DE102023212703A1 - GRINDING WHEEL AND GRINDING PROCESS - Google Patents
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Abstract
Eine Schleifscheibe zum Schleifen eines Werkstücks weist eine ringförmige Scheibenbasis und mehrere Schleifsteine auf, die in einem ringförmigen Muster an einer Seite einer Oberfläche der Scheibenbasis angeordnet sind. Die Schleifsteine weisen jeweils einen Basisabschnitt mit einer Anbringungsoberfläche auf, an der der Basisabschnitt an der Scheibenbasis angebracht ist, und einen verschleißbeschleunigten Abschnitt, der eine mit dem Werkstück in Kontakt zu bringende Schleifoberfläche aufweist und stärker verschleißanfällig ist als der Basisabschnitt.A grinding wheel for grinding a workpiece includes an annular wheel base and a plurality of grinding stones arranged in an annular pattern on one side of a surface of the wheel base. The grinding stones each include a base portion having an attachment surface to which the base portion is attached to the wheel base, and a wear-accelerated portion having a grinding surface to be brought into contact with the workpiece and being more susceptible to wear than the base portion.
Description
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifscheibe und ein Schleifverfahren, die zum Schleifen von Werkstücken verwendet werden können.The present invention relates to a grinding wheel and a grinding method that can be used for grinding workpieces.
Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the state of the art
Mehrere Bauelementchips, die Bauelemente wie beispielsweise integrierte Schaltkreise (ICs) oder Large-Scale-Integration (LSI)-Schaltungen aufweisen, erhält man durch Teilen eines plattenförmigen Werkstücks, das mit den Bauelementen daran ausgebildet ist und durch einen Halbleiterwafer verkörpert wird, entlang von Ritzlinien (Straßen). Solche Bauelementchips werden in verschiedenen Arten von elektronischen Geräten, wie PCs und Mobiltelefonen, eingesetzt. Mit einer Entwicklung hin zu kleineren und dünneren elektronischen Geräten in den letzten Jahren gibt es auch eine wachsende Nachfrage nach kleineren und dünneren Bauelementchips. Daher wird ein Verfahren verwendet, bei dem Werkstücke durch Schleifen mit Schleifsteinen dünn ausgestaltet werden.A plurality of device chips containing devices such as integrated circuits (ICs) or large-scale integration (LSI) circuits are obtained by dividing a plate-shaped workpiece formed with the devices thereon and represented by a semiconductor wafer along scribe lines (roads). Such device chips are used in various types of electronic devices such as personal computers and mobile phones. With a trend toward smaller and thinner electronic devices in recent years, there is also a growing demand for smaller and thinner device chips. Therefore, a method is used in which workpieces are made thin by grinding with grindstones.
Zum Schleifen eines Werkstücks wird eine Schleifmaschine verwendet, die einen Einspanntisch, der das Werkstück hält, und eine Schleifeinheit aufweist, die das am Einspanntisch gehaltene Werkstück schleift. Die Schleifeinheit der Schleifmaschine weist eine Scheibenanbringeinrichtung auf, die an einem distalen Endabschnitt einer Spindel befestigt ist, die als ein Drehschaft dient, und eine Schleifscheibe, die Schleifsteine zum Schleifen des Werkstücks aufweist, ist an der Scheibenanbringeinrichtung angebracht (siehe beispielsweise
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Nachdem eine solche Schleifscheibe an der Schleifmaschine angebracht ist, wird ein Konditionieren der Schleifscheibe durchgeführt. Das Konditionieren der Schleifscheibe ist eine wesentliche Arbeit, die zum Einstellen und Abrichten der Schleifoberfläche durchgeführt werden muss, führt aber zu einer Verringerung der Produktivität, da das Schleifen an der Schleifmaschine unterbrochen wird, wenn das Konditionieren durchgeführt wird. Es war daher wünschenswert, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem das Konditionieren der Schleifscheibe ohne Produktivitätseinbußen durchgeführt werden kann.After such a grinding wheel is mounted on the grinding machine, conditioning of the grinding wheel is performed. Conditioning of the grinding wheel is an essential work that must be performed to adjust and dress the grinding surface, but results in a reduction in productivity since grinding on the grinding machine is interrupted when conditioning is performed. It was therefore desirable to provide a method by which conditioning of the grinding wheel can be performed without sacrificing productivity.
