FR2554376A1 - PROCESS FOR SHAPING PIECES OF BROKEN MATERIALS AND APPLICATION OF THIS PROCESS - Google Patents
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Abstract
APPLICATION DU PROCEDE DE RECTIFICATION TRANSVERSALE PLAN CONTRE PLAN AU FACONNAGE DE PIECES EN FORME DE DISQUES CONSISTANT EN UN MATERIAU CRISTALLIN TRES DUR ET CASSANT, PROCEDE DE RECTIFICATION QUI COMPREND SEULEMENT DEUX COMPOSANTES DE MOUVEMENT, A SAVOIR LA ROTATION DE LA MEULE 6 ET L'APPROCHE DE LA MEULE. LE MATERIAU CRISTALLIN 3 A UNE DURETE VICKERS SUPERIEURE A 7000NMM ET EST D'UNE EPAISSEUR COMPRISE ENTRE 60 ET 250MM.APPLICATION OF THE PLANE-TO-PLANE CROSS-SECTIONAL GRINDING PROCESS TO SHAPING DISC-SHAPED PARTS CONSISTING OF A VERY HARD AND BREAKING CRYSTALLINE MATERIAL, RECTIFICATION PROCESS WHICH INCLUDES ONLY TWO MOVEMENT COMPONENTS, Namely the ROTATION OF WHEEL 6 AND THE APPROACH OF THE GRINDER. THE CRYSTALLINE 3 MATERIAL HAS A VICKERS HARDNESS OF GREATER THAN 7000NMM AND IS A THICKNESS BETWEEN 60 AND 250MM.
Description
PROCEDE DE FACONNAGE DE PIECES EN MATERIAUX CASSANTS ET APPLICATIONPROCESS FOR SHAPING PIECES OF BROKEN MATERIALS AND APPLICATION
DE CE PROCEDEOF THIS PROCESS
La présente invention est relative au façonnage de pièces The present invention relates to the shaping of parts
en matériaux cassants de dureté élevée. made of brittle materials of high hardness.
L'invention concerne des perfectionnements à la demande de The invention relates to improvements at the request of
brevet FR 83 08191 déposée le 18 mai 1983 au nom de la demanderesse. FR 83 08191 patent filed May 18, 1983 in the name of the plaintiff.
L'usinage des métaux et des matériaux non métalliques par rectification trouve de plus en plus d'utilisation dans les techniques The machining of metals and non-metallic materials by grinding is finding increasing use in techniques
de fabrication, oi l'on tend vers deux buts de développement, c'est-à- manufacturing, which tends towards two development goals, that is to say
dire, d'une part, l'atteinte de la plus haute précision, de la meilleure qualité de surface et de l'endommagement le plus faible, et, d'autre part, une augmentation de la capacité d'usinage. Les deux buts s'excluent mutuellement jusqu'à maintenant, car selon l'état actuel de la technique, la construction de la machine et, avant tout, la spécification de l'outil de rectification devaient être étudiées spécialement pour atteindre say, on the one hand, the achievement of the highest precision, the best surface quality and the lowest damage, and, on the other hand, an increase in the machining capacity. The two aims have been mutually exclusive up to now, because according to the current state of the art, the construction of the machine and, above all, the specification of the grinding tool had to be studied specially to achieve
l'une ou l'autre des conditions optimales. either of the optimal conditions.
De nos jours, deux procédés de rectification sont connus, Nowadays, two methods of rectification are known,
c'est-à-dire la "rectification tangentielle", et la"rectification fron- that is to say "tangential rectification", and "border rectification"
tale ou faciale"."La rectification tangentielle" est plus largement développée que la rectification faciale", et arrive déjà partiellement tale or facial "." Tangential rectification "is more widely developed than facial rectification", and already occurs partially
à concurrencer, en ce qui concerne la capacité d'usi- to compete, with regard to the capacity of usi-
nage et la précision, le tournage, le fraisage et le rabotage. swimming and precision, turning, milling and planing.
Les deux procédés différents de rectification selon l'état de la technique sont largement décrits dans la littérature technique, les limites de capacité étant The two different rectification methods according to the state of the art are widely described in the technical literature, the capacity limits being
indiquées dans les travaux scientifiques, la litté- indicated in scientific work, the litera-
rature spécialisée et les informations de produits, specialized information and product information,
et reproduisant à chaque fois, le dernier état atteint. and reproducing each time, the last state reached.
