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HINTERGRUND ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Die vergangenen Jahre haben eine wachsende Anzahl von Fällen zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks gezeigt, die durch Halbleiter-Wafer in dünne Werkstücke durch Schleifen, um kleine leichte Bauelementchips zu realisieren, die aus diesen Werkstücken hergestellt sind, gekennzeichnet sind. Wenn eine Oberfläche eines plattenförmigen Werkstücks geschliffen wird, wird die Oberfläche durch Schleifsteine zerdrückt und die geschliffene Oberfläche bleibt zerdrückt.
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Das plattenförmige Werkstück, dessen geschliffene Oberfläche zerdrückt bleibt, weist eine verringerte Biegefestigkeit auf. Darum ist es üblich, die geschliffene Oberfläche des Werkstücks durch ein chemisch mechanisches Polieren (CMP) oder dergleichen zu polieren, um den zerdrückten Zustand der geschliffenen Oberfläche (siehe zum Beispiel die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2011-101913 ) zu eliminieren.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Jedoch verursacht eine Polierbearbeitung wie ein CMP, das an dem Werkstück durchgeführt wird, nachdem das Werkstück geschliffen wurde, hohe Bearbeitungskosten, obwohl es die Biegefestigkeit des Werkstücks verbessert. Folglich existiert ein Bedarf für ein neues effizientes Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, bei dem die erhöhten Bearbeitungskosten nicht auftreten.
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Es ist darum ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein effizientes Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks bereitzustellen.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks bereitgestellt, das die Schritte des Anbringens eines Schutzelements an einer Flächenseite des Werkstücks, Halten der Flächenseite des Werkstücks an einer Halteoberfläche eines Einspanntischs mit einem Schutzelement dazwischen eingefügt, sodass eine hintere Seite des Werkstücks, die gegenüber der Flächenseite ist, freiliegt, Schleifen der hinteren Seite des Werkstücks, das durch den Einspanntisch gehalten ist, um das Werkstück Stück dünn auszugestalten, durch Drehen einer Schleifscheibe, die Schleifsteine beinhaltet, die abrasive Körner beinhalten, und in Kontakt bringen der Schleifsteine mit der hinteren Seite des Werkstücks, während ein Schleiffluid von einer Schleiffluidzufuhrdüse zu der hinteren Seite des Werkstücks zugeführt wird, und nach dem Schritt des Schleifens der hinteren Seite des Werkstücks, Behandeln des Werkstücks oder der Schleifsteine durch Drehen der Schleifscheibe und in Kontakt Bringen der Schleifsteine mit der hinteren Seite des Werkstücks, während das Zuführen des Schleiffluides von der Schleiffluidzufuhrdüse angehalten wird.
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Entsprechend dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die ebene Ausgestaltung der hinteren Seite des Werkstücks in dem Schritt des Behandelns des Werkstücks oder der Schleifsteine verbessert werden.
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Entsprechend dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Leistungsfähigkeit der Schleifsteine in dem Schritt des Behandelns des Werkstücks oder der Schleifsteine wiederhergestellt werden.
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Entsprechend dem Aspekt der vorliegenden Erfindung sollte das Verfahren ferner bevorzugt den Schritt, vor dem Schritt des Schleifens der hinteren Seite des Werkstücks, des groben Schleifens der hinteren Seite des Werkstücks unter Verwendung von groben Schleifsteinen beinhalten, die abrasive Körner enthalten, die größer als die abrasiven Körner sind, die in den Schleifsteinen enthalten sind.
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In dem Verfahren zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks entsprechend dem Aspekt der vorliegenden Erfindung folgt auf den Schritt des Schleifens der hinteren Seite des Werkstücks, während das Schleiffluid zugeführt wird, der Schritt des Behandelns des Werkstücks oder der Schleifsteine durch in Kontakt Bringen der Schleifsteine mit der hinteren Seite des Werkstücks, während ein Zuführen des Schleiffluides angehalten wird. In dem Schritt des Behandelns des Werkstücks oder der Schleifsteine, da die Schleifsteine in Kontakt mit der hinteren Seite des Werkstücks gebracht werden, während das Zuführen des Schleiffluides angehalten wird, wird das Werkstück oder werden die Schleifsteine in dem Zustand behandelt, der sich von dem Schritt des Schleifens der hinteren Seite des Werkstücks unterscheidet.