Es sind daher Ziele der vorliegenden Erfindung, eine Schleifscheibe und ein Schleifverfahren bereitzustellen, mit denen das Konditionieren ohne Produktivitätseinbußen durchgeführt werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a grinding wheel and a grinding method with which conditioning can be carried out without sacrificing productivity.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schleifscheibe zum Schleifen eines Werkstücks bereitgestellt, aufweisend: eine ringförmige Scheibenbasis; und mehrere Schleifsteine, die in einer ringförmigen Anordnung an einer Seite einer Oberfläche der Scheibenbasis angeordnet sind. Die Schleifsteine weisen jeweils auf: einen Basisabschnitt, der eine Anbringungsoberfläche aufweist, an welcher der Basisabschnitt an der Scheibenbasis angebracht ist, und einen verschleißbeschleunigten Abschnitt, der eine mit dem Werkstück in Kontakt zu bringende Schleifoberfläche aufweist und stärker verschleißanfällig ist als der Basisabschnitt.According to a first aspect of the present invention, there is provided a grinding wheel for grinding a workpiece, comprising: an annular wheel base; and a plurality of grinding stones arranged in an annular arrangement on one side of a surface of the wheel base. The grinding stones each comprise: a base portion having an attachment surface to which the base portion is attached to the wheel base, and a wear-accelerated portion having a grinding surface to be brought into contact with the workpiece and being more susceptible to wear than the base portion.
Bevorzugt könnte der verschleißbeschleunigte Abschnitt eine höhere Sprödigkeit aufweisen als der Basisabschnitt. Bevorzugt könnte der verschleißbeschleunigte Abschnitt eine geringere Vickershärte als der Basisabschnitt aufweisen.Preferably, the wear-accelerated section could have a higher brittleness than the base section. Preferably, the wear-accelerated section could have a lower Vickers hardness than the base section.
Bevorzugt könnte der verschleißbeschleunigte Abschnitt aus dem gleichen Material wie der Basisabschnitt hergestellt sein, und könnten mehrere Nuten an einer Seite der Schleifoberfläche des verschleißbeschleunigten Abschnitts ausgebildet sein. Bevorzugt könnte der verschleißbeschleunigte Abschnitt aus dem gleichen Material wie der Basisabschnitt hergestellt sein und könnte eine Form mit einem Querschnittsbereich aufweisen, der parallel zur Anbringungsoberfläche verläuft und sich in Richtung der Schleifoberfläche zunehmend verringert.Preferably, the wear-accelerated portion could be made of the same material as the base portion, and a plurality of grooves could be formed on one side of the grinding surface of the wear-accelerated portion. Preferably, the wear-accelerated portion could be made of the same material as the base portion, and could have a shape with a cross-sectional area that is parallel to the mounting surface and progressively decreases toward the grinding surface.
Bevorzugt könnte der verschleißbeschleunigte Abschnitt eine höhere Porosität aufweisen als der Basisabschnitt.Preferably, the wear-accelerated section could have a higher porosity than the base section.
Bevorzugt könnte der verschleißbeschleunigte Abschnitt eine Dicke von 5 um oder mehr und 15 um oder weniger in einer Richtung von der Schleifoberfläche zum Basisabschnitt aufweisen.Preferably, the wear-accelerated portion may have a thickness of 5 µm or more and 15 µm or less in a direction from the grinding surface to the base portion.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schleifverfahren für ein Werkstück mit einer Schleifscheibe bereitgestellt. Die Schleifscheibe weist eine ringförmige Scheibenbasis und mehrere Schleifsteine auf, die in einem ringförmigen Muster an einer Seite einer Oberfläche der Scheibenbasis angeordnet sind. Die Schleifsteine weisen jeweils einen Basisabschnitt, der eine Anbringungsoberfläche aufweist, an welcher der Basisabschnitt an der Scheibenbasis angebracht ist, und einen verschleißbeschleunigten Abschnitt auf, der eine Schleifoberfläche aufweist, die mit dem Werkstück in Kontakt zu bringen ist, und der stärker verschleißanfällig ist als der Basisabschnitt. Das Schleifverfahren umfasst ein Schleifen des Werkstücks an einer Oberfläche davon durch den verschleißanfälligen Abschnitt, und nachdem der verschleißbeschleunigte Abschnitt verschwunden ist, ein Schleifen des Werkstücks durch den Basisabschnitt.According to a second aspect of the present invention, there is provided a grinding method for a workpiece using a grinding wheel. The grinding wheel includes an annular wheel base and a plurality of grinding stones arranged in an annular pattern on one side of a surface of the wheel base. The grinding stones each include a base portion having an attachment surface to which the base portion is attached to the wheel base, and a wear-accelerated portion having a grinding surface to be brought into contact with the workpiece and which is subjected to greater wear. is susceptible to wear than the base portion. The grinding method includes grinding the workpiece on a surface thereof through the wear-prone portion, and after the wear-accelerated portion disappears, grinding the workpiece through the base portion.