Les deux procédés de rectification indiqués ci-dessus ont leur propre domaine d'utilisation, lesquels se recouvrent partiellement, o ils présentent une utilisation optimale. En effet, pour les matériaux très durs, cassants et sensibles et les surfaces très The two rectification methods indicated above have their own field of use, which partially overlap, where they present an optimal use. Indeed, for very hard, brittle and sensitive materials and very hard surfaces
planes, le procédé de rectification faciale est préféré. flat, the facial grinding method is preferred.
les matériaux cristallins non métalliques qui sont utilisés en grandes quantités sous forme de disques de grande superficie et très minces, par exemple, en tant non-metallic crystalline materials which are used in large quantities in the form of large area discs and very thin, for example, as
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que substrat pour des composants électroniques, as a substrate for electronic components,
occupent une place d'exception dans le façonnage. occupy an exceptional place in shaping.
Un exemple à ce sujet est le façonnage de pièces très minces sous forme de disques en silicium, germanium, saphirs, grenat, spinelle et An example on this subject is the shaping of very thin parts in the form of disks in silicon, germanium, sapphires, garnet, spinel and
composés des groupes III-V de la classification pério- compounds of groups III-V of the peri-classification
dique, comme on les utilise de plus en plus, dans le monde entier, en tant que substrat pour la fabrication de composants électroniques. Le rodage exclusivement utilisé au début du façonnage de surface est de plus en plus remplacé par une rectification avec des meules en diamant. Ce procédé a été développé à la dique, as they are used more and more, worldwide, as a substrate for the manufacture of electronic components. Lapping exclusively used at the start of surface shaping is increasingly being replaced by grinding with diamond grinding wheels. This process was developed at the
production, par la demanderesse.production, by the plaintiff.
La présente invention a pour but de permettre, lors du façonnage de pièces en matériaux cristallins extrêmement cassants et souvent extrêmement durs, une capacité d'usinage améliorée par rapport à l'état actuel de la technique, avec un enlèvement de matière ménageant le matériau, les modifications inévitables des couches supérieuree du matériau qui interviennent dans un processus de coupe et l'endommagement qui en découle, à savoir la profondeur des perturbations de la couche cristalline au voisinage, devant être moindres que dans des procédés d'enlèvement actuellement connus et utilisés tandis qu'une amélioration de la qualité de surface est à obtenir en même temps pour diminuer le nombre de phases de travail successives nécessaires dans le The aim of the present invention is to allow, when shaping parts made from extremely brittle and often extremely hard crystalline materials, an improved machining capacity compared to the current state of the art, with removal of material sparing the material, the inevitable modifications of the upper layers of the material which intervene in a cutting process and the damage which results therefrom, namely the depth of the disturbances of the crystalline layer in the vicinity, having to be less than in removal methods currently known and used while an improvement in the surface quality is to be obtained at the same time to reduce the number of successive working phases necessary in the
cas de tels matériaux, comme, par exemple, un dégros- case of such materials, such as, for example,
sissage à la meule, un polissage finisseur et un grinding, finishing polishing and
adoucissage.softening.
L'endommagement et les traces de façonnage nettement visibles sur la surface rectifiée augmentent la sensibilité à la rupture et modifient de façon importante les caractéristiques électriques des pièces en particulier des disques de substrat et ont un effet très défavorable sur les traitements consécutifs et The damage and traces of shaping clearly visible on the rectified surface increase the sensitivity to rupture and significantly modify the electrical characteristics of the parts in particular of the discs of substrate and have a very unfavorable effect on the consecutive treatments and
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les processus de diffusion. Plus l'endommagement est faible, plus les pièces à rectifier peuvent être minces. De même, le façonnage par rectification ménageant le matériau simplifie et raccourcit les phases de travail consécutives, car l'élimination de l'endommagement inévitable par décapage est moins compliquée. dissemination processes. The lower the damage, the thinner the workpieces can be. Likewise, shaping by rectification, sparing the material, simplifies and shortens the consecutive working phases, since the elimination of the inevitable damage by pickling is less complicated.