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Zum Beispiel kann die ebene Ausgestaltung der hinteren Seite des Werkstücks in dem Schritt des Behandelns des Werkstücks oder der Schleifsteine höher sein als in dem Schritt des Schleifens der hinteren Seite des Werkstücks. Zum Beispiel kann die Leistungsfähigkeit der Schleifsteine, die in dem Schritt des Schleifens der hinteren Seite des Werkstücks abgesenkt wurde, in dem Schritt des Behandelns des Werkstücks oder der Schleifsteine wiedergewonnen werden. In dem Verfahren zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks entsprechend dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Werkstück effizient bearbeitet werden, weil das Werkstück in einer Weise behandelt wird, die sich von der Weise unterscheidet, in welcher es geschliffen wird, einfach dadurch, dass die Schleifsteine in Kontakt mit der hinteren Seite des Werkstücks gebracht werden, während das Zuführen des Schleiffluides angehalten wird.
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Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und angehängten Ansprüche mit Bezug zu den angehängten Figuren, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, verstanden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Aufbau einer Schleifvorrichtung beispielhaft darstellt, d. h. einer Bearbeitungsvorrichtung;
- 2A ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Aufbau eines Werkstücks beispielhaft darstellt;
- 2B ist eine perspektivische Ansicht, die einen Anbringungsschritt für ein Schutzelement darstellt;
- 3A ist ein seitlicher Aufriss, der einen Halteschritt darstellt;
- 3B ist ein seitlicher Aufriss teilweise im Querschnitt, der einen groben Schleifschritt darstellt;
- 4A ist ein seitlicher Aufriss, teilweise im Querschnitt, der einen abschließenden Schleifschritt darstellt; und
- 4B ist ein seitlicher Aufriss teilweise im Querschnitt, der einen Behandlungsschritt darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird detailliert im Folgenden mit Bezug zu den begleitenden Figuren beschrieben. 1 stellt schematisch einen Aufbau einer Schleifvorrichtung beispielhaft dar, d. h. einer Bearbeitungsvorrichtung 2, die in dem Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet die Schleifvorrichtung 2 eine Basis 4, die verschiedene Komponenten der Schleifvorrichtung 2 trägt. Die Basis 4 weist eine Öffnung 4a auf, die in einem vorderen Endabschnitt einer oberen Oberfläche dieser ausgebildet ist. Die Öffnung 4a haust einen Zufuhrmechanismus 6 zum Zuführen eines plattenförmigen Werkstücks (auch als ein „Werkstück“ bezeichnet) 11 ein (siehe 2A zum Beispiel).
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Die Schleifvorrichtung 2 beinhaltet auch ein Paar Kassettentische 10a und 10b, die an der Basis 4 vor der Öffnung 4a befestigt sind, um daran jeweils Kassetten 8a und 8b zu platzieren, die mehrere Werkstücke 11 aufnehmen. Ein Positionsanpassungsmechanismus 12 zum Anpassen der Position eines Werkstücks 11 ist an der Basis 4 geneigt hinter der Öffnung 4a angeordnet. Der Positionsanpassungsmechanismus 12 wird betätigt, um das Zentrum eines Werkstücks, das aus der Kassette 8a zum Beispiel entnommen wurde, durch den Zufuhrmechanismus 6 mit einer vorbestimmten Position auszurichten.
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Ein Lademechanismus 14 zum Halten und Drehen eines Werkstücks 11 ist an der Basis 4 in einer Position benachbart zu dem Positionsanpassungsmechanismus 12 angeordnet. Der Lademechanismus 14 beinhaltet ein Saugpad zum Anziehen einer gesamten oberen Oberfläche eines Werkstücks 11 unter einem Saugen. Der Lademechanismus 14 liefert das Werkstück 11, dessen Position durch den Positionsanpassungsmechanismus 12 angepasst wurde, rückwärts weg von dem Positionsanpassungsmechanismus 12. Ein Drehtisch 16 ist an der Basis 4 hinter dem Lademechanismus 14 angeordnet.
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Der Drehtisch 16 ist mit einem Drehaktor, der nicht dargestellt ist, wie einem elektrischen Motor gekoppelt und ist drehbar um eine Drehachse im Wesentlichen parallel zu einer Z-Achsenrichtung, d. h. vertikalen Richtung. An einer oberen Oberfläche des Drehtischs 16 sind drei Einspanntische 18 jeweils zum Halten eines Werkstücks 11 getragen, die im Wesentlichen in gleichen Winkelabständen beabstandet sind. Jedoch existiert keine Beschränkungen bezüglich der Anzahl der Einspanntische 18, die an dem Drehtisch 16 befestigt sind.