Die Schleifscheibe gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist den Basisabschnitt und den verschleißbeschleunigten Abschnitt auf, wobei der verschleißbeschleunigte Abschnitt verschleißanfälliger ist als der Basisabschnitt und der verschleißbeschleunigte Abschnitt in einer ersten Stufe des Schleifens des Werkstücks mit dem Werkstück in Kontakt kommt. Wenn das Schleifen des Werkstücks durch die Schleifscheibe gemäß dem Schleifverfahren des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung begonnen wird, verschleißt der verschleißbeschleunigte Abschnitt daher in geeigneter Weise, und die Schleifscheibe wird mit dem Schleifen des Werkstücks konditioniert. Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, werden gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Schleifscheibe und ein Schleifverfahren bereitgestellt, die das Konditionieren ohne Produktivitätseinbußen durchführen können.The grinding wheel according to the first aspect of the present invention has the base portion and the wear-accelerated portion, wherein the wear-accelerated portion is more susceptible to wear than the base portion, and the wear-accelerated portion comes into contact with the workpiece in a first stage of grinding the workpiece. Therefore, when grinding of the workpiece is started by the grinding wheel according to the grinding method of the second aspect of the present invention, the wear-accelerated portion wears appropriately and the grinding wheel is conditioned with grinding of the workpiece. As is apparent from the foregoing, according to the first and second aspects of the present invention, a grinding wheel and a grinding method are provided which can perform conditioning without sacrificing productivity.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, sowie die Weise ihrer Umsetzung werden am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche, unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.The above and other objects, features and advantages of the present invention, as well as the mode for carrying them into effect, will best be apparent and the invention itself will be best understood by studying the following description and appended claims, with reference to the accompanying drawings which illustrate a preferred embodiment of the invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Schleifmaschine zeigt;1 is a perspective view schematically showing a grinding machine; -
2 ist eine perspektivische Ansicht, in der schematisch ein erstes Beispiel einer Schleifscheibe gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;2 is a perspective view schematically showing a first example of a grinding wheel according to an embodiment of the first aspect of the present invention; -
3 ist eine Querschnittsansicht, die das erste Beispiel der Schleifscheibe schematisch darstellt;3 is a cross-sectional view schematically showing the first example of the grinding wheel; -
4 ist eine Seitenansicht, die in einem vergrößertem Maßstab einen der Schleifsteine der Schleifscheibe der2 und3 zeigt;4 is a side view showing, on an enlarged scale, one of the grinding stones of the grinding wheel of the2 and3 shows; -
5 ist eine Seitenansicht, die schematisch die Schleifscheibe der2 und3 und ein Werkstück vor dem Schleifen des Werkstücks zeigt;5 is a side view schematically showing the grinding wheel of the2 and3 and shows a workpiece before grinding the workpiece; -
6 ist eine Seitenansicht, in der schematisch dargestellt ist, wie verschleißbeschleunigte Abschnitte der Schleifsteine der Schleifscheibe von5 im Verlauf des Schleifens des Werkstücks abgenutzt werden;6 is a side view showing schematically how wear-accelerated sections of the grinding stones of the grinding wheel of5 are worn out during the grinding of the workpiece; -
7 ist eine Seitenansicht ähnlich wie6 , die schematisch eine Situation nach dem Verlust der verschleißbeschleunigten Abschnitte im Verlauf des Schleifens des Werkstücks zeigt;7 is a side view similar to6 which schematically shows a situation after the loss of the wear-accelerated sections in the course of grinding the workpiece; -
8 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein zweites Beispiel der Schleifscheibe gemäß der Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung darstellt;8th is a cross-sectional view schematically illustrating a second example of the grinding wheel according to the embodiment of the first aspect of the present invention; -
9 ist eine Seitenansicht, die in einer vergrößerten Skala einen der Schleifsteine der Schleifscheibe von8 zeigt;9 is a side view showing, on an enlarged scale, one of the grinding stones of the grinding wheel of8th shows; -
10 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein drittes Beispiel der Schleifscheibe gemäß der Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung darstellt;10 is a cross-sectional view schematically illustrating a third example of the grinding wheel according to the embodiment of the first aspect of the present invention; -
11 ist eine Seitenansicht, die in einer vergrößerten Skala einen der Schleifsteine der Schleifscheibe von10 zeigt;11 is a side view showing, on an enlarged scale, one of the grinding stones of the grinding wheel of10 shows; -
12 ist eine Seitenansicht, in der einer der Schleifsteine eines vierten Beispiels der Schleifscheibe gemäß der Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt ist; und12 is a side view schematically showing one of the grinding stones of a fourth example of the grinding wheel according to the embodiment of the first aspect of the present invention; and -
13 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für ein Schleifverfahren gemäß einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung darstellt.13 is a flowchart illustrating an example of a grinding method according to an embodiment of the second aspect of the present invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Unter Bezugnahme auf die
Die Schleifmaschine 2 weist ein Bett 4 auf, das einzelne Elemente trägt oder aufnimmt, welche die Schleifmaschine 2 ausgestalten. An einer Seite einer oberen Oberfläche eines vorderen Endabschnitts des Bettes 4 ist ein vertiefter Abschnitt 4a angeordnet. Innerhalb des vertieften Abschnitts 4a ist eine Übertragungseinheit (Übertragungsmechanismus) 6 zum Übertragen des Werkstücks 11 angeordnet. Als Übertragungseinheit 6 wird beispielsweise ein Übertragungsroboter verwendet, an dem Roboterhände (Endeffektoren), die das Werkstück 11 halten können, befestigt sind.The
An gegenüberliegenden Seiten der Übertragungseinheit 6 sind jeweils Kassettenablagebereiche 8A und 8B angeordnet. Auf den Kassettenablagebereichen 8A und 8B sind Kassetten 10A und 10B angeordnet, die jeweils mehrere Werkstücke 11 aufnehmen können. Die Kassetten 10A und 10B können jeweils die durch die Schleifmaschine 2 zu schleifenden Werkstücke 11 (die Werkstücke 11 vor dem Schleifen) oder die durch die Schleifmaschine 2 geschliffenen Werkstücke 11 (die Werkstücke 11 nach dem Schleifen) aufnehmen.