Les matériaux extrêmement cassants, monocris- Extremely brittle, monocris-
tallins ou polycristallins qui peuvent être façonnés selon l'invention ont une dureté Vickers minimale de 7000 N/mmn2, pouvant aller jusqu'a une valeur maximale de 25000 N/mmn Les exemples connus de tels matériaux sont des composés des groupes IIIa-Vb ayant une dureté Vickers pouvant atteindre 8500. Le germanium *a une dureté Vickers pouvant atteindre 7500, le silicium - a une dureté Vickers pouvant atteindre 11500, le spinelle a une dureté Vickers pouvant atteindre 14000 ainsi aue les composés saphir et gallium-gadolinium-grenat (GGG) ayant une dureté Vickers de 19000 à 21500. Ces types de matériaux trouvent particulièrement leur tallins or polycrystallines which can be shaped according to the invention have a minimum Vickers hardness of 7000 N / mmn2, which can go up to a maximum value of 25000 N / mmn The known examples of such materials are compounds of groups IIIa-Vb having Vickers hardness up to 8500. Germanium * has Vickers hardness up to 7500, silicon - has Vickers hardness up to 11500, spinel has Vickers hardness up to 14000 as well as sapphire and gallium-gadolinium-garnet compounds ( GGG) having a Vickers hardness from 19000 to 21500. These types of materials find their particular
utilisation en électronique. En outre, on peut égale- use in electronics. In addition, we can also
ment avantageusement façonner des matériaux frittés super-durs tels que le carbure de silicium SiC ayant une dureté Vickers de 15000 à 25500, 1le nitrite de silicium Si3N4:ayant une dureté Vickers de 15000-20000 (ou respectivement de 35000 pour le monocristal), ainsi que le carbure de bore B4C ayant une dureté Vickers de 22500 à 31000. Ces types de matériaux trouvent une utilisation dans la construction de machines, la construction de moteurs ainsi que la construction d'installations. Un autre groupe préféré de matériaux comprend la céramique de coupe ayant une dureté Vickers de 17000 à 28500 ainsi que le corindon Al 203 ayant une dureté Vickers de 21500. Ces matériaux 2 3 Advantageously, forming super-hard sintered materials such as silicon carbide SiC having a Vickers hardness of 15,000 to 25,500, 1 silicon silicon nitrite Si3N4: having a Vickers hardness of 15,000-20000 (or respectively 35,000 for the single crystal), as well than boron carbide B4C having a Vickers hardness of 22500 to 31000. These types of materials find use in the construction of machines, the construction of engines as well as the construction of installations. Another preferred group of materials includes cutting ceramics having a Vickers hardness of 17,000 to 28,500 as well as Al 203 corundum having a Vickers hardness of 21,500. These materials 2 3
servent comme matière de coupe non métallique. serve as a non-metallic cutting material.
Les objectifs de l'invention sont atteints The objectives of the invention are achieved
par l'application du procédé de rectification trans- by applying the trans- rectification process
versale plan contre plan au façonnage de pièces side to side plan to the shaping of parts
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en un matériau cristallin extrêmement made of an extremely crystalline material
cassant. Un matériau utilisé particulièrement pré- brittle. A material used particularly pre-
férable est le silicium monocristallin. Le silicium fable is monocrystalline silicon. Silicon
polycristallin convient également de façon très satis- polycrystalline is also very satisfactorily
faisante. Le procédé de rectification transversale plan contre plan comprend seulement, contrairement au procédé de rectification jusqu'alors utilisé pour le façonnage de ces types de matériaux, deux composantes de mouvement, à savoir la rotation de doing. Unlike the rectification process hitherto used for the shaping of these types of materials, the transverse plane-to-plane rectification method only comprises two components of movement, namely the rotation of
la meule et l'approche de la meule dirigée perpendi- the grinding wheel and the approach of the grinding wheel directed perpendicular
culairement à la surface de la pièce à rectifier. Le mouvement d'avance, qui était considéré dans le procédé de rectification jusqu'alors utilisé pour le façonnage on the surface of the workpiece. The feed movement, which was considered in the grinding process hitherto used for shaping
de ces types de matériaux comme un paramètre dominant, est supprimé. of these types of materials as a dominant parameter, is removed.