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Der Lademechanismus 14 lädt ein Werkstück 11, das durch das Saugpad angezogen ist, auf einen der Einspanntische 18, der in einer Lade/Entladeposition benachbart zu dem Lademechanismus 14 liegt. Der Drehtisch 16 dreht sich in der Richtung, die durch einen Pfeil in 1 angegeben ist, intermittierend, um jeden der Einspanntische 18 sukzessive zu der Lade/Entladeposition, einer groben Schleifposition d. h. einer ersten Bearbeitungsposition und einer abschließenden Schleifposition, d. h. einer zweiten Bearbeitungsposition zu bewegen.
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Jeder der Einspanntische 18 ist mit einem Drehaktor, der nicht dargestellt ist, wie einem elektrischen Motor gekoppelt und ist um eine Drehachse im Allgemeinen parallel zu den Z-Achsenrichtungen drehbar. Jeder der Einspanntische 18 weist eine obere Oberfläche auf, die als einen Teil eine Halteoberfläche 18a zum Anziehen und Halten des Werkstücks 11 unter einem Saugen beinhaltet. Die Halteoberfläche 18a ist mit einer Saugquelle, nicht dargestellt, durch einen Flusskanal oder dergleichen, der nicht dargestellt ist, der in dem Einspanntisch 18 ausgebildet ist, verbunden. Das Werkstück 11, das auf den Einspanntisch 18 abgelegt wurde, weist eine untere Oberfläche unter einem Saugen an der Halteoberfläche 18a durch einen negativen Druck, der durch die Saugquelle an der Halteoberfläche 18a angelegt wurde, angezogen auf.
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Die Basis 4 trägt ein Paar säulenförmiger Trägerstrukturen 20, die jeweils hinter einer groben Schleifposition und der abschließenden Schleifposition angeordnet sind, d. h. hinter dem Drehtisch 16. Ein Paar Z-Achsenbewegungsmechanismen 22 sind an jeweiligen vorderen Oberflächen der Trägerstrukturen 20 befestigt. Jeder der Z-Achsenbewegungsmechanismen 22 beinhaltet ein Paar Z-Achsenführungsschienen 24, die sich im Wesentlichen parallel zu den Z-Achsenrichtung erstrecken. Eine Z-achsenbewegliche Platte 26 ist gleitbar an den Z-Achsenführungsschienen 24 befestigt.
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Eine Mutter, nicht dargestellt, ist an einer hinteren Oberfläche, d. h. einer hinteren Seite, von jeder Z -achsenbeweglichen Platte 26 befestigt. Die Mutter ist über eine Z-Achsenkugelrollspindel 28, die sich parallel zu und zwischen den Z-Achsenführungsschienen 24 von jedem Z-Achsenbewegungsmechanismus 22 erstreckt und angeordnet ist, geschraubt. Jede der Z-Achsenkugelrollspindeln 28 ist mit einem Z-Achsenschrittmotor 30 gekoppelt. Wenn der Z-Achsenschrittmotor 30 mit Energie versorgt wird, dreht dieser die Z-Achsenkugelrollspindel 28 um ihre eigene Achse, wodurch die Z-achsenbewegliche Platte 26 dazu gebracht wird, sich in einer der Z-Achsenrichtungen entlang der Z-Achsenführungsschienen 24 zu erstrecken.
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Ein Befestigungselement 32 ist an einer vorderen Oberfläche, d. h. einer Flächenseite, von jeder Z-achsenbeweglichen Platte 26 angeordnet. Eine Schleifeinheit, d. h. eine Bearbeitungseinheit, 34 zum Schleifen d. h. Bearbeiten eines Werkstücks 11 ist an jedem der Befestigungselemente 32 getragen. Die Schleifeinheiten 34 an den jeweiligen Befestigungselementen 32 sind jeweils in der groben Schleifposition und der abschließenden Schleifposition angeordnet. Jede der Schleifeinheiten 34 beinhaltet ein Spindelgehäuse 36, das an dem Befestigungselement 32 befestigt ist.
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Eine Spindel 38 als eine Welle, die sich im Wesentlichen parallel zu den Z-Achsenrichtungen erstreckt, ist drehbar in dem Spindelgehäuse 36 eingehaust und getragen. Die Spindel 38 weist einen unteren Endabschnitt auf, der aus einer unteren Endfläche des Spindelgehäuses 36 nach außen frei liegt. Eine scheibenförmige Befestigung 40 ist an dem freiliegenden unteren Endabschnitt der Spindel 38 fixiert.