Beispielsweise ist das Werkstück 11 ein scheibenförmiger Wafer aus einem Halbleitermaterial wie Einkristallsilizium und weist eine vordere Oberfläche (erste Oberfläche) 11a und eine hintere Oberfläche (zweite Oberfläche) 11b auf, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Das Werkstück 11 ist in mehrere rechteckige Bereiche unterteilt, die durch mehrere in einem Gittermuster angeordnete Straßen (Ritzlinien) definiert sind, so dass sie sich gegenseitig kreuzen. Ferner sind die einzelnen Bereiche, die durch die Straßen an einer Seite der vorderen Oberfläche 11a des Werkstücks 11 definiert sind, mit Bauelementen (nicht abgebildet) wie ICs, LSI-Schaltungen, Leuchtdioden (LEDs) oder MEMS-Bauelementen (Micro Electro Mechanical Systems) ausgebildet.For example, the
Durch Teilen des Werkstücks 11 entlang der Straßen mit einer Bearbeitungsmaschine, wie beispielsweise einer Schneidmaschine oder einer Laserbearbeitungsmaschine, werden mehrere Bauelementchips mit den jeweils darin enthaltenen Bauelementen hergestellt. Ferner erhält man durch Schleifen und dünnes Ausgestalten des Werkstücks 11 vor oder nach seiner Teilung mit der Schleifmaschine 2 dünne Bauelementchips.By dividing the
Die Art, das Material, die Größe, die Form, die Konstruktion und dergleichen des Werkstücks 11 sind jedoch nicht eingeschränkt. Beispielsweise könnte das Werkstück 11 ein Substrat (Wafer) sein, das aus einem anderen Halbleiter als Silizium (GaAs, InP, GaN, SiC oder dergleichen), Glas, Keramik, Kunststoff, Metall oder dergleichen hergestellt ist. Ferner gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der Art, Anzahl, Form, Konstruktion, Größe, Anordnung und dergleichen der am Werkstück 11 ausgebildeten Bauelemente, und es könnten keine Bauelemente am Werkstück 11 ausgebildet sein.However, the type, material, size, shape, construction, and the like of the
Darüber hinaus könnte das Werkstück 11 ein Gehäusesubstrat sein, wie beispielsweise ein CSP-Substrat (Chip Size Package) oder ein QFN-Substrat (Quad Flat Non-Leaded Package). Das Gehäusesubstrat wird beispielsweise durch Verschließen mehrerer Bauelementchips, die auf einem vorgegebenen Substrat angebracht sind, mit einer Kunststoffschicht (Formkunststoff) ausgebildet. Durch Teilen und Vereinzeln des Substrats werden Packungs-Bauelemente hergestellt, die jeweils die verpackten Bauelementchips aufweisen.Furthermore, the
Schräg hinter dem vertieften Abschnitt 4a ist ein Positionsausrichtungsmechanismus (Ausrichtungsmechanismus) 12 angeordnet. Das gewünschte der in der Kassette 10A oder 10B aufgenommenen Werkstücke 11 wird von der Übertragungseinheit 6 an den Positionsausrichtungsmechanismus 12 übergeben. Der Positionsausrichtungsmechanismus 12 klemmt dann das Werkstück 11 und ordnet es an einer vorgegebenen Position an.A position aligning mechanism (alignment mechanism) 12 is disposed obliquely behind the recessed
An einer Position neben dem Positionsausrichtungsmechanismus 12 ist eine Übertragungseinheit (Übertragungsmechanismus, Ladearm) 14 angeordnet, um das Werkstück 11 zu übertragen. Die Übertragungseinheit 14 weist beispielsweise ein Ansaugpad auf, welches das Werkstück 11 unter Ansaugen an einer Seite einer oberen Oberfläche des Werkstücks hält. Nachdem das Werkstück 11, das einer Ausrichtung durch den Positionsausrichtungsmechanismus 12 unterzogen wurde, durch das Ansaugpad gehalten wurde, veranlasst die Übertragungseinheit 14 das Schwingen des Ansaugpads, so dass das Werkstück 11 nach hinten befördert wird.At a position adjacent to the
Hinter der Übertragungseinheit 14 ist ein scheibenförmiger Drehtisch 16 angeordnet. An den Drehtisch 16 ist eine Drehantriebsquelle (nicht abgebildet) wie beispielsweise ein Motor angeschlossen, um den Drehtisch 16 um eine Drehachse zu drehen, die im Wesentlichen parallel zur Z-Achsen-Richtung verläuft.A disk-shaped rotary table 16 is arranged behind the
Oberhalb des Drehtisches 16 sind mehrere Einspanntische (Haltetische) 18 zum Halten des Werkstücks 11 angeordnet. In
Der in
In der Nähe der Grobschleifposition B und der Feinschleifposition C sind jeweils Dickenmesseinrichtungen 26 angeordnet, um die Dicke des am Einspanntisch 18 gehaltenen Werkstücks 11 zu messen. Die Dickenmesseinrichtungen 26 weisen beispielsweise jeweils eine erste Höhenmesseinrichtung auf, welche die Höhe einer oberen Oberfläche des am Einspanntisch 18 gehaltenen Werkstücks 11 misst, sowie eine zweite Höhenmesseinrichtung, welche die Höhe einer oberen Oberfläche des Einspanntischs 18 misst.
