenen Bereich und die ausgewählte Schleifkorn-Körnungsgröße zu ergeben; und (f) Zentrieren eines Schleifkorns an jedem Punkt an der Anordnung.

[0018] Die Erfindung betrifft ein zweites Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeugen, die eine ausgewählte andere Körner ausschließende Zone um jedes Schleifkorn aufweisen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: [0019] (a) Auswählen eines zweidimensionalen ebenen Bereichs, der eine definierte Größe und Form aufweist; [0020] (b) Auswählen einer gewünschten Körnungsgröße und Konzentration der Schleifkörner für den ebenen Bereich; [0021] (c) derartiges Auswählen einer Reihe von Koordinatenwert-paaren (x^ y^, dass die Koordinatenwerte entlang zumindest einer Achse auf eine numerische Abfolge beschränkt sind, wobei sich jeder Wert um eine konstante Größe vom nächsten Wert unterscheidet; [0022] (d) Entkoppeln jedes gewählten Koordinatenwertpaars (x^ y^, um einen Satz von ausgewählten x-Werten und einen Satz von ausgewählten y-Werten hervorzubringen; [0023] (e) zufälliges Auswählen einer Reihe von zufälligen Koordinatenwertpaaren (x, y) aus den Sätzen von x- und y-Werten, wobei jedes Paar Koordinatenwerte aufweist, die sich von den Koordinatenwerten eines jeden beliebigen benachbarten Koordinatenwertpaars um einen Mindestwert (k) beabstandet befinden; [0024] (f) Erzeugen einer Anordnung der zufällig ausgewählten Koordinatenwertpaare, die genügend Paare aufweist, welche als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt sind, um die gewünschte Schleifkornkonzentration für den ausgewählten zweidimensionalen ebenen Bereich und die ausgewählte Schleifkorn-Körnungsgröße zu ergeben; und [0025] (g) Zentrieren eines Schleifkorns an jedem Punkt an der Anordnung.

[0026] Die Erfindung betrifft auch ein Schleifwerkzeug, das Schleifkörner, ein Bindematerial und ein Substrat umfasst, wobei die Schleifkörner einen ausgewählten Höchstdurchmesser und einen ausgewählten Größenbereich aufweisen, und wobei die Schleifkörner durch das Bindematerial in einer Einzelschichtanordnung an das Substrat geklebt sind, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass [0027] (a) die Schleifkörner in der Anordnung nach einem nicht- gleichmäßigen Muster angeordnet sind, das eine andere Körner ausschließende Zone um jedes Schleifkorn aufweist, und [0028] (b) jede andere Körner ausschließende Zone einen Mindestdurchmesser aufweist, der den Höchstdurchmesser der gewünschten Schleifkorn-Körnungsgröße überschreitet.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0029] Figur 1 ist eine Darstellung eines Koordinatensystems mit der Kornverteilung eines Werkzeugs des Stands der Technik, die zufällig erzeugten x- und y-Koordinatenwerten entspricht und entlang der x- und der y-Achse eine unregelmäßige Verteilung zeigt.

[0030] Figur 2 ist eine Darstellung eines Koordinatensystems mit der Kornverteilung eines Werkzeugs des Stands der Technik, die einem gleichmäßigen Gitter von x- und y- Koordinatenwerten entspricht und zwischen aufeinanderfolgenden Koordinatenwerten entlang der y- und der y-Achse regelmäßige Lücken zeigt.

[0031] Figur 3 ist eine Darstellung eines Koordinatensystems mit einer Schleifkornanordnung der Erfindung, die eine zufällige Anordnung von x- und y-Koordinatenwerten zeigt, die so beschränkt wurden, dass sich jedes Paar von zufällig erzeugten Koordinatenwerten um ein definiertes Min- 4/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 destausmaß (k) vom nächstgelegenen Koordinatenwertpaar unterscheidet, um eine andere Körner ausschließende Zone um jeden Punkt im Koordinatensystem zu erzeugen.

[0032] Figur 4 ist eine Darstellung eines Koordinatensystems mit einer Schleifkornanordnung der Erfindung, die eine Anordnung zeigt, welche entlang der x- und der y-Achse auf numerische Abfolgen beschränkt wurde, wobei sich jeder Koordinatenwert an einer Achse um eine konstante Größe vom nächsten Koordinatenwert unterscheidet. Die Anordnung wurde ferner beschränkt, indem die Koordinatenwertpaare entkoppelt wurden und die Paare zufällig so neu zusammengesetzt wurden, dass jedes zufällig neu zusammengesetzte Paar von Koordinatenwerten um ein definiertes Mindestausmaß vom nächstgelegenen Paar von Koordinaten werten getrennt ist.

[0033] Figur 5 ist eine Darstellung eines Koordinatensystems mit einer Schleifkornanordnung der Erfindung, die mit Polarkoordinaten r, 0 an einem ringförmigen ebenen Bereich erstellt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0034] Bei der Herstellung der Werkzeuge der Erfindung beginnt man durch Erzeugen einer zweidimensionalen graphischen Darstellung, um die Anordnung der Mitte der längsten Abmessung jedes Schleifkorns auf einen Punkt einer gesteuerten zufälligen räumlichen Anordnung, die aus nicht aneinander angrenzenden Punkten besteht, zu richten. Die Abmessung der Anordnung und die Anzahl der Punkte, die für die Anordnung ausgewählt werden, werden durch die gewünschte Schleifkorn-Körnungsgröße und Kornkonzentration am zweidimensionalen ebenen Bereich einer Schleif- oder Polierfläche des hergestellten Schleifwerkzeugs vorgeschrieben. Die graphische Darstellung kann durch jedes beliebige bekannte Mittel zur Erzeugung einer zweidimensionalen Anordnung einschließlich, zum Beispiel, mathematischer Berechnungen von Hand, computer-gestützer Entwurfszeichnungen und Computeralgorithmen (oder "Makros" erzeugt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Makro, das in einer Microsoft@-Excel®-Software läuft, verwendet, um die graphische Darstellung zu erzeugen.

[0035] Das Erzeugen eines Koordinatensystems mit einer Anordnung von Schleifkörnern, in welcher die einzelnen Körner nicht aneinander anqrenzen.

[0036] In einer Ausführungsform der Erfindung wurde das folgende Makro, das in einer Microsoft-Excel-Software (Version 2000) erzeugt wurde, verwendet, um Punkte an einem zweidimensionalen Gitter zu erzeugen, wodurch die in Figur 3 veranschaulichte Anordnung von Punkten zur Anordnung von einzelnen Schleifkörnern an einer Werkzeugoberfläche gebildet wurde.

[0037] Das Makro zur Erzeugung von Figur 3 [0038] (Dirn = Abmessung; md = zufällig) [0039] Dirn X(10000) [0040] Dirn y(10000) [0041] Dirn selectx(10000) [0042] Dirn selecty(10000) b = 2 [0043] Wählt das erste xy-Paar (an einem Gitter von 0 bis 10) zufällig und schreibt die Werte [0044] X1 = Rnd * 10 [0045] Y1 = Rnd * 10 [0046] Worksheets("Sheetl").Cells(1, 1).Value = X1 [0047] Worksheets("Sheetl").Cells(1,2).Value = Y1 [0048] 'Fügt der ausgewählten Liste das erste xy-Paar hinzu [0049] select(1) = X1 [0050] select(1) = Y1 5/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 [0051] 'Wählt das nächste xy-Paar [0052] For counter = 2 To 10000 [0053] Randomize [0054] X(counter) = Rnd * 10 [0055] y(counter) = Rnd * 10 [0056] 'Stellt sicher, dass die nachfolgenden Punkte einen um Abstand > x entfernt sind [0057] For a = 1 to b [0058] lf((X(counter) - select(a))A2 + (y(conter) - select(a))A2)A0.5 < 0.5 Then GoTo 20 [0059] Next a [0060] 'Die Markierung "failed" zählt die Anzahl der zufälligen Punkte, die dabei scheiterten, in das Gitter zu gelangen [0061] failed = 0 [0062] selectx(b) = X(counter) [0063] selecty(b) = y(counter) [0064] Worksheets("Sheet1 ").Cells(b, 1).Value = selectx(b) [0065] Worksheets("Sheet1 ").Cells(b, 2).Value = selecty(b) [0066] b = b + 1 [0067] 'Wenn 1000 aufeinander folgende Versuche, in das Gitter zu gelangen, scheitern, geben wir auf, es ist voll [0068] 20 failed = failed + 1 [0069] If failed = 1000 Then End [0070] Next counter [0071] End sub [0072] In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wurde das folgende Makro, das in einer Microsoft-Excel-Software (Version 2000) erzeugt wurde, verwendet, um Punkte an einem zweidimensionalen Gitter zu erzeugen, wodurch die in Figur 4 veranschaulichte Anordnung von Punkten zur Anordnung von einzelnen Schleifkörnern an einer Werkzeugoberfläche gebildet wurde. In dieser Darstellung wurden Koordinatenwerte in einer numerischen Abfolge entlang sowohl der x-als auch der y-Achse ausgewählt.