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Die Befestigung 40 in der groben Schleifposition weist eine untere Oberfläche auf, an der eine grobe Schleifscheibe 42a befestigt ist. Die Befestigung 40 in der abschließenden Schleifposition weist eine untere Oberfläche auf, an der eine abschließende Schleifscheibe 42b befestigt ist. Die grobe Schleifscheibe 42a beinhaltet eine Scheibenbasis 44a (siehe 3B), die aus einem Metallmaterial wie Edelstahl oder Aluminium ausgebildet ist und einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen der gleichen Durchmesser wie der der Befestigung 40 ist. Die grobe Schleifscheibe 42a beinhaltet auch mehrere Schleifsteine 46a (siehe 3B) die an der unteren Oberfläche der Scheibenbasis 44a befestigt sind und abrasive Körner beinhaltet, die geeignet für ein grobes Schleifen sind.
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Ähnlich beinhaltet die abschließende Schleifscheibe 42b eine Scheibenbasis 44b (siehe 4A und 4B), die aus einem Metallmaterial wie Edelstahl oder Aluminium ausgebildet ist und einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen der gleiche wie der Durchmesser der Befestigung 40 ist. Die fertige Schleifscheibe 42b beinhaltet auch mehrere Schleifsteine 46b (siehe 4A und 4B), die an der unteren Oberfläche der Scheibenbasis 44b fixiert sind, und beinhaltet abrasive Körner, die für ein fertiges Schleifen geeignet sind.
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Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ist der Korndurchmesser der abrasiven Körner, die in den Schleifsteinen 46a zum groben Schleifen enthalten sind, größer als der Korndurchmesser der abrasiven Körner, die in den Schleifsteinen 46b für ein abschließendes Schleifen enthalten sind. D. h., dass die grobe Schleifscheibe 42a die Schleifsteine 46a verwendet, die abrasive Körner enthält, die für ein grobes Schleifen geeignet sind, die größer als die abrasiven Körner sind, die für ein abschließendes Schleifen geeignet sind, die in den Schleifsteinen 46b enthalten sind.
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Die Schleifscheiben 42a und 42b sind direkt oberhalb d. h. um jeweilige Schleiffluidzufuhrdüsen 48 (siehe 3B, 4A und 4B) zum Zuführen eines Schneidfluids 31 wie reinem Wasser zu Bereichen d. h. Bearbeitungspunktenpositioniert, an denen das Werkstück 11 und die Schleifsteine 46a und 46b miteinander in Kontakt kommen. Dickenmesseinheiten eines Kontakttyps oder nicht-Kontakttyps, die nicht dargestellt sind, zum Messen der Dicke der Werkstücke 11, die geschliffen werden, sind in der Nähe der Schleifscheiben 42a und 42b angeordnet.
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Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform sind die Schleiffluiddüsen 48 dargestellt, als seien sie unterhalb oder in den jeweiligen Schleifscheiben 42a und 42b angeordnet. Jedoch sind die Schleiffluidzufuhrdüsen 48 nicht auf eine bestimmte Anordnung, Aufbau oder andere Details beschränkt. Die Bereiche, an denen die Werkstücke 11 und die Schleifsteine 46a und 46b einander kontaktieren, können mit einem Schleiffluid von den Schleiffluidzufuhrdüsen versorgt werden, die außerhalb der jeweiligen Schleifscheiben 42a und 42b zum Beispiel liegen.
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Alternativ können zum Beispiel Zufuhröffnungen zum Zuführen eines Schleiffluides in den jeweiligen Schleifscheiben 42a und 42b als Schleiffluidzufuhrdüsen ausgebildet sein. Entsprechend dieser Alternative wird das Schleiffluid durch die Spindeln 38 zu den Zufuhröffnungen in den jeweiligen Schleifscheiben 42a und 42b zugeführt.
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Die Werkstücke 11, die an den jeweiligen Einspanntischen 18 gehalten sind, werden durch die zwei Schleifeinheiten 34 geschliffen. Genauer gesagt wird das Werkstück 11, das an dem Einspanntisch 18 gehalten ist, der zu der groben Schleifposition bewegt wurde und in dieser gehalten wird, durch die Schleifeinheit 34 in der groben Schleifposition geschliffen. Das Werkstück 11, das an dem Einspanntisch 18 gehalten ist, der zu der fertigen Schleifposition bewegt wurde und an dieser gehalten wird, wird durch die Schleifeinheit 34 in der fertigen Schleifposition geschliffen.
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Ein Entlademechanismus 50 zum Halten und Drehen eines Werkstücks 11 ist an der Basis 4 in einer Position vor der Lade/Entladeposition und benachbart zu dem Lademechanismus 14 angeordnet. Der Entlademechanismus 50 beinhaltet ein Saugpad zum Anziehen der gesamten oberen Oberfläche eines Werkstücks 11 unter einem Saugen. Der Entlademechanismus 50 entlädt ein Werkstück 11, das geschliffen wurde, von dem Einspanntisch 18, der zu der Lade/Entladeposition bewegt wurde und an dieser gehalten wird und liefert das entladene Werkstück 11 nach vorne weg von der Lade/Entladeposition.