Hinter der Grobschleifposition B und der Feinschleifposition C sind jeweils säulenartige Tragstrukturen 28A und 28B angeordnet. An einer Seite einer vorderen Oberfläche der Tragstruktur 28A ist eine Bewegungseinheit (Bewegungsmechanismus) 30A angeordnet, und an einer Seite einer vorderen Oberfläche der Tragstruktur 28B ist eine Bewegungseinheit (Bewegungsmechanismus) 30B angeordnet.
Die Bewegungseinheiten 30A und 30B weisen jeweils ein Paar Führungsschienen 32 auf, die entlang der Z-Achsen-Richtung angeordnet sind. An dem Paar Führungsschienen 32 ist eine plattenförmige Bewegungsplatte 34 so angebracht, dass sie entlang der Führungsschienen 32 verschiebbar ist.The moving
An einer Seite einer hinteren Oberfläche (hintere Oberfläche) der Bewegungsplatte 34 ist ein (nicht dargestellter) Mutterabschnitt angeordnet. Mit diesem Mutterabschnitt steht eine Kugelgewindespindel 36 in Gewindeeingriff, die entlang der Z-Achsen-Richtung zwischen dem Paar Führungsschienen 32 angeordnet ist. An einem oberen Endabschnitt der Kugelgewindespindel 36 ist ein Pulsmotor 38 angeschlossen, um die Kugelgewindespindel 36 zu drehen. Wenn die Kugelgewindespindel 36 durch den Pulsmotor 38 gedreht wird, wird die Bewegungsplatte 34 in der Z-Achsen-Richtung bewegt.On one side of a rear surface (rear surface) of the moving
An der Bewegungsplatte 34 der Bewegungseinheit 30A ist eine Schleifeinheit (Grobschleifeinheit) 40A angebracht, die ein Grobschleifen des Werkstücks 11 aufbringt. Die Schleifeinheit 40A schleift das Werkstück 11, das am Einspanntisch 18 gehalten wird, der an der Grobschleifposition B positioniert ist. An der Bewegungsplatte 34 der Bewegungseinheit 30B ist dagegen eine Schleifeinheit (Feinschleifeinheit) 40B angebracht, um das Werkstück 11 feinzuschleifen. Die Schleifeinheit 40B schleift das Werkstück 11, das am Einspanntisch 18 gehalten wird, der an der Feinschleifposition C positioniert ist.On the moving
Die Schleifeinheiten 40A und 40B weisen jeweils ein Gehäuse 42 auf, das in einer hohlzylindrischen Form ausgebildet ist. Jedes Gehäuse 42 ist an einer Seite einer vorderen Oberfläche der entsprechenden Bewegungsplatte 34 befestigt. In dem Gehäuse 42 ist eine entlang der Z-Achsen-Richtung angeordnete zylindrische Spindel 44 (siehe
An einer Seite einer unteren Oberfläche der Scheibenanbringeinrichtung 48 der Schleifeinheit 40A ist eine Schleifscheibe (Grobschleifscheibe) 50A zum Grobschleifen angebracht. An einer Seite einer unteren Oberfläche der Scheibenanbringeinrichtung 48 der Schleifeinheit 40B ist dagegen eine Schleifscheibe zum Feinschleifen (Feinschleifscheibe) 50B angebracht. Die Schleifscheiben 50A und 50B sind Bearbeitungswerkzeuge, die jeweils abnehmbar an der Scheibenanbringeinrichtung 48 angebracht sind, um das Werkstück 11 zu schleifen. Beispielsweise sind die Schleifscheiben 50A und 50B jeweils durch Befestigungseinrichtungen wie z. B. Befestigungsbolzen an der entsprechenden Scheibenanbringeinrichtung 48 angebracht. Infolgedessen sind die Schleifscheiben 50A und 50B jeweils an den distalen Endabschnitten der Spindeln 44 angebracht. Einzelheiten zu den Schleifscheiben 50A und 50B werden danach beschrieben.On one side of a lower surface of the
Die Bewegungseinheit 30A hebt die Schleifeinheit 40A entlang der Z-Achsen-Richtung an oder senkt sie ab, wodurch der Einspanntisch 18, der an der Grobschleifposition B positioniert ist, und die Schleifscheibe 50A veranlasst werden, sich in der Z-Achsen-Richtung zu trennen oder einander anzunähern. In ähnlicher Weise hebt die Bewegungseinheit 30B die Schleifeinheit 40B entlang der Z-Achsen-Richtung an oder senkt sie ab, wodurch der Einspanntisch 18, der an der Feinschleifposition C positioniert ist, und die Schleifscheibe 50B veranlasst werden, sich in der Z-Achsen-Richtung zu trennen oder einander anzunähern.The moving
Wie in