[0073] Das Makro zur Erzeugung von Figur 4 [0074] (Dirn = Abmessung; Q = Zählung der Nummer der Punkte oder Berechnungen; rand = zufällig) [0075] Dirn x(1000) [0076] Dirn rand x(1000) [0077] Dirn Y(1000 [0078] Dirn rand y(1000) [0079] Dirn z(1000) [0080] Dirn xflag(1000) [0081] Dirn yflag(1000) [0082] Dirn picked x(1000) 6/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 [0083] Dim picked y(1000) [0084] failed = -1 [0085] 2 [0086] ForQ = 2 To 101 [0087] x flag(Q) = 0 [0088] y flag(Q) = 0

[0089] Next Q

[0090] Cells.Select [0091] With Selection [0092] .Horizontal Alignment = x| Center [0093] .Vertical Alignment = x| Bottom [0094] .Wrap Text = False [0095] .Orientation = 0 [0096] .Add Indent = False [0097] .Shrink To Fit = False [0098] .Merge Cells = False [0099] End With [00100] Worksheets("sheet1").Cells(1,2).Value = "X values" [00101] Worksheets("sheet1").Cells(1,5) .Value = "Y values" [00102] Worksheets("sheet1").Cells(1,3).Value = "Rand X values" [00103] Worksheets("sheet1").Cells(1,6).Value = "Rand Y values" [00104] Worksheets("sheet1").Cells(1, 11).Value = "Avoiding X" [00105] Worksheets("sheet1").Cells(1, 12).Value = "Avoiding Y" [00106] Worksheets("sheet1").Cells(1,8).Value = " X" [00107] Worksheets("sheet1").Cells(1,9).Value = " Y" [00108] Worksheets("sheet1").Cells(3, 13).Value = "No. of Failed Tries" [00109] Worksheets("sheet1").Range("A1:L1").Columns.AutoFil [00110] Worksheets("Sheet1").Range("A1:L1").Font.Bold = True [00111] Worksheets("Sheet1 ").Columns("C").

[00112] _NumberFormat = "0,0000J" [00113] Worksheets("Sheet1").Columns("F").

[00114] _NumberFormat = "O.OOOOJ" [00115] x counter = 1 [00116] For XX = 0 To 9.9 Step 0.1 [00117] x counter = x counter + 1

[00118] x(x counter) = XX

[00119] Randomize 7/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 [00120] Rand x(x counter) = Rnd [00121] Worksheets("sheet1").Cells(xcounter, 2).Value = X(xcounter) [00122] Worksheets("sheet1").Cells(xcounter, 3).Value = randx(xcounter) [00123] Range ("B2.-C101") .Select [00124] Selection.Sort Keyl:=Range("CI"), Orderl:=x|Ascending, [00125] Heade :=x|Guess,_ [00126] OrderCustom:=1, MatchCase:=False, [00127] Orientation :=x|T opToBottom [00128] ycounter= 1 [00129] For YY = o To 9.9 Step 0.1 [00130] ycounter = ycounter + 1 [00131] Y(ycounter) = YY [00132 Randomize [00133] Randy(ycounter) = Rnd [00134] Worksheets("sheetT').Cells(ycounter, 5).Value = Y(ycounter) [00135] Worksheets("sheetT').Cells(ycounter, 6).Value = randy(ycounter) [00136] Range("E2: F101").Select [00137] Selection.Sort Keyl:=Range("F2"), Orderl:=x|Ascending, Header:=x|Guess,_ [00138] OrderCustom:=1, MatchCase:=False, [00139] Orientation :=x|TopToBottom [00140 For counter = 2 To 101 [00141] x(counter) = Worksheets("sheet1").Cells(counter, 2) [00142] Y(counter) = Worksheets("sheet1").Cells(counter, 5) [00143 Next counter [00144] For counter = 2 To 101 [00145 Worksheets ("sheet1").Cells(counter, 8).Value = x(counter) [00146] Worksheets("sheet1").Cells(counter, 9).Value = Y(counter) [00147] Next counter [00148] Worksheets("sheet1 ").Cells(2, 11).Value = x(2) [00149] Worksheets("sheet1").Cells(2,12).Value = Y(2) [00150] pickedx(1) = x(2) [00151] pickedy(1) = Y(2) [00152] 'Stellt sicher, dass die Punkte nicht zu dicht aneinander liegen accepted = 1 [00153] For xcounter = 3 To 101 [00154] For ycounter = 3 To 101 [00155 'Stellt sicher, dass die Punkte nicht vorher verwendet wurden If xflag(xcounter) = 1 OR yflag(ycounter) = 1 Then Go to 10 [00156] XX = x(xcounter) 8/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 [00157] YY = Y(ycounter) [00158] 'Setzt den Abstand zwischen Punkten auf irgendeinen Wertbereich [00159] For a = 1 To accepted [00160] If ((XX -pickedx(a))A2 + (YY - pickedy(a))A2)A0.5 < 0.7 Then GoTo 10 Next [00161] b = accepted + 2

[00162] Worksheets("sheet1").Cells(b, 11).Value = XX

[00163] Worksheets("sheet1").Cells (b, 12).Value = YY

[00164] xflag(xcounter) = 1 [00165] yflag(ycounter) = 1 [00166] accepted = accepted + 1

[00167] pickedx(a) = XX

[00168] pickedy(a) = YY

[00169] 10 Next ycounter [00170] 20 Next xeounter [00171] 'Dieser Block stellt den Algorithmus zurück, wenn die Anzahl der akzeptierten Punkte zu gering ist. Die Höchstversuchszahl ist 500 Schleifen.

[00172] failed = failed + 1 [00173] Worksheets("sheet1").Cells(4,13).Value = failed [00174] If failed = 500 Then GoTo 50 [00175] If accepted < 100 Then GoTo 2 [00176] GoTo 60 [00177] 50 [00178] Worksheets("sheet1").Cells(2, 13).Value = "Failed to Place all Points" [00179] 60 [00180] End sub [00181] Figur 1 veranschaulicht eine zufällige Verteilung des Stands der Technik von 100 Punkten an einem ebenen Gitter von 10 x 10, die mit einer Zufallszahlfunktion eines Micro-soft®Excel®2000-Softwareprogramm erzeugt wurde. Entlang der x- und der y-Achse (die als Diamantformen dargestellt sind), befinden sich die Stellen, an denen die Koordinatenpunkte (die als runde Formen dargestellt sind) die Achse schneiden. Zum Beispiel würde der (x, y)-Punkt (3,4, 8,6) an der x-Achse bei (3,4, 0,0) und an der y-Achse bei (0,0, 8,6) dargestellt sein. Es ist ersichtlich, dass es Bereiche gibt, in denen diese Punkte dicht gedrängt sind, und Bereiche gibt, die frei von Punkten sind. Dies ist die Natur einer zufälligen Verteilung.