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Ein Reinigungsmechanismus 52 ist an der Basis 4 in einer Position benachbart zu dem Entlademechanismus 50 zum Reinigen des geschliffenen Werkstücks 11, das durch den Entlademechanismus 50 geliefert wurde, bereitgestellt. Das Werkstück 11, das zu dem Reinigungsmechanismus 52 geliefert wurde, wird durch den Reinigungsmechanismus 52 gereinigt und wird dann durch den Zufuhrmechanismus 6 in die Kassette 8b zum Beispiel geliefert. Die Schleifvorrichtung 2 beinhaltet eine Steuerungseinheit, die nicht dargestellt ist, die elektrisch mit den Komponenten verbunden ist, die oberhalb der Schleifvorrichtung 2 beschrieben sind. Die Steuerungseinheit steuert eine Betätigung der obigen Komponenten, um das Werkstück 11 geeignet zu schleifen.
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Als nächstes wird das Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung einer Schleifvorrichtung 2 detailliert im Folgenden beschrieben. 2A stellt schematisch perspektivisch eine Struktur eines Werkstücks 11 beispielhaft dar, das durch das Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend der vorliegenden Ausführungsform bearbeitet werden soll. Das Werkstück 11 ist in der Form eines scheibenförmigen Wafers, der aus einem Halbleitermaterial wie zum Beispiel Silizium (Si) ausgebildet ist. Das Werkstück 11 weist eine Flächenseite 11a, die in mehrere Bereiche durch mehrere sich kreuzende geplanter Teilungslinien oder Straßen 13 aufgeteilt ist, auf. Bauelemente 15 wie integrierte Schaltungen (ICs) sind jeweils in den Bereichen der Flächenseite 11a ausgebildet.
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Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform wird ein scheibenförmiger Wafer, der aus einem Halbleitermaterial wie Silizium (Si) ausgebildet ist, als das Werkstück 11 verwendet. Jedoch ist das Werkstück 11 nicht auf ein bestimmtes Material, bestimmte Formen, Strukturen, Größen usw. beschränkt. Ein Substrat, das aus verschiedenen Materialien inklusive Halbleitern, Keramiken, Kunststoffen und Metallen zum Beispiel ausgebildet ist, kann als das Werkstück 11 verwendet werden. Ähnlich sind die Bauelemente 15 nicht auf bestimmte Arten, Mengen, Formen, Strukturen, Größen, Anordnungen usw. beschränkt. Das Werkstück 11 kann auch frei von Bauelementen 15 sein.
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In dem Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst der Anbringungsschritt für ein Schutzelement durchgeführt, um ein Schutzelement an der Flächenseite 11a des Werkstücks 11 anzubringen oder aufzubringen. 2B stellt perspektivisch den Anbringungsschritt für ein Schutzelement dar. Ein Schutzelement, das mit Bezugszeichen 21 versehen ist, ist ein kreisförmiges Band oder Film, ein kreisförmiges Kunststoffsubstrat, ein kreisförmiger Wafer oder ein Substrat eines Typs, der identisch mit dem Werkstück 11 ist oder sich von diesem unterscheidet oder dergleichen, mit einem Durchmesser im Allgemeinen gleich zu dem des Werkstücks 11. Das Schutzelement 21 weist eine Flächenseite 21a auf, die mit einer Klebstoffschicht beschichtet ist, die eine haftvermittelnde Kraft aufweist.
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Darum, wenn die Flächenseite 21a des Schutzelements 11 in engen Kontakt mit der Flächenseite 11a des Werkstücks gebracht wird, wie in 2B dargestellt, wird das Schutzelement 21 an dem Werkstück 11 angebracht. Das Schutzelement 21, das an der Flächenseite 11a des Werkstücks 11 angebracht ist, schützt die Bauelemente 15 an der Flächenseite 11a, indem Stöße, die auf das Werkstück 11 aufgebracht werden, gedämpft werden, in den verschiedenen folgenden Schritten des Verfahrens. Das Werkstück 11 mit dem Schutzelement 21 daran angebracht, ist zum Beispiel in einer Kassette 8a aufgenommen.
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Nach dem Anbringungsschritt für ein Schutzelement wird ein Halteschritt ausgeführt, um das Werkstück 11 an der Halteoberfläche 18a und einem der Einspanntische 18 zu halten. 3A stellt den Halteschritt in einem seitlichen Aufriss dar. In dem Halteschritt wird das Werkstück 11 mit dem Schutzelement 21 daran angebracht, an dem Einspanntisch 18, der in der Lade/Entladeposition angeordnet ist, gehalten.