Le processus de rectification comprend dans le cadre de la rectification transversale plan contre plan, un enfoncement de la meule en rotation dans la surface de-la pièce, de telle sorte que l'on The grinding process includes, as part of the plan-to-plan transverse grinding, a sinking of the rotating grinding wheel into the surface of the workpiece, so that
a proposé pour ce façonnage la désignation "rectifi- proposed for this shaping the designation "rectified-
cation en plongée". La garniture abrasive est ainsi de préférence dimensionnée de telle sorte que toute la surface de la pièce à rectifier soit couverte, mais, dans le cas de pièces très étendues, une rectification en plongée partielle se répétant est également possible, la pièce après chaque rectification en plongée étant poussée selon la largeur de la garniture, vers l'axe de la meule. La rectification transversale plan contre plan, qui n'était utilisée jusqu'alors qu'en tant qu'usinage grossier relativement brut avec des exigences faibles en ce qui concerne la qualité de dipping cation ". The abrasive lining is thus preferably dimensioned so that the entire surface of the part to be ground is covered, but, in the case of very large parts, repeating partial plunging is also possible, the piece after each plunge grinding being pushed along the width of the lining, towards the axis of the grinding wheel. The transverse plane-to-plane grinding, which was used until then only as relatively rough coarse machining with low quality requirements
surface,a pour consequence dans le cas de l'orien- surface, has for consequence in the case of the orient-
tation optimale du procédé prévueselon l'invention, un comportement d'usinage exceptionnellement satisfaisant, ménageant le matériau et ceci de façon entièrement surprenante dans le cas desmatériauxdurset extrêmement optimum performance of the method provided according to the invention, an exceptionally satisfactory machining behavior, sparing the material and this in an entirely surprising manner in the case of extremely hard materials
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fragles qui sont sujets à des perturbations du réseau cristallin sur la surface façonnée. Ainsi, la capacité d'usinage est plusieurs fois plus importante que celle actuellement connue, bien que la qualité de surface obtenue et la modification dommageable de la couche de matériau située tout à fait à l'extérieur et venant en contact avec la meule soient comparativement bonnes par rapport au procédé de façonnage actuel spécialement mis au fragile which are subject to disturbances of the crystal lattice on the shaped surface. Thus, the machining capacity is several times greater than that currently known, although the surface quality obtained and the damaging modification of the layer of material located completely outside and coming into contact with the grinding wheel are comparatively good compared to the current shaping process specially developed
point à cet effet.point for this purpose.
On peut ainsi rectifier du silicium mono- It is thus possible to rectify mono- silicon
cristallin, extrêmement cassant jusqu'à une épaisseur finale d'environ 80 Nm, tandis que dans le cas des procédés de rectification connus, on ne maltrise en général les opérations de façon sore qu'avec des pièces d'une épaisseur > 160 Nm. Des mesures confirment que les modifications défavorables du réseau cristallin du matériau sur la surface de rectification sont comparativement plus faibles que dans les procédés crystalline, extremely brittle up to a final thickness of around 80 Nm, while in the case of known rectification processes, operations are generally only neutralized with parts with a thickness> 160 Nm. Measurements confirm that the unfavorable changes in the crystal lattice of the material on the rectification surface are comparatively smaller than in the processes
de rectification jusqu'alors utilisés. rectification previously used.
Conformément à l'invention, on dispose par ailleurs du très grand avantage consistant ence que lors de laectification de la face arrièxme, la face avantdu disque de sil1ci qiLa subiun taitement de finition et qui, en général, est recouverte de matériaux relativement In accordance with the invention, there is moreover the very great advantage consisting in that during the aectification of the back side, the front side of the silica disc which undergoes a finishing treatment and which, in general, is covered with relatively material
mous, constitue, pendant ce processus de rec- soft, constitutes, during this process of rec-
tification,,la face d'application sur l'emplacement de fixation de la pièce,et est nettement moins exposée à des risques de formation d'empreintes et de zones tification ,, the application face on the location where the part is fixed, and is significantly less exposed to the risk of forming impressions and areas
d'écrasement, les rebuts étant ainsi évités. crushing, the rejects being thus avoided.
Les procédes de rectification favorables qui sont utilisés en pratique, dans lesquels la meule de rectification faciale garnie de diamants est déplacée sur la surface de la pièce avec une avance très lente et une faible profondeur de coupe, présupposent une meule à grains fins avec un arrondi d'allure The favorable grinding procedures that are used in practice, in which the diamond-grinded face grinding wheel is moved over the workpiece surface with very slow feed and shallow depth of cut, presupposes a fine-grained wheel with rounding of appearance
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elliptique du bord de coupe, pour obtenir les paramètres de qualité exigés. Ces rapports optimaux de coupe ne sont pas reproductibles de façon sûre avec les machines de finition, ce qui entraîne des variations de qualité importantes. Dans le cas du procédé de rectification de l'invention, par contre, elliptical from the cutting edge, to obtain the required quality parameters. These optimum cutting ratios cannot be reproduced safely with finishing machines, which results in significant quality variations. In the case of the rectification process of the invention, on the other hand,
il faut seulement veiller à ce que la garniture abra- it is only necessary to ensure that the lining abra-
sive soit unie.sive be united.