[00182] Figur 2 zeigt eine völlig geordnete Punktanordnung des Stands der Technik, wobei Punkte entlang sowohl der x- als auch der y-Achse in gleichen Abständen beabstandet sind, um eine quadratische Gitteranordnung zu erzeugen. In diesem Fall sind die diamantförmigen Punkte trotz der gleichmäßigen Beabstandung entlang der x- und der y-Achse voneinander um einen großen Abstand getrennt. Eine deutliche Verbesserung kann durch geringfügiges Versetzen der Teilchenanordnung entlang einer diagonalen Richtung in Bezug auf die x-und die y-Achse vorgenommen werden. In einem solchen Fall ist jedes Kornteilchen versetzt, so dass der Punkt (x, y) in der quadratischen Anordnung nun zu (x + 0,1y, y + 0,1 x) wird. Dies verbessert die "Punktdichte" entlang beider Achsen um einen Faktor von 10, und die Punkte befinden sich nun 10mal näher beieinander. Doch die Anordnung ist nach wie vor geordnet und wird als solches die periodischen Schwin- 9/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 gungen erzeugen, die unerwünscht sind, wenn Schleifwerkzeuge betrieben werden.

[00183] Figur 3, die eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht und mit dem oben ausführlich angegebenen Makro erzeugt wurde, zeigt eine Verteilung von 100 zufällig ausgewählten Koordinatenpunkten an einem Gitter von 10x10, wobei eine Beschränkung angewendet wurde, dass keine zwei Punkte dichter als 0,5 beieinander liegen. Die Anzahl der zufälligen Punkte, die an einem Gitter von 10x10 angeordnet werden können, als eine Funktion der geringsten zulässigen Punkttrennung ist in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1 [00184] Anzahl der Punkte, die als eine Funktion der geringsten Punkttrennung angeordnet werden. Wenn 1000 aufeinander folgende Versuche, einen Punkt anzuordnen, fehlschlugen, wurden die Berechnungen eingestellt.

[00185] __ geringste Punkttrennung durchschnittliche Anzahl der Punkte (fünf Durchläufe) 0,5 257 0,6 183,2 0,7 135,6 0,8 108,8 0,9 86,8 1,0 71,4 [00186] Es ist zu beachten, dass der Raum in Figur 3 nicht voll ist und nur 100 Punkte zeigt, aber der Raum (im Durchschnitt) andere 157 Punkte mit einer geringsten Punkttrennung von 0,5 tragen kann. Sobald der größte Durchmesser des Schleifkorns ausgewählt wurde, kann die höchste Kornkonzentration für einen gegebenen ebenen Bereich leicht bestimmt werden.

[00187] Figur 4 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Erfindung, die eine erstellte Anordnung zeigt, die mit dem Makro erzeugt wurde, das oben ausführlich angegeben ist. Das in Figur 4 gezeigte Gitter der kartesischen Koordinatenpunkte erzeugt eine gleichmäßige Punktdichte entlang der x- und der y-Achse. Die Punkte sind zufällig aus zwei Sätzen von entkoppelten Koordinatenpunktwerten (x) und (y) gewählt, wobei die Werte der x-Achse einer regelmäßigen nummerierten Abfolge folgen, und die Werte der y-Achse einer regelmäßigen nummerierten Abfolge folgen. Diese räumliche Anordnung, die aus entkoppelten und zufällig neu zusammengesetzten Paaren von x- und y-Werten gebildet wurde, stellt eine deutliche Abweichung sowohl von einer geordneten Gitteranordnung als auch von einer zufälligen Anordnung dar. Das Koordinatensystem in Figur 4 beinhaltet die weitere Beschränkung einer andere Körner ausschließenden Zonenanforderung, bei der sich keine zwei Punkte innerhalb eines bestimmten Abstands voneinander, in diesem Fall 0,7, befinden dürfen.

[00188] Die in Figur 4 gezeigte Punkteverteilung wurde wie folgt erreicht.

[00189] (a) Es wurde eine Liste von x-Punkten und eine Liste von y-Punkten angefertigt. In diesem Fall lauteten beide 0,0, 0,1,0,2, 0,3,... 9,9.

[00190] (b) Jedem x- und jedem y-Wert wurde eine Zufallszahl zugeteilt. Die Zufallszahlen wurden zusammen mit ihren zugehörigen x- oder y-Werten in ansteigender Reihenfolge sortiert. Dieser Schritt ordnete die x-Punkte und die y-Punkte einfach zufällig an.

[00191] (c) Der erste Punkt (x, y) wurde herausgegriffen und am Gitter angeordnet. Ein zweiter Punkt (Xj, y) wurde gewählt.

[00192] (d) Der Punkt (x,, y) wurde dem Gitter nur hinzugefügt, wenn er weiter als irgendeine bestimmte Entfernung von jedem beliebigen vorhandenen Punkt am Gitter entfernt war. 10/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 [00193] (e) Wenn der Punkt (x,, y) das Abstandskriterium nicht erfüllte, wurde er zurückgewiesen und der Punkt (χ, y) versucht. Ein Gitter wurde nur als annehmbar betrachtet, wenn alle Punkte angeordnet werden konnten.

[00194] Beim Schrittabstand in x und y von 0,1 wurde herausgefunden, dass ein Gitter beim ersten Versuch angenommen wurde, wenn die geringste Punktbeabstandung 0,4 oder weniger betrug. Wenn die geringste Punktbeabstandung 0,5 oder 0,6 betrug, war eine Anzahl von Versuchen nötig, um alle Punkte anzuordnen. Die größte Beabstandung, die eine Anordnung aller Punkte gestattete, betrug 0,7, und vor der Anordnung aller Punkte waren oft mehrere hundert Versuche nötig.

[00195] Figur 5 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Erfindung, die mit einem Makro erzeugt wurde, das dem zur Erzeugung von Figur 4 verwendeten Makro ähnlich war; wobei die Verteilung der Punkte in Figur 5 jedoch mit Polarkoordinaten r, 0 erzeugt wurde. Für den ebenen Bereich wurde ein Ring gewählt, und es wurden Punkte so an der Anordnung angeordnet, dass jede beliebige radiale Linie, die vom Mittelpunkt (0, 0) gezogen wird, eine gleichmäßige Punktverteilung schneidet.

[00196] Da die radiale Abmessung die Anordnung von mehr Punkten nahe der Mitte des Rings und weniger Punkten nahe des Umfangs des Rings bestimmt und der Umfang einen größeren Bereich als die Mitte umgibt, ist die Dichte der Punkte pro Einheitsfläche nicht gleichmäßig. Bei einem Werkzeug, das mit einer derartigen Anordnung hergestellt ist, werden die Schleifkörner, die sich näher am Umfang befinden, einen größeren Bereich schleifen müssen und werden sie sich rascher abnutzen. Um einen derartigen Nachteil zu vermeiden und eine gleichmäßig dichte Schleifkornverteilung zu erzeugen, kann eine zweite kartesische Anordnung erzeugt und über die Polarkoordinatenanordnung gelegt werden. Für diesen Zweck kann ein Makro und eine Anordnung der in Figur 3 veranschaulichten Art verwendet werden. Mit der Beschränkung der andere Körner ausschließenden Zone wird die darübergelegte kartesische Anordnung vermeiden, dass Punkte im dicht bevölkerten Mittelbereich des Rings angeordnet werden, aber offene Bereiche, die sich näher am Umfang befinden, gleichmäßig ausfüllen.