An einer Vorderseite der Übertragungseinheit 66 ist eine Spüleinheit (Spülsystem, Spüleinrichtung) 68 zum Spülen des Werkstücks 11 angeordnet. Die Spüleinheit 68 spült das von der Übertragungseinheit 66 vom Einspanntisch 18 übernommene Werkstück 11 ab. Die Spüleinheit 68 weist beispielsweise einen Drehtisch auf, der sich mit dem daran gehaltenen Werkstück 11 dreht, sowie eine Düse, die dem am Drehtisch gehaltenen Werkstück 11 eine Spülflüssigkeit (Reinwasser oder dergleichen) zuführt.A rinsing unit (rinsing system, rinsing device) 68 for rinsing the
Zusätzlich weist die Schleifmaschine 2 eine Steuerungseinrichtung (Steuereinheit, Steuerabschnitt, Steuersystem) 64 auf, die mit den einzelnen Elementen (Übertragungseinheit 6, Positionsausrichtungsmechanismus 12, Übertragungseinheit 14, Drehtisch 16, Einspanntische 18, Dickenmesseinrichtungen 26, Bewegungseinheiten 30A und 30B, Schleifeinheiten 40A und 40B, Übertragungseinheit 66, Spüleinheit 68 und dergleichen) verbunden ist, die die Schleifmaschine 2 ausgestalten. Die Steuerungseinrichtung 64 steuert den Betrieb der Schleifmaschine 2, indem sie Steuersignale an die einzelnen Elemente der Schleifmaschine 2 ausgibt.In addition, the grinding
Beispielsweise ist die Steuerungseinrichtung 64 durch einen Computer ausgestaltet und weist einen Bearbeitungsabschnitt auf, der die für den Betrieb der Schleifmaschine 2 erforderlichen Bearbeitungen durchführt, sowie einen Lagerabschnitt, der verschiedene Arten von Informationen (Daten, Programme und dergleichen) speichert, die für den Betrieb der Schleifmaschine 2 verwendet werden. Der Bearbeitungsabschnitt weist einen Prozessor wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) auf. Andererseits weist der Lagerabschnitt einen Speicher auf, wie beispielsweise einen Festspeicher (ROM) oder einen Arbeitsspeicher (RAM).For example, the
Wenn das Werkstück 11 von der Schleifmaschine 2 geschliffen wird, wird die Kassette 10A oder 10B mit mehreren darin aufgenommenen Werkstücken 11 zunächst auf dem Kassettenablagebereich 8A oder 8B platziert. Dann wird das gewünschte der Werkstücke 11 von der Kassette 10A oder 10B durch die Übertragungseinheit 6 an den Positionsausrichtungsmechanismus 12 übergeben, und eine Positionsausrichtung des Werkstücks 11 wird durch den Positionsausrichtungsmechanismus 12 durchgeführt. Danach wird das Werkstück 11 von der Übertragungseinheit 14 an den an der Übertragungsposition A angeordneten Einspanntisch 18 übergeben und am Einspanntisch 18 gehalten.When the
Als nächstes wird der Drehtisch 16 im Uhrzeigersinn gedreht, um den Einspanntisch 18 mit dem daran gehaltenen Werkstück 11 in der Grobschleifposition B zu positionieren. Das Werkstück 11 wird dann von der an der Schleifeinheit 40A angebrachten Schleifscheibe 50A geschliffen. Dadurch wird ein Grobschleifen auf das Werkstück 11 aufgebracht.Next, the rotary table 16 is rotated clockwise to position the chuck table 18 with the
Der Drehtisch 16 wird ferner im Uhrzeigersinn gedreht, um den Einspanntisch 18 mit dem daran gehaltenen Werkstück 11 in der Feinschleifposition C zu positionieren. Das Werkstück 11 wird dann mit der an der Schleifeinheit 40B angebrachten Schleifscheibe 50B geschliffen. Auf diese Weise wird das Werkstück 11 fein geschliffen.The rotary table 16 is further rotated clockwise to position the chuck table 18 with the
Nach Beendigung des Schleifens des Werkstücks 11 wird der Drehtisch 16 im Uhrzeigersinn gedreht, um den Einspanntisch 18 mit dem daran gehaltenen Werkstück 11 wieder in der Übertragungsposition A zu positionieren. Das Werkstück 11 wird dann von der Übertragungseinheit 66 vom Einspanntisch 18 zur Spüleinheit 68 übergeben und von der Spüleinheit 68 gespült. Nach dem Spülen wird das Werkstück 11 von der Übertragungseinheit 6 weitergegeben und wieder in der Kassette 10A oder 10B platziert.After completion of the grinding of the
Als nächstes wird eine Beschreibung der Schleifscheiben 50A und 50B erfolgen. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung im Folgenden am Beispiel der Schleifscheibe 50A für das Grobschleifen erfolgt, die Schleifscheibe 50B für das Feinschleifen kann jedoch auch eine ähnliche Ausgestaltung aufweisen.