Avec une meule à grains relativement fins, on obtient des capacités d'usinage qui n'étaient obtenues jusqu'à maintenant qu'avec des disques de With a relatively fine-grained grinding wheel, machining capacities are obtained which were hitherto only obtained with discs of
dégrossissage ayant un grain très grossier, en mainte- roughing with a very coarse grain, now
nant cependant ou même en améliorant la surface plus lisse sur la pièce, grâce à la meule plus fine, et en outre, en modifiant ou en désagrégeant moins dans sa couche extérieure la surface du matériau venant en contact avec la meule. L!uniformité et la profondeur de rugosité de la surface peuvent être encore considérablement améliorées, si après la fin de la passe de "rectification en plongée", la pièce est tirée, parallèlement à la surface de la meule, hors de la zone de contact. Les traces des pointes des grains faisant un peu plus saillie de la garniture de la meule sont ainsi égalisées. On peut comparer cette étape supplémentaire au "lustrage" however, or even by improving the smoother surface on the workpiece, thanks to the thinner grinding wheel, and in addition, by modifying or less disaggregating in its outer layer the surface of the material coming into contact with the grinding wheel. The uniformity and depth of roughness of the surface can be further improved considerably if, after the end of the "plunge grinding" pass, the workpiece is pulled, parallel to the surface of the grinding wheel, out of the contact area . The traces of the points of the grains protruding a little more from the lining of the grinding wheel are thus equalized. We can compare this additional step to "buffing"
sous une forme très simplifiée.in a very simplified form.
L'utilisation selon l'invention du procédé de "rectification transversale plan contre plan" pour façonner des pièces en matériaux cassants de dureté élevée permet de disposer d'une nouvelle technologie de The use according to the invention of the "transverse plane-to-plane rectification" method for shaping parts made of brittle materials of high hardness makes it possible to have a new technology for
rectification ayant des avantages multiples. rectification with multiple advantages.
Comme pendant l'usinage aucun mouvement d'avance n'a lieu, cela permet la construction d'une machine très simple et très stable. Les rectifieuses automatiques à une ou plusieurs stations (ou postes) connues fonctionnent avec des tables circulaires comme support de la pièce etcommeinstallationd'avance As during the machining no advance movement takes place, this allows the construction of a very simple and very stable machine. Automatic grinding machines at one or more known stations (or stations) operate with circular tables as support for the workpiece and as advance installation
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de lapièce, tables circulaies dans lesquelless'établisset da vi- of room, circular tables in which are established da
tesses d:avanoe n&e ssairement différentes etaugmentunt vers l'ex- tesses d: avanoe n & e ssarily different etaugmentunt towards the ex-
trieur. Cet l convénlet, qui a mn effet négatif sur la sollici- sorter. This convenlet, which has a negative effect on the stress
tation de la matière et laqualité de la airface de la piîe pendant le contact avec le grain abrasif, est supprimé, puisque :l'on peut, le cas échéant, accomplir un "lustrage" final en tant que mouvement linéaire, par exemple, de la poupée de meulage, pour obtenir une surface tation of the material and the quality of the airface of the part during contact with the abrasive grain, is eliminated, since: it is possible, if necessary, to perform a final "buffing" as a linear movement, for example, of the grinding doll, to obtain a surface
très fine et très régulière. Les automatismes tra- very fine and very regular. The automated systems
uitionnels de rectification à table circulaire avec plusieurs stations (ou postes) ont & toutes les stations de additional rectification with circular table with several stations (or stations) have & all stations
rectification, une vitesse d'avance identique, indé- rectification, identical speed of advance, inde-
pendamment d'une pré-rectification, d'une rectifica- pending a pre-rectification, a rectification
tion fine ou d'une rectification de haute précision. fine tion or high precision grinding.
Dans le procédé de rectification transversal facial plan contre plan, utilisé selon l'invention,et dans lequel aucun mouvement d'avance n'a lieu pendant le processus de rectification, le "mouvement de lustrage" peut être adapté à chaque cas individuel et de 0 façon optimale avec une dépense minime pour la machine, du fait qu'en général, un "mouvement de lustrage linéaire' n'est pas nécessaire jusqu'à la dernière station de rectification. Comme pendant la rectification, le support de la pièce, qui a In the method of transverse face-to-face face grinding, used according to the invention, and in which no advance movement takes place during the grinding process, the "buffing movement" can be adapted to each individual case and 0 optimally with minimal expense for the machine, since in general a "linear buffing movement" is not necessary until the last grinding station. As during grinding, the workpiece support, who has
par exemple la forme d'une table circulaire à progres- for example the shape of a circular progress table
sion cadencée, reste stationnaire, on obtient un chargement et un déchargement de la pièce qui sont clocked, remains stationary, we obtain a loading and unloading of the part which are
très précis et d'un maniement simple. very precise and easy to use.