[00197] Die relativen Verteilungen von Schnittwerten, die in den verschiedenen in den Figuren gezeigten Koordinatensystemen als Diamantformen gezeigt sind, können verglichen werden, um die Werkzeugleistung für Schleifwerkzeuge, die während des Schleifens entlang eines linearen Wegs bewegt werden, vorherzusagen. Ein Schleifwerkzeug, das mehrere Körner aufweist, die sich an einem (oder mehreren) identischen Schnittwert(en) befinden, werden einen Weg einer ungleichmäßigen Abdeckung verfolgen (z.B. das Werkzeug des Stands der Technik von Figur 2). Lücken in der Schleiftätigkeit werden mit Schleifbahnen durchsetzt sein, die als Ergebnis dessen, dass mehrere Körner die gleiche Stelle queren, zu tiefen Furchen geworden sind. Daher deuten die diamantförmigen Punkte entlang der Achsen in Figur 1 bis 4 an, wie Schleifwerkzeuge arbeiten werden, wenn sie in einer linearen Richtung über die Ebene eines Werkstücks bewegt werden. Figur 1 und 2, die Werkzeuge des Stands der Technik veranschaulichen, weisen unter den diamantförmigen Schnittwerten Zusammenballungen oder Lücken auf. Figur 3 und 4, die die Erfindung veranschaulichen, weisen unter den diamantförmigen Schnittwerten, wenn überhaupt, verhältnismäßig wenig Zusammenballungen oder Lücken auf. Aus diesem Grund können Werkzeuge, die mit den in Figur 3 bis 5 gezeigten Schleifkornanordnungen hergestellt sind, Oberflächen zu einem glatten, gleichmäßigen, verhältnismäßig mangelfreien Oberflächenzustand schleifen.

[00198] Die Größe der andere Körner ausschließenden Zone um jedes Korn kann von Korn zu Korn schwanken und muss nicht den gleichen Wert betragen (d.h. der Mindestwert (k), der den Abstand zwischen dem Mittelpunkt von benachbarten Körnern definiert, kann eine Konstante oder eine Variable sein). Um eine andere Körner ausschließende Zone zu erzeugen, muss der Mindestwert (k) den Höchstdurchmesser des gewünschten Größenbereichs der Schleifkörner überschreiten. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Mindestwert (k) zumindest das 1,5fache des Höchstdurchmessers des Schleifkorns. Der Mindestwert (k) muss jeglichen Oberflächenkontakt zwischen Körnern vermeiden und Kanäle zwischen Körnern bereitstellen, die ausreichend groß sind, um eine Beseitigung des Schleifschlamms von den Körnern und der Werkzeug- 11/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15

Oberfläche zu gestatten. Die Abmessung der andere Körner ausschließenden Zone wird durch die Natur der Schleiftätigkeit vorgeschrieben werden, wobei Arbeitsmaterialien, die große Späne erzeugen, Werkzeuge benötigen, die größere Kanäle zwischen benachbarten Schleifkörnern und größere Abmessungen der andere Körner ausschließenden Zone aufweisen, als Arbeitsmaterialien, die feine Späne erzeugen.

[00199] Die Herstellung eines Schleifwerkzeugs unter Verwendung einer Anordnung, in welcher die einzelnen Körner nicht aneinander anqrenzen.

[00200] Die zweidimensionale Anordnung von gesteuerten zufälligen Punkten kann durch eine Vielfalt von Techniken und Einrichtungen auf ein Werkzeugsubstrat oder auf eine Schablone für die Schleifkornanordnung übertragen werden. Diese umfassen zum Beispiel automatisierte Robotersysteme zur Ausrichtung und Anordnung von Objekten, die Übertragung von graphischen Bildern (z.B. computergestützten Entwurfsblaupausen) zu Laserschneide- oder chemischen Photoresist-Ätzeinrichtungen zur Herstellung von Schablonen oder Formen, Laser- oder Photoresist-Einrichtungen für die direkte Aufbringung der Anordnung auf ein Werkzeugsubstrat, automatisierte Klebstoffpunktabgabeeinrichtungen, mechanische Stanzeinrichtungen und dergleichen.

[00201] Wie hierin verwendet, bezieht sich "Werkzeugsubstrat" auf eine mechanische Unterlage, einen Kern oder Kranz, auf die bzw. den die Anordnung der Schleifkörner geklebt ist. Ein Werkzeugsubstrat kann aus verschiedenen starren Werkzeugvorformlingen und biegsamen Unterlagen ausgewählt werden. Substrate, die starre Werkzeugvorformlinge sind, weisen vorzugsweise eine geometrische Form auf, die eine Drehsymmetrieachse aufweist. Die geometrische Form kann einfach sein, oder sie kann komplex sein, indem sie eine Vielfalt von geometrischen Formen umfassen kann, die entlang der Drehachse zusammengesetzt sind. In diesen Kategorien von Schleifwerkzeugen umfassen bevorzugte geometrische Formen oder Gestalten des starren Werkzeugvorformlings Scheiben-, Kranz-, Ring-, Zylinder und stumpfkegelige Formen zusammen mit Kombinationen dieser Formen. Diese starren Werkzeugvorformlinge können aus Stahl, Aluminium, Wolfram oder anderen Metallen, und Metalllegierungen und Zusammensetzungen dieser Materialien mit, z.B. Keramik- oder Polymermaterialien, und anderen Materialien, die eine ausreichende Abmessungsstabilität zur Verwendung beim Aufbau von Schleifwerkzeugen aufweisen, aufgebaut sein.

[00202] Biegsame Unterlagssubstrate umfassen Filme, Folien, Gewebe, Vliesstoffbögen, Bahnen, Siebe, perforierte Platten, und Laminate, und Kombinationen davon zusammen mit jeder beliebigen anderen Art von Unterlage, die in der Technik der Herstellung von Schleifwerkzeugen bekannt ist. Die biegsamen Unterlagen können in der Form von Riemen, Scheiben, Platten, Pads, Rollen, Bändern oder anderen Formen sein, wie sie z.B. für beschichtete Schleif (Sandpapier)Werkzeuge verwendet werden. Diese biegsamen Unterlagen können aus biegsamem Papier, Polymer- oder Metallplatten, Folien oder Laminaten aufgebaut sein.

[00203] Schleifkornanordnungen können durch eine Vielfalt von Schleifbindematerialien, wie sie in der Technik der Herstellung von gebundenen oder beschichteten Schleifwerkzeugen bekannt sind, an das Werkzeugsubstrat geklebt werden. Bevorzugte Schleifbindematerialien umfassen Klebematerialien, Hartlötmaterialien, Elektroplattierungsmaterialien, elektromagnetische Materialien, elektrostatische Materialien, verglaste Materialien, Metallpulver-Bindematerialien, Polymermaterialien und Harzmaterialien, und Kombinationen davon.

[00204] In einer bevorzugten Ausführungsform kann die nicht aneinander angrenzende Punktanordnung so auf das Werkzeugsubstrat aufgebracht oder gedruckt werden, dass die Schleifkörner direkt an das Substrat gebunden werden. Eine direkte Übertragung der Anordnung auf das Substrat kann durch Anordnen einer Anordnung von Klebstofftröpfchen oder metallener Hartlötpaste auf dem Substrat und dann Zentrieren eines Schleifkorns auf jedem Tröpfchen ausgeführt werden. In einer alternativen Technik kann ein Roboterarm verwendet werden, um eine Anordnung von Schleifkörnern aufzunehmen, wobei an jedem Punkt der Anordnung ein Schleifkorn gehalten wird, und kann der Roboterarm die Anordnung von Körnern dann auf einer Werkzeugoberfläche anordnen, die mit einer Oberflächenschicht aus einem Klebstoff oder einer metallenen Hartlötpaste vorbeschichtet wurde. Der Klebstoff oder die metallene Hartlötpasten nimmt eine Fixierung an der 12/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15

Stelle der Schleifkörner vor, bis der Aufbau weiter verarbeitet wurde, um die Mitte jedes Schleifkorns dauerhaft an jedem Punkt der Anordnung zu fixieren.