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Genauer gesagt entnimmt der Zufuhrmechanismus 6 das Werkstück 11 aus der Kassette 8a. Das Werkstück 11, das aus der Kassette 8a entladen wurde, wird auf eine vorbestimmte Position durch den Positionsanpassungsmechanismus 12 ausgerichtet. Dann platziert der Lademechanismus 14 das Werkstück 11 an dem Einspanntisch 18, der in der Lade/Entladeposition angeordnet ist. Wenn das Werkstück 11 an dem Einspanntisch 18 platziert ist, wird eine hintere Seite 21b des Schutzelements 21, das an dem Werkstück 11 angebracht ist, zuerst in Kontakt mit der Halteoberfläche 18a des Einspanntischs 18 gehalten, wie in 3A dargestellt.
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Dann wird ein negativer Druck von der Saugquelle dazu gebracht, an der Halteoberfläche 18a zu wirken. Das Werkstück 11 ist jetzt an dem Einspanntisch 18 mit dem Schutzelement 21 dazwischen eingefügt gehalten, während die hintere Seite 11b des Werkstücks 11, welche eine gegenüberliegende Flächenseite 11a ist, nach oben frei liegt. Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ist darum die hintere Seite 11b des Werkstücks 11 als eine Oberfläche nach oben gerichtet d. h. eine Oberfläche, die geschliffen werden soll und die Flächenseite 11a ist als eine untere Oberfläche nach unten gerichtet.
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Auf den Halteschritt folgt ein Schleifschritt zum Schleifen der hinteren Seite 11b, um das Werkstück 11 dünn auszugestalten. Der Schleifschritt entsprechend der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet einen groben Schleifschritt zum groben Schleifen des Werkstücks 11 und einen abschließenden Schleifschritt, der nach dem groben Schleifschritt ausgeführt wird. 3B stellt den groben Schleifschritt in einem seitlichen Aufriss dar, teilweise im Querschnitt.
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In dem groben Schleifschritt wird der Drehtisch 16 gedreht, um den Einspanntisch 18 von der Lade/Entladeposition zu der groben Schleifposition zu bewegen, an welcher das Werkstück 11 unterhalb der groben Schleifscheibe 42a positioniert ist. Dann, wie in 3B dargestellt, werden der Einspanntisch 18 und die grobe Schleifscheibe 42a um ihre eigene Achse gedreht und das Spindelgehäuse 36 in der groben Schleifposition wird abgesenkt, um die Schleifsteine 46a der groben Schleifscheibe 42a gegen die hintere Seite 11b des Werkstücks 11 zu drücken, während das Schleiffluid 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 in der groben Schleifposition zu dem Werkstück 11 zugeführt wird.
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Während das Schleiffluid 31 von der Schleifffluidzufuhrdüsse 48 in der groben Schleifposition zu dem Bereich, d. h. den Bearbeitungspunkt, zugeführt wird, an denen die Werkstücke 11 und die Schleifsteine 46a miteinander in Kontakt kommen, wird das Spindelgehäuse 36 in der groben Schleifposition kontinuierlich abgesenkt, um die Schleifsteine 46a dazu zu bringen, die hintere Seite 11b des Werkstücks 11 grob zu schleifen, wodurch das Werkstück 11 dünn ausgestaltet wird.
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Bedingungen, welche die Geschwindigkeit, mit welcher das Spindelgehäuse 36 abgesenkt wird, die Rate, mit welcher das Schleiffluid 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 zugeführt wird, usw. beinhalten, werden geeignet in einem Bereich angepasst, in dem das Werkstück 11 geschliffen werden kann, ohne dass die Schleifsteine 46a mit Abplatzungen, die sich um die abrasiven Körner der Schleifsteine 46a ansammeln, zugesetzt werden. Der grobe Schleifschritt wird fortgesetzt, bis das Werkstück 11 auf eine vorbestimmte Dicke geschliffen wurde, d. h. einer ersten Dicke.
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Auf den groben Schleifschritt folgt der abschließende Schleifschritt. 4A stellt den abschließenden Schleifschritt in einem seitlichen Aufriss, teilweise im Querschnitt, dar. In dem fertigen Schleifschritt wird der Drehtisch 16 gedreht, um den Einspanntisch 18 von der groben Schleifposition zu der fertigen Schleifposition zu bewegen, wo das grob geschliffene Werkstück 11 unterhalb der fertigen Schleifscheibe 42b positioniert ist.