Wie in
Wie in
Durch Verwendung eines Materials, das beispielsweise eine höhere Sprödigkeit als das Material des Basisabschnitts 56 aufweist, als das Material des verschleißbeschleunigten Abschnitts 60, wird der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 im Vergleich zum Basisabschnitt 56 verschleißanfälliger gemacht. Alternativ wird durch Verwendung eines Materials, das eine geringere Vickershärte als das Material des Basisabschnitts 56 aufweist, als das Material des verschleißbeschleunigten Abschnitts 60 der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 im Vergleich zum Basisabschnitt 56 verschleißanfällig gemacht.By using a material having, for example, a higher brittleness than the material of the
Wenn der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 aus demselben Material wie der Basisabschnitt 56 ausgebildet ist, ist der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 hingegen so ausgebildet, dass er eine Form mit einem Querschnittsbereich aufweist, der parallel zur Anbringungsoberfläche 58 verläuft und sich zur Schleifoberfläche 62 hin zunehmend verringert. Der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 wird im Vergleich zum Basisabschnitt 56 verschleißanfällig gemacht, beispielsweise durch ein Ausbilden des verschleißbeschleunigten Abschnitts 60 in einer Kuppel- oder Kegelstumpfform, die einen zunehmend verringerten Querschnittsbereich in Richtung einer Seite der Schleifoberfläche 62 aufweist. In ähnlicher Weise wird der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 im Vergleich zum Basisabschnitt 56 verschleißanfälliger gemacht, wenn der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 eine höhere Porosität aufweist als der Basisabschnitt 56.On the other hand, when the wear-accelerated
Für die Materialien des Basisabschnitts 56 und des verschleißbeschleunigten Abschnitts 60 gelten keine besonderen Einschränkungen. Beispielsweise sind der Basisabschnitt 56 und der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 aus einem Material hergestellt, das Schleifkörner aus Diamant, kubischem Bornitrid (cBN) oder ähnlichem und ein Bindemittel (Bindematerial), wie beispielsweise einen Metallbinder, einen Harzbinder oder eine keramische Binder, enthält, das die Schleifkörner festhält. Es ist zu beachten, dass die Anzahl und Anordnung der Schleifsteine 54 nach Wunsch festgelegt werden kann.There are no particular restrictions on the materials of the
Der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 weist vorzugsweise eine solche Dicke auf, dass der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 vollständig verschwunden ist, bevor das Schleifen eines einzelnen Werkstücks 11 abgeschlossen ist. Wenn die Dicke a auf eine solche Dicke festgelegt wird, wird das einzelne Werkstück 11 sowohl durch den verschleißbeschleunigten Abschnitt 60 als auch durch den Basisabschnitt 56 geschliffen. Vorzugsweise beträgt die Dicke a des verschleißbeschleunigten Abschnitts 60 beispielsweise 5 um oder mehr und 15 um oder weniger.The wear-accelerated
Als nächstes werden das Verhalten, das dadurch entsteht, dass der verschleißbeschleunigte Abschnitt 60 anfälliger für Verschleiß ist als der Basisabschnitt 56, und seine Auswirkungen beschrieben.