[00205] Geeignete Klebstoffe für diesen Zweck umfassen z.B. Epoxid-, Polyurethan-, Polyimid-, und Acrylzusammensetzungen und Abwandlungen und Kombinationen davon. Bevorzugte Klebstoffe weisen nicht-Newton'sche (strukturviskose) Eigenschaften auf, um während der Anordnung der Tröpfchen oder Beschichtungen einen ausreichenden Fluss zu gestatten, um die Genauigkeit bei der Anordnung der Schleifkornanordnung zu bewahren. Die Eigenschaften der offenen Wartezeit des Klebstoffs können so gewählt werden, dass sie dem Zeittakt der verbleibenden Herstellungsschritte entsprechen. Schnell härtende Klebstoffe (z.B. mit Härtung durch UV-Strahlen) sind für die meisten Herstellungstätigkeiten bevorzugt.

[00206] In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Microdrop®-Einrichtung, die von der Microdrop GmbH, Norderstedt, Deutschland, erhältlich ist, verwendet werden, um eine Anordnung von Klebstofftröpfchen auf die Oberfläche des Werkzeugsubstrats abzulagern.

[00207] Die Oberfläche des Werkzeugsubstrats kann vertieft oder gekerbt sein, um die direkte Anordnung der Schleifkörner an den Punkten der Anordnung zu unterstützen.

[00208] In einer Alternative zur direkten Anordnung auf dem Werkzeugsubstrat kann die Anordnung auf eine Schablone übertragen oder gedruckt werden, und können Schleifkörner an die Anordnung von Punkten an der Schablone geklebt werden. Die Körner können durch dauerhafte oder durch zeitweilige Mittel an die Schablone geklebt werden. Die Schablone funktioniert entweder als ein Halter für Körner, die an der Anordnung ausgerichtet sind, oder als ein Mittel für die dauerhafte Ausrichtung der Körner im endgültigen Schleifwerkzeugaufbau.

[00209] In einem bevorzugten Verfahren wird die Schablone mit einer Anordnung von Vertiefungen oder Perforationen beschrieben sein, die der gewünschten Anordnung entsprechen, und werden Schleifkörner durch einen zeitweiligen Klebstoff oder durch die Ausübung eines Vakuums oder durch eine elektromagnetische Kraft, oder durch eine elektrostatische Kraft, oder durch andere Mittel, oder durch eine Kombination oder eine Serie von Mitteln zeitweilig an der Schablone fixiert. Die Schleifkornanordnung kann von der Schablone auf die Oberfläche des Werkzeugsubstrats versetzt werden und die Schablone dann entfernt werden, während sichergestellt wird, dass die Körner an ausgewählten Punkten der Anordnung zentriert bleiben, so dass auf dem Substrat das gewünschte Muster von Körnern erzeugt wird.

[00210] In einer zweiten Ausführungsform kann eine gewünschte Anordnung von Punkten von Positionierungsklebstoff (z.B. einem wasserlöslichen Klebstoff) auf einer Schablone erzeugt werden (durch eine Maske oder durch eine Anordnung von Mikrotropfen), und kann dann an jedem Punkt des Positionierungsklebstoffs ein Schleifkorn zentriert werden. Die Schablone wird dann auf einem Werkzeugsubstrat angeordnet, das mit einem Bindematerial (z.B. einem wasserunlöslichen Klebstoff) beschichtet ist, und das Korn von der Schablone gelöst. Im Fall einer aus einem organischen Material hergestellten Schablone kann der Aufbau hitzebehandelt werden (z.B. bei 700 bis 950° C), um das Metallbindematerial, das verwendet wird, um die Körner an das Substrat zu kleben, hartzulöten oder zu sintern, wodurch die Schablone und der Positionierungsklebstoff durch Wärmeabbau beseitigt werden.

[00211] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann die Anordnung von Körnern, die an die Schablone geklebt ist, gegen die Schablone gepresst werden, um die Anordnung von Körnern hinsichtlich der Höhe gleichmäßig auszurichten, und kann die Anordnung dann so an das Werkzeugsubstrat gebunden werden, dass sich die Spitzen der gebundenen Körner in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Höhe vom Werkzeugsubstrat befinden.

[00212] In einer alternativen Ausführungsform sind die Schleifkörner dauerhaft an der Schablone fixiert und es wird der Aufbau aus den Körnern und der Schablone mit einer Klebstoffbindung, einer Hartlötungsbindung, einer elektroplattierten Bindung oder durch ein anderes Mittel am Werkzeugsubstrat angebracht.

[00213] Die oben beschriebenen Techniken zur Herstellung von Schleifwerkzeugen, die nicht aneinander angrenzende Schleifkörner enthalten, welche in gesteuerten, zufälligen räumlich 13/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 beabstandeten Anordnungen angeordnet sind, können bei der Herstellung von vielen Kategorien von Schleifwerkzeugen eingesetzt werden. Unter diesen Werkzeugen sind Abricht- oder Aufbereitungswerkzeuge für CMP-Pads, Werkzeuge zum Hinterschleifen von elektronischen Bestandteilen, Schleif- und Polierwerkzeuge für opthalmische Vorgänge wie etwa das Endbearbeiten von Linsenoberflächen und -rändern, Dreh-Abrichter und Klingen-Abrichter zum Aufpolieren der Arbeitsfläche von Schleifscheiben, schleifende Fräswerkzeuge, superschleifende Werkzeuge mit komplexer Geometrie (z.B. elektroplattierte CBN-Korn-Scheiben für das Hochge-schwindigkeits-Kriechgangschleifen), Schleifwerkzeuge für das Grobschleifen von "kurz spanenden" Materialien wie etwa Si3N4, die eine Neigung aufweisen, feine, leicht gepackte Abfallteilchen zu erzeugen, die Schleifwerkzeuge verstopfen, und Schleifwerkzeuge, die verwendet werden, um "lang spannende" Materialen wie etwa Titan, Inconellegierungen, höherfesten Stahl, Messung und Kupfer, die eine Neigung aufweisen, gummiartige Späne zu erzeugen, die die Fläche des Schleifwerkzeugs verschmieren, fertig zu bearbeiten.

[00214] Derartige Werkzeuge können mit jedem beliebigen in der Technik bekannten Schleifkorn einschließlich, zum Beispiel, Diamant, kubischem Bornitrid (CBN), Borsuboxid, verschiedenen Aluminiumoxidkörnern wie etwa Schmelzaluminiumoxid, gesintertem Aluminiumoxid, gekeimtem oder ungekeimtem gesintertem Sol-Gel-Aluminiumoxid, mit oder ohne beigegebene Modifikationsmittel, Aluminiumoxid-Zirkoniumoxid-Körnern, Oxi-Nitrid-Aluminiumoxidkörnern, Siliziumcarbid, Wolfram- carbid und Abwandlungen und Kombinationen davon hergestellt werden.