Un autre avantage réside dans le fait que, pendant cette période, une séparation complète, dans l'esapce, entre le domaine de la rectification et le domaine du chargement et déchargement, est possible, ce qui a une grande importance dans le cas de pièces très précises, parce que les points ou emplacements de fixation de la pièce peuvent être nettoyés et maintenus propres jusqu'à ce que le disque de SubstMt suivant soit mis en place. Des Another advantage lies in the fact that, during this period, a complete separation, in the space, between the field of grinding and the field of loading and unloading, is possible, which is of great importance in the case of parts. very precise, because the attachment points or locations of the part can be cleaned and kept clean until the next SubstMt disc is put in place. Of
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particules de poussière venant s'insérer en faible quantité entre la surface d'appui de la pièce et les disques de substrat, exercent une pression sur la surface en entrainant infailliblement dans le cas de disques de substrat très minces, la formation des criques locales redoutées qui sont dénommées dust particles inserted in small quantity between the support surface of the part and the substrate discs, exert a pressure on the surface causing inevitably in the case of very thin substrate discs, the formation of the dreaded local cracks which are called
en raison de leur conformation "pattes d'oie". because of their "crow's feet" conformation.
L'invention produit l'avantage exceptionnel d'une capacité d'usinage considérablement plus élevée s'accompagnant d'une sollicitation relativement The invention produces the exceptional advantage of a considerably higher machining capacity accompanied by relatively high stress.
moindre de la pièce et de l'outil.less of the workpiece and the tool.
Ceci permet la rectification de matériaux plus cassants sur de très faibles épaisseurs entre et 250 Dm, de préférence entre 80 et 200 gm, car avantageusement, le réseau cristallin du matériau n'est que très faiblement modifié. Un autre avantage réside dans le fait que, pendant la rectification, la table porte-pièces est solidement bloquée sur le support de This allows the rectification of more brittle materials with very small thicknesses between and 250 Dm, preferably between 80 and 200 gm, because advantageously, the crystal lattice of the material is only very slightly modified. Another advantage is that, during grinding, the workpiece table is securely locked on the support.
machine et est ainsi très stable contre les oscillations. machine and is therefore very stable against oscillations.
La présente invention offre un autre avantage concernant les prix très faibles des.outils spécifiques qui résultent de la longue durée de vie de la meule et auxquels contribue également de façon importante le fait que le nombre maximum possible de corps de meulage participe au processus de rectification, ce qui diminue la charge sur les grains et facilite l'enlèvement des copeaux, la force de coupe, qui agit de façon constante et avec peu de vibrations sur chaque grain pouvant être représentée, en ce qui concerne la surface de polissage, comme un vecteur fixe dans l'espace. Grâce au fait que le mouvement d'avance n'est pas nécessaire, on évite ainsi l'arrachement des The present invention offers another advantage concerning the very low prices of the specific tools which result from the long life of the grinding wheel and which also contributes significantly to the fact that the maximum possible number of grinding bodies participates in the grinding process. , which reduces the load on the grains and facilitates the removal of chips, the cutting force, which acts constantly and with little vibration on each grain that can be represented, with regard to the polishing surface, as a fixed vector in space. Thanks to the fact that the advance movement is not necessary, this avoids the tearing of the
gMns de meuledu liant.gMns of binder furniture.
Les meules nécessaires pour le procédé de l'invention ne sont pas compliquées et sont faciles à fabriquer. En général, on fixe des corps de meulage, de préférence constitués par des grains de diamant en tant que The grinding wheels necessary for the process of the invention are not complicated and are easy to manufacture. In general, grinding bodies are fixed, preferably consisting of diamond grains as
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matière de coupe, sous la forme de disques, plaques cutting material, in the form of discs, plates
ou bandes, sur un corps de base. Les espaces inter- or bands, on a base body. The inter-
médiaires qui, de ce fait,restent libres entre les éléments de rectification individuelle renforcent l'effet de refroidissement et facilitent l'enlèvement media which, therefore, remain free between individual grinding elements enhance the cooling effect and facilitate removal
des copeaux. La distance entre les éléments de rectifi- shavings. The distance between the grinding elements
cation individuelle ou encore segments de rectifi- individual cation or rectification segments
cation est Enoutre, à chaque fois, plus petite que la surface à façonner. De cette manière, on évite qu'une picene se trouve coincée entre deux segments de rectification et que, lors de la rotation de la meule, se déroule un processus traditionnel de rectification frontale, o seul le bord du segment de rectification agit. On peut cependant également utiliser d'une manière avantageuse des meules pourvues d'une garniture continue dont les dimensions sont cation is In addition, each time, smaller than the surface to be shaped. In this way, a picene is prevented from being wedged between two grinding segments and that, during the rotation of the grinding wheel, takes place a traditional process of frontal grinding, where only the edge of the grinding segment acts. However, it is also possible to advantageously use grinding wheels provided with a continuous lining the dimensions of which are
déterminées selon la grandeur de la pièce. determined according to the size of the room.