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Dann, wie in 4A dargestellt, werden der Einspanntisch 18 und die abschließende Schleifscheibe 42b um ihre eigene Achse gedreht und das Spindelgehäuse 36 in der fertigen Schleifposition wird abgesenkt, um die Schleifsteine 46b der abschließenden Schleifscheibe 42b gegen die hintere Seite 11b des Werkstücks 11 zu drücken, während das Schleiffluid 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 in der abschließenden Schleifposition zu dem Werkstück 11 zugeführt wird. Während das Schleiffluid 31 von der Schleifffluidzufuhrdüss 48 in der abschließenden Position zu dem Bereich, d. h. den Bearbeitungspunkten, zugeführt wird, an dem das Werkstück 11 und die Schleifsteine 46b einander kontaktieren, wird das Spindelgehäuse 36 in der abschließenden Position kontinuierlich abgesenkt, um die Schleifsteine 46b dazu zu bringen, die hintere Seite 11b des Werkstücks 11 abschließend zu schleifen, wodurch das Werkstück 11 weiter ausgedünnt wird.
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Bedingungen, welche die Geschwindigkeit, mit der das Spindelgehäuse 36 abgesenkt wird, die Rate, mit der das Schleiffluid 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 zugeführt wird, usw. beinhalten, werden geeignet in einem Bereich angepasst, in dem das Werkstück geschliffen werden kann, ohne dass die Schleifsteine 46b mit Abplatzungen, die sich um die abrasiven Körner der Schleifsteine 646b ansammeln, zugesetzt werden. Der fertige Schleifschritt wird fortgesetzt, bis das Werkstück 11 auf eine vorbestimmte Dicke geschliffen wurde, d. h. einer zweiten Dicke.
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Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, da das Werkstück 11 in zwei Schritten geschliffen wird, d. h. der grobe Schleifschritt und der abschließende Schleifschritt, ist es einfacher beides zu erreichen, die ebene Ausgestaltung der hinteren Seite 11b und eine höhere Bearbeitungseffizienz als in dem Fall in dem das Werkstück 11 in einem Schritt geschliffen wird. Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann der Schleifschritt alternativ einen Schritt oder drei oder mehr Schritte beinhalten.
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Nach dem Schleifschritt, d. h. dem abschließenden Schleifschritt, wird ein Behandlungsschritt durchgeführt, um das Werkstück 11 weiter zu behandeln. 4B stellt den Behandlungsschritt in einem seitlichen Aufriss teilweise im Querschnitt dar. Der Behandlungsschritt wird in einer ähnlichen Weise wie der fertige Schleifschritt durchgeführt. In dem Behandlungsschritt wird jedoch kein Schleiffluid von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 zugeführt.
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Genauer gesagt, während das Zuführen des Schleiffluides 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 in der abschließenden Schleifposition angehalten wird, werden der Einspanntisch 18 in der abschließenden Schleifposition und die fertige Schleifscheibe 42b um ihre eigene Achse gedreht und das Spindelgehäuse 36 in der abschließenden Schleifposition wird mit einer solchen Geschwindigkeit abgesenkt, dass die unteren Oberflächen der Schleifsteine für 6b gegen die hintere Seite 11b des Werkstücks 11 unter einer geeigneten Last gedrückt werden.
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Wenn die unteren Oberflächen der Schleifsteine 46b gegen die hintere Seite 11b des Werkstücks 11 gedrückt werden, während das Schleiffluid 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 in der fertigen Schleifposition angehalten wird, werden die Schleifsteine 46b mit Abplatzungen, die sich um die abrasiven Körner der Schleifsteine 46b angesammelt haben, zugesetzt. Wenn die Schleifsteine 46b zugesetzt sind, setzt sich die Schleifbearbeitung kaum fort und das Werkstück 11 wird durch die zugesetzten Schleifsteine 46b poliert.
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In dem Behandlungsschritt wird dadurch die ebene Ausgestaltung der hinteren Seite 11b des Werkstücks 11 erhöht. Genauer gesagt werden Sägemarkierungen, die an der hinteren Seite 11b ausgebildet sind, in dem fertigen Schleifschritt reduziert und zerdrückte Bereiche, d. h. zerquetschte Schichten, die durch die Schleifsteine 46b in dem abschließenden Schleifschritt ausgebildet werden, werden auch reduziert. Wenn das Werkstück 11 ausreichend poliert ist, ist der Behandlungsschritt abgeschlossen.
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Wenn der abschließende Schleifschritt an einem nächsten Werkstück 11 durchgeführt wird, da das Schleiffluid 31 wieder von den Schleiffluidzufuhrdüsen 48 zugeführt wird, werden die Schleifsteine 46b, die in dem Behandlungsschritt zugesetzt wurden, durch einen Prozess freigesetzt, der als autogene Schneidkantenherstellung bekannt ist. Anders ausgedrückt, betrifft der Behandlungsschritt den nächsten abschließenden Schleifschritt nicht nachteilig.