[00215] Wie hierin verwendet, bezieht sich "Schleifkorn" auf einzelne schleifende Körnungen, Schneidepunkte und Zusammensetzungen, die mehrere schleifende Körnungen umfassen, und Kombinationen davon. Jedes beliebige Bindematerial, das bei der Herstellung von Schleifwerkzeugen verwendet wird, kann eingesetzt werden, um die Anordnung von Schleifkörnern an das Werkzeugsubstrat oder die Schablone zu binden. Zum Beispiel umfassen geeignete Metallbindematerialien Bronze, Nickel, Wolfram, Kobalt, Eisen, Kupfer, Silber und Legierungen und Kombinationen davon. Metallbindematerialien können in Form einer Hartlötung, einer elektroplattierten Schicht, eines gesinterten Metallpulverpresslings oder einer -matrix, einer Lötung, oder einer Kombination davon, zusammen mit optionalen Zusatzmitteln wie etwa einem sekundären Infiltrant, Hartfüllmaterialteilchen und anderen Zusatzmitteln zur Verbesserung der Herstellung oder Leistung sein. Geeignete Harz- oder organische Bindematerialien umfassen Epoxid, Phenol, Polyimid und andere Materialien, und Kombinationen von Materialien, die in der Technik von gebundenen und beschichteten Schleifkörnern verwendet werden, um Schleifwerkzeuge herzustellen. Verglaste Bindematerialien wie etwa Glasvorläufergemische, pulverförmige Glasfritten, Keramikpulver und Kombinationen davon können in Kombination mit einem Klebstoffbindematerial verwendet werden. Dieses Gemisch kann als eine Beschichtung auf ein Werkzeugsubstrat aufgebracht werden oder als eine Matrix von Tröpfchen auf das Substrat gedruckt werden. BEISPIEL 1 [00216] Ein CMP-Pad-Aufbereitungswerkzeug mit einer Schleifkornanordnung, in welcher die einzelnen Körner nicht aneinander angrenzen wird hergestellt, indem zuerst ein scheibenförmiges Substrat (eine runde Platte mit einem Durchmesser von 4 Zoll und einer Dicke von 0,3 Zoll) mit einer Hartlötpaste beschichtet wird. Die Hartlötpaste enthält ein Hartlöt-Füllmetalllegierungspulver (LM Nicro-braz®, erhalten von der Wail Colmonoy Corporation) und ein flüchtiges organisches Bindemittel auf Wasserbasis (Vitta Braze-Gel-Bindemittel, erhalten von der Vitta Corporation), das aus 85 Gew.% Bindemittel und 15 Gew.% Tripropylenglykol besteht. Die Hartlötpaste enthält 30 Vol.% Bindemittel und 70 Vol.% Metallpulver. Die Hartlötpaste wird durch ein Streichmesser zu einer gleichmäßigen Dichte von 0,008 Zoll auf die Scheibe aufgestrichen.

[00217] Diamantschleifkörner (100/200 Mesh, FEPA-Größe D151, MBG 660, Diamant erhalten von der GE Corporation, Worthington, Ohio) werden zu einem durchschnittlichen Durchmesser von 151/139 Mikron gesiebt. Ein Vakuum wird an einen Aufnahmearm angelegt, der mit einer scheibenförmigen Stahlschablone von 4 Zoll ausgerüstet ist, die die in Figur 4 veranschaulichte Anordnung, in welcher die einzelnen Körner nicht aneinander angrenzen trägt. Das Muster ist als eine Anordnung von Perforationen vorhanden, die um 40 bis 50 % kleiner als der durchschnittliche 14/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15

Durchmesser der Schleifkörner in der Größe bemessen sind. Die am Aufnahmearm angebrachte Schablone wird über den Diamantkörnern angeordnet, ein Vakuum wird angelegt, um an jede Perforation ein Diamantkorn zu heften, überschüssige Körner werden von der Schablonenoberfläche gebürstet, wodurch in jeder Perforation nur ein Diamant belassen wird, und die diamanttragende Schablone wird über dem hartlotbeschichteten Werkzeugsubstrat angeordnet. Das Vakuum wird aufgehoben, nachdem jeder Diamant mit der Oberfläche der Hartlötpaste in Kontakt gebracht wurde, während die Paste nach wie vor feucht ist, wodurch die Diamantenanordnung auf die Hartlötpaste übertragen wird. Die Paste bindet die Diamantanordnung zeitweilig und fixiert die Körner für die weitere Verarbeitung an ihrer Stelle. Das zusammengesetzte Werkzeug wird dann bei Raumtemperatur getrocknet und in einem Vakuumofen 30 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 980 bis 1060° C hartgelötet, um die Diamantanordnung dauerhaft an das Substrat zu binden. BEISPIEL 2 [00218] Eine Diamantscheibe (Scheibe vom Typ 1A1; Durchmesser 100 mm, Dicke 20 mm, mit einer Bohrung von 25 mm) für opthtalmische Grobschleiftätigkeiten, die eine pseudozufällige Verteilung einer Einzelschicht von Diamantschleifkörnern gemäß der in Figur 3 veranschaulichten Anordnung, in welcher die einzelnen Körner nicht aneinander angrenzen aufweist, wird auf die folgende Weise hergestellt. Für die Übertragung der Anordnung auf das Werkzeugsubstrat (den Vorformling) wird eines von zwei Verfahren verwendet. VERFAHREN A: [00219] Unter Verwendung des Aufdrucks der Schleifkornanordnung von Figur 3 werden durch eine Photoresist-Technologie in einem Klebemaskierband (wasserlöslich) Löcher mit einem bis zu 1,5 mal größeren Durchmesser als dem durchschnittlichen Korndurchmesser hergestellt, und wird das Band dann so an der Arbeitsoberfläche eines scheibenförmigen Werkzeugvorformlings aus Edelstahl, die mit einem Klebstoff (wasserunlöslich) beschichtet wurde, angebracht, dass der wasserunlösliche Klebstoff durch die Löcher der Maske freigelegt ist. Diamantschleifkörner (FEPA D251; Körnungsgröße 60/70 US mesh; durchschnittlicher Durchmesser 250 Mikron, Diamant erhalten von der GE Corporation, Worthington, Ohio) werden in den Löchern des Maskierbands angeordnet und durch die freigelegte wasserunlösliche Klebstoffbeschichtung auf dem Vorformling festgeklebt. Dann wird das Maskierband vom Vorformling abgewaschen.

[00220] Der Kern wird an einem Edelstahlschaft angebracht und elektrisch kontaktiert. Nach einer kathodischen Entfettung wird der Aufbau in ein Elektrolytplattierungsbad (einen Watts'-sehen Elektrolyt, der Nickelsulfat enthält) eingetaucht. Eine Metallschicht wird elektrolytisch bis zu einer durchschnittlichen Dicke von 10 bis 15 % des Durchmessers der angebrachten Schleifkörner abgelagert. Der Aufbau wird dann aus dem Tank entnommen, und in einem zweiten Elektroplattierungsschritt wird eine gesamte Nickelablagerungsdicke von 50 bis 60 % der durchschnittlichen Korngröße aufgebracht. Der Aufbau wird gespült, und das plattierte Werkzeug mit einer einzelnen Schicht mit einer pseudozufälligen Verteilung von Schleifkörnern wird vom Edelstahlschaft abgenommen. VERFAHREN B: [00221] Die Werte des in Figur 3 veranschaulichten Satzes von Koordinaten werden in der Form einer Anordnung von Klebstoffmikrotropfen direkt auf einen scheibenförmigen Werkzeugvorformling übertragen. Der Werkzeugvorformling wird auf einer mit einer Drehachse versehenen Positionierungsbank (Mikrodrop-Einrichtung, erhalten von der Microdrop GmbH, Norderstedt, Deutschland) angeordnet, die dazu gestaltet ist, durch ein wie in EP-1 208 945 A1 beschriebenes Mikrodosiersystem Klebstofftröpfchen (eine UV-härtende Zusammensetzung aus modifiziertem Acrylat) genau anzuordnen. Jeder Klebstofftropfen weist einen kleineren Durchmesser als den durchschnittlichen Durchmesser (250 Mikron) der Diamantschleifkörner auf. Nachdem auf jedem Tropfen des Klebstoffs die Mitte eines Diamantkorns angeordnet wurde und dem Klebstoff gestattet wurde, zu härten und die Kornanordnung am Vorformling anzubringen, wird der Werkzeugvorformling an einem Edelstahlschaft angebracht und elektrisch kontaktiert. Nach einer kathodischen 15/25

Claims (48)

1. österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 Entfettung wird der Aufbau in ein Elektrolytplattierungsbad (einen Watts'schen Elektrolyt, der Nickelsulfat enthält) eingetaucht und eine Metallschicht mit einer durchschnittlichen Dicke von 60 % des Durchmessers der angebrachten Schleifkörner abgelagert. Der Werkzeugaufbau wird dann aus dem Tank entnommen, gespült, und ein elektroplattiertes Werkzeug mit einer einzelnen Schicht von Schleifkörnern, die in der in Figur 3 gezeigten Anordnung angeordnet sind, vom Edelstahlschaft abgenommen. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeugen mit einzelnen Schleifkörnern, welche in einer kontrollierten, zufälligen räumlichen Anordnung angeordnet sind, sodass die einzelnen Körner nicht aneinander angrenzen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Auswählen eines zweidimensionalen ebenen Bereichs, der eine definierte Größe und Form aufweist; (b) Auswählen einer gewünschten Körnungsgröße und Konzentration der Schleifkörner für den ebenen Bereich; (c) zufälliges Erzeugen einer Reihe von zweidimensionalen, jeweils einen Punkt in dem ebenen Bereich definierenden Koordinatenwerten; (d) Beschränken jedes Paars von zufällig erzeugten Koordinatenwerten auf Koordinatenwerte, die sich von jedem beliebigen benachbarten Koordinatenwertpaar um einen Mindestwert (k) beabstandet befinden; (e) Erzeugen einer Anordnung der beschränkten, zufällig erzeugten Koordinatenwerte, die genügend Paare aufweist, um, als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt, die gewünschte Schleifkornkonzentration für den ausgewählten zweidimensionalen ebenen Bereich und die ausgewählte Schleifkorn-Körnungsgröße zu ergeben; und (f) Zentrieren eines Schleifkorns an jedem Punkt an der Anordnung.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Bindens der Anordnung von Schleifkörnern mit einem Schleifbindematerial, um an jedem Punkt der Anordnung ein Schleifkorn zu befestigen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend den Schritt des Bindens der Anordnung von Schleifkörnern an ein Substrat, um ein Schleifwerkzeug zu bilden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Substrat aus der Gruppe gewählt wird, die aus einem starren Werkzeugvorformling und einer biegsamen Unterlage und Kombinationen davon besteht.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der starre Werkzeugvorformling eine geometrische Form aufweist, die eine Drehsymmetrieachse aufweist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die geometrische Form des starren Werkzeugvorformlings aus der Gruppe gewählt wird, die aus einer Scheibe, einem Kranz, einem Ring, einem Zylinder und stumpfkegeligen Formen, und Kombinationen davon besteht.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die biegsame Unterlage aus der Gruppe gewählt wird, die aus Filmen, Folien, Geweben, Vliesstoffbögen, Bahnen, Sieben, perforierten Platten, Laminaten und Kombinationen davon besteht.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die biegsame Unterlage in eine Form umgewandelt wird, die aus der Gruppe gewählt wird, welche aus Riemen, Scheiben, Platten, Pads, Rollen und Bändern besteht.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend folgende Schritte: (a) nach (e): Drucken der Anordnung der beschränkten, zufällig erzeugten Koordinatenwerte, die als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt sind, auf ein Werkzeugsubstrat; und b) nach (f): Befestigen eines Schleifkorns mit einem Schleifbindematerial an jedem Punkt der Anordnung auf dem Werkzeugsubstrat. 16/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend folgende Schritte: (a) nach (e): Drucken der Anordnung der beschränkten, zufällig erzeugten Koordinatenwerte, die als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt sind, auf eine Schablone; (b) nach (f): Befestigen eines Schleifkorns an jedem Punkt der Anordnung auf der Schablone, um eine Schleifkornanordnung zu bilden; (c) Übertragen der Schleifkornanordnung auf ein Werkzeugsubstrat; und (d) Kleben der Schleifkornanordnung mit einem Schleifbindematerial an das Werkzeugsubstrat.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend den Schritt des Entfernens der Schablone vom Werkzeugsubstrat.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend den Schritt des Bindens der Schablone, die die Anordnung von Schleifkörnern trägt, an das Werkzeugsubstrat, um das Schleifwerkzeug zu bilden.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Schleifbindematerial aus der Gruppe gewählt wird, die aus Klebematerialien, Hartlötmaterialien, Elektroplattiermaterialien, elektromagnetischen Materialien, elektrostatischen Materialien, verglasten Materialien, Metallpulver-Bindematerialien, Polymermaterialien und Harzmaterialien, und Kombinationen davon besteht.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anordnung durch einen Satz von kartesischen Koordinaten (x, y) definiert ist.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anordnung durch einen Satz von Polarkoordinaten (r, 6) definiert ist.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Anordnung ferner durch einen Satz von kartesischen Koordinaten (x, y) definiert ist.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Mindestwert (k) zumindest das 1,5fache des Höchstdurchmessers des Schleifkorns beträgt.
18. 18. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend den Schritt des Umwandeins der Schleifkornanordnung durch Rollen der Schleifkornanordnung zu einer konzentrischen Rolle von einem zweidimensionalen Aufbau in einen dreidimensionalen Aufbau.
19. 19. Verfahren zur Herstellung von Schleifwerkzeugen mit einzelnen Schleifkörnern, welche in einer kontrollierten, zufälligen räumlichen Anordnung angeordnet sind, sodass die einzelnen Körner nicht aneinander angrenzen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Auswählen eines zweidimensionalen ebenen Bereichs, der eine definierte Größe und Form aufweist; (b) Auswählen einer gewünschten Körnungsgröße und Konzentration der Schleifkörner für den ebenen Bereich; (c) derartiges Auswählen einer Reihe von Koordinatenwertpaaren (x^ y^, dass die Koordinatenwerte entlang zumindest einer Achse auf eine numerische Abfolge beschränkt sind, wobei sich jeder Wert um eine konstante Größe vom nächsten Wert unterscheidet; (d) Entkoppeln jedes gewählten Koordinatenwertpaars (x-i, y-i), um einen Satz von ausgewählten x-Werten und einen Satz von ausgewählten y-Werten hervorzubringen; (e) zufälliges Auswählen einer Reihe von zufälligen Koordinatenwertpaaren (x, y) aus den Sätzen von x- und y-Werten, wobei jedes Paar Koordinatenwerte aufweist, die sich von den Koordinatenwerten eines jeden beliebigen benachbarten Koordinatenwertpaars um einen Mindestwert (k) beabstandet befinden; (f) Erzeugen einer Anordnung der zufällig ausgewählten Koordinatenwertpaare, die genügend Paare aufweist, um, als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt, die gewünschte Schleifkornkonzentration für den ausgewählten zweidimensionalen ebenen Bereich und die ausgewählte Schleifkorn-Körnungsgröße zu ergeben; und (g) Zentrieren eines Schleifkorns an jedem Punkt an der Anordnung.
20. 20. Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend den Schritt des Bindens der Anordnung von 17/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 Schleifkörnern mit einem Schleifbindematerial, um an jedem Punkt der Anordnung ein Schleifkorn zu befestigen.
21. 21. Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend den Schritt des Bindens der Anordnung von Schleifkörnern an ein Substrat, um ein Schleifwerkzeug zu bilden.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Substrat aus der Gruppe gewählt wird, die aus einem starren Werkzeugvorformling und einer biegsamen Unterlage und Kombinationen davon besteht.