Dans la rectification selon l'invention, on peut utiliser des grains économiquement plus fins, ce qui, pour la rectification de matériaux non In the grinding according to the invention, economically finer grains can be used, which, for grinding non-material
métalliques, donnent des surfaces mieux finies. metallic, give better finished surfaces.
Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrireci-après, à To better understand the object of the present invention, we will describe below,
titre d'exemples purement illustratifs, et non limi- title of examples purely illustrative, and not limited to
tatifs, plusieurs modes de réalisation représentés several embodiments shown
sur les dessins annexes.in the accompanying drawings.
Sur ces dessins, La figure 1 représente un disque de substrat d'une dimension type; La figure 2 représente une forme de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre conforme à l'invention du procédé de rectification transversale plan contre plan; La figure 3 est une représentation schématique des proportions grossières entre la surface de rectification de la meule et la pièce dans le cas d'un dispositif selon la figure 2; et In these drawings, Figure 1 shows a substrate disc of a typical size; FIG. 2 represents an embodiment of a device for the implementation according to the invention of the transverse plan-to-plan rectification process; Figure 3 is a schematic representation of the rough proportions between the grinding surface of the grinding wheel and the workpiece in the case of a device according to Figure 2; and
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Les figures 4a à 4e sont des représentations schématiques respectives d'exemples de configurations avantageuses des surfaces de rectification de meules FIGS. 4a to 4e are respective schematic representations of examples of advantageous configurations of the grinding surfaces of grinding wheels
pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. for implementing the method of the invention.
Le disque de support en silicium représenté sur la figure 1 a des dimensions telles que prévues pour la fabrication de composants électroniques à grande puissance. La forme de réalisation d'un dispositif représentée sur la figure 2 se compose d'un support de machine 1 principalement en forme de parallélépipède, sur la surface horizontale supérieure duquel est disposée pour la réception ou le transport des pièces 3, une table 2 que l'on peut faire tourner de façon cadencée ou qui peut être déplacée horizontalement, The silicon support disc shown in Figure 1 has dimensions as provided for the manufacture of high power electronic components. The embodiment of a device shown in Figure 2 consists of a machine support 1 mainly in the form of a parallelepiped, on the upper horizontal surface of which is arranged for receiving or transporting the parts 3, a table 2 that you can rotate in a clocked fashion or that can be moved horizontally,
et qui peut être fixée pendant le processus de rectification. and which can be fixed during the rectification process.
Le dispositif de réception des pièces est surmonté d' The coin receiving device is surmounted by
un support 4, sur lequel sont fixés le moteur d'entrai- a support 4, on which are fixed the drive motor
nement 8 et la broche de meule 5, qui porte la meule 6 avec la surface de rectification 7 tournée vers les pièces. Le support 4 est monté mobile verticalement vers le haut et vers le basau moyen d'éléments de 8 and the grinding spindle 5, which carries the grinding wheel 6 with the grinding surface 7 facing the workpieces. The support 4 is mounted movable vertically up and down by means of
guidage 9, précis et rigides, sur le support 1. guide 9, precise and rigid, on the support 1.
Ce mouvement vertical vers le haut et vers le bas, peut, par exemple, êtreobtenu par une broche d'approche 10 à commande électrique. Cette broche d'approche 10 fait avancer vers le bas la meule 6, selon l'invention,en "rectification en plongée" jusqu'à la mesure finale de la pièce et soulève en déplacement rapide tout le support, vers le haut. Pendant ce mouvement de retour du support, la pièce terminée est éloignée de la zone de la meule par la rotation cadencée ou par le déplacement horizontal de la table 2, et, en même temps, une nouvelle pièce à façonner est This vertical upward and downward movement can, for example, be obtained by an electrically controlled approach pin 10. This approach spindle 10 advances the grinding wheel 6 downwards, according to the invention, in "plunge rectification" until the final measurement of the part and lifts the entire support in rapid movement, upwards. During this return movement of the support, the finished part is moved away from the grinding zone by the clockwise rotation or by the horizontal displacement of the table 2, and, at the same time, a new part to be shaped is
amenée sous la meule et miseen position de travail. brought under the grinding wheel and put in working position.