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In dem Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend der vorliegenden Ausführungsform wie oben beschrieben folgt auf den Schleifschritt zum Schleifen der hinteren Seite 11b des Werkstücks 11, während das Schleiffluid 31 zu dem Werkstück 11 zugeführt wird, der Behandlungsschritt zum Bringen der Schleifsteine 46b in Kontakt mit der hinteren Seite 11b des Werkstücks 11, während das Zuführen des Schleiffluides 31 zu dem Werkstück 11 angehalten wird. In dem Behandlungsschritt, da die Schleifsteine 46b in Kontakt mit der hinteren Seite 11b des Werkstücks 11 gebracht werden, während das Zuführen des Schleiffluides 31 zu dem Werkstück 11 angehalten wird, wird die hintere Seite 11b des Werkstücks 11 durch die zugesetzten Schleifsteine 46b poliert.
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In dem Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend der vorliegenden Ausführungsform insoweit als eine hintere Seite 11b des Werkstücks 11 einfach poliert wird, indem die Schleifsteine 46b in Kontakt mit der hinteren Seite 11b des Werkstücks 11 gebracht werden, während das Zuführen des Schleiffluides 31 zu dem Werkstück 11 angehalten wird, kann das Werkstück effizienter bearbeitet werden als in dem Fall, in dem das Werkstück 11 unter Verwendung einer anderen Vorrichtung zum Beispiel poliert wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern verschiedene Änderungen und Modifikationen können in der dargestellten Ausführungsform gemacht werden. Zum Beispiel können der Schleifschritt, d. h. der abschließende Schleifschritt und der Behandlungsschritt kontinuierlich sukzessive gemacht werden, ohne dass der Einspanntisch 18 und die abschließende Schleifscheibe 42b aufhören sich zu drehen. Genauer gesagt kann der Schleifschritt, d. h. der abschließende Schleifschritt sich zu dem Behandlungsschritt ändern, indem einfach das Zuführen des Schleiffluides 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 41 angehalten wird.
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Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform wird der abschließende Schleifschritt unter Bedingungen ausgeführt, indem die Schleifsteine 46b sich weniger wahrscheinlich zusetzen und danach werden die Schleifsteine 46b zugesetzt, während das Zuführen des Schleiffluides 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 in dem folgenden Behandlungsschritt angehalten wird. Das Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend der vorliegenden Erfindung ist auch in einer Situation anwendbar, in der der fertige Schleifschritt unter Bedingungen ausgeführt wird, indem die abrasiven Körner der Schleifsteine 46b abgenutzt oder stumpf geworden sind, was in einer Reduktion der Schleifleistung resultiert. Die abrasiven Körner der Schleifsteine 46b tendieren dazu, stumpf zu werden, falls das Spindelgehäuse 36 mit einer hohen Geschwindigkeit abgesenkt wird, wodurch eine größere Last auf die Schleifsteine 46b wirkt.
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In einem Fall, in dem der fertige Schleifschritt unter Bedingungen durchgeführt wird, in denen die Schleifsteine 46b dazu tendieren, stumpf zu werden, können die Schleifsteine 46b durch Anhalten des Zuführens des Schleiffluides 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 in dem folgenden Behandlungsschritt geschärft werden. Entsprechend einer solchen Modifikation kann die Leistungsfähigkeit der Schleifsteine 46b in den Behandlungsschritt zurückgewonnen werden. Es sei angemerkt, dass die Abplatzungen, die hergestellt werden, während kein Schleiffluid 31 von der Schleiffluidzufuhrdüse 48 zugeführt wird, zu dem Schärfen der Schleifsteine 46b beitragen.
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In dem Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entsprechend der vorliegenden Modifikation, da Schleifsteine 46b einfach durch Anhalten des Zuführen des Schleiffluides 31 und in Kontakt Bringen der Schleifsteine 46b mit der hinteren Seite 11b des Werkstücks 11 geschärft werden, kann das Werkstück 11 effizienter bearbeitet werden als in dem Fall, in dem die Schleifsteine 46b mit einer Schärfplatte geschärft werden, die anstelle des Werkstücks 11 gesetzt ist.
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Die strukturellen Details, die Details des Verfahrens und andere Details entsprechend der obigen Ausführungsform und Modifikationen können geändert oder modifiziert werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalente des Umfangs der Ansprüche fallen, werden dadurch durch die Erfindung umfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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