Wie in
Wie ebenfalls in
Wenn das Werkstück 11 mit einem solchen Versatzbetrag b geschliffen wird, entstehen an der vorderen Oberfläche 11a des Werkstücks 11 zwei Bereiche, von denen einer mit einem Teil der Schleifsteine 54 in Kontakt ist und der andere nicht mit den übrigen Schleifsteinen 54 in Kontakt ist. Infolgedessen könnte ein Problem dahingehend entstehen, dass die Qualität des Werkstücks 11 herabgesetzt wird. Genauer beschrieben gibt es beispielsweise Probleme hinsichtlich einer Zunahme von Schwankungen in der Oberflächenrauheit bei mehreren Werkstücken 11 und auch von Schwankungen der Oberflächenrauheit innerhalb eines einzelnen Werkstücks 11.When the
Wie in
Bei der Schleifmaschine und dem Schleifverfahren des verwandten Standes der Technik ist ein Schritt erforderlich, um vor dem Schleifen von Werkstücken Dummy-Werkstücke bereitzustellen und zu schleifen, um das Konditionieren (Einstellen, Abrichten) der Schleifscheiben durchzuführen. Im Gegensatz dazu erübrigt sich bei Verwendung der Schleifscheibe 50A dieser Ausführungsform jeglicher spezieller Aufwand für das Konditionieren der Schleifscheibe 50A wie oben erwähnt, so dass das Konditionieren gleichzeitig mit dem Schleifen des Werkstücks 11 durchgeführt werden kann. Die Schleifscheibe dieser Ausführungsform kann daher eine Verringerung der Produktivität vermeiden.In the grinding machine and grinding method of the related art, a step of preparing and grinding dummy workpieces before grinding workpieces is required to perform conditioning (adjustment, dressing) of the grinding wheels. In contrast, when the
Die Schleifscheibe 50A dieser Ausführungsform zeigt besonders ausgeprägte vorteilhafte Effekte, wenn die Häufigkeit des Austausches der Schleifscheibe 50A hoch ist und damit die Häufigkeit der Arbeit zum Konditionieren hoch wird, beispielsweise wenn Werkstücke 11 aus einem harten Material geschliffen werden oder in einer ähnlichen Situation. Bei der Schleifscheibe 50A dieser Ausführungsform sind die verschleißbeschleunigten Abschnitte 60, wie oben erwähnt, mit einer solchen Dicke ausgebildet, dass sie durch Schleifen eines einzigen Stücks des Werkstücks 11 vollständig entfernt werden. In Fortsetzung des Schleifens des Werkstücks 11 durch die verschleißbeschleunigten Abschnitte 60 wird dasselbe Werkstück 11 also kontinuierlich durch die Basisabschnitte 56 geschliffen. Die Qualität des Werkstücks 11 kann somit auf dem Niveau des Stands der Technik gehalten werden.The
Es ist zu beachten, dass die Dicke jedes verschleißbeschleunigten Abschnitts 60 in einer Richtung von der Schleifoberfläche 62 zum Basisabschnitt 56 (die Dicke a in
Dies bedeutet, dass die verschleißbeschleunigten Abschnitte 60 jeweils in einer solchen Dicke ausgebildet sind, dass sie durch das Schleifen eines einzelnen Werkstücks 11 vollständig entfernt werden können. Im Anschluss an das Schleifen des Werkstücks 11 durch die verschleißbeschleunigten Abschnitte 60 wird also dasselbe Werkstück 11 durch die Basisabschnitte 56 geschliffen. Infolgedessen ist es einfacher, eine gleichbleibende Qualität bei mehreren Werkstücken 11 zu gewährleisten.This means that the wear-accelerated
Als nächstes werden weitere Beispiele von Schleifsteinen 54 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf
Wenn die Schleifscheibe 50B für das Feinschleifen jedoch ähnlich wie die oben erwähnte Schleifscheibe 50A für das Grobschleifen ausgestaltet ist, kann die Schleifscheibe 50A im Schritt S1 gegen die Schleifscheibe 50B ausgetauscht werden, und die Grobschleifposition B kann im Schritt S2 gegen die Feinschleifposition C ausgetauscht werden.However, when the
Bei dem Schleifverfahren dieser Ausführungsform wird die oben erwähnte Schleifmaschine 2 in der Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung verwendet. Wenn ein Schleifen des Werkstücks 11 gestartet wird, schleift die Schleifmaschine 2 das Werkstück 11 durch die verschleißbeschleunigten Abschnitte 60 der Schleifsteine 54 im ersten Schleifschritt (S3). Da die verschleißbeschleunigten Abschnitte 60 so ausgestaltet sind, dass sie zum Verschleiß neigen, erfolgt das Konditionieren der Schleifscheibe 50A gleichzeitig mit dem Schleifen des Werkstücks 11. Nachdem die verschleißbeschleunigten Abschnitte 60 durch Abnutzung verschwunden sind, schleift die Schleifmaschine 2 das Werkstück 11 im zweiten Schleifschritt (S4) kontinuierlich durch die Basisabschnitte 56 der Schleifsteine 54.In the grinding method of this embodiment, the above-mentioned
Wie oben erwähnt, kann das Schleifverfahren gemäß der Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Konditionieren ohne eine Verringerung der Produktivität durchführen.As mentioned above, the grinding method according to the embodiment of the second aspect of the present invention can perform conditioning without reducing productivity.
Darüber hinaus können die Konstruktion, das Verfahren und dergleichen gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen mit geeigneten Änderungen oder Modifikationen innerhalb des Geltungsbereichs, die nicht von den Zielen der vorliegenden Erfindung abweichen, durchgeführt werden.Moreover, the construction, method and the like according to the embodiments described above can be carried out with appropriate changes or modifications within the scope that do not depart from the objects of the present invention.
Die vorliegende ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.The present invention is not limited to the details of the preferred embodiments described above. The scope of the invention is defined by the appended claims, and all changes and modifications which come within the equivalent scope of the claims are accordingly included by the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 2014124690 A [0003]JP 2014124690 A [0003]
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