23. 23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der starre Werkzeugvorformling eine geometrische Form aufweist, die eine Drehsymmetrieachse aufweist.
24. 24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die geometrische Form des starren Werkzeugvorformlings aus der Gruppe gewählt wird, die aus einer Scheibe, einem Kranz, einem Ring, einem Zylinder und stumpfkegeligen Formen, und Kombinationen davon besteht.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die biegsame Unterlage aus der Gruppe gewählt wird, die aus Filmen, Folien, Geweben, Vliesstoffbögen, Bahnen, Sieben, perforierten Platten, Laminaten und Kombinationen davon besteht.
26. 26. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die biegsame Unterlage in eine Form umgewandelt wird, die aus der Gruppe gewählt wird, welche aus Riemen, Scheiben, Platten, Pads, Rollen und Bändern besteht.
27. 27. Verfahren nach Anspruch 19, umfassend folgende Schritte : a) nach (f): Drucken der Anordnung der beschränkten, zufällig erzeugten Koordinatenwerte, die als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt sind, auf ein Werkzeugsubstrat; und b) nach (g): Befestigen eines Schleifkorns mit einem Schleifbindematerial an jedem Punkt der Anordnung auf dem Werkzeugsubstrat.
28. 28. Verfahren nach Anspruch 19, umfassend folgende Schritte: (a) nach (f): Drucken der Anordnung der beschränkten, zufällig erzeugten Koordinatenwerte, die als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt sind, auf eine Schablone; b) nach (g): Befestigen eines Schleifkorns an jedem Punkt der Anordnung auf der Schablone, um eine Schleifkornanordnung zu bilden; (c) Übertragen der Schleifkornanordnung auf ein Werkzeugsubstrat; und (d) Kleben der Schleifkornanordnung mit einem Schleifbindematerial an das Werkzeugsubstrat.
29. 29. Verfahren nach Anspruch 28, ferner umfassend den Schritt des Entfernens der Schablone vom Werkzeugsubstrat.
30. 30. Verfahren nach Anspruch 28, ferner umfassend den Schritt des Bindens der Schablone, die die Anordnung von Schleifkörnern trägt, an das Werkzeugsubstrat, um das Schleifwerkzeug zu bilden.
31. 31. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Schleifbindematerial aus der Gruppe gewählt wird, die aus Klebematerialien, Hartlötmaterialien, Elektroplattiermaterialien, elektromagnetischen Materialien, elektrostatischen Materialien, verglasten Materialien, Metallpulver-Bindematerialien, Polymermaterialien und Harzmaterialien, und Kombinationen davon besteht.
32. 32. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Anordnung durch einen Satz von kartesischen Koordinaten (x, y) definiert ist.
33. 33. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Anordnung durch einen Satz von Polarkoordinaten (r, 0) definiert ist.
34. 34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Anordnung ferner durch einen Satz von kartesischen Koordinaten (x, y) definiert ist.
35. 35. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Mindestwert (k) zumindest das 1,5fache des Höchst- 18/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 durchmessers des Schleifkorns beträgt.
36. 36. Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend den Schritt des Umwandeins der Schleifkornanordnung durch Rollen der Schleifkornanordnung zu einer konzentrischen Rolle von einem zweidimensionalen Aufbau in einen dreidimensionalen Aufbau.
37. 37. Verfahren nach Anspruch 1 oder 19, wobei das Schleifkorn aus der Gruppe gewählt wird, die aus einzelnen Schleifkörnungen, Schneidepunkten und Zusammensetzungen, die mehrere Schleifkörnungen umfassen, und Kombinationen davon besteht.
38. 38. Schleifwerkzeug, umfassend Schleifkörner, ein Bindematerial und ein Substrat, wobei die Schleifkörner einen ausgewählten Höchstdurchmesser und einen ausgewählten Größenbereich aufweisen, und wobei die Schleifkörner durch das Bindematerial in einer Einzelschichtanordnung an das Substrat geklebt sind, dadurch gekennzeichnet, dass (a) die Schleifkörner in der Anordnung nach einem nichtgleichmäßigen Muster angeordnet sind, das eine andere Körner ausschließende Zone um jedes Schleifkorn aufweist, und (b) jede andere Körner ausschließende Zone einen Mindestradius aufweist, der den Höchstradius der gewünschten Schleifkorn-Körnungsgröße überschreitet.
39. 39. Schleifwerkzeug nach Anspruch 38, wobei sich jedes Schleifkorn an einem Punkt an der Anordnung befindet, der durch derartiges Beschränken einer zufällig ausgewählten Reihe von Punkten an einer zweidimensionalen Ebene definiert wurde, dass jeder Punkt von jedem anderen Punkt um einen Mindestwert (k) getrennt ist, der zumindest das 1,5fache des Höchstdurchmessers des Schleifkorns beträgt.
40. 40. Schleifwerkzeug nach Anspruch 38, wobei sich jedes Schleifkorn an einem Punkt an der Anordnung befindet, der durch Folgendes definiert wurde: (a) derartiges Beschränken einer Reihe von Koordinatenwertpaaren (x^ y^, dass die Koordinatenwerte entlang zumindest einer Achse auf eine numerische Abfolge beschränkt sind, wobei sich jeder Wert um eine konstante Größe vom nächsten Wert unterscheidet; (b) Entkoppeln jedes ausgewählten Koordinatenwertpaars (xi, yi), um einen Satz von ausgewählten x-Werten und einen Satz von ausgewählten y-Werten hervorzubringen; (c) zufälliges Auswahlen einer Reihe von zufälligen Koordinatenwertpaaren (x, y) aus den Sätzen von x- und y-Werten, wobei jedes Paar Koordinatenwerte aufweist, die sich von den Koordinatenwerten eines jeden beliebigen benachbarten Koordinatenwertpaars um einen Mindestwert (k) beabstandet befinden; und (d) Erzeugen einer Anordnung der zufällig ausgewählten Koordinatenwertpaare, die genügend Paare aufweist, welche als Punkte in einem Koordinatensystem dargestellt sind, um die andere Körner ausschließende Zone um jedes Schleifkorn zu ergeben.
41. 41. Schleifwerkzeug nach Anspruch 38, wobei das Substrat aus der Gruppe gewählt wird, die aus einem starren Werkzeugvorformling und einer biegsamen Unterlage und Kombinationen davon besteht.
42. 42. Schleifwerkzeug nach Anspruch 41, wobei der starre Werkzeug Vorformling eine geometrische Form aufweist, die eine Drehsymmetrieachse aufweist.
43. 43. Schleifwerkzeug nach Anspruch 41, wobei die geometrische Form des starren Werkzeugvorformlings aus der Gruppe gewählt wird, die aus einer Scheibe, einem Kranz, einem Ring, einem Zylinder und stumpf kegeligen Formen, und Kombinationen davon besteht.
44. 44. Schleifwerkzeug nach Anspruch 41, wobei die biegsame Unterlage aus der Gruppe gewählt wird, die aus Filmen, Folien, Geweben, Vliesstoffbögen, Bahnen, Sieben, perforierten Platten, Laminaten und Kombinationen davon besteht.
45. 45. Schleifwerkzeug nach Anspruch 43, wobei die biegsame Unterlage in eine Form umgewandelt wird, die aus der Gruppe gewählt wird, welche aus Riemen, Scheiben, Platten, Pads, Rollen und Bändern besteht.
46. 46. Schleifwerkzeug nach Anspruch 38, wobei das Bindematerial aus der Gruppe gewählt wird, 19/25 österreichisches Patentamt AT 502 328 B1 2010-03-15 die aus Klebematerialien, Hartlötmaterialien, Elektroplattiermaterialien, elektromagnetischen Materialien, elektrostatischen Materialien, verglasten Materialien, Metallpulver-Bindematerialien, Polymermaterialien und Harzmaterialien, und Kombinationen davon besteht.
47. 47. Schleifwerkzeug nach Anspruch 39, ferner umfassend den Schritt des Umwandeins der Schleifkornanordnung durch Rollen der Schleifkornanordnung zu einer konzentrischen Rolle von einem zweidimensionalen Aufbau in einen dreidimensionalen Aufbau.
48. 48. Schleifwerkzeug nach Anspruch 38, wobei das Schleifkorn aus der Gruppe gewählt wird, die aus einzelnen Schleifkörnungen, Schneidepunkten und Zusammensetzungen, die mehrere Schleifkörnungen umfassen, und Kombinationen davon besteht. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 20/25