Ces chargement et déchargement simultanés se pro- These simultaneous loading and unloading
duisent en synchronisme avec le mouvement de retour du support de sorte qu'il n'y ait aucune collision il dual in synchronism with the return movement of the support so that there is no collision there
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entre la nouvelle pièce et la meule, tant que le mouvement de transport n'est pas terminé et que le between the new part and the grinding wheel, as long as the transport movement is not finished and the
support de la pièce n'a pas de nouveau été bloqué. workpiece support has not been locked again.
La figure 3 montre une meule pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. La meule 40 représentée a une surface de rectification ou de polissage 42 tournée vers la pièce 41 qui, pendant le processus de rectification, recouvre totalement, par sa surface, la pièce 41 maintenue solidement et non soumise à un mouvement d'avance. De cette façon, on est assuré que pendant la rectification, tous les corps abrasifs de la surface de rectification 42 FIG. 3 shows a grinding wheel for implementing the method of the invention. The grinding wheel 40 shown has a grinding or polishing surface 42 facing the part 41 which, during the grinding process, completely covers, by its surface, the part 41 held securely and not subjected to a movement of advance. In this way, it is ensured that during the grinding, all the abrasive bodies of the grinding surface 42
agissent efficacement pour retirer les copeaux. work effectively to remove chips.
Les figures 4a à 4e représentent de façoe hatiqe, diverses possibilités de configutarion des surfaces Figures 4a to 4e represent in a hatic way, various possibilities of surface configuration
des corps abrasifs utilisables selon l'invention. abrasive bodies which can be used according to the invention.
La figure 4a représente une surface de FIG. 4a represents a surface of
rectification formée de pastilles 43 de corps abrasifs. rectification formed by pads 43 of abrasive bodies.
Les fiqures 4b et 4c montrent des meules dont les garnitures abrasives sont formées d'éléments de garniture abrasive 44,45 respectivement de forme carrée Figures 4b and 4c show grinding wheels whose abrasive linings are formed from abrasive lining elements 44, 45 respectively of square shape.
et trapézoidale.and trapezoidal.
Dans le cas des figures 4d et 4e, les éléments de la garniture abrasive sont respectivement conformés en forme de bâtonnets 46 et dacs 47. Dans toutes les formes de réalisation des figures 4a à 4e, on a respectivement représenté des pièces 41 de forme circulaire et l'on peut voir ainsi que les garnitures abrasives recouvrent totalement les pièces en surface de manière efficace. Dans chacune de ces formes de réalisation de meules, on est assuré que, pendant la rectification, tous les corps abrasifs des segments de garniture abrasive tournés vers la pièce seront efficaces pour l'enlèvement des In the case of FIGS. 4d and 4e, the elements of the abrasive lining are respectively shaped in the form of rods 46 and dacs 47. In all the embodiments of FIGS. 4a to 4e, parts 41 have been shown respectively of circular shape and you can see that the abrasive linings completely cover the parts on the surface effectively. In each of these grinding wheel embodiments, it is ensured that, during grinding, all of the abrasive bodies of the abrasive lining segments facing the workpiece will be effective in removing the
copeaux. Ceci est nettement contraire à la rectifi- shavings. This is clearly contrary to rectification.
cation frontale ou faciale traditionnelle, selon laquelle seuls les corps abrasifs du bord de la meule traditional frontal or facial cation, according to which only the abrasive bodies of the edge of the grinding wheel
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servent à enlever les copeaux.used to remove chips.
Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que la charge de rectification et le domaine de contact de la meule sur la pièce sont constants pendant tout le temps de la rectification. On peut ainsi obtenir une image très régulière de la rectification Another advantage of the invention lies in the fact that the grinding load and the contact area of the grinding wheel on the workpiece are constant throughout the time of grinding. We can thus obtain a very regular image of the rectification.
et un processus de rectification très stable. and a very stable rectification process.
Le procédé de rectification transversale The transverse rectification process
plan contre plan, ou encore rectification plane trans- plan against plan, or plane rectification trans-
versale, faciale, est décrit par exemple dans le lateral, facial, is described for example in the
projet de norme DIN 8589, partie 11, page 10. draft standard DIN 8589, part 11, page 10